Ocelová konstrukce objektu pro zpracování mědi a zlata v Kazachstánu

• Foto

Kazachstán je znám nejen jako postsovětská země rozkládající se ve střední Asii (malou částí svého území zasahující též do Evropy) a spadající do sféry vlivu současného Ruska, ale také jako země s obrovskými zdroji nerostného bohatství tvořící lákadlo pro zahraniční investice. Většinu území zabírají pouště a polopouště, jen malá část je zalesněna nebo hospodářsky využívána. Svojí rozlohou je cca 5 × větší než Francie a žije v ní 17 milionů obyvatel. Pro Kazachstán jsou typické velké rozdíly teplot. Na jihu je rozdíl teplot mezi nejteplejším a nejstudenějším měsícem až 30 °C a na severu až 40 – 41 °C, nejstudenější měsíc je leden, jeho průměrná teplota na severu je –19, na jihu –8 °C, nejteplejším měsícem je červenec.

NÁVRH KONSTRUKCE
Budova Flotation byla vyprojektována zhotovitelem (společnost Ruukki CZ) za tři měsíce od uzavření dohody s objednatelem a v součinnosti se souběžně probíhajícím návrhem technologických zařízení objednatele. Návrh ocelových konstrukcí byl proveden, na základě požadavku koncového zákazníka, dle standardů EN.

Jedná se o dvoulodní halu půdorysných rozměrů 19,9 + 23,6 m × 70,0 m. Výška lodí v rámovém rohu je 28,6 m, resp. 20,0 m. Pultové střechy mají sklon 6°. V lodích jsou osazeny jeřáby o nosnosti 40 t, resp. 5 t.

Konstrukčně se jedná o vetknuté dvoulodní rámy navržené v modulu 8,75 m. Sloupy jsou ze svařovaných I-profilů s výškou stojiny 1 600 mm a 1 200 mm a jsou vetknuty do základů pomocí 16 kusů kotevních šroubů M72. Rámové příčle byly navrženy jako svařované I-profily s výškou stojiny 700 mm zvětšené v rámovém rohu až na 1 500 mm. Konstrukce byla navržena jako plně šroubovaná vzhledem k obavám z možné nízké kvality svařování na stavbě v tak odlehlé oblasti.

Klimatická zatížení specifikovaná klientem byla stanovena pro vítr 33,3 m/s a pro sníh 180 kg/m², požární odolnost konstrukce nebyla požadována.

Dodavatel použil pro návrh konstrukce objektu software Scia Engineer, Tekla structures a AutoCAD. Velkou výhodou pro zákazníka bylo vymodelování celé konstrukce včetně jejího opláštění pomocí 3D softwaru, což podstatným způsobem přispělo k vyloučení možných kolizí se složitou technologií umístěnou uvnitř objektu.

Vzhledem k tomu, že zákazník požadoval vertikální instalaci fasádních panelů, tak byly pod opláštění navrženy vodorovné paždíky z TRH 300 × 200 mm v osové vzdálenosti 4,2 m. Střešní vaznice z válcovaných profilů IPE330 nesoucích střešní sendvičové panely byly zároveň využity pro stabilizaci rámových příčlí proti jejich vybočení ve vodorovné rovině.

Rozměry a hmotnosti jednotlivých dílců byly navrženy tak, aby bylo, vzhledem k přepravní vzdálenosti, optimalizováno vytížení kamionů. Povrchová ochrana ocelových konstrukcí byla navržena na stupeň korozivity prostředí C3 v souladu s EN ISO 12944, byl použit nátěrový systém Teknos EP120/2 K18 a v celkové tloušťce 120 μm. Technologické konstrukce byly dodány jako pozinkované dle ISO 1461. 

Uvnitř jedné z lodí se nachází pětipodlažní administrativní budova půdorysných rozměrů 9 × 20 m. V obou halách je pak dále celkem 270 tun pozinkovaných ocelových konstrukcí sloužících jako technologické a servisní plošiny.

VÝROBA A DODÁVKA
Konstrukce byla vyrobena za 2,5 měsíce od předání projektové dokumentace ocelové konstrukce a jejím schválení objednatelem a koncovým klientem. To představovalo velké nároky na výrobní závody Ruukki a jejich kapacitní možnosti. Časový tlak byl natolik neúprosný, že výroba musela probíhat v několika výrobních závodech po celé Evropě. Firma Ruukki CZ jako výrobce a dodavatel ocelových konstrukcí proto kombinovala jejich výrobu v několika výrobních závodech podle jejich typu – Ylivieska (Finsko) – svařované sloupy a nosníky, Gargzdai (Litva) – sekundární konstrukce a technologické plošiny a Obninsk (Rusko) – konstrukce pro střešní a stěnové opláštění včetně sendvičových panelů.

