Останкинская телебашня, расположенная в Москве, имеет впечатляющую толщину фундамента, составляющую около 7 метров. Это позволяет конструкции устойчиво держаться на сложном грунте и выдерживать различные нагрузки, включая сильные ветра и сейсмические воздействия.
Фундамент башни был разработан с учетом специфических геологических условий и требует сложных инженерных решений. Его мощность обеспечивает надежность и долговечность телебашни, что позволяет ей оставаться важным элементом телерадиовещательной инфраструктуры России уже много лет.
Строительство Останкинской башни
Сегодня по материалам сайта "Фотографии старой Москвы" и журнала "Наука и Жизнь" я расскажу, как строилась Останкинская башня.
Башня, вес которой более 32 тысяч тонн, возведена на монолитном кольцевом железобетонном фундаменте шириной 9,5 метра, высотой 3 метра и диаметром (описанной окружности) 74 метра. В десятиугольной железобетонной ленте фундамента с помощью системы кольцевой напряженной арматуры (она состоит из 104 пучков, в каждом пучке по 24 проволоки диаметром 5 миллиметров каждая) создано предварительное напряжение — каждый пучок натянут гидравлическими домкратами с силой около 60 тонн.
Фундамент заложен в грунт на глубину 4,65 метра. Предполагается, что он осядет на 3—3,5 сантиметра. Устойчивость башни на опрокидывание имеет шестикратный запас.
Железобетонная опора всего сооружения—это тонкостенная коническая оболочка, опирающаяся десятью железобетонными “ногами” на банкетки фундамента. Диаметр нижнего основания этой оболочки — 60,6 метра, а на высоте 63 метров он равен 18 метрам. Верхняя часть железобетонного ствола, начиная с высоты 321 метр, выполнена в виде цилиндра с наружным диаметром 8,1 метра. Толщина стен у основания башни — 500 миллиметров.
В центре конического основания на самостоятельном фундаменте (круглая железобетонная плита диаметром 12 метров и толщиной 1 метр) возведен железобетонный стакан высотой 63 метра и диаметром 7,5 метра. В этом стакане проходят скоростные лифты, силовые кабели, кабели связи, шахта с водопроводными и канализационными стояками и аварийная стальная лестница. На стакан опираются концы балок пятнадцати междуэтажных перекрытии, в между стаканом и конусным основанием проходит лестничная клетка. Сооружение раздельных фундаментов для двух независимых конструкций — башни и стакана — позволяет передать на грунт различное давление при их неравномерной осадке.
Под действием ветровой нагрузки верхняя часть башни может колебаться, и отклонение ее вершины при сильном ветре может достигнуть 10 метров. При ветрах, которые бывают в Москве довольно часто, в среднем раз в неделю, посетители смотровых площадок и ресторана будут ощущать колебания башни приблизительно так же, как качку корабля с амплитудой 8 сантиметров при периоде колебаний в 10 секунд.
Есть у башни еще один “враг”. Это. солнце. Из-за одностороннего нагрева ствол перемещается (от искривления) у вершины на 2,25 метра, в на уровне смотровых площадок — на 0,72 метра. Для уменьшения деформаций от ветровых нагрузок и от одностороннего нагрева на расстоянии 50 миллиметров от внутренней поверхности ствола натянуто 150 стальных тросов.
Общее усилие их натяжения равно 10400 тоннам—это вес океанского парохода. Тросы примут на себя растягивающие усилия и предохранят бетон от трещин, а, следовательно, арматуру — от коррозии.
На железобетонной части башни установлено несколько металлических антенн общей высотой в 148 метров. Антенны выполнены в виде стальных труб. Внутри труб имеются жесткие диафрагмы. Для обслуживания антенн до высоты 470 метров используется специальный лифт. Чтобы осматривать и демонтировать вибраторы, а также периодически красить стальные конструкции антенн, устанавливаются 6 площадок с перилами и подвешиваются люльки.
При строительстве башни широко использовались самые последние достижения строительной техники. Уникальным башенным краном БК-1000 грузоподъемностью 16 тонн (при вылете стрелы 45 метров) собирались и монтировались металлоконструкции. Ствол башни сооружался с помощью единственного в мире самоподъемного агрегата весом около 300 тонн. Бетон этому агрегату доставляли лифты.
