автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Научное обоснование путей повышения безопасности гидротехнических сооружений

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ НАУЧНЫЕ ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ И ПОВЫШЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ.

1.1. Обзор исследований по оценке прочности и безопасности гидротехнических сооружений.,.

1.2. Методика расчетно-экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния, трещиностонкостн и прочности гидротехнических сооружений.

1.2.1. Методика исследований основных сооружений гидроузлов с применением численных методов теории упругости.

1.2.2. Методика экспериментально-теоретических исследований железобетонных конструкций гидротехнических сооружений.

ГЛАВА 2. НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТНАЯ ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОЧНОСТИ ОСНОВНЫХ СООРУЖЕНИЙ ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ.

2.1. Научное обоснование и расчетная оценка напряженно-деформированного состояния и прочности зданий ГЭС.

2.1.1. Расчетное обоснование прочности здания ГЭС с рекомендациями по армированию.

2.1.2. Расчетное исследование напряжен но-деформированного состояния здания ГЭС с учетом результатов натурных наблюдений.

2.2. Научное обоснование напряженно-деформированного состояния и расчетная оценка прочности напорных водоводов гидроузлов.

2.2.1. Научное обоснование конструкции и расчетная оценка прочности и армирования напорных водоводов гидроузлов.

2.2.2. Расчетная оценка прочности и армирования развилки железобетонного напорного водовода с учетом взаимодействия со скальным основанием.

2.2.3. Расчетная оценка компенсационного участка водовода в зоне сопряжения плотины со зданием гидроэлектростанции.

2.2.4. Экспериментальное обоснование конструкции распределителя напорного водовода гидроэлектростанции.

2.3. Расчетные исследования прочности н трещиностойкости железобетонных агрегатных блоков ГЭС.

2.3.1. Расчетная оценка прочности и армирования турбиииого блока со стальной спиральной камерой.

2.3.2. Расчетные исследования прочности и трещиностойкости железобетонного агрегатного блока машзала со стальной спиральной камерой.

ГЛАВА 3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРОГНОЗА ПРОЧНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ.

3.1. Особенности расчета конструкций гидротехнических сооружений с учетом неупругих свойств железобетона.

3.2. Предлагаемые автором деформационные методы расчета железобетонных элементов конструкций гидротехнических сооружений при различных видах сложного нагружения.

3.3. Повышение надежности расчетов массивных гидротехнических сооружений.

ГЛАВА 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ СО СТРОИТЕЛЬНЫМИ ШВАМИ.

4.1. Особенности сопротивления железобетонных гидротехнических сооружений со строительными швами при совместном действии изгибающих моментов и поперечных сил.

Ф 4.2. Предложения автора, направленные на совершенствование норм проектирования и методик расчета прочности гидротехнических сооружений со строительными швами.

ГЛАВА 5. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ БЕССВАРНЫХ СТЫКОВ РАБОЧЕЙ АРМАТУРЫ В СБОРОНО-МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ.

5.1. Экспериментальные исследования сборно-монолитных конструкций гидротехнических сооружений с бессварными стыками.

5.1.1. Экспериментальные исследования сборно-монолнтных конструкций с петлевыми стыками.

5.1.2. Экспериментальные исследования сборно-монолитных конструкций с линейными анкерными стыками.

• 5.2. Расчет прочности н конструирование бессварных петлевых стыков в сбор но-монолитных железобетонных конструкциях.

5.3. Расчет прочности н конструирование бессварных линейных анкерных стыков в сборно-монолитных железобетонных конструкциях

5.4. Совершенствование технических решений индустриальных стыков в гидротехническом строительстве.

ГЛАВА 6. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ С ЦЕЛЬЮ ОБОСНОВАНИЯ МЕРОПРИЯТИЙ ПО РЕКОНСТРУКЦИИ.

6.1. Оценка ресурса несущей способности изгибаемых + железобетонных конструкций на основе новой деформационной модели железобетона.

6.2. Предлагаемая методика оценки несущей способности железобетонных конструкций гидросооружений при их усилении.

6.2.1. Оценка несущей способности изгибаемых железобетонных конструкций при усилении монолитным бетоиом на основе новой деформационной модели железобетона.

6.2.2. Оценка несущей способности изгибаемых железобетонных конструкций при усилении продольной арматурой иа основе новой деформационной модели железобетона.

6.3. Предлагаемая методика оценки трещииостойкости и прочности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений при усилении монолитным бетоном с учетом напряжений строительного периода.

6.3.1. Особенности напряженио-деформнрованного состояния железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, реконструируемых методом набетонирования.

6.3.2. Анализ результатов экспериментальных исследований сборно-моиолитиых железобетонных конструкций, образованных реконструкцией методом набетонирования и поэтапным (послойным) возведением.

6.3.3. Предложения по расчету трещнностойкости н прочности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, реконструируемых методом набетонирования.

ГЛАВА 7. ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ И РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ВОДНЫХ ПУТЕЙ.

7.1. Оценка эксплуатационного состояния камер шлюзов на основе результатов натурных наблюдений.

7.2. Экспериментальное обоснование мероприятий по усилению стен судоходных шлюзов.

7.3. Оценка эксплуатационного состояния и расчетно-экспериментальное обоснование мероприятий по усилению мостов ф гидротехнических сооружений.

Диссертационная работа обобщает результаты, полученные автором в области исследований особенностей сопротивления внешним воздействиям железобетонных конструкций гидротехнических сооружений и их элементов, и научного обоснования методик оценки их прочности, трещиностойкости и армирования, направленных на повышение безопасности гидротехнических сооружений.

Актуальность диссертационной работы определяется высоким уровнем ответственности гидротехнических сооружений, разрушения которых могут сопровождаться значительными ущербами экономического, социального и экологического характера. В особенности это относится к железобетонным конструкциям гидротехнических сооружений вследствие их широкого распространения.

Как показывают натурные наблюдения за состоянием различных сооружений отечественных и зарубежных гидроузлов (зданий ГЭС, фундаментных плит, насосных станций, водоводов и спиральных камер, подпорных стенок, шлюзов и др.) имеют место примеры отклонений от их нормативно-прогнозируемой работы. Имеющие место отклонения в немалой степени обусловлены тем, что действующие нормативные документы не в полной мере учитывают особенности напряженно-деформированного состояния, специфический характер образования и развития трещин н предельные состояния железобетонных конструкций гидротехнических сооружений.

