Az alábbi írás három éve került hozzám, érdekes volt és eltettem. Szerzőjét nem tudtam felkutatni. Valószínűleg egy évközi BME-s tanulmány lehet. Olvasmányos anyagnak tartom és mivel ikervári vonatkozása van, így az eredeti doc formátumú anyagot változtatás nélkül áttettem html formába. Mondjuk volt vele munka, de a szerző jogai nem sérültek ezen módon.

Megjegyzem, félévvel későbbi keletkezési dátummal találkoztam ugyanezzel az anyaggal, de akkor Nagy G monogram alatt szerepelt (lementettem azt is :-) ). Valószínűleg olyan jól sikerült az összeállítás, hogy elfogadták újra beadva is :-)

Legyen némi képünk, hogy milyen technikai kultúrkörbe tartozik a mi hétmérföldről is látható víztornyunk.

 

 

 

Péter Gergő - Hagyományos állványrendszerrel, illetve csúszózsaluzással

                             épített vasbeton víztornyok története hazánkban 

     

TARTALOM

1. Víztornyokkal szembeni követelmények                                                      1.o.

2. Hagyományos állványrendszerrel épített monolitikus víztornyok               1.o.

3. Csúszózsaluzással épített víztornyok                                                            5.o.

            3.1. Állandó keresztmetszetű belső tartályok                                      5.o.

            3.2. Változó keresztmetszetű belső tartályos víztornyok                     8.o.

            3.3. Változó keresztmetszetű részben külső tartályos víztornyok       9.o.

4. Felhasznált irodalom                                                                                    11.o.

     

1.  Víztoronyokkal szembeni követelmények

Hazánk sík vidéki jellege miatt a víz magasan tárolása sok helyen csak víztornyokkal oldható meg. Megkívánt élettartamuk 50-100 év. A víztorony három fő részből áll:

  • tartály
  • tartószerkezet (toronytörzs)
  • alapozás
 
     

A tartálynak meg kell felelnie a műszaki, hidraulikai, épületfizikai, statikai és szilárdsági követelményeknek. A tartály magasságát és térfogatát a tárolási igények döntik el. A tartályok geometriai méreteit erőjátékbeli szempontok határozzák meg elsősorban, de a vízoszlop és a víztér fölötti légtér magassága is befolyásolja. A víz természetes szellőzését biztosítani kell. A tartályfödémet mértezni kell épületfizikailag. Gondoskodni kell a vízpangás megakadályozásáról. A mikroorganizmusok szaporodását a friss levegő szűrésével, a tartály belső felületképzésével, fényszegény környezet kialakításával kell megszüntetni, illetve a rendszeres tisztíthatóság feltételeit biztosítani kell. Előírás a tartály kettős zárása. Fontos szempont a gépészeti berendezések szakszerű kialakítása. A tartályok általában kör szimmetrikusak, héjszerkezetek, amelyek meg kell felelnie az önsúlyból, a vízteherből, az egyéb hasznos teherből és az éghajlati tényezőkből származó követelményeknek.

A toronytörzs elsődleges feladata a tartály alátámasztása, az igénybevételek viselése, a feljárás lehetőségének biztosítása, a technológiai csővezetékek elhelyezése, valamint az esztétikai szempontok kielégítése ( fontos!)

Az alapozási szerkezetnek a toronytörzs és a tartály terheit úgy kell átadnia, hogy a talaj összenyomódásából adódó süllyedés a torony használhatóságát ne veszélyeztesse. (egyenlőtlen süllyedések a víztornyok stabilitását is veszélyezteti)

 

2.  Hagyományos állványrendszerrelépített monolitikus víztornyok

Ezeknek a víztornyoknak a közös jellemzője: a térelhatároló szerkezettel védett tartály, a tarály alátámasztása a hengerpalást mentén és igényes  esztétikai megjelenés.

Az első hazai vasbeton víztornyot Zielinski Szilárd tervezte, ez a kőbányai víztorony volt melyet 1903-ban helyeztek üzembe. Ez a víztorony Európába is az első ilyen szerkezetű víztornyok közé tartozott. 350 m3 hasznos térfogata volt, azonban 1968. XII. 23.-án lebontották.