На отдельной площадке гусеничным краном СКГ-100 (грузоподъемностью 100 тонн) собирались секции металлических антенн. Это была контрольная сборка. Одновременно на антеннах монтировалось оборудование и устанавливались вибраторы. Потом секции антенны вновь разобрали, и отдельные их части — царги — подавались краном на перегрузочную площадку на высоту 63 метра.
Затем специальным краном, установленным на стволе башни, первые царги поднимались на вершину башни и монтировались так, что они вошли внутрь ее ствола на 10 метров. А после этого монтаж вели с помощью ползучего крана.
Проект архитектурно-строительной части телевизионной башни разработан ЦНИЭП зрелищных зданий и спортивных сооружений. Авторский коллектив: инженер-конструктор Н. Никитин, архитекторы Д. Бурдин, Л. Баталов, В. Милашевский, инженер-конструктор Б. Злобин, инженер-сантехник Т. Мелик-Аракелян. Отдельные части проекта разрабатывал “Моспроект-1” и 19 других проектных организаций. Генеральная проектная организация — ГСПИ Министерства связи СССР. Технологическую часть проекта осуществляет авторский коллектив под руководством инженера И. Островского.
СХЕМА МОНТАЖА АНТЕННЫ
После контрольной сборки и настройки антенн на стенде отдельные монтажные элементы (царги) весом до 25 тонн гусеничным краном переносятся в зону действия кольцевого крана. Он поднимает царгу на перегрузочную площадку на высоту 63 м. Мостовой кран, находящийся на высоте 385 и, поднимает царги на другую перегрузочную площадку, расположенную на 370-метровой высоте. Затем самоподъемный кран, передвигаясь по смонтированным царгам, устанавливает вновь поступающие царги друг на друга.
Последнее, самое верхнее звено кран поднимает за его середину. Для сохранения вертикального положения звена его нижний конец искусственно утяжеляется.
С высоты 385 м видны кольцевые пути наземных кранов. На переднем плане снимка видна брезентовая “юбка” с веревочным каркасом За ней размещаются подвесные подмости, с которых ведутся работы по закреплению наружной опалубки и осмотр наружной поверхности бетона.
Из журнала "Наука и Жизнь" за 66 год.
Нажав на фотографии вы сможете рассмотреть их в хорошем качестве.
На сайте "Фотографии старой Москвы" вы найдете много интересных фотографий. Если у вас есть интересные снимки Москвы, присылайте их мне, или добавляйте через специальную форму на сайте . Также, я буду очень признателен, если вы разместите информацию об этом проекте у себя в журнале.
Высший в мире бетон России. К 50-летию Останкинской Башни
До Останкинской башни все высотные сооружения строили только из металлоконструкций: башня Эйфеля, башня Шухова, невыразительные и однотипные небоскрёбы Нью-Йорка. Однако, архитектурные типовые стандартные металлоконструкции, высокая их стоимость и жаро-нестойкость, обязательное регулярное нанесение защитного от коррозии покрытия – значительно удорожали металлические сооружения. Впервые в мировой истории строить в 1963 году самую высокую на Земле башню 535 метров в основном из бетона это огромнейший риск, ответственность, авантюра, утопия и неразрешимые проблемы недоступные абсолютному большинству инженеров во всём Мире.
Гениальный отечественный конструктор д.т.н. Н.В.Никитин, сделал проект Останкинской телебашни, в которой ствол башни от фундамента до отметки +385,5 метров железобетонный, требовалось запроектировать Первый в Мире Бетон: особоморозостойкий, особопрочный, осободолговечный который противостоит всему – морозу, солнцу, ветру, дождям, засухам, и дополнительно непредвиденному пожару с температурой более 1000 градусов Цельсия (в 2000 году) на космической высоте 460 метров. Огромные габариты железобетонного ствола башни и постоянные штормовые и ураганные ветровые нагрузки это опасный фактор риска при возведении и эксплуатации подобных сооружений, однако все эти проблемы были успешно решены отечественными строителями.