Вместе с тем, высокая ответственность конструкций гидротехнических сооружений предъявляет к ним повышенные требования в части достоверности расчетных оценок их прочности н безопасности. Расчетное сопровождение проектирования, строительства, эксплуатации, ремонта и реконструкции гидротехнических сооружений в процессе декларирования их безопасности должно соответствовать требованиям Закона РФ «О безопасности гидротехнических сооружений».

Железобетонные конструкции гидротехнических сооружений характеризуются большим многообразием: от массивных железобетонных плотин, устоев, подпорных сооружений, обладающих всеми присущими им признаками массивного железобетона; напорных железобетонных водоводов, развилок, спиральных камер, характеризуемых сложной геометрией сеченнй, неблагоприятным сочетанием нагрузок, наличием неоднородного напряженно-деформированного состояния; до традиционных балочных и плитных железобетонных конструкций машинного зала и мостовых сооружений.

Для конструкций сложного очертания и больших габаритов не представляется возможным выразить условия наступления предельного состояния через действующие усилия, а также прогнозировать характер трещинообразования и разрушения. Зачастую невозможно выделить в сечениях действующие усилия, например, если компоненты напряжений меняют знак более одного раза в пределах данного сечения. Расчет таких конструкций целесообразно выполнять на основе численных методов.

Прочность конструкций, близких к традиционному железобетону, возможно оценивать по предельным состояниям на основе действующих в расчетных сечениях усилий, либо путем интегрирования эпюр напряжений, выделенных из расчетов методом конечных элементов.

Таким образом, расчетная оценка прочности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений требует комплексного подхода при совместном использовании классических и численных методов расчета, проведением расчетов «от общего к частному», от оценки иапряженио-деформированного состояния и прочности сооружений и конструкций больших габаритов н сложного очертания численными методами к расчету железобетонных сечений традиционными методами.

Прн этом следует принимать во внимание, что каждый расчетный случай в гидротехнике уникален в силу нестандартных конструктивных решений отдельных элементов и целых узлов. Совокупность типичных для конструкций гидротехнических сооружений обстоятельств и факторов: наличие строительных швов и бессварных стыков арматуры, применение нетрадиционного армирования при низких процентах армирования и новых видов бетона, наличие строительных напряжений, осадок оснований, повышенных размеров зон действия растягивающих напряжений, индустриальные методы возведения с применением несъемной опалубки, поэтапность возведения, - определяют специфику поведения железобетонных конструкций гидросооружений под нагрузкой и требуют учета этой специфики в расчетах в целях обеспечения безопасной работы сооружений.

Цель диссертационного исследования - обоснование принципов, построение теоретических основ и разработка эффективных методов комплексных деформационных и прочностных расчетов железобетонных гидротехнических сооружений, обеспечивающих их эффективность и безопасность, применительно к двум стадиям нх жизнедеятельности:

- проектирование и строительство;

- эксплуатация.

Для реализации намеченной цели были поставлены следующие задачи:

1. Выполнить научное обоснование и сформулировать принципы комплексного подхода к расчету железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, расширяющего возможности и преодолевающего недостатки действующих нормативных документов.

2. Провести расчетное исследование и разработать методику расчетного обоснования прочности н напряженно-деформированного состояния здания гидроэлектростанции и его фрагментов.

3. Разработать методику расчетной оценки прочности, армирования и обоснования конструкции напорных водоводов гидроузлов, развилок и распределителей напорных водоводов.

4. Выполнить расчетные исследования прочности и трещиностойкости и разработать методику оценки прочности агрегатных блоков гидроэлектростанций.

5. Разработать механизм учета неупругих свойств бетона н арматуры при расчете прочности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений.

6. Выполнить исследования и разработать рекомендации по расчету железобетонных конструкций гидротехнических сооружений с учетом влияния сложного напряженного состояния.

7. Разработать предложения по совершенствованию норм проектирования и методик расчета прочности гидротехнических сооружений со строительными швами, направленные на повышение точности расчетов и безопасности работы гидросооружений.

8. Выполнить исследования н разработать предложения по расчету прочности и совершенствованию технических решений бессварных стыков рабочей арматуры в сборно-монолитных железобетонных конструкциях гидротехнических сооружений, способствующих повышению нх эффективности и безопасности.

9. Выполнить исследования по усовершенствованию методов расчета железобетонных конструкций гидротехнических сооружений с целью обоснования мероприятий по их реконструкции.

10. Выполнить исследования и разработать предложения по расчету железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, образованных реконструкцией методом набетонировання и поэтапным (послойным) возведением, учитывающие поэтапность суммирования напряжений и деформаций строительного и эксплуатационного периодов в элементах конструкций.

И. Произвести оценку эксплуатационного состояния эксплуатируемых длительное время гидротехнических сооружений водных путей: камер судоходных шлюзов и мостов гидротехнических сооружений, - и выполнить расчетно-экспериментальное обоснование мероприятий по повышению нх надежности.

На защиту выносятся:

- комплексный подход к решению задач расчетной оценки напряженно-деформированного состояния и прочности основных сооружений гидроэлектрических станций при совместном использовании классических и численных методов расчета;

- методика оценки напряженного состояния расчетного обоснования прочности и армирования здания ГЭС и его фрагментов на основе программного комплекса МКЭ, с учетом реальных физико-механических характеристик материалов конструкций, переменных параметров скального основания, фактической геометрии конструкций, различных сочетаний нагрузок;

- методика расчета прочности и армирования напорных водоводов гидроузлов с учетом реальной геометрии сооружений и сложной конфигурации в зонах распределителей, развилок и сопряжений, основанная на использовании комбинированного системного подхода при применении современных вычислительных комплексов метода конечных элементов;

- методика расчетной оценки трещиностойкости, прочности и армирования агрегатных блоков гидроэлектростанций посредством осесимметричной задачи теории упругости, предусматривающей расчет методом конечных элементов объемных фигур вращения плоских сечений вокруг оси симметрии, специальную конечно-элементную модель конструкции и специальные граничные условия, учитывающие сложную геометрию конструкций, ослабляющее влияние отверстий различного назначения, влияние податливой прокладки, отделяющей стальную камеру гидромашины от бетонного блока;

- расширенные формулировки предельных состояний железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, отражающие неупругие свойства бетона и арматуры посредством параметров базовых точек диаграмм состояния бетона прн сжатии н растяжении и арматуры;

- рекомендации по расчету прочности и образованию трещин для массивных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений с учетом сложного напряженного состояния, основанные иа расчетных схемах и условиях прочности для площадок главных сжимающих и растягивающих напряжений и вторичных напряжений в массивной конструкции с магистральными трещинами;

