Руководство по проектированию башен

АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ УССР

«““““нШЖ’даи ^гасшп

(ДонНИИ)

УКАЗАНИЯ

ПО СТРОИТЕЛЬНОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ И РАСЧЕТУ БАШЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ МНОГОКАНАТНЫХ ШАХТНЫХ ПОДЪЕМОВ

]1~ _t С ^А.А.

.БАРИНОВ

Д.В.СИПШКОВ

нов

4»По степени капитальности ьаинк откосятся во второму классу, а по огнестойкости — к I степени»

5*В башнях над вентиляционными стволаш предусматривать герметизацию шахтного подъема»

б.Реконендуется использование бакен или их нижней пасти при проходке отводов для размещения проходческого оборудования. При атом необходимо производить поверочный расчет башни и её элементов на нагрузки от проходческого оборудования»

7»Банни размечать на оставляемых расчетных целиках? Допускается при соответствующем обосновании подработка башен, ко в этом случав предусматривать защитные мероприятия в соответствии с действующими нормативными документами и приложением О настоящих Указаний»

^Проектирование ж расчет башен производить в соответствии с действующими ^Указаниями по строительному проектированию зданий и сооружений угольной и горнорудной промышленности»,

ОНиП 0-1*10-62? СНнД П-Б.1-62 и на основе общего задания на проектирование предприятия ж заданий на проектирование строительной части мшгоканаткого шахтного подъема, составлявши в соответствии с приложением I»

Примечание; Проектирование башен, возводимых в сейсмн*

и в других особых условиях — в соответствия с действующим* нормативными документами*

9»Все размеры башен и их элементов назначать, согласно требованиям Единой модульной системы»* Рекомендуется да башен в плане 60 М (при соответствующем обоснования ЗОН), а по высоте —

ХО.Бажш могут быть круглой, прямоугольной и многоугольно! Форш в плане принимаемой в результате технологического и тех-нико-зкономичзского сравнения вариантов конкретного проектам

И.^Прн разгрузке педаекнмх сосудов на две стороны рекомендуется симметричнее расположение башни относительно осе! ствола, а щш односторонней разгрузке — асимметричное»

It

12. Башни проектировать отдельно стоящими или в блоке

с другими зданиями при единых объемно-планировочных параметрах, обеспечивающих максимальную нндустриадьность и унификацию конструкций.

13.    Строи тельные материалы ж детали, применяемые для банен, должны соответствовать требованиям действующих ГОСТов, норм, технических условий и отвечать условиям и требованиям эксплуатации*

Примечание: При наличии агрессивных шахтных и грунтовых вод предусматривать защиту железобетона в соответствии с “Инструкцией до применению и защите железобетона в цехах с агрессивными сре-дамн“ (НИЖЕ, 1961 г) и “Инструкцией по защите арматуры железобетонных конструкций от коррозии* (НШШБ,1962г).

12

П* ПРОЕКТИРОВАНА БАШЕННЫХ СЮОРШШ

I.Объемно-планнрово чнне _Шёж_

14*Для более эффективного использования свободных площадей и объемов башен рекомендуется размещать в них, в зависимости от конкретных условий» вспомогательные помещения шахтной поверхности ж оборудование (калориферные» поверхностные элентроподстанции, вентиляторные установки, водонапорные баки и т.н)*

Приме тане: Вентиляторные установки, а также калориферные установки кондиционирования воздуха следует размещать в подвальной части башни,гарантш-руя невозможность отключения ствола от вентиляторной установки противопожарными лядами*

15*В башнях с несущими стенами» возводимыми в монолитном железобетоне, необходимое количество перекрытий определять по технологическим требованиям* Расстояние между ними должно быть не более 12ж*>

В баинях с несущими стенами на сборного железобетона и каркасного типа количество перекрытий дополнительно регламентируется расчетом на пространственную жесткость* В обоих случаях высоты этажей не должны быть менее 3,6 м и соответствовать Ж*

Примечание: Перекрытия, необходимые из условий пространственной жесткости башни» рекомендуется заменять ребраш жесткости,которые в необходимых случаях можно использовать как опоры дополнительных перекрытий*

16*Для сообщения между этажами устраивать лифты (при подъемных машинах на отметках более 30 м) и лестницы*

Размещение лестниц допускается свободное» без выделения в лестничные клетки* Наружные пожарные лестницы устраивать не следует*

I?*Монтажные проемы располагать в перекрытиях башни,а если это вызывает нерациональнее увеличение строительного объема» то в стенах башни*

Примечания: I «Горизонтальные монтажные проемы сне дует располагать по одной центральной вертикальной оси о обеспечением подхода мостового драна к ней*

2*Для монтажных проемов предусматривать ограждение, ляды (дня горизонтальных} ж ворота (для вертикальных).

13

18. Бирн ну проходов между оборудованием с неподвихввж частят жди ограждениями оборудования с подвижный! частят при-иитть не ненов 0,7 н с обеспечением требований эксплуатации

а профнхакти ческих работ.

19. C целвп сокращения строительного объема, при соответст-вущеи обосновании, в иаиинном зале допускается устройство эркеров о вылетом I м, обеспечивающим проходы вокруг оборудования.

Во всех остальных случаях следует набегать выступающих и запа-даяцих частей.

Примечете: Нитмальвое сечете бант в тане и исключение эркеров в иамннвом зале достигаются

применением компактных подъемных ияшгн (рекомендации по компактности подъемные машин даны в приложении I).

20оВ бажнях должен быть выход на покрытие для ремонта кровли* чиотка воронок внутреннего водостока, установки молниеотводов, сигнального светового ограждения и т.д*

21. Для обеспечения безопасности ведения работ на покрыт последнее должно иметь ограждение не ниже 60 см.

22. В башнях газовых шахт, между машинным залом и станком предусматривать вентиляционный противогазовый тал*

2.Конструктивные решения

25оКонструирование элементов м узлов мх сопряжения производить согласно действующим нормативным документам на проектирование, расчет и конструирование железобетонных конструкций, а также “Временным указаниям по строительству башенных копров с применением скользящей опалубки¹¹ (ДояНМ).

24»Фуядаменхы проектировать сборными или монолхтнымн железобетонными* Марку бетона следует принимать по расчету, но не менее 150.

25.Конструкция фундаментов должна назначаться с учетом:

а) геологнческих н гидрогеологических условий строительной площадки, а также климатических особенностей района;

б) конструкцки стен банях;

з)зеличшш и характера нагрузок, действующих на основание;

1A

г конструкции примыкания вентхшщиоЕных и других каналов;

д) конструкции шейки ствола;

е) полохения башни относительно осей ствола к фундаментов соседних сооружений;

необходимости защиты башни от вредного влияния горных выработок (приложение П) и т*д*

26.Фунданенты могут быть:

а) для башен с несущими стенами — ленточные и коробчатые;

б) дня каркасных башен — ленточно-балочные я столбчатые;

в) при неблагоприятных инженерно-геологических условиях (просадочные грунты, плывуны и др) рекомендуется устраивать искусственные основания или фундаменты глубокого заложения*

27*Опирание стен быини и станка подъема яожет быть:

а) на общий фундамент при основании из наскальных грунтов;

б) на раздельные фундаменты при основании из скальных грунтов (ставок может опираться на вейку ствола)*

28*Величина зазора между шейкой ствола и фундаментом должна исключить их касание при смещениях в результате сжимаемости основания под нагрузкой и влияния горных выработок.

29*Элементн баини, нависающие над шейкой ствола, должны располагаться выше нее на величину дк + 50 мм, где дк — максимально возможная осадка башни (от осадки основания и влияния горных выработок), а 50 мм — гарантийный зазор.

30*В зависимости от конкретных естественных и эксплуатационных условий, а также конструкции фундаментов предусматривать соответствующую гидроизоляцию.

31*Башни могут быть каркасного типа и с несущими стенами*

32*В башнях каркасного типа каркас следует решать применительно к унифицированным габаритным схемам многоэтажных промзда-ний сборным или монолитным, а стеновое ограждение — из крупных стеновых панелей*

ЗЗ.Несущие стены могут быть;

15

а >с борными из железобетонных элементов расчетной прочное» вз тяжелого или легкого бетонов» Рекомендуется применять типовые я унифицированные элементы с минимумом типоразмеров.

б)монолитными железобетонными» возводимыми в скользящей опалубке из тех же бетонов с расчетной толщиной» но не менее 15см (без утеплителя).

34»Проектную марку бетона по прочное» на сжатие для несущих элементов банен принимать но расчету» во не менее 200.

35.0танок подъема должен удовлетворять требованиям огнестойкости» согласно п.4 настоящих Указанной может быть каркасным с ограждением из железобетонных или армоцементных панелей» легких сплавов» пластмасс и других прогрессивных материалов.’

Примечание: Герметичный станок выполнять сборным железобетонным» а при возведении в скользящей опалубке — монолитным.

36. Стены башен из тяжелого бетона утеплять эффективным шштным утеплителем с внутренней стороны.

Примечание; При конструировании стен и перекрытий предусматривать возможность одновременной с бетонированием стен укладки утеплителя.

37. Перекрытия следует принимать сборными» сборно-монолитными (с применением предварительно напряженных конструкций) и

монолитными железобетонными*

Примечание; Все узлы сопряжения сборных элементов необходимо замонолйчиважь*

38. Покрытия принимать сборными или монолитными железобетонными _f скатными или плоскими. При выборе формы покрытия руководствоваться требованиями принятой технологии строительства башни» а также эксплуатации кровли.’

ЗЭ.Приемные бункер! и их воронки принимать железобетонными» сборными идя монолитными» а при необходимое» ж соответствующем обосновании — металлическими» Бункеры небольшого размера в плане допускается выполнять без воронок» с плоским днищем» создавая уклоны в сторону течки набетонкой» а при невозгораемом ископаемой — яри помощи самого ископаемого»

16

Внутренняя поверхность буккеров, подвергавшаяся жстжрашш ш ударам, подлежит футеровке износостойкими матвржаяаш (каменное литье, сталебетон, металлические лист» и щ>«)«

4СШ монолитной железобетонной банне соответствующие

участки стен можно использовать как стенк» бункеров (с певероч-ним расчетом жж)*

41_#Перегородкн следует заполнять из прогрессивнее монет-рушщ!» отвечающих требованиям огнестойкости, согласно пЛ*

42Деотвшш — оборине железобетонные» типовые» В монолит—них желе зобе тонких бажиях при стексневянх условиях, переменим* уклоне ж направлении допускается применение металлических лестниц*

Уклон лестнячнях тщШ нршмать в 45°, аз исключительных

случаях — до 60°*

Приме чайке: Конструкт прЁШК&ящхх ж лестнице элемеимою

бажш домена позволять вести монтаж лестмид одновремез: о с возведением бамнж для использования их. з процессе строительства*

45#Освещезане в баинях — искусственное ют естественное*

При оствс?.:енном освещении рекомепдуетея применять:

а) в башнях е крутшшшельазмз стенаш — стенлохелезобетонные паяелх;

б) в .остальных случаях. — железобетонные переплет» с армировавши! остеклением ш стеклоблоки*

Прммечавже: В герме ягашг шшеденнях —

металлические переплеты млн стеклоблок**

44*7ерметнчнче :шер а ворота, а также    в    лифт    —

принимать т^шжшш    а    остальные    деревянными*

йриаачание* Отщшзаше гершатжчшж ворот (две заводхл подъемных сосудов) предусматривать гаханж-змроз&ншми

45Мшш в атштж зале дошш бкгь мозаичные шт из те«@ш шитое, в санузлах — из «тлажомг илжтож, в помещениях е тегаслогхчоскам оборудования — в еоетаетеотх с дойствув-адмн шрнотвшш документам*, в остальных помещениях — ттшшт^

17.

46.Кровлю приникать в соответствии с действующими нормативными документами.

47*При сборном варианте башен обеспечивать плотность швов между панелями с последующей их расшивкой*

Внутреннюю отделку назначать в соответствии с действующими нормативными документами.

48. В башнях и их элементах следует предусматривать постаменты, проемы, отверстия и закладные детали для установка, обслуживания и крепления оборудования в соответствии с гаданиями на строительное проектирование (приложение I), а также для прокладки и кре, тп электросиловых и осветительных линий, слаботочных линий , .• елефон, радио, сигнализация, автоматизация) молниеотвода, заземления трубопроводов, отопления, водопровода и т.п* по соответствующим рабочим чертежам.

49. При использовании башен для проходки стволов необходимо предусматривать размещение в них временных подшкивных и разгрузочных площадок, устройство проемов в стенках для свободного прохода канатов, а также эксплуатацию приемных бункеров*

Примечание: Временные проходческие подшкивные и разгрузочные площадки устраивать на постоянных перекрытиях башен, предусматривавшее под технологическое оборудование, в связи с чем необходимо дополнительно рассчитывать их на нагрузки от проходческого оборудования*

3* Инженерные и санитарно-технические системы

50*Санитарно-технические требования, предъявляемые к помещениям, размещаемым в башнях, принимать согласно «Указаниям по применению санитарных норм и проектирования промышленных предприятий (И 101-54) при проектировании наземных зданий я сооружений угольных шахт, карьеров я обогатительных фабрик» (СН 172-60) и таблицы 1 настоящих Указаний.

18

Таблица I

Санитарно-технические требования к помещениям» размещаемым в башне» и указания по их освещению

19.
I :	2	: 3……………..: *	: 5 : 6:7:8
б*Шахтная поверхностная электро-подстанция	искусственное	отопление не требу ехоя + 5	искусст- нет. нет не более венная 60

Примечание: 1*0свещение и сантехнические требования приняты при условии, что пребывание людей в помещениях временное*

2*В тех случаях, когда необходимо постоянное присутствие обслуживающего персонала (операторы по обмену вагонеток, машинисты подъемов), пульты управления следует размешать в специальных кабинах с местным электрическим отоплением*

3*Для обеспечения температуры + 5°0, для рабочих ремонтной смены, в праздничные и выходные дни необходимо предусматривать дежурное водяное отопление*

^Помещения, которые не предназначены для установки какого-либо оборудования, а также помещения, находящиеся под депрессией, не отапливать*

2

«Указания по строительному проектированию и расчету башенных железобетонных сооружений для многоканатных шахтных подъемов* разработаны лабораторией конструкций Донецкого научно-исследовательского института надшахтного строительства (ДонНИЙ) Академии строительства и архитектуры УССР (руководитель лаборатории и темы: А*А.Литвинов, исполнители — старшие научные сотрудники: Поверский А*С*, Нежурко И*Я* и Макаренко Л.П.) при участии сектора надшахтных зданий и сооружений ДонНИИ (к*т.н* Багмут С*И* и инж* Лавриненко В*В., а также проектного института Донгипроиахт (хнЖо Яренко В*А* и Левин В*Н.)₉ Донецкого политехнического института (к*т*н* Слипчешсо Ф*И*, инж» Грибиниченко В,ф* и Гавев-ко В*М*) и ОКБ завода им* 15-летия ДКСМУ (к*т«я* Найдешсо И*С*)*

При составлении* Указаний использованы материалы отраслевых проектных институтов, результаты научно-исследовательских работ ДонНИИ надшахтного строительства, Свердловского горного института. Донецкого политехнического института и ЦНИИСК АСиА СССР, нормативные и инструктивные документы, отечественные и зарубежные литературные источники, а также замечания многих проектных,научно-исследовательских и учебных институтов, строительных, монтажных, эксплуатационных и других отраслевых организаций*

Дальнейиие научно-теоретические и экспериментальные исследования, передовой опыт проектирования и практика использования Указаний дадут новый богаенй материал для их пересмотра, совершенствования и подготовки второго издания в ближайшие года*

поэтому просим все научно-исследовательские, прбЯстине и учебные институты и специализированные строительно-монтажные организации систематически направлять относящиеся к Указаниям новые материалы я замечания дли обогащения ж жспользодаг нин по адресу: г.Донецк, Университетская, 122, ДонНИИ, лаборатория конструкций*

20.

51, Для проветривания помещений, имеющих оборудование со значительными рабочими тепловыделениями, предусматривав вытяжные установки» работающе в летнее время.

52. Рекомендуется использовать воздух» охлаждающий электрооборудование _г для компенсации вытяжки в помещениях технологического комплекса, примыкающих к башням.

55. Каждая башня должна иметь удобно расположенный санузел» оборудованный унитазом з умывальником.

56. Прм плоском покрытии башен следует устраивать внутренний ливнеотвод совмещаемый со стояком фекальной канализации; при скатных покрытиях можно ограничиться неорганизованным стоком.

55,Устройство противопожарного водопровода предусматривать

в соответствии со СЕнП П-А.5-62 и “Указаниями по применению противопожарных норм строитель?^го проектирования наземных зданий и сооружений шахт в карьеров угольной промышленности¹¹ (ОН 57-60).

Зб.Ероеш в перекрытиях да электросиловых коммуникаций располагать по одс’-й вертикали и предусматривать съемное сетчатое

их ограждение.

5?*На башнях необходимо предусматривать сигнальное устройство» согласно “Инструкции по оветоограждению и маркировке препятствий яа территории ССОР в целях обеспечения безопасности полетов»’ (Ш 58-1).

58*Бааня должна иметь молниеотвод.

1* РАСЧЕТ БАШЕННЫХ С00ШЕКМ2 И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ

I. Основные указания

55,Расчет башен и ее элементов производить по следующим . предельным состояниям:

а)для всей башни — первое предельное ;?сяние (устой-чи-вооть положения против опрокидывания и ско;*^ . л* по грунту под влиянием расчетных горизонтальных и вертикаль.-* статических ж динамических усилий, с учетом деформации грунта основания ь ре-

з

СОДЕРЖАНИЕ

ШИНЯТЫЕ ОСНОВНЫЕ БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ………

ЬОЩЙЕ ПОЛОЖЕНИЯ………………………….

П.ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАШЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ…………

I. Объемно-шганировочные решения.

2*Конструктивные решения………………..

З.Инженерные и санитарно-техни ческие системы…••••••••••*•………………..

Ш. РАСЧЕТ БАШЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ…..

I.Основные указания…………………….

2*Нагрузки и их сочетания……………….

3*Статический расчет.*…*…..*…………

а) раочет конструкций машинного зала

и перекрытий*………… *…..

б) расчет на ветровую нагрузку*………….

в) сборные тонкостенные башни****.*.«••••••*

г) расчет стен и каркаса башен на общую

и местную устойчивость формы*.**………

д) расчет станка*…*.»*••*••*•••»•••*******

е) расчет на то типе напряжения у проемов*

ж) расчет оснований и фундаментов*…*.*….

з) расчет башен на устойчивость положения* ••

4*Динаиический расчет.*………………….

а) обвде указания……….*****…………

б) определенхе частот собственных

горизонтальных колебаний**•••*•……….

в) расчет на вынужденные колебания.*……..

S6

Приложения?

1*3адания на строительное проектирование*.

П*Р$кохс»щяр9не способ ограничения вредного важшия горных выработок на соору-

2гая миогоканатных подъемов до допусти-х пределов……….*………………

fi*Таблица значений коэффициентов K_Cl

1У.Прю»врн рас 48 те»:

к

стр<

I. Рас чет прямоугольной в плане башни (с несущими стенами).».

8/

2.Расчет прямоугольной г плане башни (каркасное решение)..»»»……….

9Y

3.Определение местных напряжений у проемов»««••••*•»•………..

№

^•Динамический расчет перекрытия машинного зала……….. …»………. /08

5»Динамичвский расчет башни на вынужденные колебания» ……………. //У

S’

ПРИНЯТЫЕ ОСНОВНЫЕ БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

М^н и М — нормативный и расчетный изгибающие моменты от статической нагрузки, нм, (кн. н. Мни);

М^н и Ы — нормативное и расчетное продольное усилие от статической нагрузки, н,(кн,Мн) ;

Q^H и Л — нормативная и расчетная поперечные силы ^и от статической нагрузки, н, (кн, Мн);

П_л — амплитуда поперечной силы от расчетной динамической нагрузки , н, (кн, Мн);

G_e — сила собственного веса, сосредоточенный груз, н, (кн, Мн);

— равномерно-распределенная нагрузка, ——,

<з.$*    *

Р — временная сосредоточенная нагрузка, н, (кн, Мн);

Ru RL- нормативная и расчетная амплитуды дина-^ мической силы, н, (кн, Мн);

Z — сила инерции, н, (кн, Мн);

Ш — сосредоточенная масса, кг, (Мг);

^ — ускорение силы тяжести, м/сек2;

Е — модуль упругости, н/ы², (кн/и², Мн/М²)$

G — модуль сдвига, н/ы², (кн/м2, Мн/м2);

М₀ — амплитуда изгибающего момента от расчетной динамической нагрузки,н,

(кн, Мн);

расчетное сопротк 1ение бетона на осевое ^г сжатие (призменная про ^тость), н/м2,

(кн/м2, Мн/м2);

R_a — расчетное сопротивление арматуры на сжатие, н/м2, ( кн Мн ).

2*2» м м

6 — напряжение в бетоне* н/м2» (

3 — момент инерции» к*;

Ju> — секторяальный момент инерции,и⁶;

М*, — крутящий момент, нм, (кнм* Мни);

5ш — изгибно-крутильный бнмбмент, ни2 (кии2); W — момент соцротивгеиия» м³;

F — площадь сечения» И²;

5 — толщина стенхи, и, (см);

П — высота, с соответствующими индексами обозначает различные высоты надземной части баини, м;

ux -.tCLr круговые ^ частоты собственных колебаний (число ^{f х} колебаний в 2JГ сек), рад/сек;

0 — круговая частота вынукденннх колебаний,

рад/сек;

а

У — статическое перемещение» м, (си, ми);

динамического &ереиещешш,м,

7.

УСЛОВНЫЕ БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ПРИ РАСЧЕТЕ ТОНКОСТЕННЫХ БАШКИ

Qi — сторона панели стены вдоль образующей; также сторона оечения прямоугольной банка, к;

В, — сторона оечення прямоугольной в шшве бамии, а «ши д лим Дуга но которой очерчена панель стога круглой в плане бажнн, и;

R — радиус этой дуга, и;

S — линейная координата, отсчитываемая вдоль средней срединной ливни сечения, м;

Z — то хе, отсчитываемая вдоль образующей,к; Sit — периметр срединной линия оечения, м;

Q_s— расстояние между продольными ребрами жесткости, м;

/Г—³ГШ* приведенная толщина в кольцевом ч Q. направления с тента усиленной кольцевыми ребрами, М;

средний радиус сечения, м;

С; — координата приложения к баяне крутящего момента, м;

d.=-j~ — отвосмтельная координата точки на меридиане;

£ — то же,на кольцевом сечении;

(О — секториальная координата точек сечения, м2;

(*)к- удвоенная площадь, ограниченная срединной линией оечения, м2;

Л

СО *0>- j»S- обобщенная векториальная координата, или

главная векториальная площадь (для замкнутых сечений), м2;

D = i-^r ; К=- коэффициент теории, тонкостен-³Р’ V Е1« ных стержней; 3_А= toV

^(д=(6(В $S — обобщенный сехторнальный иомен#°Т ■>s    инерции (для замкнутых сечений),к*;

3f> — полярный момент инерции, н*;

3s — момент инерции таврового сечения, состоящего яз поперечного оечения кольцевого ребра и =»нн башни ииряяой Q_s , и⁴;

8

(эк — продольное сжимащее напряжение в

стенках бавнн, н/и2, хн/м* (кг/см2);

С>а» — нормальное критическое напряженке для пластин заданных размеров н граничных условий при совместном действии сжатия м сдвига _t н/м2, кн/м2 (кг/см2);

ГЪ — номер числа ряда Фурье.

: Государственный : Комитет Совета :Министров СССР :по дедам строительства

:

СН ! 00-63 :

Указаияд до строительному проектировав ним и расчету башенных железобетонных сооружений для много-канатных шахтных подъемов

I* ОБЩЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1*Настоящие Указания включают требования специфические для строительного проектирования я расчета баненных железобетонных сооружений для многоканатных шахтных подъемов*

2*Банни многоканатных подъемов выполняют функция надшахтных копров, помещений для подъемных машин, технологических комплексов главного или вспомогательного стволов м могут эффективно использоваться, в зависимости от конкретных условий, для размещения в них устройств ж оборудования иахтной поверхности различного назначения*

З.По высоте башни состоят из трех зов, характеризуемых технологическим назначением:

первая сверху — помещения для подъемных намин;

вторая    —    помещения    технологического    комплекса

(приемка, аккумуляция м обработка ископаемого);

третья    —    помещения    для    смены    подъемных    сосудов

при наличии свободных площадей — для размещения в них устройств и оборудования шахтной поверхности различного назначения*

Утверждены:

тельства

                    В. ф. ПАВЛОВСКИЙ
И. II. КО ИДРА

СТАЛЬНЫЕ
БАШНИ
(ПРОЕКТИРОВАНИЕ
И МОНТАЖ)
В. Ф. ПАВЛОВСКИЙ
М. П. КОНДРЛ
СТАЛЬНЫЕ
БАШНИ
(ПРОЕКТИРОВАНИЕ
И МОНТАЖ)
НИК В ЕУ.ЦИМЫШК ЮТ
ББК 38.728
6С4.3
П12
УДК 693.814.1
Стальные башни (проектирование и монтаж).
Павловский В. Ф., Кондра М. П. К., Будтельпик,
1979, 200 с.
В книге изложены вопросы проектирования и ор-
ганизации работ при монтаже стальных башен с раз-
личными параметрами. Описаны конструктивные ре-
шения широко применяемых башен, схемы и типы уз-
лов башенных конструкций. Приведены основные
формулы расчета, определение оптимальных парамет-
ров решетчатых башен, различные способы монтажа
и эффективность их применения, особенности форми-
рования нагрузок согласно требованиям СНиП. Да-
ны рекомендации по выбору способа монтажа, ос-
настки и оборудования в зависимости от парамет-
ров башен и местных условий.
Нормативные материалы приведены по состоя-
нию на 1 ноября 1978 г.
Книга рассчитана на инженерно-технических ра-
ботников проектных и строительно-монтажных орга-
низаций.
Ил. 82. Табл. 18. Библногр. список: с. 198.
Рецензент В. В. Шахов
Редакция литературы по специальным и монтаж-
ным работам в строительстве
Заведующая редакцией 3. //. Конеева
30204-121
М203(04).7<)25-79 3202000000
© Издательство «Буд1Вельник»: 1979
Решениями XXV съезда КПСС предусмотрено дальнейшее
развитие всех отраслей народного хозяйства на основе ускорен-
ного технического прогресса. Для развития экономики всей стра-
ны особое значение имеет повышение эффективности работы
ведущих отраслей промышленности, в том числе металлургиче-
ской, химической, нефтеперерабатывающей и др.
Дальнейшая интенсификация ряда технологических процес-
сов, необходимость создания благоприятного микроклимата в
пределах производственных комплексов, повышенные требова-
ния к охране окружающей среды привели к увеличению высоты
и количества башенных сооружений на многих крупных промы-
шленных предприятиях. За последние годы также значительно
увеличилось количество и высота башенных сооружений для свя-
зи, радио и телевидения. Многие башни наряду с их основным
назначением используются метеослужбой, а также выполняют
другие функции.
По назначению стальные башни можно классифицировать
следующим образом: опоры для телевизионных центров, радио-
вещательных станций, радиорелейных линий связи, сложных
антенных систем, линий электропередач, прожекторные опоры,
опоры для газоотводящих стволов различных промышленных
производств, переходные опоры для трубопроводов над естествен-
ными препятствиями (например реки, овраги и т. п.), опоры ка-
натных дорог, многоцелевого назначения и др.
Такой неполный перечень использования стальных башен по
их функциональному назначению подтверждает широкое исполь-
зование этого вида инженерных сооружений.
В СССР первой высокой металлической опорой была башня
Шухова В. Г. высотой 150 м (затем она была надстроена до
165 м), смонтированная в 1921 г. В течение 1924—1926 гг. были
изготовлены и смонтированы металлические башни треугольной
1*
3
формы в плане для первой в СССР радиотелеграфной коротко-
волновой линии связи Москва—Ташкент.
С 1935 г. в нашей стране началось массовое строительство
металлических башен высотой 100 м для радиоцентров. Элемен-
ты этих башен выполнялись из уголковых профилей.
В 1942 г. в г. Куйбышеве была смонтирована первая башня
из трубчатых профилей высотой 205 м. Использование для конст-
руктивных элементов башен труб оптимальных диаметров, соот-
ветствующих минимальным значениям аэродинамического коэф-
фициента, позволило добиться значительного снижения массы
таких сооружений. Это положило начало массовому использо-
ванию труб при проектировании и возведении башен различ-
ного назначения.
В настоящее время в стране ежегодно возводят десятки вы-
соких башен различного назначения и сотни башенных сооруже-
ний малой высоты.
Накопленный опыт в этой области проектными, технологиче-
скими и монтажными организациями недостаточно обобщен и
мало освещен в печати. Публикуемые в периодической печати
отдельные статьи и сообщения также не могут решить эту за-
дачу.
Настоящая работа является попыткой авторов систематизи-
ровать и обобщить имеющийся материал по вопросам проекти-
рования и монтажа стальных башен. Авторы не претендуют на
полноту освещения и заранее благодарны всем читателям, кото-
рые выскажут свои замечания и предложения по улучшению
книги.
В книге использованы материалы ГПИ Укрпроектсталькон-
струкция, института Промстальконструкция Мипмонтажспец-
строя СССР, УкрПКТИмонтажспецстрой Минмонтажспецстроя
УССР, а также ряда монтажных организаций.
Раздел «Проектирование стальных башен» написан канд.
техп. наук М. П. Кондрой, «Монтаж стальных башен» — лауреа-
том Государственной премии УССР инж. В. Ф. Павловским.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ БАШЕН
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
И НАЗНАЧЕНИЕ БАШЕН
По конструктивным особенностям башни относятся к слож-
ным инженерным сооружениям. Эти особенности обусловлены
функциональным назначением башен и характером силовых воз-
действий, которые испытывают, опоры в процессе эксплуатации.
Свободно стоящая конструкция, консольно защемленная в осно-
вании, не требующая каких-либо оттяжек для обеспечения вер-
тикального положения, может быть разной высоты, иногда до-
стигает нескольких сотен метров.
Башенные сооружения отличаются от зданий и промышлен-
ных сооружений обычного типа:
большой высотой конструкций, намного превышающей раз-
меры поперечного сечения и основания в плане;
незначительной массой технологического оборудования по
сравнению с собственной массой конструкций;
второстепенным значением собственной массы конструкций
и массы технологического оборудования как расчетной нагрузки
ио сравнению с нагрузками от ветра.
Башни часто являются единственно приемлемыми конструк-
циями для решения конкретных технологических задач. Они име-
ют ряд преимуществ. Основные из них: меньшая площадь за-
стройки, отсутствие вант, расположенных над коммуникациями,
большая надежность при эксплуатации и др. Например, для стро-
ительства мачты высотой 200 м площадь застройки составляет
около 3 га, в то время как для башен такой же высоты достаточ-
но всего 0,15 га. Поэтому в условиях застройки, например, па
территории действующего предприятия, выбор площадки строи-
тельства для башен не представляет особых трудностей.
Конструкция башни удобна для строительства в горных усло-
виях при затруднении размещения фундаментов для оттяжек
мачт. Значительно легче построить башню на подрабатываемых
территориях (учитывая возможные смещения фундаментов).
Иногда конструкция башни предпочтительна из-за технических
трудностей выполнения оттяжек и др.
Башни есть решетчатые и сплошностенчатые. Решетчатые
башни состоят из пирамидальных и призматических секций с сов-
мещенными основаниями. Чаще всего они имеют в плане трех-
или четырехгранное сечение. Уникальные башни больших высот
5
проектируют с шести- или восьмигранным сечением или другой
формы (несимметричные, в виде канделябра или портала и др,).
Естественной формой башни является сужающаяся к верху.
Решетчатые башни выполняют, как правило, из трубчатых
элементов. Иногда из-за дефицитности труб башни проектируют
из уголков, двутавров, швеллеров, а также составных сварных
сечений (крест из листа, сварной двутавр и др.). Башни обору-
дуют площадками, в некоторых случаях — шахтой лифта, кото-
рая в несимметричных башнях может быть совмещена с одним
из поясов. Пояса башни опираются на отдельно стоящие желе-
зобетонные фундаменты, работающие как на сжимающее, так и
на вырывающее усилия и на поперечную силу.
В конструкции башни в местах соединения поясов предусмат-
ривают детали для закрепления монтажных механизмов. Мон-
тажные элементы, их форму и размеры выбирают, исходя из ус-
ловий изготовления, транспортировки и монтажа.
.Сплошностенчатые башни выполняют в виде стальных оболо-
чек из цилиндрических и конических участков. Башни могут
иметь плавное изменение очертаний при непрерывном сужении
к вершине. Оболочка в местах изломов подкрепляется кольце-
выми ребрами. Применяются конструкции с продольными
(стрингеры) и поперечными (шпангоуты) ребрами, приваренны-
ми к стальной оболочке. Башню устанавливают на кольцевой
фундамент. Одной из разновидностей сплошностенчатой башни
является цилиндрическая оболочка с подкосами и подпорками.
Иногда к решетчатой конструкции башни прикрепляется сплош-
ная обшивка, выполняющая только ограждающие функции.
Конструкция башни является более удобной для установки и
эксплуатации технологического оборудования, а также для об-
служивания самой конструкции сооружения, так как отпадает
необходимость периодической регулировки и замены оттяжек.
При выборе башенной конструкции следует учитывать и эстети-
ческий фактор, особенно при строительстве в больших городах.
Башни различной конструкции в зависимости от их технологи-
ческого назначения показаны на рис. 1.
Наиболее широко башенные сооружения применяются в свя-
зи. Необходимость строить высотные сооружения для антенных
устройств появилась после изобретения радио. Высота антенных
опор постепенно увеличивалась, соответственно повышалась и
технологическая нагрузка. В настоящее время высота отдельных
башен радиотелевизионных центров достигает более полукило-
метра. Такие башни являются уникальными опорами, предназ-
наченными для оборудования крупнейших телецентров (рис. 2).
Башни бывают металлические, железобетонные и комбинирован-
ные (например, башня Останкинского телецентра).
Из башен объектов связи больше всего насыщены оборудо-
ванием башни радиотелевизионных станций. Их конструкция
связана с некоторыми ограничениями. Например, на башне мо-
6
гут быть установлены телевизионные панельные антенны I—IV
диапазонов, антенны УКВ ЧМ вещания, рупорно-параболические
антенны и др. Панельные (телевизионные) антенны необходимо
располагать на призме размером 2,5x2,5, а антенны УКВ ЧМ —
4,0X4,0 м. Верхняя часть башни, па которой размещены антен-
ны, представляет собой призматические четырехгранные участки
(рис. 3, а). Возможны и другие решения при некотором услож-
нении схемы и узлов башни. Призматический четырехгранный
участок с базой 2,5X2,5 м из прокатываемых сечений труб мож-
но выполнить ограниченной длины (—60 м). Например, башня
РТС, построенная в г. Жданове, и башня на горе Толстая возле
г. Хуст.
С развитием телевизионных центров появилась необходи-
мость в наборе антенн с длинами участков 80—100 м. В таких
случаях необходимо проектировать башню со шпренгелем в верх-
ней части (рис. 3, б). Наверху башни устанавливают участок
мачты и горизонтальные реи, а оттяжки закрепляют непосред-
ственно к башне.
Для установки антенн РРЛ и ПТС должны быть предусмот-
рены специальные площадки, а для крепления волноводов —
вертикальный элемент между площадками.
Если размеры базы в месте расположения телевизионных ан-
тенн ограничены требованиями технологии, то установка на
башне остронаправленных антенн для радиорелейной связи тре-
бует дополнительных проверок по деформативности, что уста-
навливают технологи. Эти мероприятия обычно заключаются в
Рис. 1. Типы башен;
а — башня для антенн СГД (Я*-124.7 м); б — башня тру ба (/7 = 150 м): в —башня
для антенн «Алтай» (Я —110 м); г — опора РТС (// = 100 м); (? —радио-
релейная опора (/7=120 м)-
ЛЯ
500
Рис. 2. Уникальные радиотелевизионные башни (высота дана в м):
а — радиобашня Шухова в Москве; б —Эйфелева башня в Париже; а —- телевизион-
ная башня в Ленкнпраде; г — телевизионная башня в Токио; д —телевизионная баш-
ня в Киеве; е — телевизионная башня в Останкино (Москва),
Рис. 3. Схемы башен для РТС:
а — башня высотой 200 м; б — проект башни высотой 250 м.
ограничении угла поворота сечения башни в месте расположения
антенны при нагрузках с требуемой обеспеченностью.
На башнях РТС для обслуживания оборудования и самой
опоры устанавливают лифт. При разработке металлических кон-
струкций для него предусматривается шахта. Кроме того, уста-
навливают лестницу-стремянку с переходными площадками не
реже чем через 8 м для башен объектов связи и 12 м для ба-
шен-труб. Для окраски и осмотра башни, подъема и спуска ру-
порно-параболических антенн предусматривают специальные
блоки, а также блоки люлек верхолаза. Башни РТС с решетча-
тыми призмами для установки антенн с оборудованием приме-
няют для высот до 250 м и более. Техническое здание с аппара-
турой устанавливают у основания башни, рядом или внутри кон-
струкции башни.
Башни радиорелейных линий предназначены для установки
на них остронаправленных рупорно-параболических и параболи-
ческих антенн. При установке антенн наверху башни или же на
любой отметке между верхней площадкой башни и базой башню
целесообразно проектировать из трех частей: оголовок, призма-
тический вертикальный участок и база (см. рис. 1). Волноводы
и площадки крепят в промежутке между оголовком и базой.
Высота башни зависит от трассы и расстояния между опорами.
Для конструкции башни важным является ограничение по де-
формативности.
Как правило, на опоре верхней площадки башни предусмат-
ривают кран для установки и демонтажа антенн. Опоры такого
типа выполняют по типовому проекту ЦНИИПроектстальконст-
рукция. Опоры для установки параболических зеркал только на-
верху решают в виде пирамиды с целью уменьшения се массы
(см. рис. I).
Башни для подвески синфазных горизонтальных диапазон-
ных коротковолновых антенн нагружены проволочными антен-
ными сетями или системой жестких вибраторов и рефлектором.
Проволочные антенны закрепляют на башне при помощи си-
стемы, образующей вместе с антенной плоскую сеть, устанавли-
ваемую в вертикальной плоскости. Параллельно с антенной се-
тью устанавливают рефлектор. Настраиваемый рефлектор пов-
торяет сеть антенны. Апериодический рефлектор выполняется из
ряда натянутых биметаллических проводов с шагом 0,5—1,5 м
в зависимости от длины оптимальной волны.
Размеры антенн зависят от их структуры и оптимальной
(строительной) волны и могут достигать 150X100 м и более.
Наиболее часто применяется подвеска антенны с контурным ле-
ером (см. рис. 1). Антенное полотно закрепляется на башне через
специальные траверсы с жесткой или шарнирной подвеской. При
шарнирной подвеске устанавливается уравновешивающее полот-
но. Антенны размещают в различных комбинациях с углами пе-
релома в плане от 0 до 60° (рис. 4).
10
Рис. 4. Схема антенной цепочки антепп СГД 4/8 РА (подвеска антенных
сетей выполнена па шарнирных траверсах).
Подвеску сетей удобно выполнять па опоре в виде трех- или
четырехгранной башни пирамидального очертания без изломов
поясов. Необходимость подвески набора антенн (с разными раз-
мерами) к башне одной высоты требует установки диафрагм и
усиления решетки в уровне подвески антенного полотна с мень-
шими размерами. Для крепления рефлектора применяются спе-
циальные балки или контурные лееры. На новых объектах ан-
тенны СГД подвешивают на мачтовых системах, башни приме-
няют на реконструируемых объектах при отсутствии свободной
площади.
Для некоторых типов антенн наверху башни необходимо со-
здать круговую площадку для размещения стоек антенны. Баш-
ня в этом случае имеет вид канделябра (см. рис. 1). Примером
такой башни являются опоры для антенн типа «Алтай». На фор-
му башни ниже площадки технологические ограничения не вли-
яют, и ее можно выбирать из условий минимума расхода матери-
алов или стоимости, удобств изготовления и монтажа.
На многих объектах энергетических, химических и других
производств устанавливают вытяжные башни-трубы, предназна-
ченные для рассеивания вредных выбросов в воздухе. Они быва-
ют кирпичные и железобетонные, трубы, у которых железобетон-
ная оболочка поддерживает железобетонные или металлические
газоотводящие стволы, и стальные башни, поддерживающие
металлические, деревянные или пластмассовые газоотводящие
стволы.
И
В конструкциях таких башен можно выделить три основные
решения:
в виде сплошностенчатой свободностоящей несущей оболочки
с футеровкой внутри, снаружи или без нее;
в виде решетчатого несущего каркаса, поддерживающего
один или несколько газоотводящих стволов;
в виде стальной оболочки с подвешенными внутри ее газоот-
водящими стволами из коррозионно стойкого материала.
Наиболее широко применяются башни с решетчатым сталь-
ным каркасом, поддерживающим газоотводящие стволы. Несу-
щие функции выполняет стальной каркас, ствол является техно-
логическим оборудованием. Форма (количество граней, очерта-
ния) каркаса башни зависит от основных технологических пара-
метров — высоты, количества поддерживаемых стволов, их
расположения по отношению к каркасу (внутри башни или ря-
дом с ее гранями).
Самой распространенной является башня с одним газоотво-
дящим стволом внутри стального каркаса.
В практике проектирования чаще всего применяются газоот-
водящие стволы диаметрами 0,6—7,2 м с градацией через каж-
дые 0,6 м и других диаметров (например, при проектировании
серии унифицированных башен для химической промышленности
диаметрами 2,0; 2,4; 2,8; 3,4; 3,8 мм и высотой 100, 120. 150 и
180 м).
При проектировании башен-труб и вытяжных башен следует
руководствоваться требованиями СНиП П-91-77, башен объек-
тов связи — СН 376-67, а также учитывать правила маркировки
и светоограждения.
Перечень башен различного назначения не ограничивается
приведенными примерами. Однако следует отметить, что прин-
ципы конструирования и расчетов всех этих башен аналогичны.
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ
БАШЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Условия, в которых эксплуатируется башня (переменный ха-
рактер ветровой нагрузки, сильно зависящей от формы сооруже-
ния, незащищенность от температурных воздействий и т. п.),
требуют при проектировании экономичной и надежной ее конст-
рукции, применения профилей с минимальными коэффициентами
лобового сопротивления и сталей с гарантированными химиче-
скими и механическими свойствами.
Для районов с расчетной температурой выше — 40°С несущие
элементы башпи (пояса, раскосы, распорки и т. п.) выполняют,
как правило, из горячедеформированных стальных труб. Сорта-
мент труб — по ГОСТ 8732-70 *, технические требования — по
ГОСТ 8731-74*, группы В или Г из стали марки сталь 20 — по
ГОСТ 1050-74. Для более низких температур применяют трубы
12
из стали 09Г2С. Электросварные трубы применяют по ГОСТ
10704-63 из стали марки сталь 20 по ГОСТ 1050-74 или В Ст
Зсп5 по ГОСТ 380-71, Из-за трудностей поставки небольших пар-
тий труб из стали марки В Ст Зсп5 (основная масса труб идет из
стали В Ст Зсп2 при максимальной толщине 16 мм) трубы диа-
метром свыше 630 мм изготавливают для башен путем вальцов-
ки их из листового проката непосредственно на заводе-изготови-
теле металлоконструкций. В этом случае может быть применена
листовая сталь с необходимыми гарантиями (В Ст Зсп5 по ГОСТ
380-71, 09Г2С или 10Г2С1 по ГОСТ 19282-73 требуемых катего-
рий и т, п.). Сортамент в этом случае рекомендуется принимать
по ГОСТ 10704-63.
При изготовлении несущих элементов башни из толстолисто-
вого сортового или фасонного проката применяют стали марок,
плавок и категорий, рекомендуемые для конструкций групп от
I до III включительно (табл. 50 приложения 1 СНиП П-В.3-72).
Чаше всего это малоуглеродистая сталь марки В Ст Зсп5 по
ГОСТ 380-71 и низколегированные стали 09Г2С, 10Г2С1 и
15ХСНД по ГОСТ 19281-73 и 19282-73. При применении стали
10Г2С1 оговаривают полистовой контроль качества механиче-
ских свойств.
Для второстепенных (нснесуших) элементов башен (лестни-
цы, площадки, перила и т. п.) принимают стали марок, плавок
и категорий, применяемых для конструкций VI группы. Обычно
используют сталь марок В Ст Зкп2 для температур выше — 40°С
и В Ст Зсп5— ниже —40°С.
Для сварки труб применяют стальную проволоку, флюсы и
другие присадочные материалы, обеспечивающие равнопроч-
ностъ швов основному металлу при сварке встык. При примене-
нии канатов в качестве раскосов башен используют канаты спи-
рального типа с жестким сердечником по ГОСТ 3068-55 и кана-
ты закрытого типа по ГОСТ 3636-55. Для заделки канатов во
втулках применяют цинковый сплав ЦАМ9-1.55 по ГОСТ 7117-62.
Для газоотводящих стволов применяют малоуглеродистые и ле-
гированные стали. Выбор их решается отдельно в каждом кон-
кретном случае в зависимости от агрессивности отводимых газов.
Как правило, это решают проектировщики металлоконструкций
совместно со специализированными организациями [6].
Для болтовых соединений, работающих на срез или неболь-
шие растягивающие усилия, применяют болты нормальной точ-
ности из стали марки сталь 20 по ГОСТ 1050-74 или В Ст 3 по
ГОСТ 380-71 с техническими требованиями по классу 4.6 ГОСТ
1759-70. При значительных растягивающих усилиях с целью со-
здания компактных узлов соединения рекомендуется применять
болты из сталей марки 35Х или 40Х и других, удовлетворяющих
требованиям класса 8.8 или 10.9 технических требований ГОСТ
1759-70. Гайки в таких случаях применяют из стали марки 35 по
ГОСТ 1050-74. В зависимости от температуры эксплуатации
13
башни болты должны удовлетворять требованиям ударной вяз-
кости (при —20°С для класса 4.6 и при —40°С для класса 8.8)
не ниже 3 кгс-м/см2.
При выборе материалов для грунтовки и окраски металличе-
ских конструкций башен следует руководствоваться СН 376-67 и
СНиП П-28-73.
СХЕМЫ И УЗЛЫ БАШЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
СХЕМЫ
В техническом задании заказчика определяются регламенти-
рованные СНиП районы и условия строительства, высоты (мес-
та) установки технологического оборудования, условия монта-
жа, транспортировки и другие специальные требования, предъяв-
ляемые к металлическим конструкциям башни. Конструкция
башни, ее схема и узлы принимаются па основе опыта проекти-
рования, проработки различных вариантов схем и узлов конст-
рукций, специальных расчетов, обосновывающих выбор опти-
мальных соотношений.
Самой распространенной является конструкция башни, гео-
метрическая схема которой вписывается в фигуру, образованную
вращением ломаной линии вокруг вертикальной оси. В любом
сечении лежит правильный многоугольник. Башня состоит из
пирамидальных или призматических секций с совмещенными
основаниями. Основные элементы башни — это пояса, оси кото-
рых совпадают с ребрами секций; раскосы и распорки, располо-
женные в их гранях. В некоторых сечениях устанавливают жест-
кие диски-диафрагмы, препятствующие изменению формы попе-
речного сечения. Башня такой конструкции может иметь три,
четыре, шесть, восемь и более граней. В практике применяются
различные типы решеток (рис. 5).
Раскосная (рис. 5 а) и треугольная (рис. 5, б) решетки сос-
тавлены из элементов, работающих как на сжимающее, так и на
растягивающее усилия. Площадь сечения элементов подбирает-
ся по усилию сжатия. Эти решетки имеют относительно меньшее
число элементов и простые узлы их сопряжения. Они удобны
для изготовления и монтажа, однако раскосная и треугольная
решетки применяются при небольших параметрах панелей (по
отношению к поперечному размеру сечения элемента), чтобы
исключить потерю в массе раскосов и распорок из-за ограниче-
ний их гибкости.
Крестовая решетка (рис. 5, в, д) в башнях, как правило, при-
меняется с раскосами, выключающимися из работы при сжатии
и работающими только на растяжение. При этом в распорке,
соединяющей узлы пересечения раскосов с поясами, возникает
только сжимающее усилие. Вспомогательная распорка в решет-
ке служит для развязки свободной длины пояса. Площадь ее
14
сечения и диаметр подбирают из условия допускаемой гибкости.
Структура крестовой решетки допускает предварительное напря-
жение ее элементов. По сравнению с раскосной и треугольной
она имеет более сложные узлы.
В ромбической решетке основные распорки отсутствуют, а
раскосы работают как сжато-растянутые (рис. 5, г, е). Как и у
крестовой решетки, дополнительная распорка служит для раз-
вязки свободной длины пояса.
Полураскосная решетка также составлена из элементов, ра-
ботающих как сжато-растянутые в зависимости от направления
нагрузки (рис. 5, iwc). Площадь сечения элементов подбирают по
сжимающему усилию.
При строительстве башен высотой до 200 м чаще всего приме-
няют крестовую и ромбическую решетки. Они очень отличаются
одна от другой характером работы. При равных условиях (оди-
наковы величина поперечной силы, размеры панелей, тип сече-
ния элементов поясов и т. п.) площадь сечений в раскосах ром-
бической решетки подбирается на усилие примерно в два раза
меньшее, чем в раскосах крестовой. Это обстоятельство часто
ставит ромбическую решетку в более выгодное положение по
сравнению с крестовой. Объем раскосов в ромбической решетке
меньше, чем в крестовой — при коэффициенте продольного из-
гиба раскоса, большем 0,45 — при условии полного использова-
ния несущей способности раскоса. Кроме того, в ромбической
решетке отсутствует основная распорка.
о	6	6	г
Рис. 5. Типы решеток стальных башен:
d раскосная: б—треугольная; а» д — крестовая; а, е — ромбическая; ж —полурас-
косная.
15
Полураскосная решетка применяется реже, в основном в слу-
чаях, когда на площадках расположено тяжелое оборудование и
при повышенных требованиях к деформативности башни. Она
отличается относительной простотой узлов по сравнению с дру-
гими типами решеток. Однако эта решетка при обычных усло-
виях имеет больший относительный вес, чем крестовая.
При отсутствии ограничений на геометрические. параметры
башни и возможности выполнить основные элементы башни из
поставляемого промышленностью сортамента предпочтение от:
дают башням с минимальным числом граней. Опыт показал, что
масса башни зависит от количества граней. Например, при пере-
ходе от трехгранной башни к четырехгранной масса ее увеличи-
вается на 10, а к шестигранной — на 21%. Приращение массы
происходит за счет увеличения конструктивного коэффициента
и относительного периметра сечения башни [5].
Кроме увеличения массы при переходе к башне с большим
количеством граней резко увеличивается количество монтажных
элементов как несущих, так и вспомогательных, а вместе с тем
и трудоемкость изготовления и монтажа. Например, разница в
количестве основных элементов для трех- и четырехгранной баш-
ни может составлять 35% и более.
По очертаниям башни, симметричные относительно оси, вы-
полняются призматической или пирамидальной формы без изло-
мов поясов или же имеют один, два и несколько изломов. Встре-
чаются конструкции с перепадом сечения башни. Башни призма-
тической формы применяют для небольших высот (до 40 м),
пирамидальной — для больших (180 м и более). В башнях пира-
мидальной формы без изломов поясов можно применить одно-
типные решения поясов по всей ее длине, в то время как в баш-
нях с изломами обычно приходится на них выполнять нестан-
дартные стыковые элементы. За счет изломов поясов форму баш-
ни стремятся приблизить к такой, которая следует за эпюрой
моментов от ветровой нагрузки.
Отношение ширины основания к высоте башни колеблется
в пределах 1 :8—1 :20 и зависит от многих факторов, прежде
всего от величины нагрузки и сортамента профилей, применяе-
мых для наиболее нагруженных элементов башни — поясов.
Пирамидальные башни с отношением ширины к высоте около
10 и более и высотой 80—150 м выполняют с крестовой решеткой
(см, рис. 5) с раскосами, выключающимися при сжатии, или с
предварительным напряжением. При меньших отношениях ши-
рины к высоте наряду с крестовой (растянутой) применяются
другие типы решеток, например ромбическая -— для четырехгран-
пых башен-труб и радиорелейных опор. Монтаж башен само-
подъемным краном обусловил восьмиметровый шаг панели. При
разбивке, когда модуль принимается по оси башни, пояса башен
получаются с разными длинами при разных уклонах. Шаг пане-
лей башен для антенн СГД принят 7,5 м. В башнях-трубах по
Рис. 6. Башни для антенн СГД РА (унификация типоразмеров схемы).
типовому проекту принимался переменный шаг при постоянном:
уклоне раскосов.
Распространенным приемом построения типоразмеров ба-
шен пирамидальной формы является образование башни мень-
шей высоты путем отсечения нижнего участка самой высокой
башни (рис. 6). На таком примере построены башни для антенн
СГД и др.
Для башен радиорелейных линий, некоторых типов башен-
труб, имеющих вверху участок с параллельными поясами значи-
тельной длины, башни меньших высот получают путем исклю-
чения секций на участке с параллельными поясами (рис. 7).
Принцип геометрического подобия применяют реже, потому
что в таких случаях трудно увязать размеры башни с модулем
разбивки ее по высоте, однако использование его позволяет мак-
симально унифицировать детали, так как углы наклона элемен-
тов башни сохраняются. Построение башен разных высот на
основе модульной схемы показано на рис. 8. Башни образуют
вырезанием подходящих участков. Из общей^т^гфжцрованной
схемы можно выделить участки с оптим^лйДыми эч^тэтшями и
выдержать модуль разбивки башци,1У^Йысоте. ЭтотЧцл^м'ис-
пользуется и в зарубежной практике.,	“
17
ООООГ	00000/ =0000/*0f	1	m
Рис. 7. Построение схем унифицированных выхлопных башен-труб
(проект ГПИ Укрпроектстальконструкция).
Один из способов унификации заключается в следующем. Принимается
конструктивная схема башни, состоящая из пирамидальных и призматических
участков и специальных вставок между этими участками. Стыковые поверх-
ности вставок перпендикулярны к осям поясов примыкающих участков. В этом
случае башню можно набирать из однотипных поясов независимо от того,
какой уклон имеют оси участка конструкции, где расположен пояс* Принима-
ется ряд модульных схем с уклонами поясов, кратными друг другу (уклоны
1/п и ]/2п, где п близко к 10). За модульный размер для вертикального чле-
нения принимается геометрическая длина пояса, величина которой кратна
13500. Размер 13500 увязан с длиной железнодорожной платформы, а также
с модулем вертикального членения мачт по высоте. Модульные схемы из пи-
рамидальных и призматических секций даны на рис. 9, а варианты построения
башен по этим схемам — на рис. 10. Применение кратных уклонов позволяет
унифицировать длины распорок в секциях с разными уклонами. Кроме того,
из пространственных призматических секций можно выполнить элементы ба-
шен (пояса и распорки). Для башен любого назначения принимаются однотип-
ные элементы, обеспечивается взаимозаменяемость основных деталей, что в
итоге приводит к упрощению изготовления и монтажа.
Применение вставок решает также вопрос компоновки схемы, когда на
верху башни устанавливаются призматическая часть с перепадом сечения илн
мачта с реями.
Представляет интерес решение башни из унифицированных
элементов, принятое по французскому патенту (рис. И) *. Пре-
имущество такой схемы состоит в
однотипности элементов—башня со-
бирается из одинаковых треугольни-
ков. Примером башни с несиммет-
ричной схемой является опора Тби-
лисского телецентра высотой
274,50 м (рис. 12). В этой конструк-
ции совмещена идея использования
несущих и ограждающих функций
одного из ее поясов. Вертикальный
пояс, переходящий в антенну, слу-
жит шахтой лифтов и поддерживает-
ся наклонными трубчатыми поясами,
связанными с ним системой распо-
рок из труб и раскосов из высоко-
прочных канатов.
Две боковые грани башни обра-
зованы вертикальными, а третья —
наклонными плоскостями. Двугран-
ный угол между боковыми гранями
60°. Любое горизонтальное сечение
по нижней части башни — равно-
сторонний треугольник. На отм. 0,00
сторона его равна 60 м, на отм.
Рис. 8. Модульные схемы для
построения башен различных
высот.
151,00—3,2 м. В большинстве узлов
применены бесфасоночные примы-
кания.
* Патент № 1.175.912 Е 0 4.
19‘
Рис. 9. Модульные схемы для построения башен (буквами обозначены по-
перечные размеры панелей).
Башня Ереванского телецентра имеет симметричную струк-
туру (рис. 13). Отличительной особенностью ее является приня-
тая из-за больших усилий в поясах схема с пространственными
треугольными элементами из горячедеформированных труб.
Трехгранные секции поясов выполнены аналогично мачтовым.
Нижняя часть представляет трехгранную конструкцию, состав-
ленную из усеченных пирамид с совмещенными основаниями.
Основание внизу (на отм. 0,00) имеет сторону 60 м, а в верхней
части (на отм. 130,40) — 10 м. Распорки и раскосы выполнены
также из сквозных решетчатых элементов трехграпных и пло-
ских ферм.
20
Рис, 10. Схемы башен, построенных на основе модульных схем:
а — башня-труба; б—(радиорелейная опора; в — башня для антенн СГД;
г — башня для антенн «Алтай».
Башня Киевского телецентра — самая высокая стальная
башня в Советском Союзе (рис. 14). Схема башни была принята
из расчета монтажа методом подращивания и с этой целью раз-
делена на три части: базу, решетчатый призматический ствол и
шахту лифтов с антенной частью [23]. База башни представля-
ет собой решетчатую восьмигранную обойму, к которой закреп-
лены пространственные четырехгранные «ноги». Решетчатый
призматический ствол восьмигранного сечения с диаметром опи-
санной окружности 20 м защемляется в верхней части обоймы
базы. Верхняя часть несет каркас технического здания. Высота
панелей решетки ствола 8 м. Шахта лифтов опирается на фун-
даменты у основания башни и проходит внутри решетчатого
призматического ствола, а выше его переходит в антенную часть.
Шахта лифтов и антенная часть составлены из стальных цилин-
дрических оболочек. Дальнейшим совершенствованием описан-
21
Рис. 11. Схема баш-
ни, построенной из
равнобедренных тре-
угольников.
Рис. 12. Схема телевизионной баш-
ни в Тбилиси:
2—3 — участки ствола для антенн соот-
ветственно IV, III и II диапазонов; 4—
антенны УКВ ЧМ вещания: 5 — верх-
нее техническое здание; в — наклонные
пояса; 7 — нижнее техническое здание;
8 — вертикальный ствол, совмещенный
с шахтой лифтов и переходящий в ан-,
теяную часть.