Главным разработчиком Бетона Останкино был выбран Н.В.Никитиным и назначен руководством страны заведующий лабораторий № 10 ВНИПИ Теплопроект к.т.н. Б.Д.Тринкер, который в 1939 защитил диплом с отличием в МХТИ им.Д.И.Менделеева, в 1940-1945 воевал на фронтах Великой Отечественной войны, а с 1946 занимался строительством морских портов на Дальнем Востоке и в Сибири при критических отрицательных низких температурных условиях в зонах переменного уровня морской воды то есть при солевой агрессии.
Одно из важнейших изобретений Б.Д. Тринкера – получение и использование эффективных и надёжных пластификаторов ССБ на основе многотоннажных отходов ЦБК, с применением которых в 1947-1952 было изготовлено более 2 миллионов кубометров специального гидротехнического бетона, и одновременно разработанных им технологии проектирования и подбора состава бетона и многостадийного контроля качества /1 – 7/. В результате был создан сверх-долговечный и сверх-прочный ВЕЧНЫЙ бетон. Таким образом 70 лет назад проблема получения сверхпрочного Вечного бетона была решена применением пластификаторов типа ССБ, потом СДБ, ЛТМ, а теперь в ХХ1 веке, научившись у СССР, и в тёплых странах строят дома из железобетона высотой 800 и более метров.
В основе проектирования бетона находится :
- учение о влиянии водо-цементного отношения на плотность, прочность, долговечность цементного камня обладающего равномерно-распределённой замкнутой структурой, полученной применением пластифицирующе-воздухововлекающих химических добавок,
- создание плотного без пустот объёмного строения заполнителей,
- отборные материалы, имеющие высокие физико-механические показатели ( по сравнению с другими конструкциями ), вся система вместе надёжно обеспечивает первичную защиту от коррозии, максимально продляя безаварийный срок жизни всего сооружения, то есть Останкинской телебашни.
Первое в мире изобретение-патент на применение Лигносульфонатов – ССБ было получено 24 декабря 1948 года /1/ в Москве, и началась на Земле «Эра применения химических добавок в бетоны» с целью снижения Водо-Цементного отношения и получения долговечного и коррозионно-стойкого Бетона. После 1948 года в нашей стране на основе Лигносульфонатов были созданы химические добавки: СДБ-ЛСТ-ЛТМ, успешно применённые для производства сотен миллионов кубометров бетона. Но если в нашей стране данные добавки были изготовлены из многотоннажных отходов производств целлюлозно-бумажной, химической, биологической, металлургической и других промышленностей, то есть с улучшением Экологии и получением Двойного Эффекта, то на западе только начиная с 1974 года сделаны пластификаторы из очень дорогих компонентов нафталино-меламино-карбоксилатов и т.д.
Начав работы по проектированию бетона Останкинской башни, Б.Д.Тринкер первым делом пересмотрел все проектные требования к бетону, увеличив показатели по прочности в 2 раза, морозостойкости в 2,5 раза и водонепроницаемости. Были рассмотрены и отобраны из десятков вариантов, цементные заводы, карьеры песка и щебня, проверены химические анализы воды, произведена полная подробная проверка бетонного завода : хранение заполнителей и цемента, точность дозирования, мероприятия зимнего бетонирования. Все химико-минералогические показатели цемента, чистота и модуль крупности кварцевого песка, фракционирование и чистота гранитного щебня – оказывают сильное влияние на долговечность бетона.
Рассмотрены проблемы транспорта, непрерывности подачи бетонной смеси, формования бетона в опалубке и качество подготовки рабочего шва бетонирования, отделка поверхности, уход за твердеющим бетоном. Кроме того были подготовлены варианты замены строительных материалов на другие, при аварийных случаях, также рассмотрены транспортные схемы подачи материалов от производителей на БСУ. Отдельный важный вопрос: непрерывный контроль качества строительных материалов, бетонной смеси и бетона, выдержка образцов бетона в условиях конструкции, замеры температур твердеющего бетона. Контроль каждой входящей на объект машины с бетоном, и уход за твердеющим бетоном методом полива при положительных температурах и периодичность, тоже были вменены в обязанности лаборантов.
