Meniul Conținut
● Înțelegerea sistemelor de schele mobile
● Tipuri de sisteme de schele mobile
● Avantajele utilizării sistemelor de schele mobile
● Provocări în implementarea sistemelor de schele mobile
>> 1. Stabilitate structurală
>> 2. Complexitatea designului
>> 3. Provocări logistice
>> 4. Implicații ale costurilor
>> 5. Preocupări privind siguranța
● Studii de caz
>> Studiu de caz 1: Podul Rio Sousa
>> Studiu de caz 2: Sistemul de schele mobile NRS
>> Studiu de caz 3: Infrastructura Thyssenkrupp
● Concluzie
● FAQ
>> 1.Ce este un sistem de schele mobile?
>> 2.Care sunt avantajele utilizării MSS în proiectele pod?
>> 3.Cum diferă un MSS deasupra capului de un MSS suspendat?
>> 4.Ce măsuri de siguranță ar trebui implementate atunci când utilizați MSS?
>> 5.Pot fi utilizate sisteme de schele mobile pentru poduri cu deschidere mare?
● Citate:
Construcția de poduri este un efort complex și provocator, care necesită adesea soluții de inginerie inovatoare pentru a depăși diferite obstacole. Printre aceste solutii, Sistemele de schele mobile (MSS) au apărut ca o tehnologie esențială în construcția de poduri moderne, în special pentru podurile din beton turnate pe loc. MSS oferă numeroase avantaje, inclusiv eficiență sporită, timp redus de construcție și siguranță îmbunătățită. Cu toate acestea, implementarea MSS în proiectele pod nu este lipsită de provocări. Aceste provocări variază de la stabilitate structurală și complexități de proiectare până la obstacole logistice, implicații legate de costuri și preocupări legate de siguranță. Acest articol analizează provocările cu mai multe fațete asociate cu implementarea sistemului de schele mobile în construcția de poduri, explorează soluții potențiale și oferă studii de caz din lumea reală pentru a ilustra aceste puncte.
Înțelegerea sistemelor de schele mobile
Un sistem de schele mobile este o formă specializată, cu lansare automată, utilizată în construcția de poduri, în special pentru podurile din beton precomprimat cu segmente sau trave care sunt turnate la locul lor[2]. Spre deosebire de schelele tradiționale, care rămân staționare, un MSS se mișcă continuu pe măsură ce fiecare segment de pod este finalizat. Acest sistem susține cofrajul în timp ce betonul durează[2]. Odată ce un segment este terminat, schela și formele sunt mutate la capătul noului segment, iar un alt segment este turnat[2].
Este important să nu se confunde MSS cu mașinile portic de lansare, deși acestea par superficial similare. Ambele sisteme au grinzi lungi care se întind pe mai multe trave de pod și se deplasează odată cu lucrul pentru a o susține temporar, dar podurile de lansare ridică și susțin segmente de pod prefabricate și grinzi de pod, în timp ce MSS este utilizat pentru construcția turnată pe loc[2].
Tipuri de sisteme de schele mobile
Există două tipuri principale de MSS:
1. MSS deasupra capului: În acest sistem, cofrajele sunt suspendate de grinzile de sprijin situate deasupra nivelului platformei podului[2].
2. MSS suspendat: Aici, formele sunt susținute de grinzi poziționate sub nivelul platformei podului[2].
Ambele tipuri oferă avantaje unice în funcție de cerințele specifice ale proiectului de pod. De exemplu, MSS-ul subțire poate facilita demolarea mai rapidă a podurilor[6].
Avantajele utilizării sistemelor de schele mobile
Înainte de a discuta provocările, este esențial să recunoaștem beneficiile care fac din MSS o alegere preferată în multe proiecte de construcție de poduri:
- Îmbinări reduse: MSS minimizează numărul de îmbinări în structura podului, deoarece segmentele turnate în loc sunt de obicei mai lungi decât segmentele prefabricate[2].
