A műszaki szabványok, előírások készítésekor egyik alapkövetelmény a konszenzus. Ehhez vezető út része a vélemények ütköztetése, a vita, az eszmecsere.
Napjainkban folyamatban van a közúti hidak tervezésére vonatkozó Útügyi Műszaki Előírások (ÚME) megújítása. Ebben a legnagyobb érdemi változásnak nevezhető az Eurocode előírások korábbinál részletesebb átvétele, beleértve a közúti hidak hasznos terheit is.
Az Európai Unióhoz való csatlakozással hazánk kötelezettséget vállalt arra, hogy bevezeti az Eurocode szabványokat és kivezeti az ezekkel ellentétes nemzeti szabványokat. Röviden érvényben maradt az ÚME-k mellett az MSZ hídtervezési előírás is. Az MSZ hídtervezési szabványokat 2003 tavaszán visszavonták, 2004.
A tartószerkezetek népes családjában a közúti hídtervezés a gyakorlatban azonban mindmáig kimaradt az Eurocode teljes bevezetéséből. Bár az ÚME-k méretezéselmélete időközben részben átvette az Eurocode elveit, illetve az ÚME biztonsági szintjét igyekeztek az Eurocode-dal azonos szintre hozni, Eurocode-harmonizációnak nevezve, a hasznos terhek és egyes előírások máig a „régi MSZ szabványból tovább örökítve használatosak. Ennek elsődleges oka abban található, hogy a hídtervezők részéről határozott ellenállás volt az új szabvánnyal szemben.
A tartószerkezettervezés többi területén, ide értve a vasúti hidakat is, azonban megtörtént az áttérés az Eurocode-ra. Ugyanekkor a hídépítéshez kapcsolódó alapozás és földrengés számítás teljesen Eurocode alapra került, mivel nem volt használható más szabvány.
Hogyan lehetséges ez, hiszen az EU-csatlakozás feltételeként nemzeti szabvány lett az Eurocode, hatálytalanítva minden ezzel ellentétes korábbi Magyar Szabványt? Erre lehetőséget az ÚME sajátos jogállása adott a magyar hidász társadalomnak. Az ÚME-k nem nemzeti szabványok, hanem a közútépítési ágazat saját műszaki normája (Hajós 2022). Így ezek, mint kvázi a nemzeti szabványhoz (Eurocode-hoz) képest „alacsonyabb” rangú „szabványként” használhatóak, mert rendelkeznek az ehhez szükséges attribútumokkal (szakmai konszenzus, közmegegyezés, önkéntesség, egyértelműség, ellentmondás-mentesség, illeszkedés a jogszabályokhoz, ismétlések, halmozások kerülése, tárgyszerűség).
Az ÚME-knak tehát vannak létjogosultságuk az EU-csatlakozás után is. S mivel szerződéses alapon az állami megrendelő előírta az ÚME-k alkalmazását, így az amúgy hatályos Eurocode mellett immáron 17 esztendeje továbbra is a közúti hidak lényegében kivétel nélkül az ÚME szerint készültek.
Néhány kivétellel találkozhatunk, mikor a híd erőtani tervei Eurocode szerint készültek, hiszen mindkét előírás érvényes, így szerződéses megállapodás kérdése melyiket használjuk.
Az Eurocode meghatározza az európai egységes méretezéselméletet, megadva az alapesetként ajánlott értékeket a terhelő hatásokra, de nemzeti hatáskörben meghagyja a lehetőséget egyes tényezők, paraméterek megválasztására, ezáltal a területi adottságok és a biztonsági szint finomhangolására. Ez utóbbi az egyes alkalmazó országok gazdasági teljesítőképességének is függvénye kell legyen.
Az Eurocode négyféle hasznos közúti tehermodellt ad meg (LM1, LM2, LM3 és LM4). Az LM1 tehermodellnél a kocsipályát forgalmi sávokra kell osztani és forgalmi sávonként kell alkalmazni egy ikertengely koncentrált terhet és ezzel egyidejű megoszló terhet. Forgalmi sávonként más ezen terhek intenzitása.
A tehermodellek finomhangolása és a nemzeti mellékletek
Az LM1 tehermodell hasznos terheinek fent említett nemzeti hatáskörű „finomhangolására” van lehetőségünk, technikailag minden Q és q értéket egyedi α-tényezőkkel módosítva. Külön nemzeti előírás hiányában az összes α értéke 1. Az Eurocode megjegyzésben megfogalmazott ajánlása: αQi≥0,8 és i≥2 esetén αqi≥1 (maradék töredéksáv kivételével).
