Bevezető

A Budapestről minden említésre méltó kiadvány első oldalai egyikén mutatja be a főváros büszkeségét, első állandó Duna-hidunkat, a Széchenyi-Lánchidat. Az idén másfél évszázada fennálló klasszicista műremek ma már annyira belevésődött az emberek tudatába, hogy nélküle Budapestet elképzelni sem lehet.

Az állandó híd megépítése nemcsak műszaki részleteiben tartalmazott merész újításokat, hanem gazdasági, jogi és politikai vonatkozásában is. A reformkori Magyarországon a feudális államrend keretében teljesen újszerű feladat volt a hídépítéshez szükséges gazdasági erőforrások előteremtése és a fedezet biztosítása. Kossuth írta – ennek kapcsán – a Lánchíd alapkövének letétele alkalmával: “Ma tették le az alapját a polgári egyenlőségnek.”

Történelmi visszatekintés

Gróf Széchenyi István huszárkapitány 1820 decemberében a Bihar megyei Diószegen állomásozik alakulatával, amikor hírét veszi, hogy édesatyja gróf Széchenyi Ferenc meghalt. Haza kell utaznia. December 29-én ér Pestre, ahol kemény tél fogadja; a hajóhidat hetekkel azelőtt szétszedték. A jégzajlás miatt a hajók sem közlekednek, a csónakosok sem mernek vállalkozni az átkelésre. Csak egy hét múlva, 1821. január 5-én akad végre egy révész, aki aztán az utast utazóhintajával együtt átviszi a budai oldalra. Ekkor mondta Széchenyi: “…egy évi jövedelmemet adnám, ha Buda és Pest között állandó híd épülne…”. Sok mindennel foglalkozik ebben az időben Széchenyi, de a hídépítés gondolata nem hagyja nyugodni. 1831-ben megjelent “Világ” c. munkájában már nemcsak a híd felépítéséről, hanem az alkotás későbbi hasznosításáról is ír. Vihart váltott ki azzal, hogy írásában a hídépítés költségeinek fedezéséhez a mindenkire – nemesekre is! – egyaránt kötelező hídvám bevezetését javasolja. 1832-ben megalakítja a “Budapesti Hídegylet”-et, ezzel szervezett keretet adott a hídépítéssel kapcsolatos műszaki és gazdasági ügyeknek. Széchenyi – kiváló taktikai érzékkel – nemcsak a hídépítés pártolóit, hanem az ügy ellenzőit is bevonta a Hídegylet munkájába, és ezzel némileg ki is fogta a szelet a vitorlájukból. 1832 őszén gróf Andrássy Györggyel Angliába utazik, hogy tanulmányozza a modern hídépítést. Már ekkor látszik, hogy Buda és Pest között vasláncon függő híd megépítése lenne célszerű, s minthogy ilyeneket eddig kizárólag Angliában építettek, az angol mérnökök véleményét akarták megismerni. 1836-ban az Országgyűlés megalkotta az “Egy állandó hídnak” Buda és Pest közötti építéséről szóló XXVI. törvénycikkét. A törvény 12 szakaszból áll és – többek között – kimondja, hogy a híd a szerződés lejártával a magyar nemzet tulajdonába kerül.

A híd építéséről szóló törvény elfogadása után Pestre érkezett William Clark és előterjesztette három tervjavaslatát: az első a mai Gresham palota vonalában építendő háromnyílású függőhíd, a második a Belvárosi templom vonalába tervezett híd, a harmadik a mai Irányi utca vonalába építendő gyaloghíd. A híd helyének kiválasztásakor a keletkező látvány is a mérlegelés tárgyát képezte; számtalan rajz készült ezekben az években, amelyek a hidat különböző nézőpontokban ábrázolták. A döntés – a különböző szempontok mérlegelése után – az első változatra esett.

A híd építésének helyszíni munkálatai 1839-ben kezdődtek, a mederpillérek és a hídfők falazása 1847-re készült el, majd megkezdték a lánctagok beemelését. 1848-49-et írtak, folyt a szabadságharc, hol az egyik, hol a másik hadviselő fél akarta az épülő hidat továbbépítésre alkalmatlanná tenni. A szabadságharc befejezését követően a sérüléseket kijavították, szeptemberben és októberben megépítették a végleges pályát, és 1849. november 20-án sor kerülhetett a Lánchíd avatására. A sors iróniája, hogy Széchenyi már nem érte meg a híd átadását.

Az 1849-ben használatba vett híd szerkezete 380,02 méter hosszú volt (88,71 + 202,60 +
+ 88,71).

