Цього року в мене вийшло кілька наукових статей у збірнику та журналі нашого інституту. Спитавши дозволу співавторів буду переносити їх сюди. Збірник у нас неприбутковий, але це точно не позначається на якості поданої у ньому інформації. Тож насолоджуйтеся. Трохи історії, трохи конструктиву і багато нової інформації.
Автори: Шимановський О. В., член-кореспондент НАН України, лауреат державної премії України в галузі науки і техніки, заслужений діяч науки і техніки України, д-р техн. наук, Бут Б. М., Лимар Я. В.
Передмова
Вже здавна є добре відомим, що Київську телевізійну вежу, якій 30 липня
2023 року виповнюється п’ятдесят років від дня введення в експлуатацію,
називають гордістю українських проєктувальників і будівельників. І тому постає цілком слушне питання: що ж саме робить такою визначною знайому усім киянам червоно-білу решітчасту конструкцію? А відповідь на це начебто просте питання полягає в тому, що вона одночасно є першою у світі суцільнозварною вежею, найвищою спорудою України, другою за висотою спорудою Європи (поступається лише Останкінській телевізійній вежі) та найвищою протягом 26 років із моменту спорудження решітчастою вільностоячою конструкцією світу (з 2012 року пальму першості перебрала на себе телевізійна вежа «Небесне дерево» у м. Токіо заввишки 634 м).
Стрімкий розвиток телебачення у 60–70-х роках минулого століття, а також потреба в новій радіотелевізійній станції, що збільшила б не тільки зону покриття, а й підвищила б якість трансляції телепередач, обумовили необхідність заміни існуючої телевізійної вежі на нову – більш сучасну та придатну до більших навантажень. З огляду на це, у 1960 році з ініціативи заступника голови державної комісії Ю. І. Омельяненка, який до цього часу очолював монтажно-налагоджувальні роботи й експлуатацію попередньої телевізійної вежі (рис. 1), відділом телебачення і радіорелейних ліній Міністерства зв'язку УРСР було розроблено технічне завдання з проєктування нового телевізійного центру в м. Києві.
Попередня вежа, збудована поблизу телерадіоцентру по вул. Хрещатик, 26 на вул. Малопідвальній, заввишки 192 м, являла собою тригранну пірамідальну конструкцію і від самого початку, тобто з 1951 року, транслювала тільки одну програму чорно-білого телебачення, а з 1962 року, коли було змонтовано ще одну антену, – дві. Зона її стабільного прийому сягала 60–70 км. Пропрацювавши з 1951 до 1973 року, вона була розібрана після введення в експлуатацію нової телевежі у Шевченківському районі столиці на теренах історичної місцевості Сирець біля Бабиного Яру.
Телевізійна вежа на Сирці. Історія створення
Історично склалося так, і це безперечно слугує важливим для усвідомлення фактом, що сучасна Київська телевізійна вежа розташована на старому єврейському кладовищі. Кладовище було офіційно відкрито для поховань у 1894 році та закрито – в 1937 році. На ньому позначилися наслідки як жахливих подій 1941–1943 років, так і подальших післявоєнних років. Остаточно його долю визначила постанова Київського міськвиконкому № 988 від 26 червня 1962 року, згідно з якою територію єврейського та розташованого поруч караїмського кладовищ потрібно було передати Управлінню зеленої зони для «утворення скверу та парку відпочинку» [5]. Цією постановою єврейським родинам було надано шість місяців на перепоховання родичів. Однак, оскільки родичів більшості похованих було вбито під час масових розстрілів у Бабиному яру, основну частину могил так і не було переміщено. Надгробні плити було прибрано та знищено, а вежу збудовано поверх так і не прибраних могил.
Ці події потім Jewish Telegraphic Agency коментувало так [13]: «…старе
єврейське кладовище біля Бабиного Яру зараз розкопують, оскільки територію готують до великого будівництва. Багато надгробків із написами на івриті та зірками Давида були відсунуті бульдозерами в один кінець поховань. Як повідомили журналісти, територія не використовувалася для поховань із кінця Другої світової війни, і радянська влада виділила іншу ділянку для єврейського кладовища».
Під технологічним кутом зору таке розташування вежі було дуже вигідним із приводу розширення радіусу трансляції, понєваж місце за адресою вул. Дорогожицька, 10, підняте над рівнем р. Дніпро на сотню метрів, дозволяло вежі 380 метрів заввишки розширити зону стабільної трансляції до 90 км, а менш стабільної – навіть до 120 км, що було еквівалентним зоні покриття Останкінської телевежі.