Рис. 13. Схема телевизионной башни в Ереване:
1 — ствол для установки телевизионных антенн н УКВ ЧМ вещания; 2 — ствол
для установки антенн УКВ; 3 — техническое здание; 4 — пояс башни из про*
страчствениых секций; 5 — шахта лифтов.
ной схемы башни является схема, у которой решетчатый ствол
проходит до основания башни, а база башни своей обоймой ох-
ватывает ствол и связана с ним только относительно горизон-
тальных перемещений (рис. 15)*. Примером такого конструктив-
* Авторское свидетельство № 403835. — Бюллетень изобретений, 1973,
№ 43.
23
Рис. 15. Схема телевизион-
ной башни в Харькове:
1—3 — участка ствола для ан-
тенн соответственно IV. III и II
диапазонов; 4 — антенны УКВ
ЧМ вещания; 5 — метеорсм; 6 —
площадки для установки антенн
ПТС; 7 — то же антенн РПА;
8 — места установки местных
РРЛ.
Рис. 14. Схема телевизионной башни
в Киеве:
1—3 — участки ствола для антенн соответ-
ственно IV♦ 1П и П диапазонов; 4 — антен-
ны УКВ ЧМ вещания; 5 — участок ствола
для антенны I диапазона; б —решетчатый
участок ствола для антенн «Алтай»; 7 —
верхнее техническое здание; 8 — основной
ствол: 9 —нижнее техническое здание; 10—
база башки; II — шахта лифтов.
лого решения является проект башни Харьковского телецентра,
а также проект трехствольной башни-трубы высотой 320 м. Та-
кая конструкция башни удобна для монтажа, отличается более
надежной работой при просадках фундаментов, кроме того зна-
чительно упрощены соединения центрального ствола и базы.
ДИАФРАГМЫ
Для обеспечения неизменяемости поперечного сечения башни
по ее высоте через два-три поперечника, а иногда и чаще (через
одну панель) устраивают диски-диафрагмы. Для равномерной
передачи усилий по всем граням обязательной является установ-
ка диафрагмы в месте приложения силы и в местах изломов
поясов. Наиболее просты диафрагмы трехгранных башен, так
как трехгранный контур неизменяем. Это — дополнительное пре-
имущество трехгранных башен перед остальными.
Площадки обслуживания обычно совмещают с диафрагмами.
В современных конструкциях башен площадки выполняют от-
дельно, устанавливая затем на элементы диафрагм. Преимуще-
ство отдают стержневым диафрагмам с жесткими элементами
для трех- и четырехгранных башен. В восьми- и шестигранных
башнях применяют, кроме диафрагм из жестких элементов, лу-
чевые диафрагмы из листовых элементов с предварительным на-
пряжением.
Очень важно правильно разбить башню на отправочные эле-
менты. Если невозможно выполнить башню из пространствен-
ных габаритных секций полной заводской готовности (при раз-
мере нижнего основания более 2360 мм), ее проектируют из
отдельных элементов. Размеры и масса этих элементов опреде-
ляются прежде всего грузоподъемностью монтажных механиз-
мов и средствами транспортировки, В практике длину поясов
принимают 8, 10, 12 и 13,5 м. Длина раскосов и распорок не дол-
жна превышать 25 м. Масса элементов при монтаже подвесным
краном 4 т. Площадки проектируют готовыми габаритными мар-
ками шириной не более 3200 мм, длиной— 13,5 м (СН 376-67).
СЕЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ БАШЕН
Пояса башен выполняют из труб, одиночных уголков, состав-
ных сечений из уголков и сварных составных сечений из листа.
В практике можно встретить и другие типы сечений, например
труба в трубе, с соединением на концах крестовыми вставками.
Раскосы выполняют из труб, круглой стали, одиночных угол-
ков, крестовых и тавровых сечений из уголков, а также состав-
ных сечений из швеллеров. При относительно больших разме-
рах панелей применяются раскосы из канатов. Примером могут
служить конструкции башни Тбилисского телецентра и опоры
для релейного оборудования.
25
Распорки выполняют из труб, уголков, составных сечений из
уголков и швеллеров. При совмещении распорки с площадкой ее
выполняют из трубы, швеллера или двутавра.
Трубчатые сечения являются наиболее подходящими для сжа-
тых элементов башни прежде всего из-за минимальных значений
коэффициентов лобового сопротивления и эффективных геомет-
рических характеристик. Поэтому пояса, распорки и сжатые рас-
косы выполняют из труб. Раскосы, работающие только на растя-
жение (в схемах решетки вид, см. рис. 5), выполняют из круг-
лой стали, уголкового проката и канатов. При применении круг-
лой стали и канатов обязательным является предварительное
напряжение. Усилие предварительного напряжения должно со-
ставлять 50% расчетного усилия. Уголки в схеме с растянутыми
раскосами применяются без предварительного напряжения, но
с ограничениями по гибкости не более 350 (СНиП II-B.3-72),
При проектировании следует стремиться к применению мини-
мально необходимого количества профилей. Не рекомендуется
применение в одном проекте для одного типа элемента толщин,
отличающихся менее, чем на 2 мм (СН 376-67). Минимальная
толщина принимается для расчетных элементов конструкции не
менее 5, для нерасчетных — не менее 4 мм.
УЗЛЫ РЕШЕТЧАТЫХ БАШЕН
Основные узлы, от качества которых во многом зависят на-
дежность и удобство возведения конструкций башни,— это опор-
ный, узел примыкания раскосов и распорок к поясам и узел пе-
ресечения раскосов.
Опорные узлы.В опорном узле сходятся пояса и опорные рас-
косы. Как правило, в уровне фундаментов распорка отсутствует.
Узел нагружен сжимающим усилием и растягивающим, в поя-
се, достигающим 90% и более величины сжимающего усилия.
Усилие в раскосе колеблется в значительных пределах в зависи-
мости от величины поперечной нагрузки и структуры нижней па-
нели.
При конструировании узла, кроме обеспечения прочности са-
мого узла, необходимо обеспечить передачу усилий на фунда-
мент. Усилие сжатия передается на бетон плитой башмака, уси-
лие вырывания передается на болты или на специальные элемен-
ты закладной детали. Поперечная сила передается при малых
ее значениях непосредственно на болты. В случае относительно
больших значений поперечной силы для передачи ее на фунда-
мент предусматривается специальная закладная деталь, к кото-
рой через листовую вставку сваркой крепится плита башмака.
В практике проектирования и строительства применяется не-
сколько типов опорных узлов (табл. 1). Узлы 1 и 2 применяют
для башен с поясами из горячекатаных труб при относительно
небольших поперечных силах. Для пропуска болтов в башмаке
26
Таблица L Опорные узлы решетчатых башен
1. Опорный узел трубчатой башни
2. Опорный узел башни-трубы для
химического производства
3, Опорный узел башни-трубы с травер-
сами для анкерных болтов [6]
4. Опорный узел башни радиорелей
ной линии (с переходной деталью)
27
Продолжениетабл. 1
5.	Опорный узел с переходными деталя-
ми из уголков *
6.	Опорный узел башни с поясами из
уголков крестом [6]
7,	Опорный узел башни с поясами из
электросварных сечений
8.	Опорный узел башни с поясами из
одиночных уголков
• Авторское свидетельство № 468980. — Бюллетень изобретений, 1975, № 16.
28
сделаны увеличенные отверс-
тия (для того, чтобы выбрать
погрешности в расстоянии меж-
ду центрами закладных дета-
лей фундаментов). Для связи
болтов с плитой предусмат-
ривается дополнительная шай-
ба, перекрывающая увеличен-
ное отверстие, которая прива-
ривается к плите. Башмак че-
тырехгранных башен крепится
четырьмя или восемью болта-
ми, трехгранвых—чаще шес-
тью. Диаметры болтов дости-
гают иногда 100—120 мм.
В узле 2 предусмотрены до-
полнительные гайки под плитой
для выверки нижней панели
при монтаже. Окончательное
бетонирование фундамента
осуществляется после выверки
панели. Узлы 1 и 2 применяют-
ся в башлях для антенн СГД и
в башнях-трубах.
При больших поперечных
усилиях опорную плиту и верх-
ний обрез фундамента выпол-
няют перпендикулярно к оси
пояса. Иногда анкерные болты
опорных узлов закрепляют на
выносных траверсах (тип. 3).
Такой узел применяется в баш-
нях-трубах. Конструкция его
сложная. Опорный узел 4 при-
меняется в радиорелейных опор;
лей с болтами из круглой стали
Рис. 16. Закладная деталь для креп-
ления башмака пояса к фундаменту:
/ — листовая тяга, закрепленная между
наружным и внутренним кольцами обоймы
на сварке; 2 — гайка с контргайкой; 3 —
упорная шайба для передачи вырывающих
усилий со шпилек на обойму; 4 — шпиль-
ка; 5 — гайка для передачи усилий с баш-
мака на шпильку; 6 — ребро; 7 — шайба;
8 — плита башмака; 9 — наружное кольцо
обоймы; 10 — внутреннее кольцо обоймы;
II “ кольцевая плита.
х. Применение закладных дета-
больших диаметров связано со
сложностью изготовления. Более проще решение узла крепления
поясов с большими усилиями к фундаменту по типу 5. Башмак
башни закрепляется к закладной детали листовыми полосами
или уголками. Для регулирования положения башмака введены
вставки из листа, расположенные перпендикулярно к листовым
деталям, приваренным к плите башмака.
Окончательное бетонирование производится после выверки
нижней панели и сварки уголковых элементов закладной детали.
При применеиин для поясов башен сечений из уголков или свар-
ных крестов опорные узлы выполняются по типам 6—8. Конст-
рукций закладных деталей есть много, наиболее удачная пред-
ложена инж. Я. С. Барыком и Б. В. Остроумовым (рис. 16).
29
Узлы примыкания раскосов и распорок к поясам. Кроме рас-
косов и распорок к узлу могут подходить элементы диафрагм.
В большинстве случаев они подходят к поясу с точной центров-
кой на ось пояса или же с небольшим эксцентриситетом. Эле-
менты диафрагм крепят к поясу сваркой или болтовым соедине-
нием. Типы узлов показаны в табл. 2. Стыковка элеменов поясов
осуществляется на фланцах или же сварным швом на под-
кладном кольце. Стыки могут быть расположены в месте пере-
сечения раскосов (типы 9—11) или же вынесены за пределы уз-
ла (тип 12). В башнях объектов связи чаще всего применяются
узлы с фланцевыми соединениями по типам 9, 11, 12 при реше-
нии поясов из труб и по типу 16, если пояса приняты из уголков
или сварных крестов.
При непосредственном примыкании раскосов и распорок из
труб к поясу узел решают по типу 15. Конец элемента (раскоса,
распорки) имеет фигурный вырез. При возведении башни спосо-
бом наращивания патрубки приваривают к поясам на заводе,
а раскосы крепят при монтаже на полубандажах, а при способе
подращивания можпо на монтаже выполнить приварку по фигур-
ным вырезам без стыка на полубандажах. Такой узел выполнен
на башне Киевского телецентра. На изломах поясов при не-
больших углах (до 5°) стык осуществляется на фланцах с уве-
личенным отверстием или отверстием, вырезанным под углом.
При больших углах на переломе стык выполняют на заводе
сваркой с подкладным кольцом, а фланец выносят за пределы
узла.
Иногда узел на переломе поясов делают со вставкой-распор-
кой, воспринимающей изгиб от моментов, возникающих за счет
небольшого эксцентриситета (тип 13). Если монтаж производят
способом подращивания, к вставке крепят монтажный хвосто-
вик. В связи с тем, что труба слабо сопротивляется местному
воздействию усилий от примыкающих фасонок, их окаймляют
кольцевыми ребрами. Особенно важно это выполнять в случае
применения тонкостенных труб.
Узлы пересечения раскосов. Различные узлы пересечения эле-
ментов решетки даны в табл. 3. В этих узлах сходится много
различных элементов (раскосы, промежуточные распорки, эле-
менты диафрагм), поэтому они имеют различные варианты ре-
шения. Наиболее простым является узел пересечения двух угол-
ковых раскосов (тип 18). Иногда в узле закрепляется анти-
вибрационная подвеска основной распорки. При относительно
небольших усилиях в раскосах применяют узлы типов 17 и 19.
Отличаются они способом крепления фасонки к промежуточной
распорке. В первом случае трубу прорезают и фасонка нераз-
рывна. Во втором — фасонки крепят к стенке труб и окаймляют
кольцевыми ребрами.
Узлы с разрывом распорки есть двух видов: со стыковкой
распорки на фланце, при этом раскосы крепят на промежуточ-
зо
Таблица 2. Узлы примыкания распорок к раскосов к поясам башни
9. Узел примыкания раскосов из круглой 10. Узел примыкания распорок и рас-
стали к поясам из труб	косое к поясам башни РРЛ
11. Узел примыкания распорок и раско-
сов к поясам башни-трубы для химиче-
ского производства
12. Узел примыкания распорок и рас-
косов к поясам башни (с вынесенный
стыком)
Продолжение табл. 2
13, Узел примыкания распорок и раско- 14. Узел примыкания распорок и рас-
сов к поясам башни РРЛ в пос. Тараща косой к поясам башни с окаймлением
15. Узел с непосредственным примыкани- 16. Узел примыкания распорок и рас-
ем раскосов и распорок к поясам башни косов к поясам башни (с элементами
из уголков)
ных распорках (типы 17—19) и с центральной сварной деталью,
к которой крепят все элементы (тип 20).
32
Таблица 3. Узлы пересечения раскосов с промежуточными распорками
в решетчатых башнях
17. Узел пересечения с предварительно 18. Узел пересечения раскосов из оди-
напряженными раскосами	ночных уголков
19. Узел пересечения раскосов с проме-
жуточными распорками с раскосами из
уголков
20. Узел пересечения раскосов с про-
межуточными распорками со сварной
вставкой из стальных листов [6]
КОНСТРУКТИВНЫЕ ДЕТАЛИ
Стыки трубчатых элементов выполняют сварными и на
фланцевых соединениях. Варианты сварных стыков труб приве-
дены в табл. 4. Сварной стык на подкладном кольце равнопро-
чен основному металлу и не требует расчета. Если расчетное
2 9-304	33
Таблица 4. Варианты сварных стыков труб
Стык труб, выполненный на подклад-
ном кольце
Размеры по разделке кромок и прибли-
жения между притуплениями приняты по
рекомендациям Института электросварки
им, Е. О. Патона АН УССР
При ручной сварке а=6±1,5 мм; при
сварке в среде СО2 а—1,54-2,0 мм
+ 26н
L “	2
Стык труб на накладках с фигурными
вырезами
где D — диаметр трубы;
б толщина накладки,
равной 1,2 бТр;
=20ч-30 мм;
Г2=п+5 мм;
Лев- игв“^и
принимается
Стыки труб разных диаметров
а—стык через листовую прокладку (в
проекте необходимо предусматривать
проверку на расслой);
б — конический переход
Уклон пе более 1 :5
34
сопротивление наплавленного металла ниже материала сварива-
емых труб, шов проверяют по формуле
где У— расчетное усилие; —средний диаметр сечения тру-
бы; 6 — толщина стенки; т — коэффициент условий работы;
дсв’ — расчетное сопротивление сварного шва.
В стыках на накладках сварные швы рассчитывают как угло-
вые по СНиП П-В.3-72.
Трубы разных диаметров соединяют при помощи конической
вставки или листовой прокладки (см. табл. 4). Коническая встав-
ка должна иметь уклон не более 1:5с целью уменьшения
краевого эффекта. В тонких оболочках в местах сопряжения
предусматривают утолщенные вставки. Для горячекатаных труб
конические вставки были применены при моптаже башни Ленин-
градского телецентра, башни-трубы в Новгороде и на других
объектах.
При применении стыков труб с листовой прокладкой требу-
ется тщательная проверка листа на расслой, особенно для сты-
ков поясов, нагруженных растягивающим усилием. Применяют-
ся стыки и других типов, например через крестовую вставку, но
они имеют конструктивные недостатки.
В башенных конструкциях широко применяется фланцевый
стык труб (рис. 17). При проектировании башен используется
разработанный ЦНИИПроектстальконструкцией набор типораз-
меров фланцев, увязанный с сокращенным сортаментом труб.
Количество болтов для фланцевых стыков определяют из соотно-
шения
Vp < R6n —-— т,
к	4
где —расчетное сопротивление материала болта; п — число
болтов; d6 —диаметр болта; т — коэффициент условий работы
болтового соединения, равный 0,8.
При определении количества болтов стремятся к уменьше-
нию их диаметра. Это ведет к уменьшению диаметра окружно-
сти по центрам болтов и в итоге к уменьшению массы фланца.
Количество болтов зависит от угла:
Угол .а	................ 120 90 60 45 30
Количество болтов ............. 3	4	6	812
Болты для фланцевых соединений, как правило, применяют
из стали 40Х и 35Х. Несущая способность болтов диаметром до
48 мм приведена в табл. 5.
Соотношения толщины фланца и стенки трубы таковы, что
расчет фланцев производят с учетом работы стенки трубы [5].
Крестовые и угловые сечения соединяют при помощи фланце-
вых стыков или накладок. Фланцевый стык применяется в уз-
2*	35
Рис. 17. Фланцевые стыки элементов башен:
а —стык трубчатого элемента; б — стык элемента из сварного крестового се-
чения.
Таблица 5. Несущая способность болтов различных диаметров
Болт	°»Р		Значения коэффициентов			я6, кг/см*		Расчетная площадь, см’	Несущая спо- собность ОДНО- ГО болта, тс	
	40Х	35Х	ь*		1 1	40Х	35Х			
									ЧОХ	35Х
М48	100	80	0,8	0,8	0,4W	4100	3280	13,75	56,4	45,0
М42	100	80	0,8	0,8	0,410	4100	3280	10,45	42,8	34,3
М36	100	80	0,9	0,8	0.460	4600	3680	7,58	34,8	27,8
МЗО	100	80	1,0	0,8	0,512	5120	4100	5,19	26,6	21,3
М27	100	80	М	0,8	0,563	5630	4500	4,27	24,0	19,2
М24	100	80	1,2	0,8	0,615	6150	4910	3,24	19,9	15,9
М20	100	80	1,2	0,8	0,615	6150	4910	2,25	13,8	11,0
М16	100	80	1,2	0,8	0,615	6150	4910	1,44	8,85	7,05
М14	100	80	1,2	0,8	0,615	6150	4910	1,047	6,45	5.15
36
лах с соединением поясов в пересечении раскосов, в основном в
башнях для антенн СГД. Для фланцев крестовых сечений из
уголков и сварных сечений из листа (см. рис. 17) болты рассчи-
тывают аналогично болтам фланцевых соединений трубчатого
сечения. Толщина фланца подбирается из расчета секторной
плиты, защемленной по радиальным кромкам со свободным ду-
говым краем.
Упругий расчет является трудоемким. Кроме того при упру-
гом расчете в центре плиты появляются бесконечные значения
величины моментов. Более удобный расчет плиты по методу пре-
дельного равновесия. На основании этого метода построен гра-
фик, позволяющий находить толщину плиты h при заданной рас-
четной нагрузке Р (рис. 18) и решать обратную задачу, т. е. по
h находить Р. Вычисления выполнены для стали марки 10Г2С1
(от =3500 кгс/см2; fc=0,85; rn=0,8; mkac =2400 кгс/см2). К дру-
гим материалам с величинами от, k', т' можно перейти, умно-
жая полученные из графика значения А на (2400/m'fe'
Пример. Требуется определить толщину фланца из стали мар-
ки 10Г2С1 (см. рис. 18, а). Усилие на болты Р=60 тс, а=45°,
г/г —1,5. По графику на оси Р находим число 60, по наклонной
линии опускаемся до вертикальной прямой, соответствующей
г/го = 1,5, и далее по горизонтальной до кривой, соответствую-
щей а=45°. От точки пересечения с кривой опускаемся вниз до
оси А, где находим 6=38.
Стыки на накладках рассчитывают обычными методами
(СНиП П-В.3-72).
Детали концевых закреплении распорок и раскосов. Наибо-
лее целесообразно трубчатые раскосы и распорки крепить непо-
средственно к поясам на сварке. Однако такое решение не всегда
может быть осуществлено. Из деталей концевых закреплений
трубчатых распорок к фасонкам узлов чаще всего применяется
деталь с торцевой заглушкой (табл. 6). Такая деталь была ис-
следована в Институте электросварки им. Е. О. Патона АН
УССР и испытана на практике*.
Надежная работа концевого закрепления обеспечена при от-
ношении толщины торцевого листа к диаметру, большем 1/6.
Для лучшего распределения напряжений по контуру трубы ста-
вят ребро перпендикулярно к основной фасонке. Крепление тру-
бы с использованием торцевой заглушки может быть выполнено
в двух вариантах. Крепление со сдвоенной фасонкой применяет-
ся при значительном растягивающем усилии. При небольших
размерах труб применяется крепление со сплющиванием конца
трубы.
Деталь непосредственного примыкания трубчатой распорки и
раскоса к поясу из трубы. При непосредственном примыкании
тога Л И- Н ° в и к о в, В. А. Ковтуиенко. Прочность соединения трубча-
го раскоса с узловой фасонкой. — Автоматическая сварка, 1968, № 10.
37
a
Рис. 18. Зависимость толщины плиты от усилий в болтах:
а —расчетная схема разрушения плиты; б—трафики зависимости
-усилия Рг. от толщины Ь.
Таблица 6. Узлы примыкания раскосов и распорок к поясам башен
Концевое закрепление раскосов и распорок к поясам башни при помощи
фасонок
а«(5-г-6) 6 при закреплении на
сварке
К-образный узел при бесфасопочном примыкании раскосов к поясу башни *

