Asiantuntijajutut

Suomalaisen insinöörityön taidonnäyte

ti kesäk. 26 09:25:00 2018

Teksti: Lasse Rajala, Aluejohtaja, Sweco Rakennetekniikka Oy KUVAT: Admares

Toukokuussa 2016 tilaajalle luovutettu Burj Al Arab Terrace Dubaissa on ainutlaatuinen ja uraauurtava suomalaisen osaamisen malliesimerkki. Kohteessa on yhdistetty ainutlaatuisella tavalla laivan- ja talonrakennustekniikkaa rakentamalla teräksinen 5 000 tonnin painoinen saaren laajennus paalutuksen päälle esivalmisteisista lohkoista.

Burj Al Arab Terracen saarilaajennuksessa poikkeuksellisen suurten esivalmisteisten lohkojen käyttö on mahdollistettu hyödyntämällä laivarakennuksen tekniikkaa. Kohteen 10 000 neliön kokoinen kansirakenne toteutettiin kuudella esivalmisteisella kansilohkolla ja kahdella siltalohkolla. Lohkoista suurin oli kooltaan 79 metriä x 35 metriä ja painavimman lohkon massa oli 740 tonnia. Lohkojen rakenteellinen korkeus vaihtelee 900–3 800 millimetrin välillä.

Kaikki tekniikka, keittiö ja muun muassa VIP-lounge on sijoitettu lohkojen sisään. Kansilohkojen suunnittelu perustuu DNV-standardeihin. Paalutuksen ja rakennekokonaisuuden tarkastelu on tehty eurokoodiin perustuen.  

Suuret lohkot mahdollistivat kohteen toteutuksen ennätysajassa. Kohteen rakennuttaja Jumeirah toteaakin kohteen esittelyvideossa: ”An engineering marvel completed in 11 months”.

Lohkot valmistettiin ja varusteltiin mahdollisimman pitkälle Suomessa Rauman telakalla, josta koko rakenne toimitettiin yhdellä ainoalla laivakuljetuksella Suezin kanavan läpi Dubaihin. Dubaissa laivarahti purettiin kolmen proomun päälle, joista lohkot nostettiin suoraan paikoilleen.

Toteutus mereltä käsin pienensi olennaisesti ympäristörasituksia ja muita häiriöitä liikenteelle ja ympäristölle, kun maakuljetukset saatiin minimoitua.

Jumeirahin alkuperäisenä suunnitelmana oli rakentaa saaren laajennus täytön varaan, mikä olisi aiheuttanut huomattavia massansiirtoja ja ympäristövaikutuksia kahdeksan metriä syvällä merialueella. Paalutuksen varaan toteutettuna haitalliset ympäristövaikutukset minimoitiin ja lisäksi samalla luotiin keinotekoinen riutta, joka tarjoaa meren eliöstölle suojaisan ja varjoisen alueen.

 

Uudenlainen paalutusmenetelmä

Kohteessa käytetty lyöntipaalutusratkaisu ilman esiporausta on myös ennennäkemätön Dubain rannikkoalueilla. Kohteessa käytettiin hiekkakiveen lyötyjä avoimia teräspaaluja, joiden halkaisija on 914 milliä ja kokonaispituus 22–24 metriä. Menetelmä mahdollisti poikkeuksellisen nopean paalutustyön. Myös kustannussäästöt olivat huomattavia.

Saaren rakenteiden ja teräspaaluperustusten rakenteellinen mitoitus on tehty kerran sadassa vuodessa esiintyvän maksimiaallon iskuvoimalle. Samalla on huomioitu vedenpinnan nousu seuraavien 50 vuoden aikana. Lisäksi rakenne on mitoitettu paikallisille maanjäristyskuormille.

Kaikki meren aiheuttamat aalto- ja virtauskuormat sekä erittäin aggressiiviset korroosiorasitukset on huomioitu äärimmäisen tarkkaan. Maalauksen lisäksi teräspaalujen osalla on käytetty myös katodista suojausta.

Paalutustyötä edelsivät perusteelliset merenpohjan tutkimukset ja koepaalutukset, joilla varmistettiin uudenlaisen paalutusmenetelmän toimivuus Dubain rannikolla. Kohteen vieressä oleva seitsemän tähden hotelli jatkoi koko työn ajan toimintaansa, mikä asetti äärimmäisen korkeat vaatimukset rakennustöiden aiheuttamien häiriötekijöiden minimoimiselle. Paalutuksen osalta asia varmennettiin koepaalutuksen yhteydessä tehdyillä tärinä- ja melumittauksilla.