Будівництво найвищої споруди м. Києва розпочалося у 1967-му й тривало шість років. У ньому взяли участь понад тридцять будівельних організацій та металургійних підприємств України, зокрема «Укрстальмонтаж», «Укрелектромонтаж», «Укрзв’язокбуд», «Київміськбуд», «Київпромбуд», «Київпідзембуд» тощо. Після завершення будівництва лауреатами Державної премії УРСР в галузі науки і техніки 1973 року, отримавши Диплом та Почесний знак «За створення суцільнозварної телевізійної башти, заввишки 380 метрів у
м. Києві», стали [8]:
КОТЕНКО Василь Павлович, бригадир-монтажник Київського спеціалізованого управління тресту «Центростальконструкція»;
ПАВЛОВСЬКИЙ Володимир Хомич, головний інженер тресту
«Центростальконструкція»;
КОВТУНЕНКО Віктор Олексійович, керівник групи, працівник Інституту
електрозварювання ім. Є. О. Патона Академії наук УРСР;
НОВИКОВ Володимир Іванович, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Інституту електрозварювання ім. Є. О. Патона Академії наук УРСР;
СОЛОМЕНКО Орест Миколайович, начальник дільниці ДПІ «Укрпроєктстальконструкція»;
КАЛІНІЧЕВ Олександр Іванович, головний спеціаліст відділу ДПІ «Укрпроєктстальконструкція»;
ЗАТУЛОВСЬКИЙ Ісаак Григорович, начальник відділу ДПІ «Укрпроєктстальконструкція»;
ШУМИЦЬКИЙ Олег Іванович, заступник головного інженера ДПІ «Укрпроєктстальконструкція»;
ДЗЮБА Іван Матвійович, електрозварник Київського спеціалізованого
управління тресту «Центростальконструкція».
У цьому сенсі варто навести вельми цікавий на сьогодні й одночасно
неочікуваний факт, що Київська телевізійна вежа могла б мати геть інші обриси, якби не наполегливість та затятість її «батька» О. І. Шумицького. Питання ж полягало в тому, що конструктивну форму опори для Київського телецентру Технічна рада об’єднання «СоюзметалобудНДІПроєкт» розглядала чотири рази,
починаючи з 27 грудня 1966 р. І остаточним її рішенням був наказ [6], що
зобов’язував О. І. Шумицького виконувати розроблення робочих креслеників відповідно до рішення Технічної ради Об’єднання від 18 травня 1967 року, тобто або обрати варіант вежі з конструктивною формою, придатною до методу нарощування, або взагалі – найменш дорогий варіант щогли. До того ж у рішенні було зазначено клас сталі С45 як такої, що використовували для труб, які виробляла металургійна промисловість колишнього СРСР.
Проте, як активний послідовник і сподвижник Є. О. Патона, присвятивши свою інженерну діяльність втіленню ідеї «всі з’єднання металевих конструкцій мають бути зварними», О. І. Шумицький не припинив боротьбу за втілення своєї мрії, залучивши до цієї справи навіть тодішніх керівників України.
Намагаючись вплинути на остаточне рішення цієї «колізії», директор
Об’єднання «СоюзметалобудНДІПроєкт» академік М. П. Мельников був
змушений особисто прибути до м. Києва. Проте, як часто-густо в той час
відбувалося, загальна нарада, не дійшовши до конкретного рішення,
завершилася особистою зустріччю віч-на-віч М. П. Мельникова та Є. О. Патона, які впродовж певного часу залишалися наодинці, попросивши перед тим інших учасників зачекати у приймальні. І за результатами цієї зустрічі рішення проєктувати «вежу Шумицького» все ж таки було узгоджено [3]. Завдяки цьому українські будівельники отримали унікальну можливість реалізувати одразу три новизни: створити нову конструкцію новітнім методом та ще й з нового для будівельників матеріалу – корабельної сталі. А втім, як на жаль часто відбувається у житті, відстояний у цьому протистоянні варіант вежі коштував
О. І. Шумицькому кар’єри. І це була не перша спроба усунути його від
керівництва, але порівняно з попередньою, коли приводом стало тривале службове відрядження до Республіки Ірак у 1961 р., підставу було обрано значно кращу. Нею стала аварія обеліска, зведеного до 25-річчя завершення Корсунь-Шевченківської битви, запроєктованого ДПІ «Укрпроєктстальконструкція».