2006-ban, az Eurocode magyar nemzeti melléklete a közúti járműterhekre vonatkozóan három terhelési osztályt állapított meg, az Eurocode ajánlott alapértékét megtartva a főúti és gyorsforgalmi úti hidakra a két további terhelési osztályban pedig csökkentő tényezőket megadva.
| Terhelési osztály | Leírás |
|---|---|
| I. | Főúti és gyorsforgalmi úti hidakra vonatkozó alapérték |
| II. | Csökkentett tényezők |
| III. | Csökkentett tényezők |
Megjegyzendő, hogy az III. évezredünk első évtizedében sok tanulmány, vizsgálat és próbaszámítás készült elemezve az új teherszintek hatását (Farkas Gy. et al 1999, 2000, 2006, 2010; Kovács T. 2006; Szalai K. et al 2002, 2003). Örvendetes, hogy ezek többségében megjelentek folyóiratokban, konferencia kiadványokban, lehetőséget adva a szakmai konszenzus megtalálásához.
Ennek eredményére még néhány évet várni kellett: részletes összehasonlító számítások, tanulmányok és szakmai konferenciák után, az ezzel foglalkozó szakemberek közmegegyezésével, 2010-ben Eurocode nemzeti melléklet módosítása jelent meg, a korábbi három terhelési osztály helyett csak kettőt meghatározva.
A nagyobbik, I. terhelési osztály tényezőit a lehető legalaposabban úgy határozták meg, hogy - természetesen a biztonság javára, azaz felülről közelítve - minél jobban az ÚME-szerinti A-jelű jármű terhelésével azonos hatást eredményezzen. Ennek megfelelően az I. terhelési osztály kisebb teherszintet rögzít, mint az Eurocode szerinti alapérték, a II. terhelési osztály pedig egy ennél is kisebb intenzitást rögzít.
Akkor hatályos ÚME (ÚT 2-3.401:2004) még tartalmazta az A-B-C teherosztályt, főutakra, főút feletti hidakra és fővárosi hidakra A osztályt, egyéb hidakra B osztályt írva elő.
2010-ben az Eurocode nemzeti melléklete nem csak az MSZ EN 1991-2:2006 szerinti LM1 teherszinteket csökkentette, hanem az MSZ EN 1990:2002/A1:2008 szerinti kombinációs Ψ1 tényezőket is mérsékelte, ikertengely (TS) esetén 0,75 helyett 0,6-ra, megoszló terhek esetén 0,4 helyett 0,3-ra. Ez esetünkben a feszített vasbeton hidak méretezésére van érdemi kihatással, ahol ezzel a tényezővel képzett gyakori kombinációra kell a repedéstágasságot ellenőrizni.
A Magyar Út- és Vasútügyi Társaság (MAÚT) szerepe és az új előírások
A Magyar Út- és Vasútügyi Társaság (MAÚT) legfontosabb tevékenysége 1994. évi alapítása óta az ÚME-k gondozása, fejlesztése. Az ÚME-k immáron három évtizede a magyarországi közlekedésépítés legfontosabb és sok szempontból nélkülözhetetlen előírásrendszere.
Az ÚME-kat a 2017-ben megjelent 16/2017. (V.25.) NFM rendelet új keretrendszerbe helyezte, az előírások gondozása átkerült az erre a célra létrehozott Útügyi Műszaki Szabályozási Bizottsághoz.
A Műszaki Szabályozási Bizottság megrendelte a közúti hidak tervezésének alap előírásainak felülvizsgálatát, megújítását, célul tűzve ki az Eurocode alapokra való áttérést, szinkronban a vasúti hidakra készülő előírásokkal. Ezen óriási munka 11 előírást, 2 tervezési segédletet, mintegy 500 oldalnyi meglévő előírást érint. A közúti hidak tervezésére vonatkozó előírások eddigi kötetes rendszere megmarad. A második kötet fogja továbbra is tartalmazni az erőtani számítások alapelveit és a hídszerkezetet érő hatásokat.
Az opponens bizottság ezen második kötet kapcsán megfogalmazott észrevételei között a közúti járműterhekre vonatkozóan is megfogalmazott kérdéseket, közülük is kiemelten a közúti járműterhek osztályainak kialakítására és a teherszintek változására.
