Miskolc, Debrecen, Szeged és Budapest villamosüzemeltetői néhol eltérő műszaki, pénzügyi és szervezési környezetben, de ugyanazon kérdésekkel szembesülnek mindennapi munkájuk során. Ha pedig megoldást találnak például a füves felületű pályák létesítésével vagy a közös tömegközlekedési sávok méretezésével kapcsolatos problémákra, örömmel megosztják egymással tapasztalataikat. Hetedik alkalommal kerített erre sort a magyar városi villamos vasúti pályaépítő szakma.
A BKV és a MÁV-Thermit látta vendégül 2014-ben a Városi Villamos Vasúti Pálya Nap előadóit és hallgatóságát, avagy a hazai szakma krémjét. A fővárosban megrendezett konferencia 2014-ben megduplázta résztvevőinek számát, ami egyértelműen a szakmai eszmecsere igényére utaló jel. Az előadások fókuszában elsősorban a négy magyarországi villamosüzemeltető helyzetértékelése, illetve azok az általános műszaki kérdések álltak, amelyek változatos formában Miskolcon, Debrecenben, Szegeden és Budapesten is előkerülnek a pályaüzemeltetés és – fejlesztés terén.
Kezdjük a rendezvény legfontosabb szereplőivel: az idei házigazda BKV részéről Borbás Péter villamosüzem-igazgató, az állandó szervező MÁV-Thermit képviseletében pedig Lőkös László ügyvezető igazgató nyitották meg a konferenciát. Ezt követően Budapestről Gyerkó József, Miskolcról dr. Rajszi Zsolt, Debrecenből Pongor Csaba, Szegedről pedig Elek István adott tájékoztatást a lezárult vagy folyamatban lévő fejlesztési projektek tanulságairól, illetve a következő év kihívásairól.
A tudomány és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem képviseletében dr. Kazinczy László docens, a Széchenyi István Egyetemről pedig Major Zoltán osztotta meg téziseit a jelenlévőkkel. Balázs György (MHV Cosinus) a mérnöki munkáról, majd Béli János (MÁV KFV) diagnosztikai kérdésekről prezentált, őket a Vasútépítő Zrt. szakértője, Gaebele Gréta követte. A szervező MÁV Thermit dr. Kiss Csaba révén gazdagította az aluminotermikus hegesztésről szóló tudással a résztvevőket, majd dr. Németh Zoltán Ádám következett, a Szeged Pólus előadója. Végül a magyar szónokok sorát Mihályi István (Sika Hungária) zárta. Két külföldi résztvevő is megosztotta gondolatait a konferencia hallgatóságával: Stefan Schwinn a CONTEC termékcsaládját és fejlesztéseit, Tim Olbrich pedig a Vossloh Fastening System műszaki megoldásait mutatta be.
Füves pálya: mennyibe kerül a zöldfolyosó?
Kivételes érdeklődést váltott ki a konferencián összegyűltek körében Elek István, a Szegedi Közlekedési Kft. infrastruktúra főmérnökének mondandója, amely szerves folytatása volt a szakember 2013-as előadásának. A főmérnök először a „Szeged elektromos tömegközlekedés fejlesztése” nagyprojekt keretében megvalósuló, füves felületű RAFS pályák létesítési és üzemeltetési kérdéseiről beszélt, amely a téma népszerűségéből és aktualitásából adódóan túlmutatott Szeged egyedi problémáin.
Szegeden összesen 3820 méter füves felületű RAFS vágány épült. A négy nagy vasútépítési projektelemre adott tizenöt önálló ajánlat statisztikai feldolgozásából látható (1. táblázat), hogy a RAFS vágányok közül ugyan a füves felületűnek a legalacsonyabb az átlagára (130 059 forint méterenként), de ez is több mint 67 százalékkal magasabb a betonaljas vágány átlagáránál (77 616 forint per méter).
