DBR Kelenföldi pályaudvar metró állomás (generáltervezés)

Tervezés éve:   2007 - 2009 Megbízó(k):   Hídépítő Zrt. Kivitelező(k):   Hídépítő Zrt. Szerkezeti rendszer:   Résfalas szerkezet, milánói módszerrel épülő 28 MÁV vágányt átvezető vasúti hídként funkcionáló monolit vasbeton zárófödémmel. Bányászati módszerrel épülő csatlakozó kihúzó vágány alagúttal.

Kapcsolódó anyagok

A Budapesti négyes metróvonal építése – 3. A „Kelenföldi pályaudvar” metróállomás kiviteli tervezése - Vasbetonépítés, 2010/1. p.8-13.

Metróállomás tervezése a Kelenföldi Pályaudvar alatt - VII. Vasúti HIDÁSZ Találkozó, Kecskemét, 2009. június 24-26.

Metróállomás tervezése a Kelenföldi Pályaudvar alatt - Sínek Világa, Különszám, 2009. május

A 4-es metró Kelenföldi állomásának építése - Németh András blogja

A "Kelenföldi pályaudvar" metróállomás

A "Kelenföldi pályaudvar" metróállomás Budapest negyedik metróvonalának induló állomása. Elkészülte után Budapest délnyugati kapujaként intermodális csomópontot képezve teremt kapcsolatot a metró és a vasút között. Az épülő mélyépítési szerkezet az első vasútállomás alatti külön-szintű metró-vasúti csomóponti műtárgy hazánkban.


Helyszín

A 4. metróvonal Kelenföldi állomása a Kelenföldi Pályaudvar 28 vágánya alatt helyezkedik el kelet-nyugat irányban, merőlegesen a pályaudvar észak-dél irányú vágányaira. Az állomás a metró-vasút kapcsolaton túl aluljáróként köti össze Kelenföldet és Őrmezőt. Az metró-állomás egy "kihúzó műtárgy"-ban folytatódik az őrmezői oldalon, amelyhez kapcsolódva buszpályaudvar és a későbbiekben P+R lehetőséget biztosító mélygarázs is készül.

Az Etele téri oldalon az állomás alatti szerkezet csatlakozik a korábban megépített pajzsindító műtárgy. (1.ábra: Az épülő "Kelenföldi pályaudvar" metróállomás légifotó).

A vasúti pályaudvar alattt elhelyezkedő aluljárós műtárgyszerkezet mintegy 260 m hosszú, a hozzá csatlakozó kihúzóműtárggyal együtt 340 m, melyből indul a 90 m hosszú NATM alagút, tehát az teljes tervezett mélyépítési műtárgyhossz: 430 m, ezzel a Kelenföldi állomás a DBR 4 metró leghoszabb állomása.




Előzmények

A metróállomás engedélyezési és tender szerkezeti-terveit a PALATIUM Stúdió építész elképzelései alapján a Főmterv Zrt. készítette. E tervek alapján kiírt FIDIC "sárga" könyv szerinti tendert a Hídépítő Zrt. nyerte 2007-ben. A tendergyőztes kivitelező megbízásából a kiviteli terveket a SPECIÁLTERV Kft. készítette. A tervezés az épülő teherhordó szerkezetek és a megépítéshez szükséges vasútállomás-átalakítás komplett kiviteli terveinek elkészítését tartalmazza.


Általános ismertetés

A Kelenföldi metró állomás műtárgya a vasúti vágányok alatti szakaszon két 22-23 m mélyre lenyúló, 1,00 m vastagságú résfallal épül, melyek 21,60 m tengelytávolságban helyezkednek el egymástól. A résfalak felső síkjának visszavésése után résösszefogó gerendák készülnek. A gerendákon csuklós kialakítású vasalt kapcsolattal készül a "zárófödém" mint ágyazat átvezetéses vasúti híd.  A szerkezet "milánói módszerrel" épül, tehát az első födém elkészülte után a felszínt – ez esetben a vasúti pályát – visszaállítva folytatódik a födém alatt a földkiemelés, a továbbépítés. A födém szilárdulása után a felső felületen szigetelést, szivárgókat, ágyazatot és vasúti pályát építenek, míg "alul" a résfalak között kezdődik a földkiemelés. (2.ábra: Fölkiemelés a vasúti hidak alól)

A résfalak között a földkiemelés egy ütemben készül az alaplemez alsó síkjáig, mely cca. -18 m-en található a felszínhez képest. Ezen ideiglenes építési állapotban a résfalakra jutó víznyomást elkerülendő a réstáblákat ideiglenesen kilyukasztva "beengedték" a kötött vízzáró talajban esetleg található vizeket. Az alsó sík elérése után szerelőbeton készül, melyet a résfalak belső felületével együtt szórt szigeteléssel látnak el.

