FI123125B - Menetelmä ja laitteisto tornin kokoamiseksi päällekkäisinä jaksoina - Google Patents

Description

MENETELMÄ JA LAITTEISTO TORNIN KOKOAMISEKSI PÄÄLLEKKÄISINÄ JAKSOINA

Keksintö liittyy menetelmään tornin kokoamiseksi päällekkäisinä jaksoina, jossa torni 5 kootaan betonisista kehäelementeistä asennusnosturin avulla. Lisäksi keksintö liittyy kokoamisessa käytettyyn laitteistoon.

Tomit tehdään perinteisesti teräksestä tai betonista. Teräksen käyttäminen etenkin korkeissa torneissa on ongelmallista niiden vaatiman suuren halkaisijan vuoksi, jolloin 10 osien kuljetus rakennuspaikalle on hankalaa. Lisäksi teräsrakenteen värähtely saattaa rajoittaa teräksen käyttöä. Betoniset rakenteet tehdään joko työmaalla paikallavaluna tai tehtaalla esivalmistetuista elementeistä. Paljon aikaa vievä paikallavalu sisältää runsaasti työvaiheita ja on altis sääolosuhteille. Tehtaalla esivalmistetut betonielementit kuljetetaan työmaalle osina ja kootaan paikan päällä nosturia apuna käyttäen.

15

Eräs tapa koota torni esivalmistetuista betonielementeistä on esitetty patenttihakemuksessa FI20105116, jossa torniosa muodostuu betonielementeistä koottavista lohkoista, jotka asetetaan päällekkäin tornin aikaansaamiseksi. Lohkojen kokoamisessa käytetään apuna rakennusalustaa, johon betonielementit asetetaan ja saumat betonoidaan. Lohkon 20 saumabetonin kovetuttua se nostetaan perustusten päälle ja lohkoja lisätään, kunnes torni on valmis.

Julkaisu WO 2010049313 kuvaa tuulivoimalatornin rakentamista, jossa torni kootaan nostamalla asennusnosturin avulla elementtejä edellisen kerroksen päälle ja tukemalla c\j g 25 elementit tornin sisällä oleviin tukiin.

c\j i O) cp ^ Julkaisussa US 1652403 esitetään menetelmä sylinterin muotoisen rakenteen o x rakentamiseksi. Rakenteen sisällä on kehysrakenne, joka tukee asennuskehää.

CC

Asennuskehän avulla nostetaan uusia elementtejä rakenteeseen, co & 30 m ° Edellä kuvatuissa tornin kokoamismenetelmissä ongelmana on yhä korkeampien tornien o 00 kokoamiseen tarvittavien nostureiden kapasiteettivaatimukset. Yli sataan metriin kohoavien tornien osien paikoilleen nostaminen vaatii tehokkaita nostureita, joiden kuljettaminen, kokoaminen ja käyttö kuluttavat aikaa ja resursseja. Nyt tehdyn keksinnön 2 tavoitteena on edellä mainittujen haittojen poistaminen sekä tornin kokoamisen helpottaminen ja turvallisuuden lisääminen.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa torni kootaan päällekkäisinä jaksoina, jotka jaksot 5 muodostuvat kehäelementeistä. Jaksot kootaan toisesta jaksosta lähtien edellisen jakson sisäpuolisen tuennan varassa. Tuenta otetaan säteen suunnassa kehäelementtien kannatustukiin tukeutuen.

Laitteisto sisältää asennusnosturin, joka käsittää pystyrungon, ainakin kolme säätöjalkaa, 10 asennuskehän, nostolaitteiston ja kääntöpuominosturin. Alaslaskeutuvan asennusnosturin säätöjalat ja asennuskehä ovat itsenäisesti säädettävissä vaaka- ja pystysuunnassa ja ne kiinnittyvät kannatustukiin lukituselinten avulla. Nostolaitteisto käsittää nostomoottorin ja hammastangon. Lisäksi kääntöpuominosturissa on vinssi.

15 Keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa hyväksikäyttäen pystytään kokoamaan korkeita torneja ilman isojen nostureiden apua vaativissakin rakennusolosuhteissa.