Ugyancsak 1903-ban , Zielinski Szilárd elképzelése és  Jemnitz Zsigmond tervei alapján építették a szegedi 1000  m3-es vasbeton víztornyot.  (1. ábra)

 

     

A víztorony magassága 54,90 m. A medencefenék a terepszint felett 32 m, az alapozási síkja a terepszint alatt 2,90m volt. Külön érdekessége hogy a hengerfal 12 (felül) – 15 (alul) cm, a fenéklemez 15 cmvastag volt, és a körhenger alakú medencét oszlopokra támasztották. A medence külsőátmérője 15,30 m, magassága 5,85m. A medencén át vezették a csigalépcsőt, amelyen egészen a torony tetejéig lehet jutni. A víztornyot Freund Henrik és fia vállalat építette. A vasbetonnal szembeni bizalmatlanságra jellemző, hogy a medence első feltöltésekor a teret kiürítették, és csak Zielinski maradt a víztoronyban. A víztorony még ma is üzemel. Eddig 1936-ban és1961-ben újították fel, illetve 1993-ban a BME Hidak és Szerkezetek Tanszéke vizsgálta meg és a javaslataik alapján erősítették meg a víztornyot.

Igen igényes esztétikai szempontok szerint építették meg 1911-ben a 600 m3-es Margit-szigeti víztornyot (2. ábra).

 

    

     

Építész tervező Ray Dezső Vilmos volt , a vasbeton szerkezetet Zielinski Szilárd végezte, a számítást  és a részlettervezési munkákat pedig Jemnitz  Zsigmond végezte.

Azt a korszakot a mérsékelt statikai és szilárdsági vasbetonismeret és az egyén ösztönös megérzése jellemezte. Zielinski merészségére vall, hogy a 24 m magas víztároló medencét merevítő gerendák nélkül tervezte. A víztartály a megszokott acéltartályoknak megfelelő Intze-rendszerű tartály volt, de a 10 cm vastag hengerfal meghökkentően vékony.  A 13,5 m hosszú 8 db vasbeton oszlopokat Hennebique eljárása szerint központosan terheltként méretezték, illetve ellenőrizték. Egy oszlopra 220 t teher jut. A kihajlás veszélytét úgy vették Euler képlete alapján figyelembe, hogy a legkisebb tehetetlenségi nyomatékra fennálljon az alábbi összefüggés:                                                                              I > 60×F×l 2  

Ahol az F nyomóerő 0,1 kN-ban, l az oszlophossz háromnegyede m-ben. A tartályban fellépő érintő irányú húzófeszültséget  a kazánképletből számították. A háború során a medence erősen megsérült. A javítási munkák befejezésével a hengerfalak a vizet átengedték. Ezután cementsimítással látták el és 1962-ig üzemelt. A víztorony ma műemlék.

Mint látható a hazai víztoronyépítésben meghatározó szerepe volt Zielinski Szilárdnak (1860-1924), aki Magyarország első műszaki doktora volt. Zielinszky a vasbeton alkalmazásában európai szinten is az úttörők közé tartozott, itthon pedig egyértelműen ő volt az új anyag meghonosításának vezéralakja. Utcákat valamint díjat is neveztek el róla.

A győr-révfalui 600  m3-es víztorony 1909-1910-ben épült (3.ábra). Kovács Sebestyén Aladár műegyetemi tanár tervezte. A víztorony még ma is meg van de nem használják.

                                   3. ábra Győr-révfalui víztorony                                  

   

 

Kívül nyolcszög alakban 8 db, belül négyszög alakban 24 db függőleges vasbeton oszlop viseli a terheket. A külső oszlopsor nyitott a belső oszlopsor körbefalazott, itt helyezték el a gépészeti berendezéseket, valamint a lépcsőt.  Az ivóvizet a 2 db, gyűrű alakban két részre osztott hengertartályban tárolták, lefedésük síklemez, illetve gömbhéj volt. A víztornyot összefüggő vasbeton lemezre alapozták. A külső és belső oszlopsort a víztároló medence  és két szinten vasbeton lemez kapcsolta össze.