Az alaplemez nyomatékbíró kapcsolattal csatlakozik az alaplemezhez. Az erőátadó kapcsolat "lentonok" alkalmazásával történik. A résfalarmatúrába előre elkészített, ideiglenesen műanyag zárókupakkal védett hüvelyeket keresik meg a már kibontott résfal-felületen és ezekhez csatlakoztatják az erőátadó betonacélokat (3.ábra: Alaplemez síkig együtemű földkiemelés és résfal-alaplemez kapcsolata lentonok alkalmazásával).

Az alaplemez betonozása után a bélésfalak vasszerelése és betonozása történik. E falak jelentős része "látszó beton" felület, melynek esztétikus megvalósításához speciális felületű zsalu, betontechnológia és szigorú technológiai fegyelem szükséges (4.ábra: Látszó-betonfelület).

Az állomás peronok alatti szakaszának legnagyobb részén az építész tervezők által "megálmodott" ferde kitámasztású födém készül (5.ábra: Ferde kitámasztású födémszakasz).

A felső aluljáró szintről a vágányok közötti peronokra liftek, lépcsők és mozgólépcsők biztosítják a kapcsolatot. A földalatti műtárgy építésével párhuzamosan a perontetők is átépülnek. Az építési program minimalizálása miatt a meglévő perontetők formavilágával azonos toldalékok és új perontetők készülnek. A műtárgy építése a felszínen a vágányokkal együtt a teljes állomást kiszolgáló rendszert keresztezi, tehát a teljes felsővezetéki hálózatnak, a jelzőknek és a biztosító berendezéseknek az egyes építési szakaszoknak megfelelő kiváltásait el kellett készíteni. Az állomást keresztező építés öt fő építési egységre bontva történik. Az első lépésben az őrmezői oldali első nyolc vasúti vágány lezárásával kezdődött az építkezés, majd következtek a "belső" építési egységek mikor az üzemelő vasúti vágányokkal körbehatárolt "szigeten" kellett a résfal és vasbeton szerkezetépítést organizálni. A betonbejuttatás a meglévő aluljárón keresztül az utastér lekorlátozásával betonozó csöveken keresztül történt.


Az őrmezői oldalon csatlakozó kihúzó műtárgy két szerkezeti egységből: egy 80 m hosszúságú résfalak között épülő vasbeton szerkezetből és egy 90 m hosszú "NATM" alagútból áll. A vasbeton szerkezet a vasút alatti részhez hasonlóan "milánói" módszerrel készül, azonban itt nem a zárófödém, hanem egy közvetlenül a metróűrszelvény feletti közbenső födém tölti be a kitámasztó funkciót. Az NATM: New Austrian Tunneling Method, vagyis új osztrák építési módszerrel készülő alagút egy keresztmetszetben fogadja az átmenetileg metró végállomásként funkcionáló állomás metrószerelvényeit. Távlatban ezen alagút folytatásával lehet a metróvonalat kiterjeszteni Budaörs irányába (6.ábra: Alagút keresztmetszet).

Résfalak

A műtárgyépítéssel érintett területen a feltöltés alatt középső oligocén kiscelli agyag található.
A résfalak végleges statikai állapotának méretezése a felszíni terhelések, nyugalmi földnyomás és a az oldalfalakon a teljes felületen figyelembe vett víznyomás figyelembe vételével történt, míg az ideiglenes állapot méretezése során talajvízzel mindössze a felső  "mállott közepes és kövér agyag" és "kevésbé mállott közepes és kövér agyag" rétegében számoltak. A mélyebben fekvő "ép közepes és kövér agyagot" vízzárónak tételezve e rétegben építési állapotban víznyomást nem vettek figyelembe. Ennek a feltételnek a tényleges teljesülését biztosítandó, a vízzárónak tekintett rétegben a 100 cm vastag résfal mögötti esetleges víznyomást megszüntető, acél átvezető csövek kerültek beépítésre (armatúránként 2-2 db.)

A vízzáró résfalak 60 és 100 cm névleges vastagsággal, a kétoldali résvezető gerendát 20x100 cm keresztmetszettel készültek. A 60 cm vastag résfalak a csatlakozó peronlépcsőket, a 100 cm vastag rések az aluljáró szerkezetét határolják. A réstáblák vízzáró csatlakozása a kivitelező HBM réselési technológiájának figyelembe vételével CWS szakaszoló szerkezetnek megfelelően történt.


Zárófödém, mint vasúti híd

A metróállomás "zárófödémje" egy monolit vasbeton lemez mely egyben vasúti hídként funkcionál. Szerkezeti rendszerét tekintve kéttámaszú tartóként viseli az ágyazat súlyát és a vasúti terheket. A földzsalun készülő monolit vasbeton lemezek vastagsága 1,43-1,60 m-ig változó, a felső felületek a támaszaik felé 1,5-1,5%-ot lejtenek, így a lemezek vastagsága a résfalak külső peremén 1,43 m.