- физическая модель трещинообразоваиия и разрушения железобетонных конструкций со строительными швами и критерий прочности бетона при плоском напряженном состоянии в зоне шва;

- расчетные зависимости для оценки трещнностойкости и прочности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений со строительными швами с двузначной эпюрой изгибающих моментов в зоне действия поперечных сил, при одновременном действии продольных сжимающих и растягивающих сил, развивающие нормы проектирования и повышающие надежность конструкций, подвергающихся сложным силовым воздействиям;

- методика расчета петлевых и линейных анкерных бессварных стыков рабочей арматуры в сборно-монолитных железобетонных конструкциях гидротехнических сооружений, основанная на экспериментально обоснованных расчетных схемах и расчетных параметрах; усовершенствованные технические решения индустриальных бессварных стыков сборно-моиолитных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений с применением армопанелей, способствующие развитию научно-технического прогресса в гидротехническом строительстве;

- расчетная методика для оценки несущей способности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений при усилении их монолитным бетоном и (или) наружной напрягаемой арматурой, базирующаяся на расчетной деформационной модели напряженного состояния с использованием диаграмм состояния бетона и арматуры;

- обобщенная расчетная модель для оценки ресурса несущей способности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений при их дальнейшей эксплуатации, основанная на разработанных автором деформационной модели железобетона и комплексе коэффициентов условий работы бетона; результаты расчетно-эксперимеитальных исследований сборио-монолитиых железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, образованных реконструкцией методом набетонирования и поэтапным (послойным) возведением, при действии изгибающих моментов и поперечных сил, в том числе при действии строительных и эксплуатационных (аварийных) нагрузок противоположных знаков;

- предложения по оценке трещиностойкости н прочности сборно-монолитных железобетонных конструкций гидросооружений, образованных набетонированием, н по управлению их напряженно-деформированным состоянием путем оптимизации (соответствующего подбора) параметров;

- мероприятия по обеспечению безопасной эксплуатации камер судоходных шлюзов; методика расчетно-экспериментальной оценки эксплуатационного состояния и обоснования мероприятий по усилению конструкций мостов гидротехнических сооружений, основанная на совместном использовании результатов натурных наблюдений, расчетных исследований на пространственной конечно-элементной модели метода конечных элементов и экспериментальных исследований.

Научная новизна результатов диссертационных исследований.

Результаты научных исследований, представляемые к защите, являются теоретическим обобщением многолетней работы автора в области научного обоснования путей повышения безопасности гидротехнических сооружений. Отличительной особенностью разработанных и реализованных в практике проектирования, строительства и реконструкции методов является совместное применение классических и численных методов расчета, комплексность подхода к решению задач расчетной оценки напряжеиио-деформированиого состояния и прочности гидросооружений, проведение расчетов «от общего к частному».

Научную новизну составляют: результаты расчетной оценки напряженного состояния, трещиностойкости, прочности н армирования основных сооружений гидроузлов на основе современных вычислительных комплексов метода конечных элементов, обеспечивающей высокую достоверность и точность расчетов посредством: использования двух- и трехмерных конечно-элементных моделей н осесимметричных задач теории упругости; учета реальной геометрии сооружений, реальных фнзнко-механнческих характеристик материалов конструкций, переменных параметров скального основания, различных сочетаний нагрузок;

- расчетные схемы и условия образования трещин и прочности массивных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений с учетом вторичных напряжений;

- методика расчета железобетонных конструкций гидротехнических сооружений со строительными швамн в зоне действия поперечных сил при сложном нагруженин;

- результаты исследований индустриальных бессварных стыков сборно-монолитных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, направленных на развитие научно-технического прогресса в гидротехническом строительстве;

- методика оценки ресурса несущей способности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений при их дальнейшей эксплуатации, основанная на деформационной модели железобетона;

- исследования сборно-монолитных железобетонных конструкций поэтапного (послойного) возведения, направленные на повышение нх безопасности и эффективности;

- методики оценки эксплуатационного состояния гидротехнических сооружений водных путей (камер шлюзов, мостов гидросооружений) и мероприятия по повышению их надежности.

Достоверность результатов исследований обусловлена: использованием апробированных методов математического моделирования напряженно-деформированного состояния массивных железобетонных сооружений и конструкций и численных методов теории упругости;

- привлечением результатов натурных исследований;

- применением стандартных испытаний и измерительных приборов, аппарата математической статистики и полнотой экспериментальных исследований;

- хорошей согласуемостью результатов полученных экспериментальных исследований и расчетов.

Апробация работы

Результаты исследований, проведенных под руководством и с участием автора, представлены в 64 публикациях, включающих в себя 3 брошюры и 2 авторских свидетельства, в научно-технических журналах и сборниках научных трудов.

Материалы исследований по теме диссертации докладывались: на IV гидротехническом совещании Гидропроекта, Москва, 1982 г., на Всесоюзных координационных совещаниях по гидротехнике «Предельные состояния бетонных и железобетонных конструкций энергетических сооружений», г. Усть-Нарва, 1980 г., 1985 г., 1990 г.; на Всесоюзном совещании «Научно-технический прогресс в гидротехническом строительстве», 1988 г., на на научно-техническом совещании «Обеспечение безопасности гидротехнических сооружений электростанций», г. Сергиев Посад Московской области, 1994 г., на Международном симпозиуме «International Symposium on new trends and guidelines on dam safety», Барселона, Испания, 1998.

Личный вклад соискателя

На основе обобщения результатов экспериментальных н теоретических исследований, выполненных в АО «Научно-исследовательский институт энергетических исследований» (ранее НИС Гндропроекта) под руководством и непосредственном участии автора в течение 25 лет, получена совокупность новых научных результатов. Личный вклад автора состоит: в научном обосновании и формулировке принципов комплексного подхода к расчету железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, в проведении расчетных исследований напряженного состояния, прочности и армирования важнейших сооружений гидроузлов, в разработке методик расчета железобетонных конструкций гидросооружений, способствующих повышению точности расчетов и безопасности гидротехнических сооружений, в том числе: механизм учета неупругих свойств бетона и арматуры, рекомендации по учету влияния сложного напряженного состояния массивных железобетонных конструкций, учета влияния строительных швов в зоне поперечных сил при сложных нагруженнях, расчетное обоснование конструкции бессварных стыков рабочей арматуры в сборно-монолитных железобетонных конструкциях, комплекс расчетных зависимостей для оценки трещнностонкостн н прочности сборно-монолитных железобетонных конструкций поэтапного (послойного) возведения; в проведении оценки эксплуатационного состояния и обосновании мероприятий по повышению надежности эксплуатируемых длительное время камер судоходных шлюзов и мостов гидросооружений.

