Ristikkotorniprojektin jälkiseuranta sekä valmistus-, kuljetus- ja asennusnäkökohdat massiivisen tornin suunnittelussa

Abstract

Tässä työssä tutkittiin jälkiseurantana putkipalkkirakenteisen ristikkotornin rakennusprojektia. Tutkimuksen kohteena oli suomalaiselle öljynjalostamolle vuonna 1992 rakennettu vapaastiseisova 105 m korkea soihtutorni. Työn tarkoituksena oli tutkia teräsrakennekokonaisuutta toisaalta suunnittelun ja lujuuslaskennan, toisaalta valmistuksen, kuljetuksen ja asennuksen kannalta. Lisäksi työssä etsittiin soihtutornin vaihtoehtoisia rakenneratkaisuja. Esisuunnittelun tuloksena syntyneitä rakenteita verrattiin vuonna 1992 toteutettuun rakenteeseen. Toteutetun ristikkomaston lujuusominaisuuksia arvioitiin käymällä läpi tehdyt lujuuslaskelmat ja selvittämällä mm. rakenteen eri kohdista mitoituksen tasaisuus. Havaittiin, että rakenteen lujuuden käyttöaste vaihteli 0,7:n ja 0,9:n välillä 72 m:n korkeuteen asti. Tästä ylöspäin käyttöasteet olivat pienempiä. Konepajavalmistuksen, kuljetusten ja asennustöiden onnistumista tutkittiin haastattelemalla sekä konepajan että tilaajan edustajia. Ylöspäin kapeneva rakenne osoittautui lujuusopillisesti järkeväksi, mutta valmistusteknisesti vanhanaikaiseksi. Massiivisten ristikkotornien kuljetus- ja nostomahdollisuuksia tutkittiin selvittämällä lainsäädännön asettamat rajoitukset ja käsikirjojen antamat ohjeet. Lisäksi haastateltiin erikoiskuljetuksia ja -nostoja suorittavan yrityksen edustajaa. Uusien rakenneratkaisujen suunnittelussa korostettiin pitkälle vietyä osavalmistusta sekä kuljetus- ja nostomahdollisuuksia. Uusista tornivaihtoehdoista tutkittiin tarkemmin massiivisista pyöreistä putkipalkeista tehty torni, joka on rakenteeltaan Vierendeel-kehän sovellutus. Rakenne on 62 % painavampi kuin vuonna 1992 toteutettu soihtutorni, mutta silti 9 % halvempi. Uuden rakenteen valmistusystävällisyys on merkittävästi parempi kuin vanhan.

In this thesis a follow-up of the construction of a RHS structured lattice tower was carried out. The object of the research was a 105 meter high free-standing flare tower produced for a Finnish oil refinery in 1992. The objective of the research was to study the steelwork of the tower, focusing on design and strength calculations and also on manufacturing, transport and assembly. Another objective was to find alternative structural solutions for a flare tower. After pre-planning solutions, they were compared with the structure of the tower built in 1992. The physical properties of this lattice tower were estimated by studying the strength calculations and among others finding the used strength capacity. It was found out that the used strength capacity varied between 0.7 and 0.9 up to 72 meters. Above 72 meters the used strength capacity was smaller. The success of engineering, transport and assembly were studied by interviewing personnel in the engineering shop and the client. The upwards tapering construction proved to be sensible from the point of view of strength capacity, but its manufacturing technology turned out to be old-fashioned. The transport and lifting possibilities of massive towers were studied through checking instruction manuals and the restrictions laid down in the law. In addition to that a representative of a firm specialised on over-sized and heavy transports and liftings was interviewed. In planning new structural solutions the focus was on the well-developed manufacturing of parts and on transport and lifting possibilities. One alternative structure was studied more thoroughly. It is a modification of Vierendeel truss made of massive CHSs. The new structure proved to be 62 % heavier than the structure of the flare tower built in 1992, but this new solution is 9 % cheaper. Production of this new structure is considerably easier.