Zastosowanie w pełni prefabrykowanych kabli sprężających na przykładzie obiektu WA-22A’ w ciągu AOW – ...
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
prefabrykowanych
kabli sprężających
na przykładzie obiektu WA-22A’
w ciągu AOW – cz. II
mgr inż. Maciej Fidyk
MOSTY KATOWICE Sp. z o.o.
mgr inż. Cezary Sternicki
mgr inż. Łukasz Rymanowski
DYWIDAG-Systems International Sp. z o.o. (DSI)
przęsłowe i jeden jedenastoprzęsłowy układy ciągłe,
płytowo-belkowe (tj. w sumie 41 przęseł), w których
rozpiętości wynoszą od 28 m do 47,5 m. Szerokość całko-
wita wiaduktu wynosi 36,12 m (2 x 17,16 m – pomosty,
i 1,8 m – przerwa dylatacyjna pomiędzy nitką północną
i południową), rozstaw osiowy belek w przekroju po-
przecznym wynosi 7,51 m, a wysokość konstrukcyjna
pomostu – 2,2 m. Do wykonania płyty pomostu zastoso-
wano beton C40/50, stal zbrojeniową BSt500S oraz cięgna
sprężające 19L15,7; 12L15,7; 9L15,7 oraz 7L15,7.
Ze względu na konieczność skrócenia czasu realizacji zde-
cydowano się na wykorzystanie technologii budowy przy
pomocy rusztowania przestawnego – dźwigar rusztowa-
niowy, dołem przejezdny – oraz zastosowanie technologii
w pełni prefabrykowanych kabli sprężających dostarczanych
na szpulach w formie gotowej do natychmiastowego mon-
tażu. W momencie sprężania pierwszych odcinków budow-
lanych jesienią 2010 r. była to pierwsza tego typu realizacja
w Polsce wykorzystująca sprężające kable prefabrykowane.
ETA-06/0022. Przedstawione w wyżej wymienionych
dokumentach materiały zakładają wykorzystanie stali
sprężającej o następujących charakterystykach:
a) Y1770S7/15,7 mm (150 mm
2
) lub 15,3 mm (140 mm
2
),
b) Y1860S7/15,7 mm (150 mm
2
) lub 15,3 mm (140 mm
2
)
o liczbie splotów od 2 do 37, przy czym najpowszechniej
stosowane są kable o liczbie splotów 12, 15, 19 i 22.
Zakres pokrywanych sił sprężających jest zatem identycz-
ny jak w przypadku tradycyjnego systemu montowanego
na placu budowy stosowanego przez wiodące fi rmy
w dziedzinach technik sprężania na rynkach europejskich.
System kabli prefabrykowanych bazuje na szeroko stoso-
wanych w Polsce zakotwieniach wielopłaszczyznowych,
rozkładających siłę docisku na poszczególne żebra zako-
twienia, jak również na zakotwieniu stalowym, płytowym.
Przykładowy schematyczny widok zakotwienia przedsta-
wiono w tabeli 1.
Ze względu na większą precyzję wykonania jako osłonki
prefabrykowanych kabli sprężających można stosować
mniejsze średnice rur osłonowych – typ I. Przyczynia się
to do mniejszego zużycia cementu podczas wykonywania
iniekcji oraz zwiększa ramię działania sił wewnętrznych.
Przykładowe zestawienie porównawcze rur osłonowych dla
kabli prefabrykowanych i zwykłych przedstawiono w tabeli 1.
Budowa zakotwienia
kabla sprężającego,
W ramach
zadania „Zapro-
jektowanie
i zbudowanie
Autostradowej
Obwodnicy Wro-
cławia, część 2”
jest realizowany
wiadukt WA-22A’.
Jest to estakada
o łącznej długo-
ści około 1600 m,
która wznosić
się będzie nad
polami iryga-
cyjnymi, linią
kolejową nr 271,
ulicami Pełczyń-
ską i Wrzosową.
kabli sprężających
Sprężające kable prefabrykowane przygotowywane są w za-
kładzie prefabrykacji (fot. 1) w sposób umożliwiający ich
natychmiastowe wbudowanie na placu budowy. W szcze-
gólności sploty zostały wepchnięte w stalowe rury osłonowe,
zamocowano trąbki przejściowe oraz zakotwienie bierne
przy wykorzystaniu zacisków plastycznych (fot. 2).
