Dezvoltarea si modernizarea Aeroportului International „Henri Coanda”. Solutii tehnice si tehnologice aplicate la executia terminalului plecari internationale „FINGER”

Prezentul articol descrie tehnologia de executie si montaj a structurii metalice utilizate in cadrul extinderii Aeroportului International Bucuresti-Otopeni “Henri Coanda”, structura cu elemente agabaritice care a trebuit montata intr-un timp record. Ne-am axat pe prezentarea proceselor tehnologice care au asigurat respectarea tuturor conditiilor legate de termenele de executie, fara a face rabat de la nivelul de calitate al lucrarilor executate.

Amestecul de materiale – beton armat si metal – au facut posibila constructia acestei cladiri speciale, combinand, intr-un sistem structural optim, rezistenta la forte orizontale a peretilor din beton si aspectul arhitectural dat de structura metalica, cu rezistenta sa ridicata si formele usor de modelat.

Tehnologia adoptata si o colaborare stransa a proiectantului cu executantul au facut posibila realizarea investitiei in parametrii impusi de beneficiar, nu numai din punct de vedere al termenului de executie, dar si din punct de vedere al calitatii lucrarilor executate.

Prezentare generala

Aeroportul International Roman “HENRI COANDÔ este situat in Otopeni, la o distanta de aproximativ 15,00 km de centrul orasului Bucuresti.

De-a lungul ultimilor 15 ani, aeroportul a fost intr-un proces continuu de extindere iar o etapa importanta a acestei extinderi este Faza a 3-a, res­pectiv cladirea noului terminal numit “Finger”-ul.

Ca si in cazul altor constructii importante din zona afectata de activitatea seismica de intensitate ridicata Vrancea, solutia structurala aleasa pentru extinderea Aeroportului International “HENRI COANDÔ este aceea de structura mixta, pereti din beton armat pentru preluarea sar­cinilor orizontale datorate actiunii seis­mice si vantului si cadre meta­lice pentru preluarea sarcinilor gravitationale.

Proiectul pentru aceasta inves­titie a fost elaborat in perioada 2008-2010, executia lucrarilor de fundatii si pereti din beton armat fiind reali­zata in perioada august 2009 – aprilie 2010.

Lucrarile de executie a structurii metalice s-au intins pe par­cursul a sase luni, din ianuarie 2010 pana in iunie 2010, imobilul fiind dat in exploatare in martie 2011.

Antreprenorul general si proiectantul general pentru aceasta inves­titie a fost ROMAIRPORT SRL. Aceasta companie s-a ocupat si de executia lucrarilor din beton armat.

Proiectul structurii de rezistenta a avut la baza proiectul de arhitectura elaborat de TECHNITAL Spa – Italia.

Proiectul de rezistenta a fost elaborat pana la nivel de proiect tehnic de TECHNITAL Spa. Italia, detalierea fiind executata de POPP & ASOCIATII SRL pentru structura metalica si de IPTANA SA pentru elementele din beton armat.

Beneficiarul imobilului este compania C.N.A.I.H.C.B. (Compania Nationala Aeroportul International „Henri Coanda“ Bucuresti).

Structura metalica a fost fabricata si montata de SC BOG’ART SRL impreuna cu SC BOG’ART STEEL SRL si AUTOHTON ALLPIC SRL.

Verificarea nedistructiva a imbi­narilor sudate executate pe santier a fost asigurata de SC ARTIMMEX SRL.

Lucrarile aferente fatadelor tip perete cortina au fost proiectate de ALUDESIGN SRL si executate de ALUSYSTEM SRL.

Principalele dimensiuni ale cladirii sunt:

• Lungime: 167,00 m;

• Latime: 60,00 m;

• Inaltime: 20,60 m;

• Travee principala: 8,40 x 9,60 m;

• Deschidere grinda principala de acoperis: 41,00 m;

• Inaltime de etaj:

– Parter: 4,80 m;

– Etajul 1: 5,80 m.

Descrierea sistemului structural

Datorita lungimii mari a cladirii – 167.00 m – a nivelului ridicat al acti­unii seismice si a variatiei de temperatura, cladirea a fost impartita in doua tronsoane. La realizarea rostului seismic si de dilatare, s-a optat pentru dublarea elementelor verticale in cazul etajelor curente, in timp ce pentru structura acope­risului, din motive arhitecturale, s-a optat pentru un rost de dilatatie la nivelul grinzilor de aco­peris, prin rezemarea grinzilor din tronsonul 2 pe grinzile tronso­nului 1 prin intermediul unui aparat de reazem care permite deplasarea unidirectionala, in lungul grinzilor de acoperis.

Intrucat Bucurestiul este situat intr-o zona seismica severa, structura este alcatuita din doua componente principale: una care are rol de a asigura rezistenta si stabilitate la fortele laterale determinate de actiunea vantului si in special a seismului si cea de-a doua care are rol strict de a prelua sarcinile gravitationale.

