С давних времен наиболее трудной и малопроизводительной работой считалась переноска и переброска с места на место, вверх или вниз массовых и тяжелых грузов.
Еще совсем недавно, например, кирпичи на стройке переносили и поднимали на леса специальные рабочие — козоносы. Уложит такой козонос кирпичи в особый деревянный ящик — козу, взвалит его на спину и лезет по строительным лесам на самый верх, где трудятся каменщики.
|
| Электрическая лебедка, широко распространенная на строительстве. |
Железнодорожные вагоны тоже совсем недавно нагружали и разгружали вручную рабочие-грузчики.
Теперь эту работу выполняют подъемнотранспортные и погрузочные машины, целиком заменяющие тяжелый физический труд тысяч людей.
Подъемно-транспортные машины, применяемые на строительстве, очень разнообразны. К ним относятся: грузоподъемные машины (лебедки, краны и подъемники); конвейеры (ленточные, пластинчатые, винтовые, цепные, подвесные и ковшовые); канатно-подвесные дороги; пневматический транспорт; погрузочные и разгрузочные машины.
Основа грузоподъемного механизма — это обычно барабан, на который намотан стальной канат. При подъеме груза канат наматывается на барабан, при опускании разматывается. Для увеличения грузоподъемности грузовой крюк у подъемного крана подвешивается не на одной ветви каната, а на нескольких. Такое устройство называется блочным полиспастом. Чтобы удержать груз на высоте при выключенном моторе, на одном из валов устанавливают тормоз.
Барабан с приводом, применяемый как самостоятельный механизм, называется лебедкой. Очень компактная лебедка, подвешенная неподвижно или установленная на однорельсовой тележке, называется талью.
|
| Электрическая таль передвигается по двутавровой балке. |
С помощью крана можно перемещать груз в нескольких направлениях.
Грузоподъемный механизм мостового крана поднимает груз. Затем тележка вместе с грузом передвигается по мосту крана, а сам мост с тележкой и грузом в свою очередь передвигается по подкрановым путям, проложенным на стенах или колоннах здания. Башенный кран строительного типа движется по рельсам, проложенным вдоль строящегося здания. Стрела крана вместе с грузом может поворачиваться вокруг башни на 360°. У многих строительных кранов по стреле передвигается тележка с грузом.
Конвейеры — это машины непрерывного транспорта. Они широко распространились в самых различных производствах. У каждого конвейера есть приводная станция, тяговые и несущие органы, натяжное устройство и станина, т. е. рама, на которую он опирается. Конвейеры называют стационарными, когда они закреплены на одном месте, и передвижными, или разборно-звеньевыми, когда их можно перебрасывать с одной стройплощадки на другую.
У некоторых конвейеров, например ленточных, тяговый орган одновременно и несущий. Несущим и тяговым органом такого конвейера служит широкая лента, изготовленная из нескольких слоев резины и ткани.
Для непрерывного подъема по вертикали сыпучих грузов применяют ковшовый элеватор. Сыпучий материал поступает сначала в его нижнюю приемную часть, где захватывается ковшами, прикрепленными к движущейся непрерывно цепи или к широкому ремню, и поднимается ими на необходимую высоту, а затем под действием собственного веса или центробежной силы выгружается. Ковшовые элеваторы применяют главным образом на камнедробильных и бетонных заводах.
Часто бывает необходимо перемещать мелкие материалы по горизонтали на небольшие расстояния. Для этого употребляют винтовой транспортер — шнек, состоящий из желоба с полукруглым днищем и винта с лопастями, напоминающего винт мясорубки.
|
| Многочелюстной грейфер для захвата щебня, камней, руды. |
На современных автозаводах, а также в сборочных цехах других промышленных предприятий можно встретить цепные подвесные конвейеры, а также мощные сборочные и специальные литейные. Эскалатор метро — тоже конвейер.