Wyżej wymienione czynności zostały wyeliminowane na pla-
cu budowy, przyczyniając się do krótszego procesu realizacji
oraz gwarantując większą precyzję wykonania (np. sploty
wykazują mniejszy stopień wzajemnego skręcenia, czego
rezultatem są mniejsze straty doraźne). Następnie tak przygo-
towane kable są nawijane na szpule oraz ładowane na środek
transportu i dostarczane
just-in-time
na plac budowy (fot. 4).
Po dostarczeniu na budowę szpule z kablami prefabrykowa-
nymi składowane są w rzędach lub bezpośrednio podawane
na ustrój i rozwijane w miejsce przeznaczenia. Istotnym
elementem jest wygodny sposób składowania szpul (fot. 3).
wewnętrznego
z przyczepnością
Zastosowany kabel sprężający bazuje na zakotwieniu
wielopłaszczyznowym typu MA6-19 (fot. 5) po stronie
czynnej, MP6-19 po stronie biernej oraz MK-KL6-19 przy
łączniku wraz z zaciskami plastycznymi, zamiast konwen-
cjonalnych szczęk kotwiących, zapewniającymi stałość
zakotwienia splotu, niezależnie od siły naciągu. Takie roz-
wiązanie jest zasadniczym elementem technologii kabli
prefabrykowanych, gdyż pozwala ono na zamocowanie
zakotwienia biernego już na etapie prefabrykacji w za-
kładzie produkcyjnym i utrzymanie zakotwienia splotów
podczas transportu. Stosowane zaciski plastyczne nie
generują poślizgu podczas naciągu, co należy uwzględ-
nić, projektując program sprężania.
44
Charakterystyka
prefabrykowanych kabli
sprężających, wewnętrznych
z przyczepnością
Prefabrykowane kable sprężające dopuszczone są do sto-
sowania na podstawie aprobaty ETA-06/0025 oraz
Realizacja prac sprężalniczych
na obiekcie WA-22A’
Organizacja pracy na obiekcie WA-22A’ zakłada przystąpie-
nie do rozkładania kabli prefabrykowanych z bębna po uło-
żeniu zbrojenia dolnego belki i strzemion (strzemiona górą
otwarte, aby umożliwić wprowadzenie kabla do koryta
Zastosowanie w pełni
K
onstrukcję nośną wiaduktu stanowią trzy dziesięcio-
Produkcja i dostawa
prefabrykowanych
mosty
materiały i technologie
Rys. 1. Przekrój poprzeczny typowego przęsła
Rys. 2. Widok głowic kotwiących dla typowego przęsła
Fot. 1. Produkcja prefabrykowanych kabli sprężających
Fot. 2. Zakotwienie bierne wraz z zaciskami plastycznymi blokującymi
sploty przygotowane do transportu
Fot. 3. Zakotwienie bierne wraz z zaciskami plastycznymi blokującymi
sploty przygotowane do transportu
Fot. 4. Dostawa i rozładunek prefabrykowanych kabli sprężających
45
Fot. 5. Zakotwienie bierne typu MP6-19 oraz łącznik MK-KL6-19 wraz z zaciskami plastycznymi i płytką zabezpieczającą
Typ
6-12
6-15
6-19
6-22
Maksymalna siła
sprężenia wstępnego
0,95 • F
p0,1k
kN
2,592
3,240
4,104
4,752
Liczba splotów
12
15
19
22
Widok tulei kotwy,
rozmieszczenie splotów
Tuleja kotwiąca
średnica N
grubość P
170
75
190
85
200
95
220
100
Długość króćca kotwy
460
650
650
750
Rura osłonowa
typ I dl/da
typ II dl/da
75/82
80/87
80/87
85/92
90/97
95/102
100/107
110/117
Tab. 1. Schematyczny widok zakotwienia typu MA
Fot. 6. Urządzenie do rozwijania kabli prefabrykowanych
Rozłożenie kabla na uprzednio przygotowanym
zbrojeniu. Strzemiona górą otwarte
Odstawienie kabla na platformę, zamknięcie
zbrojenia, betonowanie
Odstawienie szpul na zabetonowany ustrój,
wykonanie sprężenia, przejazd dźwigara
do następnej sekcji
46
Fot. 7. Kolejne etapy układania prefabrykowanych kabli sprężających na WA-22A’ (fot. C. Sternicki)
mosty
materiały i technologie
Fot. 8. Naciąg kabli sprężających
Fot. 9. Zdjęcie lotnicze obiektu WA-22A’
belki). Podczas rozwijania kabla bęben jest podwieszony
do dźwigu za pomocą specjalnego rozwijającego – wózka,
który umożliwia obrót bębna, rozwinięcie kabla oraz jedno-
cześnie za pomocą hamulców pneumatycznych zapobiega
niekontrolowanemu rozwinięciu (fot. 6).