Спричинена невідомим до того часу будівельній науці явищем – флаттером погано обтічних споруд – вона стала завершенням управлінського шляху О. І. Шумицького, якого було переведено на посаду заступника головного інженера. Звісно, що на цьому його трудовий шлях не завершився. Залишаючись в інституті, він був дотичний до всіх його великих і малих проєктів та провадив
активну інженерну діяльність, створюючи зварні металеві конструкції
з коробчастих профілів із безпосереднім безфасоночним примиканням
елементів [3]
Проєктування телевежі та введення її в експлуатацію
Зазвичай сталий процес створення креслеників полягає в наступному:
ДПІ «Укрпроєктстальконструкція» мав розробити кресленики КМ (конструкції металеві), а кресленики КМД (конструкції металеві деталювальні) мали бути розроблені конструкторським відділом заводу металоконструкцій імені І. В. Бабушкіна (нині завод металоконструкцій «УКРСТАЛЬ ДНІПРО»). Але у випадку Київської телевежі роботи проводилися інакше. І причина цього полягала не тільки в стислих строках зведення, а й у незавершеності проєкту, через що інститут був залучений ще й до розроблення креслеників КМД із чітким графіком передачі їх до конструкторського відділу заводу.
З метою виконання цих робіт в інституті було створено спеціальну групу під керівництвом Л. О. Кагановського, який власноруч викреслив багато елементів вежі та спільно з О. І. Шумицьким розробив унікальні башмаки вежі, які, через високі напруження стиску та розтягу, було прикріплено до фундаменту без анкерних болтів, через проміжні листи за допомогою зварювання. До групи увійшли досвідчені спеціалісти І. І. Кобан, Е. Д. Каснер та низка інших. Тим не менше, брак часу змусив вдаватися до деяких технологічних хитрощів, а саме: ескізи з рішеннями спочатку враховували в проєкті КМД, а вже потім остаточно
оформлювали у проєкті КМ. Поза тим, одного разу в процесі проєктування неочікувано з’ясувалося, що в проєкті вежі відсутній флагшток. Тож, за вказівкою О. І. Шумицького було додано трубчастий флагшток заввишки 5 м (рис. 2). Саме в такий спосіб вежа отримала додаткові п’ять метрів висоти та стала 380-метровою. Зараз на флагштокові встановлено антену. Загалом під час роботи було розроблено близько 300 креслеників КМД [7].
Вежу було запроєктовано як складову комплексу республіканської
передавальної радіотелевізійної станції, який, крім самої вежі з антенами, містив технічну будівлю передавальних станцій з розміщеними у ній передавачами типу «Ураган» та «Льон», УКХ-ЧМ радіотрансляційну станцію типу «Мед», електричне та вентиляційне обладнання, підсобні об’єкти та об’єкти енергетичного господарства.
Однак, попри всю важливість споруди, 30 липня 1973 року повідомлення про її відкриття з’явилося аж ніяк не на першій шпальті газети «Вечірній Київ» та обмежилося сповіщенням про те, що невдовзі кияни (а саме ті, хто мають телевізор) отримають додатковий (вже третій!) телевізійний канал (рис. 3).
Сьогодні телевежею опікується створений у 1992 році Концерн радіомовлення, радіозв’язку та телебачення Державної служби спеціального зв’язку та захисту інформації України – державний оператор телерадіомовлення, радіорелейного й супутникового зв'язку.
Конструкція вежі
Київська телевізійна вежа вельми цікава не лише своєю конструкцією, але й матеріалами та новітнім на той час способом зведення методом підрощування.
Як уже було зазначено вище, вежа являє собою 380-метрову вільностоячу опору. Конструктивно може бути поділена на такі частини (рис. 4): антенна частина (1), стовбур антени «Алтай» (2), верхня технічна будівля (3), шахта ліфтів (4), основний стовбур (5), нижня технічна будівля (6) і база вежі, що складається з барабану (7) та ніг (8).
Цікаво, що вища на 60 м за Ейфелеву вежу, Київська телевізійна вежа є втричі легшою від неї: її загальна маса дорівнює 2 793 т проти 7 300 т вежі Ейфеля.
Антенна частина вежі складається з циліндричних оболонок змінного діаметра від 0,72 м до 4,0 м, які зварено з вальцьованих сталевих листів [2].
