5.2 Принципы расчета гидротехнических сооружений

Гидротехнические сооружения, их конструкции и основания следует рассчитывать по методу предельных состояний.

Расчеты необходимо производить по двум группам предельных состояний:

по первой (полная непригодность сооружений, их конструкций и оснований к эксплуатации) - расчеты общей прочности и устойчивости системы сооружение - основание, общей фильтрационной прочности оснований и грунтовых сооружений, прочности отдельных элементов сооружений, разрушение которых приводит к прекращению эксплуатации сооружений; расчеты перемещении конструкций, от которых зависит прочность или устойчивость сооружений в целом, и др.;

по второй (непригодность к нормальной эксплуатации) - расчеты оснований на местную прочность; расчеты по ограничению перемещений и деформаций. образованию или раскрытию трещин и строительных швов, нарушению местной фильтрационной прочности или прочности отдельных элементов сооружений, не рассматриваемой по предельным состояниям первой группы.

При расчетах гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований надлежит соблюдать следующее условие, обеспечивающее недопущение наступления предельных состояний:

(10)

где  - коэффициент сочетаний нагрузок, принимаемый равным: при расчетах по предельным состояниям первой группы - для основного сочетания нагрузок и воздействий в период нормальной эксплуатации 1,0 то же, для периода строительства и ремонта 0,96 для особого сочетания нагрузок и воздействий  0,90 при расчетах по предельным состояниям второй группы 1,0.

F -     расчетное значение обобщенного силового воздействия (сила, момент, напряжение), деформации или другого параметра, по которому производится оценка предельного состояния;

R -    расчетов значение обобщенной несущей способности, деформации или другого параметра, устанавливаемого нормами проектирования;

 -  коэффициент условий работы, учитывающий тип сооружения, конструкции или основания, вид материала, приближенность расчетных схем, вид предельного состояния и другие факторы и устанавливаемый действующими нормативными документами на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований;

 -  коэффициент надежности по ответственности (назначению) сооружения, учитывающий капитальность и значимость последствий при наступлении тех или иных предельных состояний;

при расчетах по предельным состояниям первой группы принимается для класса сооружения:

I .................. 1,25

II.................. 1,20

III................. 1,15

IV................. 1.10

при расчетах по предельным состояниям второй группы следует принимать равным 1,0;

при расчете устойчивости естественных склонов следует принимать как для класса рядом расположенного проектируемого сооружения.

Значения коэффициентов надежности по материалам и грунтамприменяемых для определения расчетных сопротивлений материалов и характеристик грунтов, устанавливаются по СНиП на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований.

В некоторых случаях расчетные сопротивления материалов и грунтов определяются после статистической обработки результатов экспериментальных исследований.

Расчетное значение нагрузки определяется умножением нормативного значения нагрузки на соответствующий коэффициент надежности по нагрузке .

Нормативные значения нагрузок следует определять по СНиП на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований.

Расчеты гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований по предельным состояниям второй группы следует производить с коэффициентом надежности по нагрузке , а также с коэффициентами надежности по материалам, и грунтам, равными 1,0, за исключением случаев, которые установлены в СНиП на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований.

Методы расчета гидротехнических сооружений устанавливаются соответствующими нормативными документами по проектированию отдельных видов конструкций и сооружений.

Расчет конструкций и сооружений в необходимых случаях следует производить с учетом нелинейных и неупругих деформаций, влияния трещин и неоднородности материалов.

Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения подразделяются на:

- постоянные;

- временные (длительные, кратковременные и особые).

Перечень нагрузок и воздействий и их сочетаний, подлежащих учету при расчетах отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований, следует принимать по соответствующим строительным нормам и правилам.

Гидротехнические сооружения следует рассчитывать на основные и особые сочетания нагрузок и воздействий.

Основные сочетания включают постоянные, временные длительные и кратковременные нагрузки и воздействия. Особые сочетания включают постоянные, временные длительные, кратковременные и одну (одно) из особых нагрузок и воздействий.

Нагрузки и воздействия необходимо принимать в наиболее неблагоприятных, но реально для рассматриваемого расчетного случая сочетания отдельно для строительного и эксплуатационного периодов и расчетного ремонтного случая.

Технология и организация строительного производства при строительстве водных объектов.