Подъезжая к цементному заводу, мы видим, как по канату, подвешенному на столбах, движутся вереницей, одна за другой, небольшие вагонетки, которые везут на завод добываемый в карьере материал. Это канатно-подвесная дорога. На подвешенном к столбам канате на колесах с желобками движутся вагонетки, влекомые другим, тяговым канатом. Канатно-подвесные дороги строят в горах над ущельями, над водным пространством и т. п. В местах, где канатно-подвесная дорога проходит над шоссе или населенной местностью, под ней на значительной высоте подвешивают прочную сеть. Этим обеспечивается безопасность на тот случай, если вагонетка почему-либо сорвется с каната и упадет.
Мелкие кусковые, сыпучие и пылевидные материалы — цемент, угольная пыль, древесные опилки и др. — удобно перемещать с места на место с помощью пневматического транспорта, т.е. в потоке движущегося воздуха. Таким способом материалы можно перебрасывать по горизонтали на расстояние до 1500-1800 м, а по вертикали — до 100 м.
МАШИНЫЗАБИВАЮТ СВАИ
В практике строителей часто бывают случаи, когда по тем или иным причинам им приходится возводить различные сооружения на слабом, непрочном грунте. Чтобы укрепить его и придать прочность основанию сооружения, в грунт перед началом строительства забивают сваи — деревянные, стальные, бетонные или железобетонные стержни, в зависимости от размера и тяжести возводимого сооружения. Для защиты основания от подмыва водой в грунт забиваются специальные сваи, образующие шпунт — непрерывное ограждение в виде стенки. В грунт сваи погружают при помощи забивки, ввинчивания, вибрации или подмывки его струей воды. Для забивки свай есть специальные механизмы — копер, или свайный молот.
|
| Мостовой электрический кран. Применяется на машиностроительных заводах, на заводах и складах железобетонных изделий. |
В последнее время получил распространение способ погружения свай в грунт путем ввинчивания. Для этого применяют особые сваи, состоящие из металлического или железобетонного ствола с одной или несколькими винтовыми лопастями. Ввинчивают их кабестаном.
Значительное распространение получил за последнее время также виброударный способ погружения с помощью специального вибромолота. Легкое оборудование и малые затраты энергии делают этот способ эффективным.
Железная дорога
Выйдем к железнодорожной линии и посмотрим вдоль нее — перед нами расстилается полотно железной дороги. Не случайно оно так называется, — мы видим широкую, ровную полосу земли, по которой уложены рельсы, далеко убегающие в обе стороны. Железнодорожный путь должен быть ровным, пологим, иначе локомотив не сможет вести за собой тяжелый поезд. Поэтому главные железные дороги — магистрали — на обширных равнинах нашей страны строят так, чтобы крутизна подъемов и спусков на протяжении всего пути была небольшой. На многих наших магистралях она не превышает 9 м на каждые 1000 м пути, — или, как говорят железнодорожники, не больше 9 тысячных. Но немало железных дорог построено с еще меньшими подъемами и спусками — 6, а то и 4 тысячных. Какое это имеет значение, мы поймем, если узнаем, что на подъем 4 тысячных локомотив может вести поезд почти вдвое более тяжелый, чем на подъем в 9 тысячных.
|
| Так устроен железнодорожный путь. |
Как же строят железную дорогу? Когда принято решение о постройке железной дороги, надо сперва наметить на карте, где пройдет ее линия, ее трасса. Поверхность земли неровная, пересечена оврагами, холмами, реками. Трассу железной дороги намечают на карте так, чтоб она проходила между соединяемыми ею городами по возможности по прямой. Известно, что железная дорога Москва — Ленинград построена почти строго по прямой. Но в большинстве случаев даже в равнинной местности приходится обходить высокие холмы или глубокие овраги, озера или болота. Кроме того, нужно, чтобы железная дорога заходила в города и поселки. Вследствие этого приходится отклоняться от прямой линии. Когда трасса железной дороги намечена на карте, проектировщики выезжают на место и проходят с землемерными инструментами по всей намеченной линии, чтобы уточнить трассу железной дороги и окончательно ее установить.
