MOSTOSTAL ZABRZE HOLDING S.A. wykonawca konstrukcji stalowej, dachu linowego, szklanego i fasady STADIONU NARODOWEGO W WARSZAWIE

Transkrypt

1 MOSTOSTAL ZABRZE HOLDING S.A. wykonawca konstrukcji stalowej, dachu linowego, szklanego i fasady STADIONU NARODOWEGO W WARSZAWIE 1

2 MOSTOSTAL ZABRZE HOLDING S.A. Stadion Narodowy w Warszawie na EURO 2012 był wielkim wyzwaniem konstrukcyjno - montażowym. Wykonanie i montaż całości konstrukcji dachu z pokryciem oraz całościowe wykonanie i montaż pokrycia fasady odbyło się w ramach Joint Venture firm: Mostostal Zabrze; Cimolai Spa Lider; Hightex GmbH. Zakres prac Mostostal Zabrze obejmował montaż konstrukcji zadaszenia i fasady (ok Mg stali) wraz z dostawą i montażem konstrukcji pomocniczych (ok Mg stali), a także dostawę i montaż dachu szklanego stadionu oraz fasady stadionu z aluminiowych siatek cięto ciągnionych. Na szczególną uwagę zasługuje unikalne wydarzenie na skalę światową jakim był montaż dachu linowego. 2

3 MOSTOSTAL ZABRZE HOLDING S.A. KONSTRUKCJA STALOWA: Główna konstrukcja stalowa Stadionu Narodowego składa się z trzech części: 72 szt. słupów opartych przegubowo na stalowych podstawach posadowionych na fundamentach i pierścienia ściskanego składającego się z 72 elementów rurowych skręconych między sobą, poprzez pionowe blachy dystansowe o grubości 100 mm, na śruby sprężające. 72 szt. zastrzałów przegubowo połączonych z pierścieniem ściskanym i 72 szt. odciągów rurowych połączonych poprzez styki spawane z górnym końcem zastrzału i dołem słupa. Dach linowy z iglicą mocowany przegubowo górą do zastrzałów i dołem do pierścienia ściskanego. Konstrukcja stalowa docelowo opiera się na stalowych podstawach zlokalizowanych na poziomie drogi wokół stadionu i obejmuje całą nieckę stadionu wraz z trybunami nie łącząc się z żelbetem trybun. Jest więc to konstrukcja samonośna w postaci koła rowerowego podniesionego na podporach ponad trybuny stadionu. Elementy konstrukcyjne osiągają swoją właściwą długość dopiero po pełnym obciążeniu dachem linowym. Oznacza to, że np. ściskane słupy są dłuższe o kilkanaście milimetrów, rozciągane odciągi rurowe są krótsze o kilkanaście milimetrów, a pierścień ściskany jest dłuższy po obwodzie o ok. 500 milimetrów. Dla otrzymania odpowiedniej geometrii słupy odchylono od pionu zarówno po promieniu, jak i stycznie do pierścienia. Słupy zostały tymczasowo zamocowane do zewnętrznych słupów żelbetowych trybun. W niektórych osiach, ze względów wytrzymałościowych, należało włączyć do współpracy wewnętrzną konstrukcję żelbetową trybun. Mocowanie każdego słupa składało się z trzech elementów: regulowanego sztywnego zastrzału rurowego tzw. rozpory oraz dwóch regulowanych odciągów linowych pozwalających odchylać słup po stycznej do pierścienia. Dużym wyzwaniem było utrzymywanie geometrii konstrukcji w każdej fazie montażu przy rygorystycznych dopuszczalnych odchyłkach montażowych rzadko spotykanych przy tak dużych gabarytowo konstrukcjach. I tak podstawy słupów ustawiane były z dokładnością +/- 2 mm i nie więcej niż 2 mm pomiędzy sąsiednimi podstawami i zabetonowywane. Odchylenie +/-2 mm musiało również być dotrzymane na głowicy słupa. W związku z tym długości słupów były uwzględniane przy posadowieniu każdej podstawy. 30-sto metrowe słupy były mierzone na wytwórni, a tolerancja wykonania w 95% mieściła się w granicach +/- 1mm, a dla pozostałych +/-2 mm. 3