Основные положения и выводы по диссертации получены лнчно автором нли при его непосредственном участии.

Автор считает своим долгом выразить глубокую признательность доктору технических наук, профессору А.С.Залесову, доктору технических наук, профессору И.С. Румянцеву, кандидатам технических наук, старшим научным сотрудникам Т.В. Черняк и С.Е. Лисичкину за ценные советы и помощь в работе над диссертацией.

Научные исследования выполнены автором в НИИ энергетических сооружений в 1975-2002 гг. Методические подходы, разработанные автором, использованы при решении научных задач, поставленных заданиями научно-технических программ Минэнерго СССР, РАО ЕЭС России и Минтопэнерго России при обосновании прочности, трещиностойкости и повышении безопасности железобетонных конструкций различных гидротехнических сооружений, как эксплуатируемых, так и проектировавшихся институтом «Гидропроект», в том числе для зарубежных объектов.

ВЫВОДЫ

1. Многообразие железобетонных конструкций гидротехнических сооружений: от массивных железобетонных плотин, устоев и подпорных сооружений с присущими им свойствами массивного железобетона; железобетонных конструкций водоводов, развилок и спиральных камер, характеризуемых сложностью конструкции и геометрии сечений и испытывающих различные вариации сложного напряженного состояния; до классических балочных и плитных железобетонных конструкций машинного зала и мостовых сооружений, - требует комплексного подхода к оценке их прочности и обеспечения безопасной работы.

Подчеркивая необходимость совместного использования классических и численных методов при решении задач расчетной оценки напряжеино-деформированиого состояния и прочности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, автор счел возможным выделить два характерных типа конструкций:

- к конструкциям первого типа отнесены конструкции сложного очертания и больших габаритов; для них не представляется возможным выразить через действующие усилия условия наступления предельного состояния, а также прогнозировать характер трещинообразования и разрушения; расчет таких конструкций целесообразно выполнять преимущественно численными методами;

- к конструкциям второго типа отнесены элементы, как правило, линейной геометрии, прочность которых возможно оценивать на основе действующих в расчетных сечениях усилий, либо путем интегрирования эпюр напряжений, выделенных из расчетов методом конечных элементов (МКЭ) (примерами таких конструкций служат балки, плиты, в том числе фундаментные, колонны, некоторые балки-стенки, консоли); такие конструкции могут быть рассчитаны по предельным состояниям в соответствии с нормативным методиками.

Вместе с тем, совокупность специфических особенностей, присущих железобетонным конструкциям гидротехнических сооружений обоих видов, не позволяет ограничиться прямым использованием стандартных методик расчета. В случае с гидротехническими сооружениями каждый расчетный случай уникален и требует специального исследования с целью развития и уточнения уже существующих методик.

2. Разработанная автором методика оценки иапряженио-деформироваиного состояния, прочности и армирования здания гидроэлектростанции и его фрагментов с использованием программного комплекса метода конечных элементов «НОВБОЛ» и предложенный принцип назначения конечных элементов и конечно-элементной сетки обеспечивали проведение расчетов с учетом реальных физико-механических характеристик материалов конструкций, фактической геометрии конструкций, переменных параметров скального основания при различных возможных сочетаниях нагрузок.

Разработанный порядок расчета, обеспечивающий высокую точность расчетов и повышающий надежность конструкций и здания ГЭС в целом, рекомендован для широкого использования в расчетной практике гидротехнического строительства.

3. Предложенная автором методика расчетной оценки влияния осадки подошвы фундаментной плиты на напряженно-деформированное состояние здания гидроэлектростанции посредством программного вычислительного комплекса метода конечных элементов «Стадио» обеспечивала достоверность и точность расчетов за счет широких возможностей вычислительного комплекса: использования в расчетах реальной жесткости, трещи ностойкости и армирования здания ГЭС, учета упру го-пластических и реологических свойств материалов сооружения и грунтов основания, учета изменения расчетных схем при образовании трещин в конструкциях и сооружении.

4. При выполнении расчетных исследований важнейших сооружений гидроузлов - напорных водоводов автором использован комбинированный системный подход: на предварительных стадиях исследования расчеты проводились на плоских и пл ос ко-при веденных моделях, на основной стадии исследования расчеты проводились на подобных трехмерных моделях водоводов или их фрагментов, вырезанных из общих моделей. Использованный подход позволил повысить точность и надежность расчетов напорных водоводов, распределителей водоводов и развилок.

5. Автором разработана методика и произведена оценка напряженно-деформированного состояния в элементах напорных водоводов гидроузлов: железобетонной части, стальной оболочке и арматуре, - с учетом реальной геометрии сооружения и сложной конфигурации в зонах распределителей, развилок; выполнена оценка усилий и напряжений, действующих в сечениях сооружения, на основе пространственных коиечно-элементных моделей с учетом истинного состояния материалов сооружения (железобетонной части, оболочки и арматуры); выполнена оценка напряженно-деформированного состояния водоводов от сезонного температурного воздействия; скорректировано армирование водоводов.

Предложенная расчетная методика, позволяющая учитывать различные комбинации нагрузок и воздействий, применима как при проектировании, так и при корректировке проектных решений сооружений.

6. Учет влияния взаимодействия развилки железобетонного напорного водовода со скальным основанием автором предложено производить методом конечных элементов в объемной постановке. Разработанная методика позволяет:

- производить оценку величин действующих в сечениях конструкции моментов, продольных н поперечных сил в продольном и кольцевом направлениях;

- оценить напряженное состояние обделки;

- оценить влияние напряжений в окружающем скальном массиве;

- определить ширину раскрытия трещин при действии внешней и внутренней нагрузок на обделку развилки в наиболее напряженных зонах;

- рекомендовать оптимальные схемы армирования развилки водовода;

- оценить объемы строительных работ при заданных исходных данных.

7. Использование автором подобных двух- и трехмерных конечно-элементных моделей для расчетной оценки компенсационного участка водовода с «мягкой» прокладкой позволило повысить надежность и безопасность водовода на участке сопряжения плотины со зданием ГЭС за счет повышения точности определения напряжений, деформаций и осадок в зоне «мягкой» прокладки.

8. Выполненные автором экспериментальные исследования узла распределителя напорного водовода гидроузла позволили получить важные экспериментальные данные о трещинообразоваиии, напряженном состоянии и нагрузке разрушения сооружения сложной конфигурации, каким является распределитель водовода.

