SYSTEM PODWIESZENIA MK4 Wstęp Podwieszenie DMK

Transkrypt

1

2 SPIS TREŚCI SYSTEM PODWIESZENIA MK4 Wstęp Podwieszenie DMK PODWIESZENIE DMK Podstawowe specyfikacje materiałów Zakotwienia DMK Charakterystyki lin równoległych DMK Zakotwienie aktywne DMK Zakotwienie stałe DMK KOMPONENTY SYSTEMU DMK Siodełka Liny stosowane w Systemie Podwieszenia DMK Osłony z Polietylenu o dużej gęstości (HDPE) Rurowe osłony antywandalowe Elastomerowy element centrujący Tłumiki wiatrowe Monitoring TESTY Testy Systemu podwieszenia INSTALACJA SYSTEMU PODWIESZENIA DMK Instalacja zakotwień i osłon. Gwintowanie lin Wykończenie PODSUMOWANIE

3 WSTĘP FOTOS Postęp w dziedzinie mostów podwieszonych podąża za potrzebą budowania coraz większych przęseł, przy jednoczesnym obniżaniu kosztów. Dzięki efektownej formie każda taka konstrukcja staje się niepowtarzalnym obiektem typu land marks w ciągu sieci infrastruktury. Od czasu narodzenia się nowoczesnej typologii mostów wantowych w latach 50-tych, postęp w badaniach i analizie konstrukcji pociąga za sobą ciągłe udoskonalenia systemów podwieszenia. Różne typy konstrukcji podwieszenia uzyskały swoje własne unikalne zastosowanie, w zależności od natury ich elementów rozciąganych oraz charakterystyki konstrukcji cięgien. Cięgna z linami równoległymi stanowią optymalne rozwiązanie przy dużych obciążeniach statycznych oraz dynamicznych. Ten typ podwieszenia ogromnie ewaluował w ostatnich dekadach. Zakotwienia przyczepnościowe z użyciem żywic oraz cięgna iniektowane cementem lub woskiem poprzedziły rozwój zakotwień z zastosowaniem tylko klinów oraz lin z indywidualną ochroną przeciwkorozyjną. Zwiększenie rozpiętości przęseł nowoczesnych konstrukcji podwieszonych wraz z ciągłym wzrostem długości cięgien doprowadziło do zapoczątkowania rozważań aerodynamicznych w procesie projektowania. W skutek tego powstały nowe elementy takie jak profilowe osłony w celu rozbicia strumienia powietrza oraz tłumiki redukujące drgania wywołane wiatrem. MeKano 4 od początku swojego istnienia jest zaangażowana w projektowanie oraz instalację systemu podwieszenia dla mostów oraz innych konstrukcji podwieszonych. Pracownicy Mekano4, posiadający ponad dwudziestoletnie doświadczenie przy realizacji tego typu obiektów, wraz z A.I.E. opracowali system o równoległych linach, który spełnia nawet najbardziej zaawansowane wymagania projektowe. Podwieszenie DMK System podwieszenia DMK należy do najnowszej generacji kabli podwieszających o równoległych linach. Cięgno jest złożone z wiązki lin o indywidualnej ochronie antykorozyjnej, które biegną w zewnętrznej osłonie z HDPE. Liny są kotwione poprzez system klinów w głowicy kotwiącej DMK. Projektując system podwieszenia DMK wzięliśmy pod uwagę następujące przesłanki: prace cięgien w oparciu o najistotniejsze międzynarodowe rekomendacje, trwałość, szeroki zakres rozmiarów cięgien, łatwość instalacji, naciąg pojedynczych lin (lina po linie), zakotwienia aktywne dla pełnego naciągu oraz rozprężenia kabli, kontrola siły naciągu w każdym momencie, wymiana cięgna jako całości lub indywidualnie pojedynczych lin, dostosowanie do instalacji tłumików, możliwość dostosowania do specjalnych rozwiązań projektowych. Głowice kotwiące cięgien są przetestowane zgodnie z Rekomendacjami PTI do Projektowania, Testowania oraz Instalacji Kabli Podwieszających oraz pozytywnie przeszły próby: pracy pod obciążeniem dynamicznym: 2 miliony cykli, 200 N/mm2, obciążenie graniczne 45% GUTS (Gwarantowanej Maksymalnej Wytrzymałość na Rozciąganie), praca pod obciążeniem statycznym: 95% GUTS (Gwarantowanej Maksymalnej Wytrzymałości na Rozciąganie). 2