Az engedélyezési tervek tartóbetétes kialakítású vasbeton lemezhidakkal készültek.
Gazdasági összehasonlító vizsgálatok elemezték a "hagyományos" tartóbetétes, egy "újszerű" fél "I" tartók alkalmazásával készülő tartóbetétes, monolit és előregyártott feszített tartós szerkezetek alkalmazását.

A vágányok közötti építés komoly technológiai nehézségeket vetett fel. A belső szakaszokon a kétoldalt üzemelő felsővezetékek rendkívül megnehezítették a nagyméretű elemek daruzását, így az előregyártott gerendák és a tartóbetétek alkalmazását kizárva monolit vasbeton lemezek készültek.


A 21,60 m támaszközű lemezhidak fővasalása 40 mm-es átmérőjű betonacél két sorban elhelyezve, mely még kézi erővel mozgatható (7.ábra: Monolit vasbeton lemezhíd vasszerelése, látszóbeton zsaluzat).

Az aluljáró födémét az építési ütemeknek megfelelően munkahézagok és vízzáró szigeteléssel áthidalt dilatációk tagolják. A dilatációk 8 db külön dolgozó vasbeton lemezt vagyis 8 db egymás mellett elhelyezkedő vasúti műtárgyat eredményeztek. A lemezhidak egyenként 2-5 db vágányt vezetnek át (8.ábra: Vasbeton lemezhidak keresztmetszete).

A lemezhidak peronok felőli szélén "látszóbeton" felületű konzolok készülnek. Ezek belső ürege a szellőzést biztosítja. A lemezhidak között üvegfödémek fogják biztosítani az aluljáró szint nappali természetes megvilágítását.

A 8. lemezhíd alaprajzilag "U" kialakítással középen nyitott kialakítással készült. A középső "felhasítása" az aluljárónak az új "A1" peronnal történő kapcsolatát biztosítja (9.ábra: Az "U" alaprajzú 3 vágányt átvezető "8. lemezhíd" építése). 


Belső vasbeton szerkezetek


A résfalak között, a zárófödém alatt készülnek a belső vasbeton szerkezetek: az alaplemez, a peronszint, az aluljárószinti és gépészeti tereknél a "P+1" jelű födém (10.ábra: Általános keresztmetszet).


• Alaplemez

Az alaplemez hosszirányban a metróvágányok hosszesését követi (0,25 %-os eséssel), keresztirányban 1,40-2,70 m között változó vastagságú. Az alsó síkja a résfalak melletti 4,80 m-es szakaszon 1,30 m-rel mélyül a műtárgy tengelye felé. A süllyesztékeknél a vastagsága középen 1,20 m-re vékonyodik, míg a résfalak mellett 2,20 m. Alsó síkja a résfalak melletti 4,80 m-es szakaszon 1,85 m-t süllyed. 


• Aluljárószint
  

Az aluljárószint a peronszint utasforgalmi része felett, a metróvágányok hosszesésével párhuzamos, 0,25% esésű alulbordás vasbeton lemez. Vastagsága 40 cm, 7,0 m-ként 1,80 m magas bordával alátámasztva, melyek 1,80x0,80m keresztmetszetű hosszbordába kötnek be. A hosszbordákból ferde lemez indul ki, mely a bélésfalba köt be. Az üzemi részek felett a lemez vízszintes, 40 cm vastag, az őrmezői oldalon falakkal, a kelenföldi oldalon 40x40 cm-es pillérekkel alátámasztott.


• P+1 jelű födém

A P+1 szint csak az üzemi területeken készül, vastagsága 40 cm. Az őrmezői oldalon falakkal, a kelenföldi oldalon 40x40 ill. 100x40 cm-es pillérekkel van alátámasztva.


• Peronszint
  

A peronszint 0,25%-os esésben van, az őrmezői oldalon 30 cm vastag, az Őrmező felőli mozgólépcső és a peron között 25 cm, a kelenföldi mozgólépcsőtől kezdve 40 cm vastag a monolit lemez.


