Tehnologie executare turn de răcire hiperbolic din beton armat

1. INTRODUCERE

In anul 1949, la una din centralele termoelectrice s-a construit un turn hiperbolic de răcire din beton armat, a carui exploatare a dovedit avantaje faţă de turnurile de răcire de alte sisteme (tipuri). 

Construirea turnului de răcire a intampinat anumite greutaţi datorită condiţiilor construirii unui turn de beton armat, gol in interior, avand forma unui hiperboloid de revoluţie dedimensiuni mari, grosimea pereţilor fiind de numai 350-100 mm.

2. DESCRIEREA TURNULUI DE RĂCIRE

Turnul hiperbolic de răcire construit din beton armat are suprafaţa bazinului de 1520 m2 şi o capacitate maxima de răcire de 12000 m3/h. Inălţimea turnului deasupra pămantului este de 55,30 m, înăltimea totala 57,55 m, iar adâncimea părţii de sub nivelul pămantului 2,25 m. Diametrul turnului de răcire pentru conturul exterior 50,4 m. Gradierul (dispozitivul de picurare al turnului) este de sistem cu picurare si cu grătare, alcatuit din 3 zone.

Turnul de răcire ocupa o suprafată de 1994 m2. Construcţia turnului este arătata in fig.1(autorul proiectului este inginerul E.M.Burmeister, din MOTEP). 

Apa se aduce la turnul de răcire  printr-o conducta de aducere de beton armat (1) si din acesta ajunge la distribuitorul turnului(2). Din turnul de distribuire prin jgheaburi de distribuţie şi de picurare, apa ajunge la gradierul construit din lemn (3), de sistem combinat (prin picurare şi grătare).

Trecand prin dispozitivul de picurare, apa se scurge in bazinul (4) turnului de răcire şi din acesta se evacueaza prin canalul de evacuare de beton armat (5).

Gradierul este montat in interiorul unui turn (coş) pentru tiraj (6) din beton armat, care are forma unui hiperboloid revoluţie gol in interior. Ca fundaţie aturnului serveşte un inel l (inelul inferior de rezemare) (8) pe care reazămă stâlpii oblici (stâlpii diagonali) (7). Capetele superioare ale acestor stâlpi diagonali sunt legate printr-un inel superior de rezemare (9)care constituie baza  membranei (placii subtiri) a turnului. 

1

Fig. 1 Construcţia turnului de răcire

Partea superioara a turnului derăcire este terminată printr-un inel de rigidizare(cornişe de rigidizare).

Construcţia inelului inferior de rezemare este aratata in figura 2.

Inelul inferior de rezemare are in secţiune forma de T si se reazămă la randul sau pe un beton de egalizarea a carui faţă de contact cu terenul are forma dinţata (in zig-zag)

.Presiunea maxima pe teren, pe timp de vant atinge 0.8 kg/cm2.

Inelul inferior de rezemare constitue in acelaşi timp peretele lateral al bazinului circular al turnului răcire; el este prevazut cu o consolă (a) (Fig.2), care ar e rosturi de dilataţie.

Diagonalele sunt elementele cele mai solicitate ale turnului de răcire. Ele sunt in număr de 36 de perechi, au secţiunea transversală ortogonală şi sunt puternic armate. 

2

Inelul superior de rezemare leagă capetele superioare ale stâlpilor diagonali si le transmite sarcinile date de turn, constituind in acelaşi timp fundaţia membranei turnului. 

3

Fig. 2 Inelul inferior de rezemare

5

Grosimea iniţială a membranei turnului, la partea ei inferioara este de 350 mm, apoi mergând de jos in sus, grosimea membranei se micşoreaza, atingând inăltimea de 20,3 m grosimea de 100 mm, care rămane aceeaşi pana sus. Pe inelul de rigidizare (de centură) al turnului exista o platforma mobila cu balustrade pentru revizie in timpul exploatarii. 

Balustradele platformei constituie in acelaşi timp si paratrăsnetul turnului. Conturul paratrăsnetului este pus in legătura cu armătura diagonalelor prin 6 bare, încastrate in membrana turnului, având înnădirile sudate electric. 

In platforma mobilă a inelului de rigidizare sunt prevăzute deschideri care pot fi folosite pentru a trece  prin ele cablul  pentru lucrările de reparaţii sau pentru atârnarea schelelor  suspendate pentru revizia turnului de răcire in timpul exploatării. 

Bazinul turnului de răcire se împarte in doua secţiuni printr-un perete vertical de beton armat. Adâncimea fiecărei secţiuni este de 1,8 m. Fundul bazinului este de beton armat si prevazut cu izolaţie hidrofugă. Pe fundul bazinului se sprijina stâlpisori de beton armat, caresusţin montanţii scheletului de lemn al sistemului de picurare.

Capacitatea utila a bazinului este de 1600 m3.

