伊斯特拉最伟大的科学“圆顶”

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考古学家对古代建筑师的技能感到惊讶。 没有现代化的工具,他们就可以制造出惊人的物体。 遥远的过去的建筑与我们对前几代人的生活的观念相去甚远,以至于它们为有关亚特兰特人,外星人和计时员的替代理论的发展提供了基础。 如果多年后,如果只有塑料碎片散落在伯吉斯化石页岩和一千多年的泥土之间的石化床上,那么外星人将飞向地球,那么他们将以同样的怀疑力研究我们的钢筋混凝土巨石结构。


要体验与历史的接触带来的情感,您无需走太远。 去郊区就足够了,在郊区,灌木丛下,土层和古老的混凝土板是最大的神秘建筑的遗迹。 今天,我们将讨论这样的场所之一-全俄电工技术学院的主要测试场。


高压工程


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来源


在70-80年间。 上个世纪以来,苏联启动了一个大型项目,用于建造重型能源桥,该桥应该将西伯利亚发电厂,Ekibastuz能源中心(哈萨克斯坦最大的热电厂所在地)与工业发达的乌拉尔和俄罗斯的欧洲部分连接起来。


1978年,世界上最长的输电线路开始建设,一条长2414公里的直流电线路将连接Ekibastuz和Tambov两个城市。 最大功率为6000 MW。


1988年,建造了一条设计电压为1150 kV的独特的高压交流电线路“ Barnaul-Ekibastuz-Kokshetau-Kostanay-车里雅宾斯克”。 这是该电压等级世界上唯一的电力线,其吞吐量达到5500 MW。


如果不对高压设备进行真正的检查,就无法进行如此规模的项目,但是那时还没有配备必要设备并具有较高安全水平的测试台。


另外,作为对里根“战略防御计划”的“不对称反应”的准备工作,军方考虑了各种基于人工闪电制造武器的理论。 一个可以自由产生兆瓦级放电的平台将成为平民科学家和军队所有问题的答案。


从1960年代后期到1980年代末这段时期是苏联建筑史上最有趣的时期之一。 那是一个大胆,不寻常,未来派项目的时期。 我们在房地产门户网站Mail.Ru上甚至通过飞碟和高档帐篷的形式选择了一些项目。


伊斯特拉


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底座的直径为236.5米。 高度-118.4米


该项目被称为“ R-6511企业的高压测试台”,是为V.I.列宁全盟能源研究所(VEI)建造的,该工厂已经由VEI拥有,位于伊斯特拉市附近,同名河流的高处。 各种组织参与了高压测试中心大楼的建设。 金属零件项目是由该国在金属结构领域的领先组织开发的-由建筑金属结构研究设计院命名的“劳动红旗中央勋章” 梅尔尼科娃(N.P. Melnikova)。


Glavspetsstroy是为该国军事工业综合体工作的领先建筑组织,现已成为总承包商。 几乎所有的穹顶建设工作都是由第168军事建设局进行的。 该项目最困难的部分是金属结构的安装,这是由特种钢结构(苏联特种建筑部)委托进行的。


VEI决定将建筑物制成圆顶结构-在测试过程中,电磁脉冲发生器发出的波应在球体内传播,外壳应屏蔽脉冲。 该建筑于1982年开始建造,两年后建成了人类历史上最大的圆顶,其建造没有使用内部支撑。


独特的反抗


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由于安装是在不使用支撑结构的情况下进行的,因此需要引入特殊的技术解决方案。 这个提示是自然界本身给出的。 结构的形状选择为位于平坦表面上的液滴形式。 由于表面张力,液滴是非常稳定的结构。 耸立在空洞之上的巨大圆顶的墙壁应该与水滴的“墙壁”类似地工作。


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建筑物的前10层由两台塔式起重机组装而成,这两台塔式起重机沿着圆顶外部的环形路径移动,然后由安装在内部的一台起重机进行安装。 球体的倾斜部分的重量压在下层上,因此保持了稳定性。 没有明显的理由放弃支撑结构;考虑到壁挂安装方法的先进性和技术优势,这使得可以在最短的时间内建立巨大的结构,同时减少了所需材料的消耗。


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圆顶的薄“壳”是由大量钢棒形成的等腰三角形网络。 框架的杆以桁架的形式制成,带有由双角构成的平行钢带。 内部固定有填充有矿棉的铝覆板,用于隔热和隔音。 外壳总厚度为2.5米。


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将厚度仅为一毫米半的耐候性钢制成的膜焊接到框架的外部皮带上,并立即将其涂成浅色,从而使圆顶看上去类似于蛋壳。