*Несущая способность узла определяется по материалам Института электросварки
им. Е. О. Патона АН УССР (см.: Статическая прочность и расчет сварных бесфасоноч-
кых узлов трубчатых металлоконструкций Изд УкрНИИНТИ и ИЭС нм. Е. О. Патана,
К.. 1969).
элемента под произвольным углом «проводят проверку несущей
способности узла, устанавливают соотношения диаметров и тре-
щин труб пояса и примыкающего элемента и производят расчет
сварных швов (см. табл. 6),.
При разработке узлов и деталей в проекте предусматривают
конструктивные мероприятия, учитывающие особенности работы
башенных конструкций. Принимая во. внимание переменный слу-
чайный характер нагружения башни, возможность возникнове-
ния колебаний, разрабатывают, мероприятия по устранению кон-
центрации напряжений (плавные переходы в местах изменения
сечений, замыкания швов, механическая обработка и Др.). Осо-
39
бое внимание уделяют разработке таких мероприятий при про-
ектировании башен, эксплуатируемых в условиях низких темпе-
ратур (СН 376-67, СНиП III-18-75).
УСТРОЙСТВА для снижения уровня колебании
Для защиты башен от резонансных колебаний в ветровом по-
токе используют такие средства: оттяжки; специальные элемен-
ты (пластины, спирали, перфорированные пластины) в месте
срыва вихрей, вызывающих колебание башни, с целью изменить
характер обтекания цилиндра ветровым потоком; гасители коле-
баний.
Наиболее эффективным средством защиты башни от резонан-
сных колебаний является установка оттяжек. При них резко из-
меняется схема сооружения и достаточно установить односторон-
нюю связь. Примером применения оттяжек для защиты от резо-
нанса является временная схема защиты башен-труб высотой
150 м с диаметром газоотводящего ствола 2,6 м в трехгранной
башне в Новгороде и Дорогобуже. Резонанс возник после ура-
ганного ветра при снижении его скорости до 7—10 м/с. После
установки оттяжек колебания башни были полностью устранены.
В зарубежной практике для этой цели применяют оттяжки с
подвижно закрепленным грузом. Оттяжку закрепляют в верхней
части трубы, а нижний конец ее с грузом перебрасывают через
бревно. Для устранения резонансных колебаний достаточно не-
большого груза. Такое решение удобно при защите сплошно-
стенчатых башен-труб, так как подвижное крепление исключает
появление дополнительных усилий в оттяжках при удлинении
газоотводящего ствола за счет температуры. Хотя оттяжки явля-
ются надежным устройством для защиты, но это временное сред-
ство, они вызывают ряд неудобств при эксплуатации и зачастую
неприемлемы.
Для защиты длинных гибких элементов башен, например рас-
порок, применяются гибкие односторонние связи (антивибраци-
онные подвески). Их выполняют из круглой стали диаметром
20—28 мм. Применение уголковых сечении исключено, так как
уголки при большой гибкости начинают колебаться и разру-
шаться. Такое явление наблюдалось на башнях для сетей корот-
коволновых антенн, где антивибрационные подвески пришлось
заменять.
Колебания горизонтальных и наклонных трубчатых элемен-
тов наблюдались при гибкостях более 130. В связи с этим для
таких элементов при длине более 40 диаметров для стержней,
шарнирно опертых по концам, рекомендуется ставить антивибра-
ционные связи [3]. Способ защиты цилиндрической башни от
резонанса при помощи полосы, прикрепленной к цилиндру, впер-
вые был предложен Г. А. Савицким *.
* Авторское свидетельство № 77097, кл. 371,5. — Бюллетень изобретений,
1949. № 12.
40
В зарубежной практике применяют спирали, устанавливае-
мые в верхней части трубы для башен-труб высотой 40—60 м.
Ширина полосы спирали принята из расчета 0,09 диаметра. Уста-
навливают рять витков спирали. Аналогичное решение принято
для гашения колебаний цилиндрической стальной трубы высо-
той 140 м диаметром 6 м в верхней части трубы. Для снижения
уровня колебаний трубы на основе исследований аэроупругих
моделей в аэродинамической трубе было установлено в верхней
ее части три спирали с шагом витка 1/5. Высота ребра состав-
ляла 0,1 дирметра трубы.
Применение спиралей и пластинчатых интерцепторов исклю-
чает резонансные колебания, но увеличивает ветровую нагрузку
вдоль потока за счет увеличения коэффициента лобового сопро-
тивления СЛ. Учитывая, что существенное изменение характера
обтекания цилиндра возможно при высоте ребра спиралей не
менее 0,1 Д нагрузку на трубу увеличивают примерно вдвое.
В связи с этим для защиты башенных конструкций широко
применяют гасители колебаний двух типов: ударные и динами-
ческие.
Ударный гаситель колебаний состоит из нескольких маятни-
ков, подвезенных на верху башни без зазоров *. Условие наст-
ройки гасиуеля 0Т=2л; 2oi = 0, где 0 — частота возмущения (при-
нимается равной частоте собственных колебаний башни по пер-
вому тону); Т — период соударений; w — частота колебаний ма-
ятника. Преимуществом ударного гасителя являются простота
конструкции и надежность работы. К недостаткам можно отне-
сти необходимость в отбойных устройствах на башне, а также
относительно большую длину маятника при низких частотах ко-
лебаний. В связи с этим ударные маятниковые гасители приме-
нимы для башен небольших высот (до 100 м).
Динамический гаситель колебаний представляет собой уст-
ройство маятникового типа, масса которого движется в противо-
фазе с возмущающей силой, снижая тем самым воздействие этой
силы на башню. Для снижения колебаний башни применяют ди-
намические гасители колебаний с затуханием. Частота колеба-
ний гасителя равна частоте колебаний башни. Условия эксплуа-
тации башни обычно такие, что постоянный контроль за состоя-
нием конструкций башни, в том числе гасителей, отсутствует.
Поэтому конструкции гасителей должны быть просты по устрой-
ству и не чувствительны к метеорологическим воздействиям.
Чаще всего применяется гаситель, выполненный в виде груза,
подвешенного на стальном канате (рис. 19) **. Затухание в гаси-
теле приведенной конструкции происходит за счет трения в самом
* В. М. Сысоев. Маятниковый гаситель колебаний сооружений башен-
ного типа. — В кн.: Исследования по динамике сооружений. М., Госстройиз-
Дат, 1957.
** Авторское свидетельство № 386180, кл. F 16! 15/28. — Бюллетень изо-
бретений, 1973, № 26.
41
Рис. 19. Динамический гаситель коле-
баний:
J — груз; 2 — подвески; 3 — деталь с отвер-
стием для пропуска каната с втулкой; 4 —
упорные шайбы; 5 — подвижная деталь
для регулировки длины подвески маятни-
ка.
канате. Такой гаситель приме-
няли для снижения колебаний
башен-труб высотой 150 м. Не-
достатком гасителя является
слабое затухание. Так, для га-
сителя массой 1,5 т с периодом
колебаний около 2 с подвеску
пришлось решать из трех кана-
тов диаметром 55 мм, связан-
ных между собой бандажами.
При этом декремент колебаний
гасителя при рабочих амплиту-
дах — 400 мм составлял «0,15.
Иногда в гасителе такого типа
декремент повышают, жестко
присоединяя стержень к массе,
второй колец которого движет-
ся при колебаниях в сосуде с
сыпучим материалом. Гаси-
тель колебаний, примененный
для снижения колебаний меча
монумента в Волгограде, вы-
полнен с воздушным демпфером в виде поршня с малым отвер-
стием.
В гасителе, состоящем из нескольких маятников одинаковой
длины, соединенных связью с пружиной, затухание регулируется
натяжением пружины (рис. 20) или присоединением к жестким
подвескам стальных канатов *.
При периодах колебаний менее секунды конструктивно вы-
полнить гаситель с подвеской из каната невозможно из-за малой
ее длины. В этом случае применяют гаситель с двойной регули-
ровкой частоты за счет изменения эксцентриситета и длины уп-
ругого элемента (рис. 21) **. При больших периодах колебаний
конструктивная;длина подвески является достаточно большой и
применение маятниковых гасителей колебаний с подвеской за-
труднительно. В .таких случаях можно применять гасители, вы-
полненные в виде шара, свободно установленного на направля-
ющей поверхности.
При использовании гасителей колебаний появляется необхо-
димость определения динамических характеристик башни в на-
туре и настройки гасителей. На основе опыта применения дина-
мических гасителей колебаний декременты их колебаний для
рабочих амплитуд рекомендуется принимать «0,2—0,3. Массу га-
* Авторское свидетельство № 514 134, — Бюллетень изобретений, 1976,
№ 18.
♦* Авторское свидетельство № 557220. — Бюллетень изобретений, 1977,
№ 17.
42
Рис. 20. Динамический гаситель колебаний маятникового типа:
/ — лруз; 2— подвеска: 3 — конструкция башни; 4 — винтовая стяжка; 5 — упор; 6 —
пружины; 7 — фрикционные колодки; а упоры .для фиксации фрикционных колодок.
сителей рекомендуют принимать равной 3—4% приведенной мас-
сы башни трубы. Расчет башни с гасителями выполняют в соот-
ветствии с рекомендациями по проектированию ЦНИИСК
им. В. А. Кучеренко*:
Настройка гасителей колебаний для башни-трубы произво-
дится по этапам:
запись свободных колебаний башни без гасителей с целью
выяснения парциальной частоты башни;
4 Рекомендации по проектированию гасителей колебаний для защиты зда-
ний и сооружений, подверженных горизонтальным динамическим воздействиям
от технологического оборудования и ветра, ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко
Госстроя СССР. М., Стройиздат, 1978.
43
Рис. 21. Динамический маятниковый гаситель ко-
лебаний:
/ — груз; 2 — защищаемая конструкция; 3 — подвижный
ограничитель; 4 — регулировочный винт; 5— упругий
элемент (отрезок каната).
настройка гасителей (подбор длины подвески маятника) на
соответствующую частоту на образце, установленном на земле;
установка подобранной длины маятника на гасителях, распо-
ложенных на башне.
ВОЗДЕЙСТВИЯ И НАГРУЗКИ
На башенную конструкцию существенное влияние оказыва-
ют силовые воздействия:
сила тяжести собственной массы оборудования и конструк-
ций;
метеорологические воздействия (ветер, обледенение, темпера-
тура) ;
сейсмические воздействия;
натяжение проводов и тросов, закрепленных на башне, и пред-
варительное напряжение элементов башни;
воздействия, возникающие в особых условиях (взрывы, про-
садки грунтов, обрыв проводов и тросов и др.);
температурные перепады, вызванные технологическими про-
цессами (характерно для вытяжных башен-труб);
44
монтажные нагрузки.
Необходимо выделить особо специфические воздействия, не
связанные с возникновением нагрузок, но влияющие на конст-
руктивное выполнение элементов — агрессивность среды по отно-
шению к сталям.
СОБСТВЕННАЯ МАССА ОБОРУДОВАНИЯ И КОНСТРУКЦИЙ
Масса сооружений включает массу оборудования и массу ме-
таллических конструкций башни. Масса оборудования приво-
дится в задании на проектирование или устанавливается проек-
тировщиком по справочным данным или же вычисляется по
рабочим чертежам. Коэффициент перегрузки для нагрузок от
собственной массы оборудования принимают в соответствии со
СН 376-67.
Хотя собственная масса сооружения составляет относительно
небольшую долю при вычислении усилий в основных элементах
от статических нагрузок, правильный учет ее при расчете башни
является важным. Особенно необходимо учитывать распределе-
ние массы по высоте при динамическом расчете, а также при рас-
чете отдельных элементов на местное воздействие собственной
массы. При проектировании собственная масса конструкции при-
нимается по аналогичным проектам или же устанавливается рас-
четом по предварительно принятым сечениям элементов с после-
довательным уточнением. Для приближенного определения рас-
пределенной массы башни по высоте используют соотношение
[5]
Г / t- V1
Л=0,5^ср 1 + 3 /	.
 Г7 / I
где gi — масса башни на рассматриваемой высоте xt ; gCf —
средняя масса башни; Н — высота башни.
Если известна приведенная распределенная нагрузка на баш-
ню, то теоретическая масса четырехгранной башни с оптималь-
ными очертаниями может быть вычислена по формулам
(табл. 7).
Для вычисления распределенной массы четырехгранных ба-
шеп-труб используется линейное соотношение [6]
g = aDg + ь,
где D— диаметр газоотводящего ствола; g— распределенная
нагрузка; а и Ь — коэффициенты, зависящие от профилей, из ко-,
торых изготовлены основные элементы башни-трубы (для труб-
чатых сечений а—22, 6 = 7).
При прогнозировании показателей массы нового башенного
сооружения в проектной практике используется зависимость [7]
G = Gn*’ k .
где G — масса нового сооружения, геометрически подобного соо-
ружению с известными параметрами; Go—масса сооружения
45
Таблица 7. Определение массы башен с различными типами решеток
(обозначения: g— приведенная нагрузка, Л — ордицйта, отсчитываемая от
верха башни)
Тип решетки (см. рис. 5)
Теоретический распределенный объем V, мя
Раскосная (а)
Треугольная (6)
Крестовая (в)
Ромбическая (г)
Крестовая с дополни-
тельной распоркой (5)
Ромбическая с дополни-
тельной распоркой (е)
^2,50	gft1 №	 + 2,85gh + O,56(’/gA5)3	10~’
^2,25-	gv	+ 1,4gh + 0,84 (*| gft5)2	1C~4
	'/g&		
р,60-	gh>	+ 4,75gft + 0.67 I’/gA2)2	j 10“4
	V gh*		
р,30-	gh'2		10“4
	VIP	г 1 ,Xgn. -h I 1 I gn )	
.1,40 -	gh'2	-I 4,75g* 4 0.65 (V Jft5)2	10“
	Jg*5		
1,52	gh1	+ l,9gft  0,69 C/gP)2	I0“4
	. , ——-		
Примечание. Распределенная масса может быть получена, по значению теорс-
тичегкого распределенного объема с точностью до конструктивного коэффициента т =
=7,85 V Л, где т — распределенная масса, тс/м, Д — конструктивный коэффициент. Тео-
ретический объем, вычисленный по данным табл. 7, может служить оценкой нижнего
предела объема конструкции, к которому нужно стремиться яри проектировании.
с известными параметрами; AHOl—коэффициент подобия (£лод в
= — , где lQ — геометрические размеры прогнозируемого и
известного сооружения); kw=.q , где q{cpCK , ?ocpc< — сред-
Чо сред
ние значения интенсивности ветровой нагрузки для проектиру-
емого и известного сооружения. Массу вспомогательных деталей
учитывают коэффициентом 1,1.
При расчетах для собственной массы конструкций в зависи-
мости от характера расчетной проверки принимаются коэффи-
циенты перегрузки: 1,1 —при проверках на сжимающие усилия;
0,9 — при определении растягивающих усилий в поясах, расчете
фланцевых болтов, проверке фундаментов на вырывающие уси-
лия их устойчивости и др.
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
Ветер. Основное силовое воздействие на башенные конструк-
ции оказывает ветер. Интенсивность ветрового воздействия на
препятствия определяется скоростью перемещения воздушной
массы и связана с ней квадратичной зависимостью.
46
При проектировании башен интенсивность ветрового воздей-
ствия (нормативный скоростной напор) принимают по средней
скорости ветра, возникающей один раз в пять лет. Для террито-
рии СССР по скоростному напору ветра установлено семь райо-
нов (СНиП II-6-74):
Районы .................I II III IV V VI VII
Нормативный скоростной на-
пор ветра, кгс/м2 .	.	.	27 35 45 55 70 85 100
Нормативная скорость ветра,
м/с .................... 20,7 23,6 26,8 29,6 33,4 36,7 40,0
Для уникальных сооружений используют также данные мно-
голетних наблюдений местных метеостанций. Если ветровые ско-
рости в районе строительства превосходят данные СНиП II-6-74,
то скоростной напор вычисляют по конкретным условиям. Для
многих пунктов СССР ветровые скорости, возникающие один раз
в год и за 5, 10» 15 и 20 лет в зависимости от ветрового района,
приведены в табл. 8. СНиП П-А.6-72.
Скорость ветра и скоростной ветровой напор меняется (нара-
стает) с высотой, и характер этого изменения зависит от микро-
рельефа в районе строительства. Чаще всего принимают, что
увеличение напора с высотой следует степенному закону. Кон-
кретный вид функции изменения скоростного напора от высоты
получают подбором показателя степени и постоянной для данно-
го типа местности скорости*, которыми можно учесть вид микро-
рельефа. СНиП П-6-74 регламентирует два типа местности: А и
Б. К типу А относятся открытые местности (степи, открытые
берега озер и морей и Др-). К типу Б относятся местности с рав-
номерно расположенными препятствиями выше 10 м над поверх-
ностью земли (табл. 8). Промежуточные значения коэффициен-
тов для высот, не указанные в табл. 8, вычисляются линейной
интерполяцией.
Установлено, что профиль скоростного напора ветра у поверх-
ности земли может иметь более сложную структуру. Возможны
спады скорости на отдельных участках по высоте, причем уча-
сток спада может располагаться на различных уровнях над зем-
лей. В связи с этим для высоких башен учитывают зональное
Таблица 8. Коэффициенты изменения скоростного напора ветра по высоте
Коэффициент из* менения скорост- ного напора ветра	Тип местности	Высота над поверхностью земли, м						
		10	20	40	60	100	200	350 и выше
Л	А	1	1,25	1,55	1.75	2,1	2.6	3.1
	Б	0,65	0,9	1.2	1,45	1,8	2.45	3,1
* Руководство по расчету зданий и сооружений на действие ветра.
ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко Госстроя СССР. М., Стройиздат, 1978.
47
воздействие ветра. Такой учет является расчетным для отдель-
ных элементов решетки.
В соответствии со СНиП П-6-74 коэффициент перегрузки для
ветровой нагрузки на башни широкого применения принимается
равным 1,3, что соответствует скорости ветра, превышаемой один
раз в 20 лет. Иногда, учитывая уникальность сооружения, при-
нимают этот коэффициент равным 1,4—1,5. Скорость ветра и
число лет, соответствующие этим коэффициентам перегрузки для
различных ветровых районов, могут быть определены по табл. 9
[12}.
Коэффициенты пульсации, принятые для расчета башенных
конструкций, приведены в табл. 10.
Кроме воздействия статической и динамической составляю-
щих ветровой нагрузки, направленной вдоль ветрового потока,
башни-трубы и башни цилиндрической формы, а также решетча-
тые башни, несущие на себе большие цилиндрические элементы
наверху сооружения, подвержены еще воздействию периодиче-
ских сил, направленных перпендикулярно к ветровому потоку в
автоколебательном процессе, вызванном срывами вихрей.
Обледенение. Гололед, образовавшийся непосредственно на
конструкции башни, мало влияет на усилия в основных элемен-
тах башни, однако может быть определяющим при расчете от-
дельных элементов (площадок, консолей и др.). Если башня на-
гружена сетями или проводами, например антеннами СГД, уси-
лия в элементах башни значительно возрастают от увеличения
тяжения проводов, нагруженных гололедом, и расчетным случа-
ем для башни может явиться воздействие гололеда с ветром на
оборудование и башню.
Таблица 9. Средние скорости ветра по районам СССР [12]
Период времени, годы	Районы						
	1 | П		Ш	IV	V	VI	VII
1	17	20	23,5	27	30	33,1	36
5	20.8	23,8	27.3	31,3	34	37,7	40,4
10	22	25,8	29	32,8	36,2	39,5	44,5
20	23.5	27	31	34,2	38	41.2	45
30	24	27,4	31,5	35	38,6	41.8	45,8
50	25	29.2	32,8	36.5	40	43,2	48
Таблица 10. Коэффициенты пульсации (СНиП 11-6-74)
Тип местности	Высота над поверхностью земли, м						
	До 10	20	|	40	СТ	100	200	|	350
А	I 0.69	0 55	0,48	0.46	0.42	0,38	0.35
Б 1	0.88	0,75	0.65	0.60	0,54	0.46	0,40
48
В зависимости от величины гололедных образований (толщи-
на стенки гололеда, превышающая один раз в 5 лет на высоте
10 м над уровнем земли) территория СССР разделена на 5 рай-
онов:
Район.............. I II 1П IV V
Толщина стенки гололе-
да, мм............. Не менее 3 5 10 15 Не менее 20
Определение нагрузок на элементы башен, провода и канаты,
учет изменения толщин льда с высотой производят в соответ-
ствии со СНиП П-6-74. Коэффициент перегрузки для’ гололед-
ной нагрузки принимают равным 1,3.
Вероятность появления гололеда при максимальном ветре
весьма мала, поэтому в сочетании нагрузок гололед плюс ветер
за расчетную принимают половину скорости ураганного ветра.
Температура. При учете температурных условий при эксплуа-
тации конструкции башни следует иметь в виду два основных
фактора; влияние изменения температуры на напряженное сос-
тояние башни; возможное изменение характеристик стали при
высоких и низких температурах.
Изменение напряженного состояния башни связано с измене-
нием температуры окружающей среды, воздействием солнечной
радиации или же изменением температуры отдельных элементов
при технологических процессах. Последнее характерно для рабо-
ты металлических башен-труб. За счет изменения суточной тем-
пературы происходит относительно равномерное изменение тем-
пературы всего сооружения. При воздействии солнечных лучей
происходит неравномерный односторонний нагрев, что может вы-
звать существенные деформации башни. Учет одностороннего
нагрева важен для сплошностенчатых башен. Особо сильно ска-
зывается влияние температуры в башнях-трубах, так как разни-
ца в температурах газоотводящего ствола и поддерживающей
конструкции достигает иногда нескольких сот градусов. Взаим-
ные смещения при этом составляют десятки сантиметров, что
требует специальных конструктивных мероприятий.
Температура газов в газоотводящих стволах принимается по
технологическому заданию. Минимальные значения температу-
ры учитывают при выборе марки стали с учетом ее хладнолом-
кости. При высоких температурах модуль упругости и расчетные
сопротивления стали понижают. Температура при гололедных
образованиях для всей территории СССР принимается для ба-
шен высотой до 100 м — 5°С, выше 100 м — 10°С (СНиП 11-6-74).
СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
Величина сейсмического воздействия характеризуется коэффи-
циентом сейсмичности учитывающимся при расчетах:
Расчетная сейсмичность, баллы ...	7	8	9
Коэффициент сейсмичности К -	.	.	.	0,025	0,05	0,1
49
Районирование территории СССР по сейсмичности дано в
СНиП II-A.12-69*. Величина сейсмического воздействия на соо-
ружение зависит от его динамических характеристик и опреде-
ляется с их учетом.
Для основных элементов башни наиболее невыгодным явля-
ется горизонтальное направление нагрузок, которое принимает-
ся за расчетное и для сейсмических сил. Вертикальное воздейст-
вие является опасным для площадок, консольных элементов ан-
тенн и подобных конструкций.
Сейсмическое воздействие на башню увеличивается с увели-
чением массы оборудования, установленного на башне, и жест-
кости сооружения. Однако подобное изменение площади сечений
я массы несущих конструкций не приводит к уменьшению напря-
жений, так как оно приводит к конструкции сейсмически равно-
напряженной за счет соответствующего изменения жесткости [7].
Снизить жесткость сооружения и уменьшить усилия от сейсми-
ческих воздействий можно за счет варьирования очертаний баш-
ни, приближая их к очертаниям башни минимальной массы, а
также применяя стали повышенной прочности.
Для большинства решетчатых башен, установленных в вет-
ровых районах выше III, сейсмическая нагрузка не является рас-
четной, решающее значение имеет ветровая. Учет сейсмичности
сводится к конструктивным мероприятиям, обеспечивающим уз-
ловые крепления элементов башни и связи между фундамента-
ми, и расчету выступающих элементов (типа консольных пло-
щадок).
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ
Предварительные напряжения элементов конструкции башни
могут появиться при изготовлении и монтаже за счет начальных
несовершенств, возникнуть при проведении сварочных работ, а
также могут быть заданы специально для улучшения работы
конструкций, например при крестовой решетке башпи с гибки-
ми раскосами.
При проектировании башен для подвески антенных сетей и
нитей начальные натяжения этих технологических элементов ока-
зывают существенное влияние на напряженное состояние башпи,
поэтому начальным натяжениям сетей и нитей уделяют особое
внимание [13].
Внутренние напряжения за счет начальных несовершенств,
прокатные и сварочные напряжения невелики в традиционно
применяющихся башнях и учитываются косвенно коэффициен-
том условий работы [7].
Предварительные натяжения раскосов крестовой решетки,
лучевых диафрагм и других элементов задают такими, чтобы при
появлении расчетных нагрузок усилие в минимально нагружен-
ном элементе не было ниже нуля. Для этого, например, в раско-
50
сах крестовой решетки предварительные натяжения принимают
равными половине расчетного усилия, вычисленного для схемы
с выключенными из работы сжатыми раскосами [5].
МОНТАЖНЫЕ НАГРУЗКИ
Конструкция башни должна быть рассчитана на воздействие
нагрузок, соответствующих принятому способу монтажа. Вид
воздействий определяется принятым способом, механизмами и
оборудованием, применяемыми при монтаже. Главными из мон-
тажных воздействий являются ёила тяжести элементов конструк-
ции и механизмов и ветровая нагрузка. При этом различают уро-
вень ветрового воздействия на конструкцию во время подъема и
ветер, действующий на конструкцию и монтажные механизмы,
закрепленные в период между подъемами. При проектировании
рекомендуется учитывать различные варианты сочетания нагру-
зок (табл. II). Если в конкретных условиях выявляется небла-
гоприятным другое сочетание, например, эксплуатационное при
заданной повышенной жесткости сооружения, то его принимают
за расчетное.
Таблица 11. Коэффициенты сочетания нагрузок и воздействий
Сочетание
Нагрузки и воздействия
1+2+8+11
1+2+3+4+5+
+ 8J-10
1+2+44-8
1+2+44-5
1+2+74-8
1+2+124-4
1+24-4
* Интенсивность BCTjpoaoti нагрузки принимается по критической скорости при резо-
нансе.
РАСЧЕТ СТАЛЬНЫХ БАШЕН
Расчет башен выполняют по первому, а в некоторых случаях
по первому и второму предельным состояниям в соответствии со
СНиП II А. 10-71, СНиП II-B.3-72.
При расчете башни по первому предельному состоянию про-
веряют прочность и устойчивость сооружения в целом и отдель-
51
пых его элементов, а также выносливость отдельных элементов
и деталей. Расчет по первому предельному состоянию проводит-
ся по упругой стадии работы стали.
Второе предельное состояние для башен различного назначе-
ния определяется в каждом конкретном случае и оговаривается
заданием на проектирование. Чаще всего это ограничение угло-
вых перемещений для башен, предназначенных для остронаправ-
ленных антенн. СН 376-67 установлены требования к предельной
деформативности башен объектов связи: горизонтальное пере-
мещение любой точки при расчетном ветре— 1/100 И; то же при
односторонне подвешенных сетях без ветра— 1/200 Н~, Н — вы-
сота рассматриваемой точки. Вместе с тем на практике эти от-
клонения могут быть больше. При больших прогибах проводят
оценку напряженного состояния башни по деформированной
схеме. Деформативность башни проверяют по нормативным на-
грузкам, вычисленным по ветру с заданной повторяемостью с
учетом динамического воздействия ветра.
При расчете башен по первому предельному состоянию для
башен широкого применения учитывают коэффициенты перегруз-
ки в зависимости от вида воздействия (СН 376-67):
Собственная масса металлоконструкций и оборудова-
ния .................................................1,1	(0,9)
Собственная масса	теплоизоляции .....................1,2	(0,9)
Нагрузки:
ветровая ........................................1,3
гололедная	..............................1,3
сейсмическая	...............................1,0
снеговая ........................................0,5
монтажные	..............................1,2
Обрыв проводов и	тросов ........................1,2
Следует также учитывать коэффициент условий работы в за-
висимости от элементов конструкций:
Основные элементы башня ..............................0,9
Лестницы, переходные площадки, перила и др.	1,0
Металлические газоотводящне стволы .................1,0
Фланцы кольцевого типа .............................1,1
То же остальных типов ..............................0,9
Проушины при работе на разрыв .......................0,65
То же на смятие н выкалывание ....	.	.	1,0
Болты при работе на растяжение .....................0,8
То же на срез, смятие, изгиб .......................1,0
Анкерные болты ......................................0,65
Этапы расчета башни:
сбор статических нагрузок от собственной массы, ветровой
нагрузки, вызванной средней нормативной скоростью ветра (на-
пором), тяжением проводов и тросов и т. п.;
определение динамических характеристик и вычисление инер-
ционных сил при колебаниях башни, вызванных пульсациями
скорости ветра;
52
вычисление усилий в элементах башни от статических нагру-
зок и от инерционных сил раздельно для каждой формы колеба-
ний (при этом усилия от инерционных сил определяются как от
статических нагрузок);
определение суммарных расчетных усилий от статических на-
грузок и инерционных сил в расчетных комбинациях.
Как правило, должно проводиться несколько циклов расчета
с учетом поиска оптимальных значений параметров башенной
конструкции. В настоящее время расчеты проводятся с использо-
ванием комплекса программ с автоматизированным выполне-
нием.
Достаточно трудоемкими и менее всего поддающимися меха-
низации и автоматизации вычислений являются этапы сбора на-
грузок и конструктивных расчетов. Имеются программы лишь
для конструкций башен с регулярной структурой и мало насы-
щенным оборудованием. Для сбора нагрузок башню разбивают
на несколько участков по высоте, количество которых устанавли-
вают в каждом конкретном случае в зависимости от сложности
конструкции, распределения масс и жесткостей, а также от вычи-
слительных возможностей. Наиболее достоверным значение ста-
тической нагрузки от ветра получается при продувке модели соо-
ружения или его фрагментов в аэродинамической трубе. Обычно
такие исследования проводятся при проектировании новых доро-
гостоящих башен (например, для башни Киевского телецентра
и других башен были выполнены продувки отсеков антенн с це-
лью получения значений коэффициента лобового сопротивления
и подъемной силы Сх и Су). Для традиционно применяемых кон-
струкций башен нагрузка формируется по данным СНиП 11-6-74
и справочным материалам.
Схема при динамическом расчете чаще всего принимается в
виде стержня с сосредоточенными массами и ступенчатой жест-
костью. В точки сосредоточения масс сводятся также составля-
ющие ветровой нагрузки. При такой схеме динамические харак-
теристики (ординаты форм собственных колебаний и частоты)
определяются с достаточной точностью. Так, при проверке в на-
туре периода колебаний башни высотой 150 м в городах Дорого-
буже и Новгороде разница между измеренным и вычисленным
периодами с использованием расчетной схемы составила доли
процента. Запись колебаний башни показана на рис. 22.
Решетчатые башни традиционных форм и соотношений меж-
ду жесткостями элементов могут быть представлены расчетной
схемой в виде пространственной стержневой системы с шарнир’
ным соединением узла. В случае применения для элементов ба-
шен тонкостенных оболочек больших диаметров и пространствен-
ных решетчатых стержней анализируют также схемы с жестким
сочленением.
Для определения усилий используют программы расчета
стержневых систем на ЭВМ. Вместе с тем для трех- и четырех-
53
Оян. Нн
Рис. 22. Запись колебаний в ветровом
потоке выхлопной башни-трубы высо-
той 150 м и диаметром газоотводяще-
го ствола 2,6 м:
а — схема установки датчиков ВЭГИК на
площадках башни (стрелка покалывает на-
правление ветра); б — запись колебаний
при помощи осциллографа Н-700 с гальва-
нометром ГБ-IV.
гранных башен используют
приближенные методы, в част-
ности, метод разложения на-
грузки на грани и усилия опре-
деляют построением диаграмм
усилий. Для решетчатых башен
из призматических или пирами-
дальных секций с различными
типами решетки (см. рис. 5)
усилия в элементах можно дос-
таточно точно выразить через
моменты, поперечные и про-
дольные усилия [5].
Определение расчетных
длин элементов башни прово-
дится, как для ферм (СНиП
П-В.3-72). Кроме того для
трубчатых элементов проводят
проверки (ограничивают дли-
ну) в связи с возможностью
возникновения резонанса (К
40d) [3]. Детали и узлы рас-
считывают в соответствии с
требованиями СНиП П-В.3-72.
Основные формулы, применяемые при расчете башен, приведены
в табл. 12.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ
СТАЛЬНЫХ РЕШЕТЧАТЫХ БАШЕН
В настоящее время большое значение приобретает оптимиза-
ция параметров решетчатых башен, которая является одним из
путей повышения эффективности строительства башен. Наряду с
методом вариантного проектирования применялись аналитиче-
ские методы, являющиеся вспомогательным средствам при вари-
антном проектировании. С внедрением в практику автоматизи-
рованных способов выполнения этапов проекта на ЭВМ значе-
ние аналитических методов оптимизации возросло. За критерий
качества в проектировании чаще всего принимают массу метал-
локонструкций.
Особенностью проектирования башен является то, что основ-
ная нагрузка на нее зависит от параметров конструкции. Поэто-
му при расчетах необходимо учитывать взаимосвязь нагрузки с
искомыми параметрами. При проектировании башен очень важ-
но правильно определить геометрические параметры схемы
башни и характеристики сечений ее элементов. Условно пара-
метры можно разделить на три группы: первая устанавливается
заданием на проектирование; вторая определяется расчетом на
54
основании действующих норм и правил, а третья принимается
в процессе проектирования интуитивно па основе опыта. От этих
значений параметров зависит правильность проектного решения.
Оно может отклоняться в большей или меньшей степени от опти-
мального.
При оптимизации башенной конструкции искомыми являются
параметры третьей группы, а именно: а — поперечный размер
башни; t—tq0 — тангенс угла наклона раскоса к вертикали; d —
диаметр (или характерный размер поперечного сечения) пояса;
d2--диаметр раскоса; d$ — диаметр распорки и т. д. (рис. 23).
Геометрические искомые параметры определяются при из-
вестных (заданных) исходных параметрах, которые относятся к
условиям проектирования.
Для большинства башен преобладающее значение имеет на-
грузка, вызванная ветровым воздействием на собственно кон-
струкцию башни и оборудование. Она является наиболее чув-
ствительной к изменению параметров, таких как поперечные раз-
меры башни-а, высота панели, тип и поперечные размеры сече-
ний элементов . По принятой методике определения ветровой
нагрузки па башни при изменении названных параметров меня-
ется статическая составляющая ветровой нагрузки. Изменение
нагрузки связано с изменением проекции суммарной площади
элементов конструкции на плоскость, перпендикулярную к вет-
ровому потоку, изменением коэффициентов лобового сопротив-
ления Сх и коэффициентов заполнения при учете нагрузки на
подветренную грань. Кроме того изменяется динамическая со-
ставляющая ветровой нагрузки от воздействия пульсаций вет-
рового потока, так как при изменении геометрических парамет-
ров сооружения меняются его динамические характеристики.
Один из способов приближенного определения параметров
башни минимальной массы с учетом изменения нагрузки состо-
ит в определении очертания башни а, тангенса угла наклона
раскосов /, поперечных размеров элементов башни , при кото-
рых достигается минимальный объем башни. В качестве исход-
ных данных выступают: структура решетки, тип сечения элемен-
тов/материал, распределение скоростей ветра V по высоте баш-
ни, «ветровые» площади и масса технологического оборудования
(технологическая нагрузка g0). Считаются заданными области
значений искомых параметров a, d и t. Например, могут быть за-
даны наибольший и наименьший диаметры труб, из которых из-
готавливается башня ^п,|П< d <</max, минимальное значение по-
перечного размера башни и т. п.
Для большинства решетчатых башенных конструкций харак-
терно следующее: размеры поперечного сечения малы по сравне-
нию с высотой. Это отношение составляет 0,05—0,125 [5]; струк-
тура решетки постоянна по всей высоте башни на значйтельных
ее участках; параметры конструкции башни плавно меняются по
высоте; усилия в элементах башни могут быть выражены в яв-
55
Таблица 12. Формулы, применяемые при расчете башен
ел о Характеристика	Единица измерения	Формула	Величины, входящие в формулу
Ординаты формы собственных ко* лебаннй		•«’•“лКТЙл	а элементы собственных векторов мат- рицы V MtMk п; — массы, сосредоточенные в точках £ и к; ~ элементы матрицы перемещений от еди- ничных воздействий
Период колебаний башни по /-му тону	с		— собственное число, соответствующее /-му собственному вектору матрицы
Суммарные усилия н перемещения в башне (СНиП П-6-74)	В зависимости от расчетной величины	Г х=хс + / £<*“)’		 X — изгибающий (крутящий) момент, попе- речная или продольная сила, перемещение; Xе — то же, от статической составляющей ветровой нагрузки; X* — то же, от динамической составляющей ветровой нагрузки при колебаниях по (му тону; а — число учитываемых форм (от 1 до 3)
Резонансные усилия н перемеще- ния (СНиП II-6-74)	То же	хРез=~хс 0	Xе— прогиб изгибающий момент или по- перечная сила от статически приложенной нагрузки F; б логарифмический декремент колебаний, принимаемый равным 0.05 для стальных ба- шен, 0,1 — для стальных футерованных труб
Расчетные усилия и перемещения при резонансе (СНиП 11-6*74)	< >	X = у |ХР«»)‘ + |ХС|‘ + |ХД|«	резонансные усилия или перемещения; Xе — усилие или перемещение от напора, вызванного критической скоростью вдоль по- тока ветра (статическая составляющая); Хд— динамическая составляющая усилия при критической скорости
Расчетное усилие от сейсмических сил (СНиП П-А. 12-69*}		ХР ^|/ Хтах + 0-52 А<	Хд1йх~~ наибольшее значение усилия, отвеча- ющее /-Й форме колебаний; Х^ — значение усилия в элементе при других формах колебаний
ной зависимости от силовых факторов, представленных в виде
моментов Af, поперечных сил Q и продольных — N в башне как
консольном стержне.
Особенности башенной конструкции позволяют при состав-
лении зависимостей между искомыми параметрами, нагрузками
и объемом заменить дискретную модель (пространственную
ферму) моделью с параметрами, непрерывно меняющимися по
высоте (стержнем). Для этой цели каждой точке Л приписыва-
ется условная панель, образованная пересечением осей раско-
сов, идущих под углом 9 (ft) с осями поясов, имеющих тангенс
угла наклона к вертикали а и расположенных на расстоянии а.
Количество раскосов и распорок, их взаимное расположение оп-
ределяется структурой решетки. Каждый элемент характеризу-
ется диаметром (у трубчатых элементов) или другим главным
размером поперечного сечения элемента dt. Используя условную
панель для каждой точки ft можно записать выражение распре-
деленной нагрузки на башню, определить расчетные длины эле-
ментов //, усилия S в каждом элементе и в итоге объем (массу)
элементов башни с учетом расхода материала на обеспечение
устойчивости элементов.
Обозначим суммарный объем элемента i (пояса, раскоса, рас-
порки и т. д.) на участке 0—h через В этом случае Xt явля-
ется функцией от Л. При принятых ранее предположениях о рас-
четной модели эту функцию можно считать дифференцируемой.
Производная х, по Л будет равна распределенному объему эле-
мента в точке ft. В этом случае распределенные объемы, выра-
женные через искомые и исходные параметры, образуют систе-
му уравнений
~ &l(x. И. *)
(i = 1....л); и=а,, . . . , ит. (Л)
Х -*1 * • • • «
Здесь U=a ui=t; ui=di-,.„
Суммарный приведенный объем башни будет представлен
выражением
о-2лсЛ(П.	(В)
I
где Т — высота башни (см. рис. 23); рг —число элементов дан-
ного вида в сечении башни (например, 4 пояса и 8 раскосов в
башне с ромбической решеткой); С( =Сь Сг, ..., Са — коэффици-
енты, учитывающие относительную стоимость стали, из которой
изготовлен элемент, относительную трудоемкость его изготовле-
ния (по методике, разработанной М. Я- Лихтарниковым и В. И.
Осыкой). Требование минимума функционала (В) при условиях
(А), если известны условия Xi(0)=x’, ...; хл(0)=х®, приводит к
57
задаче оптимального управления с фиксированным временем
[8]. Задача неавтономна, так как в правую часть урав-
нений (А) явно входит переменная Л; h — аналогична переменной
времени в задаче оптимального управления.
Приведение задачи к автономной может быть выполнено по
известной схеме путем введения дополнительной переменной
хя+1 = 1. В этом случае система (А) примет вид
•*,- - ф/(а ".
•*»+! = 1'
а функционал (В) запишется в виде
1
Приведем схему решения задачи определения оптимальных
диаметров поясов и раскосов четырехгранной башни с ромбиче-
ской решеткой. Расчетные зависимости приведены в табл. 13.
Условия (8) при начальных значениях (11) совместно с ус-
ловиями (13) при значениях (14), а также необходимое условие
обеспечения максимума функции Н по управляющим перемен-
ным (искомым параметрам) в каждой точке h позволяют постро-
ить алгоритм последовательных
Рис. 23. Расчетная модель для фор-
мирования нагрузок и определения
усилий при оптимизации.
приближений минимизации фун-
кционала (10). Этот алгоритм
в общих чертах представляется
следующим образом.
L Интервал Т разбивается
на участки с шагом A/i=T/ni
(п 1 — число участков).
2.	На каждом участке за-
даются значения управляющих
переменных (искомых пара-
метров) из области их значе-
ний.
3.	Из (8), (И), (13), (14)
определяются значения х и ф
на каждом участке, при приня-
тых по п. 2 значениях управ-
ляющих переменных. Вычисле-
ния можно провести, исполь-
зуя, например, метод Эйлера,
решая последовательно снача-
ла систему (8) при начальных
значениях (11), а затем систе-
му (13) при значениях (14) в
точке Т.
4.	Полученные значения х и
ф подставляются в выражение
58
(12) и из условия его максимума определяются новые значения
управляющих переменных.
Далее начинаем с п. 2 подстановкой полученных в п. 4 зна-
чений управляющих переменных в уравнения (8) и (13), вычи-
сления новых значений х, ф и т. д. Циклы повторяются до по-
лучения близких значений Н или управляющих переменных, вы-
численных на соседних циклах.
Функции фь Ф2 могут быть получены из первых двух уравне-
ний системы (13) при начальных значениях (14) и будут иметь
вид
4, z. (Г) ехр + а)- f г - ЛJ;
<р(к
I ,	,74	+ а>2	..
(Лехр------—--------|Г — Л],
(15)
где учтен угол наклона пояса к вертикали а. Выражения (15)
показывают, что функции фь фг отражают влияние распределен-
ного объема элементов башни на суммарный. Выражения, свя-
занные с функциями ф1, фг
_	И*)	1 _ Г -М 1 _ „п А.т(1 +«’)
. it(nk(O)J [	J ₽ <Pt* ’
аналогичны распределению площади поперечного сечения в стой-
ке равного сопротивления, а при <р = 1, fei = l, а=0 совпадают пол-
ностью.
Процесс построения искомых параметров (управляющих пе-
ременных) состоит из относительно простых операций. Подбе-
рем оптимальное распределение диаметров элементов башни вы-
сотой Т=100 м. Очертания башни заданные: a=l-F0J h; t=
= consL
Принимаем Aft = 0,25 T, Ограничения на искомые параметры
0,Xrf(<0,4; 0,05<4/2^<0,25. Расчетное сопротивление /? = 2,1Х
т/см2. Значения m(h) приняты по графику (см. рис. 24).
При поиске максимума функции Гамильтона используется
простой перебор на сетке. Характер изменения функций пока-
зан на рис. 25. В табл. 14 приведены данные исходного прибли-
жения и результаты после второго цикла вычислений. Следует
отметить, что результаты первого и второго циклов практически
совпадают.
Йз этого примера можно сделать некоторые выводы о харак-
тере оптимального распределения диаметра пояса и раскоса:
во-первых, в верхней части башни искомые параметры rfi, d2
стремятся к значениям, при которых уменьшается нагрузка, не-
смотря на некоторые потери в массе, хотя отношение нагрузки
к массе увеличивается; во-вторых, в нижних участках башни
влияние распределенной нагрузки уменьшается, а коэффициент
продольного изгиба увеличивается. Диаметры элементов d уве-
Таблица 13. Расчетные зависимости для четырехгранной башни с ромбической решеткой
Характеристика	Единица измеренма	Формула	Величины, входящие в формулу
Распределенная нагрузка	тс/м	«'(Л) = (Ли>+ /»«»)«► где А = 4.4d, — (7<f2 + 10Ms)/e: ft = 6.2d2 - (14d| — lOd^/a. =-- CX{ V’/16 (1 = 1.2)	(1)	di — диаметр пояса; d2 — диаметр раскоса; Q — ширина башни; т — коэффициент приближенного учета динамического воздействия ветра (рис. 24);
Поперечная сила (полная)	тс	Q -{?0(Л)т(Л) + Л(Л)	(2)	Qo (Л) — поперечная сила от приведенной технологической нагрузки:
Изгибающий момент	т-см	M = Af0 (Л) m (Л) + Pj (A)	(3) к	М© (й) — изгибающий момент от техно- логической нагрузки;
Поперечная сила от нагрузок на собственно башню	тс	Pi <*> - j [A (»W«) +	<4> к	8 — меняется от нуля до й;
Изгибающий момент от нагру- зок на конструкцию	Т’СМ	Pi (A) = 5 (A (e) «1 (0 + /(«) aa (•)] X 0 X m («) (A — e) di	(5)	v0 — продольная сила от технологиче- ской нагрузки;
Распределенные объемы	т/м	x}-f,:	= 1.41F,; 6-ЭД/ (6)	F — площадь пояса; — площадь раскоса; —усилие в элементе;
Продольная сила	тс
Система уравнений
Суммарный теоретический объ- м3
ем башни
Минимизируемый функционал в
автономной задаче
Начальные условия
Функция Гамильтона
Сопряженная система
Начальные условия для сопря-
женной системы
NW = N0(h) + Xxt(h)i (7)
4 = [^/4 + 7 (х, + 2xs) 4-
+ (Л40 + /’3)/1,41а]//?<р,;
*; = (Qo + Л)/2ЛТ2;	(8)
а = 4CtX, (Т) + 8С,Х,(Л	(9)
О-4Х1(Г) + 8Ха(Г) + 0Х,(Г) (10)
*!(())-0; Х3(0) = 0; Х,(0) = 0 (11)
W-’M(*o/4 + 7(xl+2x,)4-
+ (M0 + Pa)/1.41a]//??i} +
+ Ы<<?о + Л)/2«Та]+4'з	(12)
= — K'j/tffv Фг = — 2Фч/Л?1;
ф; = - ф, [^/4 + (Qo + Л)/1,41a]//?Tl -
- Ъ «?о + <А“1 + Ш *1/2Я?а (13)
мл*-4; МП = -8; МЛ = о(и>
— коэффициент продольного изгиба;
Mo W — продольная сила от технологи-
ческой нагрузки
Принимается Ci = С2=1;
у —объемная масса стали, равна
7,8 тс/ма;
фь фа, фз — сопряженные функции
Рис. 24. Зависимость коэффи-
циента т (Л) приближенного
учета д и н ам и ч еского воз д ей -
ствия ветра от относительной
высоты башни (Л отсчитывает-
ся от верха башни; Т — высота
башни).
личиваются при приближении h к
Т. Приобретают значение ограниче-
ния на параметры, связанные с мес-
тной устойчивостью стенки трубы,
из которой выполнен элемент баш-
ни. Это объясняется тем, что при
приближении h к Т влияние нагруз-
ки на элементы башни в точке h на
объем башни приближается к нулю,
а коэффициент <р — к единице при
стремлении параметра df к беско-
нечности. Общий характер измене-
ния параметров: чем дальше от вер-
шины башни рассматриваемая па-
нель, тем больше может быть диа-
метр элемента при более тонкой по
отношению к диаметру стенке.
Таким образом, в верхней части
башни (примерно на одну треть вы-
соты) необходимо подбирать пара-
метры, прежде всего диаметры поя-
сов, распорок и раскосов, из условия минимума нагрузки на них.
При этом следует иметь в виду, что из-за характера зависимос-
ти коэффициента лобового сопротивления (от диаметра и ско-
рости ветра) меньшему диаметру иногда может соответствовать
большая нагрузка [5]. Особенно важно это для башни с малой
технологической нагрузкой.
Для нижних участков башни следует применять трубы тонко-
стенные при* увеличенном диаметре.
Существует много типов опо]э, у которых технологическая
часть нагрузки имеет преобладающее значение. Это опоры для
подвески антенных сетей, для которых технологическая нагруз-
ка составляет 80% суммарной и более. При малом значении до-
ли переменной нагрузки по сравнению с суммарной полную на-
грузку можно считать постоянной в процессе решения задачи
минимума объема башни. Силовые воздействия, представленные
в виде моментов М, поперечных Q и продольных сил N, могут
задаваться как известные функции от h. Задача упрощается и
для ее решения наряду с методом определения оптимальных па-
раметров с использованием результатов теории оптимального
управления могут быть применены и другие методы.
Если использовать принятую расчетную модель с распреде-
ленными параметрами, то объем башни запишется в данном слу-
чае через заданные функции Л4(й), Q(h), N(h) и искомые пара-
метры й'=а, &=0,5а и t Искомые параметры в связи с тем,
что при их изменении не учитывается изменение нагрузки, мож-
но не рассматривать. Учет материала, необходимого для обеспе-
чения устойчивости элемента, в этом случае удобнее провести
62
Рис. 25. Сопряженные функции и функции Гамильтона:
а — функция У — V (Г) (пунктиром обозначено исходное приближение); б —
функции Я, вычисленные в процессе последовательных приближений (кривая
1 соответствует функции Яо (<Л). кривая 2 — функции Н (dx при фиксирован-
ном dj=O,]; кривая 3 — функции Я> (da) при фиксированном dj—0,2. Анало-
гично кривая 4 соответствует функции Hi (da) при di=0,3t кривая 5—функ-
ции Нз (di) при d}=0,12, кривая 6 — функции Яа (dj при d2—0,25. Кривые
и 4х. иллюстрируют соответствующие функции во втором приближении).
через удельные радиусы инерции р. Башенные конструкции с
решетками рассматриваемых типов (см. рис. 5) обладают та-
ким свойством, что почти всегда можно определить знак усилия,
по которому будет подбираться (вычисляться) площадь попе-
речного сечения элемента I. Кроме того, для большого числа ба-
63
Таблица 14. Данные исходного приближения и результаты вычислений
Наименование показателей	Искомые параметры	Участок				Теорети- ческая мас- са башки, Т
		1	2 1	3	4	
Исходное приближение		оло 0Л0 0,625	0J5 0Л2 0.384	0,25 0,15 0,465	0,35 0,20 0,40	51,0
Результат	^2 Г-2	0,20 оло 0,840	0,30 0,23 1.25	0,40 0,25 0,860	0,40 0,25 0,425	26,4
Скорость ветра	—	59,9	58,0	50,0	[ 37.0	—
Примечания: 1. г2 — отношение поперечной распределенной на пру эк и к распре-
деленной массе. 2. К верхнему сечению приложена поперечная нагрузка Р=]0,0 т.
шейных конструкций характерно, что гибкости сжатых элемен-
тов находятся в области невысоких значений. Характер измене-
ний средних значений гибкости элементов по высоте башни по-
казан на рис. 26. Усредненные значения гибкостей получены из
обработки проектных данных. Допустимую область площадей
элементов можно определить ограничениями:
5»
Ft > -г- для S > О,
К
Fi >	+ *з Для S < О,
где S< — усилие в элементе; — расчетное сопротивление; k3—•
коэффициент, связанный с аппроксимацией коэффициента про-
дольного изгиба зависимостью <р=1—к№; 1О< —расчетная длина
элемента; р — удельный радиус инерции.
В связи со статической определимостью схем башен с решет-
кой рассматриваемых типов ограничения могут быть приняты
в виде равенств.
Для элементов, сечення которых подбираются по заданной
гибкости, площадь сечений определяют из соотношения
Эти соотношения позволяют при использовании расчетной моде-
ли с распределенными параметрами записывать выражения для
распределенного объема и полного приведенного объема башни
с учетом устойчивости элементов. Необходимые соотношения по-
* М. М. Бердичевский, В. Н, Гордеев, О подборе сечений ежа-
тых и растянутых элементов в задаче оптимального проектирования ферм
(ЦНИИПроектстальконструкцяя).—>В кн.: Материалы по металлическим кон
струкциям, М., Стройиздат, 1972, вып. XVI.
64
лучаются, если выразить S через
заданные функции М, Q, N и ис-
комые параметры. При этом дли-
ны элементов I выражаются через
искомые параметры b, t и произ-
водную Ь1 по h.
Задача может быть решена ва-
риационным методом. Используя
особенность башенной конструк-
ции, заключающуюся в том, что
отношение ширины башни к ее
высоте мало, можно принять ко-
синус угла наклона пояса к вер-
тикали равным единице. Тогда
при вычислении усилий в элемен-
тах башни и длин элементов ве-
личину b можно принять равной
нулю. Такое предположение часто
принимается при выполнении
практических расчетов. В этом
случае функционал, представляю-
щий массу башни, не содержит
производной от искомой функции
Рис. 26, Распределение усреднен-
ных значений гибкостей % и коэф-
фициентов продольного изгиба ф
элементов башни по высоте (Л от-
считывается от верха башни):
1—3— зависимость ф соответственно для
поясов, распорок и раскосов; Г—S' —
зависимость 1 соответственно для тех
же элементов.
Ь (Л), Оптимальные значения по-
перечного размера определяются обычными приемами анализа.
Выражение для определения распределенного объема башпи
с ромбической решеткой имеет вид
~	4 / м
^Тр'85^
V Q  8Q 1 + Р
— + —— I 4- —------------4-
4 4t ) 4R I
4Л/2 1	8М2 КП 4-
+	> + г1, i
Необходимыми условиями минимума распределенного объе-
ма в каждой точке Л будет равенство нулю производных от объ-
ема по искомым параметрам b и t:
4- = оЛ = О.
db dt
При pi=p2 выражение-^- дает
db
3. /' Alp’
3	0,425<
где т (О = |/ 2 (1 4- 2	+/у)
3 9-304
65
Из выражения dgjdt находим соотношение *
»= ./Z$E2<,~2
V 4»,R V 2(УТТ<г),-Г9|1 + <1)» + 1 '
из которого можно определить границы области значений пара-
метра t, при которых получается вещественной величина Ь. Гра-
ницы t находим из системы неравенств
2^—2 > о
2 (У(1 + Р)8 — 3 /Т+Т-) t > 0.
Следовательно, величина b будет вещественной при 1,00</<
<1,41. Эти границы соответствуют границам области углов на-
клона раскоса 45°<0<35°. Подставляя в выражение для <p(Z)
значения тангенса угла наклона раскоса из области 1,00</-^
<1,41, находим, что функция <р(/) меняется мало при изменении
t в пределах области существования функции. Оптимальные
очертания башни можно получить, принимая значение <p(Z) из
интервала 0,54><р(Z) >0,52 и усредненное значение удельного
радиуса инерции р. Аналогичные зависимости могут быть полу-
чены и для других типов решетки.
Учет влияния фундаментов при определении схемы башни ми-
нимального объема. При возведении башни на грунтах со сред-
ними характеристиками стоимость фундаментов составляет 20—
30% стоимости всего сооружения. Стоимость фундамента зави-
сит от нагрузок на него и типа его конструкции, зависящей в
свою очередь от характеристик грунта, на котором возводится
башня. Как правило, для рассматриваемых башен фундаменты
выполняются в виде отдельно стоящих бетонных или железобе-
тонных монолитов, связанных с поясами башни у ее основания.
Нагрузки на фундамент зависят не только от нагрузок на баш-
ню, но и от параметров схемы башни — поперечного размера
башни (расстояние между осями фундаментов), угла наклона
пояса н раскоса в нижнем сечении башни. При решении задачи
оптимизации башни совместно с фундаментами будем считать
фундаменты как некоторый сосредоточенный приведенный объ-
ем, расположенный в точке Т.
Принимаем стоимость фундаментов пропорционально их объ-
ему. Тогда единице объема металлоконструкций башни соответ-
ствует &4=—— единиц объема фундаментов. Здесь См — стой-
мость 1 т металла в деле; у — объемный вес металла; Сб —сто-
имость единицы объема бетона в деле.
♦ В. И. Г о р д е е в, М. Л. Гринберг, М. П. Кондр а. О выборе опти-
мальных очертаний башни. — Строительная механика и расчет сооружений,
1969, № 6.
66
Стоимость 1 т металла Си считается известной и не меняю-
щейся при изменении искомых параметров в рассматриваемой
задаче определения оптимальной схемы с учетом фундаментов.
Величина С6 также считается известной.
Приближенность учета влияния фундаментов на размеры
конструкции связана в основном с предположением, что распор,
возникающий при изменении угла наклона поясов, воспринима-
ется в нижней панели башни.
Нагрузки на отдельно стоящие фундаменты являются функ-
циями М(Т), Q(T), N(T) и поперечного размера а(Т)=2Ь(Т).
Влияние других параметров сказывается в меньшей степени по
сравнению с влиянием а. Результаты обработки проектных дан-
ных показывают, что объем фундамента в основном определяет-
ся величиной вырывающего усилия /?вмр , действующего на
фундамент (рис. 27).
Характеристики грунтов, которые рассматривались при пост-
роении зависимостей, а также величина удерживающей силы,
приходящаяся на единицу объема фундамента, приведены в
табл. 15. Лгр может служить совокупной характеристикой типа
фундамента и данного типа грунта. Величины Лгр также полу-
чены на основе обработки проектных данных. Эта характеристи-
ка выступает в качестве исходного параметра в случае примене-
ния фундаментов любого типа (железобетонных, монолитных,
свайных и т. п.).
Рве. 27. Зависимость объема фундаментов Уф от вырывающей силы Лв:
I — III — типы грунтов.
3*
67
Таблица 15. Характеристики
грунтов для построения
зависимостей
Тип грунта	Объемная масса грун- тмгр	Угол внут- реннего трения	Агр
I	1,8	40°	7.3
Н	1.6	30’	6,3
111	1.3	20°	5,2
Рис, 28, Зависимость относи-
тельного поперечного размера
башни а от изменения нагруз-
ки д.
Условие обеспечения устойчивости фундамента имеет вид
(Яуд- ^?выр) Х
где /?уд —удерживающая сила; /?иыр —вырывающая сила; у —
высота фундамента; х— ширина подошвы фундамента; 0,8 —
коэффициент условий работы.
Приближенно вырывающая сила определяется по формуле
0,85Л4(Т) N (Г)
2b (Т)	“	4	•
Используя приведенные выше характеристики, удерживаю-
щую силу выразим линейной зависимостью от объема фунда-
мента
Яуд = ^фЛГр .
В итоге приведенный объем фундамента выразится зависи-
мостью
4 Г 0.85 М (7)	Qy N‘
Иф пр = Мгр [	26 (О +1,2d ~~ Т '
которая может использоваться при оптимизации башен с учетом
фундаментов.
Зависимость геометрических параметров схемы башни от на-
грузки. Очертания башни минимального объема при большой
технологической нагрузке достаточно близко описываются зави-
симостью, из которой следует, что ширина башни пропорцио-
нальна корню кубическому от 'изгибающего момента. Учет устой-
чивости элементов башни приводит к тому, что поперечный раз-
мер башни изменяется не так резко, как нагрузка, являющаяся
в данном случае исходным параметром. Относительное измене-
ние поперечного размера башни минимальной массы при измене-
нии нагрузки показано на рис. 28. Из графика следует, что уве-
68
М, вычисленного в направлении «на грань* (при £=0,4*10 •; Я—2J-104 тс/м2;
<р(7) = 0,40 — для треугольной решетки).
личение нагрузки в два раза приводит к увеличению поперечно-
го размера на 25%. Очевидно, поэтому в практике проектирова-
ния выработалось положение считать отношение ширины осно-
вания башни к ее высоте в пределах 0,05-j-0,125.
Очертания башни представляют собой ломаную линию, впи-
санную в очень крутую кубическую параболу. Это обстоятель-
ство позволяет хорошо приближаться к схеме башни минималь-
ного объема, применяя пояса с малым количеством изломов или
вообще без них.
Зависимость поперечного размера башни от изгибающего мо-
мента при различных усредненных значениях удельного радиуса
инерции показана на рис. 29. Продольная нагрузка влияет на
очертания башни .в меньшей степени и для большинства случаев
ею можно пренебречь. В рассматриваемом типе башен для каж-
дой структуры решетки можно установить область изменения
углов, в которой существует решение для оптимальной ширины
башни. Значения границ областей параметра а даны в табл. 16.
В области изменения углов, где существует оптимальное значе-
ние а, функция <p(Z) меняется незначительно. Из этого следует,
что параметр а мало зависит от распределения углов наклона
Раскосов на высоте башни.
Для произвольного случая нагружения, а также при учете
различных ограничений выбор того или иного типа решетки мож-
Таблица 16. Границы областей существования оптимального значения
параметра а
Тип решетки (см. рис. 5)		L 0г
Раскосная (а)	tl [1675-1-4)^(1 +7«)а]	0,75 <7< 1,41 37° < 8, < 55’ о,28' < ? < о,37
Треугольная (б)	7/ [ют» + 4 V (1 +F)a]	0,44 <7< 1,00 24’ < fl, < 45° 0,33 < ? < 0,40
Крестовая (в)	Г/[4(75+0]	0,795 < Г< 1,225 38.5° < 8, < 52° 0,48 < <7 < 0,51
Ромбическая (г)	7/[47’ + eK(i +Т5)’]	0,63 <7< 1,00 32’ < 8, < 45° 0,34 < <р < 0,35
Крестовая с дополнитель- ной распоркой (д)	7/ |75 + 4 + 10“4/(4й3)]	1,225 < Г< 1,32 51° < 8, < 53’ 0,57 < у < 0,58
Ромбическая с дополни- тельной распоркой (е)	Г/ [?+2/ (1 + 75)«+1О“‘,/(4Аа)]	0,70 <7< 1,00 35° < 8, < 45° 0,52 < <р < 0,54
Примечание. 81—90* —8; f==tg8j; Ф=Ф (Л; Аа=0,4-10~*. <р зависит от fe? в
случаях, когда в решетке имеются элементы, плщцадь которых выбирается из условия
допускаемой гибкости (д, е).
но установить, производя расчет по методике оптимального уп-
равления. Однако достаточно просто можно получить некоторые
оценки для различных типов решетки, сравнивая распределен-
ные объемы оптимальных схем башен с различной структурой
решетки при заданной постоянной приведенной суммарной на-
грузке gnpH8 -
Распределенный теоретический объем оптимальной схемы
башни может быть представлен выражениями, приведенными
в табл. 7. Нагрузка принимается здесь равной
£прнв	I
где Afmax — максимальный момент в башне как консольном
стержне от нагрузки, вычисленной в направлении на грань. При
70
составлении выражения для
распределенного объема при-
нято значение усредненного
радиуса инерции р=0,8-?-1,0,
расчетное сопротивление стали
У?=2,1 т/см2, а величина пара-
метра t, близкая к единице.
Ромбическая решетка при
равной нагрузке является ме-
нее металлоемкой. Такую же
металлоемкость решетка тре-
тьего типа будет иметь при на-
грузке на башню, меньшей в
1,25 раза, чем на башню с ром-
бической решеткой. Одпако
при этом она будет иметь мень-
шее число элементов иа едини-
цу длины. Примером могут служить башни для маломощных
Рис. 30. Зависимость относительной
величины поперечного размера башни
от расчетного сопротивления стали.
телевизионных антенн, антенн связи и т. п.
Решетка с растянутыми раскосами будет менее металлоем-
кой в том случае, когда на очертания башни наложены ограни-
чения снизу, т. е. когда размер должен быть больше, чем опти-
мальное его значение для ромбической решетки. Примером мо-
гут служить башни для поддержания газоотводящих стволов
большого диаметра.
Зависимость геометрических параметров схемы башни мини-
мального объема от прочности стали. Несущие элементы башен-
ных конструкций выполняются из стали класса С38/23. Посте-
пенно внедряются стали повышенной и высокой прочности.
Повышение прочности стали и понижение при этом величины
коэффициента продольного изгиба влияет на геометрические
параметры схемы башни минимального объема. При заданном
значении усредненного удельного радиуса инерции р зависи-
мость относительной величины поперечного размера аотв может
быть представлена графиком (рис. 30), а также следующими
Данными:
Расчетное сопротивление
Марка стали (пример)
Коэффициент уменьшения раз-
мера без учета изменения гео-
метрических характеристик
То же с учетом изменений .
21	23	28	34
СтЗ Ст 4 09Г2С 10ХСНД
15ХСНД
1,00 0,827 0.725 0,655
1,0 0,86 0,83	0,82
За единичный размер принимается оптимальное значение по-
перечного размера башни, изготовленной из стали класса С38/23.
Следует, что при одинаковой нагрузке и характеристиках сорта-
мента (усредненном значении удельного радиуса инерции р)
относительный поперечный размер башни минимального объема
уменьшается с ростом прочности стали. На рис. 30 пунктиром
71
показана зависимость поперечного размера башни от прочности
стали, с уточнением величины удельного радиуса инерции при
переходе к характеристикам стали более высокой прочности по
сравнению со сталью С38/23 и к более тонкостенным сечениям.
Значение поперечного размера аотн резко меняется в интервале
2,1 т/см2 </?< 2,6 т/см2. При дальнейшем повышении расчетного
сопротивления стали относительный поперечный размер башни
почти не меняется. При изготовлении элементов из различных
марок стали относительная стоимость металла и трудоемкость
изготовления влияют на приведенные соотношения.
Зависимость параметров схемы башни от сортамента стали.
Характеристики сортамента сильно влияют на величину геомет-
рических параметров, больше всего на величину поперечного раз-
мера башни, а вместе с тем и на разбивку башни на панели по
высоте. При известных других параметрах (нагрузка, характе-
ристики стали R, kA и др.) ширина башни пропорциональна
удельному радиусу инерции в степени 2/3. Возможные (услов-
ные) пределы изменения относительной ширины башни, изготов-
ляемой из профильного проката и труб, приведены в табл. 17.
Ширина башни определяется по формуле а=£р/Л1ф(/).При
изменении р в 3,5 раза оптимальная ширина башни может изме-
няться в 2,5 раза, т. е. достаточно сильно. Таблица дает пред-
ставление о влиянии величины удельного радиуса инерции на
параметры башни минимального объема при принятых предпо-
сылках и неизменности суммарной нагрузки. Для башен с боль-
шой нагрузкой на собственно конструкцию башни по сравнению
с технологической нагрузкой первостепенным является учет рас-
пределения диаметров (характерных размеров сечений) по вы-
соте башни в связи с оптимизацией нагрузки, из-за чего резко
будет меняться и значение характеристик сортамента.
Из частных примеров по изложенному выше методу следует,
что в верхних участках башни решение стремится к таким зна-
чениям параметров, при которых уменьшается нагрузка. Умень-
шение нагрузки при некоторой потере материала за счет неэф-
фективных сечений (с уменьшенным значением <р и р) в итоге
приводит к суммарному выигрышу. При стремлении h к
точке Т (т. е. к основанию башни) влияние поперечной нагрузки
на общую массу понижается и основной выигрыш в объеме полу-
чается за счет улучшения характеристик сортамента.
Таблица 17. Возможные пределы изменения относительной
ширины башни
Пределы из- менения ftp	Тру(5ы		Уголки	
	г плх	Pm/»-0-35	Рт -0.85 | vmax	I	Г Pm/»-0-50
С38/23	1,26	0,52	0.95	0,66
С46/33	1,01	0,42	0,76	0.53
С60/45	0,75	0,31	0,56	0,40
72
На современном этапе при проектировании стальных башен
наиболее эффективны следующие решения:
элементы башен выполняют из эффективных (в смысле умень-
шения нагрузки на них и выгодного распределения в сечении при
работе стержня на сжатие) профилей. Для сжатых элементов —
это горячедеформированные, электросварные трубы (оболочки)
увеличенных диаметров из углеродистых и легированных сталей,
пространственные решетчатые элементы из горячедеформиро-
ванных труб. Для растянутых элементов применяют также про-
фили из сталей повышенной прочности и высокопрочные канаты;
узлы и соединения элементов в заводских условиях и на мон-
таже стремятся выполнять с минимальным количеством допол-
нительных соединительных деталей (пояса—сваркой встык, рас-
порки и раскосы — примыкающими непосредственно к поясам
на фигурных вырезах). Фигурные вырезы с одновременной об-
работкой кромок выполняют специальными машинами;
конструкцию башни собирают из унифицированных элемен-
тов; параметры устанавливают с учетом оптимизации конструк-
ции в смысле минимального расхода стали при возможно мень-
шей трудоемкости изготовления и монтажа. При этом следует
учитывать, что для башен с малой технологической нагрузкой
очень важно рациональное распределение параметров, когда
учитывается изменение суммарной нагрузки при изменении ис-
комых геометрических параметров. Прежде всего это касается
распределения диаметров сечений элементов башни по высоте.
В верхней части башни можно потерять материал за счет нера-
циональных размеров этих сечений. Эта потеря компенсируется
уменьшением суммарной нагрузки и облегчением нижележащих
элементов, для которых следует применять эффективные профи-
ли, несмотря на увеличение их наветренной площади. Это по-
ложение количественно может быть реализовано с помощью ал-
горитма, построенного, например, на принципе максимума. В
нижней части башни целесообразно применять тонкостенные
трубы увеличенных диаметров. Для частного случая преоблада-
ющей технологической нагрузки (QrexH>0>5 Qocm ) оптимальные
очертания могут быть получены из простых соотношений, свя-
зывающих изгибающие моменты, расчетное сопротивление стали
и характеристики сортамента. Следует иметь в виду, что харак-
теристики сортамента достаточно сильно влияют на попереч-
ные размеры башни. При увеличении расчетного сопротивления
оптимальное значение поперечного размера башни уменьшает-
ся (в традиционно применяемых типах башен).
Изменение углов наклона раскосов в определенных пределах
мало влияет на изменение оптимального значения поперечного
размера. Это позволяет увязывать шаг панелей с принятым мо-
дулем. Схемы башен минимальной массы легко могут быть впи-
саны в технологические схемы на основе использования одного
Из приемов унификации.
73
МОНТАЖ СТАЛЬНЫХ БАШЕН
ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ
И ТЕХНОЛОГИИ МОНТАЖА БАШЕН
При организации и производстве работ на монтаже башен не-
обходимо руководствоваться СНиП 111-18-75, а также учитывать:
малые размеры в плане по сравнению с высотой сооружения;
значительную зависимость монтажных работ от метеорологи-
ческих условий (ветер, гололед, низкая температура, туман и
т. п.);
ограниченное количество рабочих мест;
ограниченные возможности расширения фронта работ в каж-
дой точке объекта;
небольшую массу монтажных элементов при относительно
малой их повторяемости;
повышенные требования к точности монтажа и качеству ра-
бот;
необходимость постоянного геодезического контроля;
строгое соблюдение требований безопасного ведения работ.
Все это повышает трудоемкость возведения башенных соору-
жений, которая является высокой и превышает этот показатель
при сооружении объектов других видов. Кроме этого, в большин-
стве случаев башни располагают на значительном расстоянии
одна от другой (на десятки и сотни километров) и в труднодо-
ступных местах. Немаловажное значение при сооружении башен
имеют подготовительные работы. На этом этапе необходимо оп-
ределить способ монтажа, выбрать механизмы, оборудование и
такелажные устройства; изготовить и доставить на монтажную
площадку необходимые механизмы, устройства, такелаж; зало-
жить фундаменты с учетом дополнительных технических требо-
ваний (ДТТ); доставить иа объект конструкции и выполнить
складирование их в строгом соответствии с очередностью монта-
жа. Все эти вопросы детально с необходимыми обоснованиями
отражают в графической и текстовой частях проектов производ-
ства работ (ППР). С целью повышения эффективности монтаж-
ных работ, в частности, производительности труда и снижения
себестоимости работ по монтажу баше» при проектировании и
составлении ППР необходимо решить характерные инженерные
задачи.
Учет в конструктивной форме башни требований монтажа.
При монтаже конструкции башен, помимо эксплуатационных
74
нагрузок, испытывают монтажные воздействия. Они возникают
вследствие дополнительных нагрузок либо от монтажных меха-
низмов (подвесные, прислонные краны, порталы и т. п.), либо
от изменения пространственного положения конструкции в про-
цессе монтажа в сравнении с эксплуатационными (метод пово-
рота вокруг шарниров), либо от приложения сосредоточенных
усилий в отдельных узлах башни при ее подъеме (подъем кра-
ном башни, собранной полностью на земле). Возможны также
сочетания различных монтажных нагрузок.
Если при проектировании башни не учтены требования мон-
тажа, это приводит к дополнительным, зачастую выполняемым
с большими трудностями работам. Например, при использова-
нии самоподъемных кранов определение отметок столиков для
подвесок должно выполняться с учетом применяемых монтажни-
ками марок кранов. Несоблюдение этого требования приводит к
тому, что столики для подвесок приходится приваривать па дру-
гих отметках уже в процессе монтажа. Эти же требования необ-
ходимо учитывать при проектировании башен, возводимых ме-
тодом поворота в шарнирах. В этом случае следует заранее за-
проектировать узлы и элементы с учетом их дополнительного
усиления, не допуская выполнения этих работ на строительной
площадке.
Учет в проектах возможности использования отдельных эле-
ментов башни или ее частей для целей монтажа (т. е. создание
башен с совмещением эксплуатационных и монтажных функций).
Несомненно, что одним из прогрессивных направлений в проек-
тировании является создание конструктивных форм, совмещаю-
щих эксплуатационные и монтажные функции в элементах ба-
шен. В результате уменьшается количество монтажной оснастки,
достигается значительное ее облегчение. Такие элементы в со-
ставе башен в процессе их эксплуатации также существенно
облегчают обслуживание и ремонт.
Примером рационального проектирования с учетом совмеще-
ния эксплуатационных (функциональных) и монтажных требова-
ний является проект башни Киевского телецентра.
При монтаже башпи методом подращивания нижний блок
служит одновременно порталом с направляющими и защемляю-
щими элементами. Также удачно решен вопрос с совмещением
эксплуатационных и монтажных функций в проекте буровой вы-
шки, которую монтируют методом поворота. В этом случае ниж-
ний ярус вышки по диагонали разделен на два блока, один из
них выполняет роль неподвижной мачты при монтаже.
Создание конструктивной формы, позволяющей получить мак-
симальную заводскую готовность. Решение этой задачи сопря-
жено с определенными сложностями, так как в большинстве
случаев башни негабаритны. Башни должны иметь конструктив-
ную (hop му, позволяющую выполнять в заводских условиях окон-
чательное изготовление отправочных марок. Следует избегать
75
в отправочных марках деталей со сложной пространственной
ориентировкой.
Конструирование башен на основе простых узлов сопряжения
отправочных марок. Простые узлы башен требуют минимальных
затрат на их заводское изготовление и оформление на монтаже.
Такие узлы должны соответствовать действующим нормам и пра-
вилам на монтаж сооружений, т. е. без дополнительных ограни-
чений, накладываемых требованиями проекта. Узлы сопрягае-
мых элементов должны также обладать компенсационными воз-
можностями и без сложных операций по подгонке позволять
исправлять неточности и погрешности в ранее смонтированных
ярусах башни.
Конструкция простого узла во многом определяется способом
монтажа. Например, бесфланцевые сварные стыки поясов ба-
шен, монтируемые методом подращивания, обладают бесспор-
ными преимуществами по сравнению с другими конструкциями
узлов. В то же время такие узлы <в башнях, сооруженных мето-
дом наращивания, характеризуются повышенной трудоемкостью
по сравнению с фланцевыми.
Создание условий для выполнения максимального количества
операций по укрупнению конструкций башни или их монтажу на
земле (либо на уровне постоянно оборудованных рабочих мест).
В этом случае помимо повышения производительности труда
создаются условия для качественного и безопасного ведения мон-
тажных работ, так как последние выполняются в нормальных
условиях и доступны контролю специалистов.
Создание условий, позволяющих свести до минимума влияние
метеорологических факторов. При возведении башен сроки ввода
в эксплуатацию во многом зависят от метеорологических усло-
вий. Производство монтажных работ на высоте прекращается
при обильных снегопадах, дожде, тумане, гололеде, ветре 6 бал-
лов и более (СНиП III-A.11-70). Дополнительно введены ограни-
чения в проектах для сварочных работ (ветер не более 3 баллов,
температура воздуха в зависимости от марки свариваемых ста-
лей не ниже 5—10чС и др.), для работ по перестановке монтаж-
/	,	. • -	ВСН 61-75  п
ных механизмов I ветер не более 4 баллов,---—— . Влияние
	ММСССССР/
метеорологических факторов на сроки возведения башен особо
велико в районах с неблагоприятными погодными условиями
(горные районы). Задачей проектировщиков-конструкторов и
разработчиков ППР является выбор таких схем башен и спосо-
бов их возведения, на которые бы метеорологические факторы
оказывали минимальное воздействие. Это — перенос работ на
низкие отметки, создание постоянных оборудованных рабочих
мест с укрытиями и навесами, устройство передвижных легких
укрытий над рабочими местами, внедрение технологических про-
цессов, выполнению которых метеорологические факторы не пре-
пятствуют. Практика подтверждает, что при возведении башен,
76
полностью собранных па земле с помощью кранов, способом по-
ворота вокруг шарниров или способом подращивания влияние
метеорологических факторов на сроки ввода сооружения в экс-
плуатацию незначительно.
По технологическим признакам в зависимости от применя-
емых механизмов и такелажной оснастки монтаж башен осу-
ществляют: наращиванием, подращиванием, поворотом в шар-
нирах и различными комбинированными способами (схема дана
на с. 78, 79).
Характерной особенностью монтажа башен является авто-
номность в работе при их возведении. После приемки фундамен-
тов и получения металлоконструкций организация, возводящая
башню, практически не зависит от работы смежников. Отсутст-
вие необходимости координировать работу с другими участни-
ками строительства позволяет организовать непрерывный про-
цесс монтажа конструкций. Поэтому организацию работ по воз-
ведению стальных башен целесообразно вести только методом
бригадного подряда.
Организация работ на монтаже башни методом бригадного
подряда. Бригаде для перехода на бригадный подряд необходи-
мо иметь следующую документацию:
приказ по управлению о переводе бригады на подряд, в ко-
тором определены задачи для всех отделов и служб;
хозяйственный договор между управлением и бригадой па
выполнение монтажных работ;
раскладку сметной стоимости па башню по материалам, ме-
ханизмам и заработной плате;
расчетную стоимость по элементам затрат на монтаж башни;
расчетную стоимость работ, передаваемых по договору;
ведомость распределения накладных расходов на монтаж
металлоконструкций башни;
лимитно-комплектовочную ведомость основных и вспомога-
тельных материалов, конструкций и деталей для монтажа метал-
локонструкций башни.
Практика возведения стальных башен методом бригадного
подряда подтвердила его высокую эффективность. На Ровенском
ПО «Азот» нормативный срок возведения башни высотой 80 м
составлял 33 рабочих дня для бригады, состоящей из 24 монтаж-
ников. Эту работу поручили одной из лучших бригад треста Цент-
ростальконструкция, которую возглавлял бригадир С. М. Мед-
видь, заключив с ней договор на бригадный подряд. Бригада
тов. Медвидя С. М. в составе 2 чел. смонтировала башню за
28 рабочих дней, достигнув выполнения норм выработки на
206%. За работу бригаде было выплачено 1211 руб. премии,
средний заработок монтажника составил 467 руб.
77
Классификация способов
пособы монтажа ба
монтажа стальных башен
79
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Подготовка технической документации. Монтаж башни неза-
висимо от объема работ разрешается выполнять только по про-
ектам производства работ типовым или индивидуальным (СНиП
III-18-75). Типовые проекты производства работ разрабатывают
для наиболее распространенных конструкций башен. Привязку
типовых ППР осуществляют либо специализированные проект-
ные организации либо монтажные, имеющие квалифицированных
работников в составе разработчиков ППР. Привязку типового
проекта выполняют с учетом местных условий, т. е. практи-
чески для идентичных объектов разрабатывают стройгенплап,
решают вопросы подъездов к монтажной площадке, электроснаб-
жения, подачи на приобъектный склад конструкций и др.
На чертежах типового проекта производства работ, которые
можно применять без изменения, указанные выше организации
ставят штамп с соответствующими подписями, разрешающими
использование их для работы. До начала монтажа конструкций
башни на объекте должна быть необходимая техническая доку-
ментация:
комплект чертежей на стадии КМ и КМД со штампом «К про-
изводству работ»;
комплект чертежей ППР со штампом организации, разреша-
ющей производство работ;
исполнительная схема фундаментов с указанием положения
анкеров и выполнением дополнительных технических требований;
техническая документация на подъемные устройства с необ-
ходимыми выписками из паспортов грузоподъемных механизмов,
заверенными ответственными лицами;
журналы и бланки, входящие в состав исполнительной техни-
ческой документации (журналы монтажных, сварочных работ,
журналы авторского надзора и др.);
комплект документации по технике безопасности (инструк-
ции по технике безопасности по видам работ, утвержденные глав-
ным инженером организации, производящей монтаж, журналы
инструктажа по технике безопасности па рабочем месте, журна-
лы оперативного контроля и др.);
приказ организации, производящей монтаж, о поименном на-
правлении на объект монтажников, сварщиков с указанием при-
своенного им номера личного клейма, стропальщиков, машини-
стов электролебедок и других специальностей;
приказы организации, производящей монтаж, о назначении
лиц, ответственных за сооружение объекта, за безопасное пере-
мещение грузов кранами, безопасную эксплуатацию механизмов
и электроустановок;
карточки операционного контроля.
Подготовка и оборудование монтажной площадки. В соответ-
ствии с требованиями СНиП Ш-18-75 и СНиП Ш-1-76 монтаж-
80
ные работы следует начинать только после выполнения обще-
строительных и подготовительных работ на площадке.
I.	Возведение всех фундаментов и установка анкерных уст-
ройств по проекту, сдача их монтажной организации по акту.
При приемке фундаментов проверяется: правильность располо-
жения фундаментов по отношению к осям башни; правильность
высотных отметок верхнего обреза фундаментов; расположение,
диаметр и высота анкерных болтов, наличие и возможность сво-
бодного вращения гаек по резьбе анкерных болтов, а также соот-
ветствие проекту других анкерных и закладных устройств в фун-
даментах, выполнение дополнительных технических требований
(наличие и положение закладных частей для крепления мон-
тажных устройств с подтверждающими актами на скрытые ра-
боты), К акту приемки фундаментов прилагается схема геоде-
зической съемки с указанием отступлений от проекта. Если
такие отступления превышают допускаемые, необходимо согла-
совать с проектной организацией мероприятия по приспособле-
нию конструкций к таким изменениям. Котлованы фундаментов-
должны быть засыпаны, территория около них спланирована.
Допускаемые отклонения фундаментов, опорных плит, поло-
жения анкерных болтов в соответствии со СНиП III-18-75 (табл.
11 и 25):
Расстояние между центрами фунда-
ментов одной башни	.	10 мм 4-0,001 проектного
расстояния при общей
величине нс более 25 мм
Отклонение опорных плит от проект-
ной отметки:
плиты центрального фундамента ±10 мм
раздельно стоящие плиты башни
(под поясами)................... 1/1500	базы, но
не более 5 мм
Смещение анкерных болтов в плане,
расположенных внутри контура опо-
ры конструкций....................5 мм
То же вне контура опоры конструк-
ций ..............................10 мм
Отклонение отметки верхнего торца
анкерного болта от проектной .	. 4-20 мм; —0 мм
Отклонение длины нарезки анкерного
болта ................................+30	мм; —0 мм
2.	Устройство подъездов к монтажной площадке и проездов
внутри нее, окончание строительства и оснащение временных
зданий и сооружений (бытовых помещений, складов, навесов,,
якорей) в соответствии со стройгенпланом.
3.	Подготовка площадей под склады конструкций башни и
организация укрупп ягельной сборки их.
4.	Устройство площадок для работы монтажных механизмов.
5.	Сооружение объектов электрохозяйства (щитовые, сборки,
ПЭС) и объектов для подачи сжатого воздуха.
81
6.	Наличие на площадке всего монтажного оборудования, та-
келажной оснастки и приспособлений согласно ППР, а также
испытание монтажных кранов до начала работы.
7.	Выполнение заземления в соответствии с проектом или
по временной схеме. В зависимости от грунта схемы временного
заземления имеют три исполнения (рис. 31):
а...................Торф, глина
б ..................Чернозем, суглинок,	супесь
в...................Песчаный грунт
Заземляющий штырь заглубляют не менее чем на 2,5 м, а
металлические полосы, соединяющие конструкции башни со шты-
рем, укладывают на глубине не менее 1,2 м от поверхности земли.
Склады и хранение конструкций. Организации складского
хозяйства па монтаже башен придается большое значение. От
правильной организации складирования конструкций во многом
зависят сроки возведения башен. Малая повторяемость элемен-
тов башни, невозможность из-за негабаритности поставки на объ-
ект конструкций в блоках требуют их доставки на строительную
площадку заблаговременно. Значительное количество монтаж-
ных элементов, внешне не отличающихся один от другого, может
быть вовремя и без больших трудозатрат направлено па монтаж
только при соблюдении на складе строгого порядка их склади-
рования.
В проекте производства работ определяют место расположе-
ния склада и площадь. Исходя из конструктивных особенностей
башен под склады башенных конструкций рекомендуется выде-
лять большую площадь, чем для других сооружений, и распола-
гать их вблизи башни. Земельный участок, отведенный под
склад, должен быть ровным и иметь удобные подъезды. Если на
одной строительной площадке одновременно возводят несколько
башен, склады конструкций предусматривают отдельно для каж-
дого сооружения. Целесообразно на складах конструкций для
башен выделять две зоны: одпу — для складирования конструк-
ций ствола башни; другую — для складирования лестниц, пло-
щадок, конструкций ограждений.
Рис. 31. Схемы временного заземления башен:
а — а — варианты исполнений; 1 — фундамент башни; 2 — заземляющий штырь; 3 —
соединительная полоса.
82
Размещение конструкций на складе должно соответствовать
очередности подачи их в монтаж. На территории склада конст-
рукции укладывают на подкладках (обычно деревянных). Если
элементы башни изготовлены не из труб, а из прокатных про-
филей, они должны быть уложены на подкладки так, чтобы в их
полостях не скапливалась вода.
Перед подачей конструкций в монтаж на складе в соответ-
ствии со СНиП III-18-75 производится предварительная обра-
ботка элементов: общий осмотр; выбраковка элементов, имею-
щих дефекты и повреждения; очистка конструкций от грязи,
снега, наледи, ржавчины; ремонт элементов, имеющих незначи-
тельные повреждения. Конструкции со сложными дефектами в
монтаж не допускаются. Использовать их можно только з разре-
шения представителя проектной организации и завода-изготови-
теля.
На складе восстанавливается поврежденная огрунтовка и ок-
раска. Если завод поставил неокрашенные конструкции, их
окраску выполняют па складе (состав и цвет красок указаны в
паспорте на покраску, который заказчик передает исполните-
лям). Обычно конструкции окрашивают в два слоя при />+4°С
в хорошую погоду; после монтажа производят окраску повреж-
денных мест и участков; по требованиям ГВФ цвета отдельных
ярусов башен чередуются: светлый — темный.
При неблагоприятных погодных условиях, обычно в осенне-
зимний период, в монтаж подают неокрашенные конструкции.
Их окраску выполняют со специальных подмостей после мон-
тажа.
Для антикоррозионной защиты на торцы трубчатых элемен-
тов поясов с соединениями па фланцах наносят разогретый би-
тум № 4, который заливают на заглушку в уровень с плоскостью
фланца, одновременно смазывая его поверхность.
В связи с тем, что башня представляет собой отдельно стоя-
щий объект, даже незначительные задержки с поставками конст-
рукций приводят к прекращению работ. Поэтому до начала мон-
тажа на складе должно быть не менее 30% всего объема ком-
плектных конструкций.
МОНТАЖ БАШЕН САМОХОДНЫМИ КРАНАМИ
В народном хозяйстве широко применяются башни сравни-
тельно небольшой высоты (до 60 м). Это прожекторные и осве-
тительные башни, опоры грозозащитных устройств и ЛЭП, баш-
ни-факелы, башни-трубы химических и металлургических пред-
приятий, башни вспомогательного назначения и др. Параметры
этих башен дают возможность использовать для их монтажа са-
моходные стреловые краны. Опыт возведения башен самоходны-
ми стреловыми кранами и технико-экономические расчеты под-
тверждают эффективность-их применения. Самоходные Стрело-
ва
вые краны целесообразно также применять для монтажа нижних
блоков высоких башен.
В зависимости от параметров сооружения, технических ха-
рактеристик кранов, местных условий есть несколько схем мон-
тажа металлических башен самоходными кранами (см. с. 78,
79). Для монтажа отдельно стоящих башен рекомендуется при-
менять краны на пневмоходу МКП-25, МКП-40, переброска кото-
рых не требует больших трудозатрат. При соответствующем тех-
нико-экономическом обосновании (ТЭО) возможно применение
гусеничных кранов. Их целесообразно использовать при соору-
жении башен в районах сосредоточенного строительства, когда
переброска кранов не сопряжена с большими подготовительны-
ми работами. Наиболее удобным для монтажа башен является
кран МКГ-25 БР, а также крапы большой грузоподъемности
СКГ-40, СКГ-40 БС, СКГ-63А, СКГ-100 при условии перебазиро-
вания их самоходом (в пределах одной строительной площадки
или комплекса).
МОНТАЖ БАШЕН СПОСОБОМ НАРАЩИВАНИЯ
В стесненных условиях, например при плотной застройке про-
мышленных площадок, в эонах парков, лесных массивов монтаж
башен целесообразно производить способом наращивания. При
возведении башен этим способом с использованием самоходных
кранов достаточна минимальная строительная площадка, на ко-
торой можно создать рабочую зону крана, частичное складиро-
вание конструкций, площадок для их укрупнения и подготовки
к монтажу. И все же значительную часть работ приходится вы-
полнять на высоте. Для уменьшения объема этих работ укруп-
нмтельную сборку конструкций башпи в блоки следует выпол-
нять на земле, используя для их подъема кран. Применяемый
самоходный кран должен иметь соответствующие грузоподъем-
ность и высоту подъема крюка, чтобы обеспечить монтаж башни
на всю высоту укрупненными блоками.
Самоходными кранами можно производить монтаж конструк-
ций башен, собранных на земле в блоки, на отметках, превыша-
ющих максимальную высоту подъема крюка крана. В этом слу-
чае нижняя часть башни до отметок, которые может обслужить
кран, монтируется способом наращивания. Каркас верхней части
башни имеет небольшие размеры поперечных сечений и массу.
Обычно центр тяжести верхнего блока башни совпадает или на-
ходится вблизи центра его вертикального геометрического сече-
ния.
При использовании кранов со стрелами меньшей длины, чем
проектная вертикальная отметка центра тяжести блока башни, к
последнему после полной сборки на земле необходимо навеши-
вать дополнительный груз (рис. 32). Его крепят к конструкциям
блока таким образом, чтобы центр тяжести не только смещался
84
вниз, но и в сторону. Это дает возможность с помощью простей-
шего строповочного устройства поднимать блок в вертикальном
положении. При этом значительно упрощается наводка блока на
проектную отметку и не требуются дополнительные устройства
(захваты, ловители).
Координаты центра тяжести (ц. т.) поднимаемой системы
(блок -(-дополнительный груз, рис. 33) определяют из уравне-
ний.
По оси х уравнение равновесия
^гр-**2 ?бл-Х1 = 0»
где <?г₽ ~ масса дополнительного груза, определяется из грузо-
подъемности монтажного крапа (максимально возможная);
— масса поднимаемого блока; X] — плечо силы q^ (коорди-
ната ц. т.), устанавливается из условий конструирования стро-
повочного узла и должно быть минимально допустимым; х^—
плечо силы qrv, тогда %2=
Я гр
Из уравнения видно, что при x1=min и ?гр =гпах расстояние
от места закрепления дополнительного груза до монтируемого
блока будет минимально возможным. Это условие необходимо
соблюдать, чтобы разместить дополнительный груз в подстрело-
вом габарите, В противном случае несколько усложняется креп-
ление груза, так как последний придется располагать симмет-
рично по обеим сторонам стрелы.
Рис. 32, Монтаж башни спо-
собом наращивания:
1 — кран; 2 — прягруз; 3 — стро-
повочная рама; 4 — монтируе-
мый блок; 5 — смонтированная
часть башни.
Рис. 33, Определение коор-
динат центра тяжести систе-
мы (блок + дополнительный
груз).
85
По оси у уравнение равновесия
<?О6 Чт ^бл ^бл ^гр Угр '
где Qo6 — масса всей конструкции; уц.т —координата щ т. си-
стемы; j/бд — координата ц. т. поднимаемого блока; i/rp —. коор-
дината ц. т. дополнительного груза (задается).
Таким образом, #а.т. = —6л Убл * Угр УгР .
Роб
Из уравнения видно, что понижения центра тяжести системы
можно достигнуть благодаря уменьшению (понижению) коорди-
наты £/гр. Значит при соответствующей отрицательной величине
координаты £/гр возможна строповка даже за низ поднимаемого
блока.
В последние годы в строительстве используется все большее
количество самоходных кранов с большой грузоподъемностью
и большой высотой подъема крюка. Это дает возможность бо-
лее широко применять самоходные краны на монтаже башен,
особенно в пределах строительных площадок крупных промы-
шленных комплексов, где всегда сосредоточено определенное
количество кранов большой грузоподъемности.
УСТАНОВКА СОБРАННОЙ НА ЗЕМЛЕ БАШНИ
В ПРОЕКТНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ
Наиболее удобно производить монтаж конструкций башен»
полностью собранных на земле, и затем в готовом для эксплуа-
тации виде устанавливать краном на фундаменты (рис. 34). Для
этого возле фундаментов необходимо иметь свободную террито-
рию, на которой можно полностью собрать башню и при нали-
чии крана, грузоподъемность которого позволяет поднять баш-
Рис. 34. Монтаж стреловым краном
башни, собранной на земле:
/ — стреловой кран; 2 — башня; 3 — горн-
груз; 4 — пути для скольжения башмаков
башни; 5 подсыпка для кра-на.
ню с отрывом от земли, уста-
новить ее на анкерные болты.
Технология монтажа башен
таким способом простая, за-
траты на подготовительные ра-
боты минимальные, такелаж-
ные приспособления простей-
шие, легкие и обеспеченность
безопасности производства ра-
бот, выполняемых на низких
отметках, максимальная. Обес-
печение монтажных организа-
ций самоходными кранами
большой грузоподъемности, ос-
нащенными длинными стрела-
ми, особенно пневмоколесными
способствует более широкому'
распространению этого спо-
соба.
86
Для подъема башни строповка осуществляется выше центра
тяжести. В зависимости от грузоподъемности крана и парамет-
ров башни кран устанавливается либо на нулевой отметке, ли-
бо на искусственной подсыпке, либо понижается центр тяжести
башни путем подвески у основания дополнительного груза. При
подъеме башни башмаки базы необходимо снабжать специаль-
ными съемными салазками или поддерживать на весу трубоук-
ладчиком. Для снижения трения трущиеся поверхности следует
смазывать маслами, глинистые грунты поливать водой, в зим-
них условиях создавать искусственное образование льда на пути
движения салазок. При подъеме башен для подтягивания низа
используют ручные или рычажные лебедки. Применение их ис-
ключает рывки, достигается плавная передача нагрузок, это спо-
собствует безопасности ведения работ.
Если в монтажной организации нет кранов соответствующей
грузоподъемности, монтаж можно призводить двумя одновремен-
но работающими кранами. Общая их грузоподъемность опреде-
ляется с учетом коэффициента неравномерности работы. Стро-
повку груза с крюками кранов осуществляют через траверсы
специальных конструкций, исключающие неравномерность пере-
дачи нагрузок на краны.
ПОДЪЕМ БАШЕН ПОВОРОТОМ ВОКРУГ ШАРНИРОВ
Если на стройплощадке нет крана соответствующей грузо-
подъемности или габариты башни затрудняют использование од-
ного крана, для подъема башни применяют два крана. Технико-
экономические расчеты подтверждают, что во многих случаях
применение двух мобильных кранов меньшей грузоподъемности
выгоднее одного крана большой грузоподъемности. Основное
значение имеют затраты, связанные с перемещением на площад-
ку грузоподъемной техники.
Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъ-
емных кранов (§ 331) разрешается использование для одновре-
менной работы при подъеме груза двух и более кранов. При этом
необходимо соблюдать условия организационного характера, а
также выполнять определенные технические требования. Во-пер-
вых, работы должны производиться в соответствии с проектом
производства работ, разработанным специализированной орга
низацией. В нем должны быть указаны схемы строповки и пере-
мещения груза, дана четкая последовательность выполнения
операций, положения грузовых -канатов в процессе подъема и
методы контроля за ним, требования к состоянию пути для пере-
мещения грузов. Схемы строповки и подъема башни должны га-
рантировать условия, при которых нагрузка, приходящаяся на
каждый кран в процессе подъема, не должна превышать его гру-
зоподъемность. Руководит подъемом башни назначенный прика-
зом квалифицированный инженерно-технический работник либо
87
Рис. 35. Балансирная траверса:
1 — траверса лэ трубы; 2 — проушины; 3 —
ограничители; 4 — крюк крана; 5 — ролики;
б — монструкцни башни; 7 — строп.
лицо, ответственное за безопас-
ное перемещение груза (СНиП
Ш-1-75). Эти лица в обяза-
тельном порядке предваритель-
но подробно изучают проект
производства работ и расписы-
ваются на титульном листе
ППР: «Проект производства
работ изучил».
Башню собирают автокра-
ном в горизонтальном положе-
нии, Пояса нижнего яруса за-
крепляют в шарнирах, которые
устанавливают на фундамен-
тах. В зависимости от положения центра тяжести башни
и грузовых характеристик имеющихся стреловых кранов вы-
бирается место их стоянки. Длину и вылет стрелы рекомен-
дуется выбирать такими, чтобы общая грузоподъемность меха-
низмов на 10—15% превышала общую нагрузку на оба крана.
Четкое распределение нагрузки между кранами, компенса-
ция некоторой неравномерности их работы достигается за счет
применения специальных траверс (рис. 35). Траверсу изготовля-
ют из трубы (диаметр и толщину стенки определяют расчетом),
на обоих концах которой через ребра из листовой стали на осях
устанавливают ролики. В месте строповки траверсу крепят к
поднимаемой башне проушинами из листовой стали. Во избежа-
ние осевого перемещения к траверсе с обеих сторон у проушин
приваривают фиксаторы (наиболее целесообразно их выполнять
из отрезков труб диаметром 40—50 мм). Для строповки исполь-
зуют облегченный строп с коушами на концах, его протягивают
внутри трубчатой траверсы. С целью 'возможности наблюдения
за равномерностью подъема строп выпущен выше оси травер-
сы с каждой стороны на I —1,5 м.
При подъеме башня занимает разные углы к горизонту. Тра-
верса, вращаясь в проушинах, обеспечивает необходимое направ-
ление стропу и предотвращает его соскальзывание с роликов.
Такая конструкция узла строповки удовлетворяет всем требова-
ниям безопасного подъема башен. По мере подъема башни про-
изводят поворот стрел кранов по направлению к фундаменту для
сохранения вертикальности грузовых тросов (отклонение грузо-
вых полиспастов кранов от вертикали не должно превышать Г,
как указано в рекомендациях по применению для монтажа обо-
рудования спаренными кранами, разработанных ВНИИмонтаж-
спецстроем).
После перехода башни через положение неустойчивого равно-
весия дальнейшую посадку ее на фундаменты осуществляют тор-
можением тросовой оттяжкой, которую можно крепить к авто-
мобилю или трактору, так как ввиду небольшой массы таких
88
башен (не более 20 т) усилие в тормозной оттяжке небольшое.
При установке башни на фундамент башмаки без шарниров кре-
пят гайками к анкерным болтам, а с шарнирами — подклинива-
ют. Затем шарниры удаляют. Производят окончательную вывер-
ку башни, установку в проектное положение, закрепление и де-
монтаж такелажа.
ПОДЪЕМ БАШЕН ПОВОРОТОМ ВОКРУГ ШАРНИРОВ
С ДОТЯГИВАНИЕМ ПОЛИСПАСТОМ
Этот способ применяется при монтаже опор ЛЭП, опор линий
радиорелейной связи, наблюдательных вышек и др. В тех слу-
чаях, когда грузоподъемность стреловых кранов не позволяет
поднять башню в проектное положение, ее поворачивают вокруг
шарниров на угол, достаточный для включения в работу тяговых
полиспастов (рис. 36). Преимущества предыдущего способа мон-
тажа полностью относятся к данному способу. Неудобство спо-
соба заключается в некотором усложнении монтажной оснастки,
так как наряду с крапами для дотягивания до положения неу-
стойчивого равновесия используется полиспаст. Однако удоро-
жание монтажных работ в связи с усложнением оснастки окупа-
ется повышением производительности труда и сокращением сро-
ков монтажа.
При монтаже башен таким способом необходимо определить:
оптимальный угол подъема башни к горизонту самоходными
кранами;
место строповки дотягивающей системы в узлах башни и ме-
сто закрепления неподвижного блока полиспаста.
Таким образом, задача сводится к определению усилий в
дотягивающей системе. При этом следует принимать во внима-
ние следующие обстоятельства: наличие в монтажной организа-
ции механизма с определенным тяговым усилием для дотягива-
ния башни; наличие полиспастных блоков, строповочных тра-
верс и других такелажных приспособлений; минимальное усиле-
ние конструкций для восприятия монтажных воздействий.
Расчетная схема усилий приведена на рис. 37.
Усилие для подъема башни в начальный период (поворот в
шарнире) будет
/’ = 0-^ + 9.
О
где Q — масса поднимаемой башни; а — плечо силы Q; b — пле-
чо силы Р; q— масса такелажа.
Усилие для дотягивания башни до положения неустойчивого
равновесия
a COS а
Т = Q ------ ,
с sin «р
89
Рис. 36. Монтаж башни поворотом вокруг шарниров с дотягиванием поли-
спастом:
1 — электролебедка; 2 — тяговый полиспаст; 9 — башня: 4 — крюк крана; 5 — тормоз-
ная оттяжка; I — положение башни перед подъемом; // — включение в работу дот я-
кивающего полиспаста; Ш — проектное положение башни.
где с — расстояние от поворотного шарнира до места закрепле-
кия неподвижного блока полиспаста дотягивающей системы; а —
угол, па который башня повернута краном; <р — угол, при кото-
ром дотягивающая система включается в работу.
Монтажные сжимающие усилия при дотягивании башни, вос-
принимаемые ее конструкциями,
_ cos ф Л а
Лж — т-----= Q — ctg <f.
cos а с
Узлы башии, в которых производится строповка грузоподъем-
ных приспособлений, проверяют на монтажные воздействия и
при необходимости выполняют усиление этих узлов и отдельных
элементов башни. Из расчетных формул видно, что башню сле-
дует поднимать па максимально возможный угол, так как в этом
случае усилие для дотягивания Т и монтажное сжимающее уси-
лие Гсж, являющиеся функциями углов а и ф, уменьшаются с
увеличением угла подъема. Усилие для дотягивания Т находит-
ся в сложной зависимости от проектных параметров башни, рас-
положения монтажной оснастки и положения башни в простран-
стве. По рассчитанному усилию Р производится выбор грузо-
подъемного механизма.
При определении величин, как правило, значение Т задает-
ся в зависимости от наличия тяговых средств (монтажных лебе-
док, тракторов и др.), находят место закрепления якоря непод-
вижного блока полиспастной системы (расстояние с), а также
минимальный угол а, на который необходимо поднять башню.
Эти величины должны обеспечить возможность применения тяго-
вых средств с соответствующим усилием. Опыт показал, что сле-
дует ориентироваться на тяговые средства с усилием 3—8 тс.
90
Рис. 37. Расчетная схема усилий при монтаже башни пово-
ротом вокруг шарниров с дотягиванием полиспастом.
При монтаже башен этим способом не требуются уникальные
грузоподъемные механизмы, такелажные приспособления и уст-
ройства. Достаточно иметь грузоподъемную технику и такелаж
массового применения. Этот способ широко применяется на мон-
таже опор канатных дорог, ЛЭП, телевизионных башен неболь-
шой высоты и др.
ПОДЪЕМ БАШЕН ПОВОРОТОМ ВОКРУГ ШАРНИРОВ
ЧЕРЕЗ РАМНУЮ ПОДСТАВКУ С ДОТЯГИВАНИЕМ ПОЛИСПАСТОМ
Этот способ применяется при монтаже башен различной вы-
соты (от 60 до 100 м и более). Для этого необходимо иметь сво-
бодную от строений площадку, достаточную для размещения со-
бранной внизу башни и установки стреловых кранов. Преимуще-
ства этого способа в следующем: простота монтажной оснастки
и такелажа (в основном многоцелевые приспособления, узлы и
детали); вся монтажная оснастка и такелаж изготавливаются
силами монтажной организации; для подъема башни используют
стреловые краны с общей грузоподъемностью меньше массы
башни.
Недостатком этого способа является то, что часть приспособ-
лений (рамная подставка и шарнир) не является приспособле-
ниями массового пользования, а также наличие дотягивающей
полиспастной системы. При разработке проекта производства
работ для монтажа башен таким способом необходимо опреде-
лить аналогичные предыдущему способу параметры, т. е. найти
максимально возможный угол подъема башни самоходными кра-
нами, определить параметры дотягивающей полиспастной систе-
мы. Кроме этого надо определить геометрические размеры рам-
пой подставки, точку шарнирного прикрепления ее к конструк-
циям башни и параметры удерживающей тяги подставки
(рис. 38).
91
Усилие Р в начальный период подъема башни и усилие Т для
дотягивания башни определяют по формулам, приведенным
выше.
Усилие для подъема башни, установленной на рамную под-
ставку, определяют по формуле
Рп = Q — cos (а + 0) cos (« — «>),
V
где Q — масса башни, с — расстояние от поворотного шарнира
до центра тяжести башни; b — плечо силы Рл; а — угол подъема
башни, стоящей на рамной подставке; р — угол между линией,
соединяющей шарнир с ц. т., и нижинм поясом башни; «о — угол
между нижним поясом и линией, параллельной осн башни.
Из формулы видно, что усилие для подъема башни (если пре-
небречь влиянием Zp и Zco) пропорционально квадрату косину-
са угла подъема.
Усилие, передаваемое на конструкции рамной подставки, в
точке соединения с балансирной траверсой в момент отрыва бу-
дет
S = Р cos 7,
где у — угол между плоскостью рамной подставки и направле-
нием силы Ра. То же для промежуточного положения
о _р' 212Г ,
sin?
где Р'а—усилие подъема при заданном положении башни; <р—
угол между плоскостью рамной подставки и направлением стро-
повочной тяги.
По мере подъема башни усилие S в рамной подставке умень-
шается, a Si в строповочной тяге с увеличением угла у увеличи-
вается.
Учитывая, что пояса рамной подставки испытывают сжимаю-
щие усилия, эту конструкцию подвергают поверочному расчету
Рис. 38. Расчетная схе-
ма усилий при монтаже
башни поворотом вокруг
шарниров через рамную
подставку с дотягивани-
ем полиспастом:
/ — положение в начале
подъема; // — промежуточ-
ное положение.
92
на общую устойчивость. Производят также поверочный расчет
узлов, через которые передаются монтажные усилия от рамной
подставки на конструкции башни. При необходимости усилива-
ют соответствующие узлы и примыкающие к ним раскосы и рас-
порки решетки башни.
Для усиления конструкций башни, монтируемой описывае-
мым способом, затрачивается менее 0,5% металла ее массы.
В монтаже башни этим способом можно выделить шесть эта-
пов (рис. 39):
а — сборка башни и такелажных приспособлений в горизон-
тальном положении;
б — подъем башни краном на определенный угол и закреп-
ление рамной подставки в предмонтажном положении;
в — подъем башни на максимально возможный угол двумя
кранами, крюки которых стропят за низ рамной подставки через
балансирную траверсу;
а — дотягивание башни полиспастом до положения неустой-
чивого равновесия;
д — посадка башни тормозными приспособлениями на фун-
даменты;
е—закрепление башмаков башни к анкерам, демонтаж ос-
настки.
Сборку конструкций башни в горизонтальном положении на-
чинают с первого (от основания) яруса. Два нижних его пояса
заводят в поворотные шарниры. По окончании сборки этот ярус
поворачивают стреловым краном в шарнирах в проектное поло-
жение. При этом выполняют рихтовку нижнего сечения яруса по
анкерам, проверяют поворотные шарниры в работе, в нижнем
сечении монтируют элементы монтажной диафрагмы с целью
исключения каких-либо деформаций при последующей работе.
Затем первый ярус поворачивают в горизонтальное положение
и строго по оси башни на шпальных выкладках собирают ос-
тальные секции. В горизонтальном положении па отметке, ука-
занной в ППР, в шарнирах укрепляют монтажную рамную под-
ставку. Низ подставки укладывают в сторону фундаментов и
соединяют через пальцы канатными тягами с башмаками. В го-
ризонтальном положении монтируют всю такелажную оснастку,
закрепляют дотягивающую полиспастную систему, тормозное
устройство и т. д.
По окончании подготовительных работ тщательно осматрива-
ют все конструкции башни, особенно те, к которым закрепляют
такелажные устройства и монтажные приспособления. После
этого башню поднимают одним краном (или двумя, одновре-
менно работающими), поворачивая в шарнирах, на высоту, обес-
печивающую установку в предмонтажное положение рамной
подставки. Для этого низ подставки оттягивают трактором или
автомашиной до полного натяжения канатной тяги. Затем со
93
Рис. 39. Этапы монтажа башни (а — е):
I — якорь на усилие 50 тс; 2 — тяговый полиспаст; 3 — эстакада технологических
трубопроводов; 4 — тяговые вожжи; 5 — башня; 6— рамная подставка; 7 — тяги рамной
подставки; 8 — тормозная оттяжка; 9 — кран СКГ-63; 10 — кран МКГ-25 БР.
9«
спланированных площадок с тщательно устроенным покрытием
(утрамбованный слой щебня либо дорожные плиты) двумя кра-
нами через балансирную траверсу, закрепленную за низ под-
ставки, поднимают башню на максимально возможный угол.
Одновременно выбирают слабину в полиспастной дотягивающей
системе. После максимально возможного подъема башни крана-
ми тяговую систему натягивают до включения в работу. Повтор-
но осматривают и проверяют всю такелажную оснастку: узлы
строповки, поворотные шарниры, якоря и др. После проверки
нагрузку полностью передают на дотягивающий полиспаст, осво-
бождают крюки кранов от стропов, выводят краны из монтаж-
ной зоны. Дальнейший поворот (подъем) башни производят
дотягивающим полиспастом, а при подходе башни к положению
неустойчивого равновесия включают в работу термозные поса-
дочные устройства. Некоторое время при повороте башни синх-
ронно работают тяговым полиспастом и тормозным устройст-
вом, которое только после перехода линии центра тяжести башни
через горизонтальную ось шарниров включается полностью в
работу и устанавливает башню на фундаменты.
Временную рамную подставку после освобождения от шар-
ниров демонтируют двумя тракторами: один из них оттягивает
канатом низ подставки, другой, двигаясь к башне,— ослабляет
удерживающий канат, переброшенный через однорольный блок,
укрепленный к узлу башни выше мест крепления подставки.
Практика показала эффективность применения этого спосо-
ба. Им были смонтированы выхлопная башня-труба высотой
105 м массой 250 т на Невинномысском ПО «Азот», телевизион-
ная башня в Ужгороде высотой 50 м массой 40 т, башня с фа-
кельной установкой высотой 80 м и массой 45 т на Калушском
ПО «Хлорвинил» и другие объекты.
МОНТАЖ БАШЕН ПЕРЕСТАВНЫМИ
ГРУЗОПОДЪЕМНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ
Переставные грузоподъемные механизмы применяются при
монтаже башен способом наращивания. Этот способ монтажа
применяется в строительстве давно. Все время он изменялся и
постепенно совершенствовался. Наибольшие изменения претер-
пели механизмы, применяемые при наращивании башен.
Усовершенствованный способ монтажа башен наращивани-
ем, основы конструирования подвесных грузоподъемных механиз-
мов и основные принципы их эксплуатации разработаны совет-
скими инженерами лауреатом Ленинской премии Л. Н. Щипаки-
ным, А. С. Каминским, Г. Б. Броверманом и др. В настоящее
время этот способ широко распространен на монтаже металли-
ческих башен любой высоты (более 80 м) и массы. Используя
соответствующее монтажное оборудование, его можно применять
95
в условиях стесненных площадок, при наличии вблизи объекта
строений, при сложном рельефе местности. Принцип монтажа
заключается в том, что башню собирают из отдельных элемен-
тов или блоков от нижних отметок к верхним.
Во время монтажа башни на ее элементы действуют те же
нагрузки, что и при эксплуатации, т. е. собственная масса и ве-
тер. Воздействие монтажного механизма обычно не превышает
расчетных усилий от основных действующих сил. При монтаже
башен, возводимых по индивидуальным проектам, может возник-
нуть необходимость в усилении конструкций башни для воспри-
ятия реакции от монтажного механизма. Обычно такое усиление
бывает местным в узлах крепления крана, так как на все соору-
жение нагрузки от крана не оказывают существенного влияния.
На практике применяют следующие механизмы:
монтажные мачты на расчалках грузоподъемностью 2,5 т;
переставные краны типа ПК конструкции треста Стальмон-
таж грузоподъемностью 6,5 т при минимальном вылете стрелы;
универсальные подвесные краны УПК-2,5 и УПК-4 грузо-
подъемностью соответственно 2,5 и 4 т при всех вылетах стрелы,
ползучие самоподъемные краны ПК-6/13, СПК-12, СПК-25,
ПСК-20 грузоподъемностью соответственно 6—13; 2,5—12; 1—
25; 17—20 т;
переставные порталы.
После выбора механизма и определения массы конструкций,
поднимаемых за один раз, производят проверочный расчет на
восприятие элементами башни воздействий от монтажного меха-
низма. Способ монтажа определяют при проектировании башни,
а требуемое усиление — при разработке рабочих чертежей.
При наращивании башен подливку опорных башмаков и за-
ливку колодцев анкерных болтов в фундаментах башни произво-
дят после выверки двух собранных и закрепленных ярусов баш-
ни. Эти работы оформляют соответствующими актами, в кото-
рых должны быть приведены данные замеров. После подливки
монтаж разрешается производить только при условии достиже-
ния раствором подливки 50 %-ной проектной прочности. Для под-
ливки используют цемент высокой марки. Смонтированные два
первых яруса башни необходимо подсоединить к заземляющему
устройству. Заземление (постоянное) выполняют в период уст-
ройств фундаментов в соответствии с проектом. При отсутствии
постоянных заземляющих устройств монтирующая организация
заземляет башню по временным схемам (см. рис. 31).
МОНТАЖ БАШЕН МАЧТОЙ НА РАСЧАЛКАХ
Этот способ монтажа известен в строительстве давно. Для
применения его достаточно иметь простейшее монтажное обору-
дование и оснастку, которые изготавливают в мастерских мон-
S6
тажных организации, а также
располагать свободной зоной
вокруг башни для размещения
якорей и монтажных расчалок.
В процессе работы необходимо
согласовывать работу лебедок
на расчалках с работой подъ-
емной лебедки при перестанов-
ках мачты, а также с работой
грузовой лебедки при подъемах
тяжелых элементов. Трудно
регулировать положения мач-
ты четырьмя расчалками, так
как их лебедки находятся на
большом расстоянии друг от
друга. Мачта с оборудова-
нием дает возможность осуще-
ствлять монтаж большей части
конструкций башни поэлемент-
но и лишь незначительную
часть — блоками.
На практике в зависимости
от размеров башни применяют
мачты различной высоты —
16—29 м. Наибольшее рас-
пространение получили мачты
высотой 25—29 м. Такие решет-
чатые мачты сварной конструк-
ции имеют сечение 500 x 500 мм
и состоят из четырех секций —
двух промежуточных и двух
концевых. В комплект обору-
дования монтажной мачты вхо-
дят 6 лебедок: две электриче-
ские, устанавливаемые на рас-
стоянии 1/3 высоты башни
(одна — для грузового поли-
спаста, другая —для перестановки мачты), и четыре ручные для
расчалок. Мачту удерживают четыре расчалки. Шарнирное опи-
рание мачты на консоли состоит из вертикального валика, позво-
ляющего мачте вращаться вокруг вертикальной оси, и двух вза-
имно перпендикулярных горизонтальных пальцев, вокруг кото-
рых она поворачивается (рис. 40).
Положение мачты в пространстве определяется и регулиру-
ется расчалками, закрепленными к ручным лебедкам. Угол на-
клона расчалки к горизонту при максимальном подъеме мачты
не превышает 45°, угол между расчалками в плане составляет
примерно 90°. Опорную консоль хомутом крепят к поясу башни
Рис. 40. Закрепление монтажной мач-
ты:
/ — монтажная мачта; 2- расчалка; 3 —
грузовой полиспаст; 4 — направляющая ра-
ма; 5 — конструкции башни; 6 — опорный
столик; 7 — полиспаст перестановки мачты.
4 9—304
97
в направлении к центру ее сечения. Минимально возможный вы-
лет консоли составляет 0,7 м, если в сечении нет площадок. При
наличии площадок, не позволяющих установить мачту на мини-
мальном расстоянии, опорная консоль имеет вылет до 2,5 м. Та-
келажное оборудование мачты состоит из грузового полиспаста
с верхним и нижним однорольными блоками, а также однороль-
ного отводного блока, прикрепленного к основанию мачты. Бло-
ки (верхний полиспаста и отводной) крепят к длачте стальными
канатами.
Для перестановки мачты предусмотрен двухниточный полис-
паст. Верхний блок этого полиспаста крепят к башмаку, кото-
рый соединяют болтами с фланцем оголовка пояса башни. Ниж-
ний подвижный блок подъемного полиспаста находится у осно-
вания мачты. Опорные башмаки бывают двух типов: без консо-
лей и с консолями. Опорный башмак без консолей применяют в
тех случаях, когда между поясом башни и мачтой нет площадок.
Для того чтобы обойти площадки, используют опорный башмак
с консолями, которые обеспечивают вылет 1900—2000 мм.
Мачту с помощью расчалок устанавливают так, чтобы оголо-
вок ее с грузовым полиспастом находился над местом установки
очередного элемента. После подъема и закрепления элемента
башни оттяжками изменяют наклон мачты для подъема других
конструкций.
Для безопасности ведения работ необходимо соблюдать сле-
дующие условия:
все четыре расчалки мачты независимо от наличия груза дол-
жны быть натянуты до усилия не менее 0,5 тс;
наклон мачты не должен быть больше, чем требуется для ус-
тановки элемента;
при изменении наклона не допускать упора мачты в конструк-
ции башни;
подъем груза следует производить снаружи; груз необходимо
удерживать оттяжками, не допуская касания к смонтированным
конструкциям и соблюдая зазор в свету 0,4—0,8 м;
особо внимательно необходимо следить за подъемом тяжелых
элементов и пространственных секций, а также при перестановке
мачты на новую стоянку, выводе мачты наружу. При подъеме
тяжелых элементов грузовой полиспаст натягивается почти до
отрыва груза, задними расчалками отрывают груз от земли,
уменьшая наклон мачты, и только после этого груз поднимают
грузовым полиспастом;
перед началом работы такелажная оснастка, металлоконст-
рукции и механические узлы мачты, лебедки, якоря должны быть
проверены. В дальнейшем ответственный за монтаж ежедневно
осматривает и опробывает все подъемное оборудование;
монтаж конструкций разрешается производить при ветре не
более 6 баллов, а подъем тяжелых элементов, пространственных
секций и перестановку мачты — не более 4 баллов.
Описанный метод в исключительных случаях можно приме-
нять при монтаже башен высотой до 140 м. Применение его обу-
словливается местными условиями, главное из них — отсутствие
других средств для монтажа.
МОНТАЖ БАШЕН ПЕРЕСТАВНЫМИ КРАНАМИ
Широкое развитие монтажа башен методом наращивания
привело к созданию более совершенного механизма — перестав-
ного стрелового крана (рис. 41). Преимущество монтажа башен
переставными кранами заключается в том, что наряду с исполь-
зованием простейшего механизма отпадает необходимость удер-
живать стрелу расчалками, в связи с этим площадь, занимаемая
монтажными устройствами, значительно меньше, чем при приме-
нении монтажной мачты. Стрела крана удерживается в задан-
ном положении стреловым полиспастом. Недостатком является
невозможность производить
монтаж конструкций башни
пространственными блоками,
а также частые перестанов-
ки механизмов с одной сто-
янки на другую.
Стреловой кран состоит
из стойки высотой 8,5 м,
стрелы длиной 28 м, соби-
раемой из четырех частей,
опорных и поворотных уст-
ройств. Грузоподъемность
крана 6,5 т обеспечивается
грузовым трехниточным по-
лиспастом, грузовая ветвь
которого по отводным роли-
кам сбегает вдоль стрелы и
через стойку направляется
вниз к грузовой лебедке. Вы-
лет стрелы регулируется
стреловым полиспастом, сбе-
гающая ветвь которого через
стойку направляется вниз к
лебедке. Стойка крана за-
крепляется к поясу и распор-
кам башни в двух уровнях
опорными устройствами че-
рез приваренные к конструк-
циям опорные столики.
Монтаж башни перестав-
ным стреловым краном осу-
ществляется следующим об-
разом. Нижнюю часть баш-
Рис. 41. Переставной стреловой кран:
/ — нижний опарный столик; 2 — пояс башни;
3 —стойка крана; 4 —верхний столик; 5 —
стреловой полиспаст; € — грузовой полиспаст;
7 — стрела; 8 — поворотный круг.
4*
99
ни монтируют стреловым краном, выверяют и выполняют проек-
тное оформление узлов. Этим же краном производят монтаж ме-
таллоконструкций переставного крана на его первой стоянке.
Кран закрепляют опорными устройствами на смонтированных
конструкциях внутри контура башни в одном из углов. Сбегаю-
щие нити канатов крана и полиспастов его перестановки идут
вниз внутрь башни к отводным блокам, закрепленным у фунда-
ментов за специально установленный якорь. От отводных блоков
канаты направляют к лебедкам, сосредоточенным в одном ма-
шинном помещении.
Элементы башни на земле укрупняют в плоские блоки на
высоту яруса массой не более грузоподъемности крана. С каж-
дой стоянки крана монтируют конструкции одного яруса башни.
После монтажа конструкций каждого яруса производят их вы-
верку и проектное закрепление. Затем кран перемещают на сле-
дующую стоянку на шаг, равный высоте яруса башни. Переме-
щение крана производят двумя полиспастами, неподвижные бло-
ки которых закрепляют к башмакам, временно устанавливаемым
на болтах на верхних концах двух смонтированных поясов баш-
ни. Башмаки крепят на двух смежных поясах башни относитель-
но пояса, на котором устанавливают кран. Нижние подвижные
блоки полиспастов закрепляют за низ стойки крана. Кран подни-
мают в сборе со стрелой. Перед подъемом стрелу крана устанав-
ливают на минимальном вылете и фиксируют в таком положе-
нии, закрепляя к стойке винтовой стяжкой. Для обеспечения ус-
тойчивости крана во время перестановки стрела скользит в на-
правляющей рамке, которая охватывает по периметру сечение
стрелы. Направляющую рамку устанавливают в верхнем сече-
нии последнего смонтированного яруса и раскрепляют горизон-
тальными канатными тягами, свободные концы которых крепят
к поясам башни. Положение стрелы при перемещении крана ре-
гулируется не только рамкой, но и дополнительной стяжкой.
Описанный способ применяется на монтаже башен различно-
го назначения высотой 100—150 м. С появлением более совер-
шенных способов монтажа применение этого способа ограниче-
но. Его используют только при небольших объемах работ и в тех
случаях, когда пет других грузоподъемных средств.
МОНТАЖ БАШЕН УНИВЕРСАЛЬНЫМИ
ПОДВЕСНЫМИ САМОПОДЪЕМНЫМИ КРАНАМИ
В процессе развития способа наращивания совершенствова-
лись и грузоподъемные средства, применяемые при монтаже
стальных башен. Конструкторы института Промстальконструк-
ция совместно с монтажными подразделениями и другими орга-
низациями разработали универсальные подвесные самоподъем-
ные краны. Возведение башен способом наращивания с исполь-
зованием таких кранов сейчас широко применяется при монта-
же башен самого различного назначения и высоты.
100
По сравнению с ранее рассмотренными этот способ имеет
много преимуществ:
работы производят в пределах территории, непосредственно
примыкающей к башне, даже при наличии зданий в зоне строи-
тельства;
влияние местных условий на подготовку и ход монтажных
работ незначительно;
в процессе монтажа башня испытывает такие же нагрузки
и воздействия, как в период эксплуатации, а нагрузки от подвес-
ного крана в большинстве случаев из-за малой величины не
влияют на общую несущую способность конструкций;
управление операциями па всех этапах монтажных работ
осуществляется из одного места;
при перестановке крана одновременно работает только одна
канатная система;
в случае прекращения монтажных работ даже на длительное
время нет необходимости выполнять какие-либо сложные и объ-
емные работы по консервации сооружения, так как смонтирован-
ные конструкции находятся в проектном положении.
Однако, как и при других способах монтажа башен наращи-
ванием, в данном случае значительный объем работ выполняет-
ся па высоте. Для выполнения их необходимо иметь высококва-
лифицированные кадры монтажников-верхолазов, монтажные
подмости, лестницы и люльки. Сложно выполнение геодезическо-
го контроля, значительное влияние на темпы работ оказывают
метеорологические факторы. С увеличением высоты башни эти
обстоятельства еще больше усложняются и оказывают отрица-
тельное влияние па ход работ. Кроме этого применение подвес-
ных кранов для монтажа башен возможно при свободном от кон-
структивных элементов внутреннем пространстве башни.
Подвесной кран с оснасткой применяется только по своему
прямому назначению, т. е. использование такого оборудования
ограничено монтажом башен. Конструкции башни необходимо
проверять на нагрузки от подвесного крана. При проектировании
башен следует учитывать дополнительные технические требова-
ния и в состав чертежей включать привязанные к соответствую-
щим отметкам столики для крепления подвесок крана.
При монтаже башен рассматриваемым способом наиболее
целесообразно применять универсальные подвесные краны типа
УПК (рис. 42), разработанные институтом Промстальконструк-
Ция. Эти краны имеют решетчатый ствол, включающий пять сек-
ций по 8 м каждая и шестую (верхнюю) — с трубчатым оконча-
нием, а также поворотный оголовок со стрелами — грузовой и
противовеса. В комплект оборудования входят три электролебед-
ки (для перестановок крана, подъема груза и стрелы), а также
две ручные — для поворота оголовка крана. Нижний конец пер-
вой секции ствола крана имеет жесткую диафрагму, которая
предназначена для раскрепления крана канатными растяжками
101
Рис. 42. Универсальный подвесной
края:
/ — ствол; 2 — стрела противовеса; 3 — по-
воротный оголовок; 4 — стреловой поли-
с паст; 5 — стрела; 6 — поворотный круг;
7 — грузовой полиспаст; 3 — раика-обойма;
9 — канатные растяжки; 10 — конструкции
башни; //—решетчатая обойма; 12 — ка-
натные подвески.
в период перестановки обоймы.
Поворотный оголовок опирает-
ся на трубчатый конец послед-
ней (верхней) секции ствола
крана в двух уровнях: в верх-
нем — он опирается на сфери-
ческую опору трубы секции, в
нижнем — поворотным кругом
на четыре горизонтальных кат-
ка. Выше сферической опоры
оголовок отклонен на 600 мм в
сторону противовеса для созда-
ния минимально возможного
вылета грузовой стрелы. К вер-
шине оголовка крепят тяги
стрелы противовеса и стрело-
вого четырехниточного поли-
спаста.
Вращение оголовка осуще-
ствляется поворотным кругом,
с которого концы каната шес-
тью отводными роликами на-
правляются через внутреннее
сечение ствола вниз на две руч-
ные лебедки. В состав подвес-
ного крана входят также четы-
рехгранная решетчатая обой-
ма, поперечное сечение которой
обеспечивает беспрепятствен-
ный проход ствола внутри нее,
канатные подвески и растяжки
со стяжными муфтами, рамка-
обойма и др. В рабочем поло-
жении нагрузка от ствола кра-
на воспринимается верхней
частью обоймы через два за-
кладных штыря. В стволе кра-
на отверстия для штырей обра-
зованы через каждые 8 м. Это
дает возможность устанавливать ствол и стрелы крана выше
верхней части обоймы на 40; 18; 26 и 34 м.
Обойму крана закрепляют на смонтированных конструкциях
башни четырьмя наклонными подвесками и восемью горизон-
тальными растяжками. К обойме подвески и растяжки крепят
через пальцы в рамках жесткости, а к поясам ствола башни —
к привариваемым столикам с проушинами и пальцами. Подвес-
ки крепят одним концом за нижнюю рамку жесткости, а дру-
гим— к столику на поясах в уровне верхней рамки. Горизон-
102
тальные растяжки располагают по четыре штуки в уровне ниж-
ней и верхней рамок жесткости обоймы.
При перестановке крана на новую стоянку в случае измене-
ния сечения башни длину подвесок и растяжек изменяют пере-
жимом концов каната на серьге, а затем вытягивают их, регули-
руя длину стяжными муфтами. Зачастую заранее заготавлива-
ют необходимые комплекты подвесок и растяжек с учетом их
длины для каждой стоянки крана.
Для обеспечения устойчивости ствола крана при выдвижении
его над обоймой на 26 и 34 м дополнительно устанавливают рам-
ку-обойму выше верха обоймы на 16 м, раскрепляя ее канатны-
ми растяжками к смонтированным конструкциям поясов ствола.
Благодаря этому удается сохранить максимальную свободную
длину ствола 16 м и обеспечить работу 32-метрового ствола в
условиях продольного изгиба, а также облегчить его работу при
ветровой нагрузке. При выдвижении ствола с поворотным ого-
ловком на 10 и 18 м устанавливать рамку-обойму над верхом
обоймы нет необходимости.
Крапами типа УПК с одной стоянки монтируют конструкции
четырех восьмиметровых ярусов башен, т. е. по высоте 32 м.
Таким образом, наиболее распространенные башни (высотой до
200 м) можно монтировать с 5—7 стоянок кранов УПК. Порядок
работы подвесного крана при этом следующий. В центре баш-
ни устраивается специальный фундамент с башмаком и с за-
кладными деталями. Кран с тремя секциями ствола и обоймой
собирают на земле в горизонтальном положении и через шарнир,
установленный на башмаке, поворачивают в вертикальное поло-
жение. Ствол крепят анкерными болтами к башмаку и расчали-
вают. На башмаке закрепляют отводные ролики для всех сбега-
ющих нитей канатов, направляемых на лебедки. В таком поло-
жении краном монтируют два нижних яруса башни, после чего
обойму выдвигают вверх на 8 м и крепят ко второму ярусу. За-
тем выталкивают ствол в обойме на высоту яруса и монтируют
третий и четвертый ярусы башни. Последующие перестановки
крапа выполняют следующим образом. Низ ствола крана за
жесткую диафрагму раскрепляют к смонтированным конструк-
циям башни четырьмя тросовыми подвесками и четырьмя рас-
тяжками. Под поворотным кругом оголовка крана устанавлива-
ют и раскрепляют к поясам башни рамку-обойму. Стрелу крана
устанавливают на минимальном вылете. Грузовым полиспастом
обойму, предварительно освобожденную от конструкций крана,
поднимают в верхнее положение на 33 м и крепят к конструкци-
ям башни подвесками и растяжками. Низ ствола крана освобож-
дают от подвесок и растяжек и поднимают полиспастом, непод-
вижный блок которого крепят к специальной диафрагме обоймы,
а подвижный — к низу ствола. При перестановке рамки-обоймы
в самое верхнее положение перед подъемом крана на следую-
щую стоянку свободная длина его ствола возрастает до 32 м.
103
Однако в таком положении кран не поднимает груз, и поэтому
напряжения в элементах ствола остаются в пределах допуска-
емых. Таким образом, перестановка подвесного крана со стоянки
на стоянку — операция трудоемкая, требующая постоянного вни-
мания и тщательного контроля. Для максимально возможного
сокращения таких перестановок выбрана соответствующая высо-
та крана, равная 46,7 м.
Подвесным краном монтаж осуществляется при двух рабочих
положениях. Первое—ствол крана выдвинут на 16 м выше обой-
мы. В этом положении монтируют два восьмиметровых яруса
башни, после чего поднимают рамку-обойму под поворотный
круг и раскрепляют растяжками в узлах поясов башни к мон-
тажным столикам. Второе — кран в обойме и рамке-обойме вы-
двигают на следующие 16 м. В таком положении монтируют еще
два восьмиметровых яруса, башни.
Помимо грузоподъемности крана, технология монтажа конст-
рукций башен во многом определяется массой отдельных элемен-
тов или отправочных марок и возможностью их укрупнения в
блоки. В зависимости от грузоподъемности крана и массы эле-
ментов подъем конструкций на проектную отметку производится
отдельными элементами, либо укрупненными в плоскости, либо
пространственными блоками.
Параметры наиболее распространенных типов башен дают
возможность производить их монтаж в основном плоскостями,
а в верхней — призматической части — пространственными бло-
ками.
Установка турникетных передающих антенн совмещается с
частичным демонтажом подвесного крана. Кран опускается на
полиспасте до тех пор, пока поворотный оголовок не сядет на
верхнюю площадку башни и не выйдет с трубчатой части верх-
ней секции ствола. В этом положении поворотный оголовок
сдвигается с центра башни к краю площадки и расчаливается
тросами за конструкции башни, а грузовой и стреловой поли-
спасты перепасовывают. Закрепленный таким образом оголовок
превращается в неповоротный кран, которым демонтируют сек-
ции ствола подвесного крана и обоймы, а затем устанавливают
турникетную антенну. По окончании монтажных работ оголовок
разбирают на отдельные части массой по 15—250 кг и опускают
на землю через блок.
МОНТАЖ БАШЕН ПОЛЗУЧИМИ САМОПОДЪЕМНЫМИ КРАНАМИ
Башни есть призматического очертания или значительная
часть ствола которых имеет такое очертание, или с вертикальным
элементом (один из поясов либо шахта лифтов). В большинстве
случаев внутреннее сечение таких башен на ряде отметок зани-
мают конструктивные элементы или технологические устройст-
ва. Для монтажа конструкций таких башен способом паращива-
104
ния используют ползучие самоподъемные краны. Эти краны пе-
ремещаются по внешней стороне одного из поясов башен со
стоянки на стоянку. Конструктивно они мало отличаются один
от другого, принципиальная схема их аналогична схеме подвес-
ных кранов. Главное отличие их в конструкции опорных уст-
ройств, которые, в основном, зависят от конструкции элементов
башни, к которым в процессе работы крепят кран. Схема работы
крана и его крепление позволяют конструировать механизмы
грузоподъемностью 13—30 т со сравнительно большими выле-
тами стр ел ц (15—25 м). Это расширяет возможность использо-
вания крупноблочного монтажа конструкций башен, а в случаях
невозможности выполнения монтажа отдельными элементами —
проектирования монтажа башни с применением ползучих кра-
нов большой грузоподъемности.
Рассмотрим технологию монтажа башен ползучими кранами.
I. На монтаже башен призматического очертания сечением
14,2X14,2 м и высотой 65—100 м широко применяют краны
ПКБ-6/13. Цояса таких башен выполнены из труб соответствую-
щих диаметров с монтажными фланцевыми стыками на болтах.
Раскосы — предварительно напряженные из стальных канатов
диаметром 55—67 мм. Башни разделены на ярусы высотой 12 м.
Ползучий кран ПКБ-6/13 является модификацией одного из кра-
нов, разработанных проектным институтом Промстальконструк-
ция для монтажа высотных сооружений. Грузоподъемность кра-
на 13 т, высота ствола 35 м, сечение ствола 1.3Х1.3 м, макси-
мальный вылет при горизонта льном положении стрелы — 22 м.
Пояса ствола крана и обойма выполнены из стали 15ХСНД.
Контргруз состоит из двух блоков по 4 т каждый, бетонируемых
по стальному решетчатому каркасу. Общая масса крана 28 т.
масса металлоконструкций 20 т. Для крана требуется три элек-
трические и две ручные лебедки, 3000 м каната диаметром 22 мм,
восемь блоков грузоподъемностью 1,5—25 т, 3 т деталей (2700
единиц).
Монтаж металлоконструкций первого и второго ярусов баш-
ни производит, как правило, бригада, монтирующая всю башню.
В отдельных случаях для сокращения сроков работ и уменьше-
ния перерывов в использовании ползучего крана (при его пере-
базировании на новую площадку) монтаж двух нижних ярусов
выполняет специальная бригада. Для этих работ применяют кра-
ны на пневмоходу МКП-16 и МКП-25, перемещающиеся к месту
работ собственным ходом. Конструкция нижней части башни и
грузовые характеристики кранов не позволяют производить мон-
таж укрупненными блоками, поэтому его выполняют, в основном,
поэлементно.
После монтажа первого яруса башни производят подливку
фундаментов до проектной отметки. Анкерные болты с дополни-
тельными гайками, на которые опираются опорные плиты поясов
первого яруса, позволяют монтировать первый (базисный) ярус
105
с большой точностью, что обеспечивает высокое качество монта-
жа конструкций верхних ярусов. Собранный в нижнем положе-
нии на инвентарных козлах ползучий кран выводят в вертикаль-
ное положение через поворотный шарнир после окончания монта-
жа второго яруса башни. Расположение якорей по оси поворота
крана позволяет применять расчалки постоянной длины. Натя-
жение расчалок производят включенными в них фаркопфами
грузоподъемностью 5 т. В качестве временных якорей для расча-
лок используют пакеты металлоконструкций (пояса башни) мас-
сой до 15 т. Это дает возможность не только сделать инвентар-
ной оснастку для монтажа и демонтажа ползучих кранов и в ви-
де двух комплектов перевозить ее с одной монтажной площадки
па другую, но и отказаться от устройства временных якорей, что
в зимнее время и в полевых условиях затрудняет работу.
Для крепления пяти крановых лебедок устраивают инвентар-
ный якорь в виде сварной фермы, к узлам которой приваривают
проушины. Ферму укладывают на грунт в месте установки лебе-
док и загружают любыми железобетонными конструкциями об-
щей массой 2 т. К поясам фермы поперек поясных уголков при-
варивают заостренные уголки (по 5 шт. на каждый пояс), кото-
рые для усиления сцепления грузом вдавливают в грунт.
Все конструкции башни выше второго яруса монтируют пол-
зучим краном ПКБ-б/13. Основным в организации монтажа яв-
ляется максимальное укрупнение конструкций. Это сокращает
до минимума количество крановых подъемов, позволяет значи-
тельную часть трудоемких работ выполнить на земле, а следо-
вательно, повысить производительность и улучшить условия
труда. С этой целью проводят тщательный анализ конструкций
башни и их разбивку на монтажные блоки с учетом грузо-
подъемности крана на требуемом для монтажа блока вылете
и возможности установки блока в проектное положение. Для
башни составляют ведомость укрупненных блоков.
В отдельных случаях, когда при подъеме укрупненного блока
остается запас грузоподъемности крана, к таким укрупненным
блокам крепят марки, которые впоследствии монтируют поэле-
ментно без опускания грузового крюка до земли.
Все распорки, поднимаемые отдельно от поясов, укрупняют,
как правило, с примыкающими площадками и ограждениями, от-
дельно поднимаемые пояса башни — с двумя раскосами, блоки
шахты лифта—с угловыми площадками. Секции антенной эта-
жерки монтируют оформленными блоками с площадками и ог-
раждениями. Последним устанавливают стационарный кран-
укосину.
К числу наиболее сложных подъемов относятся: установка
блока из двух соединенных распоркой поясов башни с прикреп-
ленными к ним гибкими раскосами; монтаж конструкций в зоне
перекрытия над кабиной (переходная часть от башни с базой
14,2 м к этажерке). Наводка тяжелой пространственной конст-
106
рукции на узлы ранее смонтированной части (по три соединяе-
мых элемента в узлах на общих болтах М36) требует больших
трудозатрат.
Для установки в проектное положение гибких раскосов из
тросов диаметрами 55 и 63 мм свободный фланцевый конец рас-
коса обхватывают специальным захватом в виде спаренного
сжима, к которому крепят тяговый трос. Через отводной блок,
прикрепленный к поясу башни в месте крепления фланца раско-
са, трос направляют вниз на электрическую лебедку (трактор,
автомашину). Натягивая трос, прижимают фланец раскоса к
фланцу пояса башни. После установки всех фланцевых болтов
захват снимают. Натяжение гибких раскосов фланцевыми бол-
тами производят только после установки в проектное положение
всех раскосов смонтированного яруса башни. При этом каждые
два раскоса, принадлежащие одной грани башни, натягивают
одновременно.
Монтажное усилие каждого из восьми фланцевых болтов рас-
коса из троса диаметром 63 мм составляет 5440 кгс, а для раско-
са из троса диаметром 55 мм — 4130 кгс. В переводе на крутя-
щий момент, прилагаемый к гайке при ее завинчивании, это со-
ставляет 42 кгм для раскосов из троса диаметром 63 мм и 33
кгм — диаметром 55 мм.
Фланцевые болты подтягивают тарированными ключами сту-
пенями последовательно по одному-два оборота гайки до тех пор,
пока отклонения показаний тарированного ключа от проектных
на каждой гайке не достигнут допустимой величины (от 4-10 до
-30%).
После того, как натяжение всех раскосов смонтированного
яруса достигнет проектной величины, производят геодезическую
проверку вертикальности конструкций. Прн правильно натяну-
тых гибких раскосах отклонение смонтированных конструкций
от вертикали практически равно нулю и всегда меньше отклоне-
ний, допускаемых СНиП.
Приведенная технология была использована на монтаже мно-
гих башен радиорелейных линий связи. При этом была достигну-
та высокая выработка — 360—390 кг металлоконструкций в сме-
ну на рабочего, а в отдельные месяцы — до 500 кг.
II. При монтаже башен, имеющих лиж!нюю часть пирамидаль-
ного очертания, а верхнюю призматическую, последнюю обычно
монтируют ползучими кранами, обеспечивающими монтаж этой
части башни пространственными блоками. При монтаже башен
высотой 225 м и более для монтажа призматической части на от-
метках перехода пирамидального очертания в призматическое
устанавливают самоподъемный кран СПК-12. Технология монта-
жа конструкций банши аналогична описанной выше. Обычно
большая высота башни и малые размеры площадки не дают
возможности установить оттяжку под углом, обеспечивающим
оттягивание секций крана от ствола башни при их спуске- В та-
107
ких случаях угол наклона оттяжки такой, что она не оттягивает
секции от ствола башни, а тянет их вниз. Опускать ползучий
кран следует с учетом работы оттяжки в условиях стесненной
площадки. Для отведения секции крана от ствола башни при
спуске применяют выдвижную балку. Ее изготавливают из двух
швеллеров № 20 —24 и на внешнем конце укрепляют ролики ди-
аметром 300 мм.
Перед демонтажом кран СПК-12 опускают вниз по стволу
башни на высоту призматических секций башни, стрелу подни-
мают и закрепляют к оголовку, полиспасты распасовывают (рис.
43). Грузовой канат используют для полиспаста опускания кра-
на, закрепленного на отм. 200,00—210,00 м и проходящего через
ролики на выдвижной балке. Выдвижная балка имеет вылет от
оси башни при строповке конструкций крана 3,5—4 м, а при
опускании — 5,5—6 м. Ее закрепляют на заданном вылете при
помощи «пальцев» в опорных балках. Изменение вылета вы-
движной балки осуществляют рычажными лебедками.
Конструкции крана демонтируют в такой последовательно-
сти: в первую очередь •— оголовок, затем последовательно верх-
нюю секцию, обойму и нижнюю секцию. Нижнюю секцию ство-
ла крана перед рассоединением с верхней закрепляют к башне
двумя швеллерами. Все работы по демонтажу крана, начиная с
установки последней секции башни и кончая уборкой такелажа
и приспособлений, занимают 10 смен, а непосредственно демон-
таж — две смены.
411. Эффективно применять ползучие краны при сооружении
башен в тех случаях, когда их вертикальные пояса способны вос-
принимать значительные нагрузки, например башня Тбилисско-
го телецентра (проект ГПИ Укрпроектстальконструкция, рис.
44). Отличительной особенностью ее является наличие верти-
кального ствола трубчатого сечения диаметром 4 м толщиной
стенкн 14—32 мм и наклонных поясов из труб диаметром 1,8 м
толщиной стенки 16—24 мм, связанных между собой и стволом
трубчатыми распорками. Раскосы нижнего яруса также трубча-
тые, а расположенные выше — из канатов диаметром 45—60 мм
с предварительным натяжением. Башня выполнена с двумя тех-
ническими зданиями.
Вертикальный ствол после верхнего технического здания сту-
пенчато переходит в антенную часть, выполненную из труб диа-
метром 3; 2,6 и 1,72 м. Благодаря вертикальному стволу из трубы
большого диаметра для монтажа конструкций башни использо-
вали самоподъемные краны большой грузоподъемности:
СПК-25 — для монтажа конструкций вертикального ствола и ан-
тенн; ПСК-20 — для монтажа наклонных поясов, решетки техни-
ческих зданий (выше нижнего яруса).
Монтаж конструкций нижнего яруса (между отм. 0,00—41,00)
осущестляли гусеничным краном СКГ-63. Секции вертикального
ствола временно закрепляли парными уголковыми фиксаторами
108
Рис. 43. Демонтаж пол-
зучего крана:
1 — призматическая часть
башня; 2 — выдвижная бал-
ка; 3 — блок; 4 — грузовой
трос; 5 — оголовок крана;
6 — верхняя секция ствола
крана; 7—обойма крана; 3—
балка крепления пижней
секции ствола крана; 9 —
'Яижняя секция ствола крана.
Рис. 44. Монтаж башни Тбилис-
ского телецентра:
7 — нижнее техническое здание; 2 -
вертикальный трубчатый ствол; 3 —
пояса-подкосы; 4 — верхнее техни-
ческое здание; 5 — антенная часть;
б — положения крана СПК-25 в на-
чале и в конце монтажа; 7 — стоян-
ки крана ПСК-20; 8 — кран СКГ-63.
с болтами, выверяли и полностью вываривали кольцевой шов.
Установку каждой последующей секции производили после гео-
дезической проверки правильности положения расположенной
ниже секции и полной заварки ее стыкового шва.
При монтаже наклонных поясов и раскосов нижнего яруса
были применены промежуточные портальные опоры, на которые
временно опирались указанные элементы башни. Каждый пор-
тал устанавливали на бетонные фундаменты на деревянные
109
шпальные клетки- В основания порталов были вмонтированы по
два гидравлических домкрата грузоподъемностью 50 т, а их вер-
шины раскрепляли тросовыми расчалками диаметром 22,5 мм;
в которые были врезаны винтовые стяжки. Сходящиеся в одном
узле концы стыкуемых элементов не могли занять проектное по-
ложение из-за деформаций от собственной массы. Соответству-
ющим перемещением портала с помощью гидравлических дом-
кратов и расчалок достигали совпадения узлов сочленения от-
дельных элементов и их проектного закрепления.
Гусеничным краном СКГ-63, помимо разгрузочных работ, ук-
рупнительной сборки, монтажа конструкций нижнего яруса вы-
полнены сборка и установка самоподъемных крапов СПК-25 и
СПК-20. Краном СПК-25 производили монтаж вертикального
ствола и антенной части башни. Общая масса крана 37,5 т, дли-
на ствола 27,5 м. С каждой стоянки монтировали две шести мет-
ровые секции ствола, после чего кран перемещался на следую-
щую стоянку через 12 м. Кран перемещался вверх по стволу че-
рез обойму подъемным полиспастом и лебедкой, установленной
на земле. Грузовая лебедка была установлена также на земле,
а стреловая — на его поворотной части. При работе кран опи-
рался выдвижными опорными балками на специальные столики,
приваренные к конструкциям ствола или антенны. Оболочки
ствола и антенны в местах крепления столиков усиливали. Кон-
струкции усиления были съемными, их переносили со стоянки на
стоянку по мере перемещения крана. Общая образующая антен-
ной части (при ее ступенчатом смещении на границах диапазо-
нов) позволила перемещать кран СПК-25 вдоль нее, используя
унифицированные опорные части. После окончания монтажа
конструкций демонтаж крана был выполнен специальной стре-
лой, установленной на антенне выше последней стоянки крана.
Конструкции наклонных поясов, элементов решетки, техниче-
ских зданий монтировали специально сконструированным для
этого объекта переставным стреловым краном ПСК-20 грузо-
подъемностью 20 т с максимальным вылетом стрелы 30 м. Он
был оснащен механизмом 'поворота, аналогичным механизму по-
ворота гусеничных кранов, лебедкой для изменения вылета стре-
лы, расположенной на кране, и двумя лебедками, расположен-
ными на земле — грузовой и для перестановки крана. Кран имел
три рабочих стоянки на отм. 83,00, 118,00 чн 173,60 м. Его перес-
тановку осуществляли полиспастом, который крепили к стволу
башни на 12 м выше стоянки крана.
Укрупнение конструкций и их сварку производили на специ-
альных стендах вблизи места установки конструкций в проект-
ное положение. Все конструкции поясов, распорок, технических
зданий укрупняли в блоки с максимальной массой, соответству-
ющей грузоподъемности крана.
IV. В последнее время строят башни большой высоты много-
целевого назначения, в том числе для многопрограммного теле-
110
видения. Такие башни имеют несколько
диапазонов антенн, технические здания на
высоких отметках и другое оборудование.
При обслуживании этих устройств необ-
ходимы лифты для подъема людей, обо-
рудования и материалов.
Общая масса конструкций башен во
всех случаях превышает 1000 т, а в неко-
торых случаях достигает 2500 и более.
Монтаж такого большого количества кон-
струкций по традиционным технологичес-
ким схемам трудно выполним и требует
новых решений. Необходимо поднимать
на высокие отметки укрупненные в блоки
массой 15—20 т и более части башни и
диапазоны антенн с установленной и от-
регулированной аппаратурой. Одно из ре-
шений этой задачи — использование в ка-
честве опорной конструкции решетчатых
призматических или трубчатых шахт лиф-
тов и антенн для подвески кранов ПКТ,
СПК и других марок. Такие краны, как
правило, изготавливают для каждой баш-
ни по индивидуальному проекту с исполь-
зованием унифицированных узлов серий-
ных грузоподъемных механизмов.
Представляет интерес опыт монтажа
башни высотой 315 м Ленинградского те-
лецентра (проект ГПИ Укрпроектсталь-
конструкция, рис. 45)' Характерной осо-
бенностью этой башни является наличие
Рис. 45. Монтаж башни
Ленинградского теле-
центра:
/ — башенный кран Б К-300В;
2—положения самоподъем-
ного к,рана; 3 — антенная
часть: 4—шахта лифтов
башни: 5 — ствол башни.
по ее центру четырехгранной призмати-
ческой вертикальной шахты лифтов сече-
нием 3X3 м до отм. 200,00 м и дальше —
призматической части антенн сечением
6,0х 6,0, 3,7X3,7 и 2.08Х 2,08 м. Все конст-
рукции башни выполнены из труб. Пояса
соединены сваркой встык на подкладных
кольцах, решетка на фасонках. Между отм. 187,000 и 200,00 м
размещено техническое здание для радиотехнического и лифтово-
го оборудования.
Выбор механизма с соответствующей грузоподъемностью был
обусловлен требованием ведения монтажа антенны крупными
блоками с заранее установленным, налаженным и отрегулиро-
ванным телевизионным и радиотехническим оборудованием.
Масса одного такого блока достигала 15 т. В этом случае конст-
рукции антенны не воспринимали реакции от самоподъемных
кранов. В институте Промстальконструкция был сконструирован
Ш
специальный самоподъемный крап с удлиненным стволом на ба-
зе узлов крана БК-300. Это позволило снизить до допустимых
пределов величины действующих на конструкции антенн горизон-
тальных сил от крана. Такой кран состоял из решетчатого ство-
ла сечением 1,47X1,47 м длиной 123 м, стрелы длиной 17 м, кон-
соли противовеса, закрепленных на поворотном оголовке. Рам-
ками, воспринимающими горизонтальные усилия, кран крепили
к шахте лифтов или антенне и опирали на стульчики.
Вертикальное перемещение крана осуществляли двумя спа-
ренными полиспастами грузоподъемностью 60 т каждый с огра-
ничителями грузоподъемности, допускающими перегрузку не бо-
лее 20%. Кран обслуживали шесть электролебедок, расположен-
ных на земле: две грузовые грузоподъемностью по 5 т (с повы-
шенной канатоемкостью до 2 тыс. м по чертежам института
Промстальконструкция); одна стреловая грузоподъемностью 5 т;
две для подъема крана грузоподъемностью 7,5 т; одна для пово-
рота крана грузоподъемностью 5 т. Кроме того имелась лебедка
грузоподъемностью 5 т для обслуживания временного лифта для
подъема людей, две лебедки грузоподъемностью 7,5 т каждая для
натяжения тросов в зоне башни; одна лебедка грузоподъемно-
стью 5 т — для тросовой оттяжки за габариты башни поднима-
емых элементов. Краном и временным лифтом управлял маши-
нист, находившийся на-земле. Связь с монтажной бригадой осу-
ществляли по радиотелефону.
Нижняя часть башни до отм. 68,00 м и шахта лифтов до отм.
72,00 м были смонтированы башенным краном БК-300В. Этим же
краном смонтировали самоподъемный кран. Применение крана
БК-300В позволило уменьшить вылет стрелы самоподъемного
крана до 17 м.
Конструкции ствола башни с отм. 25,00 до отм. 187,00 м (низ
технического здания) монтировали по ярусам: устанавливали и
закрепляли в стыках фиксаторами два пояса, затем монтирова-
ли решетку и верхнюю распорку. Элементы решетки каждой па-
нели предварительно укрупняли на земле в специальном кон-
дукторе. Такие плоскостные блоки, состоящие из четырех раско-
сов и распорки (так называемые «пауки»), подавали на монтаж
полуавтоматическим захватом, конструкция которого позволяла
поднять «паук» в вертикальное положение и прикрепить болта-
ми концы элементов к фасонкам поясов. После установки блока
рабочие, находившиеся на подмостях, установленных на поясах
башни, выдергивали с помощью пенькового каната штыри захва-
та и.освобождали крюк крана.
При монтаже ствола башни с отм. 40,00 м перед сваркой
узлов на каждом ярусе устанавливали специальное распорное
устройство для предварительного натяжения раскосов. До вклю-
чения его в работу производили инструментальную проверку пра-
вильности положения верхних узлов поясов монтируемого яруса
башни, их выверку, сварку стыков поясов, обварку узлов раско-
112
сов и средних распорок, а верхние распорки яруса с одного кон-
ца приваривали к фасонкам поясов. Второй конец закрепляли
болтами в овальных отверстиях фасонок поясов, затем распор-
ным устройством натягивали раскосы до требуемого усилия и
сваривали вторые концы распорок. После этого освобождали
распорное устройство, устанавливали и приваривали элементы
горизонтальных радиальных связей-тяжей. Монтаж конструкций
следующего яруса производили только по окончании работ в
расположенном ниже ярусе.
Конструкции антенны на специально возведенных фундамен-
тах и а земле укрупняли в блоки, равные диапазонам. Здесь же
на временных фундаментах антенны оснащали радиотехническим
оборудованием, кабелями освещения. Затем разделяли на мон-
тажные блоки массой, соответствующей грузоподъемности мон-
тажного механизма.
Для монтажа блоков антенн потребовалось восемь перестано-
вок самоподъемного крана. Установку блоков ® проектное поло-
жение и их временное закрепление производили через специаль-
ные фиксаторы, установленные на поясах в заводских условиях.
После временного закрепления секции, прикрепления элементов,
решетки и инструментальной проверки стыки сваривали. В про-
ектировании сварных стыков, разработке технологии сварки,,
контроле качества сварочных работ и техническом надзоре за их
производством принимали участие сотрудники Института элек-
тросварки им. Е. О. Патона АН УССР.
Башню смонтировали за 21 месяц (в течение этого времени
из-за плохих метеорологических условий были перерывы в рабо-
те общей продолжительностью 3,5 месяца). На монтаже было
занято в среднем 19 чел., на выполнение монтажных работ за-
трачено 9165 чел.-дней, среднесменная выработка составила
125,4 кг. В результате применения передовых методов труда,
усовершенствованных монтажных приспособлений и оперативной
организации производства башня была построена на 2,6 месяца
раньше срока и в результате сэкономлено 16,43 тыс. руб. Общий
экономический эффект от внедрения прогрессивных материалов,
(в частности, низколегированной стали марки 15ХСНД, эконо-
мичных конструкций — бесфланцевых соединений поясов) и пе-
редовой технологии производства работ составил 115,36 тыс. руб.
МОНТАЖ БАШЕН ПЕРЕСТАВНЫМИ ПОРТАЛАМИ
При монтаже башен способом наращивания необходимо стре-
миться к переносу на нулевые отметки максимального количе-
ства операций. Этому способствует внедрение на монтаже пере-
ставных механизмов большой грузоподъемности. При монтаже
башен призматического очертания это осуществлялось путем за-
мены подгесных кранов ползучими. Однако такие краны — до-
вольно сложные и дорогие устройства, состоящие из большого
из.
Я50С
Рис. 46. Переставной пор-
тал:
1 — ригель портала; 2 —косыя-
количества отдельных частей и дета-
лей. В результате сравнения конструк-
тивных особенностей грузоподъемных
механизмов были выбраны перестав-
ные порталы, которые несмотря на
большую грузоподъемность (более
20 т) представляют собой в конструк-
тивном отношении очень простые уст-
ройства (рис. 46).
В зависимости от конструкций баш-
ни (в том числе массы части башни,
которую можно поднять в виде блока)
применяют порталы определенной гру-
зоподъемности (6,5—35 т). Наиболее
распространены порталы постоянной
ширины. Порталы переменной ширины,
т. е. с уменьшающейся шириной по ме-
ре подъема на верхние отметки башен
пирамидального очертания, менее рас-
пространены из-за конструктивной
сложности и значительных затрат вре-
мени и труда на дополнительные опера-
ки с проушинами для расчалок;
3 — стойки портала; 4 — грузо-
вой трос; 5 — отводкой блок;
6 — блок грузового полиспаста.
ции, связанные с изменением их шири-
НЫ.
Пирамидальные башни монтируют
с использованием порталов, ширина ко-
торых выбирается по максимально тре-
буемой. Порталы крепят к конструкциям башен в зависимости от
несущей способности элемента башни двумя способами: в боль-
шинстве случаев к поясам башни; при небольшой грузоподъемно-
сти— к центральному узлу распорки, когда элементы решетки
перекрещиваются в таком узле. Порталы проектируют в виде
сборно-разборных конструкций с монтажными узлами на бол-
тах повышенной точности. Стойки и ригеля портала наиболее
целесообразно выполнять из трубчатых элементов. Высоту пор-
тала выбирают исходя из размеров сечения башни и высоты мон-
тируемых блоков от 12,5 до 28 м. Нижний ригель портала в зави-
симости от способа крепления к конструкциям башни соединяют
со стойками шарнирно или жестко. В нужном положении пор-
тал удерживают двумя парами вантовых расчалок, один конец
которых крепят за верхний ригель, а второй — за якоря через
полиспасты на электролебедках, устанавливаемых на земле па
расстоянии более 1,5 высоты монтируемой башни.
В зависимости от места крепления опорно-поворотных шар-
ниров к конструкциям башни может быть три варианта крепле-
ния переставного портала (рис. 47):
а)	крепление на конструкциях башни со стороны подъема
монтируемых блоков;
114
Рис, 47. Схемы крепления портала (а—в — варианты):
/ — монтируемый блок; 2 — портал; 3 — опорно-поворотные шарниры; 4 — смонтирован-
ная часть башни.
б)	крепление в средней части сечения башни;
в)	крепление на конструкциях башни с противоположной
стороны относительно поднимаемых блоков.
Подъем собранных на земле ярусов башни и установку их в
проектное положение производят полиспастами (двумя или од-
ним в зависимости от грузоподъемности). Неподвижные блоки
полиспастов крепят к верхнему ригелю портала через специаль-
ные обоймы, которые при изменении наклона портала вращают-
ся, сохраняя во всех случаях вертикальное положение грузовых
полиспастов. Сбегающие нити грузовых полиспастов проходят с
неподвижного блока вдоль стоек через отводные блоки и направ-
ляющие ролики на лебедки, установленные на земле.
Последовательность монтажа башен переставными портала-
ми следующая. Удлиняя задние и соответственно укорачивая пе-
редние расчалки, портал наклоняют от башни. Укрупненный
блок конструкций стропят за крюк подвижных блоков грузовых
полиспастов и поднимают на проектную отметку. Затем расчал-
ками поворачивают портал до совпадения узлов укрупненного
блока с соответствующими узлами смонтированной части башни
и грузовым полиспастом опускают блок. Вид крепления портала
определяет порядок его поворота в вертикальной плоскости.
При первом варианте крепления шарниров достигается наи-
меньший наклон портала, следовательно, усилия в расчалках
минимально возможные. Это позволяет получить самые малые
сечения элементов портала и канатов расчалок, т. е. наиболее
легкую оснастку. Однако при паводке монтируемого блока на
проектную отметку портал наклоняется в противоположную сто-
рону с переходом через вертикальную плоскость. Это изменяет
условия работы расчалок, так как минимально нагруженная
115
ветвь в момент перехода должна воспринять максимальную на-
грузку, При недостаточно скоординированной работе возникает
опасность допущения больших динамических воздействий на та-
келаж и конструкции башни. Эту операцию должны выполнять
высококвалифицированные монтажники.
Второй вариант крепления шарниров требует вдвое большего
наклона портала, т. е. усилия в элементах оснастки и в передних
расчалках также увеличатся, что вызовет утяжеление всей мон-
тажной оснастки. При монтаже башен с таким вариантом креп-
ления шарниров не требуется изменения наклона портала в про-
тивоположную сторону. Для удержания портала в вертикальном
положении необходимо равновесие усилий в расчалках обоих
направлений.
Третий вариант крепления шарниров требует максимального
наклона портала, в связи с этим усилия во всей оснастке будут
наибольшими по сравнению с рассмотренными выше. Однако
портал в данном случае будет наклоняться только в одном на-
правлении и необходима одна пара рабочих расчалок. Этот ва-
риант целесообразно использовать в случаях, когда ширина мон-
тируемой башни невелика.
На практике наибольшее распространение получила оснаст-
ка, соответствующая первому варианту, ввиду ее наибольшей
легкости и максимального удобства перемещения портала со сто-
янки на стоянку. Перестановку портала с одной стороны на дру-
гую выполняют двумя подъемными полиспастами и электроле-
бедками. Неподвижные блоки подъемных полиспастов накладны-
ми башмаками закрепляют за оголовки поясов верхнего
смонтированного яруса башни, а подвижные — за нижний ри-
гель портала, на котором имеются проушины. Помимо назначе-
ния удерживать подъемный полиспаст, накладные башмаки вы-
полняют роль направляющих при перемещении портала. На-
правляющие полурамки башмаков охватывают стойки портала
и при перемещении его обеспечивают устойчивость, а также
фиксируют направление перемещения.
Перед перестановкой портала на новую стоянку распускают
грузовые полиспасты и затормаживают грузовые электролебед-
ки. Полиспасты расчалок удлиняют таким образом, чтобы уси-
лия в них были в пределах 3 тс. Подъем портала производят рав-
номерно двумя электролебедками, избегая перекосов. При про-
ходе нижнего ригеля мимо опорных столиков портал отклоняют
расчалками, а после прохода выравнивают и заводят в гнезда
опорно-поворотных шарниров. В случае, когда нижний ригель
соединяют жестко с узлом решетки, подъем портала осуществля-
ют без отклонения. Перестановку порталов разрешается выпол-
нять при ветре, не превышающем 4 баллов, под непосредствен-
ным наблюдением опытного линейного инженерно-технического
работника
/ ВСН 61-75 
• ММСС СССР '
116
Рис. 48. Монтаж башни перестав-
ным порталом:
/ — смонтированная часть башни; 2—
переставной портал; 3 — монтируемый
блок: 4 — оттяжки.
Представляет интерес монтаж башни пирамидального очер-
тания с помощью переставного портала грузоподъемностью 35 т,
установленного на конструкциях по первому варианту крепления
(рис. 48). Башпя четырехгранная высотой 115,85 м и шириной
основания 24 м. Первые три яруса монтировали блоками с при-
менением гусеничного крана СКГ-100 грузоподъемностью 25 т,
со стрелой длиной 35, гуськом — 29 м. С отм. 55,80 м монтаж осу-
ществляли трубчатым переставным порталом размерами 17,5Х
Х28 м грузоподъемностью 35 т. Установку портала в рабочее
положение и его закрепление на опорных столиках производили
тем же гусеничным краном. После натяжения растяжек был вы-
полнен полный комплекс испыта-
ний и опробование в работе.
Башня выше отм. 55,80 м была
расчленена на шесть монтажных
блоков массой 15—35 т- Укрупне-
ние конструкций в блоки осуще-
ствляли в зоне работы портала.
Перед подъемом блока портал ус-
танавливали на требуемый вылет
(около 6 м), производили стропов-
ку блока, грузовые полиспасты
натягивали усилием, близким к
отрывному. Под этим воздейст-
вием вылет портала увеличивали
и для возвращения его в исходное
положение подтягивали поли-
спасты задней пары оттяжек. При
этом блок башни отрывали от
земли и дальнейший его подъем
производили грузовыми поли-
спастами.
При подъеме блоки оттягива-
ли во избежание касаний за ранее
смонтированные конструкции
башни. Регулируя полиспастом
длину грузовой оттяжки, следили
за тем, чтобы поднимаемый блок
находился на расстоянии 0,5—1 м
от конструкций башни. При этом
строго соблюдали равномерность
работы грузовых полиспастов, не
допуская перекоса блока во вре-
мя подъема. При возникновении
перекосов один из грузовых поли-
спастов выключали, а вторым уст-
раняли перекос. После подъема
груза на проектную отметку пор-
117
тал поворачивали и наводили блок для установки в проектное
положение. Поворот портала выполняли синхронной работой
расчалок.
Укрупнение конструкций в блоки, подъем и закрепление
последних на проектных отметках в промежутке между отм.
55,80 и 115,85 м производится месяц. Высокие темпы монтажа
конструкций достигаются благодаря большой готовности монти-
руемых блоков и высокой квалификации монтажнйков,
МОНТАЖ БАШЕН С ПОМОЩЬЮ СТРЕЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
САМОХОДНЫХ КРАНОВ
Монтаж башен способом наращивания осуществляют с при-
менением механизмов целевого назначения. Эти механизмы (пе-
реставные краны, подвесные краны, переставные порталы и др.)
применимы только по прямому назначению, т. е. для монтажа
башен. Отсутствие таких объектов в плане работ организации
вызывает простой техники, приводит к неиспользованию основ-
ных фондов и снижению фондоотдачи в целом по монтажной
организации. В условиях ноевой системы планирования и эконо-
мического стимулирования это отрицательно сказывается на эко-
номических показателях хозяйственной деятельности организа-
ции и поэтому не только не способствует созданию условий для
консервации неиспользуемой уникальной техники, а, наоборот*
вызывает необходимость быстрейшей ее реализации другим орга-
низациям. С другой стороны, появление >в плане работ объектов
типа башен требует наличия в монтажных организациях соответ-
ствующей монтажной техники специального узкого назначения.
Это обстоятельство было учтено. В последние годы применяют ч
способ монтажа башен с использованием стандартного мно-
гоцелевого кранового оборудования. Инженерно-технические
работники проектно-кострукторского бюро Республиканского
объединения Укрстальконструкция, трестов Криворожсталькон-
струкция и Днепростальконструкция разработали способ, пре-
дусматривающий монтаж верхних частей башен серийным-
башенно-стреловым оборудованием (БСО) гусеничных кранов
СКГ-40 и СКГ-63 (рис. 49).
Последовательность монтажа следующая. Нижнюю часть
башни до отм. 50,00—60,00 м монтируют крупными пространст-
венными блоками массой до 25 т гусеничными кранами СКГ-63
или СКГ-100. Ниже верхней отметки на высоту яруса (т. е. па
8—10 м) смонтированной части башни к ее конструкциям за-
крепляют опорную балку, на которую теми же гусеничными кра-
нами устанавливают БСО кранов СКГ-40 или СКГ-63. В рабо-
чее положение БСО выводится стреловым полиспастом, который
закрепляют за верхние узлы смонтированной части башни. БСО'
монтируют верхнюю часть башни до отм. 90,00—110,00 м без пе-
рестановки. Таким способом смонтированы башни для труб газо-
118
отводящих стволов доменной печи№ 9
на Криворожском металлургическом
заводе, Запорожском титано-магние-
вом комбинате и др.
Технология монтажа башни высотой
80 м на Запорожском титано-магпие-
вом комбинате раскрывает возможнос-
ти этого способа. Нижнюю часть баш-
ни до отм. 53,00 м монтировали гусе-
ничным краном СКГ-63А со стрелой
35,5 м и гуськом 24 м. Верхнюю часть
смонтировали БСО крана СКГ-40 со
стрелой длиной 25 м и гуськом 15,8 м.
Полиспаст подъема БСО в проектное
положение крепили к самой башне.
Башенно-стреловое оборудование:
стрела, гусек и запасованные полиспас-
ты предварительно были собраны вмес-
те с опорной балкой в один монтажный
блок массой 10 т. Затем БСО подняли
краном СКГ-63А, опорную балку за-
крепили к заранее установленным крон-
штейнам па отм. 47,00 м, а полиспаст
подъема БСО в рабочее положение — к
смонтированной части башни на отм.
53,00 м. После полного закрепления
БСО натянули подъемный полиспаст и,
ослабив грузовой полиспаст крана
СКГ-63А, расстропили от крюка крана
и подняли БСО в рабочее положение.
При монтаже верхней части башни
Рис. 49. Монтаж верхней
части башни закрепленным
башенно-стреловым обору-
дованием гусеничного кра-
на:
1 — задняя расчалка БСО; 2 —
башенно-стреловое оборудова-
ние; 3 — смонтированная часть
башни; 4 — монтируемый блок
между отм. 53,00—80,00 м выполнили
восемь подъемов блоков общей массой
31,4 т. Максимальная масса простран-
ственного блока 10,2 т. Таким образом,
трудоемкость и продолжительность
монтажа этим способом значительно
меньше за счет монтажа пространст-
венными блоками И применения серий- башни; 5 —передняя расчалка,
ного башенно-стрелового оборудо-
вания кранов СКГ-40 или СКГ-63, имеющихся во всех монтаж-
ных управлениях. Применение для монтажа нижней части башни
гусеничных кранов СКГ-100 и СКГ-63А и установка верхней ча-
сти башни башенно-стреловым оборудованием кранов СКГ-40
или СКГ-63 позволяют осуществлять монтаж башен-труб высо-
той до 110 м.
Благодаря преимуществам этого способа, заключающимся
в применении такелажа и механизма многоцелевого назначения,
119
он получил дальнейшее совершенствование и развитие. В тресте
Харьковстальконструкция способ монтажа башен с применением,
стрелового оборудования крапов был усовершенствован до уров-
ня изобретения *. Был расширен диапазон применения башен-
но-стрелового оборудования кранов и создана возможность воз-
ведения с его помощью башен высотой более ПО м. Впервые
этот способ опробован специалистами треста Харьковстальконст-
рукция на монтаже башен радиорелейной линии. Эти башни
четырехгранного пирамидального очертания имели высоту до
90 м.
Монтаж башен с применением БСО производят в два этапа:
на первом мобильными гусеничными кранами монтируют пер-
вые 2—4 яруса башни и устанавливают на них БСО гусеничного
крана;
на втором — БСО монтируют наращиванием конструкций вы-
шерасположенных ярусов башни и по мере необходимости
производят перестановку монтажного оборудования на верхние
отметки- В качестве монтажного устройства используют башен-
но-стреловое оборудование крана МКГ-25БР: основную стрелу
длиной 12,5 м и маневровый гусек длиной 20 м (рис. 50). Грузо-
подъемность устройства 3 т. При этом маневровый гусек час-
тично усиливают и закрепляют шарнирное устройство на его
средней секции.
Крепление корня стрелы монтажного устройства выполняют
в столиках, заранее устанавливаемых на распорках ярусов баш-
ки. Конструкция столиков включает щеки с отверстиями для
осей, которыми закрепляют корень стрелы с сохранением способ-
ности ее вращения в вертикальной плоскости. В рабочем положе-
нии стрелу удерживают передней и задней расчалками. Перед-
нюю расчалку из каната диаметром 22,5 мм закрепляют к узлам
стрелы кольцевым чётырехниточным стропом через уравнитель-
ный однорольный десятитонный блок. Свободные концы расчал-
ки соединяют с узлами смонтированного яруса башни на тех же
отметках, где устанавливают стрелу. Натяжение этой расчалки
осуществляют обычно ручной талью, которую врезают в одну из
нитей расчалки. Для задней расчалки используют вожжи стрелы
крана МКГ-25БС, которые крепят к ее оголовку, и канат диа-
метром 22,5 мм через однорольный блок соединяют с вожжами.
Один свободный конец каната крепят на ручной лебедке, а дру-
гой — к якорю. В зафиксированном расчалками положении стре-
ла находится в течение всего рабочего цикла монтажа конструк-
ций с одной стоянки крана. Маневровый Тусек удерживают в за-
данном положении оттяжкой и оттяжкой-полиспастом.
Грузовой двухниточный полиспаст позволяет поднимать на
заданную отметку как отдельные элементы, так и укрупненные
* Авторское свидетельство № 507513. — Бюллетень изобретений, 1976.,
№ 1L
120
Рис. 50. Монтажное устройство с использованием БСО крана
МКГ-25БР;
1 - монтируемый ярус; 2— маневрооый гусек БСО; 3 — оттяжка маневрового
гуська; 4 — задняя расчалка стрелы; 5 — нить грузового полиспаста; б — от-
тяжка-полиспаст маневрового гуська; 7 — передняя расчалка стрелы; 8 — баш-
ня.
в блоки конструкции башни массой до 3 т. Поворотом гуська в
вертикальной плоскости монтируемые элементы башни совмеща-
ют с осями уже смонтированной части сооружения и грузовым
полиспастом плавно опускают на проектные отметки. После это-
го с подмостей и люлек осуществляют выверку и проектное за-
крепление конструкций яруса башии. Окончив монтажные рабо-
ты, выверку конструкций и проектное оформление узлов, грузо-
подъемное устройство переставляют на следующую стоянку (рис.
121
51). В первую очередь гусек устройства опускают до момента
его касания в расчетной точке к распорке смонтированного вер-
хнего яруса башни. В этом месте гусек с распоркой соединяют
шарниром, позволяющим вращать его в вертикальной плоскости.
Для последующих операций используют специальный двухни-
точный тяговый полиспаст. Глухую нить этого полиспаста
закрепляют за конструкции башмака башни, а подвижный одно-
рольный блок навешивают на крюк грузового полиспаста подъ-
емного устройства. Грузовым полиспастом подъемного устрой-
ства растягивают тяговый полиспаст до тех пор, пока его под-
вижной блок достигнет отм. 18,00—20,00 м (см. рис. 51).
Дальнейший подъем прекращают, а сбегающую нить грузово-
го полиспаста защемляют на конструкциях гуська. Электроле-
бедки грузового полиспаста и оттяжки-полиспаста растормажи-
вают. Тяговым полиспастом выбирают слабину грузового поли-
спаста, освобождая от конструкций башпи переднюю расчалку
стрелы, растормаживают ручную лебедку задней расчалки и
освобождают корень стрелы на опоре от шарнира. Путем сокра-
щения тягового полиспаста осуществляют поворот гуська вокруг
временного шарнира и подъем стрелы на следующую стоянку.
Установку грузоподъемного устройства в рабочее положение
выполняют в такой -последовательности: закрепляют стрелу в
шарнире на распорке; устанавливают переднюю расчалку с натя-
нутой ручной талью; освобождают гусек от временного шарнира;
снимают сжимы со сбегающей нити грузового полиспаста; осво-
бождают ее от конструкций гуська и натягивают электролебед-
кой; осуществляют натяжение оттяжюи-полиспаста и подъем
гуська; включают в работу переднюю оттяжку стрелы с одновре-
менным натяжением задней расчалки; снимают тяговый поли-
спаст.
Порядок демонтажа грузоподъемного устройства следующий
(рис. 52). К верхним узлам последнего яруса башни закрепляли
опускной полиспаст. Конец каната этого полиспаста диаметром
22,5 мм глухо закрепляли к одному узлу верхнего яруса сжима-
ми, ко второму узлу закрепляли неподвижный 10-тонный одно-
рольный блок полиспаста. Подвижный 10-тонный однорольный
блок крепили к конструкциям временного шарнира маневрового
гуська. Для этого маневровый гусек поворачивали в направле-
нии смонтированного яруса до тех пор, пока между ними нс
оставался зазор 100—150 мм. В таком положении выполняли все
операции по закреплению опускного полиспаста. Затем опускной
полиспаст слегка натягивали, выбирая всю слабину каната, и за
низ стрелы закрепляли оттяжку, второй конец которой шел на
ручную лебедку. В таком положении снимали переднюю расчал-
ку и отсоединяли корень стрелы от опорного шарнира. Медлен-
но и осторожно опуская устройство на подвеске с винтовыми
стяжками, выводили гусек и стрелу в положение, близкое к вер-
тикальному. Далее опускным полиспастом устройство поднима-
122
дежи
Рис. 51, Перестановка монтажного устройства на очередную стоянку:
а — снятие распорки а элементов решетки в передней грани последнего яруса башни; б — поворот гуська и его опирание на времен-
ный шарнир; в — поворот гуська в шарнире дополнительным натяжным полиспастом после освобождения корня стрелы от опорного
шарнира; г — е — последовательное включение в работу полиспастов: ж — поворот гуська в рабочее положение; и — установка монтаж-
ного устройства в рабочее положение.
Рис. 52. Демонтаж грузоподъемного устройства:
а — Q — этапы демонтажа грузового устройства; / — конструкции башни; 2— гусак; 3 — опускной полиспаст; 4 — стрела; 5 —вантовые
сгяжки; в — оттяжка.
ли на 200—300 мм и освобождали стрелу от стропов подвески
с винтовой стяжкой. Последующие операции, хотя и не пред-
ставляли сложности, требовали большого внимания при выпол-
нении. Опускным полиспастом монтажное устройство медленно
опускали и одновременно оттяжкой отводили низ стрелы от кон-
струкций башни до тех пор, пока стрела не легла па землю.
Для выполнения монтажных работ при сооружении башен
описанным способом используется грузоподъемное оборудова-
ние и такелаж многоцелевого назначения. Его можно укомплек-
товать силами строительно-монтажного управления. Проверка
этого способа па практике подтвердила его надежность и высо-
кую технико-экономическую эффективность.
Монтаж башни РРЛ вблизи Харькова осуществляла бригада
из 6 человек, которая выполняла работы в одну смену. Воз-
водимая башня имела 13 ярусов, каждый из которых монтиро-
вали в течение смены. Для осуществления монтажа башни было
предусмотрено три стоянки монтажного устройства. На переме-
щение со стоянки на стоянку затрачивали около одной смены.
Демонтировали грузоподъемное устройство за одну смену. С уче-
том подготовительных работ монтаж башпи высотой 90 м осу-
ществили за один месяц, т. е. в два-три раза быстрее, чем дру-
гими переставными механизмами.
МОНТАЖ БАШЕН БАШЕННЫМИ КРАНАМИ
Увеличение объемов работ, связанных с монтажом башен
различного назначения и их своевременным возведением, с одной
стороны, отсутствие во многих случаях такелажа и механизмов
специального назначения и стремление приспособить механизмы
и такелаж многоцелевого назначения для монтажа башен, с дру-
гой стороны, привели к необходимости поиска новых, прогрес-
сивных способов монтажа. Коллектив проектно-конструкторско-
го бюро республиканского объединения Укрстальконструкция
под руководством инженера Гуревича Э. И. разработал способ
монтажа башенных сооружений для металлургической, химиче-
ской и других отраслей промышленности с применением башен-
ных кранов. Монтажные организации трестов Днепросталькон-
струкция, Центростальконструкция и другие внедрили этот
способ на монтаже многих объектов. Эффективность данного
способа очевидна, когда в пределах сооружаемого комплекса
имеется башенный кран, грузовысотные характеристики кото-
рого обеспечивают монтаж конструкций крыпными пространст-
венными блоками. В этом случае затраты на перевозку крана и
другого монтажного оборудования сводятся к минимуму.
Практика показала, что этот способ наиболее целесообразен
в тех случаях, когда есть возможность перебазировать кран на
монтируемый объект без демонтажа, перегоняя его по временным
путям.
125
Известны два варианта монтажа башен: с прислонными ба-
шенными кранами и башенными кранами в проектном исполне-
нии. В связи с тем, что наибольшее распространение получил
монтаж башен с прислонными кранами, последние должны иметь
неподвижный ствол и поворотный оголовок.
МОНТАЖ БАШЕН ПРИСЛОННЫМИ БАШЕННЫМИ КРАНАМИ
Данный способ дает возможность осуществлять сооружение
объектов крупными пространственными блоками, подаваемыми
на проектные отметки. Характерной особенностью описываемо-
го способа является возможность монтажа башен в условиях
стесненных строительных площадок, плотной застройки, дейст-
вующих предприятий и др. Небольшие площади для укрупни-
тельной сборки металлоконструкций и их хранения, незначи-
тельные объемы подготовительных работ для организации мон-
тажной площадки, возможность монтажа крупными блоками (в
связи с использованием кранов большой грузоподъемности) оп-
ределяют применение в конкретных условиях данного способа.
Однако широкого распространения на монтаже башен этот спо-
соб не получил ввиду того, что затраты на монтаж и демонтаж
тяжелого крана, масса которого может составлять 55—60% мас-
сы возводимого объекта, значительно превышают сметные, и ба-
шенные краны большой грузоподъемности не всегда имеются
в монтажных организациях. Поэтому применять этот способ ре-
комендуется только в случаях необходимости сокращения сро-
ков монтажа башни, когда башенное сооружение имеет значи-
тельную массу (например многоствольные башни-трубы) и когда
затраты на перебазировку и монтаж тяжелого крана могут быть
оправданы, т. е- применение этого способа требует тщательного
технико-экономического обоснования.
Монтаж башен высотой 120—150 м на практике в основном
осуществляют с использованием крана БК-300П (рис. 53, 54).
В технологии монтажа башен прислонным башенным краном
можно выделить два этапа:
I — до отм. 65,00—67,00 м конструкции монтируют башенным
краном в обычном исполнении;
П — на более высоких отметках монтаж выполняют башен-
ным краном, ствол которого соединяют монтажными диафрагма-
ми со смонтированной частью башни.
Для переоборудования башенного крана в прислонный необ-
ходимо выполнять реконструкцию и следующие работы:
повысить грузоподъемность подъемных полиспастов выдви-
жения крана, увеличив их кратность с 16 до 32 рабочих нитей;
усилить балки портала с тем, чтобы они могли воспринять
повышенные нагрузки при выдвижении ствола крана с увели-
ченным числом секций (8 дополнительных секций при монтаже
120-метровых и 12— 150-метровых башен);
126
устроить на нулевой отметке опорный узел для шарнирного
опирания ствола крана.
При монтаже башни выше отм. 65,00—67,00 м осуществляют
выдвижение ствола башенного крана с одновременным его под-
ращиванием дополнительными секциями. Выдвижение произво-
Рис. 53. Монтаж башни при-	Рис. 54. Смонтированная часть
слонным башенным краном:	башни-трубы
1 — башня; 2 — кран прислон-	прислонным краном БК-300П.
ный; 3 — диафрагмы.
дят с помощью двух дополнительных электролебедок грузоподъ-
емностью 5 т каждая, устанавливаемых на домкратных балках
портала. Устойчивость удлиненного ствола башенного крана по
сравнению с проектными обеспечивают за счет его соединения
со смонтированной частью башни монтажными диафрагмами.
При высоте башни до 120 м таких диафрагм две, до 150 м —
три. Диафрагмы устанавливают на отм. 45,00—50,00; 70,00—
77,00; 98,00—105,00 м. В местах установки диафрагм в связи с
воздействиями монтажных нагрузок требуется незначительное
127
усиление конструкций ствола башни. В местах закрепления диа-
фрагм к стволу выполняют усиление элементов в поперечном
сечении ствола, а между второй и третьей диафрагмами — уси-
ление отдельных стержней решетки. Объем усиления составляет
около 0,5% общей массы сооружения, т. е. немного больше 2 т.
Перенос большинства рабочих операций на низкие отметки
позволил достигнуть высокой производительности труда при мак-
симально возможных безопасных условиях труда. Это подтвер-
дилось на строительстве башен Ровенского ПО «Азот».
Башня высотой 150 м в основании имела сечение 20X20 м, а
на верхней отметке — 4X4 м. По высоте она расчленена на 15
монтажных пространственных блоков массой от 8 до 35 т, в том
числе выше отм. 67,00 м — 6 пространственных блоков массой от
8 до 17 т. Лестницы, переходные площадки и другие вспомо-
гательные конструкции укрупняли с основными несущими кон-
струкциями на земле. Укрупненными блоками монтировали око-
ло 80% всех металлоконструкций. Однако 42 элемента было
смонтированно россыпью. Блоки укрупняли с помощью гусенич-
ных крапов МКГ-25 и БК-300П. «Ноги» базы башни были укруп-
нены в четыре пространственных блока массой до 18,5 т каждый.
Блоки монтировали краном БК-300 и после установки на фунда-
менты временно раскрепляли тремя расчалками. После установ-
ки четвертого блока их объединили в пространственную систему,
тщательно выверили и узлы оформили согласно проекту. Мон-
таж вышележащих блоков выполняли после выверки и полного
проектного оформления ранее смонтированного блока.
При монтаже башни-трубы высотой 150 м на Ровенском хим-
комбинате (масса металлоконструкций каркаса 275 т) выработ-
ка на одного рабочего была достигнута 265 кг металлоконструк-
ций в смену (посменная производительность по нормам 102 кг
в чел.-смену) без учета подготовительных работ, связанных с
вводом в работу башенного крана. Затраты труда распределя-
лись следующим образом: укрупнитсяьная сборка металлокон-
струкций— 680; монтаж металлоконструкций каркаса башни —
360; монтаж и демонтаж крана БК.-300П и диафрагмы —
630 чел.-смен; всего 1670 чел.-смен.
Трудозатраты на подготовку к работе и демонтаж крапа сос-
тавили 40% общих трудозатрат. Однако несмотря на та-
кое соотношение трудозатрат, укрупнение металлоконструкций
в пространственные блоки и монтаж башни блоками в конечном
итоге дает сокращение сроков монтажа и экономию трудозатрат.
При монтаже башни трубы высотой 150 м на Днепродзержин-
ском ПО «Азот» монтаж 318 т металлоконструкций был за-
кончен за 2,5 месяца (при нормативных сроках монтажа само-
подъемным краном 5,5 месяца).
Экономический эффект при применении прислонных кранов
на монтаже башен высотой 120—150 м по сравнению с подвесны-
ми кранами составляет 7,5 тыс. руб. на каждом объекте.
128
МОНТАЖ БАШЕН СВОБОДНО СТОЯЩИМИ БАШЕННЫМИ КРАНАМИ
Демонтаж, перевозка и монтаж башенного крана, особенно
тяжелого, сопряжены с выполнением трудоемких и дорогостоя-
щих работ. Затраты на их выполнение окупаются при возведе-
нии объектов с большими объемами работ. Для монтажа башен
небольшой высоты (до 75 м), т. е. таких, которые можно возво-
дить тяжелыми башенными крапами, требуется выполнять огра-
ниченные объемы работ. Однако возможность монтировать эти
сооружения крупными блоками, используя грузоподъемность
и высоту подъема крюка башенного крана, способствовала раз-
работке таких решений, при которых было бы выгодно выпол-
нять работы башенными кранами.
Технико-экономический анализ подтверждает, что монтаж
башен свободно стоящими башенными кранами весьма целесо-
образен в тех случаях, когда возможна перебазировка крана без
демонтажа. Такие условия создаются при возведении различных
башенных сооружений, входящих в состав крупных промышлен-
ных комплексов.
Известны случаи, когда в пределах строительной пло-
щадки осуществляют перебазирование башенных кранов с объ-
екта на объект без демонтажа по временным подкрановым пу-
тям. Эти вопросы детально прорабатывают в проектах производ-
ства работ и осуществляют под руководством опытных инженер-
но-технических работников. Такие обстоятельства создались при
монтаже башни на Ровенском ПО «Азот». Конструктивно эта
башня представляет собой четырехгранную усеченную пирами-
ду до 29,00 м с основанием 14X14 м, а выше — четырехгранную
призму сечением 5X5 м. Общая высота башни 76 м. Конструк-
ции башни запроектированы и изготовлены из уголковых профи-
лей. Горизонтальными диафрагмами служат площадки, соединя-
емые лестницами. Общая масса конструкций башни 101 т-
Выбор способа монтажа с использованием башенного крана
определили условия, сложившиеся на строительной площадке.
В непосредственной близости от места возведения башни произ-
водили монтаж каркаса производственного корпуса башенным
краном БК-300. Между корпусом и башней была свободная от
застройки территория. Это обстоятельство учли при выборе спо-
соба монтажа башни. В результате технико-экономического ана-
лиза различных вариантов было принято решение использовать
для монтажа башни кран БК-300. Для этого по временному под-
крановому пути его перебазировали без демонтажа, развернув
один раз тележки на угол 90°. Кроме того, ствол крана дополни-
ли одной секцией, что дало возможность смонтировать конструк-
ции башни до верхней проектной отметки. При этом грузоподъ-
емность крана уменьшилась с 25 до 18 т. Для укрупнительной
сборки использовали мобильный автомобильный кран МК-10М.
Укрупнение конструкций в пространственные блоки выполля-
5 9-304
129
Рис. 55. Монтаж верхних блоков
а — е — этапы подъема блока; / — дополнительная гирлянда грузов; 2 —гибкая тяга;
мая часть башки.
ли на площадке вблизи башни в пределах радиуса действия стре-
лы башенного крана. Такое решение позволило, во-первых, ис-
ключить дополнительные работы, связанные с подачей про-
странственных блоков в зону действия башенного крана, во-вто-
рых, в случае необходимости подключать в работу башенный
кран- Укрупнение конструкций в пространственные блоки су-
щественно расширило фронт работ, дало возможность свести до
минимума верхолазные работы и в конечном счете добиться
сокращения сроков монтажа башни.
В проекте производства работ было предусмотрено разде-
лить конструкции башни на 13 пространственных блоков, в том
числе базу башни — на 8 и призматический ствол — на 5 бло-
ков. Монтаж начали с установки четырех нижних блоков базы
башни массой по 7,5 т каждый. До подъема блока в проектное
положение его оснащали монтажными лестницами и на верхних
элементах (распорках) устраивали настил из досок. После на-
водки башмаков на фундаменты первый блок расчаливали тремя
расчалками из троса диаметром 19 мм длиной 15 м, которые за-
крепляли к якорям на усилие 5 и Зт. Аналогично устанавливали
три последующих блока. При этом второй и третий блоки удер-
живали двумя расчалками, а четвертый—без расчалок. После
окончательной установки всех блоков, выверки их и проектного
оформления всех узлов расчалки снимали.
Монтаж четырех блоков верхнего яруса базы башни (массой
7 т каждый) между отм. 12,40 и 28,40 м производили аналогич-
но монтажу блоков нижнего яруса. Закрепление блоков в узлах,
их проектное оформление выполняли с настилов, навесных под-
мостей и люлек. После окончательного закрепления и проектно-
го оформления узлов производили монтаж части проектных
130
башен с понижением их центра тяжести:
3— стрела крана; 4 — монтажная траверса; 5 — монтируемый блок; 6 — смонтирован
лестниц и площадок, которые укрупнять с блоком было нецеле-
сообразно. Все правила монтажа конструкций башен, описан-
ные выше, соблюдали и в данном случае.
Укрупнение конструкций в блоки призматической части баш-
ни выполняли на той же площадке краном М.К-10М, Строповку
выполняли четырехветвевыми стропами за верхние узлы блока
и башенным краном БК-300В со стрелой 28 м поднимали на про-
ектную отметку. Блок наводили на узлы ранее смонтированной
части башни, выверяли и производили проектное закрепление.
Опыт показал, что при монтаже башен свободно стоящими
башенными кранами можно достичь высоких технико-экономиче-
ских показателей. В частности, каркас башпи высотой 76 м на
Ровенском ПО «Азот» был смонтирован за 28 рабочих дней,
на что затрачено 336 чел.-дней при норме 688, выполнение норм
выработки составило 206%. Производительность труда в нату-
ральных показателях составила 301 кг смонтированных металло-
конструкций в смену на 1 чел., т. е. более чем в два раза выше
нормативной. Преимуществом этого способа является также
использование для монтажа башен обычного монтажного таке-
лажа и оборудования многоцелевого назначения.
Возможность подъема блоков на высокие отметки у башен-
ных кранов ограничена, поэтому верхние части башни смонтиро-
вать без дополнительных устройств и приспособлений нельзя.
Одним из простейших устройств является подвешенная на
тросах гирлянда грузов (рис.55). По мере подъема блока вво-
дятся в работу отдельные грузы гирлянды, что вызывает смеще-
ние центра тяжести -всей системы. Затем центр тяжести понижа-
ют настолько, чтобы установить на проектной отметке блок, за-
тролленный за нижнее сечение. Расчет такой системы прост.
МОНТАЖ БАШЕН ПОВОРОТОМ ВОКРУГ ШАРНИРОВ
С ПОМОЩИ) СПЕЦИАЛЬНОЙ ОСНАСТКИ
Безопасность выполнения основного объема работ при соору-
жении башен на низких отметках привела к подробным техниче-
ским разработкам способа монтажа этих объектов поворотом
вокруг шарниров с использованием специальной оснастки. Пред-
варительно собранную на земле башню такой оснасткой подни-
мают в рабочее положение за несколько часов. Как правило, на
земле башню оснащают всем или почти всем технологическим
оборудованием, кабельными разводками и сигнальным освеще-
нием. После ее подъема в проектное положение соединение всех
разводок занимает непродолжительное время, и ввод в действие
осуществляется практически с момента подъема башни.
Применяемую специальную оснастку по назначению можно
разделить па две группы такелажа: многоцелевого — лебедки,
блоки, канаты и специального — порталы, строповочные узлы,
шарниры. Если первую группу такелажа в промежутках между
подъемами башен монтажные организации используют постоян-
но, то вторую они могут использовать только по прямому назна-
чению и, как правило, периодически.
Для повышения эффективности описываемого способа необ-
ходимо координировать работу низовых монтажных подразде-
лений. Это позволит более полно использовать возможности мон-
тажной организации путем ее специализации, либо своевременно
освободить ее от монтажной оснастки, передавая ее для исполь-
зования другим подразделениям.
Опыт показал, что такую оснастку легко и просто можно пе-
ревозить с объекта на объект на значительное расстояние обыч-
ными транспортными средствами. При монтаже группы объектов
предоставляется возможность широким фронтом развернуть ра-
боты с момента получения конструкций и сооружения фунда-
ментов одновременно на нескольких объектах. Последовательно
перевозя комплект оснастки с объекта на объект, в течение не-
скольких смен каждую предварительно укрупненную на земле
башню можно вводить в строй.
При проектировании башен следует выбирать решения, даю-
щие возможность использовать отдельные части башни в каче-
стве монтажной оонастки. Примером может служить проект
башни, разработанный ГПИ Укрпроектстальконструкция (рис.
56). Проектом было предусмотрено разделение базы башни на
два блока, один из них — для использования в качестве непо-
движной опоры для монтажа способом поворота остальной части
башни. Такое решение упрощает и удешевляет монтажную ос-
настку.
Подъем башен поворотом вокруг шарниров наряду со значи-
тельным упрощением процесса сборки конструкций требует тща-
тельной инженерной подготовки в каждом конкретном случае:
132
Рис. 56, Монтаж башни способом поворота:
J—JI! — положения башни соответственно горизонтальное, промежуточное и проектное;
/--блок башни, выполняющий роль неподвижной мачты на период монтажа: 2— лебед-
ка; 3 - полиспаст; 4 — поднимаемая часть башни; 5 —тормозная расчалка.
во-первых, необходимо рассчитать конструкции башни на
монтажное состояние, установить наиболее невыгодный момент
для работы конструкций и на основании полученных данных
дать рекомендации для усиления конструкций;
во-вторых, определить оптимальные характеристики монтаж-
пых устройств;
в-третьих, найти наиболее удачное расположение монтажных
устройств относительно поднимаемой конструкции.
Шарнирные устройства. Из всех монтажных приспособлений
поворотные шарниры являются обязательным элементом при
монтаже башен методом поворота. Шарнирными устройствами,
как правило, оснащают яс только поднимаемую конструкцию, но
и основные монтажные приспособления. Шарниры состоят из
верхней подвижной и нижней неподвижной частей, а также вала.
Нижняя неподвижная часть имеет опорную плиту, заанкеренную
в фундаменте к установленной закладной части, и опорные про-
дольные и поперечные листовые ребра («щеки»). Верхняя под-
вижная часть состоит из листовых ребер. В поперечных листовых
ребрах высверливают отверстия, в которые вставляют поворот-
ный вал шарнира. При необходимости основные части шарнир-
ного устройства усиливают.
По конструктивным особенностям поворотные шарниры для
подъема башен можно условно свести к двум принципиальным
схемам (рис. 57). При первой схеме ось вала поворотного
шарнира находится за пределами опорного башмака и парал-
лельна его оси. Вследствие такого расположения шарнира в про-
цессе подъема конструкции в «ногах» базы башни (до первого
узла) возникает изгибающий момент, который является допол-
ительным монтажным воздействием. Для этого необходимо вы-
133
a
Рис. 57. Принципиальные
схемы поворотных шар-
ниров (а и 6):
f — «нога> базы башни; 2 —
поворачивающая ' «щека»
шарнира; 3 — неподвижная
♦щека> шарнира; 4 — ось;
5 — фундамент башни.
поднять усиление конструкций «ног» базы башни. В некоторых
случаях возникает необходимость расширения фундаментов для
размещения опорной плиты нижней неподвижной части шарни-
ра. Тем не менее при такой схеме значительно упрощаются все
операции, которые связаны с установкой башни на опоры и сня-
тием шарниров. Кроме того, в случае необходимости демонтажа
такой башни всегда есть возможность установить шарнир.
При второй схеме ось вала поворотного шарнира совпадает
с осью «башмака» опоры. Такая схема установки шарнира обес-
печивает в конструкциях «ног» базы башни в течение всего пово-
рота действие только нормальных сил от монтажных нагрузок.
Конструкции базы башни в период ее подъема подвергаются
монтажным усилиям, которые не превышают эксплуатационных
нагрузок. Поэтому они не нуждаются в дополнительном усиле-
нии. Однако при посадке башен на фундаменты необходимо вы-
полнение ряда дополнительных операций, требующих четкости
и высокой квалификации монтажников. Снятие шарниров после
установки башни на фундаменты также сопряжено с выполнени-
ем сложных операций, за исключением случаев, когда шарниры
включены в состав проектной конструкции опорных башмаков
«пог» башни. Выбор схемы шарнирного устройства следует про-
изводить после сравнения технико-экономических расчетов в
каждом конкретном случае.
МОНТАЖ БАШЕН «ПАДАЮЩИМИ» СТРЕЛАМИ
Этот способ применялся на монтаже высотных сооружений
еще в 50-х годах. Наиболее часто он применяется при монтаже
башен относительно небольшой высоты — 50—60 м и реже — до
90—95 м. Распространению этого способа способствовали его
преимущества:
простая кинематическая схема подъема;
возможность свести до минимума верхолазные работы и соз-
дать все условия для контроля за качественным выполнением
работ;
выигрыш в силе в результате использования эффекта рычага
первого рода может достигать двухкратной величины (на прак-
тике в пределах 1,4—1,7);
падение нагрузок в такелажной системе по мере подъема
конструкций, что дает возможность в начальный момент работы
испытать такелаж на максимальные нагрузки;
относительно небольшая масса «падающей» стрелы.
Однако этот способ не нашел широкого применения из-за
многих недостатков. При его применении требуется большая
свободная территория для укрупнения башни, опускания стрелы,
расположения расчалок стрелы, боковых расчалок поднимаемой
конструкции и тормозного устройства. Сложным и громоздким
многих случаях является узел опирания «падающей» стрелы.
135
который должен обеспечить ее поворот и воспринять значитель-
ные горизонтальные усилия. Монтажный такелаж также явля-
ется достаточно сложным, так как 'в большинстве случаев вклю-
чает несколько систем полиспастов и якоря на большие усилия.
Однако при соответствующих условиях с учетом технико-эконо-
мических обоснований этот способ монтажа башен находит при-
менение на практике с достаточно высокой эффективностью.
Имеются три схемы этого способа в зависимости от распо-
ложения в плане опорного узла «падающей» стрелы:
узел располагают впереди поворотного шарнира поднимае-
мой конструкции, и их оси параллельны;
ось узла совпадает с осью поворотных шарниров;
узел располагают сзади поворотного шарнира.
Выбор той или иной схемы в каждом конкретном случае за-
висит от наличия такелажных средств и технических характери-
стик поднимаемой башни. Учитывая, что в процессе подъема
конструкции в поворотных шарнирах башни и «падающей» стре-
лы возникают значительные сдвигающие горизонтальные усилия,
ф} ндаменты, закладные детали, анкерные устройства необходи-
мо рассчитать с учетом этих воздействий. Выполнение указан-
ных элементов тщательно контролируют и затем оформляют
специальные акты на скрытые работы.
При сборке конструкций на земле необходимо увеличить ко-
личество рабочих мест, т. е. раскрыть дополнительный фронт
работ, способствующий сокращению продолжительности монта-
жа. Это часто имеет первостепенное значение. Например, при
монтаже переходной металлической опоры через Днепр высотой
90 м и массой 120 т вблизи г. Киева необходимо было выпол-
нить все работы в предпаводковый период в максимально корот-
кие сроки. Эта четырехгранная опора имела пирамидальное
очертание с размерами в нижнем сечении 11X11 м, с ромбиче-
ской решеткой и сварными монтажными соединениями. На мон-
тажную площадку конструкции доставляли отдельными элемен-
тами на автомобилях с прицепами. Сборку конструкций в гори-
зонтальном положении на временных шпальных клетках
выполняли двумя кранами — пятитонным автомобильным и
десятитонным гусеничным. Направление сборки — от фундамен-
тов к вершине.
Фундамент шарнира «падающей» стрелы был размещен меж-
ду фундаментами башни и ось шарнира «падающей» стрелы сов-
падала с осью поворотных шарниров башни (рис. 58). Шарнир
«падающей» стрелы закрепили к фундаменту через опорную пли-
ту четырнадцатью анкерными болтами и дополнительно расча-
лили четырьмя тягами из спаренных тросов диаметром 28 мм,
закрепленных за оголовки фундаментов башни и натянутых пят-
надцатитонными фаркопфами.
Решетчатая «падающая» стрела высотой 46 м и поперечным
сечением 1,2X1,2 м имела пояса из уголкового профиля 160Х
136
Рис. 58. Монтаж башни «падающей* стрелой:
/ — башня; 2 — тяга; 3 — уравнительное приспособление тяг подъем-
ных полиспастов; 4 — тяги подъемных полиспастов; 5—боковая
расчалка «падающей» стрелы; 5—«падающая» стрела; 7 —урав-
нительное устройство подъемных полиспастов; 8 — блох уравни-
тельного устройства; Р — тяговые электролебедки; 10 — шес’тироль-
иые блоки тяговых полиспастов; 11—ручные лебедки боковых рас-
чалок; 12 — боковая расчалка башня; 13 — тяга тормозного поли-
спаста; 14 — тормозной полиспаст; 15 — электролебедка тормозного
полиспаста.
X 14 мм и решетку 75x8 мм, На ее оголовке устроены два от-
крытых ручья для тросовых тяг монтажных полиспастов. Для
подъема башни потребовалось два монтажных полиспаста дли-
ной в растянутом состоянии 70 м. Двенадцатиниточные подъем-
ные полиспасты грузоподъемностью 50 т каждый были оснащены
шестирольными блоками и уравнительным устройством. С каж-
дого монтажного полиспаста одну сбегающую нить непосредст-
венно направляли на первую электролебедку, а другую через
уравнительный блок устройства — на вторую. Таким образом,
сбегающие нити каждого из полиспастов наматывали па бараба-
ны рядом стоящих двух электролебедок, образуя замкнутые
полиспасты. Монтажные полиспасты со стороны неподвижных
блоков двумя тягами из двух тросов диаметром 39 мм каждый
крепили к металлическим тяжам якоря на усилие 100 тс, а со сто-
роны подвижных блоков — к уравнительному устройству. От
уравнительного устройства две тросовые тяги перебрасывали че-
рез оголовок «падающей» стрелы к поднимаемой башне, где
закрепляли через второе уравнительное приспособление. Вклю-
чали монтажные полиспасты в работу через четыре электроле-
бедки грузоподъемностью 5 т каждая, закрепленные к якорю
упомянутых полиспастов. Крепление электролебедок к якорю
было выполнено двумя тягами из троса диаметром 24 мм каж-
дый и, кроме того, они упирались в стойки из бревен диаметром
200—250 мм.
Якорь, рассчитанный на усилие 100 тс, выполнен из монолит-
ного бетона. Объем земляных работ составил 250 м3, а расход
материалов следующий:
Бетон марки 150 ............................ 22,5 м3
Лесоматериалы ..............................5,5 >
Металл ........................................3	т.
Поднимаемую башню и «падающую» стрелу из плоскости
подъема раскрепляли боковыми расчалками. Для сохранения
в процессе подъема постоянства длин боковых расчалок их ниж-
ние концы закрепляли по линии, совпадающей с осью шарниров.
Башню раскрепляли на отм. 72,00 м двумя боковыми расчал-
ками из троса диаметром 36 мм, которые на земле соединили с
якорями на усилие 20 тс каждый через четырехниточные полис-
пасты. Сбегающие нити этих полиспастов направляли па бара-
баны ручных лебедок грузоподъемностью 5 т каждая, закреплен-
ных к тем же якорям. «Падающая» стрела была раскреплена
также расчалками по аналогичной схеме.
Перед началом работ, связанных с подъемом башни, весь
такелаж был тщательно осмотрен и освидетельствован. Подъем
«падающей» стрелы осуществляли в два приема. Вначале гусе-
ничным краном ее подняли на угол примерно 30°, а затем дотя-
нули до рабочего вертикального положения с помощью тросовой
тяги и электролебедки, установленной за оголовком башни по ее
оси. Эта лебедка впоследствии выполняла роль тормозной при
133
установке опоры на фундаменты. Для восприятия горизонталь-
ного усилия, достигшего при подъеме стрелы 20 тс, ее
«пяту» дополнительно закрепили к (Ьундаментам тросом диамет-
ром 39 мм. После выведения «падающей» стрелы в рабочее поло-
жение включили электролебедки монтажных полиспастов и под-
няли башню над временными шпальными опорами. В таком по-
ложении с участием представителей проектной организации
вновь был осмотрен весь такелаж и конструкции и получено раз-
решение на подъем.
В процессе работы лебедок длина монтажных полиспастов
сокращалась и тяги, переброшенные через оголовок «падающей»
стрелы, передавали усилия на конструкцию. Составляющая этих
усилий, перпендикулярная к оси башни, вызывала вращение пос-
ледней в шарнирах. На заключительном этапе подъема тяги и
монтажные полиспасты вытянулись в прямую линию, тросовые
тяги вышли из ручьев оголовка «падающей» стрелы и она осво-
бодилась от нагрузки. Еще до начала подъема ее подвязали к
конструкциям башни для предотвращения падения после вы-
ключения из работы. В положение неустойчивого равновесия
башню поднимали без стрелы.
На заключительном этапе подъема, т. е. после перехода баш-
ней положения неустойчивого равновесия, ее удерживали тор-
мозной расчалкой с шестиниточным полиспастом, неподвижный
блок которого крепили к якорю на усилие 30 тс. Растягивание
полиспаста с подтормаживанием обеспечивалось электролебед-
кой грузоподъемностью 5 т, закрепленной к якорю.
Монтаж башни производили сравнительно высокими темпа-
ми. Все процессы, включая укрупнительную сборку и такелаж-
ные работы, были выполнены комплексной бригадой из 25 чел.
за 41 день при трехсменной работе. Трудоемкость монтажа сос-
тавила около 1100 чел.-дней.
Представляет интерес способ монтажа башен при располо-
жении шарнира «падающей» стрелы сзади поворотных шарни-
ров сооружения, предложенный инженерами треста Криворож-
стальконструкция Заслуженным строителем УССР Зыбиным
Ю. И. и Соловьевым Ф. А. Для установки в вертикальное поло-
жение опор ЛЭП в тресте Криворожстальконструкция была при-
менена модифицированная схема, которая может быть также
использована и для монтажа других объектов.
Опоры высоковольтной линии имели высоту 41 м и массу
28 т. Применение обычной схемы монтажа «падающей» стрелой
было связано с необходимостью устройства якорей на усилие
не менее 30 тс и усиления столбчатых фундаментов. Кроме того,
не было свободной площадки для опускания мачты в процессе
подъема конструкций. Поэтому приняли решение: «падающую»
стрелу высотой 19 м, изготовленную из трубы 377x12 мм, рас-
положить внутри собранной опоры и раскрепить двумя расчал-
ками за верхние «башмаки», а поворотный шарнир мачты — за
139
нижние «башмаки»; на ее оголовке закрепить два полиспаста
общей грузоподъемностью 35 т, на которые через траверсу заст-
ропить поднимаемую конструкцию. Поворот мачты трактором
путем стягивания грузовых полиспастов сопровождался враще-
нием опоры вокруг установленных на ее «башмаках» шарниров.
При этом мачта проходила сквозь решетку конструкции. На за-
ключительном этапе опору удерживали от опрокидывания тор-
мозной расчалкой. Такая схема подъема свела к минимуму опас-
ные горизонтальные нагрузки на фундаменты. Следует отметить,
что с увеличением высоты и массы башен значительно возраста-
ет объем подготовительных работ, связанных с устройством мощ-
ных якорей, полиспастов для боковых расчалок и др. Поэтому
этот способ монтажа не рекомендуется применять при монтаже
опор высотой более 60—70 м.
МОНТАЖ БАШЕН «ПАДАЮЩИМИ» ШЕВРАМИ
Сооружения башенного типа с большой массой можно также
устанавливать на опоры поворотом в шарнирах с использовани-
ем «падающего» шевра. Преимущество шевров по сравнению с
мачтами состоит в отсутствии боковых расчалок и якорей, недо-
статок в том, что их масса больше массы «падающих» стрел.
Как правило, для подъема различных башен применяют А-об-
разные шевры.
Как и при предыдущем способе, возможны три варианта рас-
положения шарниров шевра относительно поворотных шарниров
башни: впереди фундаментов; сзади фундаментов; совпадение
с осями поворотных шарниров.
Оптимальной установкой А-образного шевра следует считать
такую, при которой оси поворотных шарниров опор шевра сов-
мещаются в одной конструкции с поворотными шарнирами под-
нимаемой башни. При ограниченной грузоподъемности такелаж-
ных средств опоры шевра следует смещать на 5—10 м от осей
шарниров башни в сторону ее вершины. Это приводит к умень-
шению максимальных нагрузок на подъемные полиспасты в на-
чальный период подъема. Определение усилий в звеньях таке-
лажных устройств поднимаемой башни, а также воздействий па
поворотные шарниры и фундаменты выполняют аналитическим
либо графическим способом или используют специальные но-
мограммы.
Одним из наиболее интересных подъемов башенного соору-
жения с применением «падающего» шевра является монтаж баш-
ни-обелиска в комплексе мемориала Брестской крепости. Обе-
лиск представляет собой стальную конструкцию башенного ти-
па пирамидального очертания высотой 104 м и массой 620 т,
четырехгранной формы, облицованную снаружи листами из тита-
нового сплава толщиной 1,5 мм. Размеры конструкции в осно-
вании 5X5 м к вершине уменьшаются до 2,6X0,45 м- Рабочие
140
чертежи металлоконструкций башни-обелиска разработаны
ЦНИИПроектстальконструкция, проект производства работ раз-
работан институтом Промсталькопструкция.
С за вода-изготовителя конструкции поступали в виде отдель-
ных, в том числе нескольких негабаритных отправочных марок.
Всего было 20 отправочных марок массой от 8—10 до 43—45 т,
в том числе 9 марок секций ствола.
До начала укрупнительной сборки металлоконструкций были
выполнены следующие работы:
земляные — в объеме более 700 м3 для выкладки металло-
конструкций обелиска и шевра в соответствии с планировочны-
ми отметками;
возведены все временные сооружения;
устроены пути и площадки для монтажных кранов СК.Г-63 и
СКГ-100;
доставлены на площадку опорные конструкции обелиска,
шпалы для временных опор и поворотные шарниры;
по акту приняты фундаменты.
Согласно ППР укрупнительиую сборку конструкций выпол-
няли краном СКГ-100. В первую очередь с большой точностью
установили фундаментные плиты с шарнирными опорами. Опор-
ную и первую секции ствола собрали в вертикальном положении
и затем повернули в горизонтальное на заранее подготовленные
шпальные клетки. Это дало возможность проверить работу пово-
ротного шарнира и тщательно отработать процесс поворота во-
круг него конструкции. Укрупнительная сборка конструкций под
сварку осуществлялась на монтажных болтах через установлен-
ные на заводе-изготовителе фиксаторы. Конструкции сваривали
высококвалифицированные сварщики по специально разработан-
ной технологии с последующим проведением контроля неразру-
шающими методами ультразвуковой рентгенодефектоскопии.
Для подъема башни-обелиска «падающим» А-образным шев-
ром высотой 50 м необходимо тяговое усилие 465 тс. Для этого
использовали восемь электролебедок ЛМН-12 грузоподъемно-
стью 12,5 т каждая и кая а тоем костью барабана 800 м. Каждая
элекгролебедка была установлена на бетонном фундаменте на
расстоянии 140 м от оси шарнирного устройства. Четыре средние
электролебедки были закреплены под углом 2° к оси обелиска.
Две крайние электролебедки с каждой стороны оси обелиска па
первом этапе подъема закрепили под углом 4°30', а на втором —
под углом 7°30'. Изменение углов расположения электролебедок
было необходимо для того, чтобы обеспечить нормальную навив-
ку канатов на их барабаны при изменении направления канатов
во время подъема конструкции.
Подъемная система состояла из четырех полиспастов с вось-
мирольными блокам-и грузоподъемностью 160 т каждый. Их не-
подвижные блоки были закреплены к якорям на усилие 30 тс
каждый, а подвижные — двойными тягами из каната диаметром
141
43 мм, переброшенными через ригель шевра, крепили к конструк-
ции обелиска на отм. 75,50 м. Для запасовки каждого полиспа-
ста было израсходовано около 2 тыс. м каната диаметром
33,5 мм.
Исходя из больших длил канатов, подлежащих навивке на
барабаны электролебедок, а также принимая во внимание их
канатоемкость, было принято решение о закреплении свободных
концов канатов каждого полиспаста на двух электролебедках *.
Натяжение полиспастов можно было осуществлять одной из них
или одновременно обеими. Направление вращения барабанов
всех лебедок при навивке каната было принято одинаковым. Уп-
равление всеми восемью электролебедками осуществлялось с
центрального пульта управления. При этом электрическая схе-
ма управления лебедками обеспечивала следующие режимы ра-
боты:
индивидуальный пуск, реверсирование и остановку любой из
восьми лебедок;
одновременную работу всех восьми лебедок в любом направ-
лении и их остановку;
групповой пуск, реверсирование и остановку лебедок с нечет-
ными номерами.
Для посадки обелиска на фундамент после перехода через
положение неустойчивого равновесия и предотвращения его па-
дения в обратном направлении от вертикальной оси служила
оттяжка из тросовых тяг и полиспаста с пятирольными блоками,
которые закрепили к конструкциям на отм. 75,50 м, а сбегаю-
щую нить — на барабане тормозной электролебедки ЛМН-12.
По окончании сборки конструкций и монтажа всей оснастки
и оборудования специально созданной комиссией были осмотре-
ны конструкции, такелажная оснастка, рассмотрены сертифика-
ты, исполнительная документация и акты на скрытые работы.
Установив, что все работы, предшествующие подъему башни, вы-
полнены в соответствии с проектом, комиссия дала 'разрешение
на подъем башни.
До качала подъема все установленные электролебедки под-
вергли испытанию и проверили синхронизацию включения их в
работу. Включение электролебедок во время подъема башни осу-
ществляли с центрального пульта управления, расположенного
непосредственно у самих лебедок. Это дало возможность опера-
торам четко и оперативно исполнить все команды руководителя
подъема, а ему — вести наблюдение и контроль за работой элек-
тролебедок в течение всего подъема. Выведение А-об-
разного шевра, установленного на одном фундаменте с башпей-
обелиском, в рабочее положение осуществляли поворотом вокруг
шарниров в три этапа (рис. 59):
* В настоящее время разработан канатоведущий барабан электролебед-
ки, который позволяет выбирать практически неограниченную длину каната
(Авторское свидетельство № 565008 — Бюллетень изобретений, 1977, № 26).
142
на первом — одновремен-
но работающими кранами
СКГ-ЮО и СКГ-63 верхнюю
часть шевра подняли на отм.
27,00 м (положения I—II);
на втором — двумя поли-
спастами грузоподъемно-
стью 160 т каждый и лебед-
ками ЛМН-12 его установи-
ли в промежуточное поло’
жение III, натянув при этом
грузовой полиспаст;
на третьем — грузовым
полиспастом шевр вывели в
рабочее вертикальное поло-
жение IV.
Подъему башни предшест-
вовал пробный отрыв конст-
рукций на высоту 350 мм от
опорных тумб. После тща-
тельного осмотра всех мон-
тажных узлов, системы стро-
повки, проверки подъемных
механизмов, поведения шев-
ра под нагрузкой и выявле-
ния удовлетворительных ре-
зультатов произвели задел-
ку титановыми листами мест
временного опирания обе-
лиска на тумбы и продолжи-
ли подъем.
Подъем башни произво-
дили в два этапа: первый
(наиболее ответственный) —
вывод конструкции до угла
подъема 45° с последующей
корректировкой положения
лебедок путем поворота во-
круг оси на фундаментах и
второй — дальнейший подъ-
ем до установки башни в
вертикальное проектное по-
ложение.
Для удержания башни в
момент прохождения в поло-
жении неустойчивого равно-
весия при угле 70° к горизон-
ту включили тормозной по-
Рис. 59. Подъем шевра в рабочее положение:
— промежуточные положения; 1 V — .рабочее пред монтажное положение; / — башня в горизонтальном положении; 2 монтаж-
ный полиспаст шевра с тягой; 3— тяга грузового полиспаста; 4 — шевр; 5 — грузовой полиспаст; 6— полиспаст крана.
143
лиспаст, имевший к этому моменту провес примерно 5 м (что со-
ответствует натяжению 10 тс). В дальнейшем по мере подъема
тормозной полиспаст удлиняли с сохранением провеса от 5 до
1,5 м (чтосоответствует максимально допустимому усилию40тс).
По окончании подъема и установки башни-обелиска в проект-
ное положение произвели выверку теодолитом и приварку его
основания к закладным деталям железобетонного фундамента
накладками из листовой стали толщиной 30—40 мм. При подъ-
еме и последующем демонтаже оснастки пользовались радио- и
телефонной связью.
При выполнении монтажных работ коллектив треста Химмон-
таж достиг высоких технико-экономических показателей. Укруп-
нение и сварка конструкций, антикоррозионная защита их, уст-
ройство и монтаж всех такелажных приспособлений были выпол-
нены за 64 календарных дня. Всего было смонтировано 820 т
металлоконструкций. Затраты труда на выполнение работ по
монтажу башни-обелиска составили 4445 чел.-дней, выработка
достигла 185 кг металлоконструкций на 1 чел.-день. Подъем баш-
ни продолжался 5 ч 20 мин.
МОНТАЖ БАШЕН БЕЗЪЯКОРНЫМ СПОСОБОМ
Особенность безъякорного способа монтажа заключается в
том, что силы, действующие в элементах оснастки и в поднима-
емой конструкции при монтаже, вызывают реакцию только в
опорных шарнирах шевра (портала) и башни. Отсутствие мощ-
ных якорей, боковых расчалок и лебедок большой грузоподъем-
ности существенно упрощает монтаж и уменьшает трудозатраты.
Подъем башни безъякорным способом осуществляют в такой
последовательности:
подъем краном портала (шевра) на максимально возможный
угол для уменьшения усилий в оснастке при последующем его
повороте:
включение в работу тягового грузового полиспаста и выведе-
ние портала (шевра) в рабочее положение;
поворот порталом (шевром) башни до положения неустойчи-
вого равновесия;
установка башни в проектное положение тормозным устрой-
ством;
опускание портала (шевра) на землю и демонтаж всего таке-
лажа.
Преимущества безъякорного способа монтажа:
отсутствие мощных якорей, расчалок и лебедок большой гру-
зоподъемности;
возможность выполнения работ в условиях стесненной пло-
щадки, так как монтажная площадка незначительно превышает
габариты башни;
возможность монтажа и настройки ббл.ьшей части технологи-
ческого оборудования башни на земле до ее подъема;
144
возможность обеспечения квалифицированного контроля за
качественным выполнением всех работ.
К недостаткам этого способа относятся:
необходимость затрат для изготовления такелажа специаль-
ного назначения и монтажных устройств разового применения;
необходимость усиления отдельных элементов башни, так как
монтажные воздействия отличаются от эксплуатационных нагру-
зок;
сложность испытания оснастки на максимальные усилия, так
как таковые в отдельных элементах возникают не в начале, а в
процессе подъема.
Однако преимущества способа, в особенности при условии
повторяемости объектов, способствовали его распространению.
Таким способом трест Центростальконструкция во Львове смон-
тировал стальную четырехгранную башню пирамидального очер-
тания высотой 100 м массой 64 т с размерами сечения в основа-
нии 10,2x10,2 м. Башню возводили в черте города ® окружении
зданий производственного назначения, жилой застройки и зеле-
ных насаждений, что усложняло монтаж. Чтобы исключить до-
полнительные операции при посадке башни па фундаменты, бы-
ло прянито решение поворотные шарниры расположить не по осям’
«башмаков», а с эксцентриситетом. В соответствии с дополни-
тельными техническими требованиями два фундамента башни,
на которых предполагалась установка шарниров, при возведении-
были уширены на 250 мм и в них заанкерены специальные за-
кладные детали. Портал был изготовлен из стальных бесшовных
труб высотой 40 м шириной 12,1 м массой 16,6 т. Стойки были
изготовлены из труб размерами 920 X 7 мм, верхний и нижний
ригели — из труб 426X7 мм, соединения ригелей со стойками —
фланцевые на болтах. Для крепления блоков грузовых полиспа-
стов, отводных блоков и тяг к конструкциям портала были при-
варены проушины с усиливающими ребрами и валиками. Низ
стоек портала в плоскости его поворота был закруглен и обшит
листом толщиной 10 мм по радиусу 460 мм. Портал шарнирпо
опирали закругленными концами стоек на временные фундамен-
ты пз шпальных клеток, шпалы были скреплены скобами. На
шпальных клетках закрепили опорные плиты из листовой стали
толщиной 20 мм, размерами 1400X1400 мм с продольными огра-
ничительными ребрами высотой 250 мм, которые образовали
гнездо шириной 1000 мм для поворота в нем стоек портала. Мас-
са одной опорной конструкции была примерно 435 кг.
Две электролебедки типа ЛМ-8 грузоподъемностью по 8 г
каждая установили в 15 м за пределами высотных габаритов
башни и закрепили к полузаглубленным якорям на усилие Юте.
Схема подъема башни безъякорным способом дана на рис. 60.
Укрупнительную сборку конструкций башни начали с перво-
го яруса. При этом конструкции двух противолежащих граней
яруса укрупняли в плоские блоки массой по 4 т каждый. Авто-
14S