A készülő új előírás teherszint tervezete (2023. Az erőtani számítást szabályait tartalmazó 2. kötet (KHT 2.) szerzőbizottsága négyféle terhelési osztályt fogalmazott meg az elkészített előírástervezetben.
| Terhelési osztály | α tényezők (megoszló teher) |
|---|---|
| I. | 1,2 - 2,2 - 1,1 |
| II. | 1 (azonos az Eurocode alap ajánlásával) |
| III. | Azonos a hatályos MSZ EN szerinti I. osztállyal |
| IV. | Azonos a hatályos szabvány szerinti II. osztállyal |
Szembetűnő, hogy a legnagyobb, I. terhelési osztálynál 1-nél nagyobb α tényezők jelentek meg a megoszló terheléshez kapcsolódóan (1,2 - 2,2 - 1,1). A II. terhelési osztály azonos az Eurocode alap ajánlásával (minden α esetén 1). A III. terhelési osztály azonos a hatályos MSZ EN szerinti I. osztállyal, és a IV. osztály azonos a hatályos szabvány szerinti II.
Természetesen azonnal adódott a kérdés, mi indokolja a járműterhek emelését nem csak a jelenleg hatályos KHT-szerinti A-jelűhöz képest és azzal kvázi azonosnak tekinthető MSZ EN I.-hez képest, hanem az Eurocode javasolt alapértékéhez képest is, amit 2010-ben a nemzeti mellékletben csökkentettünk. Az emelés indoklása az aktuális német előírás átvétele volt, ezt alátámasztva két kutatási publikációval (Hanswille, G. et al 2010; Freundt, U. et al 2011), hangsúlyozva a közúti teherforgalom rohamos fejlődését is.
Indoklás elsősorban arra koncentrált, hogy a javasolt emelés gazdasági hatása kicsi, azaz az így építendő hidak építési költsége csak csekély mértékben lesz drágább.
Szakmai vita és nemzetközi gyakorlat
A javasolt teherszintek széles körű szakmai egyeztetése céljából az Építési és Közlekedési Minisztérium kezdeményezésére a MAÚT szakmai vitanapot hirdetett 2023. szeptember 25-re, amelyen mintegy 35 hidász vett részt.
Az előírást készítők tájékoztatása mellett az Unitef’83 Zrt. Mivel a javaslat a német előírás átvételét fogalmazta meg, joggal felmerül annak igénye, hogy megismerjük a teljes európai gyakorlatot. Ebben óriási segítséget adott az Unitf’83 Zrt. tanulmánya, tételesen összegyűjtve, elemezve az egyes országok hatályos előírásait.
| Ország | Teherszint | Megjegyzés |
|---|---|---|
| EU tagállamok (többsége) | Eurocode ajánlott alapérték | Kevés kivétellel |
| Németország | Magasabb érték | Mintát jelentő |
| Ausztria | Magasabb érték | Mintát jelentő |
| Franciaország | Kicsit emelt érték | |
| Dánia | Kicsit alacsonyabb | |
| Nagy-Britannia (nem EU tag) | Kiegyenlített, egyenletes megoszló teher |
Eurocode ajánlott alapértékét használja kevés kivétel mellett az összes EU tagállam, továbbá a nem EU tag Szerbia is. A mintául választott magasabb értéket alkalmazza Németország és Ausztria. Kicsit emelt érték érvényes Franciaországban, Dániában kicsit alacsonyabb, Nagy-Brittaniában (nem EU tag) pedig kiegyenlített egyenletes megoszló terhet vezettek be.
A javasolt előírástervezet viszont nem a hatályos német előírás maradéktalan átvétele, hanem a megoszló terhek esetében csak mérsékelt emelést tartalmazott.
E szakmai találkozó lehetőséget adott a kérdések felvetésére, de témában szinte csak a terhelési osztályok α tényezői kerültek terítékre. A vélemények megosztásán túl az érdemi párbeszéd elmaradt.
A találkozó közvetlen folyománya, hogy 2023. A vitanapot követően, 2023 októberében tartott újabb konzultáción szóban és kivetítve bemutatott terhelési osztályok már kis mértékben csökkentett értékeket tartalmaztak. Az I. teherosztályhoz tartozó értékeket a 3. táblázatban megadtuk, a többi teherosztályhoz tartozó tényezők e munkaanyag megosztásának hiánya miatt innen hiányoznak.
A teherszintek változásának okai és hatásai
Az elemzés első része az okokra vonatkozik, tudniillik miért módosítunk, a második része pedig a hatásokra vonatkozik, hogy a módosítás mivel jár, mit okoz, melyek a „mellékhatásai”. A tervezetet alátámasztó számítások kizárólag a hatásokra tért ki, bizonyítandó, hogy nem is okoz érdemi többletet a módosítás.
