Megkülönböztetünk gerenda-, ív-, keret- és függőhidakat.
Gerendahidaknak azokat a hídszerkezeteket nevezzük, amelyeknél a függőleges terhelés hatására függőleges támaszerő ébred. E hidak főtartóinak keresztmetszeteiben a függőleges terhek hatására csupán hajlító és nyíró igénybevétel keletkezik,
így a szerkezet főtartói a rájuk ható függőleges terheket a gerendahatás révén függőlegesen adják át az alátámasztó szerkezetre.
A gerendahidak tovább csoportosíthatóak, úgymint kéttámaszú, kéttámaszú konzolos, többtámaszú csuklós (Gerber rendszerű, hazánkban a Makói Maros-híd ilyen) és többtámaszú folytatólagos hidakra.
Ívhidaknak nevezzük azokat a hídszerkezeteket, amelyeknél a függőleges terhekből, központos, illetve közel központos nyomó igénybevétel mellett viszonylag kisméretű hajlító és nyíró igénybevétel keletkezik. Az ilyen igénybevételi módot ívhatásnak nevezzük.
Az ívek lehetnek valódi ívek (befogott két- vagy háromcsuklós, hazánkban a Széchenyi Gyermekvasút Nagykovácsi úti közúti felüljárója kétcsuklós ívhíd, és a lebontott érdi keresztező műtárgy volt három csuklós ívhíd) amelyek ferde, kifelé irányuló támaszerőt adnak át az alátámasztásnak.
Az álívek (vonóvasas, merevítőgerendás) esetében az ívhatásból jelentkező ferde erő vízszintes összetevőjét a vonóvas vagy merevítőgerenda veszi fel. Így ezek a szerkezetek a gerendahidakhoz hasonlóan függőleges terhelés hatására csak függőleges támaszerőt adnak át.
Merevítőgerendás álívhidak az úgynevezett Langer tartós hidak, hazánkban 5 ilyen szerkezet található (Budapesten a Bartók Béla úti felüljáró, Dunaharasztinál a Soroksári-Duna felett, Miskolcon a 3-as út felett, Tiszalöknél és Balmazújvárosnál a Keleti-főcsatorna felett).
A 2,0 méternél kisebb nyílású hidakat áteresznek, a nagyobb vízfolyások hidjait patak-, folyó- vagy folyamhídnak nevezzük a vízfolyás nevének feltüntetésével.
A völgyek áthidalását völgyhídnak, a közlekedési létesítmények áthidalását gyalogos, közúti vagy vasúti alul- vagy felüljárónak nevezzük.
Vasútvonal vasúti hiddal, vagy közút közúti híddal történő áthidalását keresztező műtárgynak nevezzük.
Betonhíd esetén lehet lemez, bordás lemez, teknő, szegélybordás, szekrény keresztmetszetű vagy vasbeton ív.
Acélhíd esetében lehet gerinclemezes, rácsos, ív- vagy Vierendeel-rendszerű híd.
Az acélhíd pályalemeze lehet nyíltpályás (pályalemez nélküli) ortotróp vagy vasbeton. Az acél főtartóval együttdolgozó vasbeton pályalemezes hidakat öszvérhídnak nevezzük.
A vasúti pálya átvezethető a hidakon zúzottkő ágyazattal, vagy ágyazat nélkül. Az utóbbi esetben a vasúti pálya lehet kereszt- vagy hosszaljas (nyíltpályás, azaz hídfás), továbbá közvetlen sínleerősítéses kialakítású. Ez utóbbi speciális változata a rugalmasan ágyazott közvetlen leerősítés (pld.: EDILON).
A hidak általában két szerkezeti részből állnak:
– alépítményből, más néven alátámasztásból,
– felépítményből, más néven felszerkezetből vagy áthidaló szerkezetből.
Az alépítmény az alapozást, a felmenő szerkezetet (hídfalazatot), a háttöltésbe beépített szivárgót és vízelvezető rendszert, a háttöltésbe beépített kiegyenlítő lemezt (újabban úszólemezt),
hídfőknél a föld megtámasztására szolgáló szárnyfalat vagy töltéselzárást foglalja magában. A hídfőt és pilléreket összefoglaló néven hídfalazatoknak is nevezzük.