Apa este adusa la turnul derăcire  prin doua conducte de oţel a căror diametre sunt de1000 mm. La fiecare conductădeapă există o vanăla intrarea in turn. Conductele de 

4

oţelsunt terminate prin mufe de oţel, care sunt încastrate în beton, la intrarea in canalele deaducere din beton armat. Practica ex ploatării a dovedit necesitatea de a se executa la intrareain canalele de aducere a apei a unei camere izolate termic pentru vane spre aevita ingheţareaacestora. Fiecare canal de aducere are dimensiunile 1,9 x 0,88 m.

Din canalele de aducere a apei, aceasta patrunde in turnulde distribuţie vertical din beton armat, care se terminăîn partea lui superioară printr -un rezervor de distribuţie cu 16laturi. Turnul de distribuţie al apei este impărtit printr-un perete vertical de beton armat indoua părti. Acest lucru permite scoatereadin functiune pentru reparaţii o jumătate dinsistemul 1 de picurare al turnului derăcire.

Din turnul de distribuire al apei, acesta prin jgheaburi secundare de lemn patrunde in jgheaburile de distribuţie ale gradierului.

Gradierul (fig.3) este alcatuit din 3 zone.

Fig. 3 Gradier

Zona 1 este amplastă de-a lungul periferiei turnului si este alcătuita din trei etaje de panouri din dulapi groşi de 10 mm, aşezaţi înclinaţi. Zona 1 constitue zona principală de lucru a gradierului.

Mai aproape de axul turnului derăcireeste amplasatăzona 3 alcatuitădin rânduri dedulapi de 10 cm, instalaţi tangenţial si înclinat.

5

Zona 2 se amplasează sub zonele 1 şi 3 şieste alcatuita din 2 etaje de şipci cu secţiunetriunghiulara, asezate tangenţial.

Grătarul zonelor se aşează pe grinzi orizontale de susţinere, care la rândul lor sunt prinse de montanţii gradierului, formând scheletul acestuia.

Mergând dinspre periferie spre centru, aşezarea pe gradier a grătarelor în toate zonele, se face mărind distanţa între elementele grătarelor. 

Pentru aceasta, in zona 1, jumătate din panourile care se aşează mai aproape de periferie, se execută din dulapi de 120 x l0mm, iar a doua jumătate dinspre centru din panouri, din dulapi de 100 x 10 mm, menţionându-se că spaţiile intre panouri rămân fixe şi egale cu 50 mm, pentru toate tipurile de panouri. In zona 3, pe măsura îndepărtării de la centru spre periferie, distanţa între dulapi se micşorează de la 120 la 80 mm. In zona 2, mergând de la periferie spre centru, distanţa între şipci creşte de la 200 la 300 mm. 

Toate panourile şi toţi dulapii din zonele 1 şi 3 au un unghi de înclinare de 61°. Inălţimea grătarului la periferie este de 7 m, iar la turnul de distribuire al apei 6 m. Acest lucru s-a putut realiza micşorând lungimile etajelor zonei a 2-a a gradierului, mergând de la periferie spre centru. Pentru montarea şipcilor zonei 2 şi a dulapilor zonei 3 în elementele de susţinere a grătarelor se fac tăieturi de formă corespunzătoare. Prinderea şipcilor şi a dulapilor de elementele lor de susţinere se face cu cuie zincate. Asamblarea elementelor de susţinereale grătarelor şi ale montanţilor gradierului se face cu şuruburi zincate.

6

In partea superioară a gradierului, pe grinzi, se găsesc farfurioare de pulverizare făcute din sticlă, pe care apa cade de la înălţimea de 0,53 m din jgheaburile de picurare, după ce a trecut printr-un orificiu de ghidaj. Orificiile sunt de patru dimensiuni, având diametrele de 26,24, 22 şi 20 mm, fiind distribuite neuniform. Ele sunt dispuse în mai mare număr la periferie. Datorită acestei distribuţii, densitatea picăturilor la periferie reprezintă 67%, iar la centru doar 33% din densitatea medie a picăturilor. In total sunt instalate 2592 bucăţi de duse. Jgheaburile de picurare sunt amplasate concentric. Cota fundului lor e 8,04 m, iar distanţa între ele la periferie este de 1,25 m iar la centru de 0,80 m. Lăţimea jgheaburilor de picurare este de 85 mm la centru, iar a tuturor celorlalte jgheaburi 100 mm. Inălţimea jgheaburilor de picurare este aceeaşi la toate şi anumede 590 mm, excepţie făcând două rânduri periferice, care se fac de 640 mm înălţime. Trei din jgheaburile de picurare, cele mai apropiate de membrana turnului de răcire se fac cu pereţii laterali înclinaţi. Jgheaburile de distributie sunt amplasate radial şi au o lăţime variabilă, îngustându-se treptat de la turnul de aducere, cu o lăţime de 380 mm, spre periferie, unde lăţimea lor este de 240 mm. Lăţimea jgheaburilor de distribuţie se modifică de 3 ori, la mijlocul lungimii lor fiind egală cu 310 mm. Inălţimea jgheaburilor de distribuţie esteconstantă şiegală cu 860 mm. 