Характерною рисою Київської вежі є також застосування багатоштирьових антен із несиметричними циліндричними вібраторами, розташованими на циліндричних оболонках, які одночасно слугують і несною конструкцією, і відбивальним екраном (рис. 5) [11]. Така конструкція антен уможливила розведення системи електроживлення всередині циліндрів, що надійно захистило їх від атмосферних впливів і забезпечило вільний доступ для обслуговування, чим значно підвищило експлуатаційні властивості.
Сьогодні на Київській телевежі розміщено такі антенні пристрої [1]: телевізійна антена IV діапазону між позначками від +350,0 м до +375,0 м, телевізійна антена ІІІ діапазону між позначками від +335,0 м до +350,0 м, телевізійна антена ІІ діапазону між позначками від +312,0 м до +335,0 м, антена УКХ ЧМ радіомовлення між позначками від +280,0 м до +312,0 м та телевізійна антена І діапазону між позначками від +244,8 м до +280,0 м. А для спостереження за спорудою на вежі встановлено прилади для реєстрування її відхилу від вертикалі, частоти й амплітуди коливань та метеорологічні прилади для замірювання швидкості й напрямку вітру, температури повітря тощо.
Істотною особливістю монтажу антен було те, що значний обсяг підготовчих робіт було виконано паралельно з монтажем стовбура вежі. Перш за все було виконано укрупнювальне складання антен на тимчасових фундаментах у блоки, що дорівнюють за розміром антені кожного діапазону (рис. 6) [11]. У такому положенні представники організації тресту «Радіобуд» виконували монтаж усього антенно-фідерного обладнання, його попереднє налаштування та випробування. Причому спосіб підрощування надав можливість подавати у монтаж блоки діапазонів антен із повністю змонтованим радіофідерним та електричним обладнанням, а також усіма драбинами та майданчиками [7].
Антенна частина вежі цікава ще й тим, що за схемою А. В. Перельмутера,
розробленою ще під час проєктування Тбіліської телевізійної вежі, з’єднання труб різних діаметрів було виконано не за симетричним компонуванням: замість спільної осі ці циліндричні оболонки мали спільну твірну (рис. 7). І саме завдяки цій пропозиції замість трьох ліфтів і двох машинних відділень вдалося запроєктувати два ліфти та одне машинне відділення [4].
Стовбур антени «Алтай» було призначено для закріплення антенної частини вежі та навішування вібраторів. Система «Алтай» являє собою восьмигранну решітчасту призму діаметром описаного кола 12 м, яку защемлено в стовбурі вежі на позначках +184,0 м та +192,0 м (рис. 8).
У місці закріплення антени розташована двоповерхова верхня технічна будівля (рис. 9), що являє собою суцільнозварну перекинуту усічену шістнадцятигранну піраміду з діаметром описаного кола 24,0 м на рівні нижнього перетину та 26,0 м на рівні верхнього [4]. Обидва поверхи будівлі розділено на окремі сектори, в яких розташовано різне обладнання – радіопередавачі УКХ діапазону, передавачі аналогових та цифрових телеканалів. В одному з приміщень розміщено апаратну – центр контролю та управління радіо і телебаченням. Саме сюди надходять та розподіляються всі вхідні та вихідні сигнали телерадіокомпаній, звідси контролюють якість передавання сигналу та керують засобами теле- та радіомовлення. Із телевежі здійснюють також передавання даних бездротового інтернету, приймання-передавання сигналів радіорелейних ліній, забезпечення поліцейського та митного зв’язку тощо.
У центрі вежі розміщено циліндричний стовбур шахти ліфта діаметром 4,0 м, що на верхній позначці стовбура антени переходить у антенну частину. Всередині стовбура розміщено два ліфти та драбину для підіймання людей та обладнання. Пасажирський ліфт може підняти 640 кг і піднімається до позначки 192,0 м, а вантажний піднімає 200 кг на позначку 329,0 м. Сьогодні на вежі встановлено ліфт фінської компанії KONE Corporation, змонтований у 1980 році. Цікаво, що відстань між зупинками на панелі керування ліфтом зазначена пропорційно до висоти (рис. 10).