Az átlagárak természetesen nem tartalmazzák azokat a tételeket, amelyeket minden vágánytípusnál közösek (például közműkiváltások, alépítményi munkák, szegélyépítések). A 2. táblázat átlagárai plasztikusan szemléltetik ugyan az eltérő vágányrendszerek többletköltségeit, de mivel a 15 ajánlattevőből csak 4 nyert, és füves felületű vágány csak három projektben épült, ezért a továbbiakban már csak ezt a három ajánlatot elemezzük. Mivel a 3. táblázat szerződött árakat szemléltet, és mivel az építmények el is készültek, ezért az összesítés már a Szegeden 2010 és 2012 között épült füves felületű vágányok valós egységárait tartalmazza.
Mivel mindhárom projektelemben épült füves felületű RAFS vágány, két projektelemnél pedig betonaljas vágány, így kiszámíthatóak a többletköltségek. A 2-es villamosvonalon nem épült betonaljas vágány, ezért itt az átlagárral számolhatunk. Ezek a vágányok egy szempontból egyformák: a füves felületű RAFS vágányra nem szabad(na) ráhajtani közúti járműnek, a betonaljas vágányra pedig nem is lehet ráhajtani, tehát mindkettő közúti forgalomtól elzárt területnek minősül. A tényleges szerződött árak egyébként mindenütt alacsonyabbak, mint az átlagárak. Ez nem meglepő, hiszen nálunk a közbeszerzés szinte mindig árverseny, ezért magas árral nem lehet nyerni, és így szerződni sem. A beruházási többletköltség Szegeden összességében 166 millió forint volt. Tekintettel arra, hogy a projekteket 80 százalék feletti támogatási intenzitással, EU-s költségvetési forrásból finanszírozzuk, a többletköltség „nem fáj” sem a beruházónak, sem az üzemeltetőnek.
Egy létesítmény költségeit viszont nem szabad pusztán a beruházás költségei alapján megítélni, hanem figyelembe kell venni a várható élettartam alatti üzemeltetési költségeket is. A 4. táblázatban szereplő üzemeltetési költségek sem abszolút költségek, hanem a füves felületű RAFS vágány többletköltsége a betonaljas vágányhoz képest.
A füves felületű RAFS vágány teljes élettartamra vetített többletköltsége már 356 millió forint. A beruházót természetesen nem érinti a többletköltség, a magasabb fenntartási költséget fizető üzemeltetőt viszont igen, amennyiben a beruházó nem ismeri el és nem téríti meg a mutatós pályafelület okozta hiányt. Szegeden a füves felületű RAFS vágányok élettartam-többletköltsége 93 ezer forint méterenként. Ez más magyar városokban sem lehet lényegesen kevesebb, így a beruházási döntéseknél mindenképpen figyelembe kell(ene) venni a későbbi üzemeltetés terheit.
Gyógyír csikorgásra
Elek István második közérdeklődésre okot adó témája a sín-kerék érintkezés eredményeként létrejövő zaj, avagy a csikorgás kérdése volt. Íves pályán a kerék és a sín érintkezési felületén a kerék átgördülése következtében zaj keletkezik, amelynek egyik oka a súrlódási jelenség következtében keletkező rezgés. Vasúti járműveknél differenciálmű beépítésére technikai okok miatt nincs lehetőség.
A kerekek eltérő kerületi sebességét lehetővé tevő differenciálmű szerepét korlátozott mértékben a kerék futófelületének kúpossággal történő kialakítása veszi át. A szabványos kerék- és pályaméretekből kiszámítható, hogy 437,5 méteres sugár a tiszta gördülés határa. A kritikus ívsugár alatt a kerék és a sín futófelülete között törvényszerűen bekövetkezik, hogy a kerék – az érintkező felületek állapotától függően – vagy az ív külső, vagy az ív belső részén, vagy mindkét sínszálon megcsúszik, azaz csúszva gördül. A jelenségnek két következménye van: az érintkező felületeken intenzív kopás és a jelenséget kísérő hanghatás.