Az elemzés első részét - a „miértek” vizsgálatát nem szabad mellőzni. Ebben példaértékű a példának tekintett német előírás készítését megelőző elemzések bősége, részletessége.
A karakterisztikus értékhez az 1000 év visszatérési idő, azaz 50 évre vetített 5% alatti meghaladási valószínűség tartozik.
A közúti hídszabályzataink 1950 óta a katonai terhekből indulnak ki, azaz honvédelmi célból lett meghatározva a szükséges teherszint, amelyet többé-kevésbé közutas köntösbe csomagoltak. A legfontosabb hadászati felvonulási utak („hadiút”) esetében a teherszint 73 éve lényegében változatlan. Noha az 1950. évi ideiglenes hídszabályzatban és az 1956.
A közúti tehergépjárművek óriási fejlődésen mentek keresztül a napjainkban járatos 40 tonnás tipikus szerelvényekig és a rendszeres túlméretes járművekig. A szabványosított katonai teherbírási igénynek köszönhetően a közúti teherforgalmi teherbírás igény máig nem haladta meg szabályozási teherszintet.
A tervezési előírás megújítása ilyen szempontból is újdonságot hozhat, ha a teherszinteket immáron nem a honvédelmi szempontok diktálják. De a katonai járművek továbbra sem hagyhatók figyelmen kívül, így bármi is legyen a kristályosodó új teherszint, szükséges annak honvédelmi egyeztetése és elfogadtatása is.
Jogszabály szerint (36/2017. (IX. 18.) NFM rendelet) a magyar közutakon külön engedély nélkül közlekedhet az a jármű, amely össztömeg vonatkozásában nem haladja meg a 40 tonnát. Európában egységesen a kombinált áruszállítás támogatása érdekében az intermodális szállítási műveletben közlekedő konténer és cserefelépítmény esetében 2+3 tengely esetén 42 tonna, 3+2 és 3+3 tengely esetében pedig 44 tonna legnagyobb össztömeg lett bevezetve (96/53/EK irányelv).
A járművek össztömegére vonatkozó belföldi szabályozások azonban Európában nem egységesek, újabban egyre többször felmerül nagyobb össztömegű járművek bevezetésének kérdése. E törekvés irányába hatnak a gazdaságossági szempontok, elsősorban a fajlagosan kisebb élőmunka (járművezető), másodsorban a kedvezőbb üzemanyag költség. Egyre gyakrabban hangoztatott érv a kedvezőbb karbon-lábnyom, ami a nagyobb járművekkel elérhető.
Számos európai ország saját hatáskörben engedélyezte a nagyobb össztömegű járművek általános közlekedését. Különböző országokban találkozhatunk 45, 50, 60 tonnás szerelvényekkel is.
Ameddig a magyar jogszabályok nem változnak, addig a tehergépjárművek teherintenzitása nem tud növekedni. A jogszabályok esetleges változása viszont közlekedéspolitikai kérdés, s ennek akár kihatása is lehet a hídtervezési előírásban érvényesítendő teherszintekre vonatkozóan.
Rendkívüli terhelési helyzetek és adatok elemzése
Rendkívüli forgalmi okból előfordult, hogy a teherforgalmi torlódás miatt sorban álló veszteglő kamionsor alakult ki, ami hidakat is érinthet. E rendkívüli terhelési állapot egyedi vizsgálatot érdemel, mit okozhatnak a hídszerkezetet „teleparkoló” teherjárművek.
Ennek vizsgálatában igen sok a szabad paraméter: mekkora az átlagos teherautó tömege, átlagos hossza, mekkora köz marad két jármű között, betartják-e a KRESZ előírásait, elfoglalhatják-e a műszaki biztonsági sávot, kell-e ellenőrizni súlyosan szabálytalan járműzsúfolódás eseteit, mindezen rendkívüli eseteknek mi a valószínűsége stb?
A hazai teherforgalomra használható tény adatokat gyűjtenek a Magyar Közút NZrt. mérlegállomásai. Évente több mint 4 millió mérlegelés adata felhasználható átlagos járműteher becsléséhez. Sok évnyi mérlegelési adatsor rendelkezésre áll. Ez hihetetlen adatkincset jelent.
Ezen óriási adatbázisban rejlő adat-hasznosítás illusztrálására röviden megvizsgáltuk az ártándi mérlegállomás 2018 és 2022 közötti öt évnyi adatait mindkét irányban (kilépő, belépő). Biztonság javára törekedve azt kívántuk meghatározni, mekkora egy átlagos te...