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斯大林式高楼:苏联如何在没有现代技术的情况下建造摩天大楼
这些屹立了近80年、仍为莫斯科象征的摩天大楼
1947年9月7日,莫斯科同时为八座高层建筑奠基,以此作为首都800周年诞辰的礼物。十年后,其中七座建筑装饰了莫斯科天际线,成为苏联战后复兴的象征。据建筑史学家弗拉基米尔·帕佩尔诺夫估计,高层建筑的建设标志着一个宏大的建筑项目的开端,其目标是用高层建筑全面覆盖莫斯科。但如何在从未建造过五层以上建筑的国家中建成240米高的摩天大楼?
文章要点:
- 建造高层建筑需要掌握现浇混凝土技术并建立新工厂;
- 在基础周围使用氯化钙盐水将地基冻结至-25°C,深度达27米;
- 在红门广场的建筑是倾斜建造,以便在解冻后能垂直立起;
- 专为施工发明了自升式起重机;
- 莫斯科大学主楼采用了工程师尼古拉·尼基京革命性的箱形基础。
时代的呼唤:从五层建筑到摩天大楼
1947年,苏联还是一个低层建筑国家。当时苏联的建设主要集中在不超过五层的砖石结构建筑。最高建筑物是七到九层的斯大林式住宅楼,但与美国摩天大楼相比还相距甚远。
斯大林式高楼的建筑风格与曼哈顿市政厅、伍尔沃斯大楼以及当时最高的纽约帝国大厦相呼应。然而,曼哈顿建在坚硬的岩石上,而莫斯科则坐落在山丘和沼泽地上。如果曼哈顿建在坚硬的岩石上,莫斯科则建在山丘和沼泽地上。
建筑项目吸引了当时最优秀的专家,但他们必须解决苏联以前从未遇到过的问题。
材料与技术的革命
要建造136米高的高层建筑,必须掌握现浇混凝土技术。这需要新材料和设备,为了制造这些材料和设备,开设了整个工厂。
采用了先进的技术:用焊接钢骨架代替承重砖墙,使用轻质材料墙体——多孔砖、陶瓷和石膏空心块。这是苏联建筑领域的一次革命。
在建造列宁格勒酒店时,使用了强大的混凝土泵,能将混凝土输送到40米的高度。苏联以前从未有过这样的设备。
为了建造这些设施,甚至发明了自升式起重机,使高层建筑得以在令人难以置信的速度下建成。这些设备能够将建筑材料提升到200米以上的高度。
来自网站pegast.ru的照片冻土技术:地铁建设的创新
最困难的任务是莫斯科脆弱的地基。在不稳定的地基(所谓的“浮土”)上建造时,可以将它冻结——这种技术在地铁建设中已成功应用。
在挖掘基坑之前,为了防止地面坍塌,需要九个月内将地基周围的人工冻结至27米深度。通过钻孔和管道系统循环氯化钙盐水,温度从-20°C到-26°C。
在建筑物基础周围插入了数百根管道,形成一个统一系统,将-25°C的特殊盐水送入其中。这种技术形成了冰墙,防止基坑坍塌。
倾斜建造:独特的实验
在红门广场建造的高层建筑为加强基础,决定冻结基坑周围的土壤。为了防止地基膨胀导致建筑物偏移,他们决定从一开始就以小角度建造。
工程师知道,冻结过程中地基会膨胀并抬高基础的一侧。根据计算,最大偏移量为16厘米。他们就这样建造了。在土壤解冻后,建筑物向相反方向倾斜,但仍在标准范围内。
这种方法后来从未在其他地方使用过,因为计算复杂。设计由工程师维克托·阿布拉莫夫完成,而建筑则由亚历山大·杜斯基设计——他是莫斯科地铁“雅罗斯拉夫尔大道”、“克洛博季诺”和“革命广场”站的设计者。
来自网站sd.suza.sk的照片箱形基础:尼基京的发明
莫斯科大学主楼的结构和基础由工程师尼古拉·尼基京设计,他后来成为奥斯坦金诺电视塔的创造者。