Täsmällisemmin keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnuksenomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa, sekä keksinnön mukaiselle laitteistolle 20 se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 2 tunnusmerkkiosassa.

Seuraavaksi keksintöä selostetaan tarkemmin esimerkinomaisesti viittaamalla oheisiin kuvioihin, joissa: kuv. 1 esittää erästä keksinnön mukaisen tornin ensimmäisen kerroksen c\j g 25 kokoamis vaihetta; ja c\j kuv. 2 esittää erästä keksinnön mukaisen tornin toisen kerroksen kokoamisvaihetta. o i m o x Kuviossa 1 on esitetty kiipeävämallinen asennusnosturi 1, joka koostuu pystyrungosta 2, cc toistensa suhteen erikseen liikuteltavista säädettävistä säätöjaloista 3, 4 ja 5 sekä oo ^ 30 asennuskehästä 6. Säätöjalat 3, 4 ja 5 koostuvat jokainen ryhmästä erillisiä tassuja ja m ° asennuskehä 6 ryhmästä erillisiä kehiä, joiden määrät voivat vaihdella esim. neljän ja o 00 kahdeksan välillä. Asennuskehä 6 liikkuu asennusnosturin 1 pystyrungossa 2 ylä- ja alasuuntaan motoroidusti ja sen halkaisijaa voidaan säätää saksimaisen runkorakenteen ansiosta. Lisäksi asennusnosturissa 1 on pystyrungon yläpäähän sijoittuva 3 kääntöpuominosturi 7 ja alhaalla oleva vinssi 8. Asennusnosturi 1 tukeutuu kehäelementtejä 9 asennettaessa pystysuunnassa alimman säätöjalan 5 varaan ja vaakasuunnassa säätöjalkojen 3 ja 4 varaan. Säätöjalkojen 3, 4 ja 5 välityksellä nostovaiheen kuormat siirtyvät asennettavan tornin rungolle.

5

Tomin kasauksen alkuvaiheessa asennusnosturi 1 asetetaan keskelle tornin pystytysperustaa ja tuetaan keskimmäisen ja alimman säätöjalan 4 ja 5 varaan. Ylin säätöjalka 3 nostetaan asennettavien kehäelementtien 9 keskiosassa olevien kannatustukien 10 kohdalle ja kiinnitetään niihin saksimaisilla lukituselimillä 12. Kehäelementeissä 9 10 sisäpinnoilla vakiona olevat tornin sisäpuolelle ulottuvat kehämäiset kannatustuetlO toimivat myöhemmin myös asennusnosturin 1 säätöjalkojen 3,4 ja 5 tukipisteinä asennuksen edetessä ylemmille tasoille. Asennuskehä 6 ajetaan pystysuunnassa moottorin avulla tornin ensimmäiseen kerrokseen asennettavien kehäelementtien 9 korkeutta vastaavaan korkeusasemaan. Lisäksi asennuskehän 6 halkaisija säädetään vastaamaan 15 kehäelementeistä 9 koostuvan jakson yläosan sisäkehää. Asennuskehä 6 toimii näin asennettavien kehäelementtien 9 yläpään asennustukena.

Tomin kokoaminen erillisistä esivalmiista betonisista kehäelementeistä 9 tapahtuu asennusnosturia 1 hyväksikäyttäen. Kehäelementtejä 9 kuljettava auto peruuttaa kiinni 20 elementtien kääntölaitteeseen 11, jonka jälkeen kehäelementti 9 kiinnitetään nostolenkeistään kääntöpuominosturin 7 nostokoukkuun ja nostetaan paikoilleen pystytyspemstan päälle. Kehäelementti 9 tuetaan alapäästään ja keskeltä säätöjaikoihin 3, 4 ja 5 sekä yläpäästään asennuskehään 6. Kaikki ensimmäisen kerroksen kehäelementit 9 asennetaan vastaavasti, kunnes koko ensimmäisen kerroksen kehäelementit 9 muodostavat c\j g 25 yhtenäisen lieriömäisen kerroksen eli jakson. Tämän jälkeen kehäelementtien 9 väliset c\j <j) pystysaumat valetaan betonilla, jolloin rakenne muuttuu monoliittiseksi. Saumojen cp ^ kovettumisen jälkeen monoliittinen rakenne toimii tukimnkona, jolloin asennusnosturin 1 o x korkeusasemaa voidaan muuttaa ja näin siirtää asennusnosturi 1 ylemmälle tasolle ja jatkaa cc muiden kerrosten asennusta vastaavasti. Kehäelementit 9 voidaan lukita toisiinsa co ^ 30 nurkistaan myös mekaanisesti, jolloin ei tarvitse odottaa betonivalusaumojen kovettumista m ° asennustyön jatkamiseksi. Asennusnosturin 1 säätöjalkojen 3, 4 ja 5 päälle voidaan asettaa o 00 työtasot, joiden päällä pystytään tekemään tornin sisäpuoliset työt, kuten kehäelementtien 9 välisten saumojen valaminen sekä tarvittavien kiinnikkeiden asennukset.