Az alépítmény feladata az áthidaló szerkezet alátámasztása, az arról átadandó terhek és egyéb erőhatások - földnyomás, víznyomás, jégnyomás, járműütköző erő stb. -
felvétele és közvetítése az altalajra. A hidak alépítményei tehát kapcsolatot teremtenek a felszerkezet és a teherviselő altalaj között.
A hidak felépítménye maga a hídszerkezet, ami a falazatok közötti távolságot hidalja át. Feladata a vasúti pálya, vagyis a vasúti vágánynak az áthidalt akadály feletti átvezetése.
A hídpályát és az áthidaló szerkezetet együtt felszerkezetnek nevezzük.
A szakirodalmakban, és hídleírásokban jellemzően három méretbeli adattal találkozunk, a hídnyílással (röviden nyílás), támaszközzel, és hídhosszal (röviden hossz).
A méreteket két tizedesbeli pontossággal méterben (m) szokás megadni. Tervrajzokon viszont milliméterrben (mm) szerepelnek a méretbeli adatok.
– hídnyílás, az áthidalt közlekedési létesítmény vagy az áthidalt vízfolyás tengelyére merőlegesen, azaz alátámasztó falazatok felső élének, egymástól a hídtengelyben mért távolsága.
– támaszköz, a két szomszédos alátámasztás támaszvonalának mért távolsága.
– hídhossz, lehet a felszerkezet hossza, de lehet a híd teljes hossza is, ami a felszerkezetet, és a hídfalazatot is tartalmazza, ezért elsőre pontatlanul értelmezhető méret, helyette a két fenti adatból lehet pontosabb adatokat nyernünk.
A hidak alépítményei a hídfők és a hídpillérek. Ezek általában két részből állnak:
– a földfelszín alatti alapból,
– a részben vagy egészben a föld feletti felmenő falrészből.
A híd végső, a vasúti töltéshez csatlakozó, többnyire támfalszerű alátámasztása a hídfő, amelyre az áthidaló szerkezet saruval vagy anélkül fekszik fel, esetleg azzal egybe van építve (pl. kerethídnál).
A hídpillér a többnyílású híd közbenső alátámasztása, amire az áthidaló szerkezet saruval vagy saru nélkül fekszik fel, vagy azzal egybe van építve (kerethíd).
Az áthidaló szerkezet vagy az azokat alátámasztó oszlopok a hídfalazatokra vagy a szerkezeti gerendákra, esetleg az alaptestekre gyakran nem közvetlenül, hanem külön szerkezettel, a hídsaru közvetítésével támaszkodnak fel.
A hídsaru feladata kettős, egyrészt a felszerkezetről átadódó erőket elosztva továbbítja a falazatokra, másrészt a hídszerkezet megfelelő alátámasztása mellett lehetővé teszi az áthidaló szerkezet mozgását. Ez a mozgás adódhat hőtágulásból, terhelésből adódó eltolódásból és lehajlás miatti elfordulásból.
Szerkezeti kialakításuk és működésük szerint álló (fix) és mozgó sarukat különböztetünk meg. Mindkettő lehetővé teszi az alátámasztott szerkezet elfordulását, billenését, a mozgósaruk ezen kívül a főtartó tengelyirányú, vagy arra merőleges vagy az alátámasztott pont vízszintes síkú szabad elmozdulását.
A hídépítési gyakorlatban korábban acél-, az utóbbi időben műgumi sarukat használnak. Az előbbinél a vízszintes elmozdulást hengerek (görgők), míg utóbbinál a műgumi torzulása vagy a saruba beépített teflonrétegen történő elcsúszás biztosítja.
Az álló és mozgó saruk általában egyforma magasságúak, hogy szükség esetén felcserélhetőek legyenek.
– a főtartó kialakítása szerint leggyakoribb típus a gerinclemezes és a rácsos híd,
– átvezetett pálya szerint lehet zúzotkő ágyazat átvezetéses vagy ágyazat nélküli,
– a szerkezeti elemek kapcsolata szerint lehet szegecselt, hegesztett, NF csavaros vagy vegyes.
A gerinclemezes tartók általában függőleges síkú gerinclemezből, és alul-felül mereven hozzákapcsolt vízszintes síkú övlemezekből állnak (felső-, alsó övlemez). Ez az úgynevezett tömör gerinclemez.