ЯбО'
a-75*
Л--38Т
n=1kT
S2=S;-30T
Рис. 60. Подъем башни
безъякорным способом (a),
диаграммы усилий (б):
1 — тяга портала Т-6; 2 — пор-
тал; 3 — къльышыъ полиспасты
П-1;	4 — строп о8оч ные тяги
подъемного полиспаста Т.4;
5 — тяги уравнительного блока
Т-5; 6 — тяга тормозного поли-
спаста Т-7; 7 — башня; « — тор-
мозной полиспаст П-2; У —
электролебедка ЛМ-8;	10 —
якорь полузаглубленный; // —
краном марки К-162 их устанавливали на фундаменты, закреп-
ляли анкерными болтами и расчалками. Конструкции двух дру-
гих граней башни монтировали поэлементно. После тщательной
выверки выполняли проектное оформление узлов и установили
временные распорки в нижней плоскости этого яруса башни, что
обеспечило его полную геометрическую неизменяемость при по-
следующих работах и дало возможность в дальнейшем устано-
вить башню точно на анкерные болты без каких-либо дополни-
тельных подгоночных работ. После этого устанавливали пово-
ротные шарниры. Шарниры, оси которых располагались на
расстоянии 470 мм, с внешней стороны от осей «ног» башни
монтировали на уширенных фундаментах, тщательно выверяли,
и закрепляли к «башмакам ног» и закладным деталям сваркой.
Одновременно выполняли усиление «ног» башни, к которым за-
крепляли поворотные шарниры, от башмака до первого узла,
так как они не были рассчитаны на восприятие дополнительного-
изгибающегося момента, возникшего вследствие эксцентричной
установки поворотных шарниров. Затем с помощью автокрана-
К-162 опрокидывали первый ярус башни в шарнирах, заторма-
живая его опускание оттяжкой.
Остальные конструкции собирали на шпальных клетках этим
же автокраном со стрелой длиной 18 м в направлении к вершине
башни, последовательно подсоединяя их к ранее смонтирован-
ным ярусам. Порядок укрупнительной сборки: установка на
шпальных клетках двух плоских блоков боковых граней яруса
башни; монтаж элементов нижней грани яруса; монтаж распор-
ки верхней грани яруса и элементов диафрагмы; монтаж раско-
сов верхней грани яруса.
Одновременно были усилены элементы решетки башни в ме-
стах строповки тяг монтажных полиспастов и закреплены стро-
повочные детали. На усиление израсходовали около 0,75 т ме-
таллопроката. По окончании укрупнительной сборки башни в
горизонтальном положении был собран портал, к местам стро-
повки присоединены все тяги, на земле запасованы и растянуты
на расчетную длину монтажные полиспасты, блоки которых за-
тем были закреплены к порталу и тягам.
Подъем портала в рабочее положение выполняли в два прие-
ма. Вначале верх портала подняли -на высоту 15 м с поворотом,
в шарнирах двумя одновременно работающими автокранами
К-162. Одновременно с подъемом портала кранами производили-
натяжение монтажных полиспастов (рис. 61). При этом необхо-
димо следить, чтобы при провисании тросы полиспаста не пере-
хлестывались и блоки не закручивались, так как на высоте по-
править это сложно.
После расстроповки крюков крапов дальнейшее выведение
портала в рабочее положение выполняли монтажными полиспа-
стами. Эту операцию продолжали до натяжения передних двух-
ниточпых тяг портала Т-6. В рабочем положении верх портала
147
Рис. 61. Схема монтажных полиспастов П-1:
/ — полиспаст; 2—отводные блоки грузоподъемностью 10 т каждый; 3— тяги поли-
спаста Т-4; 4 — уравнительный блок; 5 — тяги Т-5.
достиг отм. 31,20 м. На нижнем поясе башни >в непосредственной
близости от поворотного шарнира закрепили угломер, которым
в дальнейшем контролировали положение башни в пространстве
в процессе поворота. Далее натягивали рабочие полиспасты,
обеспечивая отрыв башни от всех промежуточных шпальных кле-
ток на 100-250 мм. В таком положении тщательно осмотрели
весь такелаж, конструкции башни и узлы. После этого башню
подняли грузовыми полиспастами на угол примерно 75—77°, т. е.
до положения, близкого к неустойчивому равновесию (см. рис.
60). Дальнейший поворот башни осуществляли путем кратковре-
менного включения в работу грузовых полиспастов и незначи-
тельного ослабления тормозного полиспаста П-2. Ослабление
тормозного полиспаста контролировали по величине провисания
тормозных тяг Т-7. После перехода башни через положение неу-
стойчивого равновесия ее устанавливали на фундаменты тормоз-
ным полиспастом П-2, сбегающую нить которого через отводной
блок закрепили к трактору. Электролебедки грузовых полиспас-
тов П-1 растормаживали. Подъем башни и ее установка на
фундаменты заняли около 2,5 ч- Менее чем через 4 мин были
включены огни сигнального освещения СОМ.
Все работы, связанные с укрупнительной сборкой башни, ее
подъемом и закреплением, были выполнены за 220 чел.-смен, при-
чем непосредственная подготовка к подъему, подъем и закреп-
ление заняли 8, монтаж всего такелажа около 50 чел.-смен. Вы-
работка в натуральных показателях превысила 300 кг металло-
конструкций на 1 чел.-смену.
МОНТАЖ БАШЕН СПОСОБОМ ВЫЖИМАНИЯ
Очевидные преимущества безъякорного способа монтажа ба-
шен способствовали его дальнейшему развитию и совершенство-
ванию. В результате был предложен монтаж башен спо-
148
собом выжимания. Этот способ заключается в том, что при подъ-
еме башни из горизонтального положения в вертикальное произ-
водится вращение ее вокруг опорного шарнира такелажной сис-
темой с порталом, нижняя опорная часть которого перемещается
вдоль оси поднимаемого сооружения к фундаменту, а верх-
няя — выжимает башню.
Монтаж башен способом выжимания применяют в условиях
стесненных площадок, при невозможности использования кранов,
необходимости снижения горизонтальных усилий на фундамен-
ты- Этот способ характерен тем, что тяговые грузовые поли-
спасты находятся па уровне земли. В остальном характеристи-
ка данного способа совпадает с характеристикой безъякорного
способа монтажа.
В практике применяются две схемы закрепления верхнего
ригеля портала или толкателя к конструкции поднимаемой баш-
ни: шарнирное крепление к нижним узлам поясов башни и кре-
пление тросовыми тягами к верхним узлам поясов башни.
По первой схеме был собран такелаж на монтаже призмати-
ческой башни высотой 53 м массой (с антеннами) 60 т в г. Фа-
стове Киевской области. Башня была собрана в горизонтальном
положении на шпальных клетках, и концы нижних поясов заве-
дены в шарниры, установленные на фундаменты. Выжимвдой тол-
катель длиной 35 м имел Т-образную форму и был изготовлен из
трубы диаметром 1220 мм. Его ригель шарнирно закрепили в
проушинах, приваренных в узлах нижних поясов башни на рас-
стоянии 33,50 м от опор. Нижний конец толкателя заканчивался
шарнирно закрепленными салазками, которые соединяли поли-
спастами с фундаментами бащпи. Сбегающую нить каната за-
крепили на барабане электролебедки грузоподъемностью 5 т.
Па первом этапе башню подняли двумя пневмоколесными
кранами на угол примерно 20°, на втором — нагрузку передали
на полиспасты толкателя (рис. 62). После расстроповки крюков
Рис. 62. Подъем башни способом выжимания с использованием толкателя:
i - подъем башни кранами: // — выжимание башни толкателем; 7 — башня; 2 — тормоз-
ная оттяжка; 3 — толкатель; 4 — стягивающий полиспаст.
149
кранов, сокращая полиспасты, толкателем башню подняли на
угол примерно 75—77°. После этого в работу включилась тормоз-
ная оттяжка, которой устанавливали башню на фундаменты.
Практика подтвердила надежность и целесообразность такой
схемы закрепления. Однако ее применение ограничено, в основ-
ном она применима при монтаже башен высотой до 50 м.
Монтаж башен способом выжимания с использованием пор-
тала (вторая схема) нашел более широкое применение благода-
ря большой универсальности (рис. 63 и 64).
На Украине в последнее время способом выжимания смонти-
ровано несколько четырехгранных башен высотой 60—100 м с
базой 13 м и массой 75—105 т каждая. Монтаж башни произво-
дили одним комплектом оснастки. Транспортировку оснастки с
объекта на объект осуществляли автотранспортом. Сборку каж-
дой башни выполняли в горизонтальном положении автокраном
МКА-ЮМ в направлении от основания к вершине. К месту сбор-
ки конструкции подавали трубоукладчиком ТЛ-4. Первые ярусы
башен собирали в вертикальном положении на постоянных фун-
даментах, к металлическим закладным плитам которых были
приварены поворотные шарниры и устроены подкладки из шпал.
Для закрепления «башмаков» в процессе сборки нижнего яруса
проектные анкерные болты на двух фундаментах, свободных от
опорных шарниров, наращивали шпильками диаметром 20 мм.
После сборки и оформления узлов нижнего яруса шпильки сре-
зали без повреждения постоянных анкерных болтов. Выполнив
геодезическую выверку, устанавливали дополнительные распор-
ки так, чтобы каждая грань яруса представляла собой геометри-
чески неизменяемую, один раз статически неопределимую ферму.
Это исключало деформации яруса при его повороте и обеспечи-
вало точное попадание «башмаков» на анкерные болты при ус-
тановке башни. Затем первый ярус поворачивали в горизонталь-
ное положение с помощью трубоукладчика и крана. Последую-
щие ярусы укрупняли в горизонтальном положении, присоединяя
их к ранее собранной части башни и опирая на временные опо-
ры. Каждый ярус башни собирали на земле из укрупненных па-
нелей. Башню поднимали собранным на строительной площадке
порталом высотой 40 м с базой 14 м. Стойки портала были изго-
товлены из труб 920X8 мм, ригели — из труб 426X8 мм.
Стыки секций портала фланцевые на болтах нормальной точ-
ности.
Порядок установки портала: стойки портала собирали из сек-
ций в горизонтальном положении вдоль башни с двух сторон,
шарнирно закрепив к их основанию салазки и соедини® верхним
и иижним ригелями. Верхний ригель в определенном месте укла-
дывали на собранную в горизонтальном положении башню и вре-
менно закрепляли к ее поясам. Стойки портала поочередно под-
нимали автокраном и соединяли ригелем. Второй ригель, нахо-
дящийся под нижней гранью башни, присоединяли у основания
150
a' о1
Х-ЫГ
со Rx~58 т
аж
Mr 98 Т
Мх'55т
№50т
5	* /V Г
а	И
Рис. 63. Монтаж спо-
собом выжимания с при-
менением портала (а) и
диаграммы усилий (б/*
1 — передние тяги портала;
2 — портал; 3 — задние тя-
ги портала; 4 — башня;
5 — стягивающий грузовой
полиспаст.

