На московских высотных стройках были впервые применены специально разработанные для монтажа металлического каркаса универсальные башенные краны, объединявшие в себе весь комплекс механизации монтажа. Самоподъемные башенные краны У Б К, грузоподъемность от 3 до 15 т, сконструировали советские инженеры П.П. Велихов, Л.Н. Щипакин, И.Б. Гитман и А.Д. Соколова, удостоенные за эту работу Сталинской премии. Основная особенность такого крана заключалась не только в способности переносить груз, но и в том, что он мог поднимать самого себя с этажа на этаж по мере роста возводимого здания. Делалось это при помощи передвижной решетчатой обоймы, прикрепляемой к прогонам междуэтажного перекрытия. После того как кран заканчивал монтаж очередного яруса каркаса, обойма, скользя по стволу башни, поднималась на высоту двух этажей и жестко закреплялась на ригелях верхнего этажа посредством откидных или выдвижных аутригеров. Для подъема крана служил полиспаст, запасованный между низом ствола крана и подъемной обоймой. Он приводился в действие электрической лебедкой крана, установленной на нижних опорных балках ствола. После перепасовки троса башня крана поднималась вверх к жестко закрепленной обойме. Неповоротная башня крана опиралась через балки опорной рамы на каркас строящегося здания и прикреплялась к нему съемными хомутами[175].

Кран УБК-5-49 обладал следующими основными характеристиками:

Грузоподъемность – 5,0 т.

Вылет стрелы (ход тележки) – 2, 2—27,5 м.

Высота подъема крана от низа опоры до гака —15 м.

Общая высота крана – 22,4 м.

Скорость подъема груза – 21–42 м в мин.

Скорость горизонтального перемещения тележки – 15 м в мин.

Скорость поворота стрелы – 0,167 оборота в мин.

Скорость подъема крана при его перемещении вверх – 0,75 м в мин.

Общий вес крана с лебедками и контргрузом – 56,0 т[176]

Схема самоподъемного башенного крана УБК с удлиненной стрелой: 1 — грузовой блок Q = 15 т; 2 — грузовая тележка Q = 15 т; J? и 4 – отводные ролики; 5 – оголовок мачты; 6 — шарнир стрелы; 7 — крепление троса на поворотном круге; 8 и 9 — нижние и верхние ролики полиспаста подъема крана; 10 и 11 — нижние и верхние опорные ролики обоймы; 12 — отводные ролики подъема обоймы; 13 — конечный переключатель передвижения тележки; 14 — хомут для закрепления крана; 15 — поддерживающий ролик троса поворота; 16 — отводной ролик поворотного каната; 17– шарнир; 18 — лебедка Q = 2 х 5,5 т; 19 — лебедка Q = 8 т; 20 — лебедка Q = 5 т; 21 — лебедка Q = 2,5 т; 22 — трос для подъема крана; 23 — трос для подъема обоймы; 24 — трос для поворота крана; 25 — трос для передвижения тележки; 26 — трос для подъема груза; 27 — металлоконструкции; 28 — контргруз; 29 — барабан лебедки подъема груза; 30 — форкопф для натяжения троса; 31 — поворотный круг; 32 — барабан лебедки поворота; 33 — барабан лебедки передвижения тележки; 34 — винт для натяжения троса; 35 — будка машиниста. Схемы запасовки троса для: а — подъема груза; б — поворота; в — передвижения тележки

Самоподъемный башенный кран УБК-5-49 был спроектирован конторой «Промстальмонтаж», конструкции изготовил Кулебакский завод металлоконструкций, механизмы – Раменский завод монтажного оборудования.

Кран УБК состоял из следующих основных элементов:

1. Ствол крана решетчатого квадратного сечения, заканчивающийся вверху пирамидальным оголовком с шаровой пятой. Оголовок служил опорой для вращающейся головы крана. Низ ствола имел балочную крестообразную опору, устанавливаемую на ригели каркаса здания. Ствол располагается в центре зоны, обслуживаемой краном, в одной из ячеек каркаса. На концах опорных балок имелись откидные или выдвижные опорные аутригеры, обеспечивающие возможность прохождения крана совместно с крестообразной опорой через смонтированный каркас по вертикали.

