Совершенствование конструкции батопорта сухого дока и методики расчёта при комплексных нагрузках и воздействиях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Баклыков Игорь Вячеславович

• Баклыков Игорь Вячеславович
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Баклыков Игорь Вячеславович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ И МЕТОДИК РАСЧЁТА ПЛАВУЧИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ, В ТОМ ЧИСЛЕ БАТОПОРТОВ И НАПЛАВНЫХ БЛОКОВ, МОРСКИХ ПЛАТФОРМ

1.1. Общие сведения о плавучих железобетонных гидротехнических сооружениях

1.2. Анализ существующих методов расчёта напряжённо-деформированного состояния железобетонных гидротехнических сооружений

1.3. Анализ выполненных расчётных исследований железобетонных гидротехнических сооружений

1.4. Выводы по главе

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА РАСЧЁТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ В ТОМ ЧИСЛЕ БАТОПОРТОВ, ОГТ, НАПЛАВНЫХ БЛОКОВ

2.1. Средства испытаний и измерений

2.2. Определяемые в ходе экспериментальных исследований показатели

2.3. Подготовка железобетонных фрагментов и контрольных образцов бетона к испытаниям

2.4. Порядок проведения испытаний фрагментов железобетонных конструкций стен и днища батопорта

2.5. Методика численного моделирования конструкций из лёгкого бетона

2.6. Выводы по главе

ГЛАВА 3. РАСЧЁТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ФРАГМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ БАТОПОРТА ИЗ ЛЕГКОГО ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА С ВАРЬИРОВАНИЕМ КОЭФФИЦИЕНТА АРМИРОВАНИЯ

3.1. Проведение испытаний железобетонных фрагментов конструкций

3.1.1. Испытание моделей I серии

3.1.2. Испытание моделей II серии

3.2. Результаты и анализ экспериментальных исследований фрагментов конструкций плавучих ГТС

3.3. Результаты верификационных расчётов опытных железобетонных конструкций

3.4. Выводы по главе

ГЛАВА 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПЛАВУЧИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛАВУЧИХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

4.1. Совершенствование методики расчёта напряжённо-деформированного состояния железобетонных гидротехнических сооружений

4.2. Совершенствование методики расчёта прочности железобетонных гидротехнических сооружений

4.3. Выводы по главе

ГЛАВА 5. АПРОБАЦИЯ УТОЧНЕННОЙ МЕТОДИКИ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НДС ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ «ОСНОВАНИЕ -ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СООРУЖЕНИЕ» ПРИ КОМПЛЕКСНЫХ НАГРУЗКАХ И ВОЗДЕЙСТВИЯХ

5.1. Постановка задачи расчетных исследований

5.2. Определение и анализ НДС системы «батопорт-основание» при комплексных нагрузках

5.3. Проектные расчёты напряжённо-деформированного состояния системы «батопорт-основание»

5.3.1. Исходные данные для расчётов

5.3.2. Результаты расчётных исследований

5.4. Определение и анализ НДС системы «батопорт-основание» при комплексных нагрузках по усовершенствованной методике

5.4.1. Результаты натурного обследования конструкций батопорта во время строительства

5.4.2 Результаты расчёта напряжённо-деформированного состояния батопорта с учётом этапности возведения

5.5. Определение и анализ НДС системы «железобетонное примыкание батопорта -основание» при комплексных нагрузках

5.6. Определение НДС основания гравитационного типа (ОГТ) при комплексных нагрузках

5.7. Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМАТИКЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование конструкции батопорта сухого дока и методики расчёта при комплексных нагрузках и воздействиях»

Актуальность темы исследования

В настоящее время в РФ построены и продолжают возводиться гидротехнические сооружения двух сухих доков, предназначенных для строительства железобетонных оснований гравитационного типа (ОГТ). Сухой док на время возведения конструкций ОГТ перекрывается гидротехническим сооружением - батопортом и осушается. Для перекрытия дока, батопорт постепенно заполняется водой, опускается на фундаментную плиту и прижимается к горизонтальному зубу на фундаментной плите и вертикальным частям стен устоев.

В сухом доке производятся технологические процессы по возведению ОГТ и модулей верхних строений, после чего док затапливается, батопорт всплывает, отводится в сторону, давая возможность вывода уже построенного ОГТ из дока в плавучем состоянии. Для обеспечения плавучести батопорта, окруженного водой в открытом водном пространстве, производится откачка воды из отсеков батопорта, до уровня, при котором происходит всплытие конструкции батопорта. Батопорт для сухого дока запроектирован из монолитного тяжелого высокопрочного бетона класса B50, морозостойкостью F450 водонепроницаемостью W12.

В конструкциях батопорта и ОГТ применяется предварительное напряжение железобетонных конструкций канатами из высокопрочной арматуры (моделируемое на основе специально разработанной методики), подразумевающее снижение трещинообразования и, соответственно, раскрытие межблочных строительных швов; повышение прочности и водонепроницаемости конструкции батопорта в целом.

Железобетонная конструкция батопорта должна обладать плавучестью и высокой прочностью, в связи с этим целесообразно использовать легкий высокопрочный бетон (ЛВБ). По сравнению с конструкцией батопорта из обычного тяжелого бетона конструкция батопорта, изготовленная из ЛВБ, имеет меньший вес, что требует меньшего понижения уровня воды внутри батопорта для всплытия.

В связи с большим объёмом бетона, применяемого в ОГТ, целесообразно использование ЛВБ в его конструкциях, тем самым позволяя снизить нагрузку на основание с целью уменьшения величины осадок от собственного веса. В работе представлены преимущества применения ЛВБ взамен тяжелого бетона, в том числе экономический эффект от его применения.

Примером успешного применения ЛВБ служит реализованный проект строительства ОГТ-1, возведенного в первом сухом доке. Второй сухой док в настоящее время используется для строительства ОГТ-2, где также применяется ЛВБ. Состав бетона этого типа разработан специалистами АО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», его конструктивная эффективность экспериментально подтверждена в филиале АО «Институт Гидропроект»-«НИИЭС».

В настоящее время с учётом развития техники и технологий создаются сложные объекты гидротехнического строительства, предусматривающие сложные технологические этапы возведения и эксплуатации; новые материалы; комплексы нагрузок и воздействий. Технология возведения влияет на формирование напряжённо-деформированного состояния (НДС) конструкций. В связи с этим более точное определение усилий, напряжений в элементах железобетонных конструкций и их армирование существенно зависит от технологии возведения, комплекса нагрузок, как в строительный период, так и в период эксплуатации, а также от методики расчётного обоснования. В свою очередь, всё это влияет на безопасность при дальнейшей эксплуатации сооружения.

Комплексные нагрузки включают: статические нагрузки, гидравлические нагрузки; температурные воздействия; сейсмическое и динамическое воздействие; нагрузки от предварительного напряжения арматуры; противодавление воды в межблочных швах и трещинах; ледовые нагрузки.

Расчётные исследования НДС и обоснования прочности железобетонных конструкций плавучих гидротехнических сооружений (ГТС), в том числе батопортов и ОГТ, в настоящее время выполняются, как правило, на основе упрощённых конечно-элементных моделей в упругой постановке без учета этапности возведения сооружения, образования трещин и раскрытия межблочных

строительных швов, частичного учета всего перечисленного выше комплекса нагрузок.

В этой связи возникает необходимость в совершенствовании методики расчета НДС и прочности железобетонных конструкций плавучих ГТС, в том числе батопортов и ОГТ с учётом: комплексных нагрузок; поэтапности возведения; наличия межблочных строительных швов и трещинообразования, противодавления воды в них; фактической стержневой арматуры (в том числе нагельной работы арматуры и нарушения сцепления арматуры с бетоном); предварительно напряженных канатов из высокопрочной арматуры.

Степень разработанности темы исследования

В настоящее время расчетные исследования железобетонных ГТС проводятся специалистами ведущих организаций в области теории бетона и железобетона для объектов гидротехнического и энергетического строительства на основе различных методик расчета.

Среди таких организаций следует выделить АО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», АО «Институт Гидропроект», НИУ Московский государственный строительный университет, Санкт-Петербургский государственный технический университет, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова, Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Российский университет дружбы народов, American Concrete Institute (США), Institution of Structural Engineers (Англия), International Federation for Structural Concrete (Швейцария) и др.

Значительный вклад в развитие методов и технологий расчета прочности и деформаций железобетонных конструкций, используя численное математическое моделирование, внесли Н.А. Анискин, А.М. Белостоцкий, А.С. Большев, А.В. Вовкушевский, В. А. Волосухин, П. А. Гарибин, А.В. Дейнеко, Д.В. Козлов, С.Е. Лисичкин, Ю.Б. Мгалобелов, К.П. Моргунов, О.Д. Рубин, И.С. Соболь, В.В. Толстиков, Л.П. Трапезников, А.А. Храпков, А.М. Юделевич и другие.

Однако теме расчётных исследований плавучих железобетонных ГТС сооружений, выполненных из ЛВБ, уделено достаточно мало внимания.

При этом, применение легкого бетона с у=1900 кг/м3 на основе керамзитового заполнителя (плотность до 1800 кг/м3) позволяет снизить вес железобетонных конструкций, уменьшить нагрузки на фундаменты, снизить стоимость строительства и сроки возведения сооружений как для промышленного и гражданского, так и для гидротехнического строительства.