S
«••75*
Рис. 64. Монтаж башни способом выжимания (общий вид).
каждой стойки. После этого к оголовку портала и узлам поясо<в
башни прикрепляли строповочные тяги, запасовывали два тяго-
вых полиспаста грузоподъемностью 50 т каждый, при сокраще-
нии которых двумя электролебедками грузоподъемностью 8 т
каждая выводили портал в исходное положение. Лебедки уста-
навливали у основания башни и закрепляли за ее фундаменты.
Канатные строповочные тяги были выполнены из одного цель-
ного каната диаметром 55 мм. Тяги через канатные втулки, зали-
тые сплавом «ЦАМ», соединяли с оголовком портала и конструк-
циями башни строповочными «полотенцами» длиной 4 м. «Поло-
тенца», состоящие из восьми ниток, соединяли с каждой верти-
кальной гранью башни непрерывным канатом диаметром
13,5 мм. Это уменьшало трудоемкость устройства строповочных
тяг, так как строповочные «полотенца» из каната выполняли не
на всю длину тяг, а только по ее концам. Это давало возмож-
ность менять длину тяг при подъеме других башен без изменения
основного звена тяги из каната большого диаметра. Запасовка
строповочных «полотенец» непрерывным канатом необходима
для перераспределения в них усилий, а также в стойках и тягах
портала при движении салазок по неровному грунту.
При монтаже башен способом выжимания с применением пор-
тала его устанавливали в исходное положение под таким углом
к горизонту, чтобы в процессе поворота башни не возникали
усилия с отрицательным знаком на опорных шарнирах и фунда-
ментах. Проектом производства работ допускалось совмещение
линии центра тяжести башни и точек опирания портала на салаз-
ки в вертикальной плоскости (рис. 65). При этом реакция
152
Рис. 65. Опорные салазки (общий вид).
в опорных шарнирах была нулевая, а под салазками реакция
грунта равна силе тяжести сооружения. Соблюдая упомянутые
условия, портал устанавливали в исходное положение под углом
30° к горизонту. При этом в стойках портала возникали макси-
мальные осевые усилия. В процессе подъема, например башни
массой 105 т, в опорных узлах нормальная сила изменялась от
17 до 53 т в каждом, а в узлах строповки — от 77 т до 0. Салазки
скользили непосредственно по грунту. Опорная часть салазок
имела размеры 1,75x2,65 м, что обеспечило передачу усилий на
грунт в пределах значительно пиже его несущей способности.
Для преодоления местных неровностей по пути движения шар-
нирное прикрепление салазок к стойкам выполнили таким обра-
зом, что их передняя часть примерно на 20% была длиннее задней.
Это уменьшало давление на грунт в передней части салазок и
давало возможность легко преодолеть уклон местности. Пере-
пад отметок между началом пути скольжения салазок и концом
составлял около 1 м. Для уменьшения сил трения связные грун-
ты под салазками поливали водой, на песчаных грунтах подкла-
дывали швеллеры. В зимнее время возможно образование льда
или трамбование снега. Выбор мероприятия зависит от метеоро-
логических условий и грунта. Это необходимо предусмотреть в
начале движения портала, так как в дальнейшем тяговые уси-
лия в полиспастах падают и образование резерва усилий позво-
ляет легко преодолевать силу трения.
153
Монтаж башен способом выжимания, как и любым способом
поворота вокруг шарниров, включает два этапа: первый — подъ-
ем башни до положения неустойчивого равновесия и второй —
посадка ее на опоры после перехода линии вертикальной равно-
действующей через вертикальную плоскость поворотных шарни-
ров. Первый этап разработан достаточно подробно, есть много
оригинальных технических инженерных решений; второй этап
до недавних пор осуществляли только одним путем — включени-
ем в работу тормозных оттяжек или полиспастов. Несовершенст-
во технологии второго этапа объясняется тем, что для тормоз-
ной системы необходимо устройство мощных якорей, применение
лебедок или тягачей, большое количество канатов, а также сво-
бодная площадка за пределами монтажной зоны. При подъеме
башни в момент перехода через положение неустойчивого равно-
весия возникают трудности в обеспечении синхронной работы
тягового и тормозного полиспастов.
В тресте Центроста^’ .онструкция разработано принципиаль-
но новое инвентарное приспособление для посадки башен на фун-
даменты при монтаже способом поворота. Приспособление сос-
тоит из двух песочных домкратов, канатной тяги, опорных сала-
зок и шарнирных соединений (рис. 66). Цилиндры песочных
домкратов изготовлены из стальных труб размерами 273X8 мм,
штоки — из труб 219x8 мм, поршни — из стального листа тол-
щиной 20 мм (диаметр поршня 252 мм, т. е. на 5 мм меньше внут-
реннего диаметра трубы цилиндра).
При разработке приспособления были учтены следующие ус-
ловия: изменение нагрузок на опорные точки в процессе установ-
ки башни на фундаменты; обеспечение синхронной работы подъ-
емного и тормозного устройств в диапазоне, близком к положе-
нию неустойчивого равновесия башни и при его переходе; обес-
печение устойчивой плавной работы приспособления на этапе
торможения башни; особенности расчета цилиндра песочного
домкрата. В момент установки башни на фундаменты она имеет
три точки опоры: поворотные шарниры на опорных башмаках и
шарнирное соединение вершины тормозного приспособления с
поясом. При повороте башни нагрузки на эти точки изменяются
(рис. 67). В положении неустойчивого равновесия, т. е при сов-
мещении центра массы башни с вертикальной плоскостью пово-
ротных шарниров нагрузка от силы тяжести башни и подъемной
оснастки распределялась поровну на оба шарнира. При дальней-
шем повороте башни центр ее массы перемещался в направле-
нии геометрического центра основания и нагрузка воспринима-
лась не только поворотными шарнирами, но и тормозным при-
способлением.
Перераспределение нагрузки происходило между тормозным
приспособлением и поворотным шарниром, лежащими в одной
плоскости, второй шарнир воспринимал половину нагрузки на
протяжении всего процесса торможения. Вертикальная на груз-
154
Рис. 66. Схема работы тормозного приспособления;
I — включение в работу приспособления; Н — конечное положение в момент установки
башмака башни на фундамент; 1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — шток; 4 — шарнирное
крепление; 5 — «нога» башни; 6 — салазки приспособления; 7 — канатная тяга; 5 — фун-
дамент башни.
ка на приспособление при уста-
новке башпи все время возра-
стала (при монтаже башни
массой 110 т высотой 80 м она
достигала 80 т, а максималь-
ное усилие в песочном домкра-
те 90 тс).
Синхронную работу тяговой
и тормозной систем обеспечи-
вали соблюдением определен-
ной последовательности их ра-
боты. Геометрические размеры
звеньев тормозного приспосо-
бления подбирали из расчета
включения его в работу до на-
ступления положения неустой-
чивого равновесия (до 8—10°).
В рассматриваемом случае для
обеспечения этого условия один
Рис. 67. Перераспределив нагрузки
при включении в работу тормозного
приспособления:
/ — фундамент «ноги» башни; 2 — поворот-
ные шарниры; 3 — тормозное приспособле-
ние; 4 — положения проекции центра тя-
жести башни при установке на фундаыед-
ты.
155
из домкратов (передний) имел длину 8800, а второй — 6320 мм.
При повороте башни в момент соприкосновения салазок приспо-
собления с грунтом низ песочных домкратов соединяли канатной
тягой. Скользя по грунту, салазки натягивали канат, домкраты
устанавливались в вертикальной плоскости и в работу включа-
лось приспособление. До положения неустойчивого равновесия
приспособление не воспринимало нагрузку от массы башни, а
только подстраховывало ее от динамических воздействий. После
включения приспособления в работу открывали затворы в ниж-
ней части цилиндра, через которые удаляли песок. Поскольку в
данном положении башни усилие в тяговой системе становится
незначительным (около 15 тс), перегрузок системы нет. Это дало
возможность периодически отключать тяговую систему и обеспе-
чить плавный поворот башни. Подтверждением движения баш-
ни было вхождение штоков в цилиндры песочных домкратов. Ос-
тановка движения штоков была сигналом для включения тяго-
вой системы. Благодаря опыту работы, монтажники не ожидали
этого сигнала, а периодически включали тяговую систему, обес-
печивая непрерывный цикл. При переходе положения неустойчи-
вого равновесия песочные домкраты воспринимали нагрузку от
массы башни н обеспечивали ее установку на фундаменты. Тор-
мозное приспособление дало возможность осуществить плавный
переход башни через положение неустойчивого равновесия, в то
время как при использовании тормозных оттяжек наблюдался
рывок.
Скорость посадки башни регулировали путем перекрытия за-
творами отверстий в цилиндрах домкратов. Цилиндр переднего
домкрата был длиннее и объем его был в 1,4 раза больше объе-
ма второго, поэтому для равномерности 'работы всех звеньев при-
способления необходимо было, чтобы песок из первого цилин-
дра удаляли в 1,4 раза быстрее. Если это соотношение наруша-
лось и песок из какого-либо цилиндра удаляли быстрее, то этот
домкрат не мог выключиться, так как его салазки перемещались
в направлении фундамента. В этом случае временно прекраща-
ли удаление песка из цилиндра этого домкрата. Неизменное по-
ложение салазок свидетельствовало о том, что оба домкрата на-
ходятся в работе и удаление песка из цилиндра происходит в
нужном соотношении. Общая высота посадки башни тормозным
приспособлением равнялась 2,7 м и длина песочных домкратов
сокращалась: первого—с 8800 до 5060, второго — с 6320 до
3720 мм.
При конструировании приспособления действующие усилия
определяли, исходя из изложенных выше предположений. Для
башни высотой 80 м и массой НО т осевое усилие в домкрате,
вычисленное по силовому многоугольнику, равно 90 тс.
Расчет цилиндров домкратов производили следующим обра-
зом. Сначала определяли удельное давление на сыпучую среду
156
Q