Исходным материалом для организации работ являются данные изысканий, план строительства, чертежи сооружений и характеристика районов строительства. По имеющимся материалам выявляют условия проведенных работ:

- состояние проездных путей; - характеристика грунтов; - положение грунтовых вод; - наличие местных строительных материалов;

Проектной частью организации строительных работ устанавливается:

- распределение земляных масс, выемка и насыпь; - устройство карьера; - способы производства земляных работ; - последовательность работ в установленные сроки выполнения.

В первую очередь производятся следующие виды работ:

- подготовка строительной площадки; - осушение, вырубка и корчевка древесной растительности; снос старых неиспользованных зданий; - строительство линий электропередачи и подъездных дорог.

Затем строится головной электротехнический узел (плотина, водозаборное сооружение и донный водоспуск). В следующую очередь подготавливается основание для дамб и производится отсыпка этих дамб, затем создается система водоснабжения и строится канализационная система.

Проект организации строительства должен содержать:

- сводный календарный план строительства;

- технологическую схему производства основных работ;

- потребность строительных материалов;

- потребность строительных механизмов;

- потребность в рабочей силе и живом фонде;

- стройгенплан с указанием зданий, карьеров и резервов грунта.

Чтобы все строительные работы осуществлялись по плану и были закончены в срок, перед началом строительства проводят организационные мероприятия и подготовительные работы.

К организационным мероприятиям относятся:

- утверждение проекта сметной документации; - проверка обеспеченности строительными материалами; - проверка проектной документации; - утверждение организаций; - получение фондов и размещение заказов; - проверка рабочих чертежей со схемами; оформление финансирования и заключение договоров;

Подготовительные работы включают в себя:

- создание опорной геодезической сети; - освобождение зоны участка от построек и т. д.; - строительство рабочих поселков и складских помещений; - строительство подъездных путей, системы водоснабжения, линии телефонной связи и линии электроснабжения; - очистка участка от леса и кустарника, от поверхностных вод.[3]

Заключение

Современный город представляет собой не только совокупность зданий, сооружений и устройств, производящих определенное зрительное впечатление и возводимых по законам архитектуры, но и сложное инженерное сооружение, включающее наземные, подземные и надземные устройства, рассчитанные на правильное функционирование города, здоровые условия жизни, удобство и безопасность передвижения в нем.

Для нормального развития любого городского хозяйства, важно, чтобы транспортная инфраструктура соответствовала его требованиям, и проблемы, возникающие в ее функционировании, устранялись незамедлительно. Транспортная инфраструктура в планировочной структуре современного города является основой, вокруг которой образуются и развиваются элементы городской среды: микрорайоны, жилые районы, общегородские и районные центры, зоны, в которых размещаются производственные предприятия, объекты здравоохранения, спортивные комплексы, рекреационные объекты и т. д.

Существующая многие годы проблема эксплуатации и содержания транспортных сооружений остается нерешенной для многих регионов страны. Главными причинами можно считать следующие: отсутствие квалифицированных кадров, недостаточность финансирования и отсутствие технического надзора. В свою очередь эти причины взаимосвязаны и обусловливают друг друга. На их решение направляются большие силы и средства, так как транспортная система является основой функционирования народного хозяйства, и может стать катализатором всех перемен в нем.

Экономический кризис усилил необходимость внедрения инноваций, предполагающих значительное повышение эффективности производственных процессов. Естественно, что и в дорожной отрасли усилена работа по внедрению инноваций.

Процесс внедрения инноваций в дорожную отрасль с помощью информационных технологий достаточно активно шел в последние годы. В частности, за последние 20 лет кардинально изменился процесс проектно-изыскательских работ. С появлением в 1989 г. программного комплекса CREDO для персональных компьютеров, автоматизирующих большинство этапов работ от обработки материалов изысканий до получения проектной документации, началось бурное развитие и массовое внедрение информационных технологий.

Сегодня есть возможность дальнейшего развития инновационного процесса в направлении совершенствования и обновления самой сути проектирования, добиваясь не только за счет сокращения времени и повышения качества оформления проектной документации, но и более полного удовлетворения функциональных требований пользователя. Уже есть ряд предложений по внедрению в проектирование инновационных решений, разработанных как в развитых зарубежных странах, так и отечественными разработчиками. Применение таких решений позволит существенно повысить функциональное качество автомобильных дорог и транспортных развязок.