ЛВБ на керамзитовом заполнителе в настоящее время нашел применение только в построенной в первом сухом доке конструкции ОГТ-1, а также строящейся во втором сухом доке конструкции ОГТ-2.

Цель исследования

Целью диссертационной работы является совершенствование методики расчётных исследований НДС железобетонных ГТС и научное обоснование усовершенствованной конструкции батопорта сухого дока на основе комплекса экспериментальных и расчетных исследований.

Задачи исследования

1. Выполнить сравнительный анализ конструкций плавучих морских сооружений, в том числе батопортов и ОГТ, существующих методик выполнения расчётных исследований железобетонных ГТС.

2. Выполнить расчётно-экспериментальные исследования фрагментов конструкций ГТС из ЛВБ для обоснования применения ЛВБ в железобетонных плавучих ГТС (в первую очередь, батопортах сухого дока с примыканиями).

3. Усовершенствовать методику расчёта НДС и прочности железобетонных плавучих ГТС (в первую очередь, батопорта сухого дока с примыканиями) с учётом комплексных нагрузок; наличия межблочных строительных швов и трещинообразования; противодавления воды в межблочных строительных швах и трещинах; фактической стержневой арматуры (в том числе нагельной работы арматуры и нарушения сцепления арматуры с бетоном); предварительно напряженных канатов из высокопрочной арматуры (учитываемых в рамках специально разработанной в настоящей работе методики).

4. Разработать новые аналитические зависимости для расчёта армирования элементов батопорта сухого дока, в том числе при наличии межблочных строительных швов и противодавления воды в межблочных строительных швах и трещинах.

5. На основе усовершенствованной методики расчёта НДС и прочности железобетонных плавучих ГТС провести расчётные исследования НДС (включая трещинообразование) конструкции построенного батопорта первого сухого дока (НДС и армирование которого были определены расчетами по традиционной методике, используемой проектировщиками) для подтверждения трещинообразования, зафиксированного при обследовании построенной конструкции, с целью установления неточностей в методике проектных расчётов.

6. С целью расчетного обоснования усовершенствованной конструкции батопорта сухого дока из ЛВБ (с уточнением схемы армирования) провести расчётные исследования НДС на основе усовершенствованной методики с учётом ряда факторов, представленных в п. 3, а также расчётные исследования НДС железобетонной конструкции ОГТ-1, построенной в первом сухом доке из ЛВБ.

Научная новизна работы

Научная новизна полученных в диссертационной работе результатов заключается в следующем:

1. Получены новые результаты экспериментальных и расчетных исследований фрагментов железобетонных конструкций стен и днища батопорта и ОГТ, выполненных из ЛВБ, на основе которых обосновано применение ЛВБ в плавучих ГТС (при коэффициенте армирования до 0,015) по первой (по несущей способности) и по второй (по пригодности к нормальной эксплуатации) группам предельных состояний.

2. Разработаны новые эмпирические зависимости для ширины раскрытия трещин в железобетонных фрагментах конструкций ГТС из ЛВБ, необходимые для управления процессом трещинообразования; специальная методика моделирования предварительного напряжения арматурных канатов применительно к железобетонным конструкциям плавучих ГТС; новые

аналитические зависимости для расчёта армирования элементов батопорта сухого дока, в том числе при наличии межблочных строительных швов и противодавления воды в межблочных строительных швах и трещинах.

3. Усовершенствована методика расчётных исследований НДС и прочности железобетонных плавучих ГТС (в первую очередь, батопорта сухого дока с примыканиями) с учётом комплексных нагрузок; поэтапности возведения; наличия межблочных строительных швов и трещинообразования; противодавления воды в межблочных строительных швах и трещинах; фактической стержневой арматуры (в том числе нагельной работы арматуры и нарушения сцепления арматуры с бетоном); предварительно напряженных канатов из высокопрочной арматуры.

4. Получены новые результаты комплексных расчётных исследований НДС и прочности плавучих ГТС и их примыканий на основе усовершенствованной методики расчёта НДС железобетонных плавучих ГТС, включая расчетное обоснование усовершенствованной конструкции батопорта сухого дока из ЛВБ с усовершенствованной схемой армирования.

5. Проведены расчётные исследования НДС (включая трещинообразование) конструкции построенного батопорта первого сухого дока (НДС и армирование которого были определены расчетами по традиционной методике, используемой проектировщиками), которые подтвердили интенсивное трещинообразование (включая раскрытие межблочных строительных швов), зафиксированное при обследовании построенной конструкции, что свидетельствовало о неточностях в методике проектных расчётов и полученного при этом армирования. На основе полученных результатов были внесены изменения в проект батопорта второго сухого дока (включая совершенствование схемы армирования), в результате чего была обеспечена трещиностойкость построенной конструкции батопорта второго сухого дока.

Теоретическая значимость работы

В результате выполнения диссертационной работы получили дальнейшее развитие методы расчётных исследований НДС и прочности плавучих ГТС.

Обоснована возможность применения ЛВБ в плавучих ГТС (в первую очередь, в конструкции батопорта сухого дока и ОГТ), усовершенствована и верифицирована методика моделирования и расчётных исследований НДС и прочности системы «гидротехническое сооружение - основание» при комплексных нагрузках и воздействиях; поэтапности возведения; наличии межблочных строительных швов и трещинообразования; противодавлении воды в межблочных строительных швах и трещинах; фактической стержневой арматуре (в том числе нагельной работы арматуры и нарушения сцепления арматуры с бетоном); предварительно напряженных канатах из высокопрочной арматуры.

Как составная часть методики расчёта НДС и прочности железобетонных плавучих ГТС (в первую очередь, батопорта сухого дока с примыканиями) разработана специальная методика моделирования предварительного напряжения арматуры в железобетонных конструкциях ГТС.

Практическая значимость работы

Полученные результаты диссертационного исследования показали возможность применения ЛВБ и усовершенствованной схемы армирования в плавучих ГТС (в первую очередь, в конструкции батопорта сухого дока и ОГТ).

Усовершенствованы конструкция батопорта сухого дока, в том числе на основе применения ЛВБ, схемы армирования; обоснованы преимущества применения ЛВБ, в том числе, экономический эффект от применения ЛВБ взамен тяжелого бетона и сокращения расхода арматуры составил порядка 12,8%.

На основе проведённого анализа, выполненных расчётных и экспериментальных исследований усовершенствована методика расчёта НДС системы «гидротехническое сооружение - основание - примыкания» при комплексных нагрузках и воздействиях (в том числе с учетом предварительного напряжения канатов из высокопрочной арматуры), являющаяся основной частью расчётного обоснования прочности и безопасной эксплуатации ГТС.

Усовершенствованная методика апробирована и применена для расчётных исследований НДС и прочности конструкции батопорта сухого дока (варианты А, В, С).

При этом расчётные исследования НДС (в рамках варианта А) построенной конструкции батопорта первого сухого дока из тяжелого бетона (НДС и армирование которого было определено расчетами по традиционной методике, используемой проектировщиками) подтвердили интенсивное трещинообразование (включая раскрытие межблочных строительных швов), зафиксированное при обследовании построенной конструкции, что свидетельствовало о неточностях в методике проектных расчётов и полученного при этом армирования.

Расчеты на основе усовершенствованной автором методики (с учетом ряде факторов, представленных в научной новизне) в рамках варианта В показали соответствие конструкции батопорта второго сухого дока положениям нормативных документов после внесения изменений в проект батопорта второго сухого дока, в результате чего была обеспечена трещиностойкость построенной конструкции батопорта второго сухого дока.

В рамках варианта С выполнено расчётное обоснование усовершенствованной железобетонной конструкции батопорта сухого дока из ЛВБ с усовершенствованной схемой армирования; при этом были обоснованы преимущества применения ЛВБ.

Усовершенствованная методика расчётных исследований НДС и прочности системы «ГТС - основание - примыкания» при действии комплекса нагрузок с учетом ряда факторов, представленных в научной новизне, направлена на использование в практике профильных проектных и научно-исследовательских организаций, занимающихся проектированием и научными исследованиями гидротехнических сооружений.

Методология и методы исследования

Методология диссертационных исследований заключалась в использовании общенаучных методов исследований: теоретических и практических. Практические методы включали в себя экспериментальные исследования фрагментов железобетонных конструкций ГТС из ЛВБ (фрагментов стен и днища батопорта и ОГТ). Теоретические методы, в том числе метод конечных элементов

(МКЭ), применялись при расчетном определении НДС железобетонной конструкции батопорта сухого дока и ОГТ.

Статистические методы применялись при разработке эмпирических зависимостей для ширины раскрытия трещин в железобетонных моделях фрагментов конструкций ГТС из ЛВБ (фрагментов стен и днища батопорта) в целях управления процессом трещинообразования.

При выполнении диссертационного исследования использованы современные подходы к проведению экспериментальных исследований, расчётных исследований по определению НДС системы «гидротехническое сооружение -основание». Реализация предложенной методики расчётов осуществляется в рамках программного комплекса ANSYS Mechanical, базирующегося на методе конечных элементов и численных методах решения пространственных задач; алгоритмы, необходимые для расчётных исследований, были написаны автором на языке программирования Mechanical APDL (MAPDL).

Объект исследования - железобетонные конструкции гидротехнических сооружений.