4 PODWIESZENIE DMK Liny są w pełni uszczelnione przed przedostaniem się wilgoci do ich wnętrza. Zabezpieczenie stali na całej długości składa się z czterech barier ochrony antykorozyjnej, co gwarantuje maksymalną trwałość elementów rozciąganych. Standardowe cięgna składają się z 7 do 127 lin o średnicy 0,6. Nominalna średnica lin wynosi 15,2mm bądź 15,7mm. Otwory na liny w głowicach kotwiących oraz dewiatorach, są wystarczająco duże, aby przeciągnąć przez nie linę wraz z jej osłoną. Pozwala to wprowadzić liny na miejscu budowy, od zewnętrznej strony głowicy kotwiącej bez konieczności wcześniejszego docinania lub zdejmowania osłon przed gwintowaniem. Ta zaleta zmniejsza czas gwintowania, co czyni instalacje cięgna łatwiejszą. Umożliwia również wymianę cięgna lina po linie, gdyż liny które pozostają naciągnięte nie blokują ruchów ani dostępu do liny wymienianej. Wszystkie zakotwienia DMK, zarówno aktywne jak i stałe, umożliwiają indywidualny naciąg lin z użyciem siłowników jednolinowych. Po docięciu lin, siła w cięgnie może być nadal kontrolowana oraz regulowana z użyciem siłowników do naciągu wielu lin jednocześnie, które są wkręcane na nagwintowaną płytę kotwiącą zakotwienia aktywnego. Opcjonalnie, zakotwienia mogą być również wyposażone w czujniki elektromagnetyczne, które pozwalają na monitoring siły w poszczególnych cięgnach, podczas użytkowania cięgna. Cięgno stanowi niezależny element konstrukcji. Umieszczone w osłonie cięgna DMK stanowią szczelną całość. Z konstrukcją połączone są wyłącznie poprzez docisk nakrętki głowicy kotwiącej do płyty oporowej, neoprenowy element środkujący na końcu rury prowadzącej oraz uchwyt tłumika, w przypadku jego użycia. Konfiguracja elementów umożliwia demontaż wszystkich komponentów cięgna, bez modyfikacji istniejącej konstrukcji. W razie potrzeby, możliwe jest również usuniecie lub wymiana lin jedna po drugiej. MeKano4 posiada umowę z trzema firmami specjalizującymi się w produkcji tłumików, które stanowią opcjonalne wyposażenie systemu podwieszenia DMK. Wewnętrzne bądź zewnętrzne tłumiki przeciwdziałają drganiom wzbudzonym przez wiatr. Elastyczność oraz możliwość dostosowania się do konkretnych wymagań, gwarantowane przez zespół doświadczonych techników, stanowią kolejną istotną zaletę systemu podwieszenia DMK. Cięgna mogą być dostosowane do użycia większości rodzajów lin o średnicy 0.6, np. w indywidualnej ochronie antykorozyjnej, bezprzyczepnościowych, galwanizowanych, lub po prostu standardowych lin o średnicy bądź 15,2mm bądź 15,7mm, przy zastosowaniu obydwu rodzajów stali: 1770 N/mm2 lub 1860N/mm2. Standardowo system DMK wyposażony jest w lekkie, kolorowane, wytłaczane osłony z polietylenu. Istnieje możliwość zastosowania innych typów osłon takich jak: grubsze osłony z polietylenu iniektowane woskiem lub cementem na długości cięgna, osłony ze spiralnym żeberkiem przeciwdziałającym drganiom wzbudzonym przez wiatr, ze stali nierdzewnej lub malowane przewody ze stali zwykłej. Dolne odcinki cięgien mogą być dodatkowo wyposażone w stalowe tuby antywandalowe, stanowiące dodatkową mechaniczną ochronę. Zakotwienia mogą zostać przystosowane do specjalnych, niestandardowych wymagań konstrukcyjnych, niewielkich przestrzeni, zewnętrznych rur do kotwienia lub zakotwień typu widelcowego. 3

