Muszkalay László: Vízépítési műtárgyak vizsgálata (VITUKI, Budapest, 1968)

Bevezetés

A vízépítési alaptudományok jellegéből következően a vízépítési műtárgyak és szerkezetek méretezésénél a mérnöki tudományok sorában szinte szokatlanul sok kísérleti tényezővel kell számolni és a méretezési módszerekben számos közelítő feltevést kell tenni. A hidromechanika vagy a szilárd testek sztatikája, vagy a szilárdságtan exaktnak látszó differenciálegyenletekkel alátámasztott számítási módszerei is többnyire közelítő vagy egyszerűsítő feltevéseken alapulnak és a sokoldalú, színes valóságnak csak egyes oldalait fogják meg. Számítási célra való alkalmazásukhoz kísérleti tényezők, állandók nélkülözhetetlenek. Ezeknek a kísérleti tényezőknek egy részét ma már elegendő pontossággal ismerjük, vannak köztük azonban olyanok, amelyek előzetes meghatározása — még kisminta kísérletekkel is — csak bizonyos feltételekkel lehetséges. A feltételeket a valóságban ismét számos tényező alakítja ki, így a felvett kísérleti állandókkal szemben a tervező mindig bizonyos bizonytalanságot érez.

A tervező — éppen ezért — nem egyszer többféle számítási módszert is kipróbál. Ha eredményeik egyezőek, általában nyugodt lelkiismerettel számol velük, az eltérő eredmények azonban súlyos döntés elé állítják a tervezőt. Ilyen esetben nagy megnyugtatásul szolgál, ha valamelyik módszer mellé a valóság bizonyító igazsága felsorakoztatható, korábban megépült műtárgyak adatai révén.

A tervezési bizonytalanságok a számítások minden fokozatában fellépnek:

1. a határfeltételek megállapításában,

2. az igénybevételek (terhelések) számításában,

3. a biztonsági tényezők felvételében,

4. a mértékadó igénybevétel (terhelés) kiválasztásában,

5. a méretek megválasztásában,

6. a teherbíróképesség megállapításában.

Mindezek a bizonytalanságok arra vezetnek, hogy a vízépítési műtárgyaknál és szerkezeteknél minden fajta számításnál viszonylag nagy biztonsági tényezőket vesznek fel.

Jellemző esete ennek a csatornák vízszállítóképességének meghatározása, ahol a legkedvezőtlenebb érdességi tényezőkkel szokás számolni. Pedig ez gyakran 100%-os túlméretezést jelent, amely azután egészen más oldalról — a kis sebességek és hordaléklerakódás megnyilvánulásában — roppant kedvezőtlenül jelentkezik.

Míg a magasépítési szerkezeteknél az esetek többségében a túlméretezésnek az önsúlynövelésen és költségemelésen kívül más káros hatása nincs, a vízépítési szerkezeteknél — főleg hidraulikai vonatkozásban — a túlméretezés is igen nagy veszélyeket rejt. magában. Ugyanakkor gyakran olyan eset áll elő, hogy az összefüggő szerkezetek egyikének túlméretezése, bizonyos szempontból egy másik szerkezet alulméretezését vonja maga után.

A tervező tehát előnyös helyzetbe kerül, ha

1. a méretezésnél megépült művek tapasztalatain okulhat;

2. a méretezésnél felhasznált eljárások és kísérleti tényezők helyességét a már megépült műtárgyaknál igazolták;

3. számíthat rá, hogy a tervezett létesítményt az építés kezdetétől rendszeresen és folyamatosan ellenőrizni fogják és a kiszámított értékeket a valóságban igazolják;

4. a tervezett létesítmény ellenőrző mérései révén újabb tervezéseihez biztosabb adatokhoz jut.

Nagyobb műtárgyak építése többnyire hosszabb építési folyamat, amelynek során az építő állandóan szembekerül a vízzel. A tervezési előírásokat éppen a helyi adottságok következtében gyakran az építés közben meg kell változtatni. Ugyanakkor az építőnek tisztában kell lennie az építés környezetében

7