Kabel jest układany na wcześniej przygotowanych przez
zbrojarzy trawersach ustawionych na odpowiednich
wysokościach, według projektu. Kabel jest rozwijany
do momentu jego zakończenia na końcu taktu lub jeżeli
jest to kabel przechodzący przez miejsce połączenia
dwóch taktów, bęben z nawiniętą resztą kabla jest od-
stawiany na przygotowaną wcześniej platformę roboczą
i zabezpieczony przed ewentualnym przemieszczeniem.
Ideę realizacji przedstawiono na fot. 7.
W celu realizacji założonego 6-dniowego taktu istotną
sprawą podczas wykonywania ustroju nośnego była orga-
nizacja pracy 3 grup roboczych:
– brygady sprężalniczej układającej kable,
– zbrojarzy układających trawersy i zamykających zbrojenie
– cieśli montujących kolejne warstwy zastawki z osadzo-
nymi głowicami lub otworami do przepuszczenia kabli
przechodzących.
W celu zrealizowania rygorystycznych założeń harmono-
gramowych konieczne było możliwe zoptymalizowanie
procesu wykonania prac sprężalniczych.
Realizacja prac sprężalniczych (przy zaangażowaniu
3 monterów) polegających na ułożeniu ok. 20 ton stali
sprężającej (w postaci gotowych kabli wraz z osłonką)
zajmuje obecnie ok. 12-15 godzin (2 belki – 11 lin na bel-
kę, w tym 4 liny przechodzące i 5 z łącznikami czynnymi,
skrócony w stosunku do harmonogramu zakładającego
24 godz. na obie belki). Wynik ten jest zasadniczy dla uzy-
skania 6-dniowego czasu realizacji odcinka budowlanego,
jednakże jest on ściśle uzależniony od organizacji i zgrania
czasowego wyżej wymienionych grup roboczych, a także
od zastosowanej technologii.
Część prac sprężalniczych do momentu wykonania
sprężenia realizowana została w myśl zasady „2 w 1”, tzn.
proces układania rurek osłonowych i następnie wciskania
w nie stali sprężającej, został skrócony do jednego kroku
w postaci układania gotowego kabla (osłonka + sploty)
z uprzednio zamocowanym zakotwieniem biernym. Istotną
zaletą tego rozwiązania, poza aspektem czasowym, jest
fakt, że już podczas betonowania wszystkie sploty znajdują
się w przekroju, tym samym eliminując ew. niemożliwość
wepchnięcia ich w rury osłonowe (np. ew. nieszczelność
osłonek i zablokowanie przekroju przez beton) oraz zmniej-
szają ryzyko wypłynięcia osłonek podczas betonowania
(przy niesolidnym ich zamocowaniu do zbrojenia).
Po rozłożeniu kabli zbrojarze mają do dyspozycji następny
dzień na przygotowanie taktu do betonowania, które
zazwyczaj następuje w drugim dniu po ułożeniu kabli.