4

Kun ensimmäisen kerroksen kaikki kehäelementit 9 on asennettu ja saumattu tai lukittu toisiinsa kiinni, siirretään asennusnosturin 1 korkeusasemaa ylöspäin seuraavan kerroksen kehäelementtien 9 asentamista varten. Tämä tapahtuu siirtämällä asennusnosturin 1 ylin säätöjalka 3 ensimmäisen kerroksen kehäelementtien 9 yläpään tasolle ja kiinnittämällä 5 säätöjaloissa 3 olevat lukituselimet 12 kehäelementtien 9 yläreunassa oleviin kannatustukiin 10 kuvan 2 mukaan. Vastaavasti siirretään keskimmäinen säätöjalka 4 ensimmäisen kerroksen kehäelementtien 9 keskiosan kohdalle, ja kiinnitetään säätöjalan 4 tassuissa olevat lukituselimet 12 kehäelementtien 9 keskellä oleviin kannatustukiin 10. Tämän jälkeen asennusnosturin 1 koko paino siirretään nostolaitteiston avulla 10 säätöjalkojen 3 ja 4 varaan, jonka jälkeen vapautetaan alin säätöjalka 5. Asennusnosturin 1 pystyrunko 2 ja kääntöpuominosturi 7 siirretään seuraavan kerroksen edellyttämälle asennustasolle nostolaitteiston avulla ja kiinnitetään alimmassa säätöjalassa 5 olevat lukituselimet 12 kehäelementtien 9 keskellä oleviin kannatustukiin 10.

15 Nostolaitteistona asennusnosturin 1 eri osien siirrossa käytetään pystyrungossa 2 olevaa hammastanko- ja hammasmoottoriyhdistelmää, joilla esim. säätöjalkojen 3, 4 ja 5 korkeusasemaa voidaan erikseen vaihtaa. Kullakin säätöjalalla 3, 4 ja 5 on oma erillinen käyttömoottori ja oma hammastanko, jolloin niiden sijaintia voidaan muuttaa toisistaan riippumatta itsenäisesti vaaka- ja pystysuunnassa. Tukijalkojen 3, 4 ja 5 sijainti ja muoto 20 on suunniteltu niin, että ne voivat ohittaa toisensa ja siten tukeutua tornin sisäpinnalla olevan saman kannatustuen 10 varaan. Säätöjaloissa 3, 4 ja 5 on myös sivuttaissiirto, jolloin niiden sivusijaintia voidaan muuttaa ja näin asettaa säätöjalat 3, 4 ja 5 tornissa oleviin kannatustukiin 10.

c\j g 25 Kun säätöjalat 3, 4 ja 5 ovat paikoillaan, asennuskehä 6 ajetaan pystysuunnassa tornin c\j toiseen kerrokseen asennettavien kehäelementtien 9 korkeutta vastaavaan korkeusasemaan, cp ^ Lisäksi asennuskehän 6 halkaisija säädetään vastaamaan kehäelementeistä 9 koostuvan o x toisen kerroksen jakson yläosan sisäkehää. Kalkki toisen kerroksen kehäelementit 9 cc asennetaan paikoilleen ensimmäisen kerroksen asennusta vastaavasti, jonka jälkeen co ^ 30 kehäelementtien 9 väliset pystysaumat betonoidaan tai kehäelementit 9 lukitaan toisiinsa m ° mekaanisesti.