 

Tarkat analyysit lämpötilavaihteluista

Paalujen päät polttoleikattiin ja tasattiin tarkkaan korkoon ennen lohkojen asennusta. Lohkojen asennus valmiin teräspaalutuksen päälle tehtiin muutamissa päivissä kelluvalla 2 000 tonnin painoisella nosturilla. Paalut liitettiin lohkojen pohjaan suoraan ympärihitsaamalla.

Rakenteen lämpöliikkeet ja lämpötilaerot asettivat omat haasteensa. Laivarakenteet kelluvat normaalisti vedessä ja muodonmuutokset pääsevät tapahtumaan siltä osin vapaasti. Nyt vastaava rakenne piti kuitenkin liittää kiinteästi teräspaaluihin, mikä edellytti tarkkoja analyysejä sekä lämpötilavaihteluiden että rakenteen eri osien lämpötilaerojen suhteen. Dubain auringonpaahteessa teräsrakenteisen saaren yläpinnan lämpötilat voivat kesäaikaan nousta hyvinkin korkeiksi, kun 3,8 metriä merenpinnan yläpuolella oleva alapinta voi olla huomattavasti viileämpi.

Lämpötilatarkastelut tehtiin dynaamisesti eli aikariippuvaisesti, mikä mahdollisti sen, että auringon säteilyn suuntaa ja voimakkuutta pystyttiin tarkastelemaan auringon kierron mukaisesti. Näin oli mahdollista seurata rakenteen eri osien lämpötilavaihteluita päivän ja yön välillä ja tunnistaa milloin lämpötilaerot eri rakenneosien välillä olivat suurimmat sekä kuinka paljon ja nopeasti lämpötilat tasaantuvat eri vuorokauden- ja vuodenaikoina. 

 

Teräspaalujen varaan rakennettu teräsrakenteinen luksussaari ulottuu sata metriä hotellista kohti Arabian merta ja sisältää sekä suolaisen että makean veden uima-altaita, hiekkarannan, ravintoloita, myymälöitä, yksityisiä ja julkisia huvila- ja katosrakennuksia sekä vip-alueita vaativille hotellivieraille.

Valmiin teräsrakenteen päälle luotiin aito hiekkarannan tunnelma tuomalla kannen päälle yhteensä 750 tonnia hiekkaa, multaa ja erilaista kasvillisuutta kuten palmuja.

 

Burj Al Arab Terrace

Valmistumisaika: Toukokuu 2016

Tilaaja ja operaattori: Jumeirah

Kohteen Design & Build -urakoitsija: Admares Group

Kokonaistoimituksesta vastasi Admares Group

Suunnittelu on tehty Suomessa

Arkkitehtisuunnittelusta vastasi Sigge Arkkitehdit Oy ja Kudos Dsign Oy

Perustusten ja katoksen rakennesuunnittelu: Sweco Rakennetekniikka Oy

Teräskannen rakennesuunnittelu: Bluetech Finland Oy

Rakennusfysikaaliset analyysit: Sweco Rakennetekniikka Oy

 

 

Teksti: Michael Chauhan, diplomi-insinööri, rakennesuunnittelija Ammar Al Mallak, diplomi-insinööri, rakennesuunnittelija

 

Burj al Arab Terrace – suunnittelijan näkökulma

Projekti oli ainutlaatuinen, haastava ja palkitseva kokemus. Koska projekti kohdistui ikonisen seitsemän tähden hotellin välittömään läheisyyteen, täytyi myös rakentamisen aikainen häiriö hotellin vieraille minimoida.

Hanke perustui täysin uuteen suunnittelu- ja rakennuskonseptiin, ja aikataulu oli kiireinen. Onnistumisen edellytyksenä oli hyvä koordinointi eri osapuolten, kuten arkkitehtien, laiva- ja rakennesuunnittelijoiden ja urakoitsijoiden välillä.

Käytännössä suunnittelijoiden ja asiakkaan konsulttien (CH2M Hill and Halcrow) kanssa järjestettiin kokouksia viikoittain. Suunnittelijat joutuivatkin usein perustelemaan ratkaisujaan asiakkaan konsulteille näissä kokouksissa.

Projektin aikana rakennesuunnittelijat pääsivät tekemään varsin vaihtelevia töitä varsinaisen rakennesuunnittelun lisäksi. Tehtäviin kuului muun muassa geoteknistä ja paalutussuunnittelua, aaltokuormien määrittämistä, seismistä mitoitusta, melun rajoittamista, värähtelymittauksia ja työmaavalvontaa.

 Projektin aikana eri alojen asiantuntijat oppivat paljon toisiltaan. Me teimme rakennesuunnittelijoina tiivistä yhteistyötä laivasuunnittelijoiden kanssa, jotta eri osa-alueet saatiin sopimaan saumattomasti yhteen. Käytännössä tämä tarkoitti muun muassa yhteisen laskentamallin käyttöä. 

Takaisin edelliselle sivulle