5 MATERIAŁY FOTOS Podstawowe specyfikacje użytych materiałów Do projektowania oraz produkcji wszystkich komponentów systemu podwieszenia DMK użyto wyłącznie materiałów o najwyższej jakości, zgodnie z międzynarodowymi standardami takimi jak: Recommendation for Stay Cable Systems with Prestressing Steels (Fib) oraz PTI. Podstawowymi materiałami są: stal sprężająca o wysokiej wytrzymałości użyta do rozciąganych elementów nośnych (między innymi zgodnie z pren Części 1-4, NF A35-035, BS5896, ASTM 416M), standaryzowana stal konstrukcyjna użyta do zakotwień oraz komponentów siodełek (zgodnie z EN 10025, EN 10083), cynk oraz inne powłoki antykorozyjne chroniące stal sprężającą lub komponenty ze stali konstrukcyjnej, osłony cięgien wykonane z HDPE (Polietylen o dużej gęstości). W niektórych przypad kach osłony mogą być wykonane ze stali zwykłej lub nierdzewnej. Osłonki lin sprężających wykonane są z PE/PP, materiały do iniekcji takie jak wosk i smar do ochrony cięgien oraz zakotwień, guma lub kauczuk chloroprenowy użyty do konstrukcji dewiatorów oraz tłumików. Jakość Firma MeKano4 rozwinęła kompletny Program Zapewnienia Jakości dostosowany do ISO 9001:200 oraz zgodny z wymaganiami nowego standardu europejskiego ETAG-013 dla sprężania, zawierającego projekt, produkcję, dostawę oraz instalację wszystkich elementów sprężenia, takich jak: zakotwienia, sprzęt pomocniczy, wpychanie lin, naciąg oraz iniekcję. W ten sposób, kompletny system jakości obejmuje wszystkie, związane ze sprężeniem, usługi oraz prace wykonywane prze MeKano4. 4

6 PODWIESZENIE DMK Zakotwienia DMK Zakotwienia cięgien przenoszą siłę z nośnych elementów rozciąganych cięgien na konstrukcję i odwrotnie. Zasada działania tych zakotwień jest podobna jak przy standardowym sprężaniu konstrukcji. Oparta jest na stożkowych klinach, które zaciskają liny, jednakże wymagania dla zakotwień cięgien podwieszających są inne od tych dla sprężania. Kliny są specjalnie zaprojektowane, aby przeciwstawiać się statycznej oraz dynamicznej pracy cięgien. Wewnątrz zakotwienia, liny zachowują ochronę antykorozyjną składającą się z czterech barier. Oś poszczególnych splotów odchyla się, wiązka zmienia swoje ułożenie tak, aby dopasować się do otworów w głowicy kotwiącej. Liny, oprócz zacisków klinowych, maja kontakt jedynie z elementem plastykowym. Głowica kotwiąca pozwala na użycie siłownika do naciągu pojedynczych lin, a w zależności od typu, umożliwia korekty z użyciem siłowników wielolinowych. Na zakotwienie cięgien składają się: Strefa zewnętrzna zakotwienia Składa się z dwóch ochronnych nasadek. Jedna, chroniąca płytę kotwiącą, wypełniona woskiem w celu ochrony klinów oraz końcówek lin. Druga stanowi ochronę całego zakotwienia począwszy od płyty kotwiącej. Płyta kotwiąca Składa się z płyty oraz klinów. W przypadku zakotwienia stałego dodatkowo występuje nakrętka oporowa. Komora woskowa Składa się z wosku oraz tuby. W przypadku zakotwienia aktywnego, tuba ta jest nagwintowana, a na nią nakręcana jest nakrętka oporowa. Uszczelnienie Składa się z masy uszczelniającej, dewiatora splotów oraz części zewnętrznej. Tuba Jest to rura, dostatecznie długa aby zmienić trasę lin (dostosować średnicę wiązki w osłonie do średnicy w płycie oporowej). Rura ta posiada elastomerowe przeguby umożliwiające właściwe kątowe odchylenie pomiędzy osią cięgna a osią zakotwienia. Elementy centrujące. Posiadają swego rodzaju przepony, łączące poprzecznie liny z elastomerowym elementem centrującym, które z kolei zamocowane są do osłon. 5

7 PODWIESZENIE DMK Elementy podwieszenia 1 Strefa zewnętrzna zakotwienia 2 Płyta oporowa 3 Rura prowadząca 4 Element centrujący 5 Rurowa osłona antywandalowa 6 Teleskopowa tuba z polietylenu 7 Osłona z polietylenu 8 Liny z indywidualną osłoną Cięgno 5 4 Zakotwienie dolne