Теперь можно начинать строительные работы. Для того чтобы полотно железной дороги построить ровным, пологим, надо возвести в низинах насыпи, прорезать возвышенности выемками, построить мосты через реки и виадуки через овраги. Чем более пологим должен быть железнодорожный путь и чем неровнее поверхность земли, тем больше нужно земляных и строительных работ, тем выше насыпи, глубже выемки, больше мосты, тем дороже и постройка. Но даже в равнинной местности для строительства железной дороги нужно вырыть и перевезти с места на место очень много земли, камня, привезти материал для мостов. Поэтому при постройке железной дороги широко применяют землеройные машины — экскаваторы, скреперы, а также самосвалы и другие средства транспорта. Насыпи нужно строить так, чтобы они не осели. Надо их уплотнить и укрепить откосы камнем и дерном, а для отвода воды у подошвы насыпи прорыть канавы. Там, где железнодорожный путь проходит в выемке, надо также укреплять откосы и устраивать канавы — кюветы для отвода воды.
|
| Железнодорожный мост из металлических пролетных строений, установленных на опорах — быках. |
Трудно и сложно строить мосты, особенно большие. Мосты строят из металла, железобетона, камня, дерева. В настоящее время чаще всего возводят металлические и железобетонные мосты. Если речка узкая, то строят береговые опоры и устанавливают на них пролетное строение — стальные или железобетонные балки. Если же река широкая, то, кроме береговых, приходится возводить промежуточные опоры (быки), фундамент которых уходит в русло реки, и устанавливать несколько пролетных строений. На современных больших мостах пролетные строения часто делают в виде металлических или железобетонных арок, на которые опирается проезжая часть моста. Ведь под тяжестью проходящего поезда сильнее всего прогибается средняя часть пролетного строения между опорами. Арка позволяет лучше противостоять прогибу средней части пролетного строения. Металлические пролетные строения легче железобетонных, но на них идет много стали, их нужно делать на металлургическом заводе и привозить издалека. Кроме того, приходится их часто красить, чтоб защитить от ржавчины. Железобетонный мост тяжелее, но его можно делать на месте и красить не надо. Поэтому в последнее время строят все больше железобетонных мостов.
|
| Железобетонный мост. |
Там, где железная дорога должна пересечь высокую гору, строят тоннели. Для сооружения тоннеля в мягких породах применяются специальные проходческие щиты, медленно передвигающиеся по трассе будущего тоннеля по мере того, как они выбирают грунт впереди. С помощью щита стены тоннеля облицовываются каменными, чугунными или железобетонными плитами, и в нем прокладывается рельсовый путь.
Когда тоннель сооружается в каменных породах, приходится применять взрывные работы, с помощью которых пробиваются скалы, а затем удаляется каменная порода до полного профиля тоннеля.
Проходческие щиты применяются и при сооружении в крупных городах подземной железной дороги — метрополитена. Трамваи, троллейбусы, автобусы, пешеходы переполняют улицы. В тоннелях метро поезда могут идти без всяких помех и очень часто — каждые 1-2 мин.; и это позволяет перевозить такое огромное количество пассажиров, с которым не справился бы никакой иной городской транспорт.
|
| Так выглядит проходческий щит. Слева — фрезы, которыми щит разрыхляет грунт. |
Земляное полотно и мосты называются нижним строением пути. Оно служит основой верхнего строения пути — рельсов, шпал и балласта.
Рельсы прокатываются из стали на металлургических заводах. Посмотрим на рельс с его торца (конца). Поперечный профиль рельса состоит из головки, по которой катятся колеса локомотивов и вагонов, высокой шейки и широкой подошвы, которые не дают рельсу изгибаться вниз и в стороны при прохождении тяжелого поезда.