f
9000
520
— 173 кгс/см1,
где Q — максимальное усилие в домкрате, кгс;
F — площадь заполнения сыпучей среды в цилиндре, см2.
Затем находили давление на стенки цилиндра
= 0,6? = 0,6 • 173 кгс/см2 = 104 кгс/см2,
где 0,6 — эмпирический коэффициент, учитывающий распор на
стенку от осевого усилия при наличии песка ® цилиндре.
Напряжение в стенке цилиндра определяли по формуле
где К~ — = ~ = 0,94 (DIH и D„ —соответственно внутренний
DH 273
и наружный диаметры трубы, мм);
1 I о яя	] яя
j = 104 - — 2--= 101 • ’	= 104 • 15,7 = 1633 кгс/смЛ
3—0.88	0,12
Экономический эффект от применения тормозного приспособ-
ления на монтаже одной башни высотой 80 м массой ПО т сос-
тавляет 870 руб. Благодаря простой конструкции изготовить его
можно в мастерских монтажных организаций. Приспособление
применяли на монтаже многих башем, надежность и безопас-
ность в работе подтвердились.
Технико-экономические показатели монтажа башен способом
выжимания, следующее;
Высота башни, м ......................... 60	85
Масса башни, т........................... 75	105
Трудоемкость монтажа с окраской, чел.-дни:
нормативная .......	1236	1540
фактическая......................... 560	770
95
105
1540
810
Стоимость монтажных работ по башням высотой 60, 85 и
95 м составляет соответственно 5,6; 7,2 -и 7,8 тыс. руб., а сметная
стоимость этих работ — соответственно 8,5; 12 и 12 тыс. руб. Та-
ким образом, при монтаже башен способом выжимания исклю-
чены такие трудоемкие операции, как устройство подпортальных
путей, якорей для лебедок, а также значительно облегчена ос-
настка. Трудоемкость монтажа башен способом выжимания по
сравнению со способом наращивания уменьшается в два раза.
Этим способом трест Центростальконструкция смонтировал
шесть башенных опор различной высоты. Результаты работы сви-
детельствуют о целесообразности его дальнейшего применения
и широкого распространения при сооружении башен высотой до
100 м.
157
МОНТАЖ БАШЕН СПОСОБОМ ПОДРАЩИВАНИЯ
С ПОМОЩЬЮ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОСНАСТКИ
Бурное развитие телевидения, радиовещания, радиорелейной
связи выдвинуло задачу интенсивного возведения башен много-
целевого назначения высотой свыше 300 м. Назначение башен —
обеспечивать размещение нескольких антенн для различных диа-
пазонов многопрограммных телецентров, связи с подвижными
объектами, радиопередач через радиорелейные линии и для дру-
гих специальных устройств. Такое увеличение полезных нагрузок
наряду с возрастанием метеорологических -воздействий с высотой
привело к увеличению массы конструкций башен. С увеличением
высоты башен возрастают затраты времени па транспортировку
конструкций с земли к отметкам их установки, на доставку мон-
тажников к рабочим местам, усложняется управление монта-
жом, повышается влияние метеорологических факторов на ход
работ и др. Все это удлиняет сроки возведения таких башен тра-
диционными методами монтажа.
Актуальной стала задача нахождения новых способов монта-
жа башен, которые смогут обеспечить дальнейший рост произво-
дительности труда, повысить эффективность и качество монтажа.
Одним из таких является монтаж башен способом подращи-
вания, который в последние годы находит все большее примене-
ние. Этот способ заключается в том, что на низких отметках
монтаж башни начинается с верхних ярусов, которые циклично
выдвигают вверх и по мере их выдвижения снизу подращивают
конструкции нижер асположенных ярусов.
Способ подращивания по сравнению с другими способами
имеет принципиальные отличия и преимущества:
возможность выполнять самые сложные и трудоемкие работы
сборки конструкций, оформления узлов, сварочных и других ра-
бот на низких отметках;
постоянство рабочих мест дает возможность хорошо их осна-
стить, оборудовать и укрыть;
минимальная зависимость от метеорологических воздействий;
неограниченные возможности контроля за выполнением всех
рабочих операций;
высокая степень безопасности работ.
В данном случае строительное производство приобретает чер-
ты промышленного, так как рабочие места не перемещаются по
мере возведения объекта, а остаются постоянными. При монта-
же башен методом подращивания исчезает одна из главных
отличительных черт строительного производства — постоянное
перемещение рабочих мест. Однако в некоторых случаях мон-
тажное оборудование и оснастка еще сложны и дорого стоят, их
обслуживание нуждается в высококвалифицированных рабочих,
сложно испытывать монтажное оборудование на максимальные
нагрузки, так как в некоторых элементах оснастки они достига-
158
ют максимальных значений на заключительной стадии монтажа
башни. И все же преимущества монтажа башен способом подра-
щивания настолько очевидны, что специалисты упорно работают
над его совершенствованием и внедрением в практику.
Еще в 1941 г. было внесено предложение монтировать пира-
мидальные башня способом подращивания. Вплотную к реализа-
ции этой идеи подошли в конце 50-х годов, когда ГПИ Укрпро-
ектстальконструкция предложил монтировать способом подра-
щивания стальную башню высотой 315 м Ленинградского
телецентра- Но в то время не был решен ряд технических задач,
связанных с общей устойчивостью башни при выдвижении, и
идея монтажа способом подращивания не была реализована. Не
удалось также осуществить монтаж способом подращивания
стальной антенной части Останкинской башни в Москве, так как
исключалась возможность параллельного производства трудоем-
ких работ на ряде отметок в ее железобетонной части, в связи
с чем сроки строительства объекта значительно удлинялись.
Впервые в стране запроектирована и полностью смонтирова-
на способом подращивания стальная башня высотой 380 м Ки-
евского телецентра.
Анализ конструктивных схем башен, монтируемых способом
подращивания, показывает, что башню разделяют на блоки —
нижний и вехний. Нижний блок монтируют одним из известных
способов. Его высота определяется из расчета возможности за-
щемления верхнего блока при выдвижении. Таким образом ниж-
ний блок в течение монтажа башни является составной частью
монтажной оснастки, так как он воспринимает монтажные воз-
действия при выдвижении верхнего блока, на нем закрепляют
направляющие и другие элементы монтажных приспособлений.
Верхний блок собирают внутри нижнего и затем выдвигают на
проектную отметку. В зависимости от используемых механизмов
и приспособлений есть несколько схем монтажа башен способом
подращивания.
МОНТАЖ БАШЕН ВЫДВИЖЕНИЕМ АГРЕГАТАМИ
С ДОМКРАТНЫМИ УСТАНОВКАМИ
Такой сопособ монтажа башен рекомендуется применять при
подъеме конструкций большой массы. Он отличается высокой
надежностью, возможностью поднять практически любую массу,
плавностью хода работы, возможностью легкой рихтовки кон-
струкций. Наряду с положительными сторонами способ подра-
щивания башен выдвижением агрегатами с гидродомкратными
установками отличается высокой стоимостью монтажного обору-
дования и оснастки, уникальностью оборудования и невозможно-
стью использования подавляющего большинства его частей для
других целей. Рациональное использование такого оборудо-
вания и оснастки следует планировать на длительный период для
159
нескольких последовательно сооружаемых объектов. Только при
таком подходе экономически целесообразно его применение. При
проектировании высоких башен необходимо учитывать возмож-
ности монтажных организаций, в том числе наличие специально-
го оборудования и оснастки.
Впервые способ подращивания с выдвижением частей башни
гидродомкратами был применен при сооружении башни высо-
той 380 м Киевского телецентра. Эта уникальная цельносварная
башня была создана совместными усилиями ГПИ Укрпроект-
стальконструкция и Института электросварки им, Е. О. Патона
АН УССР. На различных этапах работы к решению отдель-
ных инженерных задач привлекали другие научно-исследова-
тельские и проектные организации, заводы и проектно-конструк-
торские бюро, а также организации Министерства монтажных и
специальных строительных работ УССР.
Телевизионная башня Киевского телецентра состоит из следу-
ющих конструктивных частей: база, ствол башни, ствол антенны
для системы «Алтай», шахта лифтов, антенны, нижнее и верхнее
технические здания. При решении конструкции башни и узлов
сопряжения ее элементов был учтен метод монтажа этого соору-
жения (подращивание). В связи с этим ствол башпи был запро-
ектирован призматической формы постоянного сечения по «сей
высоте, а «ноги» базы башни объединены в обойму, которая в
процессе выдвижения ствола являлась направляющим каналом.
База башни воспринимала нагрузку от вышерасположенных кон-
струкций и передавала ее на фундамент. Она состоит из четырех
опорных «ног», которые в верхней части между отм. 40,00—
72,00 м объединены в обойму, представляющую собой восьми-
гранную решетчатую призму с диаметром описанной окружно-
сти 23 м, а в нижней части оканчиваются «башмаками», кото-
рые опираются на монолитные железобетонные фундаменты,
расстояние по диагонали между которыми 90 м. Пояса базы
выполнены из сварных труб диаметром 550 мм из высокопрочной
стали класса С-60,а все элементы решетки — из цельнотянутых
труб из стали марки Ст 20. Соединения отдельных элементов
поясов и решетки сварены встык.
Ствол башни имеет постоянное по высоте восьмигранное сече-
ние диаметром описанной окружности 20 м. Он защемлен в базе
башни на отм. 64,00 и 72,00 м двумя горизонтальными решетча-
тыми диафрагмами из труб, а между отметками пояса ствола
соединены с обоймой базы вертикальными листовыми вставками
на сварке. Ствол разбит на ярусы высотой 8 м каждый, решетка
треугольная с постоянным наклоном стержней. В каждом ярусе
ствола установлены кольцевые диафрагмы. Для наиболее нагру-
женных элементов — поясов ствола из сварных труб с постоян-
ным диаметром по всей высоте ствола (от отм. 72,00 до отм.
190,20 м) — 550 мм и переменной толщиной стенки от 22 до
18 мм использована высокопрочная сталь марки ИЗ-138. Для
160
распорок и раскосов использованы трубы постоянных диаметров
из обычной стали марки Ст 20. На отм. 190,20 м ствол башни
ступенью переходит в решетчатую восьмигранную призму (впи-
санную в окружность диаметром 12 м) ствола антенны «Алтай».
Эта часть башни между отм. 190,20 и 239,40 м предназначена для
установки вибраторов системы связи с подвижными объектами
и защемления антенной части башни. Между отм. 191,20 и
201,20 м расположено верхнее техническое здание, имеющее фор-
му опрокинутого усеченного конуса. Это здание предназначено
для размещения телевизионных передатчиков и оборудования
ультракоротковолновой связи. На отметке перехода ствола баш-
ни в базу расположено нижнее техническое здание, имеющее
форму цилиндра, помещения которого служат для размещения
радиорелейной аппаратуры.
В центре башни на бетонном фундаменте до отм. 240,00 м
расположена шахта лифтов, выполненная из цельносварной тру-
бы диаметром 4 м. Внутри шахты предусмотрено размещение
грузового и пассажирского лифтов, лестниц-площадок, деталей
для крепления фидеров и кабелей питания. С отм. 240,00 м шах-
та лифтов переходит в антенну, выполненную из цельносварной
трубы длиной 134 м с коническими ступенчатыми переходами от
диаметра 4 м у нижнего основания к диаметру 0,7 м у верхнего
основания. Масса башни составляла 2790 т, по отдельным час-
тям, т:
База башни............................................741
Ствол башни	.....................................724
Ствол антенны	«Алтайэ ................................192
Шахта лифтов	.....................................460
Антенны...............................................236
Нижнее техническое	здание ............................164
Верхнее техническое здание ........................... 218
Фидерный мостик ........................................55
В монтаже башни способом подращивания можно выделить
четыре характерных этапа (рис. 68).
На первом этапе был выполнен весь комплекс работ, вклю-
чающий не только подготовительные работы, но и большой объем
специальных работ, без выполнения которых невозможно присту-
пить к подращиванию башни. В соответствии .с разработанным
стройгенпланом после планировки территории были устроены
внутрнплощадочные проезды и дороги с улучшенным покрытием,
отведены и благоустроены места для складирования металлокон-
струкций, площадки под укрупнительную сборку, подведена элек-
троэнергия, выполнено общеплощадочное освещение и установ-
лено необходимое количество передвижных вагончиков для раз-
мещения бытовых и служебных помещений.
Кроме того, были забетонированы центральный фундамент
для шахты лифтов, фундаменты под «ноги» башни, фундаменты
6’/< 9-804
161
Рис. 68. Монтаж башни способом подращивания:
а — подготовительный этап; б — возведение базы «зонтиком»; в — монтаж ствола башни;
г — монтаж антенн и шахты лифтов.
с приямками под монтажный кондуктор, ленты под накаточные
пути. В связи с тем, что в процессе монтажа базы «зонтиком»
«башмаки ног», двигаясь по накаточным путям (их отметки ни-
же отметки верха фундамента), пересекали фундаменты, бето-
нирование последних осуществлялось в два приема: вначале
забетонировали их нижнюю часть с отм. — 5,50 м до отм. —
1,75 м. На отм.— 1,75 м был устроен технологический шов с
выпусками специальных закладных деталей и вертикальных
круглых стержней арматуры для соединения с верхней частью.
После чего выпуски металлических закладных частей и армату-
ры тщательно укрыли толем и засыпали слоем щебня, подгото-
вив нижнюю часть фундамента для устройства над ней накаточ-
ных путей. Верхняя часть фундамента была забетонирована по
окончании монтажа базы «зонтиком».
На подготовительном этапе была смонтирована монтажная
опора-кондуктор (рис. 69), насосная станция с разводкой мас-
лопроводов, стенды для укрупнительной сборки конструкций, а
также часть конструкций верха башни, «ноги» башни, органи-
зовано инструментальное хозяйство и обучение рабочих- На
территории телецентра разместили постоянные и временные
сооружения.
Помимо объектов, связанных с монтажом башни, на этом
участке были возведены сооружения телецентра и зарезервиро-
ван участок под укрупнительную сборку и настройку антенн,
расположенный в 40—50 м от токоведущих устройств и мест
складирования металла.
Для башенного крана крана КБ-1000 выполнили кольцевой
путь с радиусом 49 м, который относительно центра башни рас-
положили эксцентрично. Это дало возможность вести укрупни-
тельную сборку и монтаж секций ствола антенны «Алтай» и
«ног» базы башни, а также разгрузку и складирование конст-
162
рукций внутри кольцевых путей краном, расширив площадь об-
служивания краном. Это также обеспечивало подход крана к
башне на минимальное расстояние с двух сторон и наиболее
полное использование его максимальной грузоподъемности и
высоты подъема крюка при минимальном вылете стрелы.
Для обеспечения точности при сборке секций ствола и их вы-
движении, а также для воспри-
ятия горизонтальных усилий
от ветровых воздействий при
монтаже башни способом под-
ращивания была использована
монтажная опора-кондуктор,
выполненная в виде восьми-
гранной призмы с диаметром
описанной окружности 17 м, вы-
сотой 18,9 м и массой 175 т-
Колонны кондуктора — двувет-
вевые из сварных двутавров,
расстояние между ветвями 2 м
для прохода сварочных ав-
томатов при сварке кольцевых
швов на поясах ствола башни.
С наружной стороны к полкам
колонн кондуктора крепили
рельсы КР-ЮО, которые были
направляющими при выдви-
жении ствола.
Рабочие места для сборки и
сварки поясов, раскосов, рас-
Рие. 69. Монтажная опора-кондуктор.
6'Д*
163
порок и диафрагм башни оборудовали на двух перекрыти-
ях кондуктора. Площадка на отм. 5,75 м предназначалась
для сварки стыков поясов в среде углекислого газа автомата-
ми, разработанными Институтом электросварки им. Е. О. Па-
тона АН УССР. Рабочее место сварщика находилось на специ-
альных выдвижных площадках. Площадка на отм. 15,75 м слу-
жила для промежуточного складирования и последующего
монтажа элементов диафрагм ствола. Рабочие площадки были
связаны между собой маршевыми лестницами и стремянками, а
по периметру ограждены.
Доставленные поэлементно на монтажную площадку конст-
рукции «ног» базы, ствола башни и антенны «Алтай» собирали в
плоские блоки. Для соблюдения необходимой точности сборки,
подгонки стыков под сварку и сборки элементов на монтажной
площадке были изготовлены специальные стенды, представляв-
шие собой жесткие металлические рамы, повторявшие в плане
геометрию плоских блоков. Такие стенды имелись для сборки
блоков «ног» базы, верхних трех панелей ствола и антенны
«Алтай»- На стендах с большой точностью была выполнена раз-
метка и установлены фиксаторы. Конструкции подавали на
стенды башенным краном КБ-1000 или автокранами.
Укрупнение конструкций производили в такой последователь-
ности. В первую очередь на длину панели из восьмиметровых
элементов укрупняли пояса, а затем из двух плетей поясов, рас-
порок и раскосов набирали панель. Три верхние секции ствола на
стенде были укрупнены в четыре плоские панели длиной по 24 м,
массой по 3 т каждая и башенным краном КБ-1000 смонтирова-
ны на временных опорах вокруг кондуктора. Опорами для пане-
лей служили восьмиметровые отрезки труб поясов ствола, а не
толкатели гидродомкратов, так как последние к началу монтажа
не были поставлены на площадку заводом-изготовителем. Вре-
менные опоры устанавливали в приямках кондуктора на метал-
лические «башмаки», а верхнюю часть металлическими решетча-
тыми рамками крепили к кондуктору. "Для опирания поясов
панелей ствола верхние концы стоек временных опор имели за-
глушки и фиксаторы. Каждую панель после выверки крепили к
кондуктору на отм. 15,60 м хомутами, а нижнюю часть надежно
закрепляли фиксаторами опор.
После проверки геометрии восьмигранника в верхней части
ствола на отм. 29,48 м между панелями были установлены по
ярусам распорки и раскосы, которые приваривали к поясам вруч-
ную с навесных люлек. Ствол антенны «Алтай» с учетом защем-
ления в башне по высоте был разбит на три яруса панелей высо-
той 21, 15 и 19 м.
Монтаж конструкций осуществляли в такой последовательно-
сти. Собранные на стенде четыре плоские панели первого яруса
антенны вместе с кронштейнами и радиальными балками пола
верхнего технического здания были установлены на временные
164
трубчатые опоры, опирающиеся на верхнюю площадку кондукто-
ра на отм. 15,76 м. На этой рабочей площадке предварительно
была выполнена разбивка восьмигранника ствола антенны. Пос-
ле выверки панели первого яруса антенны соединили между со-
бой распорками, закрепленными временно хомутами. Одновре-
менно конструкции нижнего монтажного яруса антенны соедини-
ли со стволом башни горизонтальными н вертикальными связя-
ми. Узлы примыкания этих элементов решены в виде фасонок
на монтажных болтах с последующей сваркой. Узлы позволили
осуществлять независимую выверку конструкций ствола башни
и антенны и исключить влияние ошибок сборки ствола башни на
антенну. В этот же период монтировали элементы пола и крыши
верхнего технического здания. Для обеспечения выверки верхних
панелей антенны «Алтай» и временного их закрепления точно
по центру башни смонтировали временную трубчатую опору до
отм. 65,00 м. Оголовок трубы оборудовали рабочей площадкой,
на которую был вынесен геометрический центр башни, а также
устроены узлы крепления винтовых распорок, с помощью кото-
рых осуществляли выверку двух верхних панелей ствола антен-
ны и их временное раскрепление.
По окончании монтажа ствола антенны с верхней площадкой
временная опора и винтовые распорки были демонтированы. Од-
новременно производили подготовительные работы по монтажу
диафрагм. Для этого на верхней площадке антенны был уста-
новлен крышевой кран грузоподъемностью 2 т, а внутри ствола
собрана круговая монтажная площадка, которая перемещалась
лебедками по вертикали и выставлялась на нужных отметках.
Ее размеры (диаметр 11 м) обеспечивали доступ монтажников
ко всем узлам ствола. Полукольца диафрагм на площадку пода-
вали краном КБ-1000, а раскладку элементов диафрагм под
сборку производили крышевым краном. Одновременно к поясам
ствола были приварены узловые фасонки крепления лучей диаф-
рагм. Лучи диафрагм крепили к фасонкам ствола сваркой, а к
фасонкам кольца диафрагм — болтами в овальных отверстиях.
Затем лучи диафрагм предварительно натягивали на проектное
усилие одновременно во всех восьми лучах. Натяжное приспо-
собление было выполнено из двух хомутов из круглых стержней
с упорными планками, которые были надеты на свободные концы
стержней с резьбой. Планки после сборки натяжного приспособ-
ления плотно упирались в упоры на лучах диафрагм и при за-
винчивании гаек растягивали лучи, создавая в них предвари-
тельное натяжение. Натяжение контролировали оттарирован-
ными ключами предельного момента.
После выполнения этих операций и проверки геометрии диа-
фрагм, их лучи приваривали к фасонкам центрального кольца.
После этого натяжные приспособления демонтировали, а коль-
цевую площадку опускали ниже на отметку установки следую-
щей диафрагмы. Параллельно с монтажом конструкций трех
165
верхних ярусов ствола и антенны на стендах производили укруп-
нительную сборку «ног» базы башни в плоские блоки массой
28—41 т. Плоские блоки являлись боковыми гранями «ног» базы
и их укрупнение производили на двух стендах, расположенных
рядом. В первую очередь укрупняли и сваривали в плети пояса
на отдельном стенде с кантователем, затем на сборочном стенде
собрали конструкции боковой грани в плоский блок. После сбор-
ки тщательно проверили геометрию блока и приварили элемен-
ты решетки к поясам. Плоские блоки «ног» базы к месту монта-
жа подавали со стендов кранами КБ-1000 и СКГ-63. Каждую
«ногу» базы разделяли на четыре плоских блока. На отм.
122,28 м к поясам ствола башни крепили шарнирную балку с
фланцами. Верхние плоские блоки поочередно выводили в вер-
тикальное положение двумя одновременно работающими крана-
ми СКГ-63 и КБ-1000. Затем один конец поднимали и крепили
болтами к фланцам шарнирной балки, а второй — фиксировали
и закрепляли на временной портальной раме. Второй блок был
смонтирован аналогично первому. Затем их связали элементами
решетки в пространственный блок. Работы выполняли с подвес-
ных подмостей и люлек. Нижнюю пару блоков «ноги» базы выво-
дили в вертикальное положение самоходными кранами СКГ-63 и
МКП-40 и присоединяли к верхнему блоку. Каждая «нога» базы
башни оканчивалась специальным «башмаком». «Башмаки» ба-
зы устанавливали на накатные пути, по которым они скользили
при подъеме башни «зонтиком». Накатные пути были возведе-
ны в направлении четырех осей башни А, Б, В и Г длиной 44 м
каждый из рельсов КР-100. В двух полосах по осям В и Г были
выполнены пазы под кольцевые пути башенного крана. Накаточ-
ные пути заканчивались временными фундаментами, на которых
крепили монтажные «башмаки ног» базы на время бетонирова-
ния верхней части фундаментов башни. По обе стороны нака-
точных путей были устроены временные дороги из железобетон-
ных плит для перемещения самоходных кранов при монтаже
«пог» базы. Параллельно с установкой «ног» базы в предмон-
тажное положение краном КБ-1000 монтировали конструкции
верхнего технического здания.
Сварка поясов ствола башни, антенны, «ног» базы и узлов
примыкания стержней решетки к поясам производилась по спе-
циальной технологии, разработанной Институтом электросварки
им. Е. О. Патона АН УССР Все сварные швы подвергали
100%-ному ультразвуковому контролю, а отдельные участки —
гаммаграфированию с помощью радиоактивного изотопа «Цезий
137».
На подготовительном этапе монтажа башни было смонтиро-
вано 1205 т металлоконструкций трех верхних секций ствола,
базы, антенны «Алтай» и 175 т металлоконструкций кондуктора
(рис. 70). В конце этого этапа было смонтировано синхронизиру-
юще-натяжное устройство (СНУ) в виде замкнутой канатной
166
Рис. 70. Фрагмент смонтированной части башни.
системы, состоящей из нескольких секций, огибающих блоки в
начале и в конце каждого накаточного пути (рис. 71), которое
позволило в процессе выдвижения ствола башни включить в ра-
боту «ноги» базы и обеспечить устойчивость системы. Синхро-
низирующе-натяжное устройство состояло из одинарных секций,
проходящих сквозь временные опорные монтажные «башмаки
ног» базы, двух двойных секций из стального каната диаметром
42 мм и однорольных блоков диаметром 1250 мм, которые за-
крепляли к якорям: внешние — на усилие 90 тс, внутренние —
50 тс. Якоря устанавливали по осям равнодействующих усилий,
возникающих в секциях системы в процессе ее работы. Система
в рабочее состояние приводилась двумя полиспастами.
Перед закреплением канатов системы СНУ к опорным мон-
тажным «башмакам ног» базы было проведено ее испытание
нагрузкой, превышающей расчетную в 1,5 раза. Успытание вы-
полнили натяжением полиспастов системы электролебедками
грузоподъемностью 5 т каждая и выдержкой в таком состоянии в
течение 10 мин. Усилия контролировали динамометрами, вре-
занными в мертвые нити полиспаста. По истечении контрольного
времени натяжение полиспастов ослабили до усилия проектного
предварительного натяжения, равного 1,5 тс. После этого канаты
одинарных секций закрепили к монтажным «башмакам» с обоих
концов сжимами, исключающими проскальзывание.
16Т
Рис. 71. Синхронизирующе-натяжное устройство:
/ — полиспаст; 2 — монтажный башмак; 3 — якорь; 4 — отеодной блок; 5 —
вставки из двух канатов; 6 — основной канат; 7 — бетонные ленты на маточных
путей.
До начала монтажа базы башни «зонтиком» были заменены
восемь временных опор на толкатели гидроподъемного устройст-
ва (рис. 72). В процессе подъема башни концы «ног» базы при-
ближались к стволу, напоминая закрывающийся зонтик (рис. 73).
Толкатель через подвижную упорную шайбу передавал на-
грузку от гидродомкратов на пояс башни. Для предотвращения
самопроизвольного опускания штоков гидродомкратов синхрон-
но с их подъемом выдвигали винтовые страховочные упо-
ры. Нижние концы труб поясов ствола соединяли в единый
жесткий блок в горизонтальной плоскости специальной восьми-
угольной монтажной диафрагмой массой 25 т.
Монтажные работы при подращивании башни .выполняли в
следующей последовательности. Упорные шайбы на двух диа-
метрально противоположных толкателях опускали вниз. Толка-
тели наклоняли в сторону под углом 8—10° и на них автокраном
К-162 насаживали трубы поясов очередного яруса ствола. При
J68
Рис, 72. Гидроподъемное устройство:
оПОРа'конДУкт°Р» — рама гидродомкратной установки; 3 — гидродомкрат; 4 —
страховочные винты; 5 — шток гидродомкрата; 6 — наддомкратная балка; 7 — на прав*
ляющне; 8 боковые упоры толкателя; 9 -толкатели; 10—монтажная диафрагма;
11— башмак диафрагмы; 12 — втулка толкателя; 13 — пояс ствола башни; 14 — рас-
кос ствола; 15 — распарка ствола; 16—сварные швы поясов ствола; 17 — хомут ниж-
него направляющего устройства; 18 — нижнее направляющее устройство; 19—хомут
диафрагмы; 20—направляющая надлом кратной балки.
7 9-304

