Железобетонная дымовая труба ТЭС ZETES III

ТЭС ZETES III — крупномасштабный энергетический объект, расположенный в Зонгулдаке. В рамках этого проекта компания SİBA взяла на себя выполнение «под ключ» железобетонной дымовой трубы высотой 252 метра с двумя стальными газоходами, включая проектирование, инжиниринг, изготовление и монтаж. В данном кейсе комплексно рассматриваются инженерный контекст сооружения, принципы проектирования и методы полевого исполнения.

Паспорт проекта

• Расположение: Зонгулдак, Турция
• Тип сооружения: железобетонная дымовая труба с двумя стальными газоходами (наружная железобетонная оболочка + внутренние стальные газоходы)
• Высота: 252 метра
• Нижний диаметр: 24,4 метра · Верхний диаметр: 19,1 метра
• Несущая система: коническая железобетонная оболочка (windshield)
• Объём работ: проектирование, инжиниринг, изготовление и монтаж (под ключ)

Инженерный контекст

С высотой 252 метра сооружение является самой высокой дымовой трубой с двумя стальными газоходами в Турции и входит в число немногочисленных в мире труб, превышающих 250 метров. Промышленные дымовые трубы такого масштаба относятся к классу гибких (с высоким коэффициентом стройности) оболочечных конструкций, отличающихся от классического строительного инжиниринга. В этом классе поведение сооружения определяется не столько статическими нагрузками, сколько динамическими и внешними воздействиями; поэтому проектирование требует комплексной оценки аэродинамических, температурных и сейсмических воздействий.

Принципы проектирования и нагрузки

В сооружениях этого класса основным воздействием, определяющим проектирование, является ветер. Ветровое воздействие рассматривается в двух составляющих: силы лобового сопротивления в направлении ветра (along-wind) и колебания в направлении, перпендикулярном ветру (across-wind), вызванные срывом вихрей (vortex shedding). Поскольку в гибких дымовых трубах вихревые колебания могут быть определяющими с точки зрения усталости, собственные частоты сооружения и характер демпфирования являются неотъемлемой частью проектирования. Дополнительно при проектировании совместно учитываются собственный вес, сейсмические воздействия и температурные напряжения, возникающие из-за разницы температур между дымовыми газами и внешней средой.

Дымовая труба высотой 252 метра не просто высока; это интегрированная инженерная система, которая должна оставаться безопасной на протяжении всего срока службы под воздействием ветра, температуры и землетрясений.

Логика системы с двумя газоходами

Сооружение построено на принципе разделения двух функций: наружная коническая железобетонная оболочка выполняет несущую роль, а два внутренних стальных газохода отводят дымовые газы. Такое разделение предотвращает прямое воздействие горячих и химически агрессивных дымовых газов на железобетонную оболочку; позволяет стальным газоходам расширяться независимо от железобетонной оболочки, а кольцевой зазор между газоходами и оболочкой обеспечивает доступ для осмотра и обслуживания.

Конструктивное обоснование конической геометрии

Сужающееся кверху коническое сечение — осознанный инженерный выбор. В зоне основания, где возникает наибольший изгибающий момент, сечение самое широкое (24,4 м), а на верхних отметках, где момент уменьшается, оно уже (19,1 м), благодаря чему материал распределяется в соответствии с распределением внутренних усилий. Такая геометрия одновременно снижает ветровую нагрузку и собственный вес на высоте и эффективно обеспечивает необходимую жёсткость для сопротивления опрокидывающему моменту.

Метод конической скользящей опалубки

Ствол трубы построен с применением конической скользящей опалубки площадью около 33.000 m². Метод скользящей опалубки позволяет получить бесшовный монолитный ствол за счёт непрерывного перемещения опалубки вверх. В коническом стволе диаметр опалубки должен постепенно уменьшаться по высоте; это требует одновременного и точного контроля скорости схватывания бетона, скорости перемещения опалубки и геометрии сечения. Непрерывное бетонирование обеспечило как конструктивную непрерывность, так и скорость исполнения.

Геометрический контроль и вертикальная точность

В стволе высотой 252 метра вертикальная точность является наиболее критичным аспектом управления допусками. Для ограничения смещения оси на протяжении всего продвижения скользящей опалубки применяются непрерывные измерения и обратная связь; малейшие возможные отклонения корректируются на ранней стадии. Геометрия сечения контролировалась по всей высоте посредством дисциплинированного полевого измерения и управления исполнением.

Стальные газоходы и тяжёлый подъём

Два внутренних стальных газохода сооружения были изготовлены на площадке. Во временной мастерской, организованной на площадке, было выполнено более 1.300 тонн стальных изделий; изделия были защищены от коррозии пескоструйной обработкой и покраской. Операции тяжёлого подъёма выполнялись с помощью систем strand jack (тросовых домкратов), обеспечивающих синхронный и контролируемый подъём.

Долговечность и безопасность

В высоких промышленных сооружениях долговечность и безопасность являются неотъемлемой частью проектирования. Стальные газоходы, по которым отводятся дымовые газы, подбираются с учётом термических и химических воздействий; железобетонная же оболочка проектируется с применением концепции долговечного бетона, рассчитанного на длительный срок службы. Сооружение промаркировано авиационной сигнальной окраской и сигнальным освещением в соответствии с авиационными нормами; оно оснащено системами молниезащиты, необходимыми для высоких сооружений.

Объём работ

• Железобетонная дымовая труба 252 m с двумя газоходами
• 10 силосов золы и bottom ash (вертикальная скользящая опалубка)
• Силосные сооружения на площадке и в портовой зоне
• Технологические и вспомогательные сооружения
• Авиационная сигнальная окраска, освещение и системы молниезащиты

Заключение

ZETES III — наглядный пример инженерного подхода, при котором весь процесс от проектирования до монтажа выполняется под одной крышей. Проект объединяет в едином объёме работ «под ключ» дисциплины проектирования гибкой железобетонной оболочки, применения конической скользящей опалубки, крупномасштабного изготовления стальных конструкций и тяжёлого подъёма, занимая своё место среди референсов SİBA в масштабе тяжёлой промышленности.