4 MOSTOSTAL ZABRZE HOLDING S.A. Na tak przygotowane słupy nakładano segmenty pierścienia ściskanego, którego łączna długość wynosi ok. 860 m i który musiał się idealnie zamknąć w czasie montażu. Segmenty pierścienia łączone poprzez pionowe blachy na głowicy słupów skręcane były ze sobą bez żadnych przekładek regulacyjnych. Elementy pierścienia obrabiano na specjalistycznych urządzeniach frezujących, a ich ostateczną kontrolę geometrii sprawdzono wykonując próbny montaż na wytwórni. Ciągła kontrola geodezyjna montowanych elementów wymagała licznych, żmudnych obliczeń komputerowych w obliczeniach uwzględniano zakres konstrukcji już zbudowanej, ilość i miejsce rozpór montażowych, jak i temperaturę konstrukcji w dniu montażu. Aby wykonać zamknięcie pierścienia należało dodatkowo wychylić na zewnątrz po kilka słupów z każdej strony, a później po włożeniu segmentu pierścienia ściągnąć je z powrotem o tyle samo w kierunku trybun. Po zamknięciu pierścienia pozostały rozpory w 24 osiach resztę zdemontowano. Osie zostały wyznaczone w strefach, gdzie żelbet trybun był najmocniejszy i w monolitycznych klatkach schodowych. Stateczność pierścienia po obwodzie zapewniały głównie docelowe stężenia linowe pomiędzy słupami w ośmiu polach. Każde stężone pole składało się z dwóch par krzyżowo zamontowanych lin, które zostały napięte parami sił po 300 ton w każdej linie każde pole w odpowiedniej fazie montażu konstrukcji. Napinanie lin prowadzono pod nadzorem geodezyjnym tak, aby nastąpiło zgranie geometrii z uzyskaniem odpowiednich sił w poszczególnych linach. Precyzja z jaką przeprowadzono montaż pozwoliła zamknąć pierścień ściskany nie tylko bez żadnych kłopotów i niespodzianek, ale i w dwa miesiące po rozpoczęciu ustawienia pierwszych słupów, wyprzedzając o kilka dni założony harmonogram. Po zamontowaniu konstrukcji pierwszego etapu i ostatecznym kontrolnym pomiarze całości przystąpiono niezwłocznie do montażu konstrukcji drugiego etapu. Przyjęta technologia montażu pozwoliła na sprawne zakończenie drugiego etapu w okresie 2,5 miesiąca i skrócenie go w stosunku do zakładanego trzymiesięcznego cyklu. W czasie montażu konstrukcji rozłożono liny dachu na płycie i trybunach stadionu. Na zmontowanej konstrukcji rozpoczęto montaż setek ton rusztowań indywidualnie projektowanych i typowych, a także siłowników do wciągania dachu linowego z iglicą. 4

5 MOSTOSTAL ZABRZE HOLDING S.A. Unikalne przedsięwzięcie w skali światowej - montaż dachu linowego! Operacja podnoszenia dachu, tzw. big lift trwała ponad 2 tygodnie i pracował bezpośrednio przy niej zespół ponad 200 osób, którego zadaniem było dokonywanie stałych kontroli przemieszczeń i sił w poszczególnych linach. Był to kluczowy, a zarazem niezwykle skomplikowany etap budowy Stadionu Narodowego w Warszawie, który stanowił poważne wyzwanie inżynierskie. Podczas operacji Big Lift na Stadionie Narodowym w Warszawie z płyty boiska i trybun została podniesiona konstrukcja linowa dachu wraz z iglicą o łącznej wadze ton. Długość wszystkich lin składających się na konstrukcję dachu to 22 km, a średnica 12 największych wynosi 145 mm. Zespół bezpośrednio pracujący przy Big Lift liczył ponad 200 osób i jego zadaniem było dokonywanie stałych kontroli przemieszczeń i sił w poszczególnych linach. Po wielu tygodniach przygotowań, trwających od lipca 2010 roku, kiedy to rozpoczęła się budowa pierwszych rusztowań oraz konstrukcji ślizgowych, na których scalano elementy dachu w jedną całość, przystąpiono do procesu jego sekwencyjnego podnoszenia za pomocą siłowników hydraulicznych rozmieszczonych obwodowo w 72 punktach, przymocowanych do górnej części głównej konstrukcji stalowej. 5

6 MOSTOSTAL ZABRZE HOLDING S.A. Krok po kroku Big Lift tj. podniesienie do pozycji docelowej wcześniej zmontowanej konstrukcji linowej dachu wraz z iglicą, rozpoczął się włączeniem pierwszych grup siłowników zaś zakończył operacją blokady lin, kiedy to po przeprowadzeniu ostatniego kroku podciągania, kielichy lin radialnych znalazły się w położeniu docelowym (rys). Dolna część iglicy ustawiona została 8 metrów poniżej płyty boiska. Wewnętrzne liny radialne zostały połączone z iglicą. Po wprowadzeniu naciągu w górne liny promieniste, znajdujące się na nich trawersy zaczęły się ślizgać, a później odrywać od drewnianych konstrukcji ślizgowych położonych na rusztowaniach dolnych pierścienia ściskanego. Operacja napinania lin przebiegała sekwencyjnie. Równocześnie z nią, przeprowadzane było podnoszenie iglicy za pomocą siłowników hydraulicznych, aż do wypiętrzenia jej ponad poziom płyty boiska. Po uniesieniu iglicy nad poziom płyty boiska, możliwym stało się podłączenie dolnych 12 lin (po 3 liny na każdym narożu) o średnicy Ø 145 mm każda podtrzymujących iglicę (rys.). 6

