systemowe umożliwiają znacznie szersze zastosowanie tego typu konstrukcji.
Rys. 1. Podstawowe elementy rusztowania modułowego
Rys. 2. tarcza węzła i połączenie za pomocą zamka klinowego
TecHnoloGIe
83
lIStOPAD 2008 InżYnIER BuDOWnIctWA dźwigary nośne zostały połączone ra-mami poprzecznymi rozstawionymi co 2 m. W tego typu konstrukcjach można również alternatywnie zastosować ry-gle dachowe, zamocowane w pasie gór-nym lub dolgór-nym dźwigarów kratowych, w zależności od schematu statycznego konstrukcji, dla skrócenia długości wy-boczeniowej pasów dźwigara. Pokrycie ścian wykonano standardowo z plan-dek. Mocowanie plandeki odbywa się za pomocą specjalnych profili alumi-niowych – tzw. prowadnic kederowych.
Kedery montowane są bezpośrednio do stojaków przy ścianach lub dźwigarów dachowych na dachu, stąd plandeki mają szerokość równą rozstawowi stojaków konstrukcji. Z uwagi na kilkumiesięczny okres użytkowania hali również w sezo-nie zimowym pokrycie dachowe zapro-jektowano z blachy stalowej trapezowej.
Ze względu na nietypowość pokrycia dla konstrukcji rusztowaniowych mocowa-nie blachy z dźwigarami odbyło się za pomocą łat drewnianych. Scalenie rusz-towaniowych złączy klinowych z łata-mi drewnianyłata-mi zrealizowano poprzez wkręty samogwintujące.
Zwykle przy obliczaniu konstruk-cji powstałej z elementów rusztowań, a zwłaszcza konstrukcji z pomostami roboczymi, obciążenie śniegiem i lo-dem nie jest uwzględniane. Umożliwia to zapis normy (PN-M-47900-2:1996 Rusztowania stojące metalowe robo-cze. Rusztowania stojakowe z rur).
Uzasadnione jest to tym, że przed rozpoczęciem użytkowania ruszto-wania pomosty robocze należy od-śnieżyć. W przypadku hali tymczaso-wej uwzględniono oczywiście pełne obciążenie śniegiem. Jedna ze ścian szczytowych została wykonana w po-staci bramy rozsuwanej: dwuskrzydło-wych wrót o wymiarach pojedynczego skrzydła 5,5 m x 12,5 m, osłoniętych blachą stalową. Spowodowane to było wymogiem inwestora zapewnienia bezpiecznego transportu zrealizowa-nych wewnątrz hali elementów kana-łów spalin. Dodatkowym przedsię-wzięciem było wykonanie wewnątrz hali płyty fundamentowej oraz toro-wiska, pozwalającego transportować wytwarzane w hali elementy instala-cji przemysłowej. Wymiary wrót robią wrażenie, gdyż przy całkowitym ich rozwarciu można przez nie wsunąć po torowisku obiekt o wielkości przecięt-nego domku jednorodzinprzecięt-nego.
Hala została zaprojektowana tak, aby umożliwić rozsuwanie bramy oraz pozostawianie hali otwartej podczas wiatru o prędkości maks. 10 m/s. Należy pamiętać, iż dla hali otwartej
uwzględ-nia się dodatkowe zasady ustalauwzględ-nia współczynnika aerodynamicznego przy obciążeniu wiatrem. Zostaje zmieniona wartość współczynnika aerodynamicz-nego poprzez sumowanie algebraiczne współczynników ciśnienia zewnętrzne-go Cz oraz wewnętrznezewnętrzne-go Cw (rys. 4).
Sama konstrukcja bramy została zrealizowana z dźwigarów kratowych stalowych, stężonych elementami sys-temowymi rusztowań (fot. 2). Zamo-cowanie blachy do dźwigarów odbyło się poprzez stelaż z kształtowników zamkniętych kwadratowych. Układ jezdny bramy wykonano z wózków jezdnych, po 4 szt. na każde skrzydło bramy. Wózki jezdne zostały zawieszo-ne na profilu stalowym 80 x 80 x 5 mm, podwieszonym do przestrzennej belki kratowej nad bramą. Dolna część bra-my oparta została na kołach jezdnych przesuwanych w prowadnicach z ce-ownika.
Całość konstrukcji wykonano w większości z elementów rusztowań systemowych. Elementy nietypowe:
drewniane płatwie dachowe oraz sta-lowy stelaż do zamocowania blachy na bramie przesuwnej, stanowią nikły procent wszystkich elementów
kon-strukcji i można je było z łatwością zle-cić do wykonania w krótkim terminie.