У середньому перетині вежі між позначками від +72,0 м до +192,0 м
розташовано стовбур вежі – восьмигранна решітчаста призма з діаметром описаного кола 20,0 м. Причому задля висування її у проєктне положення було змонтовано сім додаткових ярусів хвостовика – штучного подовжувача, розміри та геометрія якого є повністю ідентичними аналогічним ярусам стовбура вежі. Але, оскільки хвостовик є конструкцією тимчасовою, всі його елементи було
виконано зі сталі С30 (пояси – з труб, решітка – з прокатних профілів), а його маса склала 155 т [10].
У нижній частині стовбура на позначці +75,0 м розташовано нижню
одноповерхову технічну будівлю – суцільнозварну шістнадцятигранну призму з діаметром описаного кола 28,4 м [4]. Принагідно наголосимо на тому, що саме ця будівля та частини, що розташовано нижче, зазнали найбільшої шкоди під час березневого обстрілу.
База вежі, розташована між позначками від 0,000 до +80,000 м, складена з
чотирьох опорних ніг, розташованих в осях «А», «Б», «В» і «Г», та барабану бази, в якому між позначками від +64,000 м до +72,000 м закріплено решітчастий стовбур вежі. В базі на позначках +72,000 м та +64,000 м встановлено також діафрагми, які мають радіальні елементи та трубчасті восьмикутники, закріплені на шахті ліфтів.
На окрему увагу заслуговує сталь, з якої виготовлено конструкції вежі.
Приміром, із 2,7 тис. т сталевих конструкцій вежі 0,7 тис. т припадає на
високоміцну сталь, яку до того часу в будівництві подібних конструкцій не застосовували. Найбільший досвід використання такої сталі на той момент був у суднобудуванні, проте найбільш вивчену та застосовувану сталь Ст50 було визнано непридатною за параметрами міцності, й тому, в співпраці з ЦНДІ технології суднобудування на Іжорському заводі важкого машинобудування, було прокатано сталь марки 138 ІZ-2 класу Ст60, яку в подальшому було прийнято для будівництва суцільнозварної вежі.
Зварні труби з високоміцної сталі виготовляли на Жданівському заводі важкого машинобудування у м. Жданові (нині ТОВ «АЗОВМАШ» у м. Маріуполі). А саму технологію зварювання було розроблено в ЦНДІ технології суднобудування спільно з Інститутом електрозварювання ім. Є. О. Патона. Діаметр труб складав 550 мм, товщина стінки – 18 мм та 22 мм. Труби для найбільш напружених місць виготовляли з окремо відібраних листів із границею текучості 70 кг/мм2. На заводі металоконструкцій ім. І. В. Бабушкіна (нині завод металоконструкцій «УКРСТАЛЬ ДНІПРО») високоміцні труби маркували та комплектували з іншими конструкціями та елементами [10].
У розвинення сказаного дуже цікавим виявився той факт, що навіть через більш ніж п’ятдесят років із часу виготовлення цих труб у відділі висотних споруд Українського інституту сталевих конструкцій імені В. М. Шимановського й досі зберігається вирізане з такої труби кільце з награвірованими на ньому назвами підприємств-учасників (рис. 11).
Зведення вежі методом підрощування
Передусім вкажемо на те, що розуміння методу зведення є вкрай важливим ще на стадії проєктування конструкції, оскільки саме воно (розуміння) дозволяє створити схему, яка буде найбільш придатною для обраного варіанту зведення. Зазначимо, що техніко-економічний аналіз попередніх ідей та пропозицій О. І. Шумицького, зокрема і запропонований ним спосіб зведення вежі методом підрощування, довів його повну правоту. Незважаючи на проблеми, що виникали під час зведення вежі, робота проєктувальників і дослідників увінчалася беззаперечним успіхом. Завдяки використанню високоміцної сталі та
безпосередніх зварних з’єднань елементів було зекономлено 400 т металу. Ба більше, було суттєво скорочено строки монтажу вежі, а завдяки паралельному веденню робіт – достроково виконано монтаж і налагодження радіотехнічного обладнання. Це вже не кажучи про знижені порівняно з традиційними рішеннями на 20 % трудовитрати. Що ж стосовно загальної економії вартості будівництва Київської телевежі, то вона склала більше ніж 500 тис. крб. [12]. Привернемо увагу до того, що на той час ця цифра була досить відчутною сумою, а особливо з огляду на кошторисну вартість 9009,57 тис. крб.,
установлену в Постанові Ради Міністрів Української СРСР № 342 від 27 травня1967 року.