7 Rys. 1 Wprowadzenie naciągu w górne liny radialne-wszystkie rokersy, za wyjątkiem rogowych, odrywają się. Rys. 2 Wypchnięcie iglicy z piwnic ponad poziom płyty- wpięcie lin podtrzymujących (main stay cables). Rys. 3 Wpięcie górnych lin radialnych. MOSTOSTAL ZABRZE HOLDING S.A. Krok po kroku Po umocowaniu dolnych lin do iglicy rozpoczął się proces ich naprężania i podnoszenia do góry. W momencie, kiedy konstrukcja linowa dachu została już podniesiona, a iglica wciąż jeszcze nie oderwała się od ruchomej belki wypiętrzającej, reakcja przekazywana na iglicę z części konstrukcji dachu wynosiła 750 ton. Po wpięciu górnych lin radialnych (rys. 3), a przed wpięciem dolnych, iglica znajdowała się 3,2 m powyżej swojego docelowego położenia. W celu przygotowania geometrii do Big Liftu należało przeprowadzić pozycjonowanie do pozycji startowej. W tym celu siła w górnej linie radialnej, z jaką naciągnięte były liny, nie mogła przekroczyć 5 t dla grupy siłowników dłuższego i krótszego boku oraz 7 t dla grupy siłowników narożnych. Ze względu na bardzo duże wartości sił występujących podczas napinania lin główna konstrukcja stalowa była pod nadzorem zespołu, który na bazie wcześniej zamontowanych urządzeń pomiarowych dokonywał stałych kontroli przemieszczeń i sił w poszczególnych linach. Górne liny radialne zostały napięte siłą 350 ton, zaś dolne siłą dochodząca do 650 ton każda. Na zakończenie operacji sprężania lin połączono je z konstrukcją stalową na szczycie pylonów, a liny dolne zamocowano do ringu ściskanego. Wyniesiona iglica jest najwyższym punktem Stadionu Narodowego, a jej wierzchołek znajduje się na wysokości około 113 metrów nad poziomem Wisły. Film przedstawiający przebieg operacji podnoszenia dachu big lift jest dostępny pod: 7

8 MOSTOSTAL ZABRZE HOLDING S.A. STADION W LICZBACH: Pojemność stadionu wynosi miejsc. Konstrukcja linowa dachu wraz z iglicą, które zostały podniesione z płyty boiska i trybun, łącznie ważyły Długość wszystkich lin składających się na konstrukcję dachu to 22 km, z których największa ma 145 mm średnicy. Operacja podnoszenia dachu, tzw. big lift trwała ponad 2 tygodnie, pracował bezpośrednio przy niej zespół ponad 200 osób, którego zadaniem było dokonywanie stałych kontroli przemieszczeń i sił w poszczególnych linach. Powierzchnia dachu wynosi ponad 4 ha. Powierzchnia elewacji wynosi ok m 2, co odpowiada powierzchni trzech boisk piłkarskich. Zakończenie prac przez Mostostal - zgodnie z kontraktem - nastąpiło 29 listopada Uroczyste otwarcie stadionu odbyło się 29 stycznia 2012 roku. 8

9 Etap początkowy montaż głównej konstrukcji stalowej (słupy i pierścień ściskany) 9

10 Montaż głównej konstrukcji stalowej (słupy i pierścień ściskany) 10

11 Montaż głównej konstrukcji stalowej (zastrzały i odciągi fasady) 11

12 Panorama Stadionu Narodowego etap montażu głównej konstrukcji stalowej 12

13 Rozkładanie konstrukcji linowej stadionu, przygotowanie do operacji podnoszenia dachu linowego 13

14 Montaż iglicy, przygotowanie do operacji podnoszenia dachu linowego 14

15 Montaż iglicy, przygotowanie do operacji podnoszenia dachu linowego 15

16 Montaż iglicy, przygotowanie do operacji podnoszenia dachu linowego (montaż konstrukcji stalowej dachu garażu) 16

17 Podnoszenie konstrukcji linowej tzw. big lift 17

18 Montaż łuków stalowych dla zadaszenia membranowego oraz konstrukcji wsporczej dachu szklanego 18

19 Montaż membrany zadaszenia oraz dachu ruchomego 19

20 Montaż elewacji i siatek cięto - ciągnionych 20

21 Zakończenie kontraktu - widok dachu i fasady stadionu 21

22 Kadra inżynieryjna odpowiedzialna za realizację oraz goście wizytujący budowę 22

23 Członków PIKS prosimy o wysłanie swojego głosu na adres piks@piks.com.pl Mostostal Zabrze - Holding S.A. ul. Wolności Zabrze tel. centrala: +48 (32) post@mz.pl 23