Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Reinforcement solution of damaged load-bearing frame structure in a coal power plant for additional loads

Skibicki Szymon, Wróblewski Tomasz, Paczkowski Wiesław, Kozieł Krzysztof, Matyl Marcin, Wiśniowski Maciej

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 1

121--139

EN

Significant subsoil deformation and additional loads from the new denitrification unit caused a major problem with the load-bearing capacity of the coal power plant. It was necessary to perform an advanced assessment of the technical condition of the structure. Laser scanning (LiDAR) were used to obtain detailed data upon structure. Based on the analysis of the point cloud, the location of the column axes was determined, which allowed to determine the global and local displacements of the structure. Spatial models of the structure were created. Non-linear analyses of the structure were carried out using two types of models: 1) global beam-shell 3D models of the boiler room used to calculate the magnitude of internal forces and deformations of the structure; 2) local beam-shell detailed models of selected structural elements. Based on the results of the calculations, necessary reinforcement of the structure was designed and successfully implemented. Advanced analysis of the structure using laser scanning, subsoil monitoring and complex numerical models made it possible to perform only local reinforcements of the entire complex structure.

PL

Przykłady sytuacji mogących zagrozić nośności konstrukcji możemy spotkać w polskich elektrowniach, gdzie prowadzone są prace modernizacyjne, których głównym celem jest dostosowanie instalacji spalania do krajowych i unijnych wymogów środowiskowych. Modernizacje te nierzadko wprowadzają nowe oddziaływania na istniejące, mające długi okres eksploatacji konstrukcje budynków elektrowni. Opisany w referacie problem pojawił się w trakcie prac dotyczących opracowania dokumentacji projektowej konstrukcji wsporczej reaktora odazotowania spalin SCR. Wykonanie zabudowy SCR wiązało się z wprowadzeniem nowych sił poziomych działających na konstrukcję nośną kotłowni. W ramach analizy wpływu tego oddziaływania na istniejącą konstrukcję, projektant ustalił, że konstrukcja ta uległa przeciążeniom wskutek nierównomiernego osiadania podłoża i ze była ona już częściowo wzmacniana. Sytuacja ta wymagała przeprowadzenia szczegółowych analiz i opracowania projektu wzmocnień. Analizowany i wzmacniany obiekt to stalowa konstrukcja szkieletowa kotłowni elektrowni węglowej, wybudowanej w latach 70. XX wieku. Analiza objęła obszar czterech bloków (fig. 1, fig. 2). Konstrukcja kotłowni składa się z czterech oddylatowanych części o wymiarach 72 x 36 m. Prezentowana konstrukcja to wielokondygnacyjna konstrukcja szkieletowa ze sztywnymi tarczami stropowymi o podstawowym module siatki słupów 12 9 m. W każdej oddylatowanej części obiektu znajdują się dwa kotły podwieszone do rusztu opartego na wierzchołkach słupów. Na figurze 1 pokazano schemat statyczny konstrukcji. Genezą przeprowadzenia zaawansowanej oceny technicznej stanu konstrukcji – poza opisaną w punkcie 1 modernizacją – były liczne uszkodzenia konstrukcji. Szczególnie wyraźnie ujawniły się one w krzyżulcach pionowych układów stężających (fig. 4). Analizując zinwentaryzowane w obiekcie uszkodzenia można wyodrębnić uszkodzenia polegające na: 1) lokalnej utracie stateczności ścianek prętów; 2) globalnej utracie stateczności prętów; 3) uszkodzeniach miejscowych polegających np. na zerwaniu prętów rozciąganych. Przykładowe uszkodzenia przedstawiono na figurze 4. Główną przyczyną uszkodzeń były nierównomierne osiadanie konstrukcji. Konstrukcje tak złożone jak stalowy szkielet nośny kotłowni elektrowni węglowej wykazują bardzo wysoki stopień wrażliwości na nierównomierne osiadanie podłoża. Wynika to z wysokiego stopnia statycznej niewyznaczalności oraz dodatkowego czynnika, jakim jest zawieszenie kotłów (o masie ok. 3600 t każdy) na ruszcie opierającym się na wierzchołkach słupów nośnych na poziomie ok. 60 m. Skaning laserowy konstrukcji jest metodą inżynierską, która