A II.VH. során a 2 oszlopát is kilőtték 20 m magasságban és a csővezetékek is használhatatlanná váltak.  A medence fala is megsérült több helyen. 1946-tavaszán víztornyot házilag helyre állították. 1964-ben a nádorvárosi víztorony üzembe állításakor kiderült, hogy az a régi víztoronnyal nem tud együtt működni, ezért a révfalui víztornyot kiiktatták a hálózatból. Jelenleg az új tulajdonosa szállodát szeretne kialakítani benne.

1912-ben építették a Siófoki víztornyot (4.ábra)  Gut Árpád és Gergely Jenő tervei szerint. 1973-ban elkészült Balatonkilitiben az 5000 m3-es víztároló, és ezáltal a siófoki víztorony feleslegessé vált. 1980-tól nem üzemel, ma turisták látogatta ipari műemlék.

 

    

4.ábra A siófoki víztorony

 

A két világháború között szinte szünetelt a víztoronyépítés. A vízellátási igények a II. világháború után kezdett igazán fokozódni, ekkor kezdődött meg rohamosan a víztoronyépítés és alakultak ki a új építési technológiák. Azonban még ebben az időkben is alkalmazták a teljes beállványozásos monolitikus építést. Erre a legjobb példa az oroszlányi 2000 m3-es  víztorony (5. ábra).

 

 

     

A választott forgási hiperboloid forma, víztechnológiailag optimális tározóforma. A karcsú törzsű és 45°-os végérintőjű köpeny mind foltban, mind kettős görbületű felületeivel meglepő hatású. Ez a forma magában foglalta a szerkezet erőjátékát. Speciális, kettős görbülete folytán számos előnyt jelentett. Az a tény, hogy felületére ellentétes irányban egyenes alkotók illeszthetők, tették egyszerűvé és gazdaságosan megoldhatóvá a monolit vb. szerkezet állványozását-zsaluzását, illetve a medenceszakasz feszítését. A két irányban görbült felület önmagában véve is merev tartószerkezet. A szerkezet redőzött lemez lefedésű, Intze-rendszerű.  A víztorony törzsét és a tározó részét (medence) a fent leírt egyköpenyű forgási hiperboloid alakú vb. héj alkotja. A köpenyszerkezet a terepszint felett lábakon áll. Ezek tetraéder-alakúak és a héj alsó peremét kerület mentén támasztják alá. Az alaptestet képező szekrényes körgyűrűhöz viszont a lábak sugárirányban csatlakoznak és így erősen fokozzák a kis alsó átmérőjű köpeny állékonyságát. A hiperbolikus paraboloid forgásfelületet az egyenes alkotók mentén elhelyezett deszkákkal zsaluzták és Freyssinet-rendszerű feszítőkábelekkel feszítették meg. Ez a víztorony hazánk máig is egyetlen feszített víztornya. Építész tervező Vizvárdí István, statikus tervező Molnát István volt.

     

3.    Csúszózsaluzással épített víztornyok

3.1.   Állandó keresztmetszetű belső tartályok

 

 

A csuszózsalus technológiát tekintve a legrégibbek és a legegyszerűbbek a hengeres toronytörzsű víztornyok. Kisebb felkészültségű vállalatok részére 125, 250 és 500 m3  hasznos űrtartalmú, 20, 25, 30 és 35 m fenékmagasságú tartályokra terveket készítettek. A toronytörzsét  csuszózsaluzattal készítették el,  és az így kialakult köpenybe, attól szigetelőréteggel elválasztva, tartórácsra támaszkodva elkészítették a tartályt monolit betonozással, majd belülről vízzáró vakolattal vakolták be.

Igy készült az500 m3 –es vecsési (6.ábra) hengeres víztorony, a nagykanizsai (7.ábra) és a komáromi 2500 m3 -es  víztorony (8.ábra).