Pentru aceasta structura, rezistenta laterala la actiuni seismice este asigurata de peretii structurali din beton, care sunt  independenti sau parte componenta a unui nucleu din beton, cu grosime de 40-60 cm, si contravantuirile verticale.

Din cauza ca placa din beton armat are goluri de dimensiuni mari, cu deschideri mari intre elementele verticale si neputand asigura comportarea de saiba rigida, necesara pentru a transfera fortele inertiale orizontale de la fiecare nivel catre peretii structurali din beton, s-a optat pentru utilizarea unui sistem de contravantuire orizontal.

Sistemul de preluare a fortelor gravitationale este reprezentat de cadre din metal cu trama de 8,40 m x 9,60 m.

Stalpii din metal sunt realizati din trei tipuri de sectiuni:

• stalpi tip cruce de Malta confec­tionati din doua profile HEA550;

• tevi rectangulare RHS 500 x 300 x 14(20) conform EN 10219;

• tevi circulare CHS 864×25 EN 10219.

Stalpii de tip RHS sunt situati de o parte si de alta a culoarului central al celor doua tronsoane, in timp ce stalpii de tip CHS reprezinta sistemul de sustinere al grinzilor de acoperis.

Pentru etajele curente, grinzile principale sunt realizate din profile H (HEA sau HEB) iar grinzile secundare din profile IPE.

Din cauza deschiderii mari a grinzii de acoperis – pana la 41,00 m – precum si din motive arhitecturale, s-a optat pentru utilizarea unei sectiuni tubulare cu inaltime variabila. Grinzile de acoperis au fost realizate din table sudate de grosimi diferite, de la 15 mm pana la 60 mm, cu latimea de 600 mm si inaltime pana la 2.200 mm.

Rigiditatea orizontala a acoperi­sului este asigurata de sistemul de contravantuiri realizat din sectiuni tubulare CHS 139.7 X 8.

In vederea optimizarii timpului de executie la etajele curente, imbi­narile pe santier grinda-stalp si stalp-stalp au fost realizate cu buloane, exceptie facand stalpii circulari la care s-a impus, din motive arhitecturale, o imbinare prin sudura.

Pentru stalpii tip RHS a fost pre­fe­rata, de catre executantul lucrarilor din metal, imbinarea prin sudura in fabrica. S-a redus astfel numarul imbinarilor pe santier, asigurandu-se, in acelasi timp, un control inalt al calitatii imbinarilor sudate.

Sistemul de contravantuire orizon­tal folosit la fiecare nivel este rea­lizat din profile UPN, conectate de elementele principale cu suruburi.

Imbinarile pentru contravantuirile verticale si orizontale de la nivelul acoperisului au fost realizate cu bolturi cu doua sau patru planuri de forfecare.

Fundatiile cladirii sunt de tip grinzi continue din beton armat, cu buloane de ancoraj incastrate pentru imbinarea stalpilor.

Descrierea tehnologiei de montaj

In cazul acestei investitii, un rol important l-a jucat tehnologia de executie si montaj a structurii meta­lice, structura cu elemente agabari­tice care a trebuit montata intr-un timp record. Prezentarea de fata se axeaza pe descrierea proceselor tehnologice care au asigurat res­pectarea tuturor conditiilor legate de termenele de executie, fara a face rabat de la nivelul de calitate al lucrarilor executate.

Astfel, la dema­rarea lucrarilor la structura metalica a fost elaborat, de comun acord cu antreprenorul ge­neral si cu executantii structurii, proiectul tehnologic care sa asi­gure desfasurarea lucrarilor de confectionare si montaj in conditii optime.

Inca de la inceput a fost separata executia structurii din beton armat, fundatii si pereti, de executia structurii metalice.

Fazele principale ale executiei structurii de rezistenta au fost urmatoarele:

• realizarea fundatiilor;

• executia peretilor din beton armat;

• montarea structurii metalice;

• realizarea placilor de beton armat.

Aceasta etapizare a lucrarilor a asigurat nu numai un bun ritm al executiei dar si o reducere a riscurilor de accidente pe santier, prin separarea proceselor tehnologice.

Asa cum am precizat anterior, tehnologia de montaj a structurii metalice a jucat un rol important in realizarea in conditii optime a investitiei de importanta nationala.

Tehnologia de montaj a fost dictata de doua conditii principale:

• timpul foarte scurt disponibil pentru montajul structurii metalice, de doar patru luni pentru 3.500 tone;

• greutatea grinzilor principale de acoperis, pana la 36 tone, care necesitau macarale de mare capacitate pentru a ridica aceste elemente pe un santier de constructii cu dimensiuni limitate.

