136 метров: когда в Москве появится колесо обозрения06.09.2020 20:49

Cтроительные нормы и правила разделяют сооружения на три класса — от простейших временных вагончиков и теплиц до особо сложных и ответственных объектов. «Солнце Москвы» относится к этому последнему классу (КС-3), причем сразу по нескольким параметрам — и по экстремальной высоте, и по технической сложности. Поэтому на производстве самого колеса с опорами строители решили не экономить. Изготовление было поручено швейцарской компании Intamin AG, одному из крупнейших производителей оборудования для парков развлечений. Именно ее инженеры сделали самые быстрые в мире американские горки (240 км/ч) и самое высокое колесо обозрения традиционной конструкции — Sky Dream (120 м), которое сегодня работает в Тайване.

LIHPAO LAND, Wikipedia Sky Dream в Тайване

На высоту

Однако в отличие от Sky Dream и от предыдущего колеса обозрения на ВДНХ (да и от большинства таких аттракционов во всем мире) «Солнце Москвы» использует конструкцию, впервые апробированную лишь в 1999 году на знаменитом колесе «Лондонский глаз». Аналогично устроено и самое большое в мире колесо High Roller в Лас-Вегасе (168 м): наблюдательные кабины в нем находятся не внутри обода, удерживаясь в вертикальном положении за счет собственной тяжести, а снаружи. Это обеспечивает большую высоту наблюдения, но требует и более сложной, активной системы стабилизации с использованием электродвигателей.

Необычная конструкция, большая высота колеса и жесткие стандарты безопасности потребовали специальных испытаний проекта на ветровые нагрузки. Проводились они на базе Центрального аэрогидродинамического института им. Жуковского: чтобы оценить стабильность конструкции на ветру, уменьшенную модель колеса продували в аэродинамической трубе при скорости воздушного потока до 44 м/с. Для сравнения: среднегодовая скорость ветра в Москве составляет 2,3 м/с, а рекордный ураган весны 2017 года достиг 30 м/с.

«Самая значительная нагрузка на колесо именно ветровая, — объяснил нам главный инженер проекта Александр Комаров. — Ветер давит на колесо, оно передает нагрузку на опоры, а те — уже на фундамент». И если колесо будет доставлено в Россию в виде готовой сборной конструкции, то фундаментом пришлось заниматься на месте. Расчетную часть этой работы провели специалисты НИИОСП им. Герсеванова, крупнейшего в России института, занимающегося основаниями и подземными сооружениями. «Фундамент получился интересный, — признается Александр, — необычный».

В глубину

Основу фундамента составят шесть свайных кустов, кое-где уходящих на глубину более 20 м. Каждый куст включает пять или семь баретт — свай повышенной несущей способности. Благодаря Т-образному сечению баретты могут выдерживать значительные нагрузки и по вертикали, и по горизонтали, и на изгиб. На площадке возле Южного входа на ВДНХ можно увидеть, как идет эта работа.

Форшахта задает точное направление и четкие размеры для выборки грунта. Его разработка продолжается при постоянной подаче раствора бентонитовой глины, которая связывает и удерживает грунт от обрушения. Затем внутрь погружают арматурный каркас и закачивают бетон. Заполнение происходит начиная со дна, раствор постепенно вытесняет глину и образует монолитную структуру. В ней сохраняются лишь вертикальные технологические отверстия, позволяющие провести ультразвуковой контроль целостности и другие измерения качества. Впрочем, некоторые размещенные в фундаменте датчики останутся в бетоне навсегда — например, приборы на внешней стороне баретт, регистрирующие их давление на грунт.

Кроме того, в свайный каркас внедряется набор тензометрических датчиков, которые позволят постоянно отслеживать возникающие деформации — по четыре инструмента на четырех разных уровнях глубины. «По сути, это полая трубка, внутри нее натянута тонкая струна, по которой подается ток, — объясняет Александр Комаров. — Любая деформация влияет на колебания струны, меняя характеристики тока. Сигнальный кабель передает данные вверх, и показания поступают в единую систему мониторинга инженерных конструкций».

У поверхности

Ближе к поверхности армирование свайных кустов усилено дополнительными 400-миллиметровыми двутавровыми балками, выходящими дальше, в ростверки. Эти верхние элементы фундамента будут принимать нагрузку от опор колеса и передавать ее вниз, на баретты, и они также оснащаются датчиками деформации. Именно на ростверках строители подготовят посадочные площадки для фиксации колеса. Его опоры встанут сюда, словно детали огромного конструктора Lego, и будут закреплены анкерными болтами из специальной стали.

После установки обеих опорных «вилок» начнется монтаж элементов самого колеса обозрения. Для большей прочности длинные спицы состоят из двух частей: внешняя телескопически выдвигается из расположенной ближе к ободу. Собираться они будут на земле, после чего строители поднимут их, закрепят, вытянут на всю длину, установят соответствующие сектора обода и провернут почти готовый участок, приступая к работе над следующим. Так, фрагмент за фрагментом, «Солнце Москвы» раскроется в полный круг, после чего на нем смонтируют кабины.

Приводить всю структуру в движение будут 14 электродвигателей — по семь с каждой стороны обода. Их общая мощность составляет около 200 кВт — по словам главного инженера колеса Сергея Сидоренко, при необходимости они не только сумеют завершить оборот, чтобы вывести пассажиров из всех кабинок, но и позволят сделать это быстрее обычного, если кому-то потребуется срочная помощь. Для большей безопасности число двигателей запланировано с избыточностью — как и питание для них.

Проектом предусматривается использование трех независимых источников энергии, включая собственные дизель-генераторы на случай полного отключения от центральной сети. Что бы ни случилось, рассчитанное на ураганные ветра, опирающееся на мощный заглубленный фундамент, построенное с большим запасом прочности «Солнце Москвы» продолжит подниматься в небо с такой же надежностью, как и настоящее солнце над столицей.