ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



Особенности напряженно-деформированного состояния стен камер шлюзов

  • Рубин Олег Дмитриевич - Научно-исследовательский институт энергетических сооружений (НИИЭС)
  • Лисичкин Сергей Евгеньевич - Инженерный центр сооружений, конструкций и технологий в энергетике (ИЦ СКТЭ)
  • Николаев Валерий Борисович - Инженерно-строительное бюро «Надежность» (ИСБ «Надежность»)
  • Башкиров Дмитрий Сергеевич - Акватик
DOI: 10.22227/1997-0935.2019.4.473-483
Страницы: 473-483
Введение. Железобетонные стены шлюзовых сооружений являются ответственными конструкциями, так как снижение их уровня безопасности в процессе длительной эксплуатации может привести к негативным последствиям. Характерные особенности таких конструкций обусловливают их напряженно-деформированное состояние (НДС) и несущую способность. Неотъемлемую часть конструкций стен камер шлюзов составляют межблочные строительные швы (как горизонтальной, так и вертикальной ориентации), наличие которых учитывается нормативными и нормативно-методическими документами, действующими в последние десятилетия. Материалы и методы. Применены аналитические методы анализа результатов наблюдений за НДС массивных железобетонных конструкций стен камер шлюзов, а также методик расчета и нормативных документов. Результаты. Проведен анализ состояния ряда камер шлюзов отечественных объектов, таких как канал им. Москвы, ГЭС Кашхатау; Павловский шлюз и др. Отмечен особый характер трещинообразования и НДС, что потребовало проведения неотложных мероприятий по их усилению и ремонту. Выполнен анализ положений нормативных документов, действовавших в период проектирования большинства таких сооружений, и действующих в настоящее время. Выводы. Выявлено несовершенство нормативных документов, действовавших в период проектирования большинства стен камер шлюзов, в результате чего в целом ряде случаев возникло непроектное состояние. Обоснована необходимость совершенствования методики расчета железобетонных конструкций стен камер шлюзов, а также положений действующих нормативных документов.
  • гидротехнические железобетонные конструкции;
  • стены камер шлюзов;
  • межблочные строительные швы;
  • трещинообразование;
  • методика расчета;
  • нормативные документы;
Литература
  1. Кириллов А.П., Николаев В.Б., Беленький Б.С., Рубин О.Д., Брауде В.М. Учет влияния строительных швов на прочность массивных железобетонных конструкций // Гидротехническое строительство. 1983. № 6. С. 33–38.
  2. Николаев В.Б., Рубин О.Д. Совершенствование методов расчета прочности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений со строительными швами // Обзорная информация — Энергетика и электрификация. Сер. 2 — Гидроэлектростанции. 1986. Вып. 1. С. 56.
  3. Рубин О.Д., Умнова Р.В., Ни В.Е. Анализ работы и усиление стен доковых шлюзов // Гидротехническое строительство. 1988. № 8. С. 47–79.
  4. Рубин О.Д., Умнова Р.В., Ни В.Е. Усиление эксплуатируемых подпорных сооружений // Гидротехническое строительство. 1989. № 12. С. 42–45.
  5. Щербина В.И., Рубин О.Д., Ни В.Е. Эксплуатация, оценка состояния и разработка мероприятий по повышению надежности шлюзов канала им. Москвы // Сб. науч. трудов. Сер. Гидроэлектростанции. М. : Информэнерго, 1989. Вып. 7. 56 с.
  6. Залесов А.С., Рубин О.Д. Характер и причины трещинообразования в стенах шлюзов канала им. Москвы // Энергетическое строительство. 1990. № 11. С. 54–56.
  7. Рубин О.Д. Усиление стен шлюзов докового типа и контроль за эксплуатацией // ПРЕДСО-90 : мат-лы конф. и совещ. по гидротехнике. СПб. : Энерогоатомиздат, 1991. С. 73–75.