Szeged villamoshálózatát nagyon sok igen kis sugarú (50 méter alatti) ív jellemzi, így a csikorgás problémája régóta ismert. A nagyprojekt keretében a költségeket nem kímélve készültek a megoldására; közel 180 millió forintot fordítottak a különböző csikorgásgátlási módszerekre. Ennek ellenére a beruházás eredménye nem egyértelmű. Sajnos csak utólag derült ki, hogy a csikorgásgátló módszerek hatékonysága egyenesen arányos a vágány merevségével. Tehát a betonburkolatú, sínleerősítéssel szerelt RAFS vágányban a leghatékonyabb, és a füves felületű, top-up technológiával szerelt hosszgerendás vágányban a legkevésbé hatékony.
A síncsikorgás kérdését Gyerkó József, a BKV villamos-infrastruktúra főmérnöke is érintette előadásában, mégpedig a budapesti 2-es villamos Kossuth téri felújítása kapcsán. Az Országházat körülölelő új villamospálya 28 méteres íveiben a sínszálakat csikorgásgátló betéttel látták el, valamint 16 burkolatba épített sínkenő berendezés is helyet kapott. A pályaszerkezet acélvályús, sínkörülöntéses Edilon, egyedi kockaköves burkolattal. A legelső tapasztalatok szerint sikerült kiküszöbölni az utasok, a térre látogató turisták, illetve a helyi lakosság számára is zavaró hanghatást.
Magas peron és közös tömegközlekedési sávok
Visszatérve Elek István előadásához, mindenképpen meg kell említeni a peronmagasság kérdését. Szeged, Széchenyi tér 2012. 04. 26-án Az Országos Vasúti Szabályzat II. kötet 2.11.1. pontjának 2003. évi módosítása felhatalmazta a vasúti közlekedési hatóságot, hogy 130 milliméternél magasabb, megnövelt peronmagasságot is engedélyezzen. A módosítás praktikusan azt jelenti, hogy a hatóság által engedélyezett peron az űrszelvénybe érhet. A Szegeden megépült peronok azonban nemcsak az űrszelvénybe, hanem a járművek szerkesztési szelvényébe is beérnek. Mindez elkerülhető lett volna, ha a hatóság az Országos Vasúti Szabályzat II. kötet 1.1. pontja szerint, biztonsági elemzés alapján engedélyezte volna a megnövelt peronmagasságot.
A magasperonokhoz hasonlóan a közös tömegközlekedési sávok is korszerű, utasbarát megoldásként jelentek meg Szegeden, először 2004-ben. Az igen kedvező tapasztalatok hatására 3,6 kilométer új tömegközlekedési sáv létesítésére adott be pályázatot Szeged önkormányzata 2008-ban.
Az uniós szabályozás (1083/2006/EK rendelet) azonban jelentős megkötéseket tartalmaz a közösségi finanszírozású fejlesztések tartósságára: „egy művelet csak akkor tarthatja meg az alapokból származó hozzájárulást, ha a művelet befejeződését követő öt éven belül (…) nem történik olyan jelentős módosulás, amely jellegét vagy végrehajtási feltételeit érinti”.
A szegedi nagyprojekt komplex fejlesztései időben elhúzódó folyamatként valósulnak meg, amely immáron hat éve tart. Az Anna-kúti csomópont rekonstrukciójának műszaki átadás-átvétele már 2008. november 4-én befejeződött, az utolsó projektelem pedig a mai napig sem zárult le. Mindebből az következik, hogy ha mától számítanánk az ötéves tartóssági időszakot, az Anna-kúti csomópont Tisza Lajos körúti tömegközlekedési sávjának 11 éven keresztül kellene megőriznie átadáskori állapotát. Nos, Szegeden olyan vasúti pályaszerkezetet, amelynek burkolata több mint tíz évig bírja azt a jelentős igénybevételt, amit az autóbuszok és trolibuszok jelentenek, nem sikerült sem tervezni, sem építeni.