Din bazinul turnului de răcire apa se evacuează pe două canale, care apoi se unesc, intr-un singur canal, la puţul grătarelor şi al jgheaburilor secundare duble. Canalele de evacuare a apei se executa din beton armat.

Pentru urcarea pe dispozitivul de picurare şi pe platforma comisei (inelul de rigidizare) turnului, este prevăzută cu o scară metalică, iar nivelul superior al gradierului, în membrana hiperbolică este practicată o uşiţa cu balamale cu deschidere spre exterior în dreptul căreia la capătul superior al scării există o platformă cu balustradă. Mai sus de această platformă, scarase execută la fel ca scările de incendiu. 

Pentru a micşora cantitatea de aer pe timp de iarna care intră prin partea inferioara, turnul de răcire se dotează cu o garnitură de panouri de lemn care se pot agăţa sau numai rezema, şi care se instalează odată cu începerea frigului, între inelele (superior şi inferior) de rezemare ale turnului de răcire. Pentru agăţarea acestor panouri pe inelul superior de rezemare sunt prevăzute nişte cârlige încastrate.

3. METODA DE EXECUTARE A LUCR ĂRILOR

3.1 Succesiunea generală a lucrărilor

Construcţia turnului de răcire de beton armat a fost relizată cuajutorul unui sistem de schele din ţevi metalice si a unor cofraje demontabile de oţel. In vederea pregătirii pentru executarea turnului de răcire au fost efectuate modele ale acestui turn, la scara de 1:50; în faza construcţiei (fig.4), un sistem de schele din ţevi si schele exterioare suspendate şi cofraje demontabile de oţel precum şi 1/36 parte din gradierul turnului de răcire la o scara de 1:35 (fig.3).

Studiul metodelor pentru executarea construcţiei s-a efectuat pemodele studiindu-se totodată şi o serie de probleme ale procesuluide execuţie. 

7

Fig. 4 Construcţia turnului derăcirela scara redusa

După terminarea lucrărilor de pământ (terasamentelor) s-au executat lucrările de betonare ale stratului de egalizare de sub fundul bazinului de sub inelul inferior de rezemare, efectuând în acelaşi timp asamblarea primului etaj al schelei din ţevi. Apoi s-au betonat stâlpii diagonali împreună cu inelul superior de rezemare. 

După aceasta s-a început betonarea membranei hiperbolice. In timpul betonării membranei s-au efectuat paralel lucrării de izolare şi s-au început lucrările de betonare ale turnului de distribuţie a apei. Inălţarea schelelor din ţevi precum şi lucrările de montaj şi de ridicare a bobului s-a efectuat în acelaşi timp cu betonarea membranei depăşind într-o măsură oarecare această operaţiune. 

8

Montarea scării exterioare s-a făcut după betonarea membranei. După terminarea betonării membranei s-a efectuat demontarea schelelor metalice şi a bobului. Apoi s-au efectuat lucrările de betonare ale celui de al doilea strat al fundului bazinului, a canalului de evacuare a apei şi s-au montat stalpişorii de  beton armat, care susţin gradierul. După aceasta,s-a efectuat montarea gradierului, Betonarea inelului exterior in consolă şi lucrările pentru executarea canalelor de aducere a apei s-au efectuat după betonarea membranei turnului de răcire. 

Pentru zona medie europeană din U.R.S.S. începerea lucrărilor e raţional a fi fixată în aşa fel încât betonarea membranei să se efectueze în lunile calde de vară. De aceea, având termene foarte strânse pentru construirea turnului s-a dovedit că este raţional ca betonarea inelului inferior de rezemare să fie efectuată pe timp de iarnă. 

3.1.1   Lucrările de pământ

 Lucrările de pământ pentru groapa de fundaţie a turnului de răcire s-au executat cu unscreper cu o capacitate de 5 m3 şi parţial prin hidromecanizare. Unde s-a lucrat prinhidromecanizare, pentru a evita inhibarea terenului de fundaţie, pământul nu s-a săpat până la cota indicată de proiect, ci s-a lasat un strat de protecţie de 0,5 m. 

9

3.1.2   Lucrările de betonare

După cum s-a menţionat mai sus, betonarea stratului de egalizare a turnului de răcire s-a executat pe timp de iarnă. Pentru aceasta s-a aplicat încălzirea superificială cu ajutorul unor serpentine încălzite cu abur. Betonarea s-a executat dinspre centrul fundului spre periferie. Betonul s-a adus cu autocamioane cu descărcare automata şi se compacta (îndesa)cu ajutorul vibratoarelor plăci. Pentru betonarea inelului inferior de rezemare pe timp de iarnă, s-a instalat o baraca uşor încălzită (fig.5)

10

Fig. 5 Baraca pentru betonare

Baraca circulara era încălzită cu abur. Drept corpuri de încălzire s-au întrebuinţat de asemenea serpentine. Pereţii barăcii circulare au fost executaţi din placaj prins de montanţii cofrajului.

