Falazott hidak megújításán dolgozik a Gábor Dénes-ösztöndíjas BME-s hallgató

Az ÉMK diákja konzulensével már most olyan tudományos eredményeket produkált, amelyek révén egyes szerkezetek teherbírása meghatározható a statikus igénybevétel esetén.

„Nagyon meglepődtem és örültem, amikor megtudtam, hogy nyertem. Jólesik az elismerés és az, hogy sokan gratuláltak hozzá” – válaszolta a bme.hu kérdésére Rendes Szilveszter, a BME Építőmérnöki Kar (ÉMK) harmadéves BSc-s hallgatója, aki a Parlamentben vehette át a Novofer Alapítvány és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem 2001 júliusában, az egyetemi hallgatók szakmai tudásának elmélyítése, tudományok iránti elkötelezettségének növelése érdekében megalapított és a szakértői zsűri által évenként odaítélt Gábor Dénes Tudományos Diákköri Ösztöndíjat. (Az ünnepélyes díjkiosztó ünnepségről korábban a bme.hu is beszámolt – szerk.)

A budapesti születésű hallgató tanulmányait faipari szakközépiskolában alapozta meg. Versenyszerűen vízilabdázott, de a középfokú tanulmányok utolsó két évében úgy döntött: a sportedzői pálya helyett inkább a reáliák felé fordul. Szülei, nagyszülei közt vannak tanárok, utóbbiaknak pedig különösen hálás a matematikai és fizikai ismereteinek elmélyítéséért az egyetemre való felkészülés során. Felvették a BME Közlekedésmérnöki és Járműmérnöki Karára, de onnan hamar átment az építőmérnökire. Az első félévben rájött, hogy főként a statika és a szilárdságtan érdekli és szeretne TDK-zni. „Még nem kezdtem el a felsőfokú tanulmányaimat, amikor a még főiskolás bátyámtól hallottam a tudományos diákköri munkáról: mesélt az előnyeiről, hogyan zajlik egy kutatás, miképpen dolgoznak együtt a konzulensével. A feladatvégzés legnagyobb előnye, hogy mindarról szerezhettünk ismereteket, amikre a napi szintű oktatás során nem jut idő” – ecsetelte a Gábor Dénes Tudományos Diákköri Ösztöndíjas hallgató, hozzátéve, mivel magától nem volt konkrét ötlete, felkereste a statika, majd későbbi elemi szilárdságtan tanárát, Forgács Tamást, a Tartószerkezetek Mechanikája Tanszék doktoranduszát, hogy segítsen témát találni: „még elsőévesen egyeztettünk arról, hogy érdekelne a TDK, és egyből pozitívan reagált: megmutatta nekem, ő mivel foglalkozik a kutatásában, illetve hogy miképpen néz ki egy pályamű, majd azt mondta, ha érdekel, próbáljam meg, így elkezdtük a közös munkát. Azóta is jelentős mértékben segíti a kutatásomat, illetve bármilyen egyéb szakmai kérdésem van, készségesen válaszol”. Végül három falazott hídszerkezetes témajavaslatból kiválasztott egyet a 2018-as versenyre. Szilveszter akkor statikai vizsgálatokat végzett falazott hídszerkezeteken és főként a homlokfalak merevítő szerepét vizsgálta, majd a következő évi megmérettetésen dinamikai elemzéseket folytatott.

Rendes Szilveszter 2018-as TDK dolgozatában 3D-s modellen vizsgálta – kétféle homlokfalmagasság/háttöltésmagasság mellett –, hogy a homlokfal vastagság növelése milyen hatással van a teherbírás-növekményre a homlokfal nélküli esethez képest. Következtetései szerint a homlokfal teherbírásnövelő szerepe annál jelentősebb minél nagyobb az ívkoronánál mérhető homlokfalmagasság / háttöltésmagasság aránya; a homlokfalvastaság növelésével a többletteherbírás közel egyenesen arányosan növekszik; továbbá a különböző talajtípusok esetén a homlokfal teherbírásnövelő szerepe eltérő.

„Kutatásomban főként numerikus modellek futtatásával, pontosításával, fejlesztésével foglalkoztam, ami az idő egy jelentős részét felölelve a kinyert adatok excel-táblázatokba gyűjtését és feldolgozását is jelentette. Egy régi mérést felhasználtunk a kalibráláshoz, de a munka főként számítógépen zajlott” – részletezte tudományos tevékenységét Rendes Szilveszter, szemléltetve a feladatvégzés gyakorlati oldalát: a statikus terhelés során egy ideális hídszerkezetnek egy kijelölt pontjára adott erőhatást fejtenek ki, és keresik azt a teherintenzitást, ami mellett már tönkremegy a szerkezet. A pályamű arra is kitért, hogy a boltozat esetében hol történjen a terhelés, és annak milyen hatása van.

A kutatások későbbi fázisában kétféle dinamikus modell készült: az első esetén állandó teher mellett az ívkorona függőleges elmozdulását vizsgálta különböző sebességek esetén, amelyek segítségével dinamikus tényezőt határozott meg. A másodiknál pedig már a jármű és a szerkezet kölcsönhatását figyelembe véve változó teherintenzitás mellett figyelte az elmozdulásokat. A két munka a Műegyetem házi tudományos diákköri versenyén kétszer is nyert, a korábbi dolgozat pedig az OTDK-n különdíjas lett.

A vizsgálódások létjogosultságát és hasznosságát erősíti, hogy a tégla- és kőboltozatú hídszerkezetek Európa vasúti hálózatának szerves részét képezik, ezekből napjainkban csaknem 200.000 van használatban az Európai Unió területén (Magyarországon is sok ezer), amelyek a teljes hídállomány 60%-át teszik ki. Életkoruk jellemzően meghaladja a 100 esztendőt, többségük ma is funkcionál, pedig ez idő alatt a forgalmi terhek és a járműsebesség drasztikusan növekedett.

Rendes Szilveszter kutatásainak gyakorlati haszna már most is tetten érhető: konzulensével olyan diagramokat készítettek, amelyekből bizonyos geometrián belül (különböző ívmagasság, homlokfalvastagság), adott hídszerkezetre, bizonyos talajtípusokra meghatározható a szerkezet viselkedése, és várható teherbírása. A jövőben az a cél, hogy a rossz állapotú átkelők megerősítésére megoldást dolgozzanak ki: mit kell kicserélni, vagy megerősíteni.

„Egyelőre a konzulensemmel idén tovább kutatjuk a témát, a későbbiekről még nem beszéltünk. A most következő félévben kell specializációt választani, és a hidas irányt céloztam meg. Az MSc képzést mindenképpen meg szeretném próbálni a jövőben. Egyelőre nem célom a külföldön való tanulás-kutatás, jól érzem magam itthon, tanulmányaimat és tudományos tevékenységemet egyaránt segítik a Műegyetemen” – árulta el a jövőbeli terveiről a díjazott.

HA-GI
Fotó: Philip János