Dzień po betonowaniu następuje rozszalowanie zastawek
czołowych, tak aby można było założyć bloki kotwiące
na niesprężone kable oraz przygotować prasy i pompy
do sprężania. 48 godzin po betonowaniu beton osiąga
wymaganą wytrzymałość, przy której możne sprężyć
obiekt (35 MPa). Na obiekcie WA-22A’ dla skrócenia czasu
do maksimum zastosowano sprężanie na dwie pompy
i dwie prasy – na każdą belkę z osobna. Także w razie
awarii którejś z części systemu zawsze w pobliżu jest
zamiennik, który umożliwi dokończenie operacji. Dodat-
kowo należy obciąć sploty po sprężaniu i przełożyć bębny
z pomostów roboczych, które po sprężeniu znajdują się
na trasie wyjazdu wózka rusztowania przejezdnego.
Przygotowanie następnego taktu do rozkładania lin bry-
gadzie przesuwającej rusztowanie, cieślom i zbrojarzom
zajmuje około 40 godzin, co daje nam możliwość rozkła-
dania kabli na drugi lub trzeci dzień po sprężaniu.
Podsumowanie
Zasadniczymi elementami, które przyczyniły się do wyboru
tej metody było wyeliminowanie części prac zwyczajowo
wykonywanych na placu budowy, jak wciskanie splotów
w osłonki oraz montaż zakotwienia biernego, do jednego
kroku polegającego na ułożeniu gotowego kabla spręża-
jącego wraz z zakotwieniem biernym przez ekipę specja-
listyczną zgodnie z zasadą „2 w 1”. Uzyskana w ten sposób
korzyść techniczna i czasowa umożliwiła spełnienie rygory-
stycznych założeń harmonogramu, zakładających wyko-
nanie całości prac sprężalniczych dla typowego przęsła
w czasie poniżej 20 godzin na obie belki. Dodatkowe atuty
to: małe zapotrzebowanie na plac składowy oraz wygoda
w zastosowaniu dla kabli uciągających przebiegających
przez więcej niż jedno przęsło, jak również pewność prawi-
dłowego wprowadzenia splotów w przekrój i tym samym
uniknięcie przestojów na budowie z powodu nieprzewi-
dzianych kłopotów z ewentualnym zablokowaniem kanału.
Kable prefabrykowane stanowią ciekawą alternatywę dla
konwencjonalnych rozwiązań i istotnie wpływają na przy-
spieszenie realizacji obiektów mostowych. Na podstawie
realizacji obiektu WA-22A’ oraz innych aktualnie będących
w toku na terenie Polski można wnioskować, że w szcze-
gólności nadają się do realizacji dużych obiektów
o powtarzalnych przęsłach wykorzystujących takie tech-
nologie budowy, jak: rusztowania przestawne, metoda
nasuwania podłużnego czy też wykorzystanie klasycznych
rusztowań stacjonarnych.
Ze względu na małe zapotrzebowanie na plac składowy
lub możliwość bezpośredniego montowania z samochodu
dostawczego, jak również wygodę przy realizacji obiektów
wieloprzęsłowych z kablami uciąglającymi przechodzą-
cymi z przęsła w przęsło, dobrze spełniają swoje zadanie
w obiektach mostowych w ciasnej miejskiej zabudowie.

Piśmiennictwo
1. Ajdukiewicz A., Mames J.:
Konstrukcje z betonu sprężo-
nego.
Stowarzyszenie Pro-
ducentów Cementu, Kra-
ków 2008.
2. Aprobata Techniczna ETA-
06/0022.
DYWIDAG – System
sprężania splotami z przy-
czepnością.
DIBT (Niemiecki
Instytut Techniki Budowla-
nej), członek EOTA, 12 stycz-
nia 2006.
3. Aprobata Techniczna ETA-
06/0025.
SUSPA – System
sprężania splotami z przy-
czepnością.
OIB (Austriac-
ki Instytut Techniki Bu-
dowlanej), członek EOTA,
12 czerwca 2006.
4. ETAG 013:
Guideline for Eu-
ropean Technical Approval
of Post-tensioning Kits for
Prestressing of Structures,
2002.
5. CEN Workshop Agreement:
Requirements for the instal-
lation of post-tensioning kits
for prestressing of structures
and qualifi cation of the spe-
cialist companies and their
personnel.
October 2002.
47
[ Pobierz całość w formacie PDF ]