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圆顶大约需要一万吨的钢材和363吨的铝,安装了21个对称的砌块层,顶部安装了一个直径为34 m的盒子环,举起壳体的中央部分重达600多吨,圆顶的基础由63个混凝土支架制成,其中一些其中幸存至今。


在圆顶的顶部,组装了一个直径34 m,面积为900m²,重量为110吨的技术室,必须在圆顶的正中央安装高功率脉冲电压发生器。


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在圆顶的内表面上,安装了5吨,25吨和100吨的货梯,安装在106.7米的高度。 为了维修圆顶的外表面,提供了半拱形式的装置,在该装置的内部放置了乘客和货物升降机以及楼梯。


灾难与调查


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在结构崩溃的地方。 上方是位于圆顶外部的自行式半拱的残骸


到1984年秋天,主要工程已经完成,但仅过了几个月,1985年1月25日,穹顶坍塌了。 只有灾难的早期(上午7:30)才可以避免受害者。 超过16,000吨的金属结构被摧毁。


调查事故原因的技术委员会考虑了所发生事件的许多版本,从构造冲击到破坏活动。 我们检查了圆顶的实际形状与设计明显不同的选项。 如果最初在项目中存在错误,则随着时间的流逝它们会累积,从而减小圆顶顶部的曲率。 结果,圆顶盖可以像板一样压在结构的其余部分上。


在安装过程中,某些压缩杆确实失去了稳定性。 消除了过载的原因,并且显然还保留了挠度。 此外,在坍塌之前,严重的霜冻已经融化。 穹顶下聚集了冷空气,开始在表面压热。 节省时间和金钱的欲望导致了这样一个事实,即有些杆不是用高强度钢制成的,而是普通的。 并非所有配套的高强度螺栓都已交付。


但是,委员会专家得出结论,所有这些缺点都不会导致崩溃。 在项目阶段,圆顶的统计计算是在Paradox程序中进行的,该程序将圆顶的上部作为沿轮廓支撑的平板考虑在内。 因此,仅靠雪,水或空气带来的额外影响,更不用说自身重量,就无法降低圆顶的“屋顶”。 技术委员会的结论是,事故的发生是由于结构设计,制造和安装中数十个小错误的不利组合。 导致错误严重累积的最重要因素之一是客户忽略了对真实模型的研究和实验工作。 在安装过程中,已经没有足够的设备以自动模式监视球顶变形-苏联根本不存在这些设备。


后果


苏联的歌斯特罗伊(Gosstroy)试图迫使格拉夫斯佩特罗伊(Glavspetsstroy)在两年内再次建造圆顶。 而且,他们将根据上一个项目进行构建。 但是,在所有与融资有关的问题得到解决之前,改革开始了,随后苏联解体了,没有钱进行雄心勃勃的研究项目。


在Istra穹顶倒塌数年后,制定了当前的国家标准“建筑结构和地基的可靠性”。 其中出现了以下非常重要的内容: “对于没有可靠的计算方法或早期在俄罗斯测试过的类似解决方案的独特结构,必须在专门建立的模型或全尺寸结构实验研究的基础上进行结构和基础的计算”


为了监控90年代后期施工期间材料的可能变形,俄罗斯开始使用无反射器全站仪。 例如,它们被用于莫斯科Lefortovo隧道的建设中。


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数千吨的钢筋混凝土结构被从坠机现场移走。 只剩下一个混凝土基坑了。 稍后,它将建造“电磁脉冲诱人的固定模拟器”,旨在测试和研究航空,雷达,装甲和机动车辆,导弹系统,通信系统,电源和战斗控制,计算机设备以及各种抗强力设备具有技术和自然起源的电磁脉冲。


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在VEI的领土上,还有另一栋带有圆顶末端的测试大楼,即所谓的“小圆顶”,但其尺寸与坍塌的大型圆顶无法相比。


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前景是Arkadyev-Marx发电机,可设置高达2.25兆伏的恒定电压。 马克思的脉冲电压发生器在背景中可见


附近是一个开放式试验场,上面安装了43米高的塔-容量为9 MV的马克思浪涌电压发生器。 它被用于闪电物理学的研究。


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近年来,该设施处于半废弃状态,VEI自身生存而挣扎 ,并且没有资金来维护基础设施。


资料来源:


钢结构的秘密 ”,M。Aroshenko,V。Gordeev,I。Lebedev。
在广阔的莫斯科地区秘密圆顶 ”, 删除
用于大跨度结构变形的现代自动控制系统 ”,G。E. Ryazantsev,I。A. Sedelnikova,I。A. Nazarov。
堕落的下落》 ,Spetsstroy杂志,Oleg Dogadin。
伊斯特拉大圆顶位于全盟能源研究所的领土上。 列宁(VEI)

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN402165/


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