Предмет исследования - напряжённо-деформированное состояние и прочность железобетонных гидротехнических сооружений с учётом уточнённой методики.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты экспериментальных и расчетных исследований фрагментов железобетонных конструкций ГТС из ЛВБ, позволившие обосновать применение ЛВБ в железобетонных плавучих ГТС (в первую очередь, батопортах сухого дока и ОГТ).

2. Разработанные эмпирические зависимости для ширины раскрытия трещин в железобетонных фрагментах конструкций ГТС из ЛВБ; разработанная методика моделирования предварительного напряжения в железобетонных конструкциях гидротехнических сооружений; аналитические зависимости для расчёта армирования элементов батопорта сухого дока, в том числе при наличии

межблочных строительных швов и противодавления воды в межблочных строительных швах и трещинах.

3. Усовершенствованная методика расчётных исследований НДС и прочности железобетонных плавучих ГТС (в первую очередь, батопорта сухого дока с примыканиями) с учётом ряда факторов, представленных в научной новизне.

4. Расчётное обоснование усовершенствованной железобетонной конструкции батопорта сухого дока из ЛВБ (в том числе в целях сравнения с вариантом батопорта из тяжелого бетона) на основе усовершенствованной методики с учётом ряда факторов, представленных в научной новизне.

5. Полученные новые результаты комплексных расчётных исследований НДС и прочности плавучих ГТС и их примыканий на основе усовершенствованной методики расчёта НДС железобетонных плавучих ГТС, включая расчетное обоснование усовершенствованной конструкции батопорта сухого дока из ЛВБ с усовершенствованной схемой армирования.

6. Результаты проведенных расчётных исследований НДС (включая трещинообразование) конструкции построенного батопорта первого сухого дока (НДС и армирование которого были определены расчетами по традиционной методике, используемой проектировщиками), которые подтвердили интенсивное трещинообразование (включая раскрытие межблочных строительных швов), зафиксированное при обследовании построенной конструкции, что свидетельствовало о неточностях в методике проектных расчётов и полученного при этом армирования. На основе полученных результатов были внесены изменения в проект батопорта второго сухого дока, в результате чего была обеспечена трещиностойкость построенной конструкции батопорта второго сухого дока.

Личный вклад автора

Основные результаты научно-исследовательской работы, изложенные в диссертации, получены лично автором. Совместно с научным руководителем были определены цели, задачи, основные направления исследования. Автор

самостоятельно выполнил расчетные исследования и основную часть экспериментальных исследований.

Степень достоверности и апробация результатов

Достоверность результатов экспериментальных исследований подтверждается применением апробированных методов лабораторных исследований железобетонных конструкций ГТС, применением верифицированной и поверенной контрольно-измерительной аппаратуры.

Достоверность результатов расчетных исследований:

- строгостью используемого математического аппарата; корректностью постановок задач в рамках теоретических предпосылок строительной механики, механики деформируемого твердого тела;

- согласованностью полученных результатов численного моделирования верификационных примеров с экспериментальными данными, аналитическими и численно-аналитическими решениями;

- выполнением расчётных исследований на основе проверенных, сертифицированных вычислительных программных комплексов.

Результаты исследований докладывались и обсуждались на ряде вузовских, всероссийских и международных конференций.

Публикации

Основные выводы изложены в 8 опубликованных работах, среди которых 6 статей в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и 2 публикации в других научных изданиях.

Структура и объём работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (111 наименований, в том числе, 33 на иностранных языках) и 2 приложений. Основное содержание диссертационной работы изложено на 224 страницах, включает 204 рисунка и 6 таблиц.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ И МЕТОДИК РАСЧЁТА ПЛАВУЧИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ, В ТОМ ЧИСЛЕ БАТОПОРТОВ И НАПЛАВНЫХ БЛОКОВ, МОРСКИХ ПЛАТФОРМ

1.1. Общие сведения о плавучих железобетонных гидротехнических сооружениях

В настоящее время в эксплуатации находятся морские гравитационные и плавучие бетонные платформы в Канаде, Австралии, Нидерландах, Индонезии, России, Бразилии и Мексике. Совсем недавно спроектирован и строится морской терминал СПГ в Альхесирасе, недалеко от Гибралтарского пролива в Испании. Использование легких заполнителей часто считается решающим для общего снижения веса конструкции из соображений плавучести.

Первая железобетонная морская платформа ЕкоЙБк I построена в 1973 году, рисунок Рисунок 1.1.1 и служила для хранения нефти. Установлена платформа посреди Северного моря на расстоянии около 170 км от норвежского побережья. Сооружение представляет собой преднапряженную железобетонную конструкцию высотой 90 м, которая стоит на круглой основе диаметром 99 м [1]. Платформа имеет защитный барьер, предназначенный для уменьшения кинетической энергии волн. Прочность бетона сооружений на сжатие составляет от 62 до 68 МПа, и отличается высокой устойчивостью к эрозии.

Конструкция была собрана в сухом доке, а затем транспортирована на место эксплуатации на буксирных судах.

Рисунок 1.1.1 - Морская платформа ЕкоЙБк I [1]

Благодаря успеху ЕкоЙБк I в последующие годы было установлен ряд железобетонных платформ в различных секторах Северного моря.

Баржа МкоББа (рисунок 1.1.2) компании Эльф Конго - крупнейшая в мире баржа из высокопрочного предварительно напряженного железобетона. Плавучее производственное судно размером 220x46x16 м построено в Марселе, Франция, и отбуксировало на 4500 морских миль к западному побережью Конго в Западной Африке, где постоянно поставлено на якорь на глубине 170 м в 1996 году. Полное водоизмещение при полной загрузке составляет 107 000 тонн, бетонный объем баржи - 27 000 м3. Корпус поддерживает шесть модулей верхнего строения общей массой 33 000 тонн [2].

Рисунок 1.1.2 - Строительство железобетонной баржи Nkossa [2]

Железобетонная баржа «C-Boat 500»: прототип баржи длиной 37 м, шириной 9 м, глубиной 3,1 м и грузоподъемностью 4,90 кН построен в Японии в 1982 году. Эта морская плавучая конструкция изготовлена из легкого бетона. Баржа не является самоходной, но предназначена для буксировки. Для прототипа детали

кг

корпуса сборными из легкого бетона (плотность р = 1800 —), прочность бетона 50

МПа. Применены сегменты двух типов: во-первых, блоки составляющие часть днища, боковой стенки и палубы, вертикальные диафрагмы, и, во-вторых, блоки, входящие только в состав днища (всего 40 штук). Их соединяли полосы монолитного бетона. Корма и носовая часть также были отлиты. В палубе остались два проема размером 11х5 м, закрытые съемными крышами. В продольном направлении конструкция дополнительно преднапрягалась моножильными тросами [3].

В 1968 в России построена Кислогубская приливная электростанция, конструкция которой состояла из железобетонного блока (рисунок 1.1.3) и

возводилась наплавным способом, т. е. конструкция изготавливалась в сухом доке на берегу, а затем по воде доставлялась к месту установки.

Рисунок 1.1.3 - Строительство железобетонного наплавного блока

Кислогубской ПЭС

В большинстве плавучих железобетонных гидротехнических сооружениях используется высокопрочный бетон, армированный, в том числе, предварительно напряженной арматурой. В этих сложных конструкциях обычно выбираются классы бетона от В40 и выше.

Высокая прочность, необходимая для конструкций плавучих железобетонных гидротехнических сооружениях, зависит от определенного числа факторов, в том числе, таких как использование различных заполнителей. Использование дополнительных вяжущих материалов, таких как активный кремнезем, зола и шлак, вместе с традиционным портландцементом очень важны для улучшения прочности и долговечности бетона. Эти добавки позволяют уменьшить пористость, повысить прочность за счет снижения расхода воды.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Баклыков Игорь Вячеславович, 2024 год

- /

/ 1

-(

1 / - / -

1 У1 / /

/ 1 1

/ |

£ |

1

/

1 \

1 /

1

/ 1

1

/

/

/

Рисунок 5.4.18 - Моделирование фактического арматурного каркаса в расчетной

модели на фоне трещин (оси 3-6).

Также в расчетной модели учтены канаты натяжения, показанные на рисунке 5.4.19.

Рисунок 5.4.19 - Моделирование канатов натяжения в расчетной модели На рисунке 5.4.20 показаны горизонтальные перемещения

Рисунок 5.4.20 - Горизонтальные перемещения, мм

Из рисунка видно, что максимальные горизонтальные перемещения доходят до 2,24 мм и сконцентрированы на стенах ячеек с наклонными трещинами, более детально показаны на рисунке 5.4.21.

Рисунок 5.4.21 - Горизонтальные перемещения участка с выявленными

трещинами, мм

На рисунке 5.4.22 показано деформированное состояние стены батопорта

Рисунок 5.4.22 - Деформированное состояние стены батопорта.

Масштаб перемещений 1:2000

Из рисунка 5.4.22 видно раскрытие трещин в стене батопорта, в связи с проявлением процесса трещинообразования, напряжения в рабочей арматуре увеличиваются.

Напряжения в арматуре, расположенной со стороны сухого дока (наружная грань стены) показаны на рисунке 5.4.23.

■

л .

Рисунок 5.4.23 - Напряжения в арматуре наружной грани, МПа

Напряжения в арматуре в области трещинообразования приближаются к расчётному значению сопротивления арматуры с учётом коэффициентов надёжности (составляющему 405 МПа).