- Integritate structurală îmbunătățită: Prin reducerea numărului de îmbinări, MSS îmbunătățește integritatea structurală generală a podului.
- Operare eficientă: MSS permite construcția continuă, reducând timpul de nefuncționare și accelerând finalizarea proiectului[4].
- Cost-eficiență: În ciuda investiției inițiale, MSS poate duce la economii de costuri pe termen lung prin design optimizat și costuri reduse cu forța de muncă[4].
- Adaptabilitate: MSS poate fi adaptat la diferite secțiuni transversale, permițând contractorilor să refolosească echipamentele pentru diferite proiecte[4].
Provocări în implementarea sistemelor de schele mobile
În ciuda numeroaselor avantaje, implementarea sistemelor de schele mobile în construcția de poduri prezintă provocări semnificative care trebuie abordate pentru a asigura finalizarea cu succes a proiectului.
1. Stabilitate structurală
Asigurarea stabilității structurale este o preocupare primordială atunci când se utilizează MSS. Flexibilitatea inerentă a materialelor de schele poate duce la instabilitate la îmbinări și conexiuni. Această instabilitate poate fi exacerbată de factori externi, cum ar fi încărcăturile vântului, vibrațiile din traficul din apropiere și sarcinile dinamice în timpul turnării betonului.
Subprovocări:
- Sarcina vântului: podurile sunt adesea construite în zone expuse vântului puternic, care pot crea forțe laterale semnificative asupra structurii schelei.
- Sarcini dinamice: Procesul de turnare a betonului și deplasarea MSS în sine introduce sarcini dinamice care pot afecta stabilitatea.
- Oboseala materialului: Utilizarea continua si expunerea la elementele de mediu poate duce la oboseala materialului, slabind integritatea structurala a schelei.
Solutii:
- Sisteme de contravântuire robuste: Implementarea sistemelor de contravântuire cuprinzătoare poate îmbunătăți stabilitatea prin distribuirea mai uniformă a sarcinilor și reducerea concentrațiilor de stres.
- Monitorizare în timp real: Utilizarea senzorilor și a sistemelor de monitorizare pentru a urmări deviațiile și tensiunile structurale în timp real poate oferi avertismente timpurii despre potențiala instabilitate.
- Inspecții regulate: Efectuarea de inspecții regulate pentru a identifica și a aborda orice semne de uzură, deteriorare sau nealiniere în structura schelei.
2. Complexitatea designului
Proiectarea unui MSS trebuie să ia în considerare o multitudine de factori, inclusiv lungimea deschiderii, capacitatea de încărcare, condițiile amplasamentului și cerințele arhitecturale specifice. Crearea unui sistem care este atât eficient, cât și adaptabil la nevoile diferite ale proiectului poate fi o sarcină complicată.
Subprovocări:
- Variația lungimii: podurile au adesea lungimi diferite, ceea ce necesită ca MSS să fie adaptabil la diferite configurații.
- Cerințe privind capacitatea de încărcare: MSS trebuie să fie proiectat să suporte greutatea cofrajului, a betonului umed, a echipamentului de construcții și a personalului, cu o marjă de siguranță adecvată.
- Condiții specifice amplasamentului: Condițiile solului, factorii de mediu și constrângerile de accesibilitate pot afecta proiectarea și funcționarea MSS.
Solutii:
- Analiză software avansată: Utilizarea software-ului sofisticat pentru analiza structurală poate ajuta inginerii să optimizeze proiectarea MSS, asigurându-se că îndeplinește toate cerințele de performanță.
- Design modular: Adoptarea unei abordări de proiectare modulară permite o mai mare flexibilitate și adaptabilitate, deoarece componentele individuale pot fi ușor reconfigurate sau înlocuite pentru a se potrivi nevoilor specifice ale proiectului.
- Colaborarea între discipline: Încurajarea colaborării strânse între inginerii structurali, arhitecți și managerii de construcții încă de la începutul proiectului poate asigura că toate considerentele de proiectare sunt abordate în mod adecvat.