8 PODWIESZENIE DMK 2 1 Zakotwienie górne DMK Właściwości lin równoległych Typ cięgien Ilość lin Nominana siła zrywająca (f pk ) Max. obciążenie projektowe (45% f pk ) Maksymalny zakres obciążenia dynamicznego Pole przekroju stali sprężającej Przybliżona sztywność osiowa (EA) Masa liniowa cięgna Ciężar lin Szt. kn kn kn mm 2 MN Kg/m Kg/m DMK-7/ ,95 8,19 DMK-12/ ,01 14,04 DMK-19/ ,21 22,23 DMK-24/ ,48 28,08 DMK-31/ ,45 36,27 DMK-37/ ,16 43,29 DMK-43/ ,02 50,31 DMK-55/ ,01 64,35 DMK-61/ ,28 71,37 DMK-73/ ,41 DMK-85/ ,53 99,45 DMK-91/ ,39 106,47 DMK-109/ ,49 127,53 DMK-127/ ,07 148,59 Uwaga: Właściwości dotyczą cięgien prostych, nieiniektowanych, z linami o średnicy 0,6 jak w pren Typ liny i standard (f pk ) Średnica nominalna Przekrój poprzeczny Minimalna siła zrywająca (f pk ) Granica plastyczności przy 0,1% Przybliżony moduł sprężystości Masa liniowa lin z indywidualną ochroną antykorozyjną Ciężar liny MPa mm mm 2 kn kn/mm 2 MN Kg/m Kg/m 0.6 / pren ,31 1,17 7

9 PODWIESZENIE DMK Zakotwienie aktywne DMK Oprócz możliwości naciągu z użyciem siłownika do pojedynczych lin, zakotwienie te, poprzez naciąg lub zwolnienie całej głowicy kotwiącej, umożliwia regulację oraz kontrolę globalnej siły we wszystkich linach cięgna. W tym celu płyta kotwiąca oparta jest na gwintowanym cylindrze z nakrętką nastawną, a ta z kolei na płycie oporowej. Podsumowując siła przekazywana jest z cięgna na płytę kotwiącą za pomocą klinów, z kolei z płyty kotwiącej na konstrukcję poprzez cylinder i nakrętkę nastawną. Płyta kotwiąca na swojej zewnętrznej powierzchni jest nagwintowana, w celu przymocowania siłownika. Ciągnąc płytę, za którą podąża cylinder z nakrętką nastawną, siła w cięgnie wzrasta. W tym samym czasie, poprzez obrót, można zmienić pozycję nakrętki. Dokręcając zwiększymy, a odkręcając zmniejszymy siłę w cięgnie po zwolnieniu siłownika. Strefa zewnętrzna Komora woskowa Uszczelnienie Płyta kotwiąca Nakrętka nastawna Płyta oporowa Gniazdo Długość płyty oraz nagwintowanego cylindra różnią się tak, aby pozwolić na pełne rozprężenie cięgien DMK. Tuba Końcówka nastawna DMK Typ Płyta oporowa Rura z HDPE Głowica A B C J D E F G H I 7/ , Element centrujący (strefa centrująca) 12/ , / , / , / , / , Rura z HDPE 43/ , / , / , / , / , / , / , / ,

10 PODWIESZENIE DMK Zakotwienie stałe DMK Rura z HDPE Zakotwienie te daje możliwość naciągu z użyciem siłownika do pojedynczych lin, ale nie pozwala stosować siłowników wielolinowych w celu regulacji globalnej siły we wszystkich linach cięgna. W tym zakotwieniu nakrętka jest nakręcona bezpośrednio na płytę kotwiącą. Ścianki cylindra wypełnianego woskiem są znacznie cieńsze od gwintowanych cylindrów stosowanych w zakotwieniach aktywnych, przenoszą one jedynie ciężar osłon. Taka konstrukcja zmniejsza zewnętrzną średnice całego zakotwienia, jak również grubość oraz średnicę płyty oporowej oraz rur prowadzących. Oprócz mniejszego kosztu, zakotwienia te są przeznaczone do miejsc o ograniczonej wolnej przestrzeni, np. głowice pylonów. Płyta oporowa Płyta kotwiąca Nakrętka nastawna Zakończenie stałe DMK Typ Płyta oporowa Rura z HDPE Głowica A B C J D E F G H I 7/ , / , / , / , / , / , / , / , / , / , / , / , / , / ,