A híd eredeti pályaszélessége 9,72 méter volt, amelyen két 1,80 m széles gyalogjáró és két 2,86 m szélességű forgalmi sáv fért el. Az eredeti láncszemek hossza 1,80 méter. 1913-ban történt a híd első teljes felújítása, ennek során a tervezők a pályát némileg kiszélesítették, a kocsipálya 6,4 m, a gyalogjárók 2,2 m szélesek lettek. Az acélszerkezeteket nagyobb szilárdságú anyagból tervezték, a lánctagok hosszát megkétszerezték, a függesztőrudak távolsága így 3,6 m-re növekedett. 1938-ban az Eucharisztikus Világkongresszus tiszteletére – a híd díszkivilágítást kapott. 1945. január 18-án a német csapatok felrobbantották a hidat.

A Lánchíd újjáépítésére vonatkozó döntés 1947-ben született meg. Az újjáépítési munkálatok során a mederpillérek kapuzatait az eredeti 5,72 méterről 7,25 méterre szélesítették, ezáltal két autóbusz már biztonságosan tudott egymás mellett közlekedni. Az újjáépített Lánchidat – az eredeti megnyitása 100. évfordulóján – 1949. november 20-án adták át a forgalomnak. 1986-ban egy nagyobb szabású hídrekonstrukciós program kezdődött, melynek során sor került valamennyi budapesti Duna-híd felújítására. A Lánchíd felújítására 1988-ban került sor, amelynek során elvégezték az acélszerkezet teljes felülvizsgálatát, a felületekről homokszórással eltávolították a régi mázolás bevonatait, és új felületvédelemmel látták el a szerkezetet. A pályaszerkezetet szigetelték, és új aszfaltburkolatot építettek. A hídpillérek kőfelületeit letisztították, és a koanyagot konzerválták.

Geodéziai és fotogrammetriai mozgásvizsgálatok

A felújítási program tízévenként rendszeres felülvizsgálatot ír elő, ennek keretében került sor a híd próbaterhelésére és a fellépő alakváltozások geodéziai és fotogrammetriai eljárással történő meghatározására. A 150 éves jubileumhoz kapcsolódóan – diplomamunka keretében – elvégeztük a hídszerkezet hőmérsékletváltozás következtében fellépő alakváltozás meghatározását is.

A szakemberek szerint a főtartó szempontjából mértékadó teher az autóbuszok, személygépkocsik és gyalogjáró terhének, valamint a terhek külpontos elhelyezésének megfelelően két egymás után következő egyenletesen megoszló szakaszos teherrel helyettesíthető. A próbaterhelést 20 tonna (200 kN) össztömegű kaviccsal megrakott tehergépkocsikkal végeztük az 1. ábrán bemutatott elrendezés szerint. Minden esetben mindkét forgalmi sávot egyidejűleg terheltük, és a tehergépkocsikat szorosan a kerékvető mellé állítottuk azért, hogy a geodéziai mérések a híd tengelyében végrehajthatók legyenek.

1. ábra

A próbaterhelés során szabatos szintezéssel – szimultán méréssel – alakváltoztatás-méréseket végeztünk az 1. ábrán bemutatott azonosítási rendszer szerint. Ugyancsak alakváltozás-meghatározást végeztünk földi fotogrammetriai módszerrel a láncra rögzített kivilágított fényforrások helyzetének meghatározásával. A felvételeket a budai Duna partról 200 m távolságból UMK kamarával készítettük (2. ábra). A BME Acélszerkezetek Tanszékének munkatársai ezeken túlmenően feszültségméréseket végeztek nyúlásmérő ellenállások felszerelésével a hídszerkezet mintegy 20 pontjában.

Az előzőekben már ismertetett fajlagos helyettesítő teher nagyságának megfelelően az 1. ábrán bemutatott elrendezés szerint mindkét sávban 200 kN össztömegű tehergépkocsikból álló kocsisorral történt a terhelés. A tehergépkocsik egymástól 15,4 m távolságban helyezkedtek el. A szélső nyílások terhelésénél 2´ 6, a középső nyílás terhelésénél 2´ 12, a féloldalas tehernél 2´ 6 tehergépkocsit állítottunk fel az előre kijelölt pontokra.

A teherállások a következők voltak:

– 0, 2, 4, 6, 8, 11 és 13 teherállás a terheletlen hídra vonatkozott,

– az 1 jelű teherállás a pesti part nyílásterhelése,

– a 3 jelű terhelés a budai parti nyílásterhelése,

– az 5 jelű teherállás a középső nyílás pesti felének terhelése,

– a 7 jelű teherállásnál a középső nyílás teljes hosszának terhelése,

– a 9 jelű teherállás a középső nyílás budai felének terhelése,

– a 10 jelű teherállásnál ismételten a középső nyílás teljes hosszában volt terhelés,

– a 12 jelű teherállás az 1 teherállás ismétlése volt.