Научно-обоснованный переход от модели к натурной конструкции распределителя позволил произвести достоверную оценку действительного напряженного состояния распределителя и на основании полученных данных пересмотреть конструкцию оболочки распределителя.

9. Примененная автором методика расчетного исследования прочности турбинного блока с металлической спиральной камерой с помощью осесимметричной задачи теории упругости, позволяющая оценивать напряжения и усилия, действующие в стальной оболочке спиральной камеры, в бетоне турбинного блока, в статорных колоннах, в зоне окончания податливой поперечных и продольных сил, при которых имеет место пониженное сопротивление таких конструкций, а также определять расчетом выгодное расположение швов бетонирования, не оказывающее вредное влияние на трещиностойкость и прочность конструкций по наклонному сечению при сложных нагружениях.

13. На основе анализа экспериментальных и расчетных данных о предельном сопротивлении железобетонных элементов с бессварными стыками при растяжении и изгибе в широком диапазоне изменения переменных параметров автором получены научные результаты, имеющие практическую значимость для научно-технического прогресса в гидротехническом строительстве: предложены и экспериментально проверены новая методика расчета и новые конструктивные решения петлевых и линейных анкерных бессварных стыков; разработана усовершенствованная конструкция ребристой армопанели, обеспечивающая надежное сцепление с бетоном омоиоличивания н исключающая установку «нащельников» в зоне стыкования армопаиелей сборно-монолитных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений.

14. Автором разработана обобщенная расчетная модель для оценки ресурса несущей способности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений при действии изгибающих моментов и продольных сил, которая дает возможность прогнозировать опасное состояние конструкций и принимать обоснованные решения по их дальнейшей эксплуатации.

15. Использование предложенной автором новой деформационной расчетной модели железобетона для оценки несущей способности железобетонных конструкций гидросооружений при их усилении позволило создать методики расчета для практических целей при разработке проектов реконструкции и усиления конструкций гидросооружений монолитным бетоном и (или) наружной напрягаемой арматурой. прокладки, а также определять перемещения точек стальной оболочки, корректировать длину податливой прокладки и уточнять схему армирования бетонного блока, рекомендована к применению для железобетонных конструкций гидротехнических сооружений подобного типа.

10. Автором разработаны деформационные методы расчета железобетонных элементов конструкций гидросооружений при сложных нагружениях, в основу которых положены представленные им расширенные формулировки предельных состояний, отражающие неупругие свойства бетона и арматуры посредством использования диаграмм состояния бетона и арматуры. Разработанные автором предложения по расчету прочности по нормальным и наклонным сечениям прн действии изгибающих моментов н поперечных сил, а также по пространственным сечениям при действии изгибающих моментов и поперечных сил (при двух случаях расположения пространственного сечения - нормально и наклонно к продольной оси элемента) способствуют повышению надежности расчетов железобетонных конструкций гидротехнических сооружений.

11. На основе исследований массивных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений автором сформулированы предложения по назначению расчетных характеристик бетона при сжатии и растяжении с учетом влияния сложного напряженного состояния и реологических свойств бетона, предложены расчетные схемы и условия прочности для площадок главных сжимающих, растягивающих и вторичных напряжений в массивной железобетонной конструкции с магистральными трещинами и разработаны рекомендации по расчету их прочности и образованию трещин, развивающие нормы проектирования и повышающие надежность гидротехнических сооружений при эффективном и экономичном армировании.

12. Автором разработана методика расчета железобетонных конструкций гидротехнических сооружений со строительными швами, позволяющая выявлять расчетом неблагоприятные сочетания изгибающих моментов,

16. Автором разработана новая методика расчета трещиностойкости и прочности железобетонных конструкций гидросооружений, образованных реконструкцией методом набетонирования и поэтапным (послойным) возведением, в основу которой положены экспериментально обоснованные расчетные схемы; для расчета прочности таких конструкций по нормальным и наклонным сечениям автором разработаны расчетные условия, определяемые в зависимости от соотношения параметров сборного и сборно-монолитного сечений; предложения автора по расчету трещииостойкости по нормальным и наклонным сечениям сечениям включают целый ряд впервые введенных автором расчетных критериев жесткости и трещииостойкости сборно-монолитиого сечения, отражающих специфику его напряженно-деформированного состояния.

17. Разработанные автором предложения по усилению стеи шлюзов, включая технические решения, являются примером дифференцированного подхода к назначению мероприятий по ремонту судоходных шлюзов, направленного на устранение причин снижения несущей способности эксплуатируемых длительное время конструкций и учет факторов, влияющих на выбор системы усиления;

18. Автором разработана методика расчетно-экспериментальной оценки эксплуатационного состояния и обоснования мероприятий по усилению поврежденных конструкций мостов гидротехнических сооружений, основанная на предложениях автора по оценке трещииостойкости и прочности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, направленных на повышение их безопасности.

8.1. Практические рекомендации.

В диссертацию вошли материалы исследований, проведенных непосредственно автором и с участием автора по тематике НИР, которая выполнена по планам работ ОАО «НИИЭС» (ранее НИС Гидропроекта) с середины 70-х годов до настоящего времени.

Большая часть проведенных НИР выполнялась по хоздоговорам: с институтом «Гидропроект», с ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, с ОАО «БогучанГЭСстрой», с Мосэнерго и др; часть научно - исследовательских работ проведена с другими организациями по программам важнейших НИОКР с финансированием из централизованных фондов Минэнерго СССР, фондов НИОКР корпорации ЕЭЭК и РАО «ЕЭС России»; по программе «Безопасность энергетических сооружений» - (Минэнерго РФ - РАО «ЕЭС России»).

Рекомендации и выводы, сформулированные по результатам исследований использованы при проектировании и строительстве гидроэнергетических объектов, основными из которых являются: Богучанская ГЭС, Загорская Г АЭС, Плявиньская ГЭС, Волжская ГЭС, Юмагузинский гидроузел, шлюзы канала им. Москвы, гидроузел Капанда (Ангола), гидроузел Аль - Вахда (Марокко), гидроузел Тери (Индия), гидроузел «Три ущелья» (Китай) и др., непосредственно для которых были выполнено экспериментально - расчетное обоснование и отдельные проектные проработки.

С использованием результатов вышеуказанных исследований разработаны рекомендации для некоторых других объектов: шлюзы Балаковского РГС, Павловской ГЭС н др.