3. Provocări logistice
Transportul și asamblarea MSS poate fi o provocare logistică, în special în zonele îndepărtate sau urbane cu acces limitat. Necesitatea macaralelor și a altor echipamente de ridicare grele poate crește costurile și poate complica programarea proiectelor.
Subprovocări:
- Acces limitat: multe șantiere de construcție de poduri sunt situate în zone cu acces rutier limitat sau teren dificil, ceea ce face dificilă transportul componentelor MSS mari.
- Disponibilitatea echipamentelor: Coordonarea disponibilității macaralelor și a altor echipamente de ridicare poate fi problematică, mai ales în zonele cu cerere mare.
- Asamblare la fața locului: Asamblarea MSS la fața locului necesită forță de muncă calificată și echipamente specializate, adăugând la complexitatea logistică.
Solutii:
- MSS cu lansare automată: dezvoltarea MSS cu lansare automată care nu necesită echipament extern de ridicare poate reduce semnificativ sarcinile logistice și costurile asociate[4].
- Planificarea strategică a transportului: planificarea rutelor de transport cu meticulozitate și coordonarea cu autoritățile locale poate asigura livrarea la timp a materialelor și echipamentelor.
- Pre-asamblare: Pre-asamblarea cât mai mult posibil din MSS în afara șantierului poate minimiza timpul de asamblare la fața locului și poate reduce nevoia de echipamente de ridicare grele.
4. Implicații ale costurilor
În timp ce MSS oferă potențiale economii de costuri prin eficiență sporită, costurile inițiale de instalare pot fi substanțiale. Investiția în materiale avansate, echipamente specializate și forță de muncă calificată poate descuraja unii antreprenori să adopte aceste sisteme.
Subprovocări:
- Investiție inițială ridicată: costurile inițiale asociate cu achiziționarea sau închirierea unui MSS pot fi prohibitiv de costisitoare pentru firmele de construcții mai mici.
- Costuri de întreținere: întreținerea unui MSS necesită inspecții regulate, reparații și înlocuiri de componente, adăugând costul total.
- Costuri cu forța de muncă calificată: Operarea și întreținerea unui MSS necesită forță de muncă calificată, care impune salarii mai mari.
Solutii:
- Analiză amănunțită cost-beneficiu: Efectuarea unei analize cuprinzătoare cost-beneficiu poate ajuta părțile interesate să înțeleagă potențialul de economii pe termen lung al MSS în comparație cu metodele tradiționale.
- Opțiuni de finanțare: explorarea opțiunilor de finanțare, cum ar fi leasingul sau parteneriatul cu furnizorii de echipamente, poate atenua povara financiară inițială.
- Ingineria valorii: Implementarea principiilor de inginerie a valorii poate ajuta la optimizarea proceselor de proiectare și construcție, reducând costurile fără a compromite performanța.
5. Preocupări privind siguranța
Siguranța este de cea mai mare importanță în orice proiect de construcție, în special atunci când se lucrează la înălțime cu MSS. Natura dinamică a acestor sisteme necesită ca lucrătorii să rămână vigilenți cu privire la pericolele potențiale.
Subprovocări:
- Lucrul la înălțime: Construcția de poduri presupune lucrul la înălțimi considerabile, crescând riscul de cădere și alte accidente.
- Defecțiuni ale echipamentelor: Defecțiunile mecanice sau defecțiunile MSS pot prezenta riscuri serioase de siguranță.
- Eroare umană: Erorile în funcționare sau întreținere pot duce la accidente și răniri.
Solutii:
- Instruire cuprinzătoare în materie de siguranță: Implementarea programelor riguroase de instruire în materie de siguranță pentru toți lucrătorii implicați în operarea și întreținerea MSS este crucială.
- Audituri regulate de siguranță: Efectuarea de audituri și inspecții regulate de siguranță poate ajuta la identificarea și abordarea pericolelor potențiale înainte ca acestea să ducă la accidente.
