Выпрямление крена Ермоловского элеватора (Сев. Кавказ)

18.05.2016

В 1938 г. трестом по передвижке зданий Моссовета был выпрямлен крен элеватора на разъезде Ермоловское, вблизи г. Грозного (авторы проекта: А.А. Покровский и Ю.Б. Монфред, руководил производством работ инж. Н.А. Куслянский).
Основное железобетонное здание элеватора имело высоту 33,5 м и размеры в плане 10х10 м. К нему была пристроена железобетонная сушилка высотой 20 м и размером в плане 5X6 м. Элеватор вместе с сушилкой весил около 2000 т.
Фундаменты основного здания состояли из двух одинаковых по размерам плит площадью по 56,65 м2, сложенных из бутового камня. Между плитами имелся разрыв в 2,2 м. Фундаменты были заложены на глубину 2,5 м и опирались на лессовидные суглинки второго типа просадочности. Максимальное напряжение на грунт в северо-восточной части элеватора с учетом ветровых нагрузок достигало 3 ксм/см2 при наименее выгодной загрузке его зерном.
Размер осадки элеватора с северной стороны составил 39 см, а с восточной — 21 см. Крен было решено выпрямлять гидравлическими домкратами системы «Перпетуум» с ходом поршня 16—17 с м. Чтобы после выпрямления крена не произошло вторичной осадки здания, устроили отводы для атмосферных вод и площадь основания фундаментов элеватора расширили на 50%. Площадь основания фундаментов с южной и западной сторон не расширяли, так как с этих сторон вплотную к зданию элеватора примыкали другие постройки, защищающие грунты основания от увлажнения их атмосферными осадками.
Фундаментные плиты основного здания элеватора расширили с трех сторон путем частичной закладки новых железобетонных фундаментов под существующие (рис. 83).
По окончании работ, связанных с усилением фундаментов (без устройства указанных на рис. 83 контрфорсов), приступили к установке домкратов, соблюдая определенную очередность при пробивке в железобетонных стенках элеватора сквозных отверстий.
Решено было выпрямить все здание элеватора, за исключением фундаментных плит (они остались в наклонном положении) Основанием для домкратов служила бутовая кладка фундаментов, а верхним упором — железобетонные стенки.
Для распределения нагрузки от домкратов на большую площадь железобетонных стенок между верхней плоскостью домкратов и железобетонными стенками были уложены сварные двутавровые стальные балки. В плане эти балки имели Г или Т-образную форму, в зависимости от места расположения домкратов (в угловой части здания или под стенкой, разделяющей силосы).
Выпрямление крена Ермоловского элеватора (Сев. Кавказ)

Для выпрямления крена применили домкраты со сферической плитой — тарелками, которые устанавливали нормально к поднимаемой конструкции. Теоретически касание тарелок происходит в точке, а практически по небольшой шаровой поверхности с малой площадью. Поскольку траектория точек перемещаемого сооружения криволинейна (по дуге окружности), то по мере подъема наддомкратная тарелка поворачивается, и точка касания смещается в сторону оси поворота сооружения. Величина угла поворота тарелки на каждом этапе подъема соответствует углу уменьшения крена.
Смещение точки отирания тарелки от вертикальной оси домкрата в сторону оси поворота вызовет в нижней плоскости домкрата момент, по величине равный произведению нагрузки, действующей на домкрат, умноженной на эксцентриситет (т. е. величине смещения точки опирания) При угле крена 2° и радиусе сферической поверхности тарелки 60 см величина эксцентриситета составит:
60*sin2° = 60*0,035 = 2,1 см.

При максимальной величине нагрузки на домкрат 200 т момент будет равен: 200*0,021=4,2 тсм.
Считая, что под поршнем домкрата лежат две балки, расстояние между центрами которых равно 25 см, получаем, что нa одну балку передается дополнительная нагрузка P = 4,2:0,25 = 16,8 тс.
Следовательно, при величине нагрузки на домкрат, равной 200 тс, максимальная величина нагрузки Р на одну балку составит:
P = 200:2 + 16,8 = 116,8 тс.

При необходимости (большем крене сооружения) момент, образующийся от внецентренно приложенной нагрузки на домкрат, можно уменьшить в 2 раза за счет устройства подготовки под домкратом с наклоном, равным половинному углу крена сооружения.
Подъем элеватора был произведен в два приема: сначала выпрямили крен элеватора в северном направлении, а затем — в восточном.
Пропорциональность величин подъема контролировали по шкалам, прикрепленным к стеклянным отводам водяной нивелировки основной системы. Расстояния между делениями шкал были разные, они увеличивались по мере отдаления домкрата от оси вращения.
Железобетонные контрфорсы были устроены после выпрямления крена (см. рис. 83), затем железобетоном заделали образовавшийся при подъеме просвет между стенками силосов и фундаментом. После уборки домкратов были забетонированы все гнезда, в которых они были установлены.
Расширение площади основания фундаментов позволило снизить нормативное давление на грунт до 2 кгс/см2.
На производство работ по расширению площади основания фундаментов и выпрямлению крена было затрачено 60 рабочих дней при двухсменной работе. В дневной смене работало в среднем 15 рабочих, в вечерней — 10.