Betonul pentru inelul inferior avea marca 140. In timpul tur nării betonul s-a vibrat cu un ciocan vibrator cu butelie. Stâlpii diagonali (înclinaţi) constituie elementul cel mai solicitat al turnului de răcire din beton armat. După condiţiile de lucru, betonul pentru aceste diagonale trebuie sa fie negeliv şi impermeabil. Prin proiect s-a fixat beton de marca 170. Cofrajul pentru betonarea diagonalelor a fost executat din panouri demontabile de lemn. In timpul betonării s-au utilizat vibratori interiori (de adâncime). Stâlpii diagonali s-au betonat simultan cu inelul superior de rezemare.

Aducerea betonului pe schelă s-a efectuat cu ajutorul unei macarale consolă. Volumul betonului din stâlpii diagonali este de 27 m3. Volumul betonului din inelul superior de rezemare - 40 m3. Având în vedere cantitatea mică de beton care se turna în aceşti stâlp s-a acordat o atenţie deosebită calităţii betonului. Deoarece nu exista o instalaţie centrală cu o dozare exactă la prepararea betonului, s-a instalat local un punct de preparare a betonului în care se dozau în cea mai mare exactitate componentele betonului. Pentru instalarea exactă a cofrajelor, s-au întrebuinţat şabloane. In stâlpii diagonali betonul s-a turnat pe porţiuni de 1 m prin jgheaburi înclinate. Turnarea betonului s-a executat fără intrerupere. La turnarea primului strat de beton pe fundul bazinului s-au întrebuinţat vibratoare plăci. La legarea armaturii s-au lăsat mustăţi pentru montanţii care susţin gradierul, pentru montanţii 

11

canalelor de aducere a apei şi pentru peretele despărţitor al bazinului. In rosturile de dilataţi s-a introdus placaj învelit în carton astfaltat. După 5-7 zile de la turnarea betonului, placajul şi cartonul asfaltat au fost scose, iar rosturile s-au umplut cu bitum. Betonarea membranei hiperbolice – de la inelul superior de rezemare până la cornişă –  s-a efectuat în cofraje metalice demontabile. Pentru executarea lucrărilor de cofrare, în interiorul turnului de răcire s-au executat schele din ţevi. Pe schelele metalice din tevi, pe partea exterioara a membranei turnului s-au agaţat schele suspendate care se ridicau si se coborau cu ajutorul unor trolii de mână(fig.6)

12

Fig. 6 Sectiune turn de răcire 

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

4. CONSTRUIREA TURNULUI

4.1 Cofrajul

Pentru cofrajul metalic demontabil al membranei s-au întrebuinţat panouri de oţel (fig.7) de 4 tipuri:

1.Aşa numitele panouri "normale" înalte de 990 mm şi late de 500 mm. Panourile normale au fost făcute "stânga" şi "dreapta” în funcţie de amplasarea ecliselcor (platbandelor) laterale.

24

2. Panourile "de începere" înalte de 990mm şi late de 500mm. 

3.Panourile „de ajustare" de trei dimensiuni: înălţimea990 mm iar lăţimile respectiv 400, 300 şi 200 mm.

4.Panourile "de închidere" înalte do 990 mm şi late de250mm.

Panourile au fost executate din tablă de oţel de 3 mm grosime, având pe margini fier cornier. La confecţionarea panourilor, toleranţele la dimensiunile exterioare au depăşit 1 mm. Panourile de începere s-au instalat la începerea centurii, iar cele de ajustare la sfârşitul operaţiunii de instalare pentru a se obţine lungimea necesară a circumferinţei centurii care se betona. Panourile de închidere nu aveau nici ramă, nici eclisă şi se instalau ultimele la montarea cofrajului centurii care se betona. Pe partea interioară a membranei, panourile s-au fixat de schelele metalice cu ajutorul unor cintre de lemn.

Distanţa necesara între rândurile de panouri exterioare şi interioare se asigura instalând între cele două rânduri de panouri distantiera de beton. Distanţierele s-au confecţionat din beton cu aceeaşi compoziţie care a fost întrebuinţată pentru betonarea membranei turnulul de răcire. Prin centrul distanţierelor erau practicate orificii cu diametrul de 5 mm prin care se trăgeau sârme de 5 mm diametru cu care se legau între ele panourile interioare şi exterioare.

Capetele sârmei treceau prinorificii cu diametrul de 6 mm , in barele de ancoraj care erau executate din fier rotund cu diametrul de 24 mm.

In aceste ancore, perpendicular pe orificiile pentru sârma, existau orificii în care se introduceau pene, care strângeau sârma pentru legarea celor două rânduri de panouri (exterioare şi interioare), La instalarea panourilor cofrajului demontabil, se instala mai întai rândul interior de panouri iar apoi cel exterior. 