  8. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Ильин Ю.А. Осуществление контроля за безопасностью шлюзовых и подпорных сооружений путем оценки их фактического состояния на основе расчетных и натурных исследований // 5-й Международный конгресс ЭКВАТЭК-2002. Вода: экология и технология : сб. мат. конгр. М., 2002. С. 948.
  9. Рубин О.Д., Ильин Ю.А., Уандыков Б.К. Обеспечение безопасности и надежности судоходных гидротехнических сооружений // Материалы научно-практической конференции. г. Волгоград, 17–19 сентября 2002. С. 43–47.
  10. Михайлов А.В. О влиянии температурных воздействий на напряженное состояние конструкций докового типа // Гидротехническое строительство. 1967. № 9. С. 16–20.
  11. Михайлов А.В., Авдеева В.И. Влияние изменения реактивного давления обратных засыпок на напряженное состояние шлюзовых камер со сплошными днищами // Гидротехническое строительство. 1973. № 1. С. 13–16.
  12. Гольцман В.Х., Шейман Л.Б. О расчете доковых конструкций камер шлюзов с учетом натурных наблюдений // Гидротехническое строительство. 1976. № 10. С. 29–34.
  13. Ни В.Е. О прочности стен камер шлюзов // Гидротехническое строительство. 1982. № 9. С. 35–38.
  14. Ни В.Е. Результаты наблюдений за состоянием гидротехнических сооружений канала имени Москвы // Гидротехническое строительство. 1977. № 12. С. 28–33.
  15. Бочаров В.В., Ни В.Е. Повышение надежности шлюзов // Гидротехническое строительство. 1982. № 9. С. 35–38.
  16. Бочаров В.В., Быков Л.С., Даценко Ю.С., Ищенко И.Г., Матросов А.С., Медведев Л.И. и др. Канал имени Москвы: 50 лет эксплуатации / под ред. Л.С. Быкова и А.С. Матросова. М. : Стройиздат, 1987. 240 с.
  17. Пухов И.Е. Физико-механические свойства бетона шлюзов канала имени Москвы // Гидротехническое строительство. 1988. № 8. С. 44–46.
  18. Тернавский С.В., Жуков В.Н., Зальцман Ю.О., Любомиров А.А. Усиление стен шлюза № 8 канала имени Москвы предварительно-напряженными анкерами // Гидротехническое строительство. 1996. № 11. С. 8–24.
  19. Левачев С.Н., Федорова Т.С. Напряженно-деформированное состояние бетона стен камер шлюзов канала имени Москвы // Вестник МГСУ. 2013. № 8. С. 137–149. DOI: 10.22227/1997-0935.2013.8.137-149
  20. Уандыков Б.К. Оценка сейсмической безопасности длительно эксплуатируемых верхней и нижней головы Усть-Каменогорского шлюза // Гид­ротехническое строительство. 2005. № 8. С. 39–40.
  21. Уандыков Б.К. Оценка сейсмической безопасности длительно эксплуатируемых стен камеры Усть-Каменогорского шлюза // Речной транспорт. 2005. № 3. С. 87–88.
  22. Уандыков Б.К. Оценка состояния гидротехнических сооружений Шульбинского шлюза // Речной транспорт. 2004. № 1. С. 47–49.
  23. Моргунов К.П., Красникова М.В. Анализ напряженно-деформированного состояния элементов камер шлюзов Волгоградского гидроузла при различных условиях эксплуатации // Вестник ГУ морского и речного флота. 2016. Т. 8. Вып. 4. С. 74–85. URL: https://journal.gumrf.ru/files/articles/38/74-85.pdf. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-8-4-74-85
  24. ShablinskijG.E. Analysis of complex impacts on stress-strain state of the wall chamber lock // Procedia Engineering. 2015. Vol. 111. Pp. 215–219. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.07.079
  25. Frishter L.Yu., Ivanov P.S. The research of stress-strain state wall of the section gateway taking into account changes stiffness // Procedia Engineering. 2016. Vol. 165. Pp. 1035–1038. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.11.816
  26. Рассказов Л.Н., Орехов В.Г., Анискин Н.А., Малаханов В.В., Бестужева А.С., Саинов М.П. и др. Гидротехнические сооружения (речные). Часть 2. М. : ЛитРес, 2016. 538 с.