Vzhledem k přepravní vzdálenosti na místo montáže (cca 5 000 km) a odlehlosti místa stavby od nejbližšího města (250 km) byl velký důraz kladen na kvalitu a přesnost výroby tak, aby bylo zcela vyloučeno opravování nebo dodatečné upravování konstrukce na stavbě, což by představovalo extrémní vícenáklady pro všechny zúčastněné strany a zdržení celé stavby. Toto se podařilo.

V průběhu výroby byla ze strany zákazníka prováděna pravidelná inspekce postupu a kvality výroby přímo ve výrobních závodech společnosti Ruukki, jejíž součástí byl také pravidelný týdenní reporting o stavu výroby přímo koncovému zákazníkovi do Kazachstánu.

Standardem bylo vyznačení těžiště prvků u dílců těžších než 5 tun již ve výrobě pro jejich bezpečnou manipulaci a zvedání na stavbě.

Výroba ocelové konstrukce o celkové hmotnosti 1 300 tun byla zahájena v lednu 2015 a dokončena v březnu 2015.

Materiál byl na stavbu odesílán dle podrobného harmonogramu a v dílčích etapách dle požadavků zákazníka, který výstavbu koordinoval s montáží technologických zařízení, celkem bylo na stavbu vyexpedováno více než 100 kamionů ocelových konstrukcí a 50 kamionů sendvičových panelů a dalšího příslušenství.

Byl vypracován montážní postup a předpis obsahující přesný postup montáže haly. Společnost Ruukki rovněž poskytla objednateli supervizi montáže ocelové konstrukce včetně geodetického zaměření skutečného provedení kotevních šroubů objednatelem. Za tímto účelem byl na místo vyslán zkušený projektový manažer s 10letou praxí ve společnosti.

Součástí dodávky byly rovněž střešní a stěnové sendvičové panely vyrobené ve výrobním závodě Ruukki v Balabanovo (Rusko), výplně stěnových otvorů (okna, dveře, vrata) a opláštění administrativy včetně dodávky suché (montované) podlahy.

MONITORING A SERVIS
Vzhledem k celkové investici, odlehlosti celého projektu a místním podmínkám, investor zcela správně zvažuje monitorování ocelové konstrukce objektu v průběhu jejího užívání. Společnost Ruukki proto v současné době dokončuje návrh monitorovacího systému haly sestávajícího z instalovaných senzorů pro měření:

• a) Mechanického napětí (12 ks tenzometrických můstkových snímačů lepených pomocí speciálního adhesiva přímo na ocelovou konstrukci haly). Senzory mechanického napětí umožní kontinuální monitoring zatížení konstrukce a vyhodnocení stavů jejího přetížení.
• b) Náklonu konstrukčních prvků (6 ks) pomocí přesných inklinometrů (±15°, přesnost 0,05°). Změna náklonu konstrukčního prvku bude vyhodnocována v reálném čase, při překročení volitelné meze bude aktivován alarm nebo přímé varování pro správce budovy. Data ze snímačů budou zpracovávána pomocí převodníků a sbírána centrální jednotkou.
• c) Měření vibrací ocelové konstrukce pomocí akcelerometrů (2 ks, tříosý senzor, cca ± 5 g, 5 000 Hz). Data budou vyhodnocována AD jednotkou NI (16-bit, 20 Hz, 4 kanály) a průběžně zasílána do centrální jednotky.
• d) Meteostanice (rychlost a směr větru, teplota, vlhkost).

Data z centrální jednotky budou lokálně zpracována, budou generovány případné alarmy mezních stavů a zasílány formou SMS zpráv nebo e‑mailu (případně akustického alarmu). Pomocí lokálního internetového připojení budou data odesílána na cloudové úložiště, kde bude zřízen účet objednatele.

ZÁVĚR
Vzájemná správná a přesná spolupráce dvou společností, respektive zhotovitele ocelové konstrukce a dodavatele technologie, je velice důležitá pro dosažení dobrého výsledku. Obzvlášť to platí u velkých projekčních celků, kde jsou kladeny velké nároky na koordinační činnost. Vzhledem k časovému harmonogramu jsou totiž nutné rychlé reakce na požadavky výroby konstrukce a potřeby montážních skupin na stavbě. Z toho vyplývá, že koordinační činnost celého týmu je při vytváření takového díla primární a neměla by být opomíjena. Kvalitní koordinace mezinárodního týmu společnosti Ruukki podílejícího se na projektové činnosti, výrobě v jednotlivých závodech, logistice a supervizi na stavbě, tak tvořila základ pro úspěšné a kvalitní dokončení díla.

Steel Structure of an Object for Copper and Gold Processing in Kazakhstan
A project KoktasZhal deposit is situated in Karaganda region, about 250 km away from the city of Karaganda. The aim of this project was to support the development of mining of copper and gold deposits in the given area and further construction of processing plant with the annual capacity of around four million tons of the processed material. The project consists of two main objects (buildings Flotation and Grinding) and several smaller ones.

Autor

• Ing. Marha Dan