25

26

Fig. 7 Cofraj metalic demontabil

Montarea panourilor se începea simultan în 4 puncte ale circumferinţei, deplasate unul faţă de altul la 90°. O complicatie deosebita o reprezenta prinderea panourilor de cintre incepand de la etajul nr. 46 in sus, de unde membrana turnului de răcire are inclinare in afara. La betonarea membranei turnului de răcire s-au utilizat cofraje în panouri pe 3 etaje. In etajul superior se betona, în cel mijlociu betonul se găsea în perioada de întărire, iar în cel inferior se decofra.

Practica construirii turnului de răcire a demonstrat că panourile de ajustare nu au o importanţă prea mare, deoarece lungimea necesară a circumferinţei unui etaj se poate asigura variind lungimea de acoperire reciprocă prin eclisele laterale ale panourilor normale. De asemenea practica a dovedit că este indicat ca diametrul sârmei cu care se leagă panourile să fie majorat la 6 mm.

4.2 Schela din ţevi metalice

După cum s-a menţionat mai sus, pentru construirea membranei s-au întrebuinţat schele din ţevi metalice. Schema schelelor metalice este dată în fig.6. Schela s-a executat din 

27

ţevi pentru gaze, ranforsate de 48/4,25 mn. Pentru a proteja ţevile împotriva coroziunii, ele au fost vopsite cu un lac de protecţie. Din acelaşi motiv este indicat să se umple cu beton capetele ţevilor pe 30-50 mn. Totalul necesar de ţevărie pentru turnulde răcire este de 44300 ml sau 204 t.

Montanţii scheletului au fost aşezaţi radial după 72 de raze deplasate cu 5grade una dealta. Distanţele între ţevi de-a lungul razelor era de 1,3 m. Pe 36 de raze, pe fund se rezemaucâte 10 ţevi în linie, iar pe alte 36 de faze câte 5 ţevi în linie. Capetele ţevilor care se rezemau pe fundul turnului de răcire se introduceau în saboţi. Sub saboţi s-au aşezat dulapi de 50 mm. Montanţii erau legaţi între ei în plan orizontal radial si tangenţial cu ţevi de acelaşi diametru. In acest mod, într-un plan erau 4 contra vântului, verticale pe întregul schelet. Pe rândurile marginale ale montanţilor, în afară de cele de mai sus, s-au mai montat două legături spirale. Sus pe schelă lucrul se executa pe direcţia a 30 de raze, câmpul de lucru având înălţimea de 4m. Imbinarea ţevilor între ele s-a realizat cu ajutorul unor manşoane. In total pentru montarea schelelor au fost necesare 24500 manşoane. 

Manşoanele erau executate din fontă cenuşie. Pentru prelungirea montanţilor schelelor au fost întrebuinţate mufe obişnuite cu filet de gaz. Joantele făcute cu mufe cu filete de gaz au fost supuse la încercări. 

Primei centuri a schelelor înalte de 15m, socotind de la cota fundului turnului de răcire îi revine circa 45% din greutatea totală a schelelor, ceea ce revine la peste 80 tone.

Montarea primului etaj al schelelor s-a făcut prin metoda blocurilor marii. Pe suprafaţa pe care o prezintă fundul turnului de răcire se asambleaza după şabloane 2 tipuri de blocuri de schele: cadre principale (fig. 8) si intermediare. Asamblarea blocurilor ramelor se făcea pe schele şablon de lemn. Dimensiunea cadrelor atingea 25 x 16 m.

Fig. 8 Schele de tip cadre principale

28

După asamblarea blocurilor, se revizuiau manşoanele şi saboţii, verificându-se în acelaşi timp strângerea buloanelor de la manşoane. 

Blocurile asamblate se ridicau cu ajutorul troliilor manuale sau a troliiilor electrice cu fricţiune. Schema ridicării este arătată în fig. 9. După această schemă s-a efectuat ridicarea tuturor cadrelor principale şi intermediare. Pentru a asigura rigiditatea cadrelor în timpul ridicării lor, se montau consolidări provizorii.

Pe măsură ce cadrele se ridicau, ele se verificau şi se legau între ele prin legaturi orizontale şi oblice. Ultimele 6 cadre s-au ridicau strâns lipite unele de altele şi apoi erau distanţate în poziţie verticală. 

Aplicarea metodei prin blocuri mari a dat posibilitatea de a se efectua lucrările de asamblare ale primului etaj al schelelor din ţevi pentru turnul hiperbolic de beton armat, în decurs de 2-3 săptămâni, adică într-un timp de 4 ori mai scurt faţă de datele obişnuite din practica din străinătate. 

In afară de aceasta, asamblarea elementelor celor mai solicitate ale schelelor se efectuala nivelul solului, ceea ce uşura asigurarea unui control sigur asupra calităţii asamblării schelei.

Incepând de la cota + 15 m, asamblarea schelelor s-a efectuat pe elemente izolate. 

Conform calculului de stabilitate, schelele turnului de răcire se fixau de membrană. 