11 ELEMENTY PODWIESZENIA DMK Siodełka W ostatnim czasie rośnie tendencja do eliminowania górnych zakotwień w pylonach mostów lub wieżach konstrukcji podwieszonych i zastępowania ich siodełkami, zmieniającymi kierunek cięgien. W takim przypadku cięgna przechodzą przez pylon za pomocą siodełka i kotwione są w dźwigarze. Takie rozwiązanie staje się coraz bardziej powszechne w mostach typu extradosed. Siodełka mogą być przyczepnościowe lub bezprzyczepnościowe oraz mogą pozwalać na przemieszczenia cięgien lub nie. Siodełka są projektowane pod konkretne zamówienie w celu sprostania wszystkim wymaganiom danego projektu Liny użyte w Systemie Podwieszenia DMK Właściwości 7-drutowych lin stosowanych do kablowych systemów podwieszenia takich jak System DMK, są podobne do właściwości lin używanych do sprężenia konstrukcji, i spełniają wymagania odpowiadających im standardów. W zależności od cech projektu, mogą być użyte standardy takie jak pren, BS, ASTM. Jednakże oprócz spełnienia standardów, dla tego typu lin wymagana jest najwyższa jakość oraz zapewnienie parametrów technicznych związanych z wytrzymałością, m.in. takich jak praca pod obciążeniem dynamicznym, czy korozja naprężeniowa. Cięgno w indywidualnej ochronie antykorozyjnej, składają się z 7-drutowych lin wyprodukowanych z galwanizowanych drutów, wypełnionych woskiem (pochodzenia mineralnego) oraz plastykowej powłoki z czarnego lub kolorowanego HDPE. Podstawowe parametry splotów, zgonie z rekomendacjami FIB: Średnica nominalna 15,7mm lub 15,2mm Gwarantowana maksymalna wytrzymałość na rozciąganie 1860MPa lub 1770MPa Maksymalne obciążenie przy zerwaniu >279 kn lub >265 kn Relaksacja 2,5% po 1000 godzinach/20oc Odporność na zmęczenie 2x106 cykli, max, obciążenie 45% UTS Zakres naprężeń 300MPa Galwanizowanie Właściwości Druty są galwanizowane. Powłoka cynkowa w zakresie g/m2. Przyczepność oraz powłoka zgodnie z NF Właściwości indywidualnej osłonki HDPE Produkowane przez wytłaczanie z czarnego lub kolorowego HDPE. Grubość osłonki waha się w granicach 1,5 2,0mm. Właściwości materiału wypełniającego Wypełniacz należy umieścić gdy druty, tworzące linę, są rozdzielone. Wypełniacz stanowi zatwierdzony przez MK4 wosk pochodzenia mineralnego, smar lub miękka żywica. Ilość waha się w granicach 5-12 g/m. 10

12 KOMPONENTY PODWIESZENIA DMK Osłony z polietylenu o dużej gęstości (HDPE) Odporne na promieniowanie UV osłony wykonane są z polietylenu o dużej gęstości (HDPE), zgodnie z rekomendacjami FIB, PTI oraz innymi standardami międzynarodowymi. Osłony te stanowią ochronę antykorozyjną, jednakże oprócz tego mają również następujące zalety: Estetyczny wygląd poprzez użycie kolorowych rur, Nadają powierzchni cięgna okrągły kształt zmniejszając opór powietrza, Specjalne wytłoczenia na powierzchni osłony stanowią ochronę przez niekorzystnym oddziaływaniem dynamicznym wiatru oraz deszczu. Dla cięgien nieiniektowanych, w których zastosowano liny o indywidualnej ochronie antykorozyjnej, maksymalna wartość wskaźnika Standard Dimension Ratio (SDR = stosunek średnicy zewnętrznej do minimalnej grubości ścianki) wynosi w naszym systemie 26. Grubość ścianki powinna wynosić minimalnie 5 mm, co wystarcza do przeniesienia obciążeń przy transporcie, montażu. Dla cięgien iniektowanych cementem lub woskiem, maksymalna wartość wskaźnika SDR wynosi w naszym systemie 18. W tym przypadku grubość ścianki musi być wstarczająca do przeniesienia obciążeń przy transporcie, montażu jak również 125 % obciążenia wynikającego z parcie iniektu. Oferowany przez nas produkt, wykonany z polietylenu jakości PE-80 lub PE-100, dostępny jest w ponad 100 kolorach (m.in. efekt metaliczny), może być gładki lub karbowany, posiada różne dodatkowe opcje takie jak dystansującą wewnętrzną spiralę, zewnętrz spiralne żeberka redukujące drgania cięgien wywołanych wiatrem, deszczem. Ponadto osłony mogą posiadać różną fakturę ze względów estetycznych oraz architektonicznych. Osłony rurowe z HDPE dostarczane są w częściach o maksymalnej długości 11,8m. Są one później zgrzewane w celu uzyskania docelowej długości cięgna. Miejsca połączeń muszą mieć wytrzymałość nie mniejszą od wytrzymałości rury. Rurowe osłony antywandalowe Konstrukcja niektórych mostów pozwala na swobodny dostęp przechodniów do dolnych odcinków cięgien. W tym miejscu zamontowany jest teleskop osłon cięgien oraz dolny elastomerowy element centrujący. Aby uniemożliwić nieuprawnionym osobom dostęp do tych wrażliwych elementów, zalecane jest użycie rurowych osłon antywandalowych. Rury te mają długość między 2,5-3m, co stanowi wystarczającą ochronę. Przewody biegną od górnego zakotwienia lub siodełka. Mają swobodę przemieszczeń przez co pozostają proste w całym czasie użytkowania, bez względu na odkształcenia termiczne i ruchu wywołanego zmiennym obciążeniem oraz drganiami. Z tego powodu osłony z rur antywandalowych mają elastyczne podparcia oraz zamocowania, które pozwalają na ich obroty oraz pozwalają na wydłużenie lub skrócenie osłony. Oprócz dodatkowej ochrony mechanicznej dolnych elementów cięgna, osłony antywandalowe, poprzez zastosowanie różnych materiałów oraz wykończenia, mogą być użyte w celach estetycznych. Niekiedy, w celu zabezpieczenia przeciwogniowego, osłony z rur antywandalowych lub dolne części osłon cięgien są iniektowane cementem. 11

