Рисунок 7 - Эпюры пьезометрического напора по подошве плотины

Рисунок 7 - Эпюры пьезометрического напора по подошве плотины

8 Основные положения по расчетам плотин

Пункт 8.3 . Заменить слова: "или первых столбов" на "или отдельных столбов".

Пункт 8.4 . Изложить в новой редакции:

"8.4 Расчеты на местную прочность и по образованию трещин следует проводить для отдельных конструктивных элементов сооружения; для бетонных конструкций расчеты по образованию трещин следует выполнять для блоков бетонирования и отдельных конструктивных бетонных элементов, ограниченных строительными и конструктивными швами.".

Пункт 8.5 . Первый абзац. Дополнить слова: "нагружения плотины" словами: "и прогноза изменения температурного состояния сооружения".

Пункт 8.6 . Изложить в новой редакции:

"8.6 В тех случаях, когда проектом предусмотрены возведение и сдача в эксплуатацию гидроузла отдельными очередями (пусковыми комплексами), плотину следует возводить на полный профиль по ширине до отметки верхнего бьефа, соответствующей уровню заполнения водохранилища на данном пусковом этапе. При этом подъем уровня верхнего бьефа допускается только после омоноличивания бетонной кладки до проектной отметки верхнего бьефа данного пускового комплекса.

Расчеты прочности и устойчивости части плотин (для пускового профиля) всех классов каждого пускового комплекса следует проводить на все нагрузки и воздействия, установленные для рассматриваемого этапа строительства. При этом на каждом пусковом комплексе должно обеспечиваться выполнение условий прочности и устойчивости плотины.".

Пункт 8.7 . Изложить в новой редакции:

"8.7 Расчеты плотин на полный состав нагрузок и воздействий эксплуатационного периода выполняются методами теории упругости и геомеханики с учетом возможного раскрытия строительных (горизонтальных) межблочных швов на низовой и верховой гранях сооружений и контактного шва сооружения с основанием.".

Пункт 8.8 . Третье перечисление. Изложить в новой редакции:

"возможность раскрытия строительных швов и трещин в сооружении и нарушения сплошности основания в растянутых зонах;".

Пункт 8.10 . Заменить слова: "При учете температурных воздействий" на "При этом".

Дополнить пунктом 8.10а в следующей редакции:

"8.10а Расчеты бетонных и железобетонных плотин на сейсмические воздействия следует выполнять в соответствии с СП 358.1325800 .".

Пункты 8.11 , 8.12 . Изложить в новой редакции:

"8.11 При расчетах общей прочности и устойчивости плотины, а также местной прочности отдельных элементов должно соблюдаться следующее условие, обеспечивающее недопущение наступления предельных состояний:

, (6)

где , , - коэффициенты, принимаемые согласно СП 58.13330 ;

, - соответственно расчетные значения обобщенного силового воздействия и обобщенной несущей способности сооружения.

8.12 При расчетах бетонных и железобетонных плотин необходимо вводить следующие коэффициенты:

коэффициент надежности по ответственности (назначению) сооружения и коэффициент сочетаний нагрузок , принимаемые согласно СП 58.13330 ;

коэффициент условий работы , принимаемый по таблице 6.

Для расчетного случая, определяющего объем сооружения, правая часть неравенства (6) должна превышать его левую часть не более чем на 10%.".

Примечания к таблице 6. Изложить в новой редакции:

"Примечания

1 При расчете устойчивости плотин с учетом сейсмических воздействий на уровне МРЗ значения коэффициентов в позициях 1 и 2 таблицы умножаются на коэффициент 1,10.

2 При расчетах прочности и устойчивости арочных и арочно-гравитационных плотин коэффициенты условий работы, приведенные в настоящей таблице, следует дополнительно умножать на коэффициент , значения которого приведены в таблице 11.

3 При расчетах общей и местной прочности бетонных и железобетонных плотин всех видов для случаев, когда определяющей является прочность напрягаемой арматуры, а также при учете многократно повторяющихся нагрузок на элементы плотин, коэффициенты условий работы принимаются согласно СП 41.13330 .".