Pe şantier s-a studiat o variantă a prinderii schelelor de membrana turnului, care s-a şi realizat în practică (fig.10).

In distanţierele care fixau panourile, în dreptul cărora se prindea schela de membrană, s-au practicat orificii. In aceste orificii s-au introdus cupoane de oţel beton, având filet la capete, pe care s-au prinşi piuliţe, care strângeau manşoanele prinse la capetele ţevilor orizontale ale scheletului.

29

Prinderea schelelor de membrană s-a făcut la fiecare12 m. Schelele suspendate exterioare s-au executat sub formă de 36 de platforme suspendate. 

Cu ajutorul unor cabluri de oţel de 10-12 mm diametru, platformele se agăţau prin scripeţi interiori şi exteriori, de schela din ţevi metalice şi se ridicau cu ajutorul unor trolii de mână de 0,5 t. Troliile se instalau pe fundul turnului de răcire şi se fixau de mustăţile armăturii fundului. 

 

      

30

       Fig.9 Schema de ridicare a schelelor                    Fig.10 Detaliu la prinderea 

schelelor 

31

La partea de jos a schelelor erau fixate câte 2 role, care rulau pe suprafaţa membranei in timpul ridicării şi coborârii piatformelor.

Distanta maxima intre platforme era de 4 m la cota + 3 m si de 2.14 m cea minima lacota + 48 m.

Podina  platformelor se aşeza pe ţevile fundului acestor platforme şi se prindea cu un capăt de scheletul platformei. Celălalt capăt al podinei rezema pe podina platformei vecine. 

32

Intre platforme, pe suporţi deplasabili, s-au aşezat de asemenea podine late de 300 mm. De pe aceste podine s-au efectuat instalarea, panourilor cofrajului. In total au fost 72 de suporţi pentru podine. Pe partea exterioară a platformelor s-au fixat balustrade din rigle. Platformele erau legate între ele cu ajutorul unui cablu.

Inainte de a fi aşezate, platformele erau încercate cu o sarcina de proba de 750 kg. Sarcina maximă admisibilă pe aceste podine nu depaşea 340 kg. Podinele pe partea interioară a membranei se executa din dulapi de 50 mm. De obicei lucrările se executau pe 4 rânduri de podine: pe cea inferioară se decofra, pe a doua de jos se betona, la a două de sus se prepara betonarea centurii următoare. De pe podina superioară se efectuau lucrările de ridicare a  schelelor.

Pentru ridicarea muncitorilor pe schelă exista o scară de lemn in spirală pe scheletul schelei. Deasupra scării exista o astereală de lemn pentru a proteja împotriva căderii de sus a unor eventuale obiecte.

4.3 Armătura

Armătura membranei se fasona în atelier şl apoi cu ajutorul bobului se aducea la locul de montaj.

La membrana cu grosimea de 100 mm, este de o mare importanţă respectarea distanţelor de proiect între barele armăturii in timpul turnării betonului. Pentru a se asigura distanţele de proiect e raţional de a se întrebuinţa distanţiere demontabile.

Barele armăturii care erau legate de paratrăsnet se sudau electric petrecând capetele.

4.4 Lucrări la cornişă

Cornişa (inelul de rigidizare) s-a betonat în cofraj de lemn, confecţionat din timp pe panouri şablon. Pentru ca platfomele să poată fi folosite pentru lucrul din exteriorul membranei şi după betonarea cornişei, în masivul de beton al acesteia au fost lăsate 36 de deschideri după numărul platformelor. In aceste deschideri pot fi ulterior introduse cadrele pentru agăţarea platformelor necesare la revizii şi reparaţii în timpul exploatării turnului derăcire. Aceste deschideri (goluri) au fost astupate cu dopuri de beton.

4.5 Compoziţia betonului

In timpul funcţionarii turnului de răcire, pe partea interioară a membranei acestuia se scurge apa provenita din condensarea aburului care se formează în timpul evaporării unei  părţi a apei în circulaţie care se răceşte. Suprafaţa exterioară a turnului de răcire de asemenea se umezeşte periodic prin condensări şi apa de ploaie. Membrana este expusa deci succesiv îngheţului şi dezgheţului. 

In legătură cu acest fenomen,  betonul trebuie să fie negeliv şi rezistent la acţiunea apei de condensare.

Pentru betonarea membranei turnului s-a întrebuinţat un beton de densitate specială cu un raport mic apă/ciment (sub0,5) şi dozajul corespunzător de ciment. Dimensiunile maxime ale pietrişului la prepararea betonului au variat între l/4 – 1/5 din grosimea 

33

peretelui; astfel grosimea de 100 mm a acestuia varia intre 20- 25 mm, iar la grosimea de 200 mm - până la40 mm. 

Plasticitatea betonului s-a luat în aşa fel incat proba să corespunda după scoatereaconului standard unei tasări de 7-8 cm.

