576

Глава IX. Технология возведения инженерных сооружений

9.1 Монтаж башенно-мачтовых сооружений энергетики и связи

9.1.1 Общие положения

Характерные особенности сооружений башенно-мачтового типа выделяют их из общей массы строительных конструкций в особую группу, требующую специальных расчетов и конструктивных решений, а также специфических приемов изготовления, транспортировки и монтажа. К числу характерных факторов, объединяющих эту группу сооружений, можно отнести следующие:

- высоту значительно превосходящую размеры сооружения у основания;

- доминирующее влияние на напряженное состояние конструкций метеорологических факторов (ветер, гололед, повышенная и пониженная температуры), определяющих выбор конструктивной формы. Правильный учет влияния метеорологических факторов существенно отражается на экономичности принятых

- монтажные усилия, возникающие в процессе возведения сооружений башенно-мачтового типа и отличающиеся от эксплуатационных, на которые рассчитывается сооружение;

- специфическую оснастку, обеспечивающую качественное исполнение, в заводских условиях, так и в условиях монтажной площадки. В частности, наличие у мачт оттяжек из стального каната, требующих специальных работ по их изготовлению, вытяжке и испытанию;

- сравнительно небольшой объем работ в каждом отдельном случае за исключением уникальных сооружений башен и мачт высотой свыше 200м.

Сооружения башенно-мачтового типа можно классифицировать по следующим признакам.

По общей конструктивной схеме сооружения разделяют на башни, мачты и смешанные конструкции.

Башни – это стоящие сооружения с жесткими опорными элементами, у которых отношение ширины основания к высоте составляет от 1:12 до 1:17. Расчетная схема башни – консоль, заделанная в основание. Для ее удержания в вертикальном положении не требуется оттяжек.

Мачты – сооружения с гибкими опорными элементами, шарнирно или с защемлением опирающиеся на фундамент; в вертикальном положении удерживаются одним или несколькими ярусами оттяжек. Расчетная схема мачты – сжато–изогнутый стержень, поддерживаемый упругими опорами, которые создаются оттяжками.

В практике встречаются комбинированные решения, при которых сооружение имеет признаки и башен, и мачт, например, их нижняя часть решена в виде жесткого ствола, как башня, а верхняя – в виде мачты на оттяжках. При выборе общей конструктивной схемы сооружения считается, что мачты экономичнее, чем башни, но для размещения мачт необходима большая территория, чем для башен.

По материалу несущих конструкций башенно-мачтовые сооружения бывают металлические, железобетонные и комбинированные. Последние могут быть выполнены в виде железобетонного ствола на стальной опоре или стального ствола на железобетонной опоре (Останкинская телебашня высотой 540м в Москве, телебашня в Берлине высотой 360м и др.).

По конструктивному решению несущих элементов сооружения разделяются на решетчатые, сплошностенные и комбинированные.

Решетчатые в зависимости от формы применяемого сортамента металла можно разделить на две подгруппы – из хорошо обтекаемых профилей (из трубчатых и сплошных круглых стержней, обладающих наименьшими коэффициентами обтекания) и из прокатных профилей (уголков, швеллеров и др.), имеющих большие коэффициенты обтекания. В зависимости от формы ствола башни или мачты в плане решетчатые сооружения бывают треугольные, квадратные и многогранные. Сплошностенные сооружения обычно выполняются круглой формы в плане, ствол у них является одновременно ограждающей конструкцией и выполняется из листовой стали.

По характеру связи между собой и взаимному воздействию друг на друга сооружения башенно-мачтового типа делятся на две группы. К первой относятся отдельно стоящие сооружения, не связанные между собой в единую механическую систему. Характерными для этой группы являются опоры РРЛ, отстоящие одна от другой по трассе линии на расстоянии 40–60км, но механически между собой не связанные, телевизионные башни, вентиляционные и дымовые башни-трубы, буровые вышки и многие другие.

Ко второй группе относятся системы сооружений, механически связанные между собой канатами, если это опоры канатных дорог, антенными и рефлекторными полотнами, если это приемные или передающие системы радиоцентров, проводами в воздушных линиях электропередачи (ЛЭП) и пролетными строениями в высоких эстакадах.

В зависимости от вида монтажных соединений сооружения можно поделить на сборные с болтовыми соединениями и цельносварные. Наиболее распространенными соединениями в настоящее время являются фланцевые монтажные стыки, так как они требуют меньше времени на установку," чем сварные. Между тем, применение сварных монтажных стыков имеет свои преимущества, основное из них – значительно меньшая стоимость конструкций по сравнению с фланцевыми.

В соответствии со сроком службы сооружения могут быть стационарными (телевизионные и радиобашни и мачты, башни-трубы, опоры ЛЭП и др.) и временными, т.е. сборно-разборными (нефтяные и буровые вышки, метеорологические опоры и др.).

В зависимости от географического места возведения различают сооружения, рассчитанные на нагрузки соответствующих ветровых районов; в гололедном районе – рассчитанные на нагрузки, соответствующие району обледенения, и особых случаях – на сейсмические воздействия.

В зависимости от технологического назначения сооружения башенно–мачтового типа используются в качестве опор воздушных линии электропередач, телевизионных радиорелейных, вентиляционных башен-труб, канатных дорог, створных знаков устанавливаемых по берегам морей (озер, водохранилищ), водонапорных башен, вышек различного назначения (буровых, геодезических, обзора местности, прыжков с парашютом, лыжных трамплинов и др.), радио-опор, шпилей.