umożliwia pomiar nawet bardzo skomplikowanych konstrukcji budowlanych [1–13]. Pozwala na określenie szczegółowych wymiarów konstrukcji lub jej części [23], jej imperfekcji [7] czy tez jej globalnego stanu deformacji [11, 14]. W celu wykonania szczegółowej inwentaryzacji konstrukcji oraz stanu jej globalnej deformacji wykorzystano metodę skaningu laserowego (LiDAR). Uzyskana podczas skaningu laserowego chmura punktów (w wersji skompresowanej zajmuje około 460 GB) dała informację na temat szczegółowej morfologii konstrukcji, wymiarów przekrojów elementów prętów oraz pozwoliła na szczegółową inwentaryzację uszkodzeń. Poza uzyskaniem szczegółowych danych geometrycznych (fig. 1) skaning laserowy posłużył do ustalenia globalnego stanu deformacji konstrukcji. Na podstawie analizy danych z chmury punktów określono kształt osi słupów obrazujący stan przemieszczeń konstrukcji od obciążeń i osiadań działających w okresie eksploatacji elektrowni. Stworzono kilka modeli obliczeniowych. Analizy prowadzono zarówno w zakresie statyki liniowej jak i nieliniowej uwzględniając nieliniowości geometryczne oraz materiałowe. Podczas analiz uwzględniano przewidziane normami łukowe oraz przechyłowe imperfekcje konstrukcji. Analizy prowadzone z wykorzystaniem modelu zakładającego liniową pracę konstrukcji uniemożliwiły właściwą ocenę stanu wytężenia konstrukcji – siły przekazywane ze stężeń na słupy (w wyniku nierównomiernego osiadania) wielokrotnie przekraczały nośność prętów stężeń. W związku z tym podjęto decyzję o zastosowaniu modelu nieliniowego, uwzględniającego wpływ degradacji sztywności tężników pionowych na wielkości sił w słupach. Degradacja sztywności spowodowana była wyboczeniem prętów ściskanych i uplastycznieniem/zerwaniem stężeń rozciąganych. Analizy nieliniowe przeprowadzono z wykorzystaniem dwóch typów modeli obliczeniowych: 1) globalnych: prętowo – powłokowych modeli 3D budynku kotłowni służących do obliczania wielkości sił wewnętrznych i przemieszczeń konstrukcji. 2) lokalnych: prętowo-powłokowych szczegółowych modeli wybranych elementów konstrukcyjnych. Z uwagi na lokalne spiętrzenia naprężeń w słupach, w obszarze połączeń z ryglami konieczna była ocena wielkości rezerwy plastycznej. Uzyskane wyniki obliczeń posłużyły do oceny wytężenia słupów i analizy stateczności globalnej konstrukcji. Na tej podstawie opracowano projekt wzmocnień. Liczne analizy na modelach globalnych i lokalnych, doprowadziły do wprowadzenia systemu wzmocnień konstrukcji składającego się z lokalnych napraw. System wzmocnień pozwolił na przywrócenie bezpieczeństwa konstrukcji przy minimalnym nakładzie pracy i niewielkiej ingerencji w istniejącą infrastrukturę. Takie podejście wymagało opisanych w referacie bardzo złożonych analiz numerycznych wykonanych na podstawie szczegółowych danych uzyskanych z monitoringu geodezyjnego oraz chmury punktów. Podstawowe wnioski z niniejszej pracy można przedstawić następująco: 1) zastosowanie liniowej analizy statycznej prowadziło do niewłaściwej oceny stanu technicznego (uzyskane wyniki wykazywały kilkukrotne przekroczenia nośności prętów stężeń); 2) uzyskanie poprawnych wyników obliczeń było możliwe na podstawie zaawansowanych modeli nieliniowych uwzgledniających nieliniowości materiałowe, geometryczne, imperfekcje oraz nieliniowe przeguby wprowadzane lokalnie w miejscach istniejących uszkodzeń prętów; 3) stopień skomplikowania obiektu wymagał zastosowania zaawansowanych technik pomiarowych w postaci skaningu laserowego (LiDAR) w celu uzyskania danych dotyczących konstrukcji oraz jej przemieszczeń/deformacji. Uzyskanie tych danych metodami tradycyjnymi byłoby niemożliwe; 4) niezbędne było wykorzystanie danych z monitoringu geodezyjnego podpór, w celu poprawnej oceny wytężenia konstrukcji; 5) zastosowanie lokalnych wzmocnień konstrukcji pozwoliło przywrócić jej poprawną i bezpieczną pracę. Na podstawie złożonych analiz numerycznych i przy wykorzystaniu zaawansowanych technik pomiarowych udało się skutecznie wzmocnić istniejącą konstrukcję oraz zaprojektować i zrealizować konstrukcję wsporczą reaktora SCR w sposób nie pogarszający jej pracy i bezpieczeństwa.