Более детально напряжения в арматуре, расположенной со стороны сухого дока (наружная грань стены), показаны на рисунке 5.4.24.

^ 221,96

310,98 132,94 45,096 223,14 -401.18 МГп

Рисунок 5.4.24 - Напряжения в арматуре стены батопорта, МПа

Как видно из рисунка 5.4.24 напряжения в арматурных стержнях близки к расчётному значению сопротивления арматуры с учётом коэффициентов надёжности (405 МПа) в областях пересечения трещин.

400 Мах

310,98 221,96

На рисунке 5.4.25 показаны напряжения в арматуре стены батопорта (вид со стороны сухого дока).

^ 221,96 43,924 ' -134,12'

310,98 132,94 -45,096 -223,14 -401,18 Min

Рисунок 5.4.25 - Напряжения в арматуре стены батопорта, МПа. Вид со стороны

сухого дока

Как видно из рисунка 5.4.25 максимальные растягивающие напряжения возникают в горизонтальной арматуре батопорта.

Таким образом определено напряжённо-деформированное состояние железобетонной конструкции батопорта с учётом выявленных трещин и дефектов.

Расчетные исследования НДС батопорта второго сухого дока

На основе представленных выше результатов расчетов НДС и прочности батопорта первого сухого дока (в рамках варианта А), выявивших определенные неточности при проведении проектных расчетов и определении армирования, а также подтвердивших интенсивное трещинообразование в конструкциях батопорта первого сухого дока, были внесены изменения в проект батопорта второго сухого дока.

Расчеты на основе усовершенствованной автором методики (с учетом ряда факторов, представленных в научной новизне) в рамках варианта В показали соответствие конструкции батопорта второго сухого дока положениям нормативных документов после внесения изменений в проект батопорта второго

сухого дока, в результате чего в построенной конструкции батопорта второго сухого дока была отмечена трещиностойкость.

Расчетное обоснование усовершенствованной конструкции батопорта сухого дока на основе применения ЛВБ и усовершенствованной схемы армирования.

В рамках варианта С выполнено расчётное обоснование усовершенствованной железобетонной конструкции батопорта сухого дока из ЛВБ с усовершенствованной схемой армирования; при этом были обоснованы преимущества применения ЛВБ.

5.5. Определение и анализ НДС системы «железобетонное примыкание батопорта - основание» при комплексных нагрузках

Ограждающие конструкции углов дока приняты в виде вертикальных стенок из трубошпунта с устройством железобетонного кессона. Для обеспечения прочности принято традиционное решение с анкеровкой стенки стальными тягами. Для гарантированного создания водонепроницаемого контура, проектом предусмотрено заглубление трубошпунта в скальное основание, заполнение бетоном полости труб, заварка замков металлической пластиной с заполнением полости полимерной смолой.

Основные технические решения по углу приняты согласно проектной документации.

Конструктивно угол представляет собой заанкерованный больверк с лицевой стеной из трубошпунта (рисунок 5.5.1). Отметка верха трубошпунтовой стенки составляет плюс 4,00 м. Верх труб устанавливается на отметке плюс 3,50 м. В пределах отметок плюс 3,50 - +4,00 м устраивается железобетонный оголовок.

От отметки -9,000 м устанавливается железобетонный кессон, с заполнением ячеек ПГС.

Трубошпунт западной стены, как и восточной, выполняется из труб 01020х16 с приваренными замками фасонный профиль №№2655, 2656 по ТУ 141-3602-2009, с межцентровым расстоянием 100 мм.

Для обеспечения прочности трубошпунта, в трубах предусмотрена установка сварных армокаркасов, с последующем бетонированием. Армокаркасы изготавливаются из арматуры 025 А400, в зависимости от длины консоли, бетонирование выполняется методом вертикально перемещаемой трубы бетоном B20W6F200. В проектной документации минимальное защемление в скале принято 3 м.

Анкерная тяга D72M80-ASD0 460 монтируется на отметке +2,50 м и +1,00 м. Тяги устанавливаются в трубошпунт, анкеровка выполняется за трубы анкерной стены, расположенной на расстоянии 35,85 м и 36,96 м.

Анкерная стена выполнена из труб 01020х12 по ГОСТ 10704-91 длиной 18,10 м с отметкой верха +0,9 м, низа - -17,20 м. В верхней части свай создается железобетонная пробка высотой 2,0 м. Нижняя часть полости сваи засыпается песчаным грунтом.

Крепления трубошпунта при отметке дна у сооружения -21,70 м выполняется грунтовыми анкерами, согласно проектной документации приняты грунтовые анкера типа «Ischebeck Titan» с учетом их расчетных и конструктивных особенностей. Установка анкеров ведётся поярусно по мере устройства котлована. Угол наклона 45°. Для основного участка приняты штанги 103/78, где 103 мм внешний диаметр, 78 мм - внутренний диаметр штанги. Для бурения анкеров используется буровая коронка 0 175 мм. Для создания корневой части анкера применяется бетон класса В45 по ГОСТ 26633-2015.

Рисунок 5.5.1 - Детальный вид угла

Угол состоит как видно из рисунка 5.5.1 из шпунтовых стен, представленных в виде металлических труб, заполненных бетоном с арматурным каркасом, железобетонного каркаса с заполнением ПГС, а также анкерных тяг.

На рисунке 5.5.2 представлено как задаётся нагрузка от гидростатического давления воды в грунте за шпунтами.

На рисунке 5.5.3 представлено как задаётся нагрузка от гидростатического давления воды в грунте под кессоном.

На рисунке 5.5.4 представлено как задаются граничные условия для модели.

Нагрузка от грунта в программе считается автоматически с учётом природного напряжённого состояния.

Рисунок 5.5.3 - Гидростатическое давление на внутренний шпунт, МПа

Рисунок 5.5.4 - Закрепления - Условия симметрии

На рисунке 5.5.5 представлена пространственная конечно-элементная модель.

Рисунок 5.5.5 - Расчётная конечно-элементная схема

Перемещения, сформированные на Этапе 1 являются «нулевыми» начальными для все последующих этапов расчётных исследований. После формирования природного НДС грунтового массива последующие перемещения происходят относительно Этапа 1. При этом напряжения в грунте сохраняются и учитываются на всех расчётных этапах. На рисунках 5.5.6 - 5.5.15 на каждом этапе представлено накопленное значение напряжений при принятой поэтапности работ.

На этапе 1 формируется напряжённое состояние природного залегания грунтов (initial state). Сооружений на данном этапе нет.

Рисунок 5.5.6 - Вертикальные напряжения в грунте, МПа

Из рисунка 5.5.6 видно, что напряжения в грунте в зависимости от глубины увеличиваются.

На расчётном этапе 2 возводятся шпунтовые стены, анкерные тяги, и откапывается котлован под железобетонный кессон. Результаты расчёта показаны на рисунках 5.5.7 ... 5.5.10.

Рисунок 5.5.7 - Этап 2. Горизонтальные перемещения их, мм

Рисунок 5.5.8 - Этап 2. Вертикальные перемещения UY, мм

Рисунок 5.5.9 - Этап 2. Напряжения в шпунте, МПа

Рисунок 5.5.10 - Этап 2. Напряжения в анкерах, МПа

Горизонтальные перемещения по оси X (в сторону дока) составляют 85,207 мм и приходятся на существующую шпунтовую стену по оси 1/2 и 1/4, как видно из рисунка 5.5.7.

Вертикальные перемещения по оси Y (осадки) составляют 38,64 мм, сосредоточены в грунте за существующим шпунтом по осям 1/2 и 1/4, как видно из рисунка 5.5.8.

Максимально допустимые перемещения верха шпунта составляют 1%, т.е. 250 мм. Полученные расчётные перемещения шпунта меньше допустимых.

Максимальные эквивалентные напряжения в шпунте составляют 183,8 МПа, как видно из рисунка 5.5.9, что не превышает расчётные сопротивления стали.

345

аЫ1е = 183,8 * 1.20 = 220,56 [МПа] <RV = —- = 287.5 [МПа] F у 1.2

Максимальные эквивалентные напряжения в анкерах составляют 123,22 МПа, что не превышает расчётные сопротивления стали анкера.

500

0anchor = 123,22 * 1.20 * 1,5 * 1,5 = 332,69 [МПа] <RV = —- = 416,7 [МПа]

1.2

На расчётном этапе 12а моделируется эксплуатационное напряжённо-деформированное состояние. Результаты расчёта показаны на рисунках 5.5.115.5.15.

На рисунке 5.5.11 показаны горизонтальные перемещения.

Рисунок 5.5.11 - Этап 12а. Горизонтальные перемещения их, мм

Рисунок 5.5.12 - Этап 12а. Вертикальные перемещения ИУ, мм

Рисунок 5.5.13 - Этап 12а. Напряжения в существующем шпунте, МПа

Рисунок 5.5.14 - Этап 12а. Максимальные главные напряжения, МПа

Рисунок 5.5.15 - Этап 12а. Напряжения в анкерах, МПа

Горизонтальные перемещения по оси X (в сторону дока) составляют 115,22 мм и приходятся на существующую шпунтовую стену, как видно из рисунка 5.5.11.

Вертикальные перемещения по оси У (осадки) составляют 173,39 мм, сосредоточены на грунте вокруг кессона, как видно из рисунка 5.5.12.

