Для контактов:

+7(495) 162-2742
+7(495) 109-3687
+7(495) 669-9492

СТАТЬИ / История знаменитых металлоконструкций

Разделы:


	Плазменная резка металла

	Газовая резка металла

	История знаменитых металлоконструкций

	Металлообработка

	НПП РУСМЕТ

	Металлоизделия

Саяно-Шушенская ГЭС – металлоконструкция системы МАРХИ

Саяно-Шушенская гидроэлектростанция является одной из наиболее мощных электростанций мира и занимает шестое место. В России же это - единственная ГЭС такого масштаба. Расположение на реке Енисей было выбрано не случайно: рельеф русла позволил сконструировать арочно-гравитационную плотину, высота которой 245 м. Принимая во внимание масштаб конструкции, время, затраченное на ее строительство (37 лет) не прошло даром. ГЭС вступила в действие в 2000 году, однако в 2009 году произошла крупная авария и в результате проводится реконструкция, которая должна закончиться в 2014 году.

Мощность ГЭС зависит от количества гидротурбин и их технических характеристик. На Саяно-Шушенской ГЭС установлено 10 гидроагрегатов, мощность каждого 640 МВт, основное рабочее колесо агрегата представляет собой цельносварную металлоконструкцию диаметром 6,77м (материал - нержавеющая сталь). Основу машинного зала составляют перекрестно-стержневые металлоконструкции системы МАРХИ (Московский Архитектурный институт).

К перекрестно-стержневым относятся металлоконструкции, состоящие из ферм или балок скрепленных в узлах пересечения. Балки носят название ребер и способны работать на изгиб в нескольких направлениях. Более металлоемкими являются диагональные и ортогональные системы, они же и более статичны. Треугольные формы обладают большим крутящим моментом. Перекрестно-стержневые плиты отличаются наличием повторяющихся одинаковых ячеек. Причем эффект изгибания металлической конструкции создается за счет различного строения верхних и нижних сегментов. Комбинация из различных элементов сотовой системы (пирамид, треугольников, квадратов) позволяет сконструировать многообразные формы и размеры общей конструкции. Повышение жесткости системы может формироваться за счет усиления при помощи пластинчато-стержневых конструкций из тонкостенного алюминия в форме пирамид. Пространственное ориентирование пирамиды предполагает усиление верхних или нижних поясов общей модели. Дополнительное укрепление вершин пирамид повышает устойчивость всей конструкции к внешней силе, приложенной к любой ее точке.

Саяно-Шушенская ГЭС – металлоконструкция системы МАРХИ

Уникальность перекрестно-стержневой металлоконструкции состоит в том, что существует возможность равномерного распределения нагрузки и нивелирования малонагруженных и максимально нагруженных элементов. Что дает создание конструкции по подобной схеме? Конструкция становится более устойчивой к подвижным, в частности, сейсмическим нагрузкам; повышает мобильность внутренних опор и возможность их переставлять; увеличивает жесткость системы – можно подвесить дополнительное оборудование. Кстати, система не зря называется МАРХИ, она была разработана научно-педагогическим составом кафедры инженерных конструкций, результат длительных научных трудов увидел свет в 1969 году. Технология позволяет создать конструкцию любой формы, экономичную и эстетически привлекательную. Поскольку цельная конструкция монтируется уже на месте, то транспортировка узлов и элементов конструкции малозатратное действие, а монтаж осуществляется в сжатые сроки.

