Unidad de generación de energía Shentou Shanxi Zhongdian

La provincia de Shanxi es el corazón del carbón de China, y el complejo de generación de energía Shentou es uno de sus sitios de generación térmica establecidos. Este proyecto incluye el patio de almacenamiento de carbón que sirve a las unidades de generación de energía detrás de un solo espacio transparente de 220 metros en la finalización, la estructura de celosía prespresada de mayor luz en la provincia entregada por Permanent Steel como un paquete completo de ingeniería, fabricación y erección.

La estructura pertenece a la misma familia de ingenieros que la nuestra. El récord mundial de 229 m de arco de cuerdas de vigas en NingxiaNingxia cruza un espacio más grande con un arco curvo y pretsurrido; este proyecto cruza 220 m con un tronco pretsurrido de perfil más poco profundo. La diferencia es un estudio de caso de cómo un equipo de diseño competente elige entre sistemas estructurales para funciones casi idénticas impulsadas por la geometría del sitio, las condiciones de las fundaciones, el entorno de la erección, la carga climática y el envolvente operativo del cliente, no por la lealtad a la marca a una tecnología.

Este estudio de caso examina en detalle el sistema de celosía prespreso lo que es, cómo la prespresión cambia el estado de la fuerza, por qué un perfil más plano era apropiado aquí, cómo se construyó y verificó el espacio de 220 m y cómo se compara con los sistemas alternativos que podrían haber sido elegidos.

Un tronco plano convencional que cruza 220 m enfrenta la misma pared que detiene los arcos pasivos: su propio peso domina el diseño, la desviación de la mitad de la distancia se convierte en un problema de capacidad de manejo, y los acordes de compresión en la mitad de la distancia son enormes.

Cómo funciona una celosía pre-estresada

En este sistema, la región de acordes inferior de la celosía se agrega por un cable o sistema de hebras de alta resistencia tensa que se ejecuta dentro del perfil de profundidad de la celosía o a lo largo de la línea de acordes inferior con los acordes de la celosía y los miembros de la red dispuestos a trabajar con la pre-tensión. El cable se tensa después de que la celosía se erige (y en incrementos por etapas), induciendo:

• Una fuerza ascendente que contrarresta la carga muerta: el cable tensado actúa sobre el tronco a través de sus puntos de conexión, creando un componente ascendente distribuido que restará de la flexión gravitatoria del peso propio exactamente en la región de la mitad de la extensión donde la flexión es mayor.
• Un estado de fuerza interna controlada: al elegir el nivel de presión, el diseñador sintoniza donde la tensión y la compresión aparecen en los miembros del acorde, convirtiendo lo que sería una caja de compresión de aplastamiento de medio espacio en un sobre equilibrado y analítico.
• Recuperación de la deflexión y control de la camber: El efecto neto es que la trasa tal como se construye, después de la tensión y bajo carga muerta, mantiene un perfil de nivel o de camada sutilmente el estado de servicio que los sistemas de revestimiento y drenaje necesitan durante una carrera de 220 m.

¿Por qué la fuerza de la preregestión en lugar de la fuerza bruta?

La alternativa un cartucho pasivo de tamaño para llevar carga muerta completa más carga viva en curva simple no es simplemente más pesado; es de transporte limitado. Los miembros de acorde más allá de un determinado tamaño de sección se vuelven inexpedibles, manejables y erigibles sólo con una logística especial, y el costo de fabricación sube superlinealmente con el espesor de la placa y el volumen de soldadura. Prestress recupera el presupuesto: el acero de trabajo se mantiene dentro de los tamaños de miembros de carga, fabricables, de calidad convencional, y la capacidad missing se suministra por el cable tensado un material cuya relación fuerza-peso es un orden de magnitud mejor que el acero estructural en tensión.

Extreme span concentra todos los problemas estructurales clásicos en una sola estructura.