Окремою та дуже важливою перевагою методу підрощування була
властива йому незалежність виконання робіт від погодних умов, та й просто їх зручність [9]. Можливість виконувати зварювання не на висоті, а у повністю контрольованих і наближених до заводських умовах стала справжнім подарунком долі. Задуманим, передбаченим, але від того не менш приємним. О. І. Шумицький пізніше згадував, що найвідповідальніше завершальне підіймання антенної частини з оболонкою шахти ліфтів було виконано вітряної ночі в січні 1973 року, за низької температури, але під повним контролем з боку авторського нагляду [12].
Будівництво вежі проводили у декілька етапів: підготовчий період, зведення бази способом «парасолька», висування стовбура і, нарешті, висування антени та ліфтової шахти [10]. Підготовчий період охоплював такі види робіт: підготування майданчика, бетонування фундаментів, монтаж підіймально-складального агрегату, стендів для укрупнювального складання конструкцій, частини конструкцій верхівки вежі та її опор-ніг. Одночасно було влаштовано рейки під баштовий кран КБ-1000 та змонтовано сам кран (рис. 12, а, 13).
Зауважимо, що під час підготовчого періоду загалом було змонтовано 1205 т металоконструкцій трьох верхніх секцій стовбура, бази, антени «Алтай» та 175 т металоконструкцій кондуктора [7]. А вже наприкінці підготовчого періоду було змонтовано синхронувально-натяжний пристрій – важливу складову наступного етапу робіт, необхідну для синхронного переміщення всіх опор-ніг до центра вежі (чи у зворотному напрямку) з виключенням можливості затримки однієї з ніг (рис. 14). Внаслідок цього перекидальний момент і горизонтальні навантаги сприймали відразу два яруси опор – опора-кондуктор підіймально-складального агрегату та опора-нога бази, з’єднані за допомогою цього пристрою.
Після завершення всіх робіт під час підготовчого періоду та ще до початку зведення бази «парасолькою» вісім тимчасових опор було замінено на штовхачі підіймально-складального агрегату АПС-8 (рис. 15), за допомогою якого під час підіймання вежі кінці ніг бази наближалися до стовбура, нагадуючи парасольку, що закривається. Привернемо увагу читачів до того факту, що саме через схожість цього процесу на складання парасольки застосований спосіб монтажу й отримав таку назву – спосіб «парасольки». Візуалізацію перебігу подій під час підіймання вежі наведено на рис. 16, на якому суцільна лінія відповідає її початковому положенню; пунктирна – проміжному положенню, а штрихпунктирна – кінцевому положенню вежі.
Наголосимо на тому, що підіймально-складальний агрегат АПС-8 було
спеціально розроблено для забезпечення можливості зведення багатостоякових трубчатих веж методом підіймання та підрощування, що давало змогу виконувати всі зварювальні та складальні роботи внизу на постійних робочих місцях у напівцехових умовах.
Після встановлення бази у проєктне положення було виконано перевірку
вертикальності вже змонтованої частини вежі. Далі настав етап висування стовбура, перед початком якого на верхівках усіх восьми труб вертикальних поясів бази було змонтовано верхні важільні напрямні пристрої. Вони, разом із нижніми, змонтованими на кондукторі, утворили напрямний канал заввишки близько 64 м, що забезпечував вертикальність руху стовбура під час його висування, а також приймання моменту від горизонтальних навантаг [7]. Причому технологічний процес підрощування відбувався так само, як і під час зведення вежі способом «парасольки»: підіймання виконували ярус за ярусом (рис. 17, 18).
Висування антени та ліфтової шахти мало тринадцять монтажних стадій підіймання, оскільки згідно з проєктом виконання робіт було розбито на п’ять антенних (відповідно до діапазону) та вісім ліфтових блоків (рис. 19).
Найвищий блок антени А1 підіймали на висоту, необхідну для підстановлення блока А2. Після зварювання укрупнений блок антени підіймали до висоти вільного підстановлення блока А3. Після досягнення проєктного положення стовбур антени та ліфтової шахти закріплювали на центральному фундаменті й на рівні верхівки антени «Алтай» та верхньої технічної будівлі [10].
Як уже було згадано вище, великий обсяг робіт із монтажу антени виконували паралельно зі зведенням, що значно пришвидшувало їх виконання. Підіймання та підрощування повторювали доти, доки конструкція не досягла свого проєктного положення.
