Dilatációs szerkezet és szerkezeti dilatáció: Jelentésük, módszerei és leghatékonyabb eszközei
A dilatáció szinte minden építményre hatással van, legyen az egy ház, egy út, egy híd, vagy akár a frissen lebetonozott udvar. Miért kell vele foglalkozni, mi a megoldás?
A „dilatáció” latin szó és röviden tágulásnak mondjuk magyarul. Kicsit bővebben egy test térfogatának megváltozása külső erőhatás (hőmérséklet) hatására. Más megfogalmazásban a dilatáció építményekben, mérnöki szerkezetekben bekövetkező méret változás, amely legtöbbször hőmérsékletkülönbség, vagy zsugorodás hatására jön létre. Ha kialakulása akadályozva van, akkor dilatációs feszültség keletkezik, amit dilatációs szerkezet beépítésével vagy dilatációs rés kialakításával lehet áthidalni. Ha nem kezeljük ezeket a feszültségeket, az építmény károsodik. A javítás ebben az esetben igen nehezen megoldható, mint arról korábbi cikkünkben írtunk.
Az építmények mozgása
Minden mérnöki alkotás mozog, külön feladatot adva evvel tervezőnek, építőnek és üzemeltetőnek. Az építményeket számos hatás mozgásra kényszeríti, mint például a hőmérséklet, terhelés, szél, földrengés, építés utáni talajmozgás.
Leggyakoribb és legjellemzőbb a hőmérséklet okozta tágulás vagy zsugorodás. Egy épületben a kezeletlen hőtágulás a padlóburkolat, a falak repedését okozhatja. Az így keletkező feszültségek kezelésére szolgál a dilatációs hézag, rés, szerkezet. Általános szabály, hogy mindent dilatálni kell, ami nagy és egybefüggő. A hézagokat méretezik, de extrém helyzetben külön megoldás lehet szükséges, mint például kánikulában a villamos- és vasúti sínek hűtése locsolással.
Dilatációs szerkezet, vagy szerkezeti dilatáció?
A két megnevezés gyakran keveredik, hol egyiket, hol másikat olvashatjuk, halljuk. Van különbség a kettő között?
Igen van, nem ugyanaz a kettő.
A dilatációs szerkezet a burkolaton alkalmazott rés, hézag, mozgást biztosító megoldás. A dilatációs szerkezet része a funkciónak megfelelő, de egyben esztétikus kitöltő anyag (mivel szem előtt van).
A szerkezeti dilatáció átmenetet biztosít a tágulási nyíláson, a két határoló felület relatív mozgásától függetlenül. Hatékonyan lehetővé teszi az építmény biztonságos és ellenőrzött mozgását, a dilatációs megoldás eltakarásával botlásveszély, illetve közlekedési akadály nélkül.
Dilatációs megoldások közlekedési építményeken
Aszfaltburkolatú pályaszerkezetek felső rétegében nem szükséges dilatációs megoldás az aszfalt anyag rugalmassága alapján. Az alsóbb rétegekben csak akkor kell erre gondolni, ha az alapréteg cementes anyagú. Merev beton alapréteget nem célszerű alkalmazni aszfaltburkolat alá. A gyakran használt alap a cementstabilizáció, ami gyakorlatilag egy gyengébb beton anyag, ami a terhelés hatására megrepedezik, így biztosítva a hőmozgást. A sűrű repedések a rugalmas aszfaltburkolatra nem terjednek át.
Betonburkolatot hézagolni kell. A beton merev anyag, a beton útburkolat óriási felület, hézagolás nélkül a feszültségek alapján váratlan helyeken jelennek meg a repedések a hőmérsékletváltozás, a terhelés, az altalaj esetleges mozgása szerint. Ezek a rendszertelen repedések gyors tönkremenetelt okoznának. Gyorsforgalmi utakon (nagy forgalom és nagy terhelés esetén) a hézagokat mindenképpen vasalni is szükséges. A hézagvasalásra több megoldás létezik.
A betondilatációról másik cikkünkben is olvashatnak.
A legnagyobb hőtágulást, illetve összehúzódást hídszerkezeteken tapasztalhatjuk. Az új komáromi Duna-híd hossza estére több centimétert csökkenhet, a legnagyobb téli hideg idejére pedig közel fél métert.
Az alaptesteken, pilléreken saruk segítségével mozoghat a felszerkezet. Magán a felszerkezeten dilatációs megoldások szükségesek, ezek sokfélék, a hídfelszerkezet típusától függően.
Lehetővé kell tenni a híd mozgását és mégis legyen zökkenőmentes a pálya. Ilyen ellentmondás miatt a saru és a dilatációs megoldás a hidak legkényesebb szerkezeti eleme, amivel sok baj lehet, a kerék zökken, a víz bejut, csattog, esetleg törik, komoly fenntartási igényt teremt. A saru hibája a dilatációt is károsítja, és fordítva, pl. a dilatációs szerkezet átázása a sarut is tönkre teheti.
Hidakon figyelni kell a korlátok mozgására is, hiszen a korlátnak is van hőtágulása, illetve zsugorodása, valamint a korlát a felszerkezethez van rögzítve.
Összegezve:
A dilatáció egy alapvető fizikai jelenség, az építmények anyagai, a beton, a fémek a hőmérséklet változásával rövidebbek, hosszabbak lesznek. Ha ezt figyelmen kívül hagynánk, repedések, törések keletkeznének, az építmények jelentősen károsodnának. Épületeken, hidakon, utakon, vasutakon és szinte minden mérnöki létesítményen meg kell oldani a méretváltozás lehetőségét dilatációs szerkezetekkel, illetve szerkezeti dilatációval. A dilatáció kezelése külön szakterület, gondos tervezést és építést igényel.
A dilatációs hézag nem keverendő össze a munkahézaggal. A munkahézag technológiai szünet, munkaszünet idejére készülő ideiglenes megoldás.
A dilatációs megoldások több szempontnak megfelelőek legyenek. Egyik szempont a funkciónak megfelelőség, vagyis az építmény állapotának megvédése a káros hőtágulástól. Másik szempont az építmény használhatóságának biztosítása a dilatációs rendszerrel együtt is, vagyis ne akadályozza a biztonságos használatot, üzemeltetést.
Ide vonatkozó korábbi cikkeink:
- https://utepitesakademia.hu/beton-dilatacio-jelentese-kialakitasa/
- https://utepitesakademia.hu/toredezett-beton-javitasa-felujitasa/
Felhasznált irodalom:
https://omdkami.hu/a-dilatacio-fizikai-jelenseg
https://epiteszforum.hu/egyensulyban-otezer-tonnaval-a-komaromi-monostori-hid#lg=1&slide=10
http://flexmetal.hu/specialis-dilatacios-hezagok-kepzese-illetve-zarasa/
https://utugyilapok.hu/cikkek/szabad-e-kozuti-hidjainkon-mugumi-szonyegszeru-dilataciot-epiteni/ (Hajós Bence)
https://docplayer.hu/6533652-Betonburkolat-tervezes-meretezes-dr-ambrus-kalman-kozlekedesi-letesitmenyek-palyaszerkezetei-9-eloadas.html (Dr. Ambrus Kálmán)
A fotók eredetét a képeknél feltüntettük.