Istotną sprawą przy konstrukcjach tymczasowych, tj. niepołączonych trwale z gruntem, jest zachowanie ich stateczności ogólnej. Należy sprawdzić warunki stateczności na obrót oraz na przesunięcie. Stateczność na obrót polega na przeprowadzeniu dowodu, że moment ustalający, w stosunku do krawędzi wywrotu (od działania cięża-ru własnego oraz ewentualnie balastu), jest większy niż moment wywracający powiększony o 50% (od działania siły wiatru). Istnieje kilka sposobów zapew-nienia stateczności obiektów tymczaso-wych. Najczęściej stosowane to: rozbu-dowa podstawy obiektu dla przesunię-cia krawędzi wywrotu, zastosowanie odciągów z lin stalowych zakotwionych do innej konstrukcji stałej lub użycie balastu. W tym wypadku zdecydowano się zastosować balast: żelbetowe płyty drogowe o wymiarach 3 m x 1,5 m x 0,16 m, rozmieszczone pod zewnętrz-nymi parami stojaków rusztowania.
W połączeniu stojaków (słupów) kon-strukcji nośnej z balastem zastosowa-no standardowe kotwy rusztowaniowe oraz śruby oczkowe mocowane na pla-Fot. 1. Widok hali
Rys. 3. Konstrukcja zadaszenia hali
stikowe kołki rozprężne do płyt balastu.
Rozstaw poprzeczny stojaków, czyli sze-rokość ścian zewnętrznych, ze względu na stateczność hali został dodatkowo powiększony o 2,5 m (co zapewniło wy-stąpienie stosunkowo niewielkiej siły wyrywającej w kotwach, 6 kN).
Konstrukcje stalowe montowane z elementów rusztowań wymagają spe-cyficznego podejścia przy ich projekto-waniu. Zasadniczą różnicą w porówna-niu do innych konstrukcji stalowych jest wymiarowanie. Ogranicza się ono do sprawdzania nośności przekrojów, ele-mentów oraz złączy. Projektant ma bar-dzo ograniczony wpływ na dobór prze-krojów montowanych elementów, gdyż do zastosowania ma jedynie elementy systemowe rusztowań. Projektowanie polega więc na takim doborze geometrii konstrukcji, aby siły wewnętrzne zosta-ły „rozdzielone” w obiekcie w sposób zapewniający bezpieczeństwo. Ważną kwestią jest również nośność złączy, gdyż to one często decydują o nośności obiektu. Nie chodzi tu tylko o połącze-nia kształtowane za pomocą standardo-wych złączy krzyżostandardo-wych bądź obroto-wych, lecz również o nośność samych
komponentów (części składowych systemowych. W celu rozwiązania tego pro-blemu zdecydowano się zastosować po-dwójne stężenia w dol-nych zewnętrzdol-nych segmentach ruszto-wania. Standardową procedurą w przypad-kach przekroczenia nośności elementów podczas projektowa-nia konstrukcji na bazie rusztowań jest:
zmiana geometrii struktury, zmniejsze-nie rozpiętości rygli (zagęszczezmniejsze-nie liczby stojaków), zgrupowanie elementów, np.
tworzenie słupów wielogałęziowych, skracanie długości wyboczeniowej ele-mentów, np. przez zastosowanie rygli pośrednich. Wymaga to od projektanta nie tylko umiejętności projektowania standardowych konstrukcji stalowych, lecz również dogłębnej znajomości systemu rusztowań modułowych wraz z technologią ich montażu.
Niewątpliwą podstawową zaletą budowy tymczasowych obiektów typu hale z systemowych rusztowań mo-dułowych jest ich koszt. Zalety takich inwestycji, w porównaniu ze standar-dowymi halami stalowymi, to także:
prostota doboru geometrii hali
dzię-■ ki stosowaniu prefabrykatów, brak okresu wytwarzania elementów
■ w zakładzie konstrukcji stalowych, dostępność materiału,
■ brak konieczności wykonania płyt
fun-■ damentowych lub ław szeregowych, krótki okres realizacji całości przed-
■ sięwzięcia (projektowania, doboru i skompletowania materiału na kon-strukcję oraz montażu),
możliwość usytuowania
obiek-■ tu prawie w każdym terenie, bez potrzeby angażowania ciężkiego sprzętu do montażu,
nieponoszenie kosztów zakupu
ele-■ mentów konstrukcji, lecz jedynie kosztu ich dzierżawy,
niezmiernie łatwy demontaż oraz
■ możliwość przestawienia/ponow-nego montażu konstrukcji.
Inną ciekawą realizacją obrazującą możliwości systemu rusztowań mo-dułowych jest konstrukcja wewnątrz absorbera do wykonania robót monta-żowych w ramach budowy bloku 858 MW w BOT Elektrowni Bełchatów (fot.