Геодезичні роботи
Приймаючи до уваги значну висотність Київської телевізійної вежі, стає цілком зрозумілим, що особливої уваги на всіх етапах монтажу конструкцій приділяли проведенню ретельного і навіть, у деяких випадках, «прискіпливого» геодезичного контролю. Причому, на відміну від усіх інших попередніх подібних будівель і споруд, працівники геодезичної служби змогли розмістити геодезичні прилади та обладнання у геометричному центрі конструкції, який, завдяки застосованому новітньому методу монтажу, був вільним від монтажного
обладнання. Зокрема, у центрі верхньої секції стовбура вежі було встановлено геодезичну прозору плексигласову пластинку-палетку з розмірами 300×300 мм, із нанесеною на неї сіткою з двох перпендикулярних осей з ціною поділки 10 мм. Центр пластинки був суміщений з вертикальною віссю вежі, а нанесені на неї осі зорієнтовані з осями вежі. Додатково до цього на центральному фундаменті з максимально можливою точністю було закріплено геометричний центр вежі, на якому було встановлено металевий столик із примусовим центруванням із закріпленим приладом вертикального візування
«Зеніт-Лінія» з точністю вимірювання 1 мм/100 м виробництва компанії Carl Zeiss Aktiengesellschaft. До речі кажучи, встановлений над геометричним центром вежі столик мав ще й інше призначення, зокрема, його використовували для винесення висотних позначок під установлення горизонтальних елементів вежі.
Що ж стосується розробленої методики геодезичних робіт, то вона базувалася на вимірюванні відхилів вертикальної осі вежі від вертикального променю. І саме тому таке суворе дотримання вертикальності під час установлення бази та виведення її вертикальної осі на вісь вежі дозволило з високою точністю завершити монтаж стовбура, антени та ліфтової шахти. Приміром, якщо допустимий відхил стовбура вежі від вертикальної осі складав 1/1000 її висоти,
або 240 мм, то фактичний був значно меншим і дорівнював усього 80 мм.
Причому фактичні відхили від вертикалі окремих граней вежі становили ±10 мм, а змонтованої антени були в межах 125 мм [10].
Післямова
Вже пів століття Київська телевізійна вежа здіймається над столицею України, уособлюючи собою одну з підкорених вершин світового металобудівництва. Сьогодні можна було б знову наголосити на зекономленому часі, матеріалах, зниженні трудовитрат, підвищеній якості будівництва та забезпеченні постійних робочих місць і механізації більшості монтажних операцій. Та крім усіх цих безперечно важливих тем, є ще одна: попри всю свою унікальність за ці роки вежа стала невід’ємною частиною міського ландшафту, звичною для киян
настільки, наскільки може бути звичним те, що бачиш із дитинства. Вона не дивує неспеціалістів, бо диво, поряд із яким ти виріс, стає буденністю. І в цьому немає нічого поганого, навпаки, це – найвищий ступінь визнання інженерного генія. Вдало втілений у життя амбітний задум у майбутньому неодмінно стає чиєюсь повсякденністю й одночасно створює майданчик для подальших, ще сміливіших, відкриттів і звершень. У такий спосіб Київська телевізійна вежа стала трампліном для подальшого розвинення методу підрощування, започаткувала застосування високоміцної сталі для найбільш навантажених елементів поясів, з’єднання за допомогою електрозварювання встик без використання фасонок, фланців і болтів та запровадила передовий метод монтажу з контролем зварних швів на постійних робочих місцях і використання нової зварювальної техніки.
Саме тому вона заслужено посідає своє місце серед найцікавіших конструкцій світу і, без жодного сумніву, й надалі нестиме звання гордості українських будівельників.
Література
[1] Адріанов В. П. Київська телевежа - гордість українських проєктувальників та будівельників/ В. П. Адріанов // Промислове будівництво та інженерні споруди. - 2013. - № 3. - С. 2-5.
[2] Броверман Г. Б. Будівництво щоглових споруд та веж /
Г. Б. Броверман. - М. : Стройіздат, 1984. - 256 с.
[3] Гордеєв В. М. Київ, Вежа, Шумицькому... (до 100-річчя з дня народження) / В. М. Гордеєв, А. В. Перельмутер // Збірник наукових праць Українського інституту сталевих конструкцій імені В. М. Шимановського. - К. : Сталь, 2016. - Вип. 17. - С. 135‒150.
[4] Кагановський Л. О. Особливості спорудження київської телевізійної
вежі/ Л. О. Кагановський // Промислове будівництво та інженерні
споруди. - 2013. - № 3. - С. 11-15.