13 KOMPONENTY PODWIESZENIA DMK Elastomerowy element centrujący Zazwyczaj cięgna mają kontakt z konstrukcją w czterech punktach. W typowym rozwiązaniu są dwa zakotwienia oraz dwa punkty przy końcach rur, prowadzonych po przeciwnej stronie niż płyty oporowe. Cięgno jest przymocowane na stałe w zakotwieniach, ale z powodu m.in. poprzecznych ruchów wywołanych drganiami lub zmiennym obciążeniem, cięgno może stykać się z zakończeniem rury prowadzącej. Aby wyeliminować ten problem, cięgna DMK posiadają w tym newralgicznym punkcie elastomerowy element centrujący. Jest to gumowy pierścień, który umieszczony jest pomiędzy tubą, w której wiązka lin zmienia swoją średnicę, a rurą prowadzącą. Głównym zadaniem elementu centrującego jest ustawienie cięgna w linii prostej na odcinku od zakończenia rury prowadzącej do głowicy zakotwienia. Tłumiki do drgań wzbudzonych przez watr Powszechnie wiadomo, że długie kable stosowane do mostów podwieszanych, mają niskie charakterystyki tłumienia, przez co podatne są one na drgania o bardzo wysokich amplitudach. Drgania są spowodowane efektem podnoszenia kabli, wywołanym przez strumyki wody, które formują się na dole kabli podczas burz. Gdy tylko kabel zachowuje się jak skrzydło, nawet podczas przeciętnych wiatrów, powstają zawirowania oraz różnice ciśnień powietrza, które z łatwością mogą wprawić cięgno w ruch. W systemie podwieszenia DMK, stosuje się pasywne urządzenie tłumiące, specjalnie zaprojektowane w celu minimalizowania drgań kabli. Urządzenia te zapewniają ciągłą absorpcje energii, oraz mają trwałość wielu milionów cykli bez potrzeb naprawy. Rygorystyczny program testów pokazał, że tłumiki zaprojektowane do systemu DMK efektywnie zmniejszają drgania kabli wywołanych wiatrem i burzami. Jakkolwiek drgania wywołane wiatrem zazwyczaj nie stanowią zagrożenia dla nośności kabla, mogą one drastycznie obniżyć jego trwałość. Nieograniczone, drgania w bardzo naprężonych cięgnach mogą powodować zmęczenie elementów rozciąganych, a nawet rozerwanie drugorzędnych elementów, co mogło by niekorzystnie wpływać na zaufanie ludzi do takich konstrukcji. Chociaż, jak na razie, nie ma żadnej analitycznej teorii, która pozwoliłaby przewidzieć czy cięgno jest wrażliwe na drgania. Większość rekomendacji opracowało charakterystyczne wartości pewnych parametrów cięgien, które wskazują na konieczność wyposażenia want w system tłumików Zewnętrzne tłumiki drgań, produkowane z przeznaczeniem do Systemu DMK przez firmę Taylor Devices, są przymocowane prostopadle do kabli. Redukują one zarówno pionowe jak i poprzeczne drgania want. Tłumiki przymocowane są w pobliżu jednego z końców cięgna, najczęściej przy dźwigarze. W niektórych przypadkach tłumiki mogą być montowane przy pylonie. Celem stosowania tłumików cięgien podwieszających jest polepszenie charakteru tłumienia oraz zmiana częstotliwości drgań, aby zmniejszyć amplitudę drgań i zminimalizować ruch cięgna. 12