Пункт 8.14 . Изложить в новой редакции:

"8.14 В расчетах бетонных плотин на общую прочность при включении раскрытых швов в расчетную схему сооружения расчетное значение модуля деформации бетонной кладки следует принимать равным (или его значение определяется непосредственно в самом сооружении). Эти же значения модуля упругости бетона следует принимать также в расчетах термонапряженного состояния плотины и раскрытия трещин и строительных швов, а также в расчетах напряженного состояния сооружения по данным натурных наблюдений.".

Пункт 8.18 . Дополнить пунктом 8.18а в следующей редакции:

"8.18а При назначении прочностных, деформационных и фильтрационных характеристик грунтов оснований бетонных и железобетонных плотин и при выборе расчетных схем следует обращать особое внимание на неоднородность основания и наличие в грунтовых массивах различных зон ослабления:

в основаниях из нескальных грунтов - областей из просадочных грунтов, из грунтов мягкопластичной или текучей консистенции, заторфованных грунтов, грунтов рыхлого сложения;

в многолетнемерзлых грунтах - горизонтов с повышенной льдистостью и зон контактов мерзлых и талых грунтов, а также пород (сплошная или островная мерзлота), оттаивающих в процессе эксплуатации;

в основаниях из скальных грунтов - наличие крупных трещин и разломов, систем мелких и средних трещин, выветрелых и сильно выветрелых областей и зон разгрузки, распученных зон в мерзлых грунтах.".

Пункт 8.27 . Изложить в следующей редакции:

"Для обоснования технических решений, принимаемых при проектировании водопропускных устройств плотин I и II классов, в дополнение к расчетам следует проводить гидравлические исследования с использованием физических моделей, а для плотин III класса дополнительно к расчетам допускается использование объектов-аналогов.".

9 Бетонные и железобетонные плотины на нескальных основаниях

Пункт 9.3 . Первое предложение. Дополнить слово: "секции" словами: ", включающие 1, 2, 3 и более водосбросных отверстий".

Пункт 9.7 . Изложить в новой редакции:

"9.7 Сопрягающие устои в пределах понура, водобоя и рисбермы следует проектировать в виде подпорных стен, с учетом использования их в качестве струенаправляющих конструкций.".

Пункт 9.10 . Дополнить абзацем в следующей редакции:

"При надлежащем обосновании допускается принимать поверхностный незатопленный или затопленный гидравлический прыжок.".

Пункт 9.11 . Дополнить слова: "комбинированные из разных типов гасителей" словами: "при надлежащем экспериментальным обосновании".

Второй абзац. Второе предложение. Изложить в новой редакции:

"Расстояние от сжатого потока до гасителя следует принимать равным от 3,0 до 4,5 высоты прыжка. Для обеспечения кавитационной безопасности гасителей следует предусматривать использование их безэрозионных форм или устанавливать их на большем расстоянии от сжатого сечения.".

Пункт дополнить новым абзацем в следующей редакции:

"При поверхностном режиме сопряжения бьефов устойчивость режима течения в пределах крепления нижнего бьефа следует обеспечивать путем выбора соответствующих инженерных решений с использованием физической модели.".

Пункт 9.12 . Заменить слова: "при наименее благоприятных схемах работы водосбросов" на "на различных этапах маневрирования затворами".

Пункт 9.14 . Второй абзац. Дополнить слово: "плитами" словами: "или другими компенсационными связями.".

Пункт 9.15 . Заменить слова: "прочности и устойчивости с учетом осредненных и пульсационных нагрузок" на "прочности и устойчивости против опрокидывания и всплытия и прочности под воздействием осредненных и пульсационных нагрузок".

Пункт 9.16 . Первый абзац. Изложить в новой редакции:

"9.16 Тип и конструкцию дренажа подплитной области водобоя и рисбермы, размеры и размещение дренажных колодцев следует выбирать в зависимости от величины и распределения гидродинамического давления при различных сбросных расходах через плотину с учетом значений придонных скоростей. При этом должны быть исключены промораживание дренажных устройств, возникновение высокого осредненного и пульсационного давления в подплитной области и суффозионные явления в обратном фильтре и подстилающем грунте.".

Пункт 9.18 . Первый абзац. Дополнить слова: "ячеистой конструкции," словами: "буронабивных свай,".

Пункт 9.24 . Первый абзац. Дополнить слово: "фильтрации" словом: "материала".

