ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫМ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Г идроэлектростанции

Часть 1-6

СООРУЖЕНИЯ ГЭС ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ

Требования по нагрузкам и воздействиям (волновые, ледовые и от судов)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2014

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский институт энергетических сооружений» (ОАО «НИИЭС»)

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 330 «Процессы, оборудование и энергетические системы на основе возобновляемых источников энергии»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. № 1356-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТР 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок— в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

©Стандартинформ, 2014

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

р = pgh ^kz cos cof- pg—e ^2kz cos² cof-pg ~-(1-e ^2kz)cos 2cof-

2 з    (4)

~ P9    ^{e 3kz} cos 2cof cos at,

где p — плотность воды, т/м³;

g — ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с²;

z — координаты точек (z■, =r|_c, z₂ = 0,... z_n = d), м, отсчитываемыми от расчетного уровня.

Для гребня при Z., = г|_с, а для ложбины при z₆ = 0 следует принимать р = 0.

6.1.4 В мелководной зоне горизонтальную линейную нагрузку на вертикальную стену Р_х, кН/м, при гребне и ложбине стоячей волны (см. рисунок 1) необходимо принимать по эпюре волнового давления. При этом величина р, кПа, на глубине z, м, определяют по таблице 1.

Таблица! — Определение значения волнового давления р

№ точек Заглубление точек z, м Значение волнового давления р, кПа при гребне 1 Лс Pi = о 2 0 p2 = k2pgh 3 0,25 d p3 = k3pgh 4 0,5 d р4 = k4 pgh 5 d p5 = k5pgh при ложбине 6 0 О II <o Q. 7 Лг p7 = - pgh, 8 0,5 d p8 = -k8pgh 9 d Pg = ~k9 pgh Примечание — Значения коэффициентов к2, к3, к4, к5, к6, к8 и к9 следует принимать по графикам (см. рисунки 3, 4, 5).

Рисунок 3 — Графики значений коэффициентов к₂ и к₃

8

ГОСТ Р 55260.1.6-2012

Рисунок 4 — Графики значений коэффициентов к₄ и к₅

Рисунок 5 — Графики значений коэффициентов к₈ и k_s

6.2 Нагрузки и воздействия волн на сооружения вертикального профиля и их элементы (особые случаи)

6.2.1 Волновое давление р, кПа, на вертикальную стену с возвышением над расчетным уровнем верха сооружения z_sup, м, на величину менее т|_тах, м, следует определять согласно 6.1.3 и 6.1.4. Полученные значения давления умножают на коэффициент к_с, определяемый по формуле

к_с = 0,76 ± 0,19    (5)

где знаки «плюс» и «минус» соответствуют положению верха сооружения выше или ниже расчетного уровня воды.

Возвышение или понижение свободной волновой поверхности г|, определенное по 1.2, следует также умножать на коэффициент к_с.

Горизонтальная линейная волновая нагрузка Р_хс, кН/м, в рассматриваемом случае должна определяться по площади эпюры волнового давления в пределах высоты вертикальной стены.

9

6.2.2 При подходе фронта волны к сооружению под углом а, град, со стороны открытой акватории (в расчетах устойчивости сооружения и прочности грунтов основания с учетом норм и требований ГОСТ 5180, ГОСТ 12248, ГОСТ 20522, ГОСТ 26263) линейную волновую нагрузку на вертикальную стену, определенную согласно 6.1.3 и 6.1.4, уменьшают путем умножения ее на коэффициент k_cs, принимаемый согласно таблице 2.

Таблица 2 — Коэффициентkcs

а, град kcs 45 1 60 0,9 75 0,7 Примечание — При перемещении фронта волн вдоль стены, т. е. для а, близких или равных 90 град, волновую нагрузку следует определять согласно 6.2.3.