14 KOMPONENTY PODWIESZENIA DMK Monitoring W systemie podwieszenia DMK istnieje możliwość zainstalowania, wewnątrz zakotwień, specjalnie zaprojektowanych czujników magnetycznych Dynamag. Monitorują one siłę wybranej liny w każdym momencie użytkowania cięgna. Czujniki mierzą przewodność (permeancję) magnetyczną liny. Przewodność jest funkcją natężenia przyłożonego pola magnetycznego, temperatury oraz naprężenia w linie. Pomiar jest dokonywany poprzez wzbudzenie pola magnetycznego w znanej temperaturze, bezpośrednio uzyskując naprężenie normalne w linie. Czujniki te są w stanie podawać prawidłowe wyniki z niebywałą precyzją przez lata. Dodatkowo cięgna nie potrzebują żadnej dodatkowej modyfikacji w celu ich montażu. Podczas instalacji want oraz ich naciągu, czujniki te są wyjątkowo użyteczne, gdyż pozwalają na kontrolę zmiany siły w linie podczas naciągu pozostałych lin. Są one również przydatne do pomiaru sił podczas konserwacji, przeglądów oraz analizy wpływu obciążenia zmiennego na siłę w linach. 13

15 TESTOWANIE Testowanie Wantowych Systemów Podwieszenia Najbardziej znane oraz doświadczone międzynarodowa organizacje, Federation Internationale du Beton (FIB) oraz Post Tensioning Institution (PIT), zalecają testowanie cięgien podwieszających na trzech różnych poziomach. Wstępne testy systemu podwieszenia niezbędne do otrzymania aprobaty technicznej. Testy sprawdzające dopasowanie danego systemu do konkretnego projektu. Testy kontrolujące jakość komponentów systemu podwieszenia, przeznaczone do konkretnego projektu. W różnych europejskich instytucjach przeprowadzono kilka testów Systemu Podwieszenia DMK na cięgnach typu 61/0.6 w celu uzyskania aprobaty technicznej. Kompletny program wstępnych testów zawierał próbę zmęczeniową, a następnie statyczną co przeprowadzono na Uniwersytecie Technicznych w Monachium (Niemcy) oraz testy materiałów i metod instalacji, np. iniekcja zakotwień woskiem, które zostały wykonane przez Universitat Politecnica de Catalunya (Hiszpania). Podczas próby zmęczeniowej, a następnie statycznej, próbka jest umieszczana w maszynie testującej o takiej samej konfiguracji jak przy rzeczywistej pracy cięgna. Próbka jest obciążana siłą o wartości osiągającej (GUTS). Następnie, próbka jest poddawana cyklicznym obciążeniom (2x106 cykli), o maksymalnej sile 45% GUTS oraz amplitudzie 200 MPa. Po zakończeniu próby zmęczeniowej, przeprowadza się próbę statycznego obciążenia aż do zniszczenia próbki. Maksymalne obciążenie zrywające musi przekroczyć 95% GUTS, lub 92% AUTS (Actual Ultimate Breaking Load),w zależności która z tych wartości jest większa. Dla każdego jednego projektu, wszystkie komponenty są staranie kontrolowane zgodnie z kryteriami Systemu Kontroli Jakości. Większość elementów, przed dostarczeniem na plac budowy jest wcześniej montowana w fabryce w celu sprawdzenia dokładności wykonania oraz prawidłowej pracy. Dla przykładu, wszystkie połączenia gwintowane są wcześniej skręcane. 14

