Действующий
при (где - длина хорды арки по гребню плотины, h - высота плотины) и треугольной форме ущелья - с арками кругового очертания постоянной толщины или с местными утолщениями у пят;
при , при трапецеидальной или близкой к ней форме ущелья - двоякой кривизны с арками переменной толщины и кривизны;
при - арочные и арочно-гравитационные плотины с арками переменной толщины, кривизна которых, как правило, уменьшается от ключа к пятам; выбор кривизны плотины как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях производится из условия оптимального напряженного состояния сооружения;
в несимметричных створах и на неоднородных основаниях - с арками некруглого очертания переменной толщины.
12.3 На начальных стадиях проектирования выбор конструкции и формы плотины допускается проводить на основании приближенных методов расчета и аналогов.
12.4 Кривизна арочной плотины в вертикальном направлении должна уточняться с учетом обеспечения устойчивости отдельно стоящих столбов и секций в строительный период. При этом учитываются схемы возведения плотины, конструкция межсекционных швов и сроки их омоноличивания, использование поддерживающих конструкций (временных или постоянных), график подъема уровня воды в верхнем бьефе плотины и температурного воздействия.
12.5 В конструкции арочной плотины следует предусматривать разрезку плотины на секции строительными швами, которые необходимо омоноличивать перед заполнением водохранилища. Строительные швы арочных плотин должны быть, как правило, вертикальными и иметь штрабы. Последовательность омоноличивания и температура замыкания швов должны определяться с учетом напряженного состояния плотины.
При проектировании следует рассматривать целесообразность регулирования не только средних температур, но и температурных градиентов при замыкании.
12.6 При сопряжении плотины с основанием в необходимых случаях следует предусматривать меры по укреплению основания:
заделку разломов, крупных трещин и пустот путем устройства бетонных и железобетонных пробок или свай для передачи усилия от плотины вглубь скального массива.
12.7 Опирание плотины на основание должно быть обеспечено по поверхности, нормальной к осям арок плотины. При этом по контуру плотины при необходимости надлежит предусматривать устройство конструкций, улучшающих условия опирания (береговые устои, седло, пробка, незамоноличенные строительные швы в верхней части береговых секций плотины и др.). Допускается очертание пяты арки принимать криволинейным или полигональным.
12.8 Рациональная глубина врезки должна определяться, исходя из условия обеспечения устойчивости береговых упоров и благоприятного напряженного состояния в теле плотины и скальных примыканиях.
Для уменьшения напряжений на контакте плотины с основанием следует рассматривать устройство местного утолщения плотины по опорному контуру.
Арочную плотину необходимо отделять конструктивным швом от пробки, расположенной в наиболее узкой щелевидной части ущелья.
12.9 При проектировании сопряжения плотины с основанием в случае возникновения растягивающих напряжений на контакте плотины с основанием в зоне верховой грани следует предусматривать:
наклон нижнего участка верховой грани путем смещения в нижний бьеф нижележащих горизонтальных сечений относительно вышележащих с целью компенсации растягивающих напряжений действием веса бетонной кладки;
Следует также рассматривать целесообразность устройства в основании перед плотиной вертикальной прорези (щели) глубиной (5-10)% от высоты плотины.
12.10 Водосбросные устройства арочных и арочно-гравитационных плотин следует проектировать с учетом соответствующих требований разделов 6, 8 и 10.
12.11 Расчеты арочных и арочно-гравитационных плотин следует производить в соответствии с требованиями разделов 7 и 8 и указаниями настоящего раздела.
12.12 Расчет напряженно-деформированного состояния арочных и арочно-гравитационных плотин следует производить с учетом последовательности возведения плотины, омоноличивания швов и наполнения водохранилища.
Расчеты плотин III и IV классов, а также предварительные расчеты плотин всех классов допускается выполнять упрощенными методами.
12.13 При расчете арочных и арочно-гравитационных плотин с учетом раскрытия строительных швов и трещин оценка прочности сооружения производится по прочности бетона сжатой зоны.
Оценку прочности следует выполнять с учетом повышения расчетного сопротивления бетона при всестороннем сжатии в соответствии с СП 41.13330.
12.14 Расчеты прочности и устойчивости плотин на сейсмические воздействия следует производить в соответствии с 10.15-10.17 для наиболее неблагоприятного направления этих воздействий, а при расчете по динамической теории сейсмостойкости - с учетом трех (при решении пространственных задач).