Рис. 73. Монтаж базы
башни «зонтиком*:
а — начальное положение;
6 — промежуточное; в — ко*
нечное.
этом нагрузка от выжимаемой
части башни воспринималась
остальными шестью поясами
ствола. Затем толкатель с тру-
бой выводили в вертикальное
положение, производили его
проверку, подгонку стыка к
вышерасположенным трубам
поясов, зачистку и автомати-
ческую сварку в среде угле-
кислого газа. Для этого в кон-
дукторе на отм. 5,76 м бы-
ли предусмотрены выдвижные
консольные площадки. Для за-
щиты рабочего места от ат-
мосферных осадков и ветра
площадки закрывали брезенто-
выми палатками.
После контрольной ультра-
звуковой дефектоскопии свар-
ных швов двух стыков поясов
ствола и включения их в рабо-
ту все операции производили
на следующих двух поясах башни, расположенных в перпендику-
лярной плоскости относительно первых. Таким же образом мон-
тировали остальные четыре трубы поясов ствола. Затем поли-
спастами опускали монтажную диафрагму и закрепляли ее к
упорным шайбам толкателей одновременно производили повтор-
но проверяли геометрию ствола, после чего автокраном монтиро-
вали элементы решетки — распорки и раскосы. Стыки элементов
решетки ствола готовили под сварку в соответствии с требования-
ми специальной инструкции, разработанной Институтом электро-
сварки им. Е. О. Патона АН УССР. Сварку выполняли вручную
с последующим 100%-ным ультразвуковым контролем.
После выполнения этих работ начали подъем башни гидро-
домкратной установкой (рис. 74). Высота подъема башни без
переналадки системы соответствовала рабочему ходу поршня
гидродомкрата (900 мм). Закончив подъем на такую высоту, каж-
дую пару противолежащих толкателей поворачивали вокруг вер-
тикальной оси на определенный угол, чтобы их упоры совпали со
сквозными пазами в упорных шайбах. Затем эти толкатели вмес-
те со штоками поршней гидродомкратов опускали в исходное
положение, а упорные шайбы оставались закрепленными на ниж-
них концах трубчатых поясов ствола. В таком положении толка-
тели разворачивали в обратном направлении и их упоры плотно
соприкасались с упорными шайбами. После переналадки четы-
рех пар толкателей повторяли подъем на следующие 900 мм.
Подъемом ствола на величину яруса (8 м) цикл заканчивался.
7*
171
Подращивание башни на один восьмиметровый ярус выпол-
няли за 17—18 смен, т. е- за 8—9 рабочих дней. Масса конструк-
ций каждого яруса в зависимости от толщины труб колебалась
от 31 до 45 т. При монтаже базы «зонтиком» система СНУ пред-
отвращала перекос ствола башни под воздействием ветровых
нагрузок и других неучтенных усилий. При этом отклонения оси
ствола от вертикали не только не превышали нормативных
0,001Н (СНиП Ш-8-75, табл. 26), а были меньше их в 2—4 раза.
Принцип работы СНУ заключается в следующем. Монтаж-
ные опорные «башмаки ног» специальными сжимами закрепляли
к канатам одинарных секций для предотвращения проскальзы-
вания каната. При подъеме базы нижние концы четырех ее «ног»
перемещались по накаточным путям па одинаковые расстояния»
так как в замкнутой кольцевой канатной системе с предваритель-
ным натяжением происходило перераспределение и выравнива-
ние усилий. Усилия в системе в процессе подъема изменялись в
небольших пределах, а максимальное отставание «ног» базы
при перемещении по накаточным путям не превышало 40 мм.
После каждого подъема ствола на один ярус монтажные опор-
ные «башмаки» базы дополнительно фиксировали специальными
противоугонными устройствами, которые устанавливали и зак-
репляли на рельсах накаточных путей. Контроль за перемещени-
ем монтажные опорных «башмаков» базы производили по го-
ризонтальной разметке, нанесенной на накаточных путях. Одно
деление разметки соответствовало вертикальному перемещению
башни на 900 мм, т. е. на величину рабочего хода штока поршня
гидродомкрата.
В процессе монтажа базы башни «зонтиком» смонтировали
шесть ярусов ствола за 58 рабочих дней. На конечной стадии
этого этапа на гидродомкратную установку приходилась нагруз-
ка величиной 1364 т.
После установки базы в проектное положение произвели тща-
тельную выверку вертикальности смонтированной части башни.
Монтажные «башмаки ног» базы электросваркой закрепили к
временным монтажным фундаментам, непосредственно примыка-
ющим к постоянным фундаментам башни, и демонтировали СНУ.
Башенным краном КБ-1000 и лебедками между отм. 40,00—
72,00 м смонтировали распорки и раскосы, соединяющие между
собой вертикальные пояса «ног» базы башни в обойму. Однов-
ременно производили монтаж наружных обслуживающих площа-
док базы на отм. 40,00 и 72,00 м, которые во время монтажа баш-
ни подращиванием выполняли роль диафрагм базы и поэтому
были усилены. В этот же период производили бетонирование
верхних частей фундаментов. Когда бетон фундаментов «ног»
достиг 70%-ной проектной прочности, монтажные опорные «баш-
маки ног» базы были срезаны и шарнирные балки на отм.
72,00 м демонтированы. Таким образом, нагрузки от массы базы
и других воздействий, воспринимаемых базой были переданы на
172
постоянные фундаменты и ствол башни получил возможность
свободного вертикального перемещения внутри обоймы базы.
Перед подращиванием ствола на верхних концах всех восьми
труб вертикальных поясов базы были смонтированы верхние
рычажные направляющие устройства. Назначение этих устройств
заключается в передаче горизонтальных усилий от ствола на ба-
зу башни при его выдвижении, а также во временном закрепле-
нии ствола откидными хомутами в период монтажа элементов
решетки подращиваемого яруса и в случае ураганного ветра.
Каждое направляющее устройство было рассчитано на восприя-,
тие горизонтальной нагрузки величиной 80 т (от ураганного вет-
ра). Кроме того, верхние направляющие устройства совместно с
нижними, смонтированными на отм. 8,60 м кондуктора, образо-
вали направляющий «канал» высотой около 64 м, который обес-
печил вертикальность движения ствола при его выталкивании,
а также восприятие момента от горизонтальных воздействий на
этом плече.
Монтаж ствола башни способом подращивания на этом этапе
принципиально не отличается от описанного при подъеме базы
«зонтиком». Параллельно с подращиванием ствола по мере его
выдвижения башенпым крапом КБ-1000 на отм. 72,00 м укруп-
ненными блоками подавали металлоконструкции кольцевых пло-
щадок. Их установку с одной стороны производили краном КБ-
1000, а на противоположную сторону ствола блоки площадок по-
давали лебедками через отводные однорольные блоки. На верх-
ней площадке кондуктора было оборудовано рабочее место для
укрупнительной сборки и установки диафрагм по стволу башни
по мере его выдвижения.
В связи с тем, что ствол башни заканчивался на отм. 64,00 м,
для выталкивания его на проектную отметку потребовалось во-
семь дополнительных ярусов, т. е своебразная монтажная опора,
получившая название «хвостовик». Технические характеристики
яруса «хвостовика» аналогичны характеристикам ствола башни.
Учитывая, что «хвостовик» являлся временной конструкцией,
все его элементы были выполнены из обычной стали класса СтЗ,
пояса из труб, а решетка из прокатных профилей. Масса «хвосто-
вика» составляла 155 т.
После выдвижения ствола башни на проектную отм. 240,00 м
была выполнена тщательная его выверка относительно верти-
кальной оси. Проектное защемление ствола в базе было осуще-
ствлено между отм. 64,00—72,00 м путем соединения вертикаль-
ных поясов базы и ствола стальными листами на сварке и двумя
горизонтальными диафрагмами из труб. Верхние направляющие
устройства были демонтированы, «хвостовик» отсоединен от
ствола и нагрузка от массы ствола башни, антенны «Алтай»,
части конструкций верхнего технического здания была передана
на базу. Эта операция была осуществлена путем одновременного
снятия нагрузки со всех домкратов гидроподъемной установки.
173
На этом этапе было смонтировано семь ярусов ствола и восемь
хвостовика, четыре наружных площадки, металлоконструкции
нижпего технического здания массой 63 т, расположенные внут-
ри ствола.
При первом подъеме на этом этапе монтажа башни масса выд-
вигаемого блока составила 871 т, последний блок имел массу
1387 т, т. е. на 2% больше номинальной грузоподъемности гид-
родомкратной установки. Однако положительные результаты
испытаний каждого гидродомкрата с номинальной грузоподъем-
ностью 170 т на статическую нагрузку 250 т с большой выдерж-
кой во времени гарантировали надежность работы гидродомк-
ратной установки с таким незначительным перегрузом в течение
вталкивания последнего яруса. Монтаж ствола башни продол-
жался 85 дней, т. е. 6 дней на один восьмиметровый ярус. В тече-
ние этого времени верх башни был поднят с отм. 127,00 на отм.
240,00 м.
Последний этап монтажа башни потребовал проведения под-
готовительных работ, необходимых для ведения монтажа мето-
дом подращивания конструкций антенн шахты лифтов. Между
отм. 64,00 и 56,00 м были демонтированы конструкции «хвосто-
вика», опора-кондуктор с гидроподъемными устройствами и за-
бетонированы в приямках концы труб последнего яруса «хвосто-
вика». Из конструкций, полученных от демонтажа кондуктора,
изготовили, а затем смонтировали рабочую площадку на отм.
56,00 м оставшейся части «хвостовика». На этой рабочей площад-
ке смонтировали конструкции ленточных подъемников с гидро-
домкратами и насосную станцию.
Отличительной особенностью этапа монтажа антенн и шах-
ты лифтов является то, что значительный объем подготовитель-
ных работ осуществляли параллельно с монтажом ствола башни.
Прежде всего выполнили укрупнительную сборку антенн па вре-
менных фундаментах в блоки, равные величине антенны каждо-
го диапазона. Каждый диапазон антенны в вертикальном поло-
жении, т. е. аналогично рабочему, был временно закреплен на
монтажных фундаментах. В таком положении организации тре-
ста Радиострой производили монтаж всего антенно-фидерного
оборудования, его предварительную настройку и испытание. В
отличие от применявшихся ранее способов монтажа антенн спо-
соб подращивания дал возможность подавать в монтаж блоки
диапазонов антенн с полностью смонтированным радиофидер-
ным и электрическим оборудованием, со всеми внутренними
лестницами и площадками. Эти обстоятельства впоследствии
повлияли на сокращение сроков ввода в эксплуатацию нового
телецентра.
При монтаже конструкций башни на всех этапах большое
внимание было уделено геодезическому контролю. Новый метод
монтажа башни позволил осуществить эти работы по специально
разработанной методике геодезического контроля при монтаже
174
башни высотой 380 м Киевского телецентра. Точность геодезиче-
ских работ соответствовала требованиям СНиП Ш-18-75 и тех-
нического проекта. На площадке и за ее пределами были закре-
плены главные оси башни и сеть основы для высотных геодези-
ческих отметок. Достаточно массивные реперы обеспечили со-
хранность разбивки главных осей, и ими постоянно пользовались
при геодезических работах на всех этапах монтажа башни. Вы-
сотная геодезическая основа служила для контроля отметок кон-
струкций башни при ее возведении, проведении периодических
наблюдений за просадками фундаментов на разных этапах мон-
тажа и при эксплуатации сооружения.
На монтаже башни Киевского телецентра работники геодези-
ческой службы удачно использовали геометрический центр (ко-
торый не был занят, как в других случаях, монтажным оборудо-
ванием) для размещения геодезических приборов и приспособле-
ний. В центре верхней секции ствола башни, смонтированной на
подготовительном этапе способом наращивания, выверенной
обычными методами и закрепленной на опоре-кондукторе, уста-
новили геодезическую пластину-палетку размерами 300x300 мм,
изготовленную из прозрачного оргстекла. На пластину-палетку
была нанесена сетка с ценой деления 10 мм в виде двух взаимно
перпендикулярных осей, проходящих через ее центр. Центр пла-
стины-палетки совместили с вертикальной осью башни, а оси
сетки строго сориентировали по осям башни. На центральном
фундаменте с максимально возможной точностью закрепили гео-
метрический центр башни, на котором установили постоянный
металлический столик с принудительным центрированием. На
этом столике был установлен прибор вертикального визирования
«Зенит-линия» с точностью измерения до 1 мм на 100 м производ-
ства фирмы «Карл-Цейсс» Германской Демократической Рес-
публики.
В основу разработанной методики геодезических работ были
положены измерения отклонений вертикальной оси башни от
вертикального луча. Закрепленный над геометрическим центром
столик использовали также для выноса высотных отметок под
установку горизонтальных элементов решетки башни. По окон-
чании монтажа положение башни проверили двумя способами:
прибором «Зенит-линия» и теодолитами ТБ-1. Теодолиты были
установлены на дальних пунктах геодезического обоснования
главных осей башни. С этих пунктов производили визирование
на марки, нанесенные яркой краской на распорки «ног» базы «
ствола.
Соблюдение вертикальности при установке базы и выведение
ее вертикальной оси на ось башни позволило в дальнейшем с
высокой точностью завершить монтаж ствола, антенны и шахты
лифтов. При монтаже антенн и шахты лифтов вертикальность
выдвигаемого блока обеспечена направляющими, расположен-
ными на антенне и шахте лифтов, и упорами на диафрагмах
175
ствола, а также направляющими «хвостовика» и упорами на
строповочной раме. Стыкуемый блок выставляли по осям, накер-
пенпым на металлическом листе, закрепленном на центральном
фундаменте. Вертикальность антенны периодически контролиро-
вали теодолитом. Проверку вертикально смонтированных кон-
струкций на отдельных этапах монтажа производили в предрас-
светные часы при отсутствии .ветра и по возможности в пасмур-
ную погоду, чтобы исключить влияние одностороннего нагрева
конструкций башни солнечными лучами. Это обеспечило высо-
кую точность контроля в процессе монтажа и закрепления соору-
жения в проектном положении при минимальных затратах. До-
пускаемое отклонение ствола башни от вертикальной оси состав-
ляет 1/1000 высоты башни, или 240 мм (СНиП Ш-18-75, табл.
26), а фактическое отклонение равно 30 мм. Фактические откло-
нения от вертикали отдельных граней башни составили до
±10 мм, смонтированной антенны — в пределах 25 мм.
Принятый вариант’ монтажа башни Киевского телецентра спо-
собом подращивания обеспечил возможность совмещения веде-
ния и параллельной работы не только по укрупнению *и монтажу
металлоконструкций, но и специальных работ, связанных с мон-
тажом и настройкой радиотехнического оборудования. Монтаж
башни высотой 380 м продолжался 29 месяцев. Общие трудоза-
траты составили 17669 чел'-дней. На темпы монтажа и продол-
жительность строительства башни существенное влияние оказы-
вали не только некомплектные поставки металлоконструкций и
специального монтажного оборудования, но и эксперименталь-
ные работы, без которых нельзя было обойтись, принимая во
внимание, что способ монтажа башни осуществлялся на практи-
ке впервые. Тем не мепее на монтаже башни Киевского телецен-
тра средняя выработка па одного рабочего составила 213 кг ме-
таллоконструкций в день, а с учетом монтажа вспомогательных
конструкций й монтажной оснастки — 227 кг. Эти результаты
значительно выше, чём достигнутые на монтаже более низких
и мепее сложных конструктивно башен, монтировавшихся други-
ми способами.
Таким же способом решено смонтировать башню Харьков-
ского телецентра.
МОНТАЖ БАШЕН СИСТЕМАМИ ПОЛИСПАСТОВ
С ЭЛЕКТРОЛЕБЕДКАМИ
Преимущества монтажа башен способом подращивания спо-
собствовали разработкам новых схем его применения. В послед-
ние годы была решена проблема монтажа способом подращива-
ния наиболее распространенных типов башен с пирамидальным
очертанием всего ствола или его части. В основу разработок
положена идея максимального ‘использования многоцелевого
оборудования и такелажной оснастки. Объем приспособлений
176
специального назначения сведен к минимуму. В качестве тяго-
вых устройств используют мпогониточные полиспасты и электри-
ческие лебедки. Все используемое оборудование является мно-
гоцелевым и типовым, имеется в монтажных организациях, стои-
мость его значительно ниже, трудозатраты на монтаж меньше.
Однако грузоподъемность таких средств ограничена и синхрон-
ность работы нескольких полиспастов обеспечить труднее, чем
работу гидродомкратных подъемных установок. Кроме того, опи-
сываемая схема работы не допускает никаких перегрузок подъ-
емной системы, поэтому се применение ограничивается общей
грузоподъемностью полиспастов.
Таким способом осуществлен монтаж башни-трубы высотой
180 м с тремя газоотводящими стволами на одном из химических
заводов. Всего было смонтировано 2500 т металлоконструкций.
Один из вариантов схемы монтажа башни способом подра-
щивания с выдвижением ее верхнего блока полиспастом разра-
ботан проектно-конструкторским бюро Республиканского объе-
динения Укрстальконструкция с участием ГПИ Укрпроектсталь-
конструкция. Для осуществления монтажа способом подращива-
ния башням на стадии проектирования необходимо придать
соответствующую конструктивную форму. Нижний блок башен
проектируют пирамидальным, а верхний (выдвигаемый при мон-
таже) - призматическим. Отметка перехода одной формы в дру-
гую определяется техническими характеристиками самоходных
кранов (грузоподъемность и длина стрелы), которыми обычно
монтируют нижнюю (пирамидальную) часть башни. При воз-
можности монтажа этой части башни поворотом вокруг шарни-
ров отметка перехода сечения может быть поднята и конструк-
ция башни по расходу металла будет более оптимальной.
ГПИ Укрпросктстальконструкция запроектировал ряд уни-
фицированных башен для газоотводящих стволов различных от-
раслей промышленности. Такие башни имеют высоту 100—170 м
и предназначены для газоотводящих стволов диаметрами 2—
3,8 м в I—IV ветровых районах (СНиП П-6-74). Эти башни име-
ют трехгранное очертание. Переход с пирамидальной части на
призматическую предусмотрен на отм. 60,00 м. Пояса и распорки
изготавливают из труб, раскосы из уголков и частично из труб.
До отм. 60,00 м узлы поясов выполнены болтовыми на флан-
цах (по требованию монтажников), а выше 60 м—сварными
встык.
Рассматриваемый способ монтажа башни можно разделить
на два этапа-
На первом производят монтаж конструкций гусеничным кра-
пом СКГ-ЮОБС, причем параллельно с монтажом пирамидаль-
ной части внутри ее устанавливают конструкции верхней части
башни. Укрупнение конструкций в блоки выполняют в горизон-
тальном положении в непосредственной близости от фундамен-
тов башни на специальных стеллажах. Конструкции пирамидаль-
177
ной и частично призматической частей башни укрупняют в блоки
параллельно. Так как верхний блок на первом этапе работ рас-
полагают внутри башни, его высота принимается равной 50 м
при высоте башни 140 м. Эту часть башни укрупняют в три бло-
ка: два по 20 м и один 10 м (соответственно их проектным от-
меткам 90,00; 110,00 и 130,00 м).
На втором этапе монтажа башни (при подращивании верхне-
го блока) выполняют вертикальное выдвижение верха башни
тремя полиспастами и тремя электролебедками. Вертикальность
перемещения обеспечивают направляющие в виде винтовых упо-
ров, закрепленные в узлах поясов пирамидальной части на отм.
30,00; 40,00 и 50,00 м Они рассчитаны на восприятие горизон-
тальных усилий от ветровых нагрузок (до 8 м/с).
Процесс возведения башни состоит из XVIII этапов (рис. 75).
Этап I. Краном СКГ-Ю0БС в центре башни устанавливают
блок, который во время укрупнения оснащают всеми проектными
лестницами и площадками. Точность его установки в плане и по
высоте составляет ±5 мм, а отклонение от вертикали — не бо-
лее 20 мм. Масса блока составляет 19,2 т. Его положение соот-
ветствует проектному между отм. 90,00 и 110,00 м.
Этап II. Крапом СКГ-100 БС последовательно устанавливают
на фундаменты три блока «ног» базы башни массой 13,5 т каж-
дый. Раскрепление их в пространстве осуществляют путем опи-
рания на блок, установленный в центре, через временные упоры,
которые устанавливают в узлах поясов, а также монтажными
листовыми деталями в местах сопряжения блоков. Перед окон-
чательным проектным оформлением узлов блоков производят
их выверку. Затем монтируют и закрепляют постоянные лестни-
цы с площадками и срезают монтажные листовые детали
крепления.
Этап 111. Краном СКГ-100 БС устанавливают следующий
блок на ранее смонтированный в центре башни. Этот блок вклю-
чает два яруса призматической части башни, которые соответ-
ствуют проектным отметкам от 110,00 до 130,00 м, его масса сос-
тавляет 13,7 т. Его также оснащают проектными постоянными
лестницами и площадками. После установки производят вывер-
ку блока и проектное закрепление.
Этап IV. Краном СКГ-100 БС устанавливают еще три блока
массой 9,40—9,70 т на отм. 20,20 м на ранее смонтированную
пирамидальную часть башни. Временное крепление к централь-
ному блоку выполнено аналогично креплению конструкций на
втором этапе. После выверки проектного оформления узлов, уда-
ления временных крепежных деталей монтируют проектные лест-
ницы и площадку-диафрагму на отм. 40,00 м.
Этап V. Краном СКГ-100 БС устанавливают верхний блок
призматической части на отм. 40,00 м па ранее смонтированный
в центре башни блок, и дальнейшие работы выполняют так же,
как на третьем этапе.
178
Рис. 75. Монтаж башни с выдвижением ее верхнего блока полиспастами (I—ХУШ этапы монтажа).
Этап VI. Краном СКГ-100 БС устанавливают три блока пира-
мидальной части на отм. 40,00 м аналогично установке преды-
дущих блоков этапа IV. На этом же этапе для точной подгонки
по месту на отм. 60,00 м временно устанавливают блок из рас-
порок и площадок, входящих в нижнее сечение верхней призма-
тической части башни. Это позволяет затем точно и быстро без
дополнительной рихтовки соединить пирамидальную и призма-
тическую части башни. После подгонки этого блока к смонтиро-
ванным конструкциям пирамидальной части башни в сечении на
отм. 60,00 м его узлы сваривают и блок опускают на землю. Этим
этапом заканчивается монтаж нижней пирамидальной части и
установка внутри верхней призматической части башни высотой
50 м.
Этап VII. Выполняют работы, связанные с подготовкой к эта-
пам подращивания и выдвижения призматической части башни.
Для этого на отм. 50,00 м в стыках поясов башни устраивают
временные шарниры и разводят наружу конструкции последнего
яруса, создав этим самым возможность для прохода призматиче-
ской части башни при её выдвижении. На отм- 50,00 м на каждом
поясе устанавливают монтажные балки, оснащенные двумя от-
водными блоками. Строповку за низ призматического блока,
собранного внутри пирамидальной части, выполняют канатными
тягами, вторые концы которых через отводные блоки монтажных
балок выведены наружу поясов башни. Здесь к канатным тягам
закрепляют подвижные пятирольные блоки тяговых полиспа-
стов. Неподвижные пятирольные блоки закрепляют к фундамен-
там башни. К глухим нитям полиспастов для контроля усилий
крепят динамометры марки ДП-5. Сбегающие нити через отвод-
ные блоки, закрепленные к фундаментам башни, направляют к
пятитонным электролебедкам. На отм. 40,00 и 50 м монтируют
винтовые упоры, которые принимают и передают на конструкции
нижней части башни все монтажные воздействия, возникающие
в процессе вертикального перемещения ярусов призматической
части башни.
Этапы VIII—X. Подъемными полиспастами выдвигают баш-
ню па высоту яруса (в данном случае 10 м). Выдвигаемые конст-
рукции сохраняют вертикальное направление благодаря нали-
чию упоров на отм. 40,00 и 50,00 м, отрегулированных с зазором
.10 мм. Закончив подъем блока на высоту яруса, на монтажных
балках жимкуют. строповочные тяги полиспастов и надвигают
следующий ярус на центр башни. Его соединяют с низом ранее
поднятого блока. В связи с тем, что на отметке стыка оборуду-
ется постоянное рабочее место, соединение поясов башни запро-
ектировано на сварке встык на остающихся подкладных коль-
цах.
На этапе X подстыковывают укрупненный последний ярус
верхнего блока, низ которого ранее был подогнан к верхушке
нижнего блока башпи, и выдвигают блок на высоту 10 м.
180
Этап XI. Первую секцию «хвостовика» высотой 10 м и массой
10,80 т надвигают на центр башни, соединяют с низом последне-
го яруса верхнего блока, освобождают от тягового каната и ры-
чажной лебедкой растягивают подъемные полиспасты. После
этого подъемные полиспасты стропят за низ секции «хвостови-
ка» и поднимают верхний блок на высоту его яруса.
Этап XII. На центр башни подают нижнюю секцию «хвостови-
ка» массой 14 т, соединяют ее с поднятой частью и разбирают
пути надвижки. После этого верхний блок опускают на землю на
временный фундамент на отм.— 1,00 м, отстроповывают тяговые
полиспасты и закрепляют их за низ «хвостовика»-
Этап XIII. Верхний блок башни тяговыми полиспастами вы-
жимают на высоту яруса.
Этап XIV. Поднимают верхний блок башни на высоту 600 мм,
на отм. 30,00 м устанавливают направляющие упоры под габа-
риты «хвостовика», а на отм. 40,00 м демонтируют направляю-
щие упоры под габариты поперечного сечения верхнего призма-
тического блока. После выполнения перечисленных работ верх-
ний блок выжимают на высоту яруса.
Этап XV. На отм. 40,00 м устанавливают направляющие упо-
ры под габариты «хвостовика», а на отм. 50,00 м демонтируют
упоры под поперечные габариты верхнего блока башни. Затем
выжимают верхний блок на высоту яруса.
Этап XVI. На отм. 50,00 м устанавливают направляющие
упоры под габариты «хвостовика» и верхний блок башни выжи-
мают па проектную отметку.
Этап XVII. Ранее разведенные пояса с элементами решетки
башни между отм. 50,00 и 60,00 м разворачивают в шарнирах
в проектное положенйё, затягивают болты в нижних узлах и по-
сле плавного опускания блока до соприкосновения с фланцами
узлов производят проектное оформление всех узлов.
Этап XVIII. Демонтаж оснастки.
Работы этапов XII—XVII необходимо выполнять непрерывно
при скорости ветра пе более 8 м/с. Следует отметить, что в про-’
цессе укрупнительной сборки конструкций башни одновременно
устанавливают все лестницы, площадки, подмости и настилы.
Укрупненные ярусы в монтаж подают по специальным путям
надвижки из трех ниток рельсов Р-50 длиной 7,5 м каждая с от-
меткой головки рельса 0,00 м. Внутри контура башни в местах
конечных положений поясов верхнего блока башни устанавли-
вают заглубленные в землю четырехрядные шпальные клетки
па песчаном основании.
Монтажный «хвостовик», прикрепляемый к нижней секции
призматической части башни, предназначен для поднятия ее на
проектную отметку и удержания до полного соединения обеих
частей башни. Геометрические размеры наружного контура «хво-
стовика» приняты меньше внутреннего контура верхнего обреза
пирамидальной части башни. Конструкция и сечения элементов
181
«хвостовика» в пределах унифицированного ряда башен приня-
ты едиными, благодаря чему он является инвентарным, собира-
ется на болтах и состоит из двух или трех секций по 10 м. «Хво-
стовик» крепится к нижним распоркам призматической части,
которые в этом сечении испытывают значительные монтажные
воздействия и запроектированы из сварных двутавров. Послед-
ние смещены внутрь сечения и образуют треугольный контур со
сторонами, равными сечению «хвостовика».
Технико-экономические показатели монтажа башни высотой
150 м способом подращивания следующие:
Масса конструкций башни,	т..........................190
Общее количество подъемов, шт, ........................28
Продолжительность эксплуатации крана МКГ-25, маш.-
смены ................................................44
То же крана СКГ-40БС.................................. 40
Средняя выработка кранов в одну смену, т ...	2,5
Средняя масса одного подъема, т ................... 6,7
Среднее количество подъемов в смену................ 1,15
Количество монтажных болтов, шт., устанавливаемых на
сборке ..............................................298
То же на высоте......................................166
Объем монтажной сварки наплавленного металла, кг, вы-
полняемой на сборке .................................240
То же на высоте .....................................329
Трудоемкость монтажа, чел.-дни ......	740
Выработка на одного рабочего в	смену, кг ...	250
Среднее количество рабочих в смену, чел. ...	9
Продолжительность монтажа,	смены ......................35
КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ МОНТАЖА БАШЕН
К комбинированным способам монтажа башен относятся та-
кие, которые совмещают два (реже три) способа. Необходимость
в таком совмещении в большинстве случаев определяется мест-
ными условиями (наличие свободной от застройки территории,,
грузоподъемных средств, такелажных устройств) или рельефом
площадки. Монтаж башни комбинированным способом при со-
ответствующей инженерной подготовке способствует сокраще-
нию сроков возведения этих объектов, использованию отдельных
частей башни в качестве монтажной оснастки. Однако при при-
менении таких способов требуется сложная такелажная оснаст-
ка и квалифицированные рабочие.
Комбинированные способы в большинстве случаев применя-
ют при монтаже башен в условиях строительства крупных
промышленных комплексов, где работы выполняют оснащенные
специализированные монтажные организации. Использование
дорогостоящей монтажной оснастки и изготовление небольшого
количества приспособлений компенсируются выигрышем во
времени при монтаже башни.
182
МОНТАЖ БАШЕН СПОСОБОМ НАРАЩИВАНИЯ
С ПОДРАЩИВАНИЕМ ВЕРХНЕГО БЛОКА
Удобство и безопасность производства работ при монтаже
башеп способом подращивания, а также другие его преимуще-
ства способствуют дальнейшему совершенствованию этого спосо-
ба, разработке разнообразных схем, в том числе комбинации с
наращиванием нижней части, и расширению его применения.
Одну из схем монтажа способом подращивания разработала
группа инженерно-технических работников треста Центросталь-
конструкция Мипмонтажслецстроя УССР. Совместно с сотруд-
никами отдела высотных конструкций ГПИ Укрпроектсталькон-
струкция была заново запроектирована стальная четырехгран-
ная башня высотой 200 м и массой около 400 т для возведения
способом наращивания с подращиванием верхнего блока. По вы-
соте башня была расчленена на два блока: нижний — пирами-
дальный высотой 120 м с базой 25x25 м, оканчивающийся
восьмиметровым призматическим ярусом сечением 4,90X4,90 м,
и верхний — призматический высотой 80 м сечением 4,00X4,00 м.
Переход от нижнего блока к верхнему осуществлен через кон-
тур, состоящий из сварных двутавровых балок высотой 1540 мм.
Балки расположены на противоположных гранях каждого
блока.
Монтаж башни осуществляли в такой последовательности.
Нижний блок массой 320 т монтировали способом наращивания
подвесным краном УПК-4 (возможен и монтаж способом пово-
рота выжиманием). Последний ярус нижнего блока с отм.
112,00 м переходит в призматический, и на двух противолежащих
гранях на отм. 118,80 м монтировали сварные двутавровые бал-
ки. Выше отм. 120,00 м был установлен восьмиметровый кондук-
тор, который повторял геометрию последнего призматического
яруса башни. Его элементы были аналогичны элементам этого
яруса. На отм. 121,00 и 128,00 м кондуктора были оборудованы
рабочие площадки с настилом и ограждениями. В состав рабочей
площадки на отм. 128,40 входил замкнутый контур из сварных
двутавровых балок, к которым крепили траверсы строповочных
канатных тяг и подъемных полиспастов (рис. 76). С внутренней
стороны к поясам призматического яруса башни и кондуктора
по диагонали были приварены четыре направляющие таврового
сечения, усиленного ребрами из листовой стали через каждые
400 мм. Внутри нижнего блока способом подращивания укруп-
няли конструкции верхнего блока башни. Последовательность
его укрупнения и выдвижения не отличалась от описанной выше
технологии. Нижнее сечение последнего яруса, соответствующее
отм. 120,00 м, заканчивалось двумя сварными двутавровыми
балками, которые располагали в перпендикулярных плоскостях
по отношению к таким же балкам нижнего блока башни. Через
8 м в узлах верхнего блока башни устанавливали металлические
упоры.
183
Рис. 76. Ярус с замкнутым контуром
двутавровых балок.
По окончании сборки верх-
пего блока башни в узлах его
сварных двутавровых балок че-
рез стальные пальцы диамет-
ром 70 мм крепили строповоч-
ные канатные тяги, которые
свободными концами с по-
мощью траверсы соединяли с
двумя пятирольными подъем-
ными полиспастами грузоподъ-
емностью 50 т каждый. Поли-
спасты располагали снаружи
башни на ее противоположных
сторонах. Неподвижные блоки
подъемных полиспастов за-
крепляли к фундаментам, а
сбегающие ветви через одно-
рольные отводные десятитон-
ные блоки направляли па элек-
тролебедки ЛМ-8 грузоподъем-
ностью 8 т каждая.
Одновременно сокращая
оба подъемных полиспаста.
верхний блок был выдвинут на
проектную отметку. При его прохождении через призмати-
ческую часть нижнего блока кондуктор упорами взаимодейство-
вал с направляющими, обеспечивая вертикальность выдвижения.
Выдвижение блока продолжали до совмещения двутавровых ба-
лок нижнего и верхнего блоков башни. При совмещении балок
узлы через накладки соединяли болтами. После проектного
оформления узлов полиспасты ослабляли, -передавая нагрузку
от верхнего блока на нижний и демонтировали монтажную осна-
стку. При такой схеме монтажа уменьшается количество опера-
ций по соединению блоков, а также упрощается их выполнение.
МОНТАЖ БАШЕН-ТРУБ ДВУМЯ МАЧТАМИ
С ПОДРАЩИВАНИЕМ ВНУТРЕННЕГО СТВОЛА
Этот способ заключается в том, что конструкции башни ук-
рупняют на земле, оформляют все узлы, монтируют необходи-
мый такелаж, включая демонтажные приспособления, и двумя
мачтами большой грузоподъемности устанавливают их па фунда-
менты. Газоотводящие стволы башен-труб в этих случаях, как
правило, монтируют выдвижением с поярусным подращиванием.
Преимуществом этого способа является возможность на зем-
ле широким фронтом вести укрупнительную сборку, организо-
вать действенный контроль за высоким качеством выполняемых
работ и др. В этом случае используются все возможности, выте-
184
кающие из обстоятельств выполнения работ па низких отметках.
Однако монтажные приспособления и такелаж для выполнения
таких работ сложны и дороги, для сборки и обслуживания их
требуются высококвалифицированные рабочие. Кроме того, до-
рогостоящий такелаж имеется только .в крупных специализиро-
ванных монтажных организациях. Поэтому несмотря на возмож-
ность сокращения сроков монтажа башен, такой способ пока не
нашел широкого применения в практике.
Представляет интерес монтаж башни-трубы па Воскресен-
ском химкомбинате, выполненный трестом № 7 Минмонтажспец-
строя СССР. Конструкция башни-трубы была разработана ГПИ
Укрпроектстальконструкция. Она представляет собой трехгран-
ную усеченную пирамиду до отм. 96,00 м, а выше — до отм.
140,00 м призму массой 190 т с размерами основания 20Х20Х
Х20 м и металлическим газоотводящим стволом диаметром
1800 мм массой 31 т. Пояса и распорки башни выполнены из
стальных труб, раскосы — из прокатных профилей. Характер-
ной особенностью этой башни являются бесфланцевые соедине-
ния ее поясов сваркой встык.
Башня находилась в застроенной зоне комбината со сложным
расположением производственных зданий, подземных каналов и
различных подъездных дорог. Безопасность ведения работ на
всех этапах монтажа в этих условиях имела первостепенное зна-
чение. При выборе способа монтажа Гипронефтьспецмонтаж
учел условия на строительной площадке, наличие в монтажной
организации соответствующей оснастки, а также провел техни-
ко-экономическое сравнение нескольких вариантов монтажа. В
результате был одобрен вариант, предусматривающий укрупне-
ние конструкций башни на земле и подъем ее в проектное поло-
жение двумя мачтами грузоподъемностью но 160 т, высотой
62 м каждая. Монтаж газоотводящего ствола было предусмотре-
но осуществить способом подращивания после установки башни
на фундаменты. Размещение на площадке конструкций башни,
подъемных механизмов, такелажных средств и якорей показано
на рис. 77.
Для укрупнения конструкций трехгранной башни характерны
особенности, вытекающие из ее конструктивной формы. На мон-
тажной площадке до начала укрупнительной сборки конструк-
ций башни были разбиты оси, определяющие положение ее кон-
струкций и места установки временных опор под них. Укрупне-
ние элементов поясов в плети длиной на два яруса выполняли
в специальном кондукторе (рис- 78). Элементы поясов двух яру-
сов устанавливали в кондуктор, и они принудительно ориентиро-
вались в пространстве в соответствии с рабочим положением.
Устройство постоянного рабочего места сварщика значительно
снизило трудозатраты при сварке бесфланцевых стыков поясов.
Укрупнительную сборку конструкций башни вели от основания
к вершине. При этом предусматривали укрупнение одной (ииж-
185
Рис. 77. Ситуационный план при монтаже башни мачтами:
Л-1. Л-2 • пр у зовы е лебедки; П-1. П-2 —канатные тяги грузовых полиспастов; М-1. М-2 — монтажные мачты СС —страховочная
система ВС-1 — ВС-8 — вантовые -системы монтажных мачт; Я-1 — Я-7 якоря (Я-1 и Я-4 грузоподъемностью 40 т; Я-2. Я-5 — 30 т,
Я-3; Я-6; Я-7 —50 т).
Рис. 78. Кондуктор для сборки элементов поясов:
1 — пояс башни; 2 — узловая фасонка; 3 — стык поясов; 4 — кондуктор.
ней) грани в горизонтальном положении, затем установку конст-
рукций двух других граней и в последнюю очередь — плетей
третьего пояса. Сборку каждой последующей панели башни на-
чинали после окончания всех работ на предыдущей. Все сбороч-
но-сварочные работы наверху выполняли с монтажных люлек и
лестниц, навешиваемых на металлоконструкции на земле до их
подъема.
На отм. 52,00 м был устроен специальный монтажный стропо-
вочный узел. Для этого со стороны грани башни, обращенной к
земле, на расстоянии 3 м от осей ее поясов (т. е. с эксцентриси-
тетом) вваривали в решетку и раскрепляли дополнительными
раскосами стальную трубу размерами 1020x14 мм. На ее кон-
цах, выступающих за пределы плоскостей боковых граней, пре-
дусматривали узлы для крепления подвижных блоков грузоподъ-
емных полиспастов. Установив мачты в рабочее положение, их
грузовые полиспасты бестросовыми захватами крепили к штуце-
рам монтажной строповочной балки. К смежным со строповоч-
ной балкой узлам поясов башни крепили дополнительные грузы
массой 60 т для испытания всей монтажной оснастки с -коэффи-
циентом перегрузки 1,25. Включив в работу полиспасты, башню,
поднимали со всех временных опор (минимальный зазор над опо-
рами до 100 мм). В таком положении осматривали конструкции
башни, строповочные узлы, фундаменты мачт, якоря, проверяли
закрепление электролебедок и затем опускали ее на временные:
опоры, после чего снимали грузы.'Выполнив оставшиеся подго-
товительные работы — закрепление крюков трубоукладчиков за
два нижних «башмака ног» базы и оттяжки за третий (верхний)
«башмак».— начинали подъем башни. Подняв трубоукладчика-
ми верх башни примерно на 1,5 м, ее разворачивали в плане в
положение, удобное для посадки башмаков «ног» на фунда-
менты.
187
Рис. 79. Монтаж трубы газоотводя-
щего ствола:
1 — конструкции башни; 2 — подвески по-
лиспастной системы; 3 — блоки полиспаст-
ной системы; 4 — канаты полиспаста; 5 —
труба; 6 — шарнирное монтажное соедине-
ние -пруб.
При подъеме башни на угол
примерло 70° (такое положение
было зафиксировано реперами
у опор башни) включали сис-
темы оттяжек верха и низа
башни. Крюки трубоукладчи-
ков расстроповывали и отгоня-
ли на безопасное расстояние.
Одновременно работая грузо-
выми полиспастами и система-
ми оттяжек, выводили башню в
вертикальное положение над
анкерами фундаментов. Затем
опускали на фундаменты и за-
крепляли в проектное положе-
ние анкерными болтами. После
окончательного закрепления
башни на фундаментах срезали
строповочные устройства и гру-
зовыми полиспастами мачт
опускали их на землю.
Монтаж трубы газоотводя-
щего ствола способом подра-
щивания выполняли следую-
щим образом-
Отдельные царги на зем-
ле укрупняли в блоки мас-
сой до 5 т и высотой 18—24
м (за исключением нижнего
12-метрового). Таких блоков
семь. На отм. 112,00 м закреп-
ляли неподвижные и отводной блоки шестиниточного полиспаста,
обе сбегающие нити которого направляли па электролебедки
грузоподъемностью 5 т каждая. На отм. 18,70 м оборудовали ра-
бочую площадку для проведения сварочных работ. Рабочих по-
лиспаст для монтажа трубы закрепляли до подъема башни. Верх-
ний блок трубы трубоукладчиком подавали к центру башни и
приваренными к нему крюками соединяли с тремя подвижными
блоками-полиспаста. Следующий блок присоединяли шарнирно
к верхнему (рис. 79). Включив в работу полиспаст, поднимали
верхний блок и соединенный с ним шарнирно следующий в вер-
тикальное положение. Опустив такой блок на фундамент, с ра-
бочей площадки подгоняли стык под сварочные работы и свари-
вали его. Аналогично перестроповывая полиспаст, монтировали
остальные блоки. В результате все работы билы закончены в тече-
ние двух месяцев, трудоемкость составила 620 чел.-дней, выра-
ботка— 323 кг на 1 чел.-день. Хотя около 47% общих трудозат-
рат составили трудозатраты на монтаж-демонтаж такелажного
188
оборудования, общие результаты дают основание рекомендовать
этот способ к распространению в организациях, располагающих
соответствующим оборудованием,
МОНТАЖ БАШЕН СПОСОБОМ НАРАЩИВАНИЯ
С ПОВОРОТОМ ВЕРХНЕГО БЛОКА
С оснащением монтажных организаций самоходными крана-
ми большой грузоподъемности с длинными стрелами значитель-
но увеличились возможности скоростного монтажа различных
высотных сооружений, в частности башен. Применение таких
кранов на монтаже башен взамен ранее использовавшихся раз-
личных типов самоподъемных и ползучих кранов, переставных
порталов дает значительный экономический эффект. На крупных
объектах, где монтаж башен осуществляется в комплексе с ра-
ботами других видов, целесообразно применять тяжелые
краны МКГ-100, СКГ-100 и СКГ-63. В противном случае затраты
на перебазирование крана и подготовку его к работе могут не
оправдать понесенных затрат.
Опыт монтажа башен на ряде промышленных комплексов по-
казал преимущества этого способа:
до минимума сокращаются размеры монтажной площадки;
укрупнение в блоки ярусов башни на земле с применением
легких кранов удешевляет монтаж;
незначительные затраты на монтажную оснастку.
Монтаж краном нижней части башен способом наращивания
нс отличается от ранее описанной технологии. -Использование
кранов большой грузоподъемности позволило укрупнять части
башни в блоки массой до 25 т при использовании крана СКГ-100
или до 16 т при использовании краиа СКГ-63. В первом случае
монтаж конструкций осуществляли до 61-75 м, а во втором —
до 50-55 м.
Укрупнение ярусов башни в блоки такой массы дало возмож-
ность использовать основной кран на монтаже всего около 10
дней. На Красноярском целлюлозно-бумажном комбинате на
монтаже башни высотой 120 м и массой 200 т краном МКГ-100
до отм. 75,00 м смонтировали способом наращивания шесть бло-
ков массой 18—25 т. На отм. 75,00 м в двух поясах закрепили
нижние части поворотных шарниров. Остальная часть башни
между отм. 75,00 и 120,00 м была укрупнена в два блока. К ниж-
нему блоку приварили жесткую поворотную раму с подкосом,
верхней тягой и консолью общей массой 12 т. Этот блок с мон-
тажной оснасткой навесили на шарниры поясов и закрепили в
них в перевернутом положении (рис. 80). Следующий блок ана-
логичным образом был подвешен к первому и закреплен болта-
ми. Затем на консоль монтажного поворотного устройства подве-
сили тяговые полиспасты. Два тяговых полиспаста грузоподъем-
ностью 40 т каждый неподвижными блоками закрепили к фун-
Т89
Рис. 80. Установка верхнего блока
башни в шарниры.
Рис. 81. Монтаж башни способом
наращивания с поворотом ее верх-
ней части:
/ — подъемные полиспасты; 2 — бала е
сир на усилие 80 ст; 3 — поворотная
рама; 4 — верхний блок башни; 5
нижний блок башни.
даментам башни, а подвижными—сблокировали один с другим
через восьмидесятитонный балансир, который был подвешен ка-
натными тягами к вершине монтажного устройства. Сбегающие
нити полиспастов через отводные блоки направлялись на бара-
баны электролебедок грузоподъемностью 8 т каждая. Тормозной
полиспаст был запасован в две нити и закреплен на электроле-
бедке грузоподъемностью 5 т.
Поворот и установку в проектное положение верхнего блока
башни высотой 45 м и массой 50 т осуществили в два этапа (рис.
81). На первом этапе краном МКГ-100 блок вывели в горизон-
тальное положение и после натяжения монтажных полиспастов и
тросовых тяг крюк крана отстропили- На втором этапе поворот
производили двумя сбалансированными полиспастами грузо-
подъемностью 40 т каждый. При этом главными якорями были
сами конструкции башни. Угол поворота составил около 180°.
190
Монтаж конструкций башни осуществляли в условиях стеснен-
ной площадки, между действующими цехами и железнодорож-
ными путями. Тем не менее, монтаж полностью завершили в те-
чение двух месяцев и выработка на одного рабочего составила
350 кг металлоконструкций в день.
Практика подтверждает целесообразность применения опи-
санного метода монтажа в случаях наличия на площадке кранов
большой грузоподъемности, одновременно выполняющих монтаж
других сооружений.
МОНТАЖ БАШЕН СПОСОБОМ ВЫЖИМАНИЯ
С ПОВОРОТОМ ВЕРХНЕГО БЛОКА
В условиях стесненной площадки, обычно на действующих
предприятиях, размещение подъемных механизмов и других та-
келажных устройств сопряжено с определенными трудностями.
Поиск оптимальных вариантов возведения башен в таких усло-
виях зачастую приводит к комбинированным способам монтажа.
Кажущееся на первый взгляд усложнение такелажа в конечном
итоге приводит к сокращению сроков возведения объекта.
Примером может служить комбинированный монтаж башни-
трубы высотой 100 м и массой 112 т на заводе «Узбекхиммаш».
Башня имела форму усеченной четырехгранной пирамиды с
размерами основания 14X14 м, верха — 3x3 м и была располо-
жена в застроенной части действующего предприятия. С трех
сторон башню окружали производственные корпуса, расположен-
ные в 7.5—И м от осей ес фундаментов. Такие размеры площад-
ки в условиях работающего в три смены предприятия не давали
возможности использовать для скоростного монтажа ни один из
известных способов возведения башен. В результате технико-эко-
номического анализа нескольких вариантов монтажа приняли
решение осуществить монтаж башни комбинированным спосо-
бом — вначале выжиманием нижней части башни с использова-
нием для монтажа ее конструкций, затем поворотом верхней ча-
сти башни в шарнире с применением четырехзвенной поворот-
ной рамы «велосипедного» типа.
Монтаж башни включал несколько последовательно выпол-
няемых этапов (рис. 82). Башню собирали на земле в горизон-
тальном положении в направлении от фундаментов к вершине.
«Башмаки» нижних поясов были оснащены поворотными шар-
нирами, установленными на фундаменты башни. На расстоянии
от фундамента, соответствующем отм. 60,00 м, башню раздели-
ли на два блока — нижний и верхний. В месте разъема устро-
или шарнир, которым соединили оба блока. На шарнире закре-
пили поворотную раму «велосипедного» типа массой 18 т, изго-
товленную из труб размерами 377x9 мм, и две выжимных рамы
длиной соответственно 15 и 28 м, изготовленных: первая — из
труб размерами 529X8 мм и массой 4 т; вторая — 720X8 и 529X
191
ГО
Рис. 82. Монтаж башни комбинированным способом:
а —в —этапы монтажа; J — временный монтажный оголовок; 2 — верхний блок башни; 3 — монтажная «велосипедная» рама; 4 —
верхние монтажные полиспасты; 5 — нижний блок; 6, 7 — выжимные рамы; а—нижние монтажные полиспасты; $ —тормозная от-
тяжка.
X 8 мм и массой 9 т. Верх башни нарастили временным решетча-
тым оголовком длиной 13 м из труб размерами 219X8 мм и мас-
сой 9 т. Для подъема башни запасовали две пары полиспастов —
пижние: грузоподъемностью по 60 т каждый с двумя электроле-
бедками грузоподъемностью по 8 т каждая и верхние грузоподъ-
емностью по 50 т каждый с электролебедками грузоподъемнос-
тью по 5 т. Тормозной полиспаст закрепили к гусеничному тя-
гачу.
После укрупнения металлоконструкций и монтажа всех таке-
лажных устройств начали подъем нижнего блока башни (рис.
82, б). Для этого верхними полиспастами повернули «велосипед-
ную» раму и башню поворотом в шарнирах подняли на 8,5 м.
«Велосипедная» рама при повороте опорными «башмаками»
скользила по рельсовым направляющим (ширина колеи 7,4 м,
длина — 36 м). Временный решетчатый оголовок башни переме-
щался по рельсовым направляющим с шириной колеи 4 м (об-
щая длина этих направляющих 90 м). В результате выжимная
рама длиной 15 м, перемещаясь по направляющим с шириной
колеи 7,4 м, заняла положение под углом 32” к горизонту. К ее
опорным «башмакам» крепили подвижные блоки нижних поли-
спастов и выжимали башню до отм. 14,00 м в месте ее излома
(рис. 82, в). Выжимную раму фиксировали от обратного хода
После этого подвижные блоки нижних полиспастов отсоединяли
от первой выжимной рамы, растягивали полиспасты и закрепля-
ли за низ второй выжимной рамы длиной 28 м, которая передви-
галась по тем же направляющим, заняв положение под углом
30° к горизонту. Включив в работу нижние полиспасты на этом
этапе, второй выжимной рамой поднимали башню в сечении уст-
ройства шарнира до отм. 27,00 (рис. 82, г). В таком положении
закрепляли низ рамы, предотвращая ее самопроизвольный об-
ратный ход. Нижние полиспасты растягивали вновь и их под-
вижные блоки крепили к временному решетчатому оголовку
верхней части башни. Верхняя часть башни, занявшая к этому
моменту положение под углом 30° к горизонту, включалась в ра-
боту, как одно из звеньев подъемной такелажной оснасткой (рис.
82, д). Сокращая нижние полиспасты, верхним блоком башни,
оголовок которого перемещался по рельсовым направляющим,
выжимали нижний блок в положение, близкое к вертикальному.
После перехода нижнего блока через положение неустойчивого
равновесия последний устанавливали на фундаменты под дейст-
вием собственной массы и торможением оттяжкой. После вывер-
ки и закрепления блока башни на фундаментах анкерными бол-
тами удаляли весь такелаж, приспособления и срезали времен-
ный оголовок (рис. 82, е). Все операции, связанные с установкой
нижнего блока на фундаменты, заняли 12 ч. Подъем и установ-
ку в проектное положение верхнего блока башни выполняли дву-
мя верхними полиспастами, подвижные блоки которых закре-
пляли за узлы поворотной рамы. При сокращении этих полиспа-
193
стов поворотная рама вращалась на оси и канатными тягами,
закрепленными за узлы верхнего блока, поднимала его, повора-
чивая в шарнирах разъема. На заключительном этапе поворота
верхнего блока башни установку его в проектное положение вы-
полняли торможением оттяжкой. Подъем и установка верхнего
‘ блока башни продолжались 1,5 ч.
В результате монтажа башни описанным способом получен
экономический эффект около 8 тыс. руб., снижены трудозатраты
до 20%, достигнута выработка до 180 кг металлоконструкций на
1 чел.-день.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СПОСОБЫ МОНТАЖА БАШЕН
Дальнейшее совершенствование технологии монтажа башен,
появление новых средств для подъема грузов привели к разра-
ботке новых способов возведения высотных сооружений. Некото-
рые из этих способов проходят экспериментальную проверку,
другие находятся еще в стадии разработки или на уровне техни-
ческих предложений.
К перспективным способам монтажа стальных башен можно
отнести: монтаж вертолетами наращиванием или поворотом во-
круг шарниров; монтаж поворотом вокруг шарниров двумя кра-
нами, полиспасты которых наклонены к стреле; монтаж поворо-
том вокруг шарниров двумя кранами, оголовки стрел которых
соединены ригелем; монтаж поворотом вокруг шарниров с помо-
щью тяговых двигателей, которые крепят к конструкциям баш-
ни; монтаж с применением дирижаблей.
Из перечисленных способов все большее распространение на-
ходит монтаж стальных башен вертолетами. Большую практиче-
скую работу по разработке и внедрению этого способа выполни-
ли Всесоюзный научно-исследовательский институт гражданской
авиации СССР и проектный институт Промстальконструкция
Минмонтажспецстроя СССР.
Монтаж башен вертолетами. Техническая возможность и це-
лесообразность применения вертолетов для монтажа башен под-
тверждаются примерами отечественной и зарубежной практики.
Применение вертолетов дает положительный эффект на монтаже
башен: в труднодоступных районах, когда монтажные работы не-
обходимо сочетать с доставкой конструкций;
при реконструкции башен в условиях действующих предприя-
тий, когда остановка производства на длительное время невоз-
можна;
при возведении башен *в стесненных условиях стройплощад-
ки, когда невозможно обойтись без большого объема подготови-
тельных работ, -в том числе реконструкции ряда строений, невоз-
можно разместить такелажные средства или подъемные устрой-
ства.
194
При использовании вертолетов требуется обязательно пре-
дусматривать такие мероприятия:
разработку проекта производства работ с технико-экономи-
ческим обоснованием;
проектирование и изготовление специальных направляющих
и фиксирующих приспособлений;
выбор посадочной площадки на минимальном расстоянии от
монтируемого объекта;
отработку системы сигнализации для четкого взаимодействия
летного экипажа с руководителем монтажа;
устройство необходимых ориентиров,
В зависимости от района монтажа изменяется стоимость экс-
плуатации вертолета за один летный час- Министерством граж-
данской авиации СССР установлены тарифы за каждый летный
час эксплуатации вертолетов на строительно-монтажных работах
(табл. 18).
Несмотря на высокую стоимость летного часа, применение
вертолетов на монтаже башен является весьма эффективным.
Монтаж башен вертолетами выполняли способами наращивания
и поворота вокруг шарниров. При монтаже башен способом на-
ращивания вблизи монтажной площадки конструкции укрупняли
в блоки массой, соответствующей грузоподъемности вертолета
на внешней подвеске.
Такой блок закрепляли к внешней подвеске вертолета таким
образом, чтобы он занимал в пространстве положение, близкое
к проектному. Вертолет поднимал блок над смонтированной ча-
стью башни и зависал. По команде руководителя монтажа мон-
тируемую конструкцию опускали и наводили ла узлы с помощью
специальных ловителей-направляющих- После этого ее закрепля-
ли болтами. Так была смонтирована стальная башня высотой
100 м и массой 160 т за 168 ч вертолетом Ми-ЮК (г. Миасс, Че-
лябинская обл,).
Таблица 18. Тарифы за летный час эксплуатации вертолетов на
строительно-монтажных работах, руб. [24]
Тлп вертолета	Грузолодъемность на внешней подвеске, т	Тарифы по районам •			
		1 1 ч		1 П1	1 IV
Ми-4	1.30	210	220	230	240
Ми-8	3,00	590	600	610	620
Мн-6	8,00	1100	1200	1400	1600
Ми-ЮК	11,00	1200	1320	1530	1760
* Группы районов эксплуатации?
I — Европейская часть СССР (без районов Крайнего Севера}, Кавказ и Средняя
Азия.
I ( — районы Крайнего Севера Европейской части СССР, Урал и Западная Сибирь.
Ш — Мурманская область, центральная к Восточная Сибирь. Хабаровский и При-
морский края.
IV — Якутская АССР, Камчатская. Сахалинская, Магаданская области и другие
наиболее отдаленные районы страны.
195
Монтаж металлических башенных опор линии электропере-
дачи высотой 25 м и массой 3—4 т выполнили методом поворота
в шарнире. К собранной на земле и закрепленной на двух фун-
даментах шарнирами башне подлетал вертолет с опущенными
канатами внешней подвески длиной 21 м. Во время зависания
вертолета над опорой внешнюю подвеску стропили к ее вершине.
Затем вертолет плавно набирал высоту до натяжения каната
внешней подвески, после чего переходил к дальнейшему набору
высоты с одновременным горизонтальным перемещением в на-
правлении поворота башни-опоры. После посадки башни-опоры
на фундаменты се временно раскрепляли расчалками и затяги-
вали гайки анкерных болтов. Время от зависания вертолета над
опорой сброса стропов внешней подвески после ее установки в
проектное положение составило более двух минут.
На трассе газопровода Ухта — Надым 80-метровую башню
массой 25 т устанавливали вертолетом Ми-10К- Подъем башни
длился всего пять минут (для монтажа обычным методом тре-
буется около месяца).
Монтаж башен двумя одновременно работающими кранами.
На монтаже башен высотой 50—70 м перспективным может быть
способ подъема этих сооружений поворотом в шарнире двумя
самоходными стреловыми кранами с наклоненным в сторону
стрелы грузоподъемным полиспастом. Этот способ рассчитан на
значительное повышение устойчивости крана и увеличение его
грузоподъемности за счет того, что грузовой полиспаст при подъ-
еме конструкций способом поворота всегда имеет наклон в сто-
рону стрелы и его направление не выходит за ребро опрокидыва-
ния крана. Способ был проверен на монтаже нескольких верти-
кальных аппаратов наклонного типа на ряде химических и
нефтегазоперерабатывающих предприятий. Теоретически и прак-
тически подтверждено, что данный способ позволяет устанавли-
вать вертикальные конструкции массой, превышающей общую
максимальную грузоподъемность двух кранов в 2—5 раз. Трудо-
емкость монтажа этим способом по сравнению с трудоемкостью
монтажа таких конструкций мачтами снижается в 3—4 раза.
Положительный опыт монтажа вертикального оборудования
спаренными кранами со стрелами, оголовки которых соединены
ригелем, также дает основание рекомендовать этот способ для
использования в практике монтажа башен. Этот способ позволя-
ет увеличить суммарную грузоподъемность кранов на 40—42%
по сравнению с паспортной.
Отдельные попытки монтажа башен высотой до 60 м таким
способом в сочетании с поворотом вокруг шарниров и последую-
щим дотягиванием их тракторами дали положительные резуль-
таты. Количество такелажной оснастки, объем подготовительных
работ сводятся к минимуму. Стоимость монтажа башен спарен-
ными кранами со стрелами, соединенными ригелями, приближа-
ется к стоимости монтажа таких объектов отдельными кранами.
196
Монтаж башен тяговыми двигателями. Представляют интерес
предложения, содержащие технические решения, предусматри-
вающие использование двигателей, в том числе и реактивных для
монтажа башен способом поворота в шарнирах.
Предлагается закрепить шарнирно в узлах собранной на зем-
ле башни двигатели и за счет их тяги при работе осуществить
поворот башни в шарнирах до проектного положения. Посадку
башни ла фундаменты будут осуществлять дополнительной ка-
натной тягой и лебедкой. Предварительные расчеты подтвержда-
ют возможность осуществления монтажа башен таким способом
и его высокую экономичность.
Использование дирижаблей. В последние годы многие ученые
и инженеры вернулись вновь к идее использования дирижаблей
в народном хозяйстве. В наше время созданы синтетические ма-
териалы для прочных, газонепроницаемых, легких и дешевых
оболочек, имеется достаточное количество самых разнообразных
авиационных двигателей, несложно получение достаточного ко-
личества гелия. Эти обстоятельства открывают необходимые пер-
спективы для дирижаблестроения. В некоторых крупных городах
нашей страны, в частности в Киеве, на общественных началах
работают конструкторские бюро, которые разрабатывают осно-
вы технологии и обоснования экономической эффективности ис-
пользования дирижаблей в строительстве. Данные расчетов под-
тверждают несомненные преимущества этого вида грузоподъем-
ного средства.
Дирижаблями можно будет в собранном виде перевозить
опоры ЛЭП, радиорелейных линий, радио- и телебашни, а также
другие сооружения башенного типа. Будет создана реальная воз-
можность готовые к эксплуатации башни высотой 150—200 м
и массой 300—350 т перевозить с базовых сборочных площадок
или заводов непосредственно к месту установки и в течение не-
скольких часов устанавливать в проектное положение. Преиму-
щества такого способа монтажа башен особенно будут ощущать-
ся в условиях труднодоступных площадок (в горной, лесистой
местности, северных районах страны). Это внесет коренные из-
менения в технологию возведения сооружений башенного типа.
ПРИКНИЖНЫЙ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.	Материалы XXV съезда КПСС. М., Политиздат, 1976.
2.	Башмаков Ю. И. и др. Проектирование и монтаж высоких опор.
К, Буд1вельник, 1968.
3.	Беленя Е. И., Ге н и е в А, И., Балдин В. А. и др. Металлические
конструкции. М., Стройиздат, 1973.
4.	Броверман Г. Б. Строительство башенных и мачтовых сооруже-
ний. М., Стройиздат, 1970.
5.	СоколовА. Г. Опоры линий передач. М., Госстрой изд ат, 1961.
6.	Солодарь М. Б., Кузнецова М. В. П л и ш к и н Ю. С. Металли-
ческие конструкции вытяжных башен. Л., Стройиздат, 1975.
7.	Соколов А. Г. Металлические конструкции антенных устройств. М.,
Стройиздат, 1971.
8.	Л е с с и ч Е. Н., Л и л е е в А. Ф., С о к о л о в А. Г. Листовые металли-
ческие конструкции. М., Стройиздат, 1970.
9.	Болтянский В. Г. Математические методы оптимального управле-
ния. М., Наука, 1969.
10.	Мельников Н. П. Металлические конструкции. Ч. I. М., Стройиз-
дат, 1978.
11.	Стрелецкий Н. С., Стрелецкий Д. Н. Проектирование и из-
готовление экономичных металлических конструкций. М., Стройиздат, 1964.
12.	Справочник по динамике сооружений. М., Стройиздат, 1972.
13.	Савицкий Г. А. Основы проектирования антенных конструкций. М.,
Связь, 1973.
14.	Савицкий Г. А. Расчет антенных сооружений. М., Связь, 1978.
15.	Савицкий Г. А. Ветровая нагрузка на сооружения. М„ Стройиз-
дат, 1972.
16.	Б е с п р о з в а н н а я И. М., Соколов А. Г., Фомич Г. М. Воздей-
ствие ветра на высокие сплошностенчатые сооружения. М., Стройиздат, 1976.
17.	Матвеев В. В. Примеры расчета такелажной оснастки. Л., Строй-
издат, 1974.
18.	Мельников Н. П. Пути прогресса в области металлических кон-
струкций. М., Стройиздат, 1974.
19.	Пер с ион А. А., Седых Ю. И., Маркман Ю. Н. Справочник
монтажника специальных сооружений. К., Буд1вельник, 1976.
20.	С ы т н и к Н. П., Павловский В. Ф. Монтаж сооружений мето-
дом подращивания. К-, Буд1вельник, 1975.
21.	Соколова А. Д., X о д о в М. Б. Подъемно-транспортное и такелаж-
ное оборудование для монтажа строительных конструкций. М., Стройиздат,
1971.
22.	Шви денно В. И. Монтаж строительных конструкций. К., Буд1вель-
ник, 1973.
23.	Ш у м и ц к и й О. И. Исследование и развитие конструктивной формы
сварных стальных телевизионных башен большой высоты. — В кн.: Строитель-
ные конструкции. К., Буд1вельник, 1976, вып. XXVII.
24.	Минмонтажспецстрой СССР. Опыт применения вертолетов на строи-
тельно-монтажных работах. Изд. ЦБНТИ, М., 1971.
198
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ БАШЕН...................................
Конструктивные особенности и назначение башен...................
Материалы для элементов башенных конструкций....................
Схемы и узлы башенных конструкций...............................
Схемы........................................:	:	:	:	:
Диафрагмы .................................................
Сечения элементов башен....................................
Узлы решетчатых башен......................................
Конструктивные детали......................................
Устройства для снижения уровня колебаний........................
Воздействия и нагрузки..........................................
Собственная масса оборудования и конструкций...............
Метеорологические воздействия..............................
Сейсмические воздействия...................................
Предварительные напряжения.................................
Монтажные нагрузки.........................................
Расчет стальных башен...........................................
Определение оптимальных параметров стальных решетчатых башен
МОНТАЖ СТАЛЬНЫХ БАШЕН...........................................
Особенности организации работ и технологии монтажа башен
Подготовительные работы.........................................
Монтаж башен самоходными кранами................................
Монтаж башен способом наращивания..........................
Установка собранной на земле башни в проектное положение.
Подъем башен поворотом вокруг шарниров.....................
Подъем башен поворотом вокруг шарниров с дотягиванием поли-
спастом ...................................................
Подъем башен поворотом вокруг шарниров через рамную подстав-
ку с дотягиванием ‘полиспастом.............................
Монтаж башен переставными грузоподъемными механизмами .
Монтаж башен мачтой на расчалках...........................
Монтаж башен переставными кранами..........................
Монтаж башен универсальными подвесными самоподъемными
кранами....................................................
Монтаж башен ползучими самоподъемными кранами .	.	.	.
Монтаж башен переставными порталами........................
Монтаж башен с помощью стрелового оборудования самоходных
кранов ....................................................
Монтаж башен башенными кранами..................................
Монтаж башен прислонными башенными кранами.................
Монтаж башен свободно стоящими башенными кранами
Монтаж башен поворотом вокруг шарниров с помощью специальной
оснастки .......................................................
Монтаж башен «падающими» стрелами..........................
Монтаж башен «падающими» шеврами...........................
Монтаж башен безъякорным способом..........................
Монтаж башен способом выжимания............................
5
5
12
14
14
25
25
26
33
40
44
45
46
49
50
51
51
54
74
74
80
83
84
89
91
95
96
99
100
104
113
118
125
126
129
132
135
140
144
148
199
Монтаж башен способом подращивания с помощью специальной 158
оснастки ......................................................
Монтаж башен выдвижением агрегатами с домкратными установ-
ками .......................................................159
Монтаж башен системами полиспастов с электролебедками	.176
Комбинированные способы монтажа башен...........................182
Монтаж башен способом наращивания с подращиванием верхнего
блока.......................................................183
Монтаж башен-труб двумя мачтами с подращиванием внутреннего
ствола......................................................184
Монтаж башен способом наращивания с	поворотом	верхнего	блока	189
Монтаж башен способом выжимания с	поворотом	верхнего	блока	191
Перспективные способы монтажа башен..........................194
Прикпижный библиографический список..........................198
БИБЛИОТЕКА СТРОИТЕЛЯ
СЕРИЯ «ИНЖЕНЕРУ-ПРОЕКТИРОВЩИКУ»
Владимир Фомич Павловский,
Михаил Петрович Коядра
Стальные башни
(проектирование?и монтаж)
Редактор Л. И, Шитова
Художественный редактор Т. С. Преснякова
Технический редактор А. Д. Новик
Корректор Н. А. Малахова
Информ, бланк № 662
Сдано в набор 12.01.79. Подписано к печати 12.06.79* БФ
10704. Формат 60X90Vie. Бумага типографская № 1. Гарии*
тура литературная. Печать высокая. Уел. лея. л. 12.5.
Уч.-иэд. л. 13.07. Тираж 5000 экз. Изд. № 72—78. Зак. № 9—304.
Цена 1 р.
Издательство < Буд! не льни к». 252601, Киев!. ГСП, Влади-
мирская, 24.
Киевская фабрика печатной рекламы РПО «Полнграфкнн-
га» Госкомиздата УССР, 252067. Киев'67, Выборгская, 84.
                