尼基京建议在箱形基础上建造莫斯科大学主楼——一个高度较小但墙体密实的钢筋混凝土“箱子”。基础的体积设计得如此之大,使得挖出的土壤重量等于未来建筑的重量。为此必须挖掘18米深的基坑。
工程师计算出,只要“驯服”不稳定的土壤,就可以在不稳定地基上建造。为此,基础必须在地里“漂浮”在空心的混凝土箱中。通过电焊连接的箱子将减少建筑物沉降并中和地基反应性。
尼基京的另一个解决方案是交叉截面的钢柱,其楼板自由悬挂。这使高层建筑无需温度和沉降缝即可建成。
抗水挑战:针状滤管和桩基
在建造乌克兰酒店时,为了防止基坑成为水池,必须将基底挖至地下水位以下8米,距离河流仅70米。为防止基坑积水,围绕基坑建造了双层针状滤管墙。
在建造列宁格勒酒店时,地下水给施工带来了特殊问题。为防止建筑下沉到地下,必须采用复杂的加固技术。
首先将空心金属管打入地基,长度可达10米。然后在其中插入钢筋并用塑性混凝土填充。待混凝土硬化后,将管子拔出。通过这种工艺,共建造了1400根桩用于加固基础。
来自网站um.mos.ru的照片地铁在摩天大楼中:工程师的壮举
红门广场的高层建筑是七座中唯一一座设有地面地铁站厅的。在建造摩天大楼的同时建造地铁出口给工程师带来了严峻挑战,水饱和地基进一步加剧了这一难题。
该站厅的自动扶梯在中间平台中断,然后以不同角度继续。必须转弯是因为浮土问题。
通常在这种情况先进行地下施工,然后再进行地上建设,但这将使建筑推迟一年半,而工人没有时间。
从上到下的施工
在建造外交部大楼时,采用了当时最先进的技术。高层建筑是“从上往下”建造的。首先搭建金属骨架,然后从顶层开始逐层浇筑混凝土。
这种方法加快了建设速度并提高了安装精度。金属骨架像巨型拼装积木一样组装,然后用混凝土和砖块覆盖。
来自网站drive2.ru的照片新的生活保障系统
和其它斯大林式高楼一样,这里几乎安装了苏联首批空调和空气净化系统。这些是专门为高层建筑开发的实验装置。
仅在高楼顶部的星形装饰就重达12吨。为了使如此庞大的建筑能舒适使用,莫斯科大学安装了68部电梯,包括高速电梯。
在建造莫斯科大学主楼时,消防监督员与建筑商之间发生了冲突。建筑商坚决拒绝将所有金属元件放入混凝土外套中。最终建筑商获胜,证明了他们解决方案的可靠性。
实验的成本
斯大林亲自决定建筑地点。他监督了这项宏伟工程的进度,因此建筑师和工程师没有时间犹豫不决。结果有时不得不冒险并增加预算。
列宁格勒酒店建筑师亚历山大·博雷茨基和列昂尼德·波利亚科夫最初因项目获得斯大林奖,但政权更迭后差点被送进监狱,因为他们的批评——建筑的华丽被认为“过度”。
最早的高层住宅楼之一是位于科特林纳亚滨河路的公寓楼。建筑任务被分配给工业建设监狱管理局,主要劳动力是囚犯和德国战俘。
工程师思维的遗产
斯大林式高楼成为技术开发的试验场,这些技术后来在整个苏联广泛使用。高层建筑的建设甚至超越了俄罗斯(里加)和苏联(华沙),在那些建造了与莫斯科相同高层建筑的地方。
冻土技术、箱形基础、钢骨架——这些都成为了苏联建筑的标准。莫斯科高楼的工程经验帮助建造了奥斯坦金诺电视塔,学会了在西伯利亚永久冻土上施工。
在建造“胜利宫”之前,莫斯科大学主楼在沃斯卡耶山(Vorobyovy Gory)上已超过半个世纪是莫斯科最高的建筑:240米高,中央体积36层。
来自网站fotokto.ru, 尤金·波利亚科夫的照片七座斯大林式高楼证明了苏联工程师可以解决任何复杂问题。没有超级计算机和现代材料,只使用对数尺和工程智慧,他们建造了屹立近80年、仍为莫斯科象征的摩天大楼。
封面图片来自网站foto-leto.ru