Méretezés: villamospálya autóbuszoknak
A Városi Villamos Vasúti Pálya Napok egy másik népszerű előadója, dr. Németh Zoltán Ádám behatóbban foglalkozott a közös tömegközlekedési sávok és nagyforgalmú útátjárók tervezési kihívásaival. A Szeged Pólus Fejlesztési Nonprofit Kft. projektigazgató-helyettese szintén a szegedi nagyprojekt tapasztalatai alapján fogalmazott meg olyan gyakorlati javaslatokat, amelyek a szakma egésze számára hasznosíthatók. Mivel a szakember az építéseket követően a kisebb-nagyobb garanciális ügyeket, javításokat is figyelemmel kísérte, így rálátása volt a kialakult problémákra. A garanciális ügyek legjelentősebb része ugyanis a villamospálya útburkolati hibáival kapcsolatos.
Hengerelt aszfalt pályaburkolaton öt év után a legjobb állapot esetén is a hengerelt aszfalt lemorzsolódása tapasztalható a sín mellett. A bőrfuga nem támasztja meg az aszfaltot. (Anna-kút, Ortec-Isolast szerkezet 2×4 cm hengerelt aszfalt burkolattal, 2008-as építés)
Szegeden különböző burkolt pályarendszerek (Ortec-Isolast, CDM, Edilon-Sedra és Edilon-Corkelast) különböző burkolattípusokkal (aszfalt, bazaltbeton) épültek. A nagyforgalmú útátjárókban és közös tömegközlekedési sávokban megfigyelhető leromlások miatt az aszfaltburkolatok szinte sehol nem váltak be. Az Ortec-rendszerben alkalmazott bőrfuga nem alkalmas az aszfalt megtámasztására a sín mellett, emiatt repedések indultak el, néha már az átadás pillanatában. A hengerelt aszfaltos burkolatok hibái miatt próbálkoztak öntött aszfalttal (ez nyári melegben megnyomvályúsodott), valamint kifejezetten nagy közúti terhelésre szánt denzifalttal (ez pedig a sínek mellett szétmorzsolódott).
Még a közúti forgalom által nem járt pályaszakaszokon is problémás volt az aszfalt: itt hőtágulás miatt olyan mértékű felgyűrődést tapasztaltak a CDM gumi mellett, ami lassan már az űrszelvénybe ért. A bazaltbeton burkolatok esetében a betonrepedések okoztak problémákat, amelyek szintén nagyon hamar megindultak. Emiatt utólagosan a vékony betonszerkezeteket vasalással és az alsó vasalt réteghez történő lehorgonyzással kellett erősíteni, míg a vastagabb bazaltbeton szerkezetek általában megálltak vasalás nélkül. Itt is előfordult azonban hiba akkor, amikor a túl kis méretre vágott – és ezáltal túl kis tömegű – monolit betonelem megmozdult a fékező autóbuszok terhelésének hatására.
A javítások során mindenütt elmondható, hogy az építőipari műszaki (ÉM) engedéllyel rendelkező pályaszerkezetek méretezett részei (vasbeton pályalemez, sínek, lekötések, nyomtávtartók, gumizások) alapvetően hibátlanok: azaz vasúti szempontból nem keletkezett hiba, nem törtek el, nem mozdultak meg elemek. Azonban a nem méretezett részekben – a vasbeton pályalemez feletti kitöltőbetonban, a sín-aszfalt kapcsolatban vagy a burkolat közúti terheléssel járt részein – rendszeresen hibajelenségek keletkeznek.