Полученные расчётные перемещения шпунта меньше допустимых, в соответствии со СНиП 3.07.02-87 максимальные допустимые перемещения верха шпунта должны составлять не более 1% от его высоты. (25 м *0,01%=250 мм).

Максимальные эквивалентные напряжения в шпунте составляют 209,35 МПа, как видно из рисунка 5.5.13, что не превышает расчётные сопротивления стали.

345

оЫ1е = 209,35 * 1.20 = 251,22 [МПа] <ЯУ =-= 287.5 [МПа

1.2

Локальные растягивающие напряжения в бетоне кессона превышают расчётное сопротивление бетона В30 на растяжение, как видно из рисунка 5.5.14, в связи с этим требуется армирование.

Максимальные эквивалентные напряжения в анкерах составляют 134,89 МПа, что не превышает расчётные сопротивления стали анкера.

0anchor = 134,89 * 1.20 * 1,5 * 1,5 = 364,20 [МПа] <RV =-= 416,7 [МПа]

1.2

В связи с тем, что программный комплекс ANSYS служит исключительно для оценки напряженно-деформированного состояния его невозможно сертифицировать на соответствия нормам проектирования, так как нормы не занимаются регламентом получения напряженно- деформированного состояния. Для соответствия требованиям отечественных норм, произведена «постпроцессорная» обработка результатов напряженно-деформированного состояния по усовершенствованной методике, представленной в настоящем диссертационном исследовании.

Результаты расчёта показаны на рисунках 5.5.16 - 5.5.20.

Рисунок 5.5.16 - Общий вид фундаментной плиты

Рисунок 5.5.17 - Площади армирования верхней грани по оси X, см2 / пог.

м

Рисунок 5.5.18 - Площади армирования нижней грани по оси X, см2 / пог.

м

Рисунок 5.5.20 - Площади армирования наружной грани (со стороны дока) по оси

Ъ (горизонтальная), см2 / пог. м

В направлении оси X у верхней грани фундаментной плиты максимальная расчётная площадь горизонтального армирования составила 13,19 см2 / пог. м.

Рекомендуется устанавливать у верхней грани не менее 13,19 см2 А500С на 1 пог. м.

В направлении оси X у нижней грани фундаментной плиты максимальная расчётная площадь горизонтального армирования составила 20,37 см2 / пог. м.

Рекомендуется устанавливать у нижней грани не менее 20,37 см2 А500С на 1 пог. м.

Максимальная площадь горизонтального армирования внешней стены у оси 2 составляет 12,75 см2 / пог. м.

Рекомендуется устанавливать горизонтальную арматуру у внешней грани не менее 12,75 см2 А500С на 1 пог. м.

5.6. Определение НДС основания гравитационного типа (ОГТ) при комплексных нагрузках

В рамках варианта С при апробировании усовершенствованной методики были также проведены расчетные исследования НДС основания гравитационного типа ОГТ при комплексных нагрузках.

Согласно техническим условиям на проектирование и строительство объекта «Завод по производству, хранению, отгрузке сжиженного природного газа и стабильного газового конденсата на основаниях гравитационного типа» геотехническое проектирование ТЛ должно выполняться в соответствии со следующей нормативной документацией:

• СП 58.13330.2012 «Гидротехнические сооружения. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 33-01-2003» [86];

• СП 23.13330.2018 «Основания гидротехнических сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.02-85» [111].

Согласно п.4.5.1 СТУ к основаниям («постелям») под установку ТЛ установлены требования как к гидротехническим сооружениям I класса по СП 58.13330 [86].

Обеспечение надежности системы «сооружение - основание» обосновывается результатами расчетов ее прочности, устойчивости, деформаций и смещений по методу предельных состояний.

Расчеты проводятся по двум группам предельных состояний:

по первой группе: потеря несущей способности и/или полная непригодность сооружений, их конструкций и оснований к эксплуатации (расчеты устойчивости системы «сооружение - основание»);

по второй группе: непригодность к нормальной эксплуатации (расчеты перемещений и деформаций).

При расчетах сооружений и оснований в соответствии с СП 40.13330.2012 должно выполняться следующее условие, обеспечивающее недопущение наступления предельных состояний:

Я

Ую •Р ^ —

Уп

где у 1с - коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый:

при расчетах по первой группе предельных состояний:

• для основного сочетания нагрузок и воздействий: о в период нормальной эксплуатации - 1,00

о в период строительства и ремонта - 0,95;

• для особого сочетания нагрузок и воздействий:

о при особой нагрузке годовой вероятностью 0,01 и менее - 0,95; о при особой нагрузке годовой вероятностью 0,001 и менее - 0,9; о при расчетах по второй группе предельных состояний - 1,00.

В основное сочетание нагрузок и воздействий в период нормальной эксплуатации, как правило, включают кратковременные нагрузки годовой вероятностью более 0,01.

Б - расчетное значение обобщенного силового воздействия (сила, момент, напряжение), деформации или другого параметра, по которому производится оценка предельного состояния, определенное с учетом коэффициента надежности по нагрузке уу;

Я - расчетное значение обобщенной несущей способности, деформации или другого параметра, определенное с учетом коэффициентов надежности по материалу ут или грунту уд и условий работы ус;

уп - коэффициент надежности по ответственности сооружения.

При расчетах по предельным состояниям первой группы - уп = 1,25, при расчетах по предельным состояниям второй группы - 1,00.

Согласно п.4.5.3 технических требований по условиям эксплуатации допустимые крен и осадка ТЛ не должны превышать:

- 0,18 м для максимальной осадки;

- 0,0024 для относительной разности осадок.

На рисунках 5.6.1, 5.6.2 представлены общие виды основания гравитационного типа (ОГТ).

Рисунок 5.6.1 - Общий вид ОГТ ТЛ с вырезом Поперечное сечение ОГТ показано на рисунке 5.6.2.

Рисунок 5.6.2 - Поперечное сечение ОГТ ТЛ

На рисунке 5.6.3 представлена фундаментная плита ОГТ (153,74 м х 331,74 м, имеет скругленные углы, площадь 50 859,5 м2).

Рисунок 5.6.3 - Вид сверху на фундаментную плиту ОГТ ТЛ

Инженерно-геологическое строение основания определено по результатам инженерно-геологических изысканий, выполненных в августе - октябре 2015 года, августе - сентябре 2017 года и с учетом дополнительных исследований 2022 г. В основании трех ОГТ выделено 8 расчетных грунтовых элементов (РГЭ), Таблица 5.3. Основные физико-механические характеристики РГЭ приведены в Таблице 5.4.

Таблица 5.3 - Расчетные грунтовые элементы

РГЭ Описание грунта

1 Песок мелкий, плотный, водонасыщенный, с частыми прослоями песка пылеватого, с прослоями супеси пластичной

2 Супесь пластичная, пылеватая, с частыми прослоями супеси текучей

3 Суглинок мягкопластичный, легкий пылеватый, с частыми прослоями суглинка текучепластичного, с прослоями супеси пластичной

4 Суглинок тугопластичный, легкий, пылеватый, с прослоями суглинка полутвердого

5 Песок пылеватый, плотный, водонасыщенный, с прослоями супеси пластичной, с прослоями супеси текучей

6 Супесь пластичная, песчанистая, с частыми прослоями супеси текучей

7 Суглинок тугопластичный, легкий, пылеватый, с прослоями супеси пластичной, с линзами суглинка мягкопластичного и текучепластичного

8 Суглинок полутвердый, тяжелый, пылеватый, с частыми прослоями суглинка твердого

Таблица 5.4 - Нормативные и расчетные значения основных характеристик грунтов

Плотность частиц грунта| Плотность сухого грунта Плотность грунта Коэффициент фильтрации Сцепление Угол внутреннего трения Сцепление Угол внутреннего трения Модуль деформации

РГЭ р8 ра Р к с' Ф с Ф' Е

г/см3 г/см3 г/см3 м/сут кПа град. кПа град МПа

1 2,7 1,65 2,02 0,864 8,7 38,6 8,3 37,2 40

2 2,69 1,63 2,01 0,035 14,3 35,4 13 32,9 20,4

3 2,71 1,55 1,97 0,0043 24,4 32,3 21,6 29,2 16,3

4 2,71 1,65 2,03 0,0026 36,2 30,5 34,1 29,0 14,7

5 2,67 1,54 1,96 0,035 13,9 35,9 13,2 34,6 40

6 2,69 1,62 2,00 8,6-10-4 35,6 32,5 32,4 30 68,4

7 2,71 1,59 1,99 6-10-4 41,1 30,7 37,4 28,3 34,4

8 2,72 1,61 1,99 2,6-10-5 33,5 30,7 31,3 29 44,6

Физико-механические характеристики грунтов, использованные при подготовке «постели» (фильтрующий слой из грунта фракции 0,33-17,0 мм, щебень фракции 10-50 мм), материала засыпки (грунт фракции 0,33-17,0 мм) приведены в Таблице 5.5.

Таблица 5.5 - Нормативные значения грунтов «постели»

Наименов. грунтов «постели» Плотность частиц грунта, Ps, г/см3 Плотность сухого грунта, Pd, г/см3 Плотность грунта, р, г/см3 Угол внутреннего трения, ф', град Сцепление, с', кПа Модуль дефор мации, МПа Коэф. Фильтр. K, м/сут

Фильтрующий слой 2,67 1,5 1,94 33,0 3,0 25,0 8,64

Щебень 2,65 1,45 1,9 40,0 0 50,0 4320

На рисунке 5.6.4 представлена схема приложения нагрузок.