6.2.3 Горизонтальную нагрузку от дифрагированных волн со стороны огражденной акватории следует

определять при относительной длине секции сооружения Х< 0,8. При этом расчетную эпюру волнового

к

давления со значениями р, кПа, допускается выполнять по трем точкам, рассматривая следующие случаи:

- вершина волны совмещена с серединой секции сооружения (см. рисунок 6, а):

*1 = Л max = -^Г - —^Cth/сс/, р₁ =0,    (6)

z₂ = О, р₂ = к/рд^~2г--    ctbkdj,    (₇)

z₃=df,_P3=k_lPg{^-^\    (8)

- подошва волны совмещена с серединой секции сооружения (см. рисунок 6, б):

Zi = 0, Pi ⁼ 0,

(9)

(Ю)

_ h_dif kh% ^ ~~2 Г

cthkd, p₂ = -k_rpgx\_t,

z₂

hdif , Мм 2chkd ⁺ 4sh2kd ’

з =d_f,p₃=kipg

(11)

z

V    У

—    высота дифрагированной волны, м, определяемая согласно приложению А;

—    коэффициент, принимаемый по таблице 3.

где h_dif ki

ГОСТ P 55260.1.6—2012

а — при гребне волны; б — при ложбине волны Рисунок 6 — Эпюры давления дифрагированных волн на вертикальную стену со стороны огражденной акватории

Таблица 3 — Относительная длина секции ^ при коэффициенте к;

Коэффициент к. Относительная длина секции ^ 0,98 0,1 0,92 0,2 0,85 0,3 0,76 0,4 0,64 0,5

11

ГОСТ Р 55260.1.6-2012

Окончание таблицы 3

Коэффициент kj Относительная длина секции ^ 0,51 0,6 0,38 0,7 0,26 0,8 Примечание — При глубине со стороны огражденной акватории d> 0,3 Я, следует строить треугольную эпюру волнового давления, принимая на глубине z3 = 0,3 X волновое давление равным нулю (см. рисунок 6).

6.2.4    Взвешивающее волновое давление в горизонтальных швах массивной кладки и по подошве сооружения следует принимать равным соответствующим величинам горизонтального волнового давления в крайних точках (см. рисунки 1 и 6) при линейном изменении его в пределах ширины сооружения.

6.2.5    Максимальную донную скорость v_bi max, м/с, перед вертикальной стеной (от действия стоячих

волн) на расстоянии 0,25 X от передней грани стены определяют по формуле

₌ 2k_slnh Jflsh2kd_b ’

где k_sl— коэффициент, принимаемый по таблице 4.

Таблица 4 — Коэффициент kst на данную пологость волны ^

Коэффициент ksl ПОЛОГОСТЬ ВОЛНЫ Т" П 0,6 8 0,7 10 0,75 15 0,8 20 1 30

Допускаемые значения неразмывающих донных скоростей v_{b adm}, м/с, для грунта крупностью фракций D, мм, следует принимать по рисунку 7. При v_b max > v_{b adm} необходимо предусматривать защиту от размыва основания.

(12)

vb,adnr

Рисунок 7 — График допускаемых значений неразмывающих донных скоростей

12

ГОСТ P 55260.1.6—2012

6.2.6 Эпюра взвешивающего волнового давления на берменные массивы должна приниматься трапецеидальной согласно рисунку 16, с ординатами p_brj, кПа, определяемыми (при /= 1,2 или 3) по формуле

dnk(d-d_f)

Pbrj = kbrpgh _chkd coskx-, <p_f,    (13)

где Xj — расстояние от стены до соответствующей грани массива, м; к_Ьг— коэффициент, принимаемый по таблице 5; p_f — волновое давление на уровне подошвы сооружения.

Таблица 5 — Значения коэффициента кЬг

Относительная глубина = % Коэффициент кЬг при пологостях волн — 15 и менее 20 и более Менее 0,27 0,86 0,64 От 0,27 до 0,32 0,6 0,44 Более 0,32 0,3 0,3

6.3 Нагрузки от разбивающихся и прибойных волн на сооружения вертикального профиля

Рисунок 8 — Эпюры давления разбивающихся волн на вертикальную стену

6.3.1 Расчет сооружений на воздействие разбивающихся волн со стороны открытой акватории должен производиться при глубине над бермой d_br< 1,25 h и глубине до дна d_b> 1,5 h (см. рисунок 8).

Горизонтальную линейную нагрузку Р_хс, кН/м, от разбивающихся волн необходимо принимать по площади эпюры бокового волнового давления. При этом величины р, кПа, для значений ординат z, м, определяют по формулам

2Л = -h, р, = 0,	(14)
z2 = 0, р2 = 1,5pgh,	(15)
. PQh z3 - af,p3- cUkdf .	(16)

Вертикальную линейную нагрузку P_zc, кН/м, от разбивающихся волн следует принимать равной площади эпюры взвешивающего волнового давления и определять по формуле

(17)

Рз^а

где р— коэффициент, принимаемый по таблице 6.