2

Analiza osiadań podłoża budynku głównego bloku energetycznego o mocy 910 MW w Elektrowni Jaworzno III – Elektrownia II

Biały Mariusz

Materiały Budowlane

|

2021

|

nr 9

2--5

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy osiadań podłoża budynku głównego bloku energetycznego o mocy 910 MW w Elektrowni Jaworzno III – Elektrownia II. Analiza bazowała na wynikach wierceń, sondowań dynamicznych, sondowań statycznych CPTU i testach DMT. Obliczenia osiadań przeprowadzono metodą analizy statycznej.

EN

The paper presents the results of static analysis of subsoil settlements the main building of 910 MW power unit in Power plant Jaworzno III – Power plant II. The analysis based on results of drilling, dynamic penetration tests, static penetration CPTU and DMT tests. The calculation of settlements were performed using static method.

3

Analiza osiadań podłoża obiektów IOS bloku energetycznego o mocy 910 MW w Elektrowni Jaworzno III - Elektrownia II

Biały Mariusz

Inżynieria i Budownictwo

|

2021

|

R. 77, nr 9-10

453--455

PL

Przedstawiono wyniki analiz osiadań podłoża obiektów instalacji odsiarczania spalin bloku energetycznego o mocy 910 MW w Elektrowni Jaworzno III - Elektrownia II. Obliczenia przeprowadzono stosując analizę statyczną i numeryczną.

EN

The paper presents the results of analyses of subsoil settlements objects of the flue gas desulphurization installation 910 MW power unit in Power plant Jaworzno III - Power plant II. The analyses based on results of CPTU and DMT tests. The calculation of the settlements were performed using static and numerical methods.

4

Analiza osiadań nastawni blokowej i oczyszczalni ścieków IOS bloku energetycznego o mocy 910 MW w Elektrowni Jaworzno III - Elektrownia II.

Biały Mariusz

Inżynieria i Budownictwo

|

2021

|

R. 77, nr 9-10

460--462

PL

Przedstawiono wyniki analiz osiadań podłoża nastawni blokowej i oczyszczalni ścieków instalacji odsiarczania spalin bloku energetycznego o mocy 910 MW w Elektrowni Jaworzno III – Elektrownia II. Obliczenia przeprowadzono przy użyciu analizy statycznej i numerycznej.

EN

The paper presents the results of analyses of subsoil settlements of block control building and sewage treatment plant of the flue gas desulphurization installation 910 MW power unit in Power plant Jaworzno III - Power plant II. The analyses based on results of CPTU and DMT tests. The calculation of the settlements were performed using static and numerical methods.

5

Symulacja naprężeń oraz prognoza osiadań w podłożu projektowanego składowiska odpadów komunalnych "Barycz III"

Czop M., Herzig J., Kotowski T.

Przegląd Geologiczny

|

2001

|

Vol. 49 nr 11

1060-1066

PL

Odkształcenia podłoża gruntowego, występujące ze szczególnym nasileniem podczas wykonania oraz początkowej eksploatacji nowych obiektów, mogą stanowić dla nich poważne zagrożenie. Zastosowanie, do prognozy osiadania podłoża gruntowego pod projektowanym składowiskiem odpadów komunalnych, programów komputerowych, wykorzystujących do obliczeń metodę elementów skończonych pozwoliło, na wielowariantowe rozwiązanie tego problemu. Uzyskane, na drodze modelowania komputerowego wyniki, tworzą ramy, w których powinny mieścić się obserwowane realne odkształcenia podłoża składowiska.

EN

Subsoil deformations affected by building and preliminary exploitation of new constructions can be a source of serious threats. A numerical model of the municipal landfill was based on a finite-elements method. The purpose of investigations was obtained with multivariate simulation. The modeling analysis delivered reliable results after the proper test of subsoil geotechnical parameters had been performed. The results of calculations provide a range of subsoil deformations of the waste disposal basement.