В устойчивом развитии города на одном из первых мест стоит проблема создания здоровой, красивой, экологичной, устойчивой городской среды. Эта красивая и экологичная среда непосредственно влияет на устойчивость городской жизни. Здоровая и красивая городская среда позитивно воздействует на жителей и создает образ красивого и мирного города; эта среда позитивно воздействует на основные органы чувств (зрение, слух, обоняние) подобно природным воздействиям. Экологичные здания и инженерные сооружения органично вписываются в экосистему и воспринимаются ей как обычные природные компоненты. Эта среда предоставляет человеку высокое качество жизни, широкие возможности его совершенствования и развития, поощряет общение жителей. Она должна поддерживаться экологичной деятельностью человека в городе. И, наконец, эта среда находится в экологическом равновесии с природной средой, при максимальном вхождении природной среды в город.

Устойчивое проектирование и строительство являются основными инструментами, помогающими сформировать устойчивый и здоровый город. Они затрагивают все без исключения проблемы, имеющие отношение к обеспечению устойчивого развития города – от экологизации зданий и сооружений до обеспечения экологического равновесия, от создания здоровой среды до минимизации потребления ресурсов и роста использования возобновимых ресурсов, от поощрения общения жителей и их экологического образования и воспитания до утилизации всех отходов и их минимизации.

Основными задачами, которые разрабатываются и реализуются в настоящее время инженерами городского хозяйства, являются:

- Радикальное повышение транспортной доступности.

- Снижение давления на существующую транспортную инфраструктуру за счет внедрения новых видов транспорта и систем управления транспортными потоками.

- Улучшение экологической ситуации.

- Обеспечение гармоничного развития города и окружающего его региона, а также создание на базе существующих городов «распределенных» или «многополюсных» городов, то есть связанных современными транспортными артериями урбанизированных территорий, как альтернативы расползанию мегаполисов.

- Создание избыточной инфраструктуры или внедрение градостроительных и технологических решений, позволяющих сделать существующую транспортную инфраструктуру избыточной. Развитие транспорта должно опережать текущие потребности города, в противном случае развитие транспортной инфраструктуры будет отставать от развития города.

Следует отметить, что единых решений этих задач, которые бы подходили для всех без исключения городов, не существует. Вместе с тем можно выделить ряд ключевых направлений, в которых в настоящее время ведется поиск новых градостроительных и технологических решений:

- Приоритетное развитие общественного транспорта, или отказ от концепции «приспособления к автомобилю» (главным образом в мегаполисах).

- Размещение транспортной и логистической инфраструктуры под землей (во многих современных городах строительство подземных автомобильных и рельсовых магистралей является едва ли не единственным способом развития транспортной инфраструктуры).

- Отказ от автомобилей, использующих углеводородное топливо.

Очевидно, что развитие транспортной инфраструктуры, как в крупнейших мегаполисах, так и в стране в целом в ближайшие годы станет для России одним из наиболее серьезных вызовов. Обладая огромной территорией, наша страна значительно уступает по обеспеченности транспортной инфраструктурой развитым и крупнейшим развивающимся странам. Во многих областных центрах за последние 20 лет транспортная инфраструктура не только не развивалась, но и значительно деградировала. Что же касается крупнейших мегаполисов, то в начале 1990-х годов они пошли по пути развития сети автодорог в ущерб общественному транспорту, то есть начали реализовывать концепцию «город для автомобилей», от которой развитые страны к тому времени уже отказались. Градостроительные концепции, согласно которым были созданы современные российские мегаполисы, не были рассчитаны на повсеместное распространение индивидуального автотранспорта, при этом за последние 15 лет автомобилизация населения пережила взрывной рост. В итоге развитие дорожной сети во всех без исключения российских мегаполисах серьезно отстает от роста числа автомобилей. И более того, принимаемые решения в этой области пока не способны в корне изменить ситуацию.

Повсеместное внедрение новых технологий городского транспорта в развитых и крупнейших развивающихся странах, в частности переход к новым видам общественного и индивидуального городского транспорта, который может произойти уже в обозримом будущем, приведет к еще большему отставанию российских городов в этой области и дальнейшему снижению их глобальной конкурентоспособности. Важно также отметить, что к внедрению новых технологий в области транспорта необходимо готовиться заранее. Поэтому нужно как можно скорее приступить к формированию нового облика транспортной инфраструктуры в нашей стране, чтобы наши потомки могли заботиться о более важных проблемах человечества.