A rácsos tartó esetében már nem tömör gerincemez található, hanem az övekben (felső-, alsó) elhelyezkedő övrudakból és az azokat összekötő rácsrudakból, illetve oszlopkból állnak.
Alakjuk szerint lehetnek párhuzamos övű, trapéz, körszegmens, csonkaszegmens, sarló (ennél a kialakításnál az alsó és a felső öv is körszegmens) vagy sokszög alakú tartók.
Rácsozás szempontjából sokféle kialakítású lehet a tartószerkezet, leggyakoribb az oszlopos, szimmetrikus, rombusz, K, és az X rácsozású.
A szimmetrikus rácsozású szerkezetnél oszlop nincs, ha szerkezeti szempontból függőleges rudat építenek be, azt összekötő rúdnak nevezik. Az öv két szomszédos csomópontja (oszlopa) közötti részt keretállásnak nevezik.
A rácsos tartó rúdjai lehetnek idomacélok, vagy szegecseléssel, illetve hegesztéssel kialakított különféle összetett szelvény.
Párhuzamos övő, szimmetrikus rácsozású tartó
Csonkaszegmens övű, oszlopos rácsozású tartó
Trapéz övő, szimmetrikus rácsozású tartó
Csonkaszegmens övő, szimmetrikus és másodrendű rácsozású tartó
Szimmetrikus rácsozású, folytatólagos főtartó
A pályatartók a hossz- és kereszttartók. Ezeket elhelyezkedésük szerint különböztetjük meg egymástól. A hossztartó a vasúti pályával és így a főtartóval párhuzamos irányú, míg a kereszttartó arra merőleges.
A vasúti terhelés közvetve, vagy közvetlenül a hossztartókra adódik át. A hossztartók a keresztartóra, ez utóbbi a főtartóra továbbítja a terhet. Innen a saruk közvetítésével jut a teher a falazatokra.
A pályatartók szinte kivétel nélkül gerinclemezes tartók.
A hossztartót mereven kötik be a kereszttartóba, így a hídon végigmenő hossztartók erőtanilag folytatólagos többtámaszú tartók. Szegecselt kapcsolat esetén a bekötésnél fellépő támaszponti nyomaték felvételére a kereszttartókhoz két oldalról csatlakozó hossztartókat alul-felül egy-egy átkötőlemezel kapcsolják egymáshoz.
Amennyiben a hossztartó felső öve egy magasságban van a kereszttartó felső övével, az átkötőlemezt a felső öv fölött átvezetik. Ha lejjebb helyezkedik el, akkor a kereszttartó gerincén az átkötőlemez részére megfelelő méretű rést vágnak. Ha a hossztartó alsó öve nincs azonos szintben a kereszttartó alsó övével, akkor zsámolyokkal
egészítik ki a hossztartót az átkötőlemez átvezetése céljából.
A képen egy olyan hossztartó bekötés látható a kereszttartóba, ahol mind felül, mind alul nincs egymással szintben a tartók övei, ezért felül a kereszttartó gerinclemezén egy rést vágtak, alul pedig egy zsámolyt helyeztek el, a hossztartó átkötőlemez részére.
Azokat a szerkezeti elemeket, amelyek közvetlenül nem vesznek részt a vasúti teher viselésében, melléktartóknak nevezzük. Ilyenek a keresztkötések, a szélrács, a féktartó, a stabilizáló szerkezetek, valamint a kezelőpálya és az üzemi gyalogjáró.
Keresztkötések, keresztmerevítések:
A főtartók és hossztartók eldőlését, elcsavarodását megakadályozó, és egyben az általuk összefogott tartók együttdolgozását is biztosító szerkezeti elemek.
Ezek a két tartó közötti, a tartóra merőleges és függőleges helyzetű merevítések, amelyek kialakítása lehet merevítő rács, sarokmerev kapcsolat lemez vagy bordamerevítés, esetleg lemeztárcsák.
Alsópályás hidaknál a kereszttartók látják el a keresztkötés szerepét azáltal, hogy a főtartókapcsolatot sarokmereven alakítják ki.
Szélrács:
Többnyire vízszintes síkban fekvő rácsos tartó, amelynek övei a merevített fő-, illetve hossztartók övei, rácsoszlopai pedig a keresztkötések.