- Respectarea standardelor din industrie: Respectarea standardelor de siguranță stabilite în industrie și a celor mai bune practici poate minimiza riscurile și poate asigura un mediu de lucru sigur.
Studii de caz
Pentru a ilustra provocările și soluțiile asociate cu implementarea sistemelor de schele mobile în construcția de poduri, să examinăm câteva studii de caz:
Studiu de caz 1: Podul Rio Sousa
Proiectul Podului Rio Sousa din Portugalia a utilizat un MSS inovator pentru a construi tabliere de pod din beton turnat in situ[3]. Sistemul a prezentat o structură de oțel similară cu o „coardă de arc”, cu o coardă superioară arcuită și o coardă inferioară controlate activ de un sistem organic de precomprimare (OPS) în timpul turnării betonului și precomprimarii punții[3].
Provocări:
- Design complex: Podul a necesitat un design care să poată găzdui deschideri de până la 50 de metri, menținând în același timp stabilitatea structurală[3].
- Capacitatea de încărcare: MSS necesar pentru a suporta greutatea betonului, cofrajului și echipamentului, reducând în același timp deformarea la mijlocul deschiderii[3].
Solutii:
- Tehnologia OPS: Implementarea tehnologiei OPS a permis monitorizarea continuă a structurii schelei, sporind nivelurile de siguranță și permițând controlul deformarii la mijlocul deschiderii[3].
- Structuri transversale: Structurile transversale au fost proiectate pentru a construi tabliere de pod cu o pantă longitudinală maximă de 5%, permițând o construcție poligonală cu segmente lungi de 5 metri, îmbunătățind aproximarea la forma directrice[3].
Studiu de caz 2: Sistemul de schele mobile NRS
NRS MSS a fost implementat cu succes în numeroase proiecte de poduri din întreaga lume, demonstrându-și adaptabilitatea și eficiența[4]. Designul său ușor facilitează asamblarea și operarea mai ușor.
Provocări:
- Costuri ridicate de construcție: MSS tradiționale necesită adesea forță de muncă semnificativă și echipamente de ridicare externe, crescând costurile de construcție[4].
- Accesibilitate: Accesarea suporturilor de susținere a digului peste apă sau pe pilonii înalți poate fi dificilă și costisitoare[4].
Solutii:
- MSS cu lansare automată (SL-MSS): NRS a dezvoltat SL-MSS, care poate transfera înainte și poate monta suporturile de susținere a digului fără echipament extern de ridicare, reducând costurile și îmbunătățind eficiența operațională[4].
- Design optimizat: NRS MSS prezintă un design optimizat care reduce cantitatea de oțel necesară, menținând în același timp o capacitate mare de încărcare[8].
Studiu de caz 3: Infrastructura Thyssenkrupp
Thyssenkrupp Infrastructure a oferit o soluție personalizată pentru un pod cu grinzi semi-integrale cu piloni înalți de peste 30 de metri și o deschidere standard de până la 57 de metri[9]. Proiectul a presupus construirea a două suprastructuri paralele cu căderi transversale și pante longitudinale variabile[9].
Provocări:
- Schimbarea căderilor transversale și înclinației: Adaptarea cofrajului la căderile transversale și pantele în schimbare ale podului a fost o provocare semnificativă[9].
- Capacitate limitată a dispozitivului de ridicare: capacitatea dispozitivului de ridicare în secțiunile standard de construcție a fost limitată[9].
Solutii:
- Construcție lagăre variabilă tridimensional: pentru a adapta poziția și forma cofrajului a fost aleasă o schelă mobilă care rulează sub suprastructură cu o construcție lagăr variabilă tridimensional.
- Structură modulară a schelei de pilon: a fost proiectată o structură de schelă modulară pentru a minimiza greutățile ansamblului la mutarea schelelor[9].