A fotogrammetriai vizsgálatoknál a pályaszerkezet függőleges irányú elmozdulását (süly-
lyedését) időbázisos módszerrel határoztuk meg. A módszer lényege, hogy a vizsgált objektumról ugyanabból az álláspontból, de különböző időpontokban készült mérőképeket hasonlítjuk össze. Ezek az időpontok a vizsgálat egyes terhelési fázisainak (teherállások) felelnek meg. A fényképpár egyik képét a terheletlen állapotban készült felvétel, a másik képét a különböző terhelési esetekben készült felvétel alkotja. A hídszerkezet terhelés hatására bekövetkező alakváltozása következtében az egyes vizsgált pontokban vízszintes és függőleges parallaxisok jelentkeznek (amelyek analitikus plotteren mérhetők, illetve regisztrálhatók), és ezáltal optikai modell keletkezik (3. ábra).

3. ábra

A terhelés megkezdése előtt elkészítettük az alapfelvételt, ekkor a hídszerkezeten lévő A₀ pont, amelynek a koordinátái X₀, Z₀ a mérőképen A’₀ pontként jelentkezett x’₀, z’₀ képkoordinátákkal. Valamely terhelési esetben az A₀ pont az alakváltozási mozgás következtében A₁ pontba mozdul el, amelynek koordinátái: X₁, Z₁. Az erről a terhelési esetről (teherállásról) készült fotogrammetriai felvételen az A₁ pont képe A’₁ lesz x’₁, z’₁ képkoordinátákkal. A koordinátakülönbségeket analóg módon, mint a sztereoszkópikus fényképpár koordinátáinak különbségét parallaxisoknak tekinthetjük. Ezek az elmozdulási parallaxisok a második és az első felvétel képkoordinátáinak különbségei:

p* = x’₁ – x’₀ illetve q* = y’₁ – y’₀

ahol, p* a vízszintes, q* a függőleges elmozdulási parallaxis.

A hídszerkezet vizsgált pontjaiban a tényleges elmozdulás:

ahol, M a mérőkép méretaránya. A Lánchíd mozgásvizsgálata esetében csak függőleges (D Z) elmozdulásokat határoztunk meg.

A Lánchíddal kapcsolatban az előző részben összefoglalt geodéziai és fotogrammetriai mozgásvizsgálatok 1999-ben kiegészültek – Diplomamunka keretében – a hídszerkezet hőmérsékletváltozás hatására bekövetkező alakváltozásainak méréseivel. A közúti forgalom zavaró hatásaitól mentesen nem volt lehetőség a híd hőmérsékleti mozgásainak tanulmányozására. A forgalom természetesen jelentős mérési zajt jelentett a hőmérsékleti mozgás vizsgálatában, de a híd lezárását az igen nagy forgalom miatt nem engedélyezték. A forgalom jelenléte jelentősen befolyásolta a mérési módszereket. A megfelelő pontosság és az eljárás egyszerűsége miatt a mérési módszerek közül a felsőrendű szintezést tartottuk legcél-

szerűbbnek. A méréseket két alkalommal hajtottuk végre. A vizsgálati pontokat ugyanazokban a keresztmetszetekben alakítottuk ki, mint korábban a próbaterhelések alkalmával. A hajnali méréskor a levegő hőmérséklete 4,4° C volt, délben 14,5° C hőmérséklet mellett végeztük a méréseket, míg az esti méréskor 5,5° C volt a levegő hőmérséklete. A pályaszerkezet hőmérséklet-változás hatására bekövetkező süllyedése (hídközépen 5,9 cm), egyrészt a pályaszerkezetet tartó acél láncok hőmérsékletváltozás hatására bekövetkező méretváltozásából másrészt a pályaszerkezet hőtágulásából tevődik össze. A hőmérséklet változásából eredő alakváltozások részletesebb vizsgálatát a hídnak a mérések időtartamára történő forgalom lezárásával lehet szabatosan elvégezni, amely a következő időszakban Tudományos Diákköri Dolgozat témája lesz, ennek során kísérleteket végzünk korszerűbb eljárások (pl. lézer) alkalmazási lehetőségeiről is.

A mérési eredmények értékelése

Az Acélszerkezetek Tanszéke munkatársai számítással is meghatározták a próbaterhelés hatására fellépő alakváltozásokat oly módon, hogy számítógépes szimulációt végeztek, és a hídszerkezetet – szerkezeti megoldásból következően – gerendával merevített térbeli rúdlánc-modellel helyettesítették. A rúdlánc jellegéből következően a modellt másodrendű elmélettel vizsgálták, de a modell mérete miatt a rúdszerkezetű modellt síkbeli tartóként kezelték.

A geodéziai mérési eredményeket, a fotogrammetriai kiértékelés eredményeit és a számítással kapott deformációértékeket a híd hét keresztmetszeti pontjában az I. táblázat tartalmazza.

- süllyedés       + emelkedés