|
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:
|
|
 |
| |
|
|
|
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.
|