Рисунок 5.6.4 - Нагрузки, передаваемые на ОГТ

В 2012 г. выполнены промеры глубин большого участка акватории в местах установки оснований для ТЛ. Данные промеров выполнены в масштабе 1:10000.

По результатам промера глубин и морфолитодинамического обследования берегов крупных аккумулятивных форм рельефа в пределах полигона исследований, кроме аккумулятивной террасы, находящейся, вероятно на

начальной стадии формирования, не выявлено. Берег преимущественно аккумулятивного типа. Данные промера глубин показали наличие до трех валов амплитудой до 0,5 м.

Промер глубин в устье реки показал отсутствие возможности судоходства ввиду малых глубин, в основном не более 1 м.

Поверхностные донные отложения в пределах исследованного полигона представлены преимущественно мелкими и пылеватыми песками (на глубинах до 8-9 м) и илами терригенного состава со значительной примесью органического вещества (на глубинах более 9 м).

На рисунках 5.6.5 - 5.6.9 показаны фактические профили разработки котлована и отсыпки «постели».

Рисунок 5.6.5 - 2022 год. Исполнительная схема №2.1. Планшет промеров по результатам съемки рельефа дна способом площадного обследования.

Рисунок 5.б.б - Разрез 1-1

Рисунок 5.б.7 - Разрез 2-2

Рисунок 5.6.S - Разрез 4-4

Рисунок 5.6.9 - Разрез 5-5

Рисунок 5.6.10 - 2023 год. Исполнительная схема №3.1. Планшет промеров по результатам съемки рельефа дна способом площадного обследования.

П|Л1_ hi. ль >11. > : iiikhku

■i DC -,7> 5Û

-'i L<¡ -ITC ■ibC -13.00-13 5Ü

.•J

\V*. 1

— .-T.-jv.^; -- -—- _ _ — —

—1 ~

14C3CHPItU£4 0IM "dSTCU t 1 11.1 ÍjTI ufi <m Ц S? í

4 p i с i >_ росспгя u:. i Dll-HIIKL 1 hWP.LJ ¡"Wihbl|UI ÜHU fHI 11 ! Ч H-" KH ll'l r И rimera. ît&ï z ikjie эчвцикнин piím L м ^ЕпртсгАц ucíc eran mcfki4j,н^ 'V с

BS i ■]-¡ S г-*; % 5í и » С"! иЧ и"! LT' ~f¡ l"'; -jÎ l-'; iïî тК^З^йи^З l7 5 " Jfí w: Л щ V 1Л 1П ¡^ ui LT i U'í ji L,-¡ 1T¡ ¡p 1Л L" L" uí L" ^ |П ui líi 1П ¡J] .fl L*' ji L"- J1 ¡f ri iri 1 r¡ i T T """ TT iTTTTT 1 - T T"- T i T T T i T T T T ■ T T ""i"

Uwí»w ч iií o-« rpce<n>0L чЗсм ости, к ._ r-¡ . c- _ r-1 Í--J m C-J rn ^ ÍT1 Г-. r- e^ - j г-. j- »- .._ _ ТГ = =, = C! --j r-¡ ,-■-. ■= « ■= Я s Ч 4 " ^ 0 ^ = Я я "" = Я Я о сэ = я ° ь о S о =! Я с! о S w ■=■ « = ■=■ о ■=■ ■-' ■= = ■=■ О о =■ = сэ =: ■=•■= =; r_i rj ® t? U ö

PC.CCTG4IL4. M 5 5 5 Е 5 1 5 S 1 5 Ь I 5 5 5 5 5 5 5 I Е- 5 I Б Ь I Е Ï 5 S 5 S 5 S 1 5 S 1 5 1 S 5 I S Ь S

is.on lÉ-.íü -n :s

П.ЬЭ -1f.ß[l -1E.5Í -1°.Í0

Рисунок 5.б.11 - Разрез 2-2

П|||. -iii.ih du > :штки

V

/\Lin\ik A ÍM. Л

v Л

-1Í.C3

-15-.50 it.oy

-1r

- l i.'I-S -1Т.5Э -1Ш -lÉ.'-íi

Il 1 ■ 11- i é4 i H Г -j ii»<ijH Игкйгг : LöSHIPIIKiM ПОД ■-(KFIGÍU h Урлси и гассшя- и:, ч Or«r*í!j Liibt-Ku hi'itHMMiCü COüiííyrrKiíííí г L m ^crpwcnflij и с te pii:ïi CiWP мспг/и.н"'" 1:13.7 í*"' LH ü-■о ш Щ. T ^ \ Tifi.T : œ r en r № o r (N ir í O1 ÍO ьл Л r Я'- с;о (ti íh r~ cü r~ cj' о n У" SOOC -r- rJ--СО P-; С; I": -í -t -r -* -- -t -t -* -t -t -± u^ lTi -t -r -t -- -t -т -t u'- J"¡ -t -t -± .ir ■J"i --Ó Lri U~ u"i Ц"1 Lri -ri l-~l -Л Li~ jj L~ jí U~ i-Ti L.""' U"! U~Í Lfi U-! Li~l ц-j L~i L.'""- -l'í L~i -П U" .ri U~i

llw.w »7 pn ipccín-OL IJÍCIX OCTU. К о а ■ ^ -ZZ- "" m r^ ■= -tj л i— ~ es эрн>*тмгпмг-сэч" rj txi * ™ O Q = ° O ¿ P Q ° Q O Q C:Q =QOQ-=00:00"=:0 O = C¡ Q = /ji p_j С J_4 i O r^e CS O rjl O ü Û ' Û O U " tí r_l гЛ D û ö С t? U 3 | О

РЬЕСТФЧШЧ.М 5 : j 5 3 : i I : i 5 3 : s 5 5 5 ] h i 5 i 5 i 5 : : s i 5 : ; : i 5

Рисунок 5.б.12 - Разрез 4-4

Разрез 6-6

П||и-|и.1к HLM : iiikhku

ll| irinigx ti Jin ин ткпгк; LÖSHIPIIBMCISOI ÍQCIK4U. И Ч» «с i ц [ахспся- uz, и 1.13.7 i-1 u"i u« ■% 4 T -, c 156,1

Г| i fv iK i ! h№hi |f.»iHl:i "h Fuiiiwwii'i ^ -JJ ГГ- .) П7 --J пи .Ti _j 1Л CTj -T-J cz --J = ГЧСЧ1 rri Í--J ■. -T-J r-j r-^- cz n j- a i= = Q. m ., , .. ... 1 1 . P. + N ^ 1- ui li 1Л u> lii ifi i/i ifl ^ ifl Л Jl if Ji lii irt w ifl ifl -r -i l" Л ^ Л 1Л JI 1Л JI Oí 3Í?jnaÍM5?. Г0С'е-К.еЧ1Ш1«ЯрвЬ0Т ^ 1¿¿ ^ ^ u.: JÍ u"' U-: m l», m j¡ l- j¡ ^ ui u-: ji ь-: ич ¡n u-, tri ^ u- ji u- j-i u- -i4 ucïÈ-fi ii: t: £.-йв nj£n:,ij.nT Т ТТТТТТТТТ i T T i*~ T ' TT ■T^T^T4- i T T ' T*-

UWÎiWiKilUr rprciniOL -^ÏOpiUOCTU.K L-, ■= ■=■■=, =■ о = = rj q = = ч = a a = r_, ГГ' D = =4 = = = g = —■ ■ • =■ & О О a О» 0 в o ■= о О О -G- О 0 о и ^ = r_i i_i г_.

Ь Ъ Ь Ь Ь1Ь ЬIЬ Ь Ь Ъ Ь Ь Ь bib Ь 1 Ь1Ь 5 Ь Ь Ь Ь b Ъ Ь Ь1ь ъ\ь ь ь ь ь ь

Рисунок 5.б.13 - Разрез б-б

i DO

- 5 5C-

4 [IC âsaj

- '4 5С-

■7 0C-.'T 1С-J.OC-

■ J8 sc ■19 ОС

Раэреэ В-9

П[ИЛИЛЬ HL* IIIIKHKU

J Л -V ^

ЩЖ/wiM

k-hr ■■ i

л I

Mj- is.'i-i -г

IÈ.C-M -1&ЛЭ

г :a -n ■--л

- IÜOO -19.00

Н[нкпшп йй OTI-ÉTKÍ ИЛМРмвШ S 111 Г Г№№Н. Г , n er. ■n cn 13.7 •'"■■■ и"- i ¿ s?

'I* чСн U 1 111 1 1 lEHrliï. ч с

156 Л

Umemo rbtfHu pí»iBíaíHi. бшолненш -[ J ite.íni2ИЭ ¿ госдс яЯцшешя (ы;вт !. i i i quill i rtij ин?н-и-нгх: i .am nu 11РЛ1. n 1 ■Л I*1 Г Q О CT- Hi ^ н i- Pi fy W iP -Ti № O O l"-J т— ГГ' 'T-. Г - -Л' ГГ| Г - Г- Г- an f— Я П Й Г О Г U1 J 1Л -J 1Л in j L"| U1 -л J J U1 "7 Ln Iii 1 Г" _T --T -JT -J -T -3 J -J J 1J- ITT J-v.-: uñ и- i г! и"" 'ri и"' '-ri iíi u"¡ ¡ " -ri ^ .j-¡ иг! ч-ï i.t y-í i_rí u-í ¡_-i jí l1" jri l1"'- -О ьл _ri ivi ._ri

Пг«.н>н ыг fti npcüiiniüi: -лЕсрхшгти.!- o = o o "Y "= ^ о о о ¿"¿^'т'оо^л^^ ^ = o S o

—г-1-1-г

Рисунок 5.6.14 - Разрез S-S

Рисунок 5.6.15 - Разрез 11-11

Pf.-'J^ir .^-TJ.