  27. Колосов М.А. Повышение надежности работы судоходных шлюзов // Транспорт Российской Федерации. 2006. № 7. С. 60–61.
  28. Гапеев А.М., Рябов Г.Г., Нычик Т.Ю. Исследование вариантов верхней головы проектируемого шлюза Багаевского гидроузла // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. 2017. № 3 (43). С. 524–536. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-3-524-536
  29. Гапеев А.М., Кононов В.В. Строительство судоходных гидротехнических сооружений в России (к 200-летию начала подготовки инженеров в области гидротехнического строительства) // Гидротехническое строительство. 2009. № 10. С. 11–17.
  30. Башкиров Д.С., Ковалев С.В. Реконструкция плотин № 25 и № 27 Беломорско-Балтийского канала // Гидротехническое строительство. 2018. № 7. С. 50–56. URL: http://gts.energy-journals.ru/index.php/GTS/article/view/511
  31. Башкиров Д.С., Ковалев С.В. Разработка и реализация комплексного проекта реконструкции гидросооружений Беломорско-Балтийского канала // Гидротехническое строительство. 2018. № 6. С. 43–49. URL: http://gts.energy-journals.ru/index.php/GTS/article/view/510
  32. Комков И.В., Моргунов К.П., Семенников А.В. Исследование свойств бетона камер шлюзов Волгоградского гидроузла // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. 2016. Вып. 5 (39). 2016. С. 85–97. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-8-5-85-97
  33. Fangshu Qian, Titao Wang, Hongwei Ding, Xiaojun Chen. The research on evaluation technology of lock chamber wall // 3rd Proceedings of the 2016 3rd International Conference on Mechatronics and Information Technology. 2016. Pp. 625–628. DOI: 10.2991/icmit-16.2016.113
  34. Il’in Yu.A. Calculated substantiation of the method of strengthening the Moscow canal lock chamber walls with prestressed reinforcing members // Hydrotechnical Construction. 1999. Vol. 33. Issue 4. Pp. 208–214. DOI: 10.1007/BF02764508
  35. Frishter L.Yu., Ivanov P.S., Isajkin A.S., Shablinskij G.E. Analysis of complex impacts on stress-strain state of the wall chamber lock // Procedia Engineering. 2015. Vol. 111. Pp. 215–219. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.07.079
  36. Burmistrov M.A., Kotenkov Yu.K. Field investigations of the static behavior of a navigation lock chamber // Hydrotechnical Construction. 1967. Vol. 1. Issue 3. Pр. 248–254. DOI: 10.1007/BF02376657
  37. Levachev S.N., Gogin A.G., Shaitanov A.M. Comparison of lock chamber calculation methods // Power Technology and Engineering. 2018. Vol. 52. Issue 4. Pp. 418–424. DOI: 10.1007/s10749-018-0968-3
  38. Mikhailov A.V., Avdeeva V.I. Effect of a change in the reaction pressure of backfills on stresses in lock chambers with solid bottoms // >Hydrotechnical Construction. 1973. Vol. 7. Issue 1. Pp. 20–26. DOI: 10.1007/BF02376746
  39. Guo M.Y., Gao C.C., Yang X.L. The Application of analytic hierarchy process (AHP) in the evaluation technology research for lock chamber walls // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 988. Pp. 234–237. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.988.234
  40. Moshkov A.B. Discussion of construction norms: Earth pressure on lock chamber walls // Hydrotechnical Construction. 1974. Vol. 8. Issue 7. Pp. 642–648. DOI: 10.1007/BF02377698
  41. Xiang J.W., Wang C.F., Zhu X., Huang X.C., Liu Y.H., Zhou J.F. Finite element structural analysis of lock chamber based on uneven covering layer foundation // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 838–841. Pp. 432–438. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.838-841.432
СКАЧАТЬ (RUS)