Pentru a asigura aceste doua cerinte principale, a fost pregatita o tehnologie de montaj de la centru catre exterior, folosind urmatoarea ordine pentru fiecare etapa, prezentata in figurile urmatoare:

• montajul stalpilor;

• montajul contravantuirilor orizon­tale si al grinzilor de cota +4.80;

• montajul contravantuirilor orizon­tale si al grinzilor de cota +10.56;

• montajul contravantuirilor ori­zo­n­­tale si al grinzilor de cota +16.18;

• montajul grinzilor principale de acoperis;

• montajul contravantuirilor orizon­tale si al grinzilor secundare de acoperis.

O alta masura adoptata, pentru a scurta timpul de montaj al structurii metalice, a fost aceea de a reduce la minim cantitatea de imbinari sudate pe santier. Din acest motiv, impreuna cu contractorul lucrarilor din metal, am decis urmatoarele:

• imbinarile dintre tronsoanele de stalpi tip RHS s-au executat prin sudura in fabrica, rezultand elemente de pana la 21,00 m lungime, dimensiune care a fost autorizata pentru a fi transportata pe drumurile publice;

• imbinarea prin  sudura in fabri­ca a celor trei bucati de grinda care alcatuiesc un tronson din cadrul grinzilor de acoperis, urmand ca pe santier sa se realizeze numai imbinarile prin sudura dintre tronsoanele de grinzi;

• relevarea tuturor elementelor metalice inglobate in peretii din beton armat in vederea reducerii detaliilor care ar fi necesitat adaptari la fata locului ale elementelor deja fabricate in uzina. In acest fel s-a redus considerabil volumul lucra­rilor pe santier de adaptare a anumitor detalii la situatia reala.

Avand in vedere dimensiunile si greutatea elementelor principale de acoperis, peste valorile obisnuite, a trebuit sa fie adoptata o tehnologie speciala pentru a monta aceste elemente structurale folosind macarale obisnuite si cu abateri limitate. Pentru a putea fi montate aceste elemente, s-au respectat urmatorii pasi:

• tronsoanele care alcatuiesc grin­zile principale au fost transportate pe santier cu cele trei componente sudate din fabrica, atunci cand a fost posibil din punctul de vedere al transportului;

• partea superioara a stalpului  circular tip CHS si unul dintre elementele de sprijin ale grinzii de acoperis au fost sudate din fabrica, in timp ce al doilea element de sustinere a fost asamblat si sudat pe santier, la sol;

• montajul celor trei parti descrise mai inainte s-a facut la sol, dupa o verificare stricta a tronsonului inferior deja montat al stalpului;

• pe baza releveului structurii montate si a preasamblarii elemen­telor de acoperis, s-au putut realiza, la sol, corectiile necesare in vederea pastrarii in limitele admisibile ale abaterilor;

• toate imbinarile prin sudura dintre elemente sunt realizate la sol;

• ansamblul format din tronsonul de grinda de acoperis, partea superioara a stalpului CHS si elementele de sprijin ale grinzii s-au pozitionat in continuarea partii inferioare a stalpului deja montat. Pentru mon­tarea unui astfel de ansamblu au fost utilizate trei macarale, pentru a aduce elementul la pozitie verticala si apoi doua macarale pentru a il ridica si pozitiona;

• singura imbinare prin sudura la pozitie a fost imbinarea cap la cap dintre cele doua tronsoane ale stalpului CHS;

• fiecare imbinare de tip cap-la-cap executata pe santier, pentru a asigura continuitatea stalpilor sau a grinzilor de acoperis, a fost verificata cu ultrasunete in proportie de 100%;

• toate imbinarile prin sudura executate pe santier au fost verificate cu pulbere magnetica sau lichid penetrant.

CONCLUZII

Solutiile tehnice prevazute pentru constructia acestei cladiri au asigurat un ritm de executie rapid si in acelasi timp, un nivel ridicat al cali­tatii lucrarilor.

Amestecul de materiale – beton armat si metal – au facut posibila constructia acestei cladiri speciale, combinand, intr-un sistem structural optim, rezistenta la forte orizontale a peretilor din beton la actiunea seismica si aspectul arhitectural dat de structura metalica, cu rezistenta sa ridicata si formele usor de modelat.

Tehnologia adoptata si o colaborare indeaproape a proiectantului cu executantul au facut posibila reali­zarea investitiei, in parametrii impusi de beneficiar nu numai din punct de vedere al termenului de executie dar si din punct de vedere al calitatii lucrarilor executate.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 84 – august 2012, pag. 38

Autori:
ing. Ionel Badea,
ing. Mihaela DumitraScu,
ing. Dragos Marcu,
ing. Madalin Coman – SC POPP & ASOCIATII SRL

ing. Laurentiu Matache,
ing. Teodor Constantinescu,
ing. Mihai Furtuna,
arh. Elena Filip,
ing. Alexandru Hohor,
ing. Radu Carcanescu,
ing. Dan PatraScu – SC IPTANA SA