Nyomvályúsodás öntött aszfalt burkolaton (Anna-kút, Ortec-Isolast szerkezet 4 cm öntött aszfalt burkolattal, 2008-as építés)
A probléma vizsgálatánál már látszott, hogy a tervezés során az alépítmény felett a tervezők az ÉM-engedélyes szerkezeteket nem méretezik közúti terhelésre, ám erre maga az ÉM-engedély sem tér ki. Hibás elgondolás a közúti igénybevétel elhanyagolása. Ugyan a villamos pálya- szerkezetek mértékadó terhelését a villamosok 15 tonnás méretezési tengelyterhelése adja, és a korszerű autóbuszok engedélyezett tengelyterhelése 11,5 tonna, azonban az erőhatás támadáspontja nem a síneknél jelentkezik, hanem a felületen bárhol, ráadásul dinamikus módon is. Gondoljunk arra, hogy egy autóbusz jóval nagyobb fékezést tud produkálni a vasúti járművekhez képest, és ez a fékezőerő (ami a jármű tömegével ugyancsak arányos) ugyanúgy a pályaszerkezetet fogja terhelni, mint a jármű súlyából adódó statikus tengelyterhelés. Az átadott erők iránya, nyíró hatása is egészen más a villamosokéhoz képest: ebből származnak sok helyen a keresztirányú és a sínek mentén hosszirányban jelentkező repedések, betonelem-kimozdulások.
A felső burkolatokon akár egy éven belül jelentkeztek a repedések, különösen a nagy terhelésű átjárókban. Azonban a méretezett részek (sín, gumi, beton alaplemez) kibontás után hibátlanok voltak mindenütt: törés vagy repedés nem látható. (Kossuth sgt. – Párizsi krt., CDM szerkezet 10 cm-es vasalatlan bazaltbeton burkolattal, 2010-es építés)
A villamospályát tervezők és üzemeltetők tapasztalatból érzik, hogy a tervezési folyamat során megoldást kell találni a közúti terhelésre, azonban a jelenlegi tervezési gyakorlatban nincs erre iránymutatás. Jelenleg lényegében „szájhagyomány” útján terjed a közúti burkolatok tervezése a villamospálya-szerkezeteknél: azaz igyekeznek a tervezők másutt bevált szerkezeteket ajánlani. Azonban még nem történt meg a villamospálya-burkolatok és –átjárók közúti terhelési problémakörének szisztematikus vizsgálata. Tervezési előírásaink (például a BKV „Sárga könyve”, az OVSZ II., az ÉM-engedélyek) nem foglalkoznak ezzel a kérdéskörrel, és nincsenek laboratóriumi körülmények között elvégzett vizsgálataink a közúti terhelésre vonatkozólag.
Előírások híján bábeli zűrzavar
Egyszerű kérdések esetén – például a bazaltbeton burkolatának vasalásával vagy a dilatációs hézagok méretezésével kapcsolatban – sincsenek megfelelő előírásaink, és ennek megfelelően egyértelmű válaszaink sem. Ennek egyik következménye, hogy a villamospályáinkon rövid szakaszokon belül is előfordulhat sokféle szerkezet sokféle átmenettel. Zúzott köves pályába RAFS-átjárók épülnek, az aszfaltos burkolatokat bazaltbeton burkolatok szakítják meg.
Javítás során a bebetonozott kitérőink rugózó (úsztatott) pályaszerkezetét saruval választottuk el a kisközépben a merev alappal rendelkező RAFS pályától. A bazaltbeton vágása helyett a kis- és nagyközépben hungarocell sablonokkal lett kialakítva a dilatáció. Ezen a kitérőn naponta kb. 150 villamos, 200 busz és 230 trolibusz halad át. (Dugonics tér, 2002-es építés Ortec-Isolast szerkezettel, 2012-es burkolatjavítás 21 cm bazaltbeton szerkezettel, nagyközépben vasalva, kisközépben és a pálya szélén vasalatlanul)
A jelenség eredményeként előreláthatólag a korszerű RAFS-szerkezetek esetén sem fogja a közúti burkolat elérni az elvárt 25 éves élettartamot. Németh Zoltán Ádám felhívta a figyelmet, hogy erre a kérdéskörre a hazai pályavasutas szakmának sürgősen egyértelmű válaszokat kell adnia. Az elmúlt időszak megmutatta, hogy a hazai döntéshozók hajlandók pénzt fordítani villamospálya-építésre, azonban az már a szakma felelőssége, hogy a megépült szerkezetek javítására hosszú távon ne kelljen vállalhatatlanul magas összegeket költeni.