\ iL — .- -....

Г7 У ' ' Г! ? ----Т.- да* - w.w i

-----,J-—■ ----, _ ..J-- —■— ..— — ----.---•••. . —i

л

—

-ни»1.-- v . л .. ... ^

»vu-.;: vhbHC

- ! 3!

rA г г :-: í - V ■■~ ■ .i .■

Sä?--

:■■; t; ¡y г. f, м - « г. n í, и :

V r, - V * M r

1 T í| M - ■.■:

■'. ч й ■■ I- ~ я i ? S - ? i- й % ? ч í; - S - í. S ч

Рисунок 5.6.16 - Разрез 13-13

JciDÏ IJC сЗсЭППШ МП

- чэзриль- съено fiè.iréCû в-и, &ы№М±н№й от iCiUtnû ШЗ «G3¡

- пээфиль llehíj р-лэ-сйи d-к., БыгШНг-шой Ь 2023 гвЭа гсс-ie ЭйРбнггднй. yr.ptfi- но слоя испкыпви рильпрунцЕко слоя 6 ^игцс и i: j :ci'c

- i33fiu.iL [iidH-cj рэлььсзп ö-ч. hn_i:"i-i?-iH:'.i Б ïDÏÏ SDdn поело ;itjppuei-Lc pcbon па ПОЭ--ДП!Ке HOHO'Otl.

- ri^Pfiij.ib rii^M-í 1|ррл=.йоа fl-c, быоолчёнчай ft ?¡>2Z г-nfli после -r- h^pn Pi-i fx Ппп nn

iJ.npi;C(. "iC'J tiu-lbrpywutív L.1ÜÍ;

- пээфиль пзоекпнай паберхнасли оплоби-о пай ycnai-cÖKL ОГТ"".

- пээфиль прпЕкпнай пойсрхнсс iu фильтрующего :лая пас tie л j¡

- иээфиль проекпиаи пайррхнати ле£в*о-яаг:> слпя nr«rtií-o.iс опмвпкаи к.ыус ILj'íD ч

[0Oírt3em:ntH,U С JJJ JCW-4-SH-'!UU-b:-üRW-4U4U-P1)

- алзш п.п пл^гчрпп эЬье члЬ/прр^'цяЬлврни'. ij'-nrmck-

Рисунок 5.6.17 - Разрез 15-15

Из рисунков 5.6.6 - 5.6.17 видно, фактическая поверхность основания ниже проектной, при допуске ±0,5 м фактически максимальная разница составила 0,7 м. Отсыпка ПГС при допуске ±0,2 м осуществлена с разницей +0,6...-0,3 м. Отсыпка щебня при допуске ±0,05 м осуществлена с разницей до 0,12 м.

Таким образом фактические отметки и толщины слоев подготовки несколько отличаются от проектных.

17.08.2023 составлен акт об установке ОГТ, в соответствии с которым:

«Разница между проектными и фактическими координатами составляет: для восточной точки 0,151 м, азимут с проектной точки 282.200° - в допуске; для западной точки 0,212 м, азимут с проектной точки 336.340° - в допуске: разница дирекционного угла +0.033° - в допуске.

Допуск составляет в плане 0.3 м и по направлению 0.1°.

Начиная с 14.08.2023 г. службой мониторинга ведутся геодезические наблюдения по деформационным маркам, расположенным на ОГТ, как показано на рисунке 5.6.18.

Рисунок 5.6.18 - Расположение деформационных марок на ОГТ

По состоянию на 27.09.2023 г. службой мониторинга выполнено 134 цикла наблюдений за деформационными марками. Результаты измерений показаны на рисунке 5.6.19.

Рисунок 5.6.19 - Натурные геодезические данные по измерению осадки, мм

Как видно из рисунка 5.6.19 максимальная осадка с начала замеров составляет -80 мм. В настоящий момент наблюдается стабилизация осадок, при этом стоит отметить, в настоящий момент ОГТ имеет минимальный эксплуатационный вес.

Расчеты напряженно-деформированного состояния и осадки ОГТ производились методом конечных элементов с использованием программного комплекса АКБУБ на основе пространственной модели системы «сооружение-основание», представленной на рисунке 5.6.20.

Грунтовое

основание

Рисунок 5.6.20 - Пространственная модель сооружения и основания

Разработанная модель включает: преднапряжённую железобетонную конструкцию ОГТ, выполненную ил лёгкого бетона класса В50; грунтовое основание, включающего в себя инженерно-геологические слои и слои «постели»; металлические трубошпунтовые причальные сооружения.

Моделируемая область основания включает весь сжимаемый слой грунтового основания под ОГТ, расчетная толщина которого не превышает 20 м, и ограничена сверху поверхностью дна моря после дноуглубления до отметок минус 15,0 - минус 18,75 м, а в береговой части - дневной поверхностью искусственного земельного участка с отметкой +2,0 м. Нижняя граница расчетной области основания принималась на отметке минус 60,0 м. Боковые границы области основания выбраны на расстоянии 250 -300 м от ОГТ-1. В расчётных исследованиях учтено фактическое напластование слоёв «постели» (ПГС, щебень).

Конечно-элементная модель сооружения и основания построена с помощью разбивки расчетной области на 309082 конечных элементов, рисунок 5.6.21.

Рисунок 5.6.21 - Пространственная конечно-элементная модель

На нижней границе расчетной области основания принималось жесткое закрепление, на боковых границах - закрепление в направлении нормали к граничным плоскостям.

При определении НДС сооружения и основания для грунта использовалась модель пластичности Мора-Кулона, доступная в расчетах в программном комплексе АКБУБ.

Расчеты включали следующие этапы моделирования:

1. Определение бытовых напряжений в грунтовом основании и береговом участке, сформировавшегося до начала подготовки основания.

2. Отсыпка слоев «постели» и защиты от размыва (фильтрующего слоя грунта фракции 0,33-17,0 мм и слоя щебня фракции 10-50 мм).

3. Установка ОГТ, балластировка до минимального эксплуатационного веса.

4. Установка ОГТ, балластировка до максимального эксплуатационного веса.

На рисунке 5.6.22 показаны расчётные осадки грунтового основания ОГТ в

период минимального веса, т.е. по состоянию на 10.2023 г.

8,9847 Мах 44924 2.2462 С

7,8616 5.6154 3,3693 1,1231 -3,113М1п

Рисунок 5.6.22 - Минимальный вес. Осадки основания ОГТ, см

Как видно из рисунка 5.6.22 максимальная осадка составляет 8,98 см, что сопоставимо с текущими осадками 8 см, рассчитанные проектные осадки при минимальном весе составляют 3,96 см. Разница осадок возникла в связи с тем, что в проектных расчётах толщина «постели» меньше.

8.9947 Мм -1/92' 2.2162 О

5 61Я ЭЛЭЗ | 1/231 -3.111 М1г

Рисунок 5.6.23 - Минимальный вес. Осадки основания ОГТ, см

16,199 Мах 8.099/ 4.М9Э 0

14.175 10,125 6,0748 2.0249 -3,61 М1г»

Рисунок 5.6.24 - Максимальный вес. Осадки основания ОГТ, см

Как видно из рисунка 5.6.24 максимальная осадка составляет 16,2 см, что не превышает допустимую осадку 18 см в соответствии с п.4.5.3 СТУ, рассчитанные проектные осадки при максимальном весе составляют 14,28 см. Разница осадок возникла в связи с тем, что в проектных осадках толщина «постели» меньше.

16.19» М*х ¿.СО!' •».«» . С

0.125 «7« 20У? -3.«1 М1п

Рисунок 5.6.25 - Максимальный вес. Осадки основания ОГТ, см

Напряжения в фундаментной плите ОГТ, возникающие при расчетных осадках, показаны на рисунке 5.6.26.

1,4764 Мак -¿.(ИГ* --¡,/16/ -1.1НГ.1

-2,С4'2 -2.7114 -3.3816 -40516 -4,9203 Мт

Рисунок 5.6.26 - Максимальные главные напряжения в железобетонной предварительно напряжённо фундаментной плите ОГТ, МПа

Из рисунка 5.6.26 видно, что максимальные напряжения в фундаментной плите ОГТ с учётом преднапряжения носят сжимающий характер и составляют 1,47 МПа. в связи с тем, что растягивающих напряжений в преднапряжённой железобетонной конструкции фундаментной плиты по расчётам не возникает, это говорит о том, что железобетон работает в полной мере.

Расположение канатов постнатяжения принято в соответствии с рабочими чертежами. Шаг продольных канатов принимался равным 0,9 м. Шаг поперечных канатов в кантилевере принимался равным 1,2 м, в центральной части плиты ОГТ - 0,6 м. Напряжение в канатах принимается равным 1140 МПа.

