Osazení nástavby pece pro výpal kusového vápna

Projektant: Ing. Jan Blažík, Havířov, Česká Republika
Objednatel: Lhoist North America
Lokalita vápenky: Marble Falls, Texas, US

Projekt řeší osazení nástavby dvoušachtové pece pro výpal kusového vápna. Konstrukce nástavby je smontována na zemi a následně zvednuta pomocí jeřábů a osazena na vrchol pece.

Původně se měla celá nástavba zvedat jako jeden celek, ale na poslední chvíli bylo rozhodnuto o rozdělení nástavby na 2 části, které byly zvedány a instalovány postupně. Přestože byl posudek pro zvedání celé nástavby již hotový, musel se projekt vypracovat znovu pro zvedání po částech.

1 - spodní část:

• hmotnost: 208 000 lbs (94 347 kg)
• zdvih probíhal v polovině května 2021 a trval 5 hodin
• zdvih byl prováděn dvěma pásovými jeřáby Liebherr crawler s kapacitou 330 tun

2 - horní část:

• hmotnost: 56 000 lbs (25 401 kg)
• zdvih probíhal koncem května 2021 a trval cca 4 hodiny
• zdvih byl proveden jedním pásovým jeřábem Liebherr crawler s kapacitou 330 tun

Vlastní nástavba šachtových pecí je sama o sobě typizovaná konstrukce. Nicméně typizovaný návrh nepočítá se zvedáním smontované nástavby, navíc po částech. Během tohoto zvedání dochází k přerozdělení vnitřních sil v jednotlivých nosných prvcích konstrukce, které jsou tak jiné než v provozním stádiu. Z tohoto důvodu bylo nutné vyhledat nejvíce zatížené prvky a přípoje a provést jejich posouzení pro fázi zvedání.

Modely obou částí byly vytvořeny podle výrobní dokumentace a výrobních výkresů. Poskytnutá dokumentace byla částečně v angličtině a částečně ve španělštině a nalezení všech dílců a detailů v několika desítkách výkresů vyžadovalo značné úsilí.

Statické modely obou částí nástavby byly vytvořeny ve SCIA Engineer 19 a předány technické podpoře SCIA, která pomocí speciální aplikace stanovila polohu těžiště pro vlastní tíhu a stálé zatížení.  Stálé zatížení zohledňovalo hmotnosti podlahových plechů, paždíků, střešního a stěnového pláště, zábradlí, schodišťové stupně a v neposlední řadě instalovaného technologická zařízení. Určení těžiště bylo důležité pro správné umístění zvedacích ok. Oba modely byly následně převedeny do SCIA Engineer verze 20 a posouzeny podle americké normy ANSI/AISC 360-16 metodou LRFD (Load Resistance Factor Design).

Přípoje byly namodelovány a posouzeny programem IDEA StatiCa podle americké normy ANSI/AISC 360-16 metodou LRFD. Někde bylo nutné stávající nosné prvky vyztužit výztuhami, hlavně v místech navaření zvedacích ok. Pro tyto nově přidané výztuhy byla použita ocel ASTM A36 dostupná v USA.

Zvedací oka pro spodní část byla typizovaná z oceli ASTM A992 o nosnosti 55 metrických tun. Tato oka jsou testovaná na dvojnásobek nosnosti, ale byla použita proto, že měla původně sloužit pro zdvih celé nástavby. Byla již dodána na staveniště, a proto se použila pro zdvih spodní části.

Typizovaná zvedací oka pro horní část o nosnosti 12,5 tuny se nepodařilo zajistit v požadovaném termínu. Bylo rozhodnuto, že se oka (4 ks) nechají vyrobit u místního výrobce z oceli vyšší pevnosti ASTM A992. Proto byla v rámci tohoto projektu navržena a posouzena také zvedací oka na nosnost 13 tun. Posouzení bylo provedeno na dvojnásobek kapacity oka.

Autor projektu by chtěl poděkovat pracovníkům Montážního závodu Přerov, a.s. za spolupráci a konzultace v době zpracování statický posudků zdvihu nástavby a to jmenovitě Ing. Pavlu Zbožínkovi a Ing. Jaroslavu Jirutkovi, a v neposlední řadě také Ing. Radimu Matelovi, vedoucímu technické podpory SCIA.