16 INSTALACJA SYSTEMU PODWIEDZENIA DMK Instalacja zakotwień oraz osłon z HDPE W celu zoptymalizowania cyklu instalacji MeKano4 dostarcza w pełni zmontowane głowice zakotwień Systemu DMK. Głowice zakotwień mogą być wkładane bądź od końca rury prowadzącej, bądź od strony płyty oporowej konstrukcji. Osłona z HDPE jest wcześniej łączona na pomoście z osłoną antywandalową. Osłona cięgna wraz z akcesoriami są podnoszone przez dźwig, z użyciem pomocniczych cięgien sprężających. Proces instalacji pozwala na umieszczenie osłon oraz zakotwień przed gwintowaniem lin. Gwintowanie lin Jedną z podstawowych zalet Systemu Podwieszenia DMK jest możliwość gwintowania każdej liny bezpośrednio przez płytę kotwiącą. Czyni to proces ten łatwiejszym, szybszym oraz pozwala na użycie standardowej maszyny do wpychania kabli. Nie ma potrzeby ani wcześniejszego docinania lin, ani usuwania z nich indywidualnych plastikowych osłon. Czynności te są wykonywane po gwintowaniu lin w cięgnie. Naciąg lin Cięgna mogą być naciągane z użyciem jednolinowego, wielolinowego, bądź kombinacją tych dwóch siłowników. Program naciągu cięgien powinien być przygotowany przez wykwalifikowanego inżyniera. Standardowa metoda proponowana przez Mekano4 do naciągu cięgien nazywana jest sprężaniem poprzez wydłużenie : Każde cięgno powinno być sprężane w przynajmniej trzech różnych fazach. Pierwsza faza, przy montażu osłon, polega na naciągu pomocniczych lin z użyciem jednolinowego siłownika hydraulicznego. Naciąg tych tymczasowych lin odbywa się cyklicznie, jedna lina po drugiej, tak aby wyrównywać siły. Druga faza obejmuje sprężenie wszystkich lin poprzez wykorzystanie jednolinowego siłownika hydraulicznego do osiągnięcia siły docelowej. W tej fazie liny naciągane są cyklicznie, jedna po drugiej. W każdym cyklu liny naciągane są najmniejszą możliwą siłą 15 kn, co pozwala na wyrównywanie sił w linach. Podczas tej fazy liny tymczasowe są luzowane oraz zostają zastąpione przez liny właściwe. Siła w cięgnie jest sprawdzana poprzez pomiar siły w kilku wybranych linach. Trzecia faza może być podzielona na etapy, w zależności od wymagań. W tej fazie naciąg również odbywa się z użyciem jednolinowego siłownika. Liny naciągane są tak, aby wydłużenie każdej z nich miało taką samą wartość. Metoda ta naśladuje działanie siłownika wielolinowego, który naciąga wszystkie liny jednocześnie, wydłużając je o tą sama wartość, aż do osiągnięcia docelowej siły. 15

17 Podsumowanie Metoda ta okazała się bardzo prosta i efektywna. Można łatwo określić etapy naciągu, gdyż cięgno może być traktowane jako pojedynczy element. Metoda ta jest łatwa do zastosowania na placu budowy. Początkowe oznaczenia wszystkich lin powinny być w tej samej odległości od płyty kotwiącej, przez co prosta jest weryfikacja, czy naciąg został zrealizowany we właściwy sposób. Aby zmienić lub sprawdzić siłę w cięgnie istnieje możliwość zastosowania czwartej fazy naciągu. Ten ostatni etap realizowany jest z użyciem siłowników globalnych, którymi można naciągnąć wszystkie liny jednocześnie, poprzez zakotwienie regulowane. Prace końcowe Ochrona kabli w strefie głowicy kotwiącej jest istotna, aby zapewnić trwałość cięgien podwieszających. Głowice kotwiące dla systemu DMK zostały zaprojektowane z uwzględnieniem iniekcji woskiem w szybki i łatwy sposób, zapewniając skuteczną ochronę antykorozyjną. Prace końcowe przy zakotwieniach i osłonkach są niezależne i mogą być wykonywane jednocześnie. Podsumowanie Podwieszenie DMK jest stale rozwijane dzięki doświadczeniu zdobywanym przy realizacji kolejnych projektów. Szczególną uwagę przykładamy do procesów instalacji, naciągu oraz jakości wykonania. Płynna wymiana informacji pomiędzy naszymi technikami, kierownikami budów oraz działem produkcji pozwalają nam otrzymać bardzo konkurencyjny produkt pod względem technicznym, a także instalacji oraz naciągu. Uczymy się z każdym następnym projektem, co pozwala nam udoskonalać jakość naszych produktów, a także optymalizować proces instalacji oraz naciągu cięgien. Do każdego nowego projektu podchodzimy z pasją oraz poświęceniem tak, aby podnieść jakość naszego systemu podwieszenia DMK w zakresie produktu oraz usług z nim związanych. 16

18 april 2006 design > ww.soloestudio.com BARCELONA Siedziba główna Carretera de Rubí Edificio Horizon Sant Cugat del Vallés Tel Fax MIKołów Ul. żwirki i Wigury Mikołów Tel Fax mk4_poland@mekano4.com