[5] Кальницький М. Єврейський некрополь Києва у радянські часи [Електронний ресурс] / М. Кальницький, Б. Хандрос // Єврейський
оглядач. - 2004. - № 18/85. – Режим доступу: http://www.jewukr.org/
observer/eo2003/page_show_ru.php?id=778 – Назва з екрану.
[6] Арошенко М. Таємниці сталевих конструкцій. До 60-річчя створення
ОАО «УкрНДІпроектстальконструкція ім. В. М. Шимановського» /
М. Арошенко, В. Гордеєв, І. Лебедич. – К. : Сталь, 2004. – 304 с.
[7] Павловський В. Ф. Сталеві вежі (проєктування та монтаж) / В. Ф. Павловський, М. П. Кондра. - К. : Будівельник, 1979. - 200 с.
[8] Про присудження Державних премій України в галузі науки і техніки :
Постанова ЦК КПУ і Ради Міністрів УРСР № 597 від 22 грудня 1973 року
(Державна премія України в галузі науки і техніки: погляд на понад
п’ятдесятирічну історію) [Електронний ресурс] // Комітет з Державних
премій України в галузі науки і техніки. – Режим доступу: http://kdpunt.gov.ua/sites/default/files/pages/52_istorychnyy_oglyad_prysudzhennya_derzhpremiyi.pdf – Назва з екрану.
[9] Ситник Н. П. Метод підрощувння під час монтажу металоконструкцій київської телевежі / Н. П. Ситник // Промислове будівництво та інженерні споруди. - 2013. - № 3. - С. 21-27.
[10] Ситник Н. П. Монтаж споруд методом підрощувння/ Н. П. Ситник, В. Ф. Павловський. - К. : Будівельник, 1975. - 120 с.
[11] Хилюк Д. Київська телевежа: вигадки і реальність [Електронний ресурс] /Д. Хилюк // Інформагентство Forum. - 2012. - Режим доступу: https://forua.com/analytics/2012/05/04/174710.html – Назва з екрану.
[12] Шумицький О. І. Дослідження та розвиток конструктивної форми зварних сталевих веж великої висоти / О. І. Шумицький // Будівельні конструкції. - К. : Будівельник, 1976. - Вип. XXVII. - С. 3-19.
[13] Jewish Telegraphic Agency // Daily News Bulletin. - 1966. - № 78.
Kyiv Television Tower: from Idea to Symbol
O. Shimanovsky, Corresponding Member of the National Academy
of Sciences of Ukraine, Laureate of the State Prize of Ukraine
in the Field of Science and Technology, Honored Worker of Science
and Technology of Ukraine, Dr. Sc. (Eng.), B. But, I. Lymar
V. Shimanovsky Ukrainian Institute of Steel Construction, Ukraine
Abstract. The paper outlines various historical aspects related to the Kyiv Television Tower, which will celebrate in 2023 the fiftieth anniversary of its commissioning. The historical prerequisites that necessitated the construction of such a structure are considered, in particular, the previous tower located on Malopidvalna Street. A brief description of the place of erection, its history and features are added to the historical information. Attention is paid to history of the design and approval of the Kiev Television Tower project in its final version, which provided for the building of the tower structure by means of the top-down construction method using all-welded joints and a new material – ship steel. The process of creating drawings is mentioned. The paper provides information about the equipment installed on the tower at the time of construction. The components of the television tower are described, as well as their detailed overview and characteristic features are presented. The following components are considered: the antenna part – multi-pin antennas with asymmetric
cylindrical vibrators located on cylinder shells; the octahedral lattice prism of the ALTAI antenna shaft («Алтай»); the upper and lower service buildings, which are all-welded hexagons; the elevator shaft, which is interesting due to its layout; the main shaft of the tower; the tower base consisting of a drum and legs. The construction material is mentioned – high-strength steel, which until then was not used for such structures. Special attention is paid to the construction method and its stages: the preliminary stage, building a base using the «umbrella» method, extension of the shaft and extension of the antenna and elevator shaft, a feasibility study and a brief description of the equipment used in the construction. Geodetic engineering and advantages of the work implementation associated with the tower construction method are highlighted. Considerations regarding the role of the Kyiv Television Tower in the further development of metal construction in Ukraine are given.
Key words: Kiev Television Tower, history of the design, antenna, drum, «umbrella» method, top-down construction method, estimation analysis, service building, temporary bracing, allwelded joints.