Consumul de apă la 1 m3 de beton varia între 190 -200 în funcţie de dimensiunile şi umiditatea materialelor inerte. Raportul A/C fiind 0,57, consumul de ciment pentru partea superioară a membranei la m3 de beton a fost : C = 200 x 0,57 =350 kg, iar pentru partea inferioară a membranei C= 190 x 0,57= 339 kg.

Tinand seamă de particularităţile materialelor locale, la determinarea cantităţii de ciment, s-a luat un coeficient de siguranţă de1,2.

Marca de ciment necesară în acest caz a fost 272 x 1,2 = 325, în realitate, după calcul a fost luată 350 kg/cm. Cimentul Portland cu puzzolană e mai rezistent la acţiunea de dezalcalinizare a varului pus în libertate de apa de condensaţie. Intr-adevăr : pentru a lega varul pus în libertate prin hidratarea cimentului e suficient 10-15% pământ de infuzorii activ, în timp ce în cimentul cu puzzolană, conţinutul de pământ de infuzor ii activ este de obicei de30%.

Cimentul Portland cu puzzolană, în special cu adaos de pământ de infuzorii, reclamă o cantitate de apă mai mare pentru prepararea unui m3 de beton (aproximativ cu 20 l mai mult)ceea ce face să scadă rezistenţa betonului la ger. In afară de aceasta, cimentul Portland cu puzzolană dă o contracţie mai usoara la uscare decât cimentul Portland obişnuit şi se întăreşte mult mai lent decât cimentul Portland.

In legătură cu cele expuse nai sus, pentru prepararea betonului membranei turnului de răcire s-a întrebuinţat un amestec de două cimenturi, 2/3 ciment Portland si 1/3 ciment Portland cu puzzolană. Un astfel de amestec conţine 10% pământ de infuzorii.  

Nu s-a făcut o amestecare prealabilă a celor două calităţi de ciment cidozarea exactă îngreutate a cimenturilor s-a efectuat direct la betonieră, iar durata de amestecare a betonului a fost mărită cu 1 minut faţă de cea obişnuită. 

In concordanţă cu cele expuse mai sus s-a efectuat alegerea betonului şi încercarea cuburilor de probă. In vederea pregătirii pentru betonarea membranei s-au efectuat lucrări pentru executarea unor eşafodaje experimentale din schele de ţevi pe care s-a efectuat turnarea betonului în condiţii apropiate celor în care urma să se toarne betonul în membrana turnului răcire. La betonarea elementelor de membrană pe eşafodajul experimental s-a făcut verificarea plasticităţii adoptate a betonului (in concordanţă cu condiţiile de turnare)experimentându-se şi montarea panourilor cofrajului precum şi pentru turnarea şi vibrarea betonului.

4.6 Turnarea betonului.

La turnarea betonului în membrană se făcut vibrarea acestuia folosind vibratoare lance şi vibratoare de adâncime cu arbore elastic. Durata vibrării era de 30-40 secunde. Turnarea betonului se începea simultan în patru puncte ale membranei, deplasate cu 

34

90°unul faţă de altul. La turnarea betonului ce completau formularele corespunzătoare. La fiecare inel se luau cuburi de control. Suprafeţei superioare a inelului de beton turnat i se dădea o formă puţin ondulată în timpul turnării. 

In timpul turnării betonului în membrană s-a atins ritmul 1,5 inele de cofraj în 24 ore. 

Firmele specializate germane şi engleze având practică de mulţi ani în executarea unor turnuri de răcire asemănătoare au executat în cazurile record maximum 6 inele pe săptămână, iar, viteza medie de betonare nu a depăşit, de obicei 2-4 m de înălţime de turn pe săptămână. Inainte de a începe turnarea betonului la un nou inel, suprafaţa betonului vechi se curăţa cu perii de sârmă şi se spăla cu un jet de apa. După decofrarea centurii, orificiile diştanţierelor de beton se curăţau şi se umpleau cu ajutorul unui injector de construcţie speciala cu un mortar gras de ciment preparat dintr-un amestec de 2/3 părţi ciment Portland şi 1/3 părţi ciment Portland cu puzzolană. 

La construcţia turnului de răcire a trebuit să se asigure stropirea sistematică a betonului proaspăt turnat al membranei timp de 14 zile de la data turnării betonului (până la terminarea prizei acestuia).

 S-a realizat o instalaţie alcătuită din pompe a căror presiune asigura aducerea apei în punctul cel mai înalt al turnului şi a unui dispozitiv de scurgere în pantă, fixat de schelele metalice. Din conducta verticală, apa pătrundea printr -un racord elastic în conducte principale inelare, montate pe platformele schelelor suspendate exterioare, precum şi pe scheletul schelei din interiorul turnului. Conducta principală inelară având o secţiune, de l", avea o serie de orficii de 5 mm diametru la distanţare 200-250 mm unul de altul. Cu ajutorul conductei principale inelare se asigura o stropire intensă, şi uniformă a betonului din membrană. 

5. PUNEREA LA PUNCT A TURNULUI DE RĂCIRE

In Martie 1950 turnul de răcire a fost dat în exploatare cu toata capacitatea de răcire a gradierului.