6.ábra-vecsésvíztorony               7.ábra-nagykanizsai vt.               8. ábra-komáromi vt

     

A nagykanizsai víztorony érdekessége a csonkakúp alakú héjalapozás, amelynek a külső peremét körgyűrű, a belsőt körtárcsa, illetve lemez merevíti. A külső köpeny rovátkolt, mind a külső köpenyt, mind a lépcsőházat magában foglaló orsóteret csúszózsaluzattal építették. A medence kettős megtámasztású. Ezért a  2500 m3  térfogatú medencéknél a hengeres toronytörzs és a tartály csuklósan kapcsolódik, amelyre a két hengeres törzs eltérő rugalmas összenyomódása miatt volt szükség. A vízzárást a csuklóban SICA hézagzáró szalagokkal értékel. A tartályt monolitikusan építették, mivel csúszózsaluzattal eddig nem sikerült vízzáró betont készíteni. Statikailag azonban a két hengeres fal együttdolgozik.

Az állandó vastagságú toronytörzsön belül új megoldást jelentett a karéjos víztoronycsalád.  1964-ben tervpályázat írtak ki 25, 50, 200 és 500 m3-es víztoronycsalád tervezésére, erre készült el a karéjos víztoronycsalád.

A karéjos víztoronycsalád ismétlődő elemeinek alapja hossztengelye mentén félbevágott henger. Ezt nevezték el karéjnak. Az így nyert azonos méretű karéjok a 9.ábra szerint három-nyolcszög alakra szerkeszthetők. Ezáltal azonos karéjalapelem felhasználásával különböző űrtartalmú víztornyokat tervezhettek.

A karéjos víztoronycsalád terveit Zsuffa András építész tervei alapján dolgozták ki. A karéjos víztornyok előnyei:

o      variációs lehetőség azonos űrméret mellett is

o       egyedi megjelenést nyújt

o     tájképző szerepe nagy, jól érvényesülnek az adott környezetben

 

A víztoronycsalád alapterülete és a hozzá tartozó vízoszlopmagasság a következő volt:

A karéjok a tartálynál zártak, a törzstornyon azonban egyik vagy másik karéj hiányozhat. A stabilitásfokozására a pillérek közé merevítő tárcsákat vagy gyűrűket kell elhelyezni. A legelső a paksi 150  m3-es víztorony (10.ábra) volt ami ezzel az építési rendszerrel épült, de ezzel épült még többek között:

o     ikervári 150 m3-es víztorony (11. ábra)

o    őrszentpéteri 150 m3-es víztorony

o    barcsai 500 m3-es víztorony

o    kunszenmártni 500 m3-es víztorony

Ezeknek a tornyoknak a tervezésében Zsuffa Andrásnak igen nagy szerepe volt.

10.ábra-paksivíztorony

 

gyűrűkkel merevítettpillérek

11.ábra-ikervárivíztorony

 

 

        karéj kialakítása

 

3.2.  Változó keresztmetszetű belső tartályos víztornyok

 

Ezek a víztornyok felfelé szélesedő, kehely alakúak melyeket szintén csúszózsaluzattal építettek.

Erre példa a makói 800 m3-es víztorony (64-66) (12.ábra). Vasbetonból épült lemezalapra támaszkodik mind a feljárólépcsőt befoglaló, körgyűrű keresztmetszetű orsófal, mind a torony külső héját képező csillag alakú vasbeton "köpeny".
Ez utóbbi a kiinduló mérettől lineárisan növekvő mérettel éri el szerkezeti tetőpontját, ami egyben a két részre osztott víztároló medencét is lezárja, illetve a külső körjárda mellvédjét is képezi. A tornyot 4 körtárcsa formájú vasbeton lemez merevíti, mely lemezek egyúttal az egyenletesen növekvő átmérőjű külső, csillag alakú köpeny megfelelő geometriáját biztosítják (távtartó elemek). Úgy tudták megépíteni, hogy a zsalulemezszerű tagjai csuklókkal kapcsolódtak egymáshoz, így vált valóra a kónuszos kialakítás. A lépcsőház falait a külső fallal együttmozgó csúszózsaluval építették meg. A méretezés során figyelembe vették a külső fal és az orsófal eltérő rugalmas összenyomódását. A víztároló medencék összesen 800 m3 víz befogadására készültek. A belső medence 340 m3, a külső medence 460 m3 térfogatú. A külső medence külső határoló fala a csillag alakú köpenyfal. A két medencét körgyűrű alakú fal választja el egymástól, a belső medence belső fala maga az orsófal. A víztároló medencéket lezáró vasbeton lemez egyben járható födém is - innen lehet a medencéket hágcsókon megközelíteni. A toronyszerkezetet tölcsér alakú vasbeton tetőlemez zárja le. Érdekessége:a víztároló medencéket lezáró járható vasbeton födémről (megfelelő védőberendezések mellett) gyönyörű kilátás nyílik a városra és a térség falvaira. Rendszeresen gyermek és felnőtt érdeklődők nézhetik a panorámát.
Az érdeklődők megnézhetik, hogy merre vannak a víztoronyból a fő égtájak valamint milyen messze és merre van Makó Jeruzsálemtől vagyis Jeruzsálem Makótól. A szólás igazi története is olvasható a víztorony tetején.