Пункта 9.38 . Первый абзац. Дополнить слово: "зубьев" словами: "в целях повышения их устойчивости".

Пункт 9.39 . Дополнить слово: "обосновании" словами: "с учетом изменения свойств многолетнемерзлых грунтов при их оттаивании".

Пункт 9.40 . Второй абзац. Дополнить слово: "плотины" словами: "с учетом изменения свойств многолетнемерзлых грунтов при их оттаивании".

Пункт 9.42 . Заменить слова: "размываемых грунтов" на слово: "размыва".

Пункт 9.46 . Изложить в новой редакции:

"9.46 Величины контактных напряжений по подошве плотин на нескальных основаниях, критерии и методы определения прочности основания следует определять согласно требованиям СП 23.13330 и настоящего раздела.

При раздельном возведении быков, устоев и фундаментной плиты плотины на основании из песчаных грунтов реакция основания полностью возведенного сооружения должна определяться с учетом последовательности возведения и загружения сооружения.

Для основания плотины из глинистых грунтов контактные напряжения следует определять с учетом перераспределения их во времени за счет ползучести грунтов и фильтрационной консолидации.".

Пункт 9.47 . Изложить в новой редакции:

"9.47 Секции плотин I, II и III классов следует рассчитывать на общую прочность как пространственные конструкции совместно с упругим основанием методами теории упругости с учетом перераспределения усилий вследствие трещинообразования в сооружении и деформаций в грунтах основания.

Предварительные расчеты прочности плотин I, II и III классов, а плотин IV класса - во всех случаях, допускается проводить, рассматривая их статическую работу раздельно в поперечном (вдоль потока) и в продольном (поперек потока) направлениях в соответствии с требованиями 9.49.".

10 Гравитационные плотины на скальных основаниях

Пункт 10.1. Заменить слово: "рекомендуется" на "следует".

Пункт 10.3 . Первый абзац. Заменить слова: "(рисунок 1, б, в)" на "(рисунок 1, б)".

Пункты 10.3а и 10.3б . Исключить.

Пункт 10.4 . Дополнить пунктом 10.4а в следующей редакции:

"10.4а Для улучшения напряженного состояния наружных граней гравитационной плотины при надлежащем обосновании рекомендуется устраивать швы-надрезы. В этих случаях следует руководствоваться указаниями раздела 6.

Постоянные вертикальные швы-надрезы могут предусматриваться как дополнительное средство обеспечения трещиностойкости верховой и низовой граней разрезных плотин, имеющих межсекционные швы. Указанные швы-надрезы могут выполнять эту же роль в неразрезных плотинах.".

Пункт 10.13а . Исключить.

Пункт 10.14 . Первый абзац. Дополнить слова: "разрезной конструкции" словами: "(рисунок 10)".

Пункты 10.15 , 10.16 . Изложить в новой редакции:

"10.15 Расчеты общей прочности бетонных гравитационных плотин выполняются в два этапа.

На первом этапе в расчетах, выполняемых приближенными методами (на основе сопротивления материалов), учитывают следующие факторы основного сочетания нагрузок и воздействий:

- собственный вес сооружения;

- давление воды на верховую и низовую грани плотины при НПУ верхнего бьефа, минимальном уровне нижнего бьефа и нормальной работе дренажных и противофильтрационных устройств;

- гидродинамическое давление на подошву плотины, определяемое по 7.15 с использованием данных таблицы 5.

В этих расчетах принимается, что коэффициент .

Задача расчетов первого этапа - определение профиля плотины, отвечающего условиям общей прочности по таблице 9а, где , , - коэффициенты, принимаемые согласно 8.11;

- максимальные главные сжимающие напряжения, МПа;

- расчетное сопротивление бетона сжатию, требуемое ко времени нагружения сооружения эксплуатационными нагрузками, МПа;

- нормальные напряжения по горизонтальным площадкам у верховой грани;

- нормальные напряжения, действующие по площадкам контактного сечения у верховой грани;

- удельный вес воды;

- напор над расчетным сечением со стороны верхнего бьефа.

Полученный при этом профиль плотины (ее объем) не может быть сокращен в результате расчетов второго этапа (без технико-экономического обоснования).