Conform sarcinei Ministerului Uzinelor Electrice, luna iulie-august 1950 au fost efectuate încercările de vară ale turnului de răcire. Inainte de încercare au fost efectuate operaţiunile pentru aducerea gradierului turnului de răcire în concordanţă cu condiţiile tehnice din proiect. In special a fost asigurată etanşeitatea jgheaburilor dispozitivului de distribuţiea apei prin instalarea unor juguri suplimentare, călăfătuirea crăpăturilor cu câlţi de iuta. Cu această ocazie trebuie să observăm că din punct de vedere constructiv jgheabul inelar colector de apă de-a lungul perimetrului turnului de răcire nu este prea reuşit deoarece s-a executat din lemn. In locurile unde el se fixa de betonul turnului apăreau cele mai mari greutăţi în ceea ce priveşte înlăturarea pierderilor de apă. Este de dorit ca în viitor acest jgheab să fie executat din beton armat odată cu membrana turnului.

35

Cu ocazia punerii la punct a turnului de răcire s-au verificat diametrele şi amplasarea orificiilor de scurgere precum şi centrarea lor exacta în axele farfurioarelor pentru formarea picaturilor. Scopul încercării turnului de răcire în perioada de vară era:

a) stabilirea caracteristicelor răcitorului de apă în cazul diverselor încărcări hidraulice; 

b) stabilirea eficacităţii răcirii după caracteristlcele sectoarelor suprafeţei dispozitivului de răcire (gradierului); 

c) stabilirea coborârii temperaturii apei răcite pe parcursul înălţimii dispozitivului de răcire(gradierului);

d) stabilirea stării şi consumului de aer care trece prin turnul de răcire. 

In timpul încercărilor turnului de răcire, acesta deservea o singură turbină în funcţiune de 50000 kw. Apa care se aducea la turnul de răcire era în cantitate de 6000 m3/h. Când au lucrat două turbine de câte 50000 kW, paralel cu turnul de răcire a fost pus în funcţiune bazinul de răcire. Prin redistribuirea apei între turnul de răcire şi basinul de răcire s-a reuşit a se atinge orice regimuri necesare pentru încercări. 

Din datele încercărilor au fost scoase în evidenţă unele rezultate ale funcţionării turnului de răcire pentru o temperatură a aerului de 25°C şi o umiditate de 54%. Astfel: 

a) la căderi de temperatură între limitele 8-8,5°C (căderea de calcul pentru turnul încercat) capacitatea de răcire a turnului se găseşte în limitele prevăzute în proiect; 

b)  la căderi de temperatură între limitele 11-12°C capacitate de răcire a turnului e cu1,5-2°C mai mare decât cea prevăzută în proiect; 

c) la căderi de temperatură în limitele 5-7°C, capacitatea de răcire a turnului e ceva mai mică decât cea prevăzută în proiect. 

Trebuie să remarcăm unele particularităţi în funcţionarea turnului de răcire scoase în evidentă în procesul încercărilor: 

1. Dacă în turnul de răcire se aduce apa în cantitate de 6000 m3(ceea ce corespunde jumătăţii sarcinei maxime prevăzută în proiect) înălţimea nivelului apei în jgheaburile în funcţiune era mică- de numai 40-50 mm. In acest caz sistemul de distribuţie al apei permitea o umplere egală a tuturor jgheaburilor, ceea ce a confirmat nivelmentul bun al jgheaburilor. 2. Trebuie să subliniem necesitatea umplerii uniforme a ambelor  jumătăţi a gradierului turnului deoarece în cazul umplerii neuniforme a jgheaburilor atunci când se aduce într-o jumătatea dispozitivului de răcire un debit de apa mai mare, s-a observat o răcire neuniformă a acesteia, diferenţa de temperatură atingând ceea ce, la rândul său făcea sa scadă efectul general de răcire al turnului. 

Turnul a fost pus in funcţiune cu dispozitivul de răcire (gradierul) asamblat in proporţie de 50% (una secţiune) stare în care a funcţionat cu mici întreruperi circa 4 luni de iarnă, menţionandu-se ca n-au fost observate depuneri importante de gheaţă pe turnul de răcire, remarcându-se unele depuneri de gheaţă pe partea periferică a gradierului. 

36

Spre a preveni depunerile de gheaţă pe turnul de răcire, care ar putea fi însoţite de deteriorarea şipcilor părţii periferice a gradierului, s-a realizat o aducţiune suplimentara de apă fierbinte in spaţiul între stâlpii diagonali (înclinaţi) şi stropirea acestei ape calde prin injectoare (duze) cu deschideri (cu pinule).

BIBLIOGRAFIE

I.F. Oltivnoi, S.H. Kulachmetov, N.I. Turcin –   Din Practica Construirii unui Turn De Răcire Hiperbolic,Editura de Stat pentru Energetica Moscova - 1952 - Leningrad.

37