     

  12.ábra-makói víztorony                                            makói víztorony metszete

     

3.3.  Változó keresztmetszetű részben külső tartályos víztornyok

 

 

 

1958-59-ben építették a Metallochemia 500 + 50 m3-es (13. ábra), mely jó példa a csúszózsalu és az előregyártás egyidejű alkalmazására. Ennek a víztoronynak az építésénél alkalmazták először gépi mozgatású csúszózsalut. Az 500 m3-es ipari víztartályt a + 38,0,-es szinten, az 50 m3-es ivóvíztartályt a +27,8 m-es szinten helyezték el. Az alaptest monolit vasbeton, 13,00 m átmérőjű, 70 cm vastag körlemezen nyugvó, 26 cm vastag kettős csonkakúp. A toronytörzs 31,00 m magas, 6,00 m belsőátmérőjű, 20 cm vastag körhenger, amelyet kívülről felfelé szélesedő 10 db 30 cm vastagbordával merevítettek. A törzset csúszúzsaluzattal építették, amelyeknél a zsaluzóbordákat szögacéllal merevített acéllemezből készített kúszó zsalutáblával készítették el. A felső tartály külső falát toronyból kidugott állványról építették meg. A benn maradó előregyártott, íves, trapéz alakú vasbeton zsaluelemek  4 cm vastagok voltak, melyeket 4×20 cm méretű perembordák szegélyeztek. Tömegük kb. 0,6 t volt. A perembordák közé 15 cm vastag kőszivacslap hőszigetelést tettek. Erre 1 cm-es bitumenes papírlemez szigetelést, amit  6 cm vastag válaszfaltégla falazattal védtek. Ezt szivárgórétegeknek is tekintették. Erre került a 10- 25 cm vastag vasbeton lemez, amelyet 3 rétegű,  1,5 cm vastag cementhabarcs vakolattal tettek vízzáróvá. Előregyártottak voltak még a lépcső- és lefedő elemek.  Ezt a víztornyot azóta elbontották robbantással.

A tornyot Thoma József tervezte. Thoma Józsefről röviden: Az új módszerek kidolgozása, a változó keresztmetszetű toronyszerű vasbeton-létesítmények csúszózsaluzatos építés-technológiájához kapcsolódó találmányai, tizenhét szabadalma nagyüzemi bevezetése, a technológia gépesítése, automatizálása nemzetközi mércével mérve is a legjelentősebb konstruktőrök közé emelték. Szerte a földön ötszáz jelentős műtárgyat épített.

     

    

         13.ábra-Metallochemia víztornya és a víztorony robbantásakor készült kép

     

Az 1970-es évek végéig hazánk legnagyobb víztornya az 1963-ban üzembe helyezett debreceni 3000 m3-es, kétrekeszes víztorony (14. ábra) volt. A tartószerkezetet 12 db pillér alkotja. Ezt és az orsófalat készítették csúszózsaluzatban, közös munkaszinttel. Majd az egyedileg kialakított munkaszintről építették meg a tartályt. Ebben az esetben is a külső zsaluzat egy részét előregyártott, bennmaradó zsaluzat képezte.

 

 

  14.ábra-debreceni víztorony

     

 a víztorony tisztítása

 

4.  Felhasznált irodalom

  • Dr. Balázs György: Beton és vasbeton II.
  • Előadásjegyzet
  • www.viztorony.lap.hu
  • www.viztorony.hu

 

v20110216