На втором этапе расчетов профиль плотины, определенный по расчетам первого этапа, проверяют на общую прочность при расчете сооружения на полный состав нагрузок и воздействий в соответствии с указаниями 8.4-8.19 и 10.16-10.20. По результатам этих расчетов профиль плотины первого этапа может быть откорректирован, в том числе и за счет увеличения объема сооружения.

Таблица 9а - Условия общей прочности гравитационной плотины на первом этапе ее расчета


Элементы плотины
Во всех точках тела плотин всех видов
Горизонтальные сечения тела плотины	Контактное сечение плотины с основанием

При проверке прочности у низовой грани допускается осреднять значения на участке горизонтального сечения шириной 4,0 м.

10.16 Расчеты общей прочности бетонных гравитационных плотин на втором этапе расчетов выполняются на полный состав нагрузок и воздействий основных и особых сочетаний в соответствии с 7.2-7.4.

При этом:

температурные воздействия включают воздействия строительного периода, периода перехода к режиму постоянной эксплуатации и температурного режима в период постоянной эксплуатации;

силовое воздействие фильтрующейся воды в теле плотины и основании принимается в виде объемных и поверхностных сил согласно 7.13;

сейсмические воздействия определяются согласно указаниям СП 358.1325800 .

При обосновании в полный состав нагрузок и воздействий эксплуатационного периода для основного сочетания допускается включать воздействия набухания бетона верховой грани плотины.".

Пункт 10.17 . Второй (последний) абзац. Исключить.

Пункты 10.18 , 10.19 . Изложить в новой редакции:

"10.18 Проверка условий общей прочности плотины в обоих случаях выполняется, как правило, для февраля и августа, а также на другие характерные даты, обусловленные режимом наполнения и сработки водохранилища.

10.19 Расчеты плотин на полный состав нагрузок и воздействий эксплуатационного периода выполняются методами теории упругости с учетом возможности раскрытия строительных (горизонтальных) межблочных швов на низовой и верховой гранях сооружения, включая и его контактное сечение с основанием в соответствии с указаниями 8.7-8.9.".

Пункт 10.20 . Заменить ссылку: "СП 14.13330" на "СП 358.1325800" .

Дополнить пунктом 10.20а в следующей редакции:

"10.20а Условия общей прочности гравитационных плотин, рассчитываемых на полный состав нагрузок и воздействий эксплуатационного периода, принимаются по таблице 9б, где указаны предельные значения глубины раскрытия швов и трещин на верховой грани сооружения. В таблице 9б:

- глубина раскрытия швов и трещин в горизонтальных сечениях плотины и в контактном сечении на верховой грани плотины, м;

, , - коэффициенты, принимаемые согласно 8.11;

- максимальные главные сжимающие напряжения, МПа;

- ширина плотины по основанию, м;

- ширина расчетного горизонтального сечения, м;

- толщина оголовка секции с расширенными швами по торцевому сечению, м;

- расстояние от верховой грани до дренажа тела плотины, м;

- расстояние от верховой грани плотины до оси цементационной завесы, м;

- расстояние от верховой грани плотины до первого ряда дренажных скважин в основании, м;

- безразмерный коэффициент, величина которого для монолитных гравитационных плотин составляет 1,0;

- размер секции в направлении оси плотины, м;

- толщина стенки секций в пределах расширенных швов (толщина контрфорсов), м.

Критерии прочности бетонных плотин, рассчитываемых на МРЗ, принимаются по таблице 9б (для случая расчета сооружения на особые сочетания нагрузок и воздействий, включающие сейсмическое воздействие). По этим критериям плотина должна воспринимать МРЗ без угрозы прорыва напорного фронта. При этом могут быть допущены иные повреждения плотины и основания, нарушающие нормальную эксплуатацию сооружения.

Примечание - В условиях прочности плотин (таблицы 9а, 9б, 9в, 9г) напряжения, взятые по модулю, - сжимающие.

Таблица 9б - Условия общей прочности гравитационных плотин, рассчитываемых методами теории упругости на полные составы нагрузок и воздействий эксплуатационного периода


Сочетания нагрузок и воздействий	Элементы плотины
Основные и все особые	Во всех точках тела плотин всех видов
	Горизонтальные сечения тела плотины	Контактное сечение плотины с основанием
Основные
Особые, не включающие сейсмические воздействия
Особые, включающие сейсмические воздействия
При проверке прочности у низовой грани допускается осреднять значения на участке горизонтального сечения шириной 4,0 м. В тех случаях, когда подземный контур плотины не содержит цементационной завесы, вместо принимают для плотин без расширенных швов и для плотин с расширенными швами. При невыполнении данного условия общей прочности массивных плотин следует руководствоваться указаниями 10.21в.