Решениями XXV съезда КПСС предусмотрено дальнейшее развитие всех отраслей народного хозяйства на основе ускоренного технического прогресса. Для развития экономики всей страны особое значение имеет повышение эффективности работы ведущих отраслей промышленности, в том числе металлургической, химической, нефтеперерабатывающей и др.

Дальнейшая интенсификация ряда технологических процессов, необходимость создания благоприятного микроклимата в пределах производственных комплексов, повышенные требования к охране окружающей среды привели к увеличению высоты и количества башенных сооружений на многих крупных промышленных предприятиях. За последние годы также значительно увеличилось количество и высота башенных сооружений для связи, радио и телевидения. Многие башни наряду с их основным назначением используются метеослужбой, а также выполняют другие функции.

По назначению стальные башни можно классифицировать следующим образом: опоры для телевизионных центров, радиовещательных станций, радиорелейных линий связи, сложных антенных систем, линий электропередач, прожекторные опоры, опоры для газоотводящих стволов различных промышленных производств, переходные опоры для трубопроводов над естественными препятствиями (например реки, овраги и т. п.), опоры канатных дорог, многоцелевого назначения и др.

Такой неполный перечень использования стальных башен по их функциональному назначению подтверждает широкое использование этого вида инженерных сооружений.

В СССР первой высокой металлической опорой была башня Шухова В.Г. высотой 150 м (затем она была надстроена до 165 м), смонтированная в 1921 г. В течение 1924—1926 гг. были изготовлены и смонтированы металлические башни треугольной формы в плане для первой в СССР радиотелеграфной коротковолновой линии связи Москва—Ташкент.

С 1935 г. в нашей стране началось массовое строительство металлических башен высотой 100 м для радиоцентров. Элементы этих башен выполнялись из уголковых профилей.

В 1942 г. в г. Куйбышеве была смонтирована первая башня из трубчатых профилей высотой 205 м. Использование для конструктивных элементов башен труб оптимальных диаметров, соответствующих минимальным значениям аэродинамического коэффициента, позволило добиться значительного снижения массы таких сооружений. Это положило начало массовому использованию труб при проектировании и возведении башен различного назначения.

В настоящее время в стране ежегодно возводят десятки высоких башен различного назначения и сотни башенных сооружений малой высоты.

Накопленный опыт в этой области проектными, технологическими и монтажными организациями недостаточно обобщен и мало освещен в печати. Публикуемые в периодической печати отдельные статьи и сообщения также не могут решить эту задачу.

Настоящая работа является попыткой авторов систематизировать и обобщить имеющийся материал по вопросам проектирования и монтажа стальных башен. Авторы не претендуют на полноту освещения и заранее благодарны всем читателям, которые выскажут свои замечания и предложения по улучшению книги.

В книге использованы материалы ГПИ Укрпроектстальконструкция, института Промстальконструкция Минмонтажспецстроя СССР, УкрПКТИмонтажспецстрой Минмонтажспецстроя УССР, а также ряда монтажных организаций.

Раздел «Проектирование стальных башен» написан канд. техн. наук М.П. Кондрой, «Монтаж стальных башен» — лауреатом Государственной премии УССР инж. В.Ф. Павловским.

Скачать Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа

Дата актуализации: 01.01.2021

Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа

Статус:	Действует
Название рус.:	Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа
Дата добавления в базу:	01.09.2013
Дата актуализации:	01.01.2021
Дата введения:	24.10.1983
Область применения:	Руководство рекомендуется использовать при проектировании крупноразмерных (шириной более 10 м или диаметром более 10 м) прямоугольных, произвольной ортогональной, полигональной, круглой формы в плане железобетонных плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа (силосных корпусов, дымовых труб, теле- и радиобашен и т.п.) на естественном основании, не подверженном сейсмическим воздействиям и не находящемся в районе особых грунтовых условий (просадочных, набухающих, засоленных грунтов, подрабатываемых и закарстованных территорий).
Оглавление:	Предисловие 1. Основные положения    Общие указания    Требования к инженерно-геологическим изысканиям    Требования к расчетам плитного фундамента и основания 2. Расчет основания по деформациям    Выбор расчетной схемы и параметров основания       Определение осадок основания       Определение крена плитного фундамента 3. Определение предварительных размеров плитного фундамента по условию минимального объема бетона 4. Определение коэффициентов жесткости основания плитного фундамента 5. Статические расчеты плитных фундаментов    А. Расчет плитных фундаментов произвольной формы в плане для каркасных зданий       Расчет плитного фундамента с учетом влияния стен здания       Расчет плитного фундамента здания с учетом особенностей деформирования железобетона       Совместный расчет плитного фундамента и рамного каркаса здания       Совместный расчет плитного фундамента и элементов надфундаментного строения со связевым или рамно-связевым каркасом, а также панельного и киричного дома       Расчет плитных фундаментов с учетом влияния рамного каркаса здания       Расчет прямоугольных плитных фундаментов зданий с рамным каркасом при учете жесткости каркаса и реактивных касательных напряжений       Расчет прямоугольных плитных фундаментов зданий со связевым каркасом при учете реактивных касательных напряжений       Расчет толстых плитных фундаментов с учетом реактивных касательных напряжений       Расчет сплошных железобетонных плитных фундаментов под сетку колонн по кинематическому методу предельного равновесия    Б. Расчет плитных фундаментов произвольной формы в плане для силосных корпусов       Расчет плитных фундаментов с учетом жесткости силосных корпусов       Совместный расчет плитных фундаментов элеваторов и надфундаментных конструкций конечной жесткости       Расчет прямоугольного плитного фундамента, взаимодействующего с деформируемым основанием и жестким надфундаментным строением (типа силосного корпуса)    В. Расчет круглых и кольцевых плитных фундаментов с коническими оболочками для сооружений башенного типа       Расчет конической оболочки, опертой на сжимаемое основание       Расчет конической оболочки, опертой в нижнем сечении на абсолютно жесткое основание при различных типах опирания       Расчет кольцевого плитного фундамента на сжимаемом основании       Совместный расчет конической оболочки и кольцевой плиты конечной жесткости на сжимаемом основании       Расчет конической оболочки, лежащей на сжимаемом основании, подкрепленной опорным кольцом    Г. Расчет круглых и кольцевых плитных фундаментов сооружений башенного типа с учетом особенностей деформирования железобетона    Д. Расчет круглых плитных фундаментов с учетом особенностей деформирования основания с переменными физико-механическими характеристиками 6. Конструктивные требования 7. Требования к измерениям осадок, сдвигов и кренов фундаментных плит    Измерение осадок    Измерение сдвигов    Измерение кренов    Обработка результатов измерений Приложение 1. Характеристики программ для расчета плитных фундаментов на ЭВМ Приложение 2. Определение осадок и кренов прямоугольных фундаментов на линейно-деформируемом полупространстве и слое конечной толщины с использованием графиков Приложение 3. Определение осадок и кренов круглого фундамента на линейно-деформируемом полупространстве и слое конечной толщины с использованием графиков
Разработан:	НИИОСП Госстроя СССР
Утверждён:	НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР (Gersevanov NIIOSP, USSR Gosstroy )
Издан:	Стройиздат (1984 г. )
Расположен в:	Техническая документация Экология СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И СТРОИТЕЛЬСТВО Строительство Строительство в целом Строительство Справочные документы Директивные письма, положения, рекомендации и др.
Заменяет собой:	«Руководство по проектированию фундаментных плит каркасных зданий»
Нормативные ссылки:	«Руководство по проектированию фундаментных плит каркасных зданий»