o c\j

Tomin kasausta jatketaan vastaavasti kerros kerrokselta, kunnes kalkki tornin kehäelementit 9 on asennettu ja asennusnosturi 1 voidaan siirtää takaisin alas ja purkaa 5 osiin. Ennen laskeutumista asennusnosturin 1 päässä oleva kääntöpuominosturi 7 lasketaan alas. Kääntöpuominnosturin 7 puomiosa sekä vastapainopuomin puomiosa ovat teleskooppimalliset ja saranalukitut, jolloin ne voidaan vetää sisäkkäin ja kääntää, näin saaden ne mahtumaan tornin sisään ja laskeutumaan alas asennusnosturin 1 omaa vinssiä 8 5 hyväksikäyttäen. Asennusnosturi 1 on alaslaskeutuva ja se laskeutuu tornista alas aiemmin käytettyä kiipeämistekniikkaa hyväksikäyttäen, mutta päinvastaisessa järjestyksessä.

Keksinnössä kuvattua kokoamismenetelmää voidaan käyttää erilaisten tornien, kuten tuulimyllyjen, savupiippujen, vesitornien, siilojen ja säiliöiden rakentamiseen.

10 Kehäelementin poikkileikkaus ei ole rajoitettu ympyrämuotoon, vaan se voi olla kaareva tai kulmikas. Kehäelementtien materiaalina voidaan käyttää betonin lisäksi myös muita soveltuvia materiaaleja.

Käytettäessä keksinnössä kuvattua tornin kokoamismenetelmää voidaan rakentaa korkeita 15 torneja ilman suuria nostureita, jolloin säästetään aikaa ja resursseja. Keksinnön mukainen ratkaisu on erityisen soveltuva silloin, kun ei ole saatavilla riittävän isoja nostureita tai kasauspaikalle ei ole mahdollista kuljettaa isoja nostureita esim. vuoristoissa. Isot nosturit tarvitsevat kantavat alustat, joita ei kyseisessä keksinnössä tarvitse rakentaa, koska tukeudutaan tornin omiin perustuksiin. Lisäksi torneja voidaan pystyttää myös erittäin 20 tuulisissa olosuhteissa, koska säätöjalat kiinnittyvät tukevasti valmiin jakson kannatustukiin asennusnosturia ylöspäin siirrettäessä, mikä takaa nosturin vakauden.

c\j δ 25 c\j O) o m o

X

cc

CL

00 co m o δ c\j

Claims (7)

1. Menetelmä tornin kokoamiseksi päällekkäisinä jaksoina, jotka jaksot muodostuvat kehäelementeistä (9), jaksot kootaan toisesta jaksosta lähtien edellisen jakson 5 sisäpuolisen tuennan varassa, tunnettu siitä, että tuenta otetaan kiinnittämällä asennusnosturin (1) säätöjalat (3, 4, 5) kehäelementissä (9) oleviin kannatustukiin (10) saksiin ai sten lukituselinten (12) avulla.

2. Laitteisto tornin kokoamiseksi päällekkäisinä jaksoina, jossa asennusnosturi (1) 10 käsittää pystyrungon (2), asennuskehän (6), nostolaitteiston, kääntöpuominosturin (7) ja ainakin kolme sisäpuolisesti tornin runkoon tukeutuvaa asennusnosturin (1) säätöjalkaa (3, 4, 5), tunnettu siitä, että säätöjalat (3, 4, 5) kiinnittyvät kehäelementissä (9) oleviin kannatustukiin (10) saksimaisten lukituselinten (12) avulla.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että asennusnosturin (1) säätöjalat (3, 4, 5) ja asennuskehä (6) ovat itsenäisesti säädettävissä vaaka-ja pystysuunnassa.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että asennuskehä (6) 20 kiinnittyy kannatustukiin (10) lukituselinten (12) avulla.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että nostolaitteisto käsittää nostomoottorin j a hammastangon.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kääntöpuominosturissa C\J £ (7) on vinssi (8). c\j O) o

^ 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että asennusnosturi (1) on o alaslaskeutuva. CC “ 30 oo r-- co LO o δ C\1