3). Jest to rusztowanie o wysokości 44 m składające się z konstrukcji obwodowej, służącej do pracy przy ścianach absor-bera, oraz z konstrukcji przestrzennej do wykonania pomostów roboczych w poziomach zraszaczy oraz skraplaczy na wysokościach od 25 m. Głównym celem budowy rusztowania było uzy-skanie dostępu do ścian oraz elementów absorbera dla wykonania zabezpieczeń antykorozyjnych. Rusztowanie obwodo-we zaprojektowano w taki sposób, aby wykonać je bez dodatkowych elementów spoza systemu. Pomimo iż jest to kon-strukcja montowana w zabudowie łuko-wej, istnieje możliwość takiego doboru rozstawu stojaków, aby jako poręcze przy pomostach roboczych mogły być użyte systemowe rygle rusztowania. Znacznie skraca to okres realizacji, a tym samym koszt takiej konstrukcji, gdyż zastosowa-nie poręczy z rur mocowanych złączami jest bardzo pracochłonne.
System rusztowań umożliwia dość swobodne kształtowanie pomostów roboczych dzięki podwójnym ryglom podestowym (tzw. U-ryglom). Pomosty robocze mogą zostać rozmieszczone co 0,5 m wysokości, co jest wystarczająco dokładne do wykonywania robót prze-Rys. 4. ustalanie wartości współczynnika aerodynamicznego dla hali otwartej
Fot. 2. Widok hali od strony bramy rozsuwanej
Fot. 3. Widok konstrukcji rusztowania wewnątrz absorbera
TecHnoloGIe
85
lIStOPAD 2008 InżYnIER BuDOWnIctWA mysłowych. Jednak gdyby zaszła potrze-ba lokalizacji pomostu na innej wysoko-ści, można zastosować dźwigary kratowe wraz z tzw. trawersami do pomostów.
Na całość konstrukcji złożyło się około 2700 m2 rusztowania obwodo-wego oraz około 2500 m3 rusztowa-nia przestrzennego. Całkowity ciężar rusztowania wyniósł około 80 ton. Aby zrealizować rusztowanie o tak znacznej wysokości, wbudowano stojaki
ruszto-waniowe o łącznej długości przekracza-jącej 3,5 km. Zakres prac wykonywanych z rusztowania (głów-nie zabezpieczenia antykorozyjne) wy-magał zastosowania wyłącznie podestów stalowych. Pomosty robocze zbudowano z podestów ażuro-wych, aby umożliwić obróbkę strumienio-wo-cierną powierzch-ni wewnętrznych obiektu – przeciw-działa to zaleganiu ścierniwa na pomo-stach podczas piaskowania lub śrutowa-nia obiektu. Dodatkowym utrudnieniem przy realizacji były takie przestrzenie do zarusztowania, jak wlot oraz wylot spalin. Technologia prac w absorberze nie pozwalała, aby rusztowania w tam-tej przestrzeni były oparte na komorze spalin. Zdecydowano się więc na pod-wieszenie rusztowania na łańcuchach do konstrukcji nośnej absorbera (fot. 4).
Przedstawione przykłady
prezentu-ją wielkogabarytowe, ciekawe i trudne rozwiązania konstrukcyjne, jakie można zrealizować przy wykorzystaniu elemen-tów rusztowań systemowych. Podobne konstrukcje, choć często stosowane, są w praktyce stosunkowo mało widoczne, gdyż ich zastosowanie znajduje się głów-nie przy robotach przemysłowych na te-renie zakładów zamkniętych. Ich zalety są doceniane przez inwestorów wykonują-cych skomplikowane prace w przemyśle.
Bez względu na to, czy wykonywane pra-ce związane są z budową lub remontem bloku energetycznego, komina przemy-słowego, rurociągu, estakady czy zbiorni-ka, w każdym przypadku niezbędne jest zapewnienie swobodnego i bezpiecznego dostępu ekip remontowo-instalacyjnych do ich stanowisk pracy. Rusztowanie mo-dułowe pozwala na zrealizowanie każde-go z tych przedsięwzięć.
mgr inż. PIOtR KMIECIK doktorant Politechniki Wrocławskiej BIS plettac Sp. z o.o. – członek PIGR
Zdjęcia i rysunki:
Archiwum firmy BIS plettac Fot. 4. Podwieszenie rusztowania na łańcuchach, przy wlocie
spalin na wysokości 24 m
TecHnoloGIe
arTykUł SPonSoroWany
87
lIStOPAD 2008 InżYnIER BuDOWnIctWA
D
o najbardziejrozpo-wszechnionych i najczę-ściej stosowanych metod budowy tuneli w grun-tach należą: