Budapesti Északi Duna-híd, 2007–2009

Előzmények

A II. világháborúban lebombázott Duna-­hidat 1953 és 1957 között ideiglenes jelleggel, K hídszerkezettel pótolták. A robbantás miatt tönkrement hídfők és pillérek újjáépítése, valamint a többi alépítmény sérüléseinek legszükségesebb kijavítása után a hadihídkészlet felhasználásával szerelték össze a félállandó jellegű felszerkezetet, amely 7 db 92,0 m támaszközű, K rácsozású alsópályás és egy 21,60 m támaszközű felsőpályás hídszerkezetből állt (1. ábra).

A hídszerkezeteket 2×(15 t+5×18 t+15 t)+6 t/m teher viselésére tervezték. Az eredeti elképzelés szerint 10 éves időtartamra beépített szerkezet végül több mint 50 évig volt forgalomban.
Az eredeti pilléreken 2007 és 2009 között megépített új hídszerkezet folytatólagos többtámaszú, rácsos, alsópályás, ortotróp pályalemezes hegesztett szerkezet, NF csavaros helyszíni illesztésekkel. A híd támaszközei: 7×93,0 m+22,40 m (a budai parti nyílásban a rácsos szerkezet gerinclemezes, felsőpályás hídszerkezetként folytatódik) (2. ábra). 
A teljes hosszában folytatólagos acélszerkezet a felújított pillérekre és az átalakított hídfőkre támaszkodik.

Az alépítmények állapota

Az átépítés tervezési munkáinak előkészítéséhez szükség volt az alépítmények állapotvizsgálatára. Tekintettel arra, hogy a hídfők szemmel láthatóan jó állapotban voltak, továbbá a folyóvíz szerkezetkárosító hatása a hídfőknél nem volt jelentős, a szemrevételezéses vizsgálatokat és a magmintavételt csak a mederpillérekre végezték el, emellett a pillérek víz alatti részét búvárokkal is megvizsgálták.
A szemrevételezéses vizsgálat kisebb felületi hibákat, hiányokat és nagyobb fugahiányokat, burkolati felfagyásokat tárt fel. Megállapították, hogy a pillérek lábazatánál a kőszórások pótlása is szükséges.
A pilléreket magminták vételével is megvizsgálták, aminek eredménye: 

• a gránitburkolat jó minőségű és meg­felelő szilárdságú volt;
• a magbeton gyenge minőségű, valamint inhomogén, vízzel átjárt, helyenként törmelékes, kötőanyag nélküli, iszappal szennyezett volt.

Alkalmazott sarurendszer

A régi K szerkezet kéttámaszú tartók sorozatából épült fel, nyílásonként egy-egy fix és mozgó alátámasztással. Ebből következik, hogy egy pillérre maximálisan két támaszköznek megfelelő hosszról adódtak át a fékező- és indítóerők. Az új, folytatólagos többtámaszú szerkezet esetén – hagyományos rendszerű és elrendezésű sarukban gondolkodva – egy fix alátámasztásnál kellett volna felvenni a 674,40 m hosszú tartóról átadódó vízszintes erőket. A több mint 100 éves pillérek, komoly átalakítás és megerősítés nélkül, erre alkalmatlanok lettek volna, ezért az a döntés született, hogy a fékező- és indítóerőket a hídfőknél veszik fel (természetesen erre a hídfőket fel kellett készíteni, így azokat – a szükséges közműkamrák biztosítása mellett – jelentősen átalakították, megerősítették).