Пункт 10.21 . Изложить в новой редакции:

"10.21 В тех случаях, когда в районе расположения плотины в основании не имеется многолетнемерзлых грунтов и амплитуда сезонных колебаний температуры наружного воздуха не превышает 17°С, расчеты прочности плотин IV класса допускается выполнять приближенными методами (на основе сопротивления материалов). В таких расчетах температурные воздействия исключаются из рассмотрения, сейсмические воздействия учитываются согласно указаниям СП 358.1325800 , а силовое воздействие фильтрующей воды учитывается в виде сил противодавления, приложенных на контакте "бетон-скала".".

Дополнить пунктами 10.21а-10.21г в следующей редакции:

"10.21а Условия общей прочности гравитационных плотин, рассчитанных приближенными методами (на основе сопротивления материалов), принимаются по таблице 9в,

где , , , , , , , , - см. 10.20а;

- нормальные напряжения по горизонтальным площадкам у верховой грани;

- нормальные напряжения, действующие по площадкам контактного сечения у верховой грани;

- удельный вес воды;

- напор над расчетным сечением со стороны верхнего бьефа.

Таблица 9в - Условия общей прочности гравитационных плотин, рассчитываемых приближенными методами (на основе сопротивления материалов) на нагрузки и воздействия эксплуатационного периода


Сочетания нагрузок и воздействий	Элементы плотины
Основные и все особые	Во всех точках тела плотин всех видов
	Горизонтальные сечения тела плотины	Контактное сечение плотины с основанием
Основные
Особые, не включающие сейсмические воздействия
Особые, включающие сейсмические воздействия
При проверке прочности у низовой грани допускается осреднять значения на участке горизонтального сечения шириной 4,0 м. При невыполнении данного условия общей прочности массивных плотин следует руководствоваться указаниями 10.21в.

10.21б Расчеты плотины на полный состав нагрузок и воздействий эксплуатационного периода методами теории упругости допускается также выполнять по упрощенной расчетной схеме с раскрытием строительных швов только на низовой грани плотины. В этом случае материал у верховой грани плотины и в основании сооружения принимается монолитным, а возможность раскрытия швов на верховой грани плотины, включая контактное сечение, косвенно учитывается в критериях прочности назначением соответствующих предельных глубин зоны растяжения.

Условия общей прочности гравитационных плотин, рассчитываемых по схеме с раскрытием строительных швов только на низовой грани сооружения, принимаются по таблице 9г,

где , , , , , , , , , , , , , - см. 10.20а;

- глубина зоны растяжения в горизонтальных сечениях плотины и в контактном сечении, определенная для монолитной конструкции.

Таблица 9г - Условия общей прочности гравитационных плотин, рассчитываемых методами теории упругости по схеме с раскрытием строительных швов только на низовой грани сооружения


Сочетания нагрузок и воздействий	Элементы плотины
Основные и все особые	Во всех точках тела плотин всех видов
	Горизонтальные сечения тела плотины	Контактное сечение плотины с основанием
Основные
Особые, не включающие сейсмические воздействия
Особые, включающие сейсмические воздействия
При проверке прочности у низовой грани допускается осреднять значения на участке горизонтального сечения шириной 4,0 м. В тех случаях, когда подземный контур плотины не содержит цементационной завесы, вместо принимают для плотин без расширенных швов и для плотин с расширенными швами. При невыполнении данного условия общей прочности массивных плотин следует руководствоваться указаниями 10.21в.

10.21в В тех случаях, когда при расчете общей прочности гравитационных плотин на особые сочетания нагрузок, включающие сейсмические воздействия, глубина раскрытия швов и трещин на верховой грани тела плотины превышает ее предельное значение, равное , следует армировать верховую грань сооружения, рассматривая сечение тела плотины как железобетонное с обеспечением прочности бетона сжатой зоны по условию

Для облегчения напряженного состояния плотины при сейсмических воздействиях и уменьшения количества арматуры на верховой грани сооружения следует предусматривать конструктивные мероприятия, в том числе снижение массы оголовка плотины.