Заранее предусмотрев очень высокие требования и все необходимые расчётные технологические мероприятия, часто неугодные торопливым и ретивым начальникам (генподрядчику и заказчику) всегда готовым „рапортовать“, и значительно увеличив проектные марки бетона, тем самым в 1963 году Б.Д.Тринкер спас телебашню от катастрофы в 2000 году.
Возведение Останкинской телебашни стало генеральным испытанием и проверкой всей системы отечественного высотного строительства уникальных сооружений, которая в последующее время успешно применена при строительстве в СССР мировых Гигантов: дымовых труб высотой 330-420 метров, башенных градирен высотой 150 метров на ГРЭС, ТЭЦ и АЭС.
В рекордно короткие для мировой индустрии сроки – всего лишь за 4 года была построена в Москве Останкинская 535-метровая телебашня которая кроме всех климатических проблем успешно выдержала пожар 2000 года в течении двух суток с температурой 1000 градусов.
Цитата из учебника: «Бетон на портландском цементе при температуре выше 300 градусов распадается на составляющие, арматура расширяясь неуправляемо деформируется, бетон рассыпается в прах. » – такое должно было случиться, но помешал разрушению башни творческий гений автора бетона Б.Д.Тринкера.
В ХХ1 веке нашей Московской Башне нет равных на Земле: башня в Канаде на 1500 километров южнее, в Аравии на 4000-5000 км южнее, в Китае на 2000-3000 км южнее к экватору, то есть везде значительно теплее климат, без резких колебаний воздуха, без низко-температурного замораживания, без ежесуточных переходов через 0 градусов, без сухих ветров и высушивающего бетон солнца. Севернее 55 градусов с.ш. нет ни одного сооружения на земле выше нашей останкинской башни!
В 1967 году было возведено ещё одно высотное сооружение: монумент Родина-Мать в Волгограде (в период боёв город называли Сталинград), однако вскоре памятник начал разрушаться из-за плохого контроля качества (теперь называют «мониторинг»). В заполнителе были реакционные включения, вызвавшие выровы и трещины в бетоне сооружения, создалась угроза разрушения.
НИИЖБ Госстроя СССР (д.т.н. Ф.М.Иванов, В.Г.Батраков) посоветовал применить гидрофобизацию ГКЖ, однако их состав был смыт первым дождём! Б.Д.Тринкер произвёл обследование по всей (!) поверхности монумента, разработал специальную Инструкцию по ремонту и применил свою технологию, меч был заменён. В результате Учёный Б.Д.Тринкер спас монумент Родина-Мать от аварии, а Родину от позора. 18 января 1971 года директор памятника генерал-майор в отставке подарил Б.Д.Тринкеру книгу-альбом «Героям Сталинградской битвы» с дарственной надписью: «С глубоким уважением Б.Д.Тринкеру! Участнику строительства памятника-ансамбля Героям Сталинградской битвы, подпись, дата». .
Автор феноменального Останкинского бетона Борис Тринкер (1914-2004) оставил после себя богатое научное наследство: более 250 научно-практических публикаций в журналах, книги и 100 патентов, если по-хозяйски распорядится которыми, можно прийти к возрождению и развитию отечественного строительства.
Некоторые характеристики башни: высота ж.б. ствола = 385,5 метров, высота стальной антенны = 147,7 метров, диаметр опор-ног на отм. 0,00 м. = 60 метров, наружный диаметр на отм. + 63,00 м. = 18 метров, диаметр ж.б. ствола на отм. + 385, 5 м. = 8.2 метра, общий объём железобетона в фундаменте и стволе = 20 000 м3.
Результаты испытаний бетона ствола башни :
– возраст 28 суток — 380 – 450 кг/см2
– возраст 1 год — 450 – 500 кг/см2
– возраст 5 лет — 550 – 650 кг/см2
Результаты показывают непрерывное увеличение прочноcти, так как при проектировании бетона были учтены все необходимые факторы.