В результате проведения исследований по тематике диссертации и связанным с ней вопросам разработаны следующие нормативно - методические документы:

1. Рекомендации по учету строительных швов в массивных железобетонных конструкциях. П- 749 - 82 / Гидропроект, 1982, 26 с. (соавторы Кириллов А.П., Николаев В.Б., Брауде В.М.).

Нормативно - методический документ содержит основные положения по назначению и перечень технологических и конструктивных мероприятий, которые требуется производить на поверхности блоков бетонирования; классификацию конструкций и элементов конструкций со строительными швами; конструктивные требования к элементам массивных железобетонных конструкций со строительными швами; методику расчета прочности на действия поперечной силы и жесткости элементов железобетонных конструкций с учетом строительных швов.

Рекомендации основаны на экспериментально — теоретических исследованиях, проведенных автором в НИСе Гидропроекта (в НИИЭСе); на обобщении экспериментов, выполненных во ВНИИГе им. Б.Е. Веденеева, и на комплексном анализе данных натурных наблюдений и исследований объектов гидроэнергетики и водного транспорта.

Методика расчета прочности на действия поперечной силы основана на учете вторичных полей напряжений и критериев прочности применительно к массивным железобетонным конструкциям со строительными швами (с трещинами по швам бетонирования).

Использование рекомендаций в практике проектирования обеспечивает безопасность и длительную надежную эксплуатацию массивных гидротехнических сооружений и конструкций, подверженных воздействию комплекса нагрузок.

2. Рекомендации по расчету зданий ГЭС и предложения в дополнение СНнП 2.06.08-87.

НИС Гидропроекта (№ 10 - 77 - 002 - 3 - 7), М., 1989 (соавторы: Ляпнн О.Б., Умнова Р.В.).

В нормативно - методический документ включены рекомендации по расчету прочности сечений, наклонных к продольной оси элементов железобетонных конструкций зданий ГЭС и примыкающих к нему сооружений (забральные балки, перекрытия отсасывающих труб, бычки, стенки сопрягающих сооружений и др.).

Предложенная для включения в дополнение норм методика основана на проведенном автором комплексе экспериментальных работ при действии поперечных и продольных растягивающих и сжимающих сил и работе конструкций гидросооружений с двузначной эпюрой изгибающих моментов, а также на обобщении зарубежного и отечественного опыта расчетов массивных железобетонных сооружений конструкций со строительными швами.

Нормативно - методический документ направлен на учет комплекса нагрузок воздействий и специфических особенностей массивных и гидротехнических сооружений и соответственно направлен на достижение максимальной их безопасности.

3. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружении (без предварительного напряжения) к СНиП 2.06.08 - 87.

П - 46 - 89 / ВНИИГ, Ленинград., 1991, 276 с.(соавторы: Сергеева Т.И., Осипов А.Д., Сухоцкая С.С., Залесов A.C., Николаев В.Б., Лисичкин С.Е., Караваев A.B., Кауфман А.Д., Трапезников Л.П., Ламкин М.С., Вербицкий Г.П).

Разработанный автором метод расчета прочности сеченнй наклонных к продольной оси железобетонных элементов гидросооружений, базируется на учете одно - и двузначной эпюры изгибающих моментов в зоне поперечных сил (п.3.54 Пособия). Практическая инженерная методика учитывает влияние:

- расположения строительных швов (трещин по швам ) по отношению к нормальному сечению, проходящему через конец наклонного сечення в сжатой зоне;

- продольной арматуры;

- продольных сжимающих и растягивающих сил.

Предложенная автором инженерная методика расчета расширяет возможности проектировщиков в части принятия решений по технологии укладки бетона размеров блоков бетонирования и соответственно по размещению строительных швов), по разработке эффективных проектов размещений КИА, и дает возможность службам эксплуатации гидроэнергетических объектов с большим пониманием относится к разработке и реализации программ наблюдений за состоянием сооружений, что в целом обеснечивает длительную надежную эксплуатацию и безопасность сооружений.

4. Строительные нормы н правила. Бетонные н железобетонные конструкции гидротехнических сооружений. СНнП 2.06.08 — 87. Государственный строительный комитет СССР. Москва, 1988, 32 с.

Пункт 5.22 нормативного документа содержит требования учета влияния строительных (блочных) швов в массивных железобетонных конструкциях гидросооружений на их прочность. Таблица 17 СНнП 2.06.08 - 87 базируется на комплексе проведенных диссертантом экспериментальных исследований, в том чнсле на крупномасштабных конструкциях при действии различного сочетания нагрузок; на расчетах напряженно - деформированного состояния (вторичные напряжения после образования и продвижения трещин по швам) и на разработанных критериях прочности. Также учтен опыт работ ВНИИГа им. Б.Е. Веденеева, НИИЖБа Госстроя СССР (РФ), института «Гндропроект» и других организаций.

Использование разработанных диссертантом требований по расчету прочности обеспечивает безопасную эксплуатацию гидротехнических сооружений.

Использование в практике проектирования требований п.5.22 (табл. 17) СНиП 2.06.08 - 87 дает возможность варьировать расположением строительных швов в конструкциях н соответственно назначением поперечного армирования из условий обеспечения прочности и безопасности сооружений, при этом важен факт эффективного расходования строительных материалов, в частности арматуры.

5. Рекомендации по рациональному армированию конструкций сложной формы и по назначению армирования при проектировании, эксплуатации и реконструкции энергетических сооружений: НИИЭС, М., 1994, с. 12 (соавторы: Лисичкин С.Е., Гун С.Я.)

В отличие от действующих нормативных документов, рассматривающих раздельно прочность конструкций на действие нагрузок в вертикальной и горизонтальной плоскостях, разработанная и представленная в нормативно - методическом документе методика расчета прочности и армирования основана на ферменной аналогии принятой в Европейских нормах ЕКБ, что позволяет учесть одновременное действие пространственного комплекса нагрузок произвольно ориентированных относительно пространственных координатных плоскостей. На основе разработанной методики составлена программа расчета прочности и армирования массивных конструкций для персональных компьютеров.

Использование разработанных рекомендаций позволяет проектировщикам применять достаточно простую инженерную схему работы массивных конструкций: растянутая и сжатая продольная рабочая арматура представляется в виде нижнего и верхнего поясов прямоугольной фермы; работа сжатого массивного бетона моделируется наклонными подкосами, работающими на сжатие. При этом предполагается, что каждый элемент такой фермы работает в предельном состоянии. На основе заданных расчетных усилий и прочностных характеристик бетона и арматуры определяются площади сечения элементов массивных железобетонных конструкций гидросооружений.