Az alkalmazott sarurendszert (3. ábra) a német Maurer Söhne GmbH gyártotta. A rendszer lényege, hogy a szerkezet végei­hez beépített 2-2 db, egyenként 1500 kN teherbírású és ±200 mm mozgástartományú Maurer MSTL 1500/400 típusú lökésközvetítő készülékek (4. ábra) hirtelen bekövetkező erő hatására erőátadó elemként (hidraulikus féktámaszként) működnek, a szerkezet lassú hőmozgását viszont nem akadályozzák. A fékező- vagy indítóerő hatására a felszerkezet kismértékben kimozdul nyugalmi helyzetéből, azonban a féktámaszok a mozgást kvázi azonnal megfogják. A szerkezet esetlegesen egy irányba történő elkúszását műgumi ütközőbakok (5. ábra) és gömbsüveg alakú csúszó saruk korlátozzák.
Az alátámasztási pontokban az 1400 és 13 000 kN között változó függőleges reakcióerők felvételére alkalmas sarukat helyeztek el, melyek a déli főtartó alatt hossz- és keresztirányban, az északi főtartó alatt hosszirányban mozgó kialakításúak. Végeredményben tehát hagyományos értelembe vett fix saru nélküli támaszrendszert alakítottak ki. A rácsos szerkezet közbenső sarui gömbsüveg csúszófelületű Maurer SIP-S több irányba mozgó és henger csúszófelületű Maurer SIP-SU egy irányba mozgó ingasaruk (6. ábra). A hídfőkre beépített saruk Maurer KGA több irányba mozgó és Maurer KGE egy irányba mozgó sík csúszófelületű saruk. A gömbsüveg és hengerfelületű saruk a fékezés esetén kimozdult szerkezetet – a szerkezet önsúlya révén – a középállás felé, azaz a stabil egyensúlyi állapotba kényszerítik, megakadályozva ezzel a szerkezet elkúszását.

Alépítményi beavatkozások

Az alkalmazott sarurendszerrel összhangban a meglévő alépítmények közül a hídfők átalakítását, megerősítését, valamint a pillérek felújítását tervezték meg (MSc Kft.) és végezték el (Északi Híd 2005 Konzorcium – Hídépítő Zrt.).
A hídfőket a közművek fogadására al­kalmassá téve kellett átalakítani, megerősíteni, majd a megmaradó szerkezeti részeket felújítani. Ezt a munkát részben a forgalom fenntartása mellett, provizórium védelmében el lehetett végezni (7. ábra).

Az átalakítás során mindkét hídfőnél elbontották a szerkezeti gerendát, a hídfő felső részét, továbbá a meglévő kőkúpokat és a párhuzamos szárnyfalakat. A háttöltés eltávolításával szabaddá tették a hídfők hátfalát, amely ezután vasbeton köpenyezést kapott (8. ábra). A hídfő mögé új vasbeton lemezt építettek, ezen elkészülhetett a hídfőnként két darab közmű­akna. Az aknák külső falának folytatásában megépítették az új párhuzamos szárnyfalakat és az azokat megtámasztó bordákat.
Az új szerkezeti gerendák szélesebbek lettek a réginél. A saruk vonalában, a hídfő homlokfala mögött, a hidraulikus féktámaszok számára kellett mintegy 1,50 × 2,50 m alapterületű üreget kialakítani. A vágány alatt az ágyazat megtámasztását is ellátó, felülbordás kiegyenlítő lemezt helyeztek el. Az új párhuzamos szárnyfalak mellett kőburkolatú földkúppal támasztották meg a csatlakozó töltést (9. ábra).
Az új vasbeton lemez és a közműaknák révén jelentősen megszélesített hídfők már alkalmasak voltak a hidraulikus féktámaszok által közvetített vízszintes erők felvételére.
A pillérek felújítására külön terv készült, mely az injektáláson kívül a kőburkolatok javítását, fugázását is tartalmazta.

A pillérek injektálás utáni megkövetelt betonminősége C10 volt, ezt magmintavétellel ellenőrizték. A pillérek tetején – a meg­lévő robbantónyílások kibetonozása után, a saruk fogadására – acél sarugerendákat helyeztek el (10. ábra).
A megfelelő mederállapot stabilitásának megtartására és a távlati kimosódások megelőzésére a mederpillérek lábánál kőrakatos mederbiztosítást végeztek.