Ярким примером масштабного применения перекрестно-стержневых металлоконструкций является Саяно-Шушенская ГЭС, стены и потолок машинного зала, которой и представляет данная система. Чтобы в полной мере оценить масштабность строительства желательно схематически ознакомится с ее устройством. Напорный фронт ГЭС образует арочно-гравитационная плотина, основной упор которой приходится на собственный вес. Устойчивость системы увеличивается за счет фундамента: крепление в боковых породах на глубине 10-15м, в основание – 5 м, в итоге общая ширина плотины у основания 105,7м, а длина гребня – 1074,4 м. Основание плотины составляет цементная площадка глубиной 30 м. Вид плотины в поперечном разрезе – четыре бетонированных столба по 24 м толщиной. В итоге на строительство ушло 9,075 миллионов м³ бетона. Самая высокая точка плотины высотой 547 м., а на высоте 542 м. расположено автодорожное полотно. В силу рельефа по правому берегу тянется шоссейная дорога, на левом к плотине подходит туннель, длиной 1100 м. Саяно-Шушенская самая высокая плотина арочно-гравитационного типа в мире.

Саяно-Шушенская ГЭС – металлоконструкция системы МАРХИ

Вследствие своей масштабности и верного расположения Саяно-Шушенская ГЭС вырабатывает самую дешевую по себестоимости электроэнергию в стране: 1 кВт•ч стоит 1,62 коп. Это стало возможно в результате естественных природных условий – используется участок течения Енисея со средним уклоном реки, так называемый Саянский коридор длиной 280 км, где существует естественное падение воды. Река протекает в узком ущелье, течение стремительное с множеством порогов, в итоге общий сброс воды на плотину за год составляет 47 км³, а максимальный сброс водной толщи через одну турбину составляет 358 м³/с. В итоге общий водосброс составляет 13, 090 м³/с - 13 600 м³/с Таким образом, все 10 гидроагрегатов работают при напоре воды, в среднем, 194 м. Переработать поток воды такой мощности может оборудование, общая масса которого 1440 т, при номинальной частоте вращения турбин 142,8 об/мин. Водохранилище ГЭС имеет особое, противопаводковое значение – оберегает от наводнения все нижележащие населенные пункты. Поэтому так необходимо поддержание в порядке всей контрольно-измерительной аппаратуры наблюдения, которая располагается в 10-ти продольных галереях в теле плотины.

Трагическая авария, унесшая 75 человеческих жизней, была не только самой масштабной, но и самой ощутимой в истории гидроэнергетики. Именно Саяно-Шушенская ГЭС покрывала все пиковые перепады электроэнергии в ЕЭР (единая энергосистема России). В результате аварии произошли серьезные нарушения водоперерабатывающих систем и обрушение металлического шатра, которым были представлены стены и потолок машинного зала. Так как шатер был сконструирован и собран по системе МАРХИ, необходимо было провести реконструкцию в данном ключе, тем более что за весь срок эксплуатации ГЭС повреждений шатра не наблюдалось. К сожалению, в России не так много специалистов, способных воспроизвести данную технологию. Хотя технология забыта незаслуженно, так как она является наименее металлоемкой: по сравнению с другими технологиями требуется в два раза меньший расход металла на одинаковую площадь изделия. Кроме удешевления конструкции происходит ее облегчение и в результате возможно изготовление крупных пролетов перекрытия длиной 100 м и более без дополнительных опор. Само название «перекрестно-стержневая конструкция» говорит о том, что на монтаж готового проекта уходит немного времени. Так сборку системы площадью в 1000 м2 могут выполнить пятеро квалифицированных монтажников в течение рабочей недели (за пять дней) используя домкраты и стреловые автокраны. При этом срок эксплуатации готового изделия составит 40-к лет, а в случае необходимости вся конструкция также быстро разбирается и складывается. Кстати, в связи с возможностью повышенного изгиба поверхности, отмечается высокая сейсмоустойчивость всей перекрестно-стержневой металлоконструкции, что является актуальным для сооружений подобных ГЭС.

Система МАРХИ с успехом используется в других, европейских, странах. В результате свободы формообразования, перекрестно-стержневым методом можно создавать большое разнообразие металлических каркасов, различного внутреннего объема и пространства. Примером тому служат многочисленные выставочные залы, крытые стадионы, ледовые дворцы, торговые и промышленные склады. У нас яркий пример подобного строительства это машинные залы Бурейской и Саяно-Шушенской ГЭС.

Модульные онлайн решения
для Вашего бизнеса.