6. Рекомендации по оценке состояния напорных трубопроводов действующих гидроэнергетических сооружений на основе данных натурных наблюдений н обследований (№ - 8 С - 142 Ф/Ф - 7025). НИИЭС, М., 1997, с. 36 (соавторы: Лисичкин С.Е.)

Нормативно - методический документ разработан в развитие: СНиП 2.06.08 -87. «Бетонные н железобетонные конструкции гидротехнических сооружений» (п.5.18), «Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений (без предварительного напряжения)» к СНиП 2.06.08 - 87 ( п.п. 8.22 и 8.23), «Пособия по проектированию сталежелезобетонных конструкций гидротехнических сооружений» П. - 780 - 83/ Гидропроект (разделы 6 и 7).

Представленные в рекомендациях разработанные автором методики определения напряженно - деформированного состояния и оценки состояния сталежеле-зобетонных напорных трубопроводов с учетом данных натурных наблюдений и обследований распространяются на трубопроводы круглого сечения проектируемых, строящихся и эксплуатируемых гидросооружений, в том числе иа их развилки и распределители и основаны на совместной работе стальной оболочки и арматуры железобетонной части и иа пространственных конечно - элементных моделях.

При разработке рекомендаций обобщен опыт проектирования, эксплуатации и обследования напорных сталежелезобетонных трубопроводов Саяно — Шушенской, Красноярской, Богучанской ГЭС, Загорской ГАЭС и других.

Использование рекомендаций в практике проектирования и эксплуатации и позволяет реально оценивать запасы прочности, эксплуатационную надежность и безопасность наиболее ответственного сооружения в составе гидроэнергетических объектов - напорных сталежелезобетонных трубонроводов.

7. Строительная нормы н правила. Плотины бетонные н железобетонные. СНиП 33 - 06 (Первая редакция).

Государственный комитет по вонросам архитектуры и строительства РФ. Москва - Санкт - Петербург, 1999 г., 116 с. (соавторы: Караваев A.B., Судаков В.Б., Дурчева В.Н., Ламкин М.С., Кривоногова Н.Ф., Векслер А.Б., Рубинштейн Г.Л., Швайнштейн A.M., Мгалобелов Ю.Б., Сергеев И.П., Лашманова B.C., Боярский В.М., Суслопаров В.А.).

Разработанные и представленные в первой редакции нормативного документа СНиП 33 -06 прн участии автора положения по расчету плотин на прочность и устойчивость, по безопасности плотин направлены на обеспечение их нормального функционирования н целостности в течении установленного срока службы.

Для обеспечения безопасности бетонных и железобетонных плотин на нескальных основаниях, гравитационных и контрфорсных плотин на скальных основаниях, арочных и арочно - гравитационных плотин согласно нормативному документу необходимо производить расчеты прочности и устойчивости, расчеты по деформациям н по раскрытию трещин, а также расчеты по раскрытию строительных швов с учетом очередности возведения плотины.

В отличие от предыдущих нормативных документов первая редакция СНиП 33 - 06 содержит более совершенный раздел 13. Обеспечение безопасности плотин: натурные наблюдения, обследование плотин, оценка безопасностн плотин. В п. 13.18 сформулированы требования к поверочным расчетам прочности и устойчивости плотин с учетом фактической схемы работы (раскрытие швов, трещино-образоваиие, неоднородность геологической среды и т.д.) и реального сочетания и значений нагрузок, соответствующих максимальным напряжениям (перемещениям), выявленным натурными наблюдениями.

8. Строительные нормы и правила. Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружении. СНнП 33 — 08 (Первая редакция).

Государственный комитет по вопросам архитектуры н строительства РФ. Москва - Санкт - Петербург 2000, 104 с.

Соавторы: Караваев A.B., Гинзбург С.М., Кауфмаи А.Д., Калицева И.С., Скородумова A.B., Судаков В.Б., Ламкин М.С., Мгапобелов Ю.Б., Сергеев И.П., Лашманова B.C., Боярский В.М., Суслопаров В.А., Лисичкин С.Е.).

Раздел «Расчет прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие поперечной силы и изгибающего момента» первой редакции СНиП 33 - 08 содержит разработанную автором методику расчета прочности, основанную иа многочисленных экспериментально - теоретических исследованиях, на обобщении опыта проектирования н эксплуатации массивных гидротехнических сооружений.

Учет влияния строительных швов (табл. 22); продольной арматуры, продольных сжимающих и растягивающих сил (п.п. 8.20 - 8.31), комплекса нагрузок и т.д. позволяет обеспечивать проектирование надежных и безопасных сооружений гидроэнергетического назначения.

В результате применения разработанной методики расчета прочности получена возможность рационального проектирования элементов массивных железобетонных конструкций в части определения геометрии блоков бетонирования, т.е. размещения строительных (блочных) швов, количества продольной и поперечной (наклонной) арматуры.

Перечисленные нормативные и нормативно-методические документы предназначены для использования при проектировании, строительстве и эксплуатации гидроэнергетических сооружений с целью обеснечения их надежности и безопасности .

Результаты исследований, проведенных непосредственно или с участием диссертанта, опубликованы более чем в 50 работах, включающих 3 брошюры, 2 авторских свидетельства и статьи в научно-технических журналах и сборниках научных трудов, опубликованных в России (СССР) и за рубежом. Основные публикации по теме диссертации приведены в списке литературы.

Результаты исследований многократно докладывались (более 15) на научно -технических конференциях, симпозиумах и совещаниях.

8.2. Внедрение результатов исследований

Поскольку большая часть экспериментально-теоретических и натурных исследований выполнена для конкретных гидроэнергетических объектов по заказу проектных, строительных и эксплуатационных организаций, полученные результаты были непосредственно внедрены:

1). ГЭС Капанда (Ангола) - АО «Институт Гидропроект»

Обоснование прочности и армирования бетонных, железобетонных и стале-железобетонных конструкций здания ГЭС, проведенное под руководством автора на основе нового подхода в части классификации сооружений н конструкций и нового порядка расчета прочности и армирования здания ГЭС, позволило обеспечить требуемый уровень безопасности сооружения.

