ВТОРОЕ ОБРУШЕНИЕ ПОКРЫТИЯ ПЕЧНОГО КОРПУСА КУЙБЫШЕВСКОГО ЦЕМЕНТНОГО ЗАВОДА

Вторая авария произошла 16 сентября 1960 г. на том же участке перекрытия печного отделения (над горячими концами печей), что и в июле 1959 г., после его полного восстановления по первоначальному проекту. На этот раз обрушились три подстропильные фермы пролетом 12 м и пять стропильных ферм (три в рядах Б — В и две в рядах А — Б), из них три фермы на том же месте, что и в 1959 г. (рис. 11). Четыре фермы, расположенные рядом с упавшими, получили повреждения, но остались на опорах. Площадь обрушения покрытия составила 6X21X7 = 880 м'2 (в 1959 г. 500 ж2).

Подстропильная ферма 3—5 ряда В была сорвана с железобетон¬ной колонны 5 и зависла на опоре по оси 3. Стропильные фермы 3 и 4 в пролете Б — В остались прикрепленными к подстропильной ферме ряда В и оторвались от подстропильной фермы ряда Б; концы этих стропильных ферм легли на технологическое оборудование цементной печи № 1. Стропильная ферма 5 пролета Б — В отделилась от подстропильных ферм рядов Б и В и упала на мостовой электрический кран. Подстропильная ферма ряда Б была сорвана с железобетонной колонны 5, вывернута в сторону ряда А и удерживалась опорным башмаком на опоре о. Подстропильная ферма ряда А верхним поясом наклонилась в сторону ряда Б вследствие падения стропильных ферм. Стропильные фермы 4 и 5 пролета А — Б оторвались от подстропильной фермы ряда Б и кон-цами оперлись на технологическое оборудование; другие концы этих ферм остались закрепленными в подстропильной ферме ряда А. У стропильной фермы 3 пролета А — Б при обрушении соседних ферм были повреждены концевые панели верхнего пояса; ферма же удержалась на своих опорах. Стропильные фермы 1 и 2 в пролете Б — В упавшей фермой 3 были сдвинуты с оси железобетонных колонн по ряду В на 70 мм.При осмотре обрушившихся конструкций полных разрывов элементов ферм обнаружено не было. Были найдены надрывы одного уголка и частичные разрушения сварных швов в местах резких перегибов элементов. Сжатые раскосы некоторых ферм, в частности опорные, были сильно деформированы из плоскости ферм (при принятой решетке это направление наибольшей гибкости) и потеряли устойчивость до обрушения ферм, что могло быть вызвано лишь недопустимой перегрузкой покрытия. На обслуживающих площадках, на технологическом оборудовании, на полу цеха и на упавших конструкциях были обнаружены значительные количества цементной пыли в сыпучем состоянии, а также слежавшейся в виде кусков различных размеров.

Проверочный расчет стропильных ферм, выполненный Гипроцементом на фактические постоянные нагрузки, на расчетные нагрузки от снега и цементной пыли (70 кг/м2), показал, что все элементы ферм от этих нагрузок имеют напряжения, не превышающие расчетного сопротивления стали марки Ст.З (# = 2100 кгс/см2).

Новые стальные конструкции для восстановления перекрытия цеха после первой аварии (26 июля 1959 г.) были изготовлены на месте по первоначальному проекту. Контрольные испытания металла упавших конструкций показали, что эти конструкции были изготовлены в основ-ном из стали марки Ст.З по ГОСТ 380—50; лишь в отдельных случаях имелись некоторые отступления по пределу текучести (до 23,4 кгс/мм2) и по временному сопротивлению (до 35,3 кгс/мм2). Верхний пояс стро-пильной фермы 5 пролета А — Б был изготовлен из стали повышенной прочности (временное сопротивление 50,1 кгс/мм2, предел текучести 33,7 кгс/мм2).

Согласно паспортам лабораторных испытаний, прочность бетона по-р.режденных колонн 5 и 2 ряда В была выше проектной марки 200. Простукивание колонн молотком также подтвердило эту марку бетона.

Разрушающей нагрузкой для конструкций оказалась цементная пыль, поступавшая через аэрационные фонари наружу и скапливавшаяся на кровле. В цехе к моменту аварии были установлены и работали три печи размером 4,5—5x135 м (первая с 1958 г., вторая с 1959 г. и третья с июля 1960 г.), причем две печи из трех работали неисправно: холодильники барабанного типа этих печей выделяли обильное количе-ство пыли. Эта пыль через аэрационные поперечные фонари откладыва-лась на кровле. Очистка кровли от пыли производилась нерегулярно и недостаточно интенсивно; толщина отложений пыли между фонарями на кровле достигла 70—80 см. Объемный вес пыли после прошедших сильных дождей за два дня до аварии (так же как и перед первой аварией) составлял 1,6—1,7 г/мъ.

Результаты проверочных расчетов на фактическую нагрузку показали аварийное состояние ряда элементов ферм.
При расследовании причин аварии на этот раз было эксперимен-тально проверено и влияние неразрезности ферм на перераспределение усилий. Напряжения измерялись тензометрами Гугенбергера у фермы пролета Б—В, в опорном раскосе и опорном элементе нижнего пояса. После установки приборов была удалена цементная пыль с участка кровли в месте расположения фер^ мы. После удаления пыли напряжения в раскосе понизились на 326 кгс/см2 (растяже-. ние), а в нижнем поясе на'212 кгс/см2 (сжатие). При этих значениях напряжений и их знаках отношение усилий в рассматриваемых элементах почти полностью соответствует разрезной схеме стропильных ферм.Комиссия, расследовавшая вторую аварию, сформулировала причину обеих аварий следующим образом: несоблюдение правил эксплуатации цементных печей (износились теплообменные устройства, вследствие чего при форсированном ходе печей неизбежно было усиленное выделение пыли) и правил эксплуатации кровли, в которых сказано, что допустимая толщина слоя пыли на кровле не должна превышать 3 см. (Расчетная нагрузка от пыли в проекте была принята всего в размере 0,03 X 1600 = 48 кгс/см2.)

Помимо срочного ремонта теплообменных устройств и тщательного надзора в дальнейшем за выделением печами цементной пыли комиссия рекомендовала при восстановлении покрытия над двумя горячими концами печей (учитывая, что эти печи экспериментальные) устроить кровлю из листовой стали толщиной 4—5 мм вместо мягкой кровли по железобетонным плитам. С кровли из листовой стали в случае необходимо-
сти удобнее убирать цементную пыль; кроме того, при такой кровле создается некоторый резерв в расчетной нагрузке на покрытие.

На основе печального опыта двух аварий на Куйбышевском цемент-ном заводе в «Правила технической эксплуатации цементных заводов» (СН 103—60), утвержденные Госстроем СССР, было введено специаль-ное требование — не допускать скопления цементной пыли на покрытиях зданий цехов цементных заводов.
Две строительные аварии на Куйбышевском цементном заводе, ко-торые произошли с интервалом в один год в одном цехе и практически при одинаковых обстоятельствах, убедительно показывают всю важность самого тщательного расследования каждой аварии ,и правильного установления ее причин. Если своевременно не выявить действительную причину аварии и не принять мер по ее устранению, авария может повториться и возможно с более тяжелыми последствиями, чем в первый раз. Комиссия по расследованию аварий с большей ответственностью должна относиться к вскрытию истинных причин обрушений.