• No linealidad geométrica: A 220 m, las desviaciones son lo suficientemente grandes como para que la geometría de la estructura se deforme, no su geometría construida, gobierna fuerzas de segundo orden. Todo el análisis se realizó en la configuración deformada, con la prerepresión incluida en la referencia de rigidez, de modo que el estado de la estructura se ajusta al estado que la estructura tensa realmente ocupa en servicio.
• Carga asimétrica de las pilas de carbón: El cobertizo alberga una pila que nunca es simétrica. Los casos de llenado parcial carbón alto en un lado, despejados en el otro producen gradientes de momento y reacciones de soporte mucho más allá del caso de carga uniforme, y cada geometría de llenado intermedio fue envuelta en diseño. Esta es la caja de carga que separa los cobertizos diseñados de libros de los cobertizos diseñados de operaciones.
• Viento y temperatura en el clima de Shanxi: los fuertes vientos estacionales en una superficie de techo de 220 m producen una elevación simétrica y asimétrica significativa; se envolvieron los cambios de temperatura de invierno a verano y los diferenciales de día a noche, con disposiciones de movimiento en los soportes para que la acción térmica no pueda bloquear las tensiones internas en los acordes de la celosía.
• Estabilidad con imperfección: los acordes de compresión a escala de 220 m son de gran importancia para la estabilidad; se verificó la estabilidad global y de los miembros con envueltos de imperfección de código adecuados para esta clase de estructura y se ajustó la geometría de las secciones transversales en consecuencia.
• Interacción entre la estructura del cable: El sistema de prensada su propia flexibilidad, alargamiento, relajación y respuesta térmica se modelaban como parte de la estructura, no como un accesorio adjunto porque en esta escala el cable es estructural y su invisibilidad en servicio se obtiene por su presencia en el modelo.

La base de análisis se basó en códigos chinos (GB 50017 para el diseño de acero, GB 50009 para las acciones, GB 50011 para el sismo, con las disposiciones de largo alcance) aplicados a través de modelos tridimensionales completos la misma plataforma y disciplina utilizadas en la estructura de Ningxia de 229 m y en todas las redes de largo alcance de esta cartera.

El número más significativo en una estructura prespresada es la magnitud de la fuerza de prespresión en sí misma. La coloca demasiado baja y el sistema se degrada hacia una celosía pesada ordinaria; la coloca demasiado alta y la fuerza ascendente del cable empuja la corona hacia una camara superior, invierte las fuerzas de los miembros de manera que los acordes no estaban proporcionados, y bloquea el anclaje y las tensiones de estrut innecesariamente. El valor correcto no es un número sino una ventana, y el trabajo de ingeniería está definiendo esta ventana honestamente.

La lógica de dimensionamiento de este proyecto fue la siguiente: primero, la carga muerta del sistema de celosía y sus rejas se estableció con una precisión de grado de ingeniería a 220 m de distancia, un error del 5% en el peso de revestimiento supuesto es una carga constante y no analizada aplicada a cada miembro durante cincuenta años. segundo, la fuerza de prespresión se varió parámétricamente en todo el espacio de diseño, y para cada nivel el equipo examinó los envoltorios de fuerza de cuerda resultantes, la recuperación de la sag en medio de la distancia, las reacciones de soporte y el margen de rendimiento del cable bajo cada combinación de servicio. En tercer lugar, se definió la ventana dentro de la cual se cumplen todos los criterios de aceptación deformación dentro del código, utilización de miembros dentro de los envolventes de diseño, tensión del cable dentro de su banda segura bajo la peor combinación de viento-nieve , y se fijó el objetivo de prerrepresión de construcción en el punto medio, con límites de aceptación superiores e inferiores teniendo en cuenta la tolerancia de jacking, los efectos de relajación y la temperatura.

El envase de verificación siguió desde esa ventana. En el lugar, cada etapa de la secuencia de tensión tenía que aterrizar dentro del corredor de fuerza y alargamiento simultáneamente; después de que el programa se completara, la tensión del cable se confirmó mediante medición de frecuencia y el perfil de la celosía por encuesta. Si un valor medido había desviado fuera del corredor, el procedimiento de corrección re-estres, re-medida, re-encuesta ya estaba documentado, porque a 220 m no hay suficiente cerca : el estado de fuerza interna de la estructura es el producto de los números que se eligieron, ejecutaron y demostraron.

Este proyecto completa una cartera que cruza el umbral de 200 m+ con dos sistemas diferentes y un hermano de extensión media excepcionalmente largo:

• Ningxia 229 m de cuerdas de arco de vigas de récord mundial el sistema de acompañamiento de perfil curvo.
• Huizhou Puerto 118 m × 1.000 m de la planta de carbón el linaje de la rejilla de la cáscara cilíndrica para las extensiones medias y la longitud extrema.
• Estructuras de rejilla espacial la red y la familia tecnológica conjunta.
• Techo y envoltura de metal cerrar el sobre de largo alcance.
• Servicios de ingeniería y erección de EPC el modelo de entrega detrás de ambos proyectos récord.