2). Плявиньская ГЭС (Латвия) - АО «Институт Гидропроект»

Определение напряженно-деформированного состояния здания ГЭС совместно с нескальным основанием с учетом натурных данных по осадкам фундаментной плиты; использование в расчетах: фактических натурных данных по жесткости, трещиностойкости и армированию, упругопластических и реологических свойств материалов и грунтов основания, учет изменения расчетных схем конструкций при образовании трещин, наличие осадок и перемещений, изменений во времени характера и величины действующих нагрузок; позволило автору на базе нового подхода к расчетам прочности обосновать параметры безопасной эксплуатации здания ГЭС, основанные на фактических расчетных схемах конструкций и на взаимосвязи деформаций (прогибов) фундаментной плиты с критериальными значениями напряжений в арматуре и бетоне.

3). Богу чан екая ГЭС (ОАО «БогучанГЭСстрой) - АО «Институт Гидропроект»

Разработанный автором новый подход к расчету прочности и армирования сооружений и конструкций позволил обосновать требуемый уровень безопасности напорных сталежелезобетонных водоводов (на основе трехмерной модели станционной секции плотины с напорным водоводом совместно с основанием и с учетом компенсационного участка водовода в зоне температурного шва между плотиной и зданием ГЭС) и применить новые схему и порядок армирования с меньшими количественными показателями по сравнению с запроектированным армированием при обеспечении большего запаса прочности.

4). ГЭК «Аль-Вахда» (Марокко» - АО «Институт Гидропроект»

С целью обоснования на стадии проектирования одного из ответственных сооружений станционного узла - распределителя к напорным трубопроводам здания ГЭС (сложная пространственная сталежелезобетонная конструкция с развилками и ответвлениями к трем агрегатам здания ГЭС) использованы новые подходы автора к расчетам прочности и армирования. В результате проведенного комплекса работ надежность и безопасность конструкции распределителя подтверждены расчетным и экспериментальным (сгалежелезобетонная модель) путем, при этом результатом экспериментально-теоретических исследований явилось: увеличение толщины оболочки и армирования бетонной части распределителя, а также необходимость устройства стальных воротников в зонах сопряжения конических элементов.

В результате проведенного комплекса работ надежность и безопасность конструкции распределителя подтверждены натурным экспериментом на объекте, проведенным при испытании избыточным внутренним гидравлическим давлением.

Выполненные автором расчеты турбинного блока со спиральной камерой на основе новых подходов и методов позволили определить напряжения и усилия, действующие в стальной оболочке спиральной камеры, в бетоне турбинного блока, в статорных колоииах, в зоне податливой прокладки. В результате комплекса работ определена новая схема и порядок армирования бетонного блока и длина податливой прокладки, отделяющую стальную оболочку камеры гидромашины от бетонного блока, что обеспечило требуемый уровень безопасности сооружения.

5). «Три ущелья» (Китай) - «Технопромэкспорт»

Под руководством и при непосредственном участии автора производились проверка проектного решения высоконапорных сталежелезобетонных водоводов большого диаметра и расчетная проверка прочности и безопасности компенсационного участка водовода в зоне сопряжения плотины со зданием ГЭС.

Использование разработанных автором новых подходов к расчетам прочности и армирования позволило повысить надежность и безопасность водовода на участке сопряжения плотины со зданием ГЭС за счет повышения точности определения напряжений, деформаций и осадок в зоне «мягкой прокладки»; за счет применения рекомендаций по размещению шва омоноличивания. Автором обосновано расчетное определение благоприятных сроков монтажа водовода, связанное с сезонными температурными напряжениями в стальной оболочке и разработаны соответствующие рекомендации.

6). ГАЭС «Чжаньхэвань» (Китай) - АО «Институт Гидропроект»

Разработанная автором методика расчета развилки железобетонного водовода с учетом взаимодействия со скальным основанием, позволили оценить напряженно-деформированное состояние обделки развилки (в т.ч. влияние разделительного бычка в начале разветвления) и в окружающем скальном массиве; определить действующие в сечениях конструкции силы (в продольном и в кольцевом направлениях), ширину раскрытия трещин, рекомендовать оптимальные схемы и порядок армирования и соответственно обеспечить требуемый уровень безопасности сложной пространственной конструкции.

7)- ГЭС Тери (Индия) - АО «Институт Гидропроект»

С целью обоснования надежности и безопасности сооружений и конструкций ГЭС Тери автором на основе разаботаниых им новых подходов и методов проведены расчеты прочности и трещииостойкости железобетонного агрегатного блока машзала. Примененная методика исследований при корректном назначении допущений и предпосылок расчета и сочетаний нагрузок на основе осесимметричных коиечио-элементных моделей) и разработанная схема и порядок армирования (ограничение развития трещин в агрегатном блоке и предотвращение выхода трещин на лицевую поверхность блока) позволили обеспечить требуемую нормативными документами прочность сложных конструкций.

8). Курская АЭС - АО «Институт Гидропроект»

Разработанные и экспериментально- теоретически обоснованные (в т.ч. натурными экспериментами) автором новые конструктивно-технологические решения массивных железобетонных стен и перекрытий главных корпусов, основанные на применении ребристых армопанелей нового типа, литого бетона омоноличива-ния и бессварных стыков позволили обеспечить прочность, трещи и остой кость , индустрнальиость и требуемый уровень безопасности сборно-монолитных конструкций, работающих в условиях сложного сочетания нагрузок.

9). Канал им. Москвы - ФГУП «Канал им. Москвы»

В результате выполненного под руководством автора комплекса экспериментально-теоретических исследований но разработке методики расчета и консгруктивных решений по усилению шлюзов, имеющих: трещины по швам бетонирования, наклонные трещины выклинивания из швов бетонирования большой ширины раскрытия, значительные перемещения стен, низкую прочность бетона и др. Обосновано и внедрено дополнительное армирование стен шлюзов, метод ремонта бетона лицевой грани «силовыми колоннами», способ усиления стен посредством применения дополнительных конструктивных элементов.

Вышеуказанные мероприятия позволили обеспечить длительную эксплуатацию шлюзов канала им. Москвы.

10). Загорская ГАЭС - АО «Мосэнерго»

Проведенный под руководством автора комплекс работ: по исследованию параметров вибрации водоприемника и опор трубопроводов при работе агрегатов в турбинном и насосном режимах; по разработке технических решений по ремонту выявленных в процессе эксплуатации повреждений компенсаторных секций напорных трубопроводов (КС-18); по диагностике состояния системы «основание-сооружение» (обоснование напряжен но-деформированного состояния дамб, оползневых склонов и систем «бетонное сооружение-основание») с использованием новых подходов к расчетам прочности и армирования, к обоснованию технологий ремонта и усиления позволили обосновать параметры (критерии ) безопасной эксплуатации сооружений и конструкций Загорской ГАЭС.