2. Голова крана со стрелой, площадкой контргруза, механизмами и будкой управления. Стрела крана постоянного вылета (встречаются данные о стрелах нескольких длин – 22 м; 27,5 м; 37,5 м) имела монорельс и грузовую тележку, перемещавшуюся по монорельсу в горизонтальном направлении. Применение для сравнительно мощного крана стрелы постоянного вылета с грузовой тележкой обеспечило простоту, надежность и безопасность передвижки груза.

3. Подъемная обойма решетчатой пространственной конструкции, скользящая по стволу крана. Обойма служила для удержания крана в вертикальном положении при его перемещении вверх по ходу монтажа, а также для подвески к ней крана в момент подъема[177].

Последовательность выполнения операций по подъему крана на новую площадку удобно проследить по схеме. В положении I опорные балки башни крана опираются на каркас здания на уровне А-А и монтируют каркас двух этажей Б-Б и В-В. После того, как каркас в зоне крана смонтирован, обойма 3 снимается с упоров и полиспастом 4 поднимается на высоту двух этажей и устанавливается на упоры в уровне В-В (положение II). После этого башня и опорные балки 2 снимаются с упоров и полиспастом 4 подтягиваются также на высоту двух этажей, причем опорные балки 2 устанавливаются и закрепляются на уровне Б-Б (положение III). Кран снова готов к монтажу каркаса очередных двух этажей[178].

Краны УБК могли поворачиваться на 360 градусов и осуществлять перемещение груза одновременно в трех направлениях. Руководство операциями по монтажу каркаса осуществлялось при помощи специальной двусторонней громкоговорящей телефонной установки с репродукторами в будке машиниста и на стреле крана. Успешный опыт работы такой системы сигнализации показал, что ее следовало широко применять на всех крупных монтажных работах, и особенно на строительстве многоэтажных зданий.

Схемы перестановки самоподъемного крана УБК

Краны УБК нашли применение практически с начала производства работ на стройплощадках высотных зданий. Первой высоткой, на которой экспериментально отрабатывались приемы применения новой техники, стало административное здание на Смоленской площади. При устройстве нижней плиты коробчатого фундамента территория была разбита на три зоны, каждая из которых бетонировалась независимо. Арматура доставлялась на стройплощадку в виде отдельных стержней и сваривалась в сетки на дне котлована. При выборе метода организации бетонных работ по возведению фундамента были рассмотрены пять вариантов. Согласно предварительной калькуляции самой экономичной являлась закачка бетона с помощью бетононасоса. Один из вариантов предполагал подачу бетона к месту укладки в бадьях со шторным затором кранами УБК-5. Для этой цели после окончания земляных работ в зонах А и Б предполагалось установить два подъемных крана УБК-5 на специальных металлических постаментах, высота которых была бы равна высоте фундамента. Однако жесткие сроки производства работ не позволили осуществить доставку и монтаж кранов, кроме того, бетонирование зон А и Б производилось в зимнее время при отрицательных температурах с применением электроподогрева. В связи с этим было принято решение осуществлять транспортирование бетона в двухколесных тележках емкостью до 0,08 м 3 с устройством эстакады и спускных желобов. Стоимость укладки одного кубометра бетона составляла 3,86 руб. при трудовых затратах 0,14 чел. – дней. Стоимость укладки бетона с применением крана УБК-5 по расчетам составляла бы 4,48 руб. за кубометр при значительно меньших трудозатратах в 0,05 чел. – дней (в основу составления калькуляции были положены ЕНиР 1947 г. и справочники стоимости материалов издания 1945 г. Стоимость машино-смен определялась по данным, разработанным в лаборатории механизации строительства ВНИОМС)[179].