Concluzie
Implementarea sistemelor de schele mobile în construcția de poduri este o întreprindere complexă care prezintă numeroase provocări. În timp ce MSS oferă avantaje semnificative în ceea ce privește eficiența, rentabilitatea și integritatea structurală, este esențial să se abordeze provocările asociate pentru a asigura succesul proiectului. Concentrându-se pe stabilitatea structurală, complexitatea designului, obstacolele logistice, implicațiile legate de costuri și preocupările legate de siguranță, profesioniștii în construcții pot folosi eficient tehnologia MSS pentru a construi poduri care sunt atât durabile, cât și plăcute din punct de vedere estetic. Inovația în design, materiale și tehnici de construcție va continua să conducă evoluția MSS, făcându-l un instrument indispensabil în construcția de poduri moderne.
FAQ
1.Ce este un sistem de schele mobile?
Un sistem de schele mobile (MSS) este o formă specializată, cu lansare automată, utilizată în construcția de poduri, în special pentru podurile din beton precomprimat cu segmente sau trave care sunt turnate pe loc[2]. Susține cofrajul în timp ce betonul se întărește și se mișcă continuu pe măsură ce fiecare segment este finalizat[2].
2.Care sunt avantajele utilizării MSS în proiectele pod?
MSS oferă mai multe avantaje, inclusiv îmbinări reduse, integritate structurală îmbunătățită, funcționare eficientă, rentabilitate și adaptabilitate[2][4]. Minimizează numărul de îmbinări, îmbunătățește integritatea structurală generală, reduce timpul de nefuncționare și poate fi adaptat la diferite secțiuni transversale pentru diferite proiecte[2][4].
3.Cum diferă un MSS deasupra capului de un MSS suspendat?
Într-un MSS deasupra capului, formele sunt suspendate de grinzile de sprijin deasupra nivelului platformei podului, în timp ce într-un MSS suspendat, formele sunt susținute de grinzi poziționate sub nivelul platformei podului[2]. Fiecare tip oferă beneficii unice în funcție de specificațiile proiectului[2].
4.Ce măsuri de siguranță ar trebui implementate atunci când utilizați MSS?
Măsurile de siguranță includ instruire cuprinzătoare pentru lucrători, audituri regulate de siguranță, sisteme de contravântuire robuste pentru stabilitate, respectarea standardelor de siguranță din industrie și monitorizarea în timp real a deformațiilor și tensiunilor structurale[1][3].
5.Pot fi utilizate sisteme de schele mobile pentru poduri cu deschidere mare?
Da, sistemele de schele mobile sunt deosebit de eficiente pentru podurile cu deschidere mare datorită capacității lor de a suporta sarcini semnificative, menținând în același timp integritatea structurală în timpul construcției[3][8]. Sisteme precum sistemul de schele mobile aeriene au fost folosite pentru a construi poduri cu deschideri cuprinse între 70m și 90m[3].
Citate:
[1] https://www.scafom-rux.com/en/scaffolding-blog/scaffolding-in-the-infrastructure-sector-types-of-scaffolding-and-challenges-in-bridge-construction
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Movable_scaffolding_system
[3] https://www.adfconsultores.com/media/3740/1568-movable-scaffolding-systems-strengthened-with-organic-prestressing.pdf
[4] https://www.nrsas.com/movable-scaffolding-system/
[5] https://www.researchgate.net/publication/263490753_Technical_Challenges_of_Large_Movable_Scaffolding_Systems
[6] https://products.huennebeck.com/systems/infrastructure-systems/movable-scaffolding-system
[7] https://www.adfconsultores.com/media/3744/1568-a-new-concept-of-overhead-movable-scaffolding-system-for-bridge-construction.pdf
[8] http://winsteel.in/products/movable-scaffolding-system/
[9] https://ucpcdn.thyssenkrupp.com/_legacy/UCPthyssenkruppBAMXInfrastructure/assets.files/downloads/downloads-tragger%C3%BCstbau/20190227_tkif_traggeruestbau_en_web.pdf