13

ГОСТ Р 55260.1.6-2012

Таблица 6 — Коэффициентц

а db-df Коэффициент р 0,7 < 3 0,8 5 0,9 7 1 9

Максимальную скорость воды v_fi max, м/с, над поверхностью бермы перед вертикальной стеной при разбивающихся волнах необходимо определять по формуле

^Vf’^{max =} /^^-    (¹⁸)

6.3.2 Расчет сооружений на воздействие прибойных волн со стороны открытой акватории должен производиться при глубине d_b<d_cr на примыкающем к стене участке дна протяженностью не менее 0,5^, м (см. рисунок 9). При этом возвышение вершины максимальной прибойной волны r\_csun м, над расчетным уровнем следует определять по формуле

i\c,sur = -0,5d_f-h_sur,    (19)

где h_sur — высота прибойной волны, м; d_cr — критическая глубина, м.

а — с верхом постели на уровне дна; б — с возвышающейся над дном постелью Рисунок 9 — Эпюры давления прибойных волн на вертикальную стену

14

ГОСТ Р 55260.1.6-2012

При подходе фронта волны к сооружению под углом а, град, со стороны открытой акватории величину наката волн на откос следует уменьшить путем умножения на коэффициент к_а, принимаемый по таблице 10.

Таблица 10 — Принимаемый коэффициент ка

Значение угла а, град Коэффициент ка 0 1 10 0,98 20 0,96 30 0,92 40 0,87 50 0,82 60 0,76 Примечание — При определении высоты наката волн на песчаные и гравийно-галечниковые пляжи необходимо учитывать изменение уклона пляжа во время шторма. Наибольшее понижение пляжа в створе уреза воды следует принимать равным 0,3ft, м, с выклиниванием на нулевые значения на берегу до высоты наибольшего наката, а в море — до глубины d = dcr, м, для размываемых грунтов или на глубине d = dcr и, м — для неразмываемых грунтов (где h, dcr и dcr и — соответственно высота волны и глубина воды в створах первого и последнего обрушений, м).

6.4.2 Эпюра волнового давления на откос при 1,5 < ctg ф < 5, укрепленный монолитными или сборными плитами, должна приниматься по рисунку 11. При этом максимальное расчетное волновое давление р_ф кПа, необходимо определять по формуле

Pd = k_sk_fp_relpgh,    (26)

где k_s— коэффициент, определяемый по формуле

k_s = 0,85 + 4,8 & + ctg ф Г0,028 - 1,15 &),

X    V    X)

где k_f — коэффициент, принимаемый по таблице 11;

р_ге1— максимальное относительное волновое давление на откос в точке 2 (см. рисунок 11), принимаемое по таблице 12.

ГОСТ P 55260.1.6—2012

Содержание

1    Область применения....................................... 1

2    Нормативные ссылки....................................... 1

3    Термины и определения..................................... 2

4    Обозначения и сокращения................................... 3

5    Нагрузки, воздействия и их сочетания.............................. 3

5.1    Перечень нагрузок и воздействий на гидротехнические сооружения............. 3

5.2 Общие положения...................................... 5

6    Нагрузки и воздействия волн на гидротехнические сооружения вертикального и откосного профилей ................................................ 5

6.1    Нагрузки от стоячих волн на сооружения вертикального профиля............... 5

6.2    Нагрузки и воздействия волн на сооружения вертикального профиля и их элементы (особые

случаи) ............................................ 9

6.3    Нагрузки от разбивающихся и прибойных волн на сооружения вертикального профиля ....    13

6.4    Нагрузки и воздействия волн на сооружения откосного профиля............... 15

7    Нагрузки от волн на обтекаемые преграды и сквозные сооружения................ 21

7.1    Нагрузки от волн на вертикальную обтекаемую преграду................... 21

7.2    Нагрузки от волн на горизонтальную обтекаемую преграду.................. 30

7.3    Нагрузки от разбивающихся волн на вертикальную