Башенные краны растут в России

Подъемные краны известны с античных времен. В  V в. до н. э. древние греки уже применяли деревянный «геранос» («журавль») для подъема тяжестей. Отсюда немецкое «краних», потом русское «кран». Однако современные возможности перемещения грузов они приобрели только с развитием двигателестроения в XIX в., потому что различные движения стрелы (подъем, поворот) и каретки обеспечивают разные механизмы. Любопытно, что первые такие краны были с гидроприводами, работавшими не на масле, а на воде и были изготовлены… из дерева. Пионерами стали англичане (1847 г.).Только через полвека паровой привод вытеснил гидравлический. Русские поначалу шли своим путем. Известен прототип крана XVII в. Тогда в Московском Кремле при помощи ручных лебедок, противовесов и рычагов подняли колокол весом 130 т. Потом изобрели оригинальное подъемное устройство в Нижнем Тагиле, работавшее за счет энергии падающей воды.

Однако краностроение как отрасль родилось у нас в 1880-е гг., в период промышленного и строительного бума. Тогда же в Германии, кстати, изобрели электропривод. А в 1887 г. русские сконструировали первый в Европе кабельный кран для перемещения грузов на большие расстояния, перекрывающий значительные площади. Такие краны широко применялись в гидротехническом строительстве. Первые краны в России (сначала по индивидуальным заказам) создавали костромичи. Потом производство машин освоили на Путиловском, Сормовском, Коломенском, Брянском и других заводах. Там трудились замечательные инженеры-конструкторы. Вот тому пример: в 1970-е гг. на ленинградском «Пролетарском» (прежде Александровском) заводе безотказно работал 50-тонный мостовой кран, построенный путиловцами в 1898 г. Вряд ли сегодня можно повторить этот рекорд. Конструкция моста соответствовала эпюре моментов и обеспечивала равномерность распределения нагрузки на ее элементы. Раскосы были выполнены так, что работали только на растяжение, обеспечивая 100 %-ную устойчивость крана.

Каждая страна по-своему решала проблемы подъемно-транспортного оборудования. Так, США вообще не выпускали башенные краны; там развивалось производство стреловых. Небоскребы строят самоподъемными кранами с телескопической короткой башней, закрепляемой в лифтовых шахтах или на металлоконструкции здания, а для «одноэтажной Америки» достаточно небольших грузоподъемных механизмов. Зато в России, СССР краностроение и в целом машиностроение для строительства получило приоритетное развитие. Рост парка строительных кранов и увеличение их грузоподъемности дали возможность повсеместно строить из сборного железобетона. Парадокс, однако, в том, что количество техники не снижало численность персонала трестов, УНР, СМУ и ПМК. По отчетным показателям, в нашей строительной отрасли было комплексно механизировано 98 % работ. Статистика не лгала. Просто 5 млн. работников стройиндустрии, или более половины всех советских строителей, выполняли вручную каких-то 2 % неохваченного машинами объема работ. Абсурд.

А что происходит в отрасли сегодня, в эпоху частного предпринимательства и новых технологий? Об этом наша беседа с ведущим специалистом в области подъемно-транспортного оборудования, доктором технических наук, профессором архитектурно-строительного университета (СПбГАСУ) Сергеем Александровичем ВОЛКОВЫМ.

— В строительном комплексе за последнее время существенно изменилась технология возведения домов. Крупнопанельное домостроение сократилось до 15 %. В основном строят кирпичные и монолитные здания. Но и при кирпичном строительстве необходимо применять ж/б сваи, перекрытия, балконные плиты, лестничные марши и пр. То есть железобетон в обозримой перспективе останется основным строительным материалом.

— Что из этого следует?

— Что изменения в конструкции зданий и технологии строительства выдвинули новые требования к основным машинам на объектах — башенным кранам. Прежде высотки у нас почти не строились. Зато теперь 16–20 этажей — норма. А компания «ЛЭК» намечает строить в СПб здания в 40 этажей. Значит, требуется повышать скорость подъема груза. Над этим ведется работа. Но более чем до 100–120 м/мин. увеличивать ее тоже не стоит, так как из-за раскачки груза могут произойти нежелательные явления.

На российские стройки пришла импортная техника. Наши фирмы приобретают башенные краны известных в мире немецких, французских, итальянских, японских фирм Liebherr, Potain, Zeppelin и др., которые отличаются высоким качеством и надежностью. Хотя предпочитают взять б/у оборудование, что раза в три дешевле новых. Тем не менее даже они значительно дороже российских, в том числе и в эксплуатации. Кстати, самым распространенным на стройплощадках Петербурга (а также Москвы, Екатеринбурга, Челябинска и других крупных городов) с 1974 г. до сих пор остается кран КБ-503 и его модификации производства ленинградского механического завода. Настолько удачно была выполнена конструкция. Его грузоподъемность до 10 т и скорость 100 м/мин. являются отличным показателем производительности при возведении зданий повышенной этажности.

— Но, во-первых, эта техника во многом выработала свой ресурс. Во-вторых, с ее помощью можно построить максимум 16-этажный дом, не выше.

— В этом году в Петербурге создан башенный кран, какого еще не знала мировая практика. Он способен поднимать 10-тонный груз на высоту 170 м(более 50 этажей) за минуту с небольшим. Наши краностроители технически готовы развернуть производство машин высотой 260 м. Но я считаю, что в историческом центре Петербурга небоскребы строить нельзя — исказится панорама города, как это случилось с Москвой. На окраине — пожалуйста.

— Поднимать груз надо не только быстро, но и плавно, иначе неизбежны аварии.

— Это очень важный момент. Время разгона и торможения составляет 5 сек. Чем выше скорость подъема груза, тем больше ускорение. При контроллерном управлении переключение скоростей приводило к сильным рывкам и значительным ускорениям. Сегодня на динамику движения при разгоне и торможении можно повлиять, создавая новую электрику, электронику или гидравлику. В краностроении отходят от контроллерного управления, делают лебедки с двумя двигателями, которые обеспечивают плавное регулирование движения. Четверть века назад очень интересный башенный кран с резко уменьшенной динамикой создан шведской фирмой Linden-Alimak. Это был электрогидравлический кран высотой до 80 м, вылетом стрелы до 70 м и максимальной грузоподъемностью до 40 т. Особенность его в том, что каждый механизм (подъема стрелы, перемещения каретки и т. д.) имел свою автономную гидросистему. Кран был без оголовка, и стрела работала на изгиб; в ней отсутствовала сжимающая нагрузка, вызываемая стреловым канатом.

— Имеет ли значение материал, из которого сделан кран?

— Непременно. Надо же учитывать условия, в которых работает машина, от Арктики до тропиков. Стали должны быть только низколегированные, с малым содержанием углерода. Они довольно пластичны и не обладают хрупкостью, приводящей к неожиданному резкому излому. Необходимы и легирующие добавки, позволяющие эксплуатировать технику в экстремальных условиях — на севере, при повышенной влажности и т. д. Так, добавка никеля обеспечивает работу крана при низких температурах в Заполярье. Добавка легирующей меди делает сталь нержавеющей, что важно в тропических широтах с повышенной влажностью.