Эйфелеву башню, причём в тёплом климате без морозов – регулярно красят каждые 7-9 лет, применяя сотни тонн самых современных и дорогих антикоррозионных материалов, а Останкинскую Башню НИКОГДА не красили : такой наш ВЕЧНЫЙ Бетон, не поддающийся коррозии.
В настоящий момент 50-летнего юбилея Останкинской телебашни, можно предложить надстроить на 20 метров, чтобы наша Царь-Башня перешла на более высокую ступень по градации „The World Federation of Great Towers” / 8, 9 /.
Выводы:
Долговечность Бетона и получение ВЕЧНОГО Бетона – одна из самых больших проблем строительства в России, учитывая огромные размеры страны, и многоликие климатические и сейсмические условия, решению этой проблемы посвятили всю свою жизнь известные советские учёные ХХ века. Следует учесть, что в период строительства Останкинской башни наши учёные трудились в благословенные времена, когда предпочтение отдавали своим отечественным разработкам в науке, технологиях и машиностроении, что в итоге значительно на порядки уменьшало всю стоимость строительства, так как иностранцам живущим в сравнительно мягких климатических условиях своих стран неизвестны климатические условия и технологические режимы эксплуатации зданий и сооружений в СССР.
Приведенные в статье рекомендации, список литературы и методические указания основаны на практическом опыте:
- изучения теорий: технологии строительства и коррозии железобетона,
- многолетнего обследования эксплуатируемых строительных сооружений и конструкций, и также сооружений 1930-х годов,
- проектирования и возведения сооружений из осободолговечного коррозионностойкого всепогодного железобетона,
- контроле качества ( „мониторинге“ ) возведённых сооружений.
Учёные и инженеры, строители СССР и России в условиях критических низких температур, ураганов и агрессивных сред успешно возводили уникальные самые высотные и долговечные инженерные железобетонные сооружения неподвластные Времени.
Библиография:
- Тринкер Б.Д. Способ приготовления пластимента для бетонов, № 87043, описание изобретения к Авторскому Свидетельству, 24 декабря 1948, Москва.
- Тринкер, Б. Д. Руководство по проектированию и подбору состава гидротехнического и обычного бетона, Министерство строительства РСФСР, Т.У., Москва, 1957, стр. 1- 52.
- Тринкер А.Б. Единая система скоростного бетонирования высотных сооружений, журнал „Бетон и железобетон“, № 12, 1983, стр. 20 – 21.
- Тринкер А.Б. Волшебная добавка ЛТМ, «Строительная газета», № 295, 24.12.1988, стр. 2.
- Тринкер А.Б. Химизация производства бетона, сборник «Охрана окружающей среды и использование вторичных ресурсов», Москва, 1989, вып 1/6, стр. 1 – 4, МГЦНТИ, Госплан РСФСР.
- Тринкер А.Б. Экономия цемента в сборном и монолитном бетоне и железобетоне, журнал «Строительные материалы», Москва, № 12, 1992, стр. 17 – 19.
- Тринкер Б.Д., Тринкер А.Б. «Надёжность и долговечность высотных сооружений из монолитного железобетона», журнал «Монтажные и специальные работы в строительстве», № 11/12, 1992, Москва, ISSN 0027-0040, стр. 19-22.
Автор — Тринкер Александр Борисович, д.т.н., родился 25.03.1947, с 1970 ст.инженер НИИЖБ Госстроя СССР, 1977 — 1983 главный технолог высотных и подземных сооружений В.О. Гидроспецстрой Минэнерго СССР, 1983 – 1985 главный специалист технического отдела всесоюзного объединения азота и оргсинтеза ГИАП Минхимпрома СССР, 1985 — 1991 главный технолог по Новой Технике КТБ Главмоспромстройматериалов Мосстройкомитета, 1991 — 1996 главный инженер завода ЖБИ-Лихоборы 1-го СМТ Минсредмаш СССР, c 1998 Regeneration Technology Centre гигант" – Останкинская телебашня.
Другие публикацииТринкер Александр
- Олимпиада-80 в Москве. 40 лет спустя
- Отечественные прорывные технологии
- Всесезонный универсальный бетон России
- Предотвращение техногенных катастроф России: ошибки в технологиях строительства
- Экспертиза источников сырья