Általános szabály, hogy a pályához közelebbi övek között minden esetben, a távolabbiaknál pedig az elhelyezhetőségtől és a tartó magasságától függően kell a szélrácsot elhelyezni. Ebből következik, hogy hagyományos rácsos hídszerkezetnél, a felsőpályás hídnál a felső,
alsópályás hídnál az alsó szélrácsot minden esetben beépítették.
A szélrács feladata, hogy a hídon működő valamennyi vízszintes terhelés a függőleges terhekhez hasonlóan a sarun keresztül jusson el a falazatra. Alsó főtartó szélrácsnál ez közvetlenül megvalósul, mivel a szélrács a főtartó alsó övének síkjában fekszik, ami közvetlen kapcsolatban van a sarukkal.
A felső szélrácsnál a szélrácsreakciót a szerkezet végén alkalmazott erős keresztkötésen, az úgynevezett portálkereten vagy más néven kapuzaton keresztül juttatják le az alsó övre, illetve a sarukra. Ha a felső szélrács a főtartó teljes hosszában végigmegy, a portálkeret a híd végoszlopánál,
ha csak a főtartó közbenső szakaszán készül szélrács, akkor a portálkeret a szerkezeten belül helyezkedik el. Ebből következik, hogy a portálkeret - kapuzat - a főtartó alakjától függően lehet függőleges, ferde helyzetű vagy törtalakú.
Alsó szélrács és keresztkötések, pályatartók
Felső szélrács és keresztkötések
Felső keresztkötés nélküli sarokmerev kapcsolatú szerkezet
Féktartó:
A hídon fékező, vagy a hídról induló vasúti járművek a pályán keresztül hídtengelyirányú vízszintes erővel terhelik a szerkezetet. Pályatartós hidaknál ez a hossztartón jelentkezik. A hossztartókban ébredő erő vízszintes síkú hajlítást fejt ki a kereszttartókban, ami a kereszttartó töréséhez vezethetne, ezért ezt megfelelő
szerkezeti kialakítással a főtartóhoz közvetítik. Ennek szokásos megoldása, hogy helyenként a fékkonzolok segítségével kapcsolatot hoznak létre a hossztartók alsó öve és az alattuk levő és tengelyvonaluk vetületét keresztező főtartószélrács között. A kapcsolaton keresztül a szélrácsra többlet igénybevétel adódik át,
ezért annak érintett részét megerősítik, és a kapcsolatot létesítő csomópont, csomóponti egyensúlyának biztosítása érdekében kiegészítő rácsrudakat építenek be. Az ismertetett módon a fékező- és indítóerő a fékkonzolok közvetítésével a féktartón keresztól a főtartókra, innen a fix saruk közvetítésével a falazatra jutnak.
A híd magassági elrendezését a rajta átvezetett vasúti pálya és az alatta haladó vonalas létesítmény (közút, vízfolyás, közmű) vonalvezetése, űrszelvénymérete határozza meg.
A hídpálya elhelyezkedése a főtartóhoz képest lehet felsőpályás, ahol a vasúti pálya a főtartó felső öve felett helyezkedik el, süllyesztett pályás, ahol a vasúti pálya a főtartó felső öve közelében, de az alatta helyezkedik el, és lehet alsópályás, ahol a vasúti pálya a főtartóhoz képest a lehető legalacsonyabban helyezkedik el.
A híd magassági elrendezésénél döntő szempont, hogy a szerkezeti magasság kisebb, vagy legfeljebb egyenlő legyen, mint a rendelkezésre álló építési magasság.
Ha a rendelkezésre álló építési magasság nagy (pl. völgyhíd esetén), akkor felsőpályás hidat, kisebb építési magasság esetén süllyeszett pályás hidat, egészen kis építési magasság esetén alsópályás hidat kell építeni (a hajózhatóság biztosítása miatt, magas járművek áthaladása miatt, magas vizállás veszélyei miatt...stb).
Felsőpályás gerinclmezes hídszerkezet
Alsópályás gericlemezes hídszerkezet
Felsőpályás, oszlop rácsozású, halhas harmadikövű hídszerkezet
Alsópályás. szimmetrikus rácsozású acélhíd