Ideiglenes lejáró rámpa


A mintegy 120.000 m3 földkiemelését és elszállítását a felszín alatti 18 m-es mélységből nem volt célszerű a többi metróállomásnál alkalmazott módon daruk és konténerek alkalmazásával  megoldani. A műtárgy délnyugati sarkában a vasútállomás szervízútjához csatlakozó "hagyományos" földszállító tehergépjárművekkel történő földkiszállítást lehetővé tévő lejáró rámpa épült. E rámpa az őrmezői domb oldalában a mélyebb szakaszokon kitámasztott fúrt cölöpfalas kialakítással, a kisebb mélységű részeken stabilizált földrézsűvel készült. A cölöpfalak kialakítása hézagos a szivárgó vizek miatt. Az alkalmazott CFA fúrt cölöpök átmérője 80cm, hosszuk a bevágás mélységéhez igazodóan változó. Az alkalmazott vasalás az ébredő igénybevételeknek megfelelően erősített. Azokon a szakaszokon, ahol a bevágás mélysége és a szabadon tartandó űrszelvény mérete megengedi, az egymással szemben álló cölöpfalakat acél dúcok támasztják ki. A dúcok HEB300 acél szelvényekből készültek. A hengerelt gerendák a gerendák terheit elosztó vasbeton dúcgerendákra támaszkodnak (11.ábra: Ideiglenes lejáró rámpa: acéldúcokkal kitámasztott hézagos fúrt cölöpfal).

Kihúzó műtárgy

Az őrmezői kihúzóműtárgy két 21,17 m mélyre lenyúló, 1,05 m széles résfal között helyezkedik el, amelyek 25,27 m tengelytávolságban helyezkednek el egymástól. A kihúzóműtárgy teljes hossza 80,24 m. A résfalakat egy a metróűrszelvény felett elhelyezkedő közbenső 140 cm vastag födém egymáshoz kitámasztja. A résfalak tetején résösszefogó gerenda segíti a résfalak együttdolgozását. A résfalak között a szerkezet alján alaplemez készül, mely a résfalakhoz nyomatékbíróan, lentonos kialakítással kapcsolódik.

A szerkezet hossza miatt az alaplemez, valamint a közbenső kitámasztó födém két dilatációs szakaszra oszlik. A résfalak között megadott raszterban oszlopok helyezkednek el, melyek a kitámasztó födém, valamint az arra épülő szerkezet terheit viselik és közvetítik az alaplemezre (12. ábra: Kihúzóműtárgy vasbeton szerkezetének keresztmetszete).

A tervezett műtárgyat alulról az alaplemez zárja le, valamint védi a talajvíz betörése ellen. Az alaplemez a réspanelekhez lentonos kapcsolattal, nyomatékbíróan csatlakozik.

A réselt vasbeton "dobozhoz" csatlakozó NATM alagút két metrószerelvény részére nyújt elegendő keresztmetszetet. A vágányok közötti távolság 4,75 m. A sínkoronaszint és az alagút tengelye közötti függőleges távolság 1,84 m.

A teljes fejtési felület 97,84 m2. A fejtés egyoldali oldalvágattal és felbővítéssel készül. A körkörösen zárt héj vastagsága 0,30 m, az ideiglenes oldalfal vastagsága szintén 0,30 m.
Az alagútépítést folyamatos monitoring rendszer követi, mely felszíni és belső geodéziai ellenőrző méréseket, inklinométeres, extenzométeres és piezométeres méréseket is magában foglal.

1. ábra: Az épülő „Kelenföldi pályaudvar” mertóállomás légifotó	2. ábra: Fölkiemelés a vasúti hidak alól	3. ábra: Alaplemez síkig együtemű földkiemelés és résfal-alaplemez kapcsolata lentonok alkalmazásával	4. ábra: Látszó-betonfelület
5. ábra: Ferde kitámasztású födémszakasz	6. ábra: Alagút keresztmetszet	7. ábra: Monolit vasbeton lemezhíd vasszerelése, látszóbeton zsaluzat	8. ábra: Vasbeton lemezhidak keresztmetszete
9. ábra: Az „U” alaprajzú 3 vágányt átvezető „8. lemezhíd” építése	10. ábra: Általános keresztmetszet	11. ábra: Ideiglenes lejáró rámpa: acéldúcokkal kitámasztott hézagos fúrt cölöpfal	12. ábra: Kihúzóműtárgy vasbeton szerkezetének keresztmetszete
Belső vasbeton szerkezetek	Belső vasbeton szerkezetek	Belső vasbeton szerkezetek	Belső vasbeton szerkezetek
Perontetők	Perontetők	Résfal	Résfal
Vasúti pálya építése	Zárófödém	Zárófödém	Zárófödém
Zárófödém	Bélésfal - látszóbeton	Kihúzó műtárgy	Belső vasbeton szerkezet
Látványtervek - PALATIUM STUDIO	Látványtervek - PALATIUM STUDIO	Látványtervek - PALATIUM STUDIO	Látványtervek - PALATIUM STUDIO
Látványtervek - PALATIUM STUDIO	Látványtervek - PALATIUM STUDIO	Látványtervek - PALATIUM STUDIO	Látványtervek - PALATIUM STUDIO