Расчеты прочности следует выполнять с учетом раскрытия строительных швов и трещин для различных уровней верхнего бьефа.
12.15 Для арочных и арочно-гравитационных плотин следует выполнять расчеты устойчивости береговых скальных упоров.
Для плотин в широких створах (при ) дополнительно надлежит выполнять расчет общей устойчивости плотины совместно со скальным основанием. Во всех случаях следует выполнять расчет местной прочности (устойчивости) в основании плотины.
12.16 При расчете устойчивости береговых упоров и напряженно-деформированного состояния основания плотин учитываются следующие нагрузки и воздействия: усилия, передающиеся от плотины, собственный вес скального блока, фильтрационные и сейсмические воздействия.
12.17 Расчет устойчивости береговых упоров должен производиться, исходя из анализа предельного состояния отдельных скальных блоков, выделяемых с учетом инженерно-геологических, геокриологических и топографических условий. Устойчивость берегового упора определяется по результатам расчета наименее устойчивого скального блока.
12.18 При расчетах прочности и устойчивости арочных и арочно-гравитационных плотин, кроме коэффициентов условий работы , приведенных в таблице 6, следует учитывать коэффициенты условий работы , приведенные в таблице 11.
12.19 При расчете плотины следует учитывать влияние на ее несущую способность водоприемных и водосбросных сооружений, расположенных в теле плотин.
При расчете арочной и арочно-гравитационной плотины на общую прочность без учета особенностей работы отдельных элементов (быки, гребень, водосливы, элементы водоприемника, напорные трубопроводы и др.) указанные элементы необходимо рассчитывать на местную прочность.
12.20 Расчеты напряженно-деформированного состояния и местной прочности основания арочных и арочно-гравитационных плотин следует производить в соответствии с СП 23.13330. При этом учитывается возможность образования областей пластических деформаций в береговых примыканиях плотины. Если условия прочности для поверхностей ослабления скального массива не выполняются, следует предусматривать мероприятия согласно 12.6.
При наличии достоверных данных рекомендуется учитывать в расчетах напряженного состояния и оценке прочности основания естественное (бытовое) поле напряжений.
Виды расчетов | Коэффициент условий работы |
| 1 Расчеты общей прочности арочных и арочно-гравитационных плотин: | |
| по растяжению | |
| по сжатию | |
| 2 Расчеты устойчивости береговых упоров плотин при учете нагрузок основного и особого сочетания без сейсмических воздействий | |
| 3 Расчеты общей устойчивости плотин в широких створах при учете нагрузок основного и особого сочетания без сейсмических воздействий | |
| 4 Расчеты устойчивости береговых упоров и общей устойчивости плотин при учете сейсмических воздействий | |
| Примечание - При наличии нескольких факторов, действующих одновременно, в расчет вводится произведение соответствующих коэффициентов условий работы (например, при расчетах общей устойчивости плотин в широких створах с учетом сейсмических воздействий . | |
13.1 Для обеспечения безопасности плотин необходимо предусматривать комплекс инженерно-технических и организационных мероприятий, в том числе:
установление в проекте критериев безопасности в виде критериальных значений диагностических показателей состояния сооружения, характеризующих его безопасность: перемещения, деформации, напряжения, фильтрационные расходы, пьезометрические напоры фильтрационных вод и др.;
оснащение гидротехнических сооружений техническими средствами, обеспечивающими контроль их состояния; организация и проведение натурных наблюдений за состоянием сооружений;
13.2 В проектах бетонных и железобетонных плотин I, II и III классов, в их основании и береговых примыканиях необходимо предусматривать установку контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) для проведения натурных наблюдений за состоянием сооружений, их оснований и береговых примыканий как в период строительства, так и в процессе эксплуатации, с применением, как правило, автоматизированной системы опроса контрольно-измерительной аппаратуры (АСО КИА).
13.3 Натурные наблюдения на бетонных и железобетонных плотинах следует проводить по программе, разработанной при проектировании и уточняемой в процессе строительства, временной и постоянной эксплуатации сооружения. Программа натурных наблюдений должна содержать состав и объем натурных наблюдений и исследований, системы размещения КИА, методику сбора и обработки данных измерений, способы их анализа для диагностирования состояния сооружения на различных этапах его строительства и эксплуатации.