10.21г При расчете прочности верховых оголовков секций гравитационных плотин с расширенными швами, независимо от высоты плотины, во всех точках оголовка должны выполняться условия прочности:

где - нормальные напряжения, действующие по вертикальным площадкам, перпендикулярным оси плотины;

, , - коэффициенты, принимаемые согласно 8.12;

, - расчетные сопротивления бетона растяжению и сжатию соответственно, которые должны быть достигнуты ко времени нагружения сооружения эксплуатационными нагрузками.

В зонах оголовка, испытывающих растяжение в направлении оси плотины, при соответствующем обосновании допускается установка арматуры.".

Пункт 10.24 . Дополнить абзацем в следующей редакции:

"Наряду с расчетом устойчивости на сдвиг, должна рассматриваться устойчивость сооружения по схеме с разрушением основания в виде смятия в зоне низовой грани плотины.".

Пункты 10.26 , 10.27 . Изложить в новой редакции:

"10.26 Расчеты устойчивости неразрезных плотин следует выполнять как для всего сооружения в целом, так и для отдельных его частей, определяемых в зависимости от неоднородности инженерно-геологических условий, особенностей конструкции и условий возведения плотины. В расчетах необходимо также учитывать возможность сдвига совместно с сооружением и части скального основания, а также реакцию береговых упоров.

10.27 При расчете плотин на нагрузки и воздействия строительного периода во всех точках тела плотины должны выполняться условия прочности:

где , , , , - см. 10.21г;

, - максимальные главные сжимающие и растягивающие напряжения соответственно.".

Пункт 10.28 . Второй абзац. Третье предложение. Дополнить ссылку: "СП 41.13330" словами: "упрощенными методами".

11 Контрфорсные плотины на скальных основаниях

Пункт 11.12 . Дополнить после первого абзаца абзацем в следующей редакции:

"Для водосбросов, расположенных в пределах контрфорсов, при сопряжении бьефов отбросом струй конструкции носков-трамплинов должны обеспечивать распределение струй по площади русла в нижнем бьефе.".

Пункт 11.14 . Второе предложение. Изложить в новой редакции

"При этом следует предусматривать дренаж бетонного крепления.".

Пункт 11.20 . Изложить в новой редакции:

"11.20 Расчет общей прочности контрфорсов в плоскости вдоль потока на полный состав нагрузок эксплуатационного периода следует выполнять в соответствии с 10.19 и 10.20; условия прочности контрфорсов, относящиеся к основным и особым сочетаниям нагрузок и воздействий, принимаются по таблице 9д,

где , , , , , , - см. 10.20а;

- см. 10.21а;

- максимальные растягивающие главные напряжения на верховой грани плотины, МПа;

- толщина торцевого сечения оголовка (рисунок 10);

- ширина расчетного сечения (рисунок 10);

- расстояние от оси цементационной завесы до верховой грани (рисунок 10).".

Пункт 11.21 . Первый абзац. Дополнить слова: "сейсмические воздействия" словами: "учитываются согласно СП 358.1325800 ,".

Второй абзац. Изложить в новой редакции:

"Условия общей прочности контрфорсов плотин, рассчитываемых приближенными методами (на основе сопротивления материалов) в плоскости вдоль потока, принимаются по таблице 10,

где , , , , , , - см. 10.20а;

, , , - см. 10.21а;

- см. 11.20.

В таблицах 9д, 10 представлены условия прочности, относящиеся к контрфорсам, рассчитываемым в плоскости вдоль потока методами теории упругости и приближенными методами (на основе сопротивления материалов) на основные сочетания нагрузок и воздействий, а также на особые, не включающие сейсмическое воздействие.

Таблица 9д - Условия общей прочности контрфорсов при расчете их прочности методами теории упругости на полный состав эксплуатационных нагрузок и воздействий


Сочетания нагрузок и воздействий	Условия прочности контрфорсов при различных значениях отношения
	(массивно-контрфорсные плотины)	(плотины с арочным или плоским напорным перекрытием)
Во всех точках контрфорса
Основные и все особые
⇐ Предыдущая 1 23