Рисунок 5.6.27 - Система канатов предварительного напряжения

Рисунок 5.6.28 - Напряжения в канатах преднапряжения фундаментной плиты

ОГТ, МПа

Из рисунка 5.6.28 видно, что предварительное напряжение канатов в фундаментной плите составляет 1144 МПа, что сопоставимо с проектным преднапряжением 1140 МПа.

5.7. Выводы по главе 5

1. Применение лёгкого высокопрочного бетона позволяет добиться лучшего распределения напряжений в конструкции за счёт меньшей разницы перепада гидростатического давления внутри батопорта и снаружи.

2. Усовершенствованная методика расчета НДС и прочности железобетонных плавучих ГТС апробирована и применена для расчётных исследований НДС и прочности конструкции батопорта сухого дока (варианты А, В, С).

3. Проектные расчёты НДС, проведенные по традиционной методике, используемой проектировщиками (в том числе с определением армирования) не позволили в полной мере описать работу возведенной конструкции батопорта первого сухого дока и проявления интенсивного трещинообразования, выявленного в ходе обследования, что свидетельствовало о неточностях в методике проектных расчётов и полученного при этом армирования;

4. Результаты расчёта по усовершенствованной методике (в рамках варианта А) подтвердили наличие интенсивного трещинообразования в возведенной конструкции батопорта первого сухого дока, выявили неточности в методике проектных расчётов и полученного при этом армирования.

5. После внесения изменений в проект батопорта второго сухого дока (включая совершенствование схемы армирования) результаты расчётных исследований НДС конструкции батопорта из тяжелого бетона в рамках варианта В на основе усовершенствованной методики расчёта НДС железобетонных плавучих ГТС, показали соответствие конструкции батопорта второго сухого дока требованиям действующей нормативной документации, в результате чего в построенной конструкции батопорта второго сухого дока была обеспечена трещиностойкость.

6. Выявлен характер трещинообразования в лицевой стене батопорта (со стороны сухого дока) первого сухого дока. На основе анализа характера трещинообразования установлены причины образования трещин в стене батопорта.

7. Выполнены расчёты НДС по усовершенствованной методике с учётом трещин и дефектов (отклонений), выявленных в ходе обследования и анализа данных натурных наблюдений. Выполненные расчёты позволили подтвердить обеспечение надёжности конструкции батопорта на основной протяженности (в осях 1-4 и 8-19).

На участке, протяженностью 44,22 м (в осях 4-8), где зафиксирована сеть трещин (горизонтальных, вертикальных, наклонных), рекомендуется произвести усиление стены батопорта (например, внешним армированием, к примеру, на основе углеродных тканей), так как расчеты выявили значений напряжений в арматуре, приближающихся к значению сопротивления арматуры с учетом коэффициентов надежности (405 МПа).

8. Выполнены расчётные исследования углов примыкания батопорта к бортам сухого дока по усовершенствованной в настоящей работе методике.

9. По усовершенствованной методике расчётных исследований НДС и прочности железобетонных конструкций плавучих ГТС в рамках варианта С выполнены расчётные исследования ОГТ, которые показали согласование данных расчетных и натурных исследований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе проведенных диссертационных исследований и разработок можно сделать следующие основные выводы:

1. По результатам выполненного обзорно-аналитического исследования отмечено, что плавучие железобетонные ГТС включают в себя железобетонные основания гравитационного типа, железобетонные кессоны для возведения портовой инфраструктуры, железобетонные батопорты, служащие для перекрытия входа в сухой док. Железобетонные плавучие сооружения должны одновременно обладать плавучестью и высокой прочностью. В этих целях целесообразно использовать ЛВБ.

2. На основе проведённого сравнительного анализа существующих подходов к расчетным исследованиям железобетонных плавучих ГТС (в том числе батопортов и ОГТ); обоснована необходимость совершенствования и актуализации существующих методик расчётных исследований железобетонных плавучих ГТС, в том числе, необходимость развития методики численного моделирования трехмерных систем «гидротехническое сооружение - основание - примыкания». Установлено, что расчётное обоснование железобетонных плавучих ГТС 1-го класса (ОГТ и батопортов) выполняется в ряде случаев проектными организациями с использованием СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции», который не распространяется на ГТС, в то время как должен использоваться СП 41.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений».

3. Анализ проведенных ранее расчётных исследований железобетонных плавучих ГТС показал, что наряду с достаточным уровнем выполненных расчётов не в полной мере учитывались характерные особенности ГТС (в первую очередь, железобетонных конструкций батопортов с примыканиями и ОГТ), такие как:

• поэтапность возведения;

• фактическая схема разбивки на блоки бетонирования с учётом расположения межблочных строительных швов, являющихся зонами с пониженными прочностными характеристиками;

• фактическая установленная стержневая арматура, нарушение сцепления арматуры с бетоном, нагельная работа арматуры в зонах межблочных строительных швов и трещин;

• действие противодавления воды в межблочных строительных швах и трещинах;

• предварительно напряженные канаты из высокопрочной арматуры;

• полный комплекс нагрузок и воздействий, действующих на основные гидротехнические сооружения, а также на сопрягающие конструкции и сооружения;

• необходимо выполнять расчеты НДС на основе пространственных конечно-элементных моделей системы «гидротехническое сооружение -основание - примыкания».

Комплексные нагрузки включают статические нагрузки, гидравлические (включая гидродинамические и волновые) нагрузки; температурные (в том числе сезонные) воздействия; сейсмические и динамические нагрузки; нагрузки от предварительного напряжения арматуры; противодавление воды в межблочных швах и трещинах; ледовые нагрузки.

4. В целях обоснования применения ЛВБ в гидротехническом строительстве (в первую очередь, в конструкциях батопорта сухого дока для строительства ОГТ, а также самого ОГТ) проведены расчетные и экспериментальные исследования на основе железобетонных моделей из ЛВБ, представляющих собой фрагменты конструкций стен и днища батопорта. Железобетонные модели из ЛВБ выполнены с разными коэффициентами армирования (0,036 и 0,015) и оснащены контрольно-измерительной аппаратурой. Разработаны новые эмпирические зависимости для ширины раскрытия трещин в железобетонных фрагментах конструкций ГТС из ЛВБ в целях управления

процессом трещинообразования в соответствии с требованиями СП 41.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений».

5. Усовершенствована методика расчётных исследований НДС железобетонных плавучих ГТС (батопортов сухого дока с примыканиями и ОГТ) на основе пространственных конечно-элементных моделей с учётом всех параметров, представленных в п.2 Заключения, составной частью которой является разработанная специальная методика моделирования предварительного напряжения арматуры применительно к железобетонным конструкциям плавучих ГТС.

6. Проведен комплекс расчётных исследований НДС и прочности железобетонных плавучих ГТС и их примыканий на основе усовершенствованной методики расчётных исследований НДС железобетонных плавучих ГТС, в том числе:

- расчеты (включая трещинообразование) конструкции батопорта первого сухого дока из тяжелого бетона (НДС и армирование которого были определены расчетами по традиционной методике, используемой проектировщиками), в результате которых отмечено интенсивное трещинообразование, подтвердившееся результатами обследования возведённого батопорта, что свидетельствовало о неточностях в методике проектных расчётов и полученного при этом армирования;

- расчёты (включая трещинообразование) конструкции батопорта второго сухого дока из тяжелого бетона после внесения изменений в проект (в том числе совершенствования схемы армирования), показавшие соответствие конструкции требованиям действующей нормативной документации, в результате чего была обеспечена трещиностойкость построенной конструкции батопорта второго сухого дока;

- расчётные исследования НДС железобетонной конструкции ОГТ из ЛВБ, показавшие соответствие расчетных значений осадки конструкции и результатов натурных геодезических наблюдений.

7. Разработаны новые аналитические зависимости для расчёта армирования элементов батопорта сухого дока и ОГТ, в том числе при наличии

межблочных строительных швов и противодавления воды в межблочных строительных швах и трещинах.

8. Выполнено расчетно-экспериментальное обоснование применения ЛВБ в конструкциях батопорта сухого дока и ОГТ; а также усовершенствованной железобетонной конструкции батопорта сухого дока из ЛВБ (включая совершенствование схемы армирования) с учётом ряда факторов, представленных в научной новизне. Обоснованы преимущества применения ЛВБ, в том числе, экономический эффект (порядка 12,8%) от применения ЛВБ взамен тяжелого бетона и экономии арматуры.

9. Рекомендацией и перспективой для дальнейшей разработки темы является продолжение исследования применения новых материалов для гидротехнических сооружений и усовершенствования методики их расчёта с учётом новых материалов. В качестве рекомендации необходимо изучение методов, схем, а также расчётного обоснования усиления, в том числе на основе композитного материала, железобетонных конструкций гидротехнических сооружений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Xercavins, M. Offshore Oil Storage in the North Sea-Ekofisk Reservoir, Concrete Sea Structures. / M. Xercavins // Proceedings of the Fip Symposium. - 1973. -Рр. 105-108.

2. Valenchon, C. The Nkossa Concrete Oil Production Barge. / R. Nagel, J. P. Viallon, H. Belbeoc'h, J. Rouillon // OMAE - Volume I-B, Offshore Thecnology ASME. - 1995. - Рр. 11- 17.

3. Floating Concrete Structures. Examples from practice // Ed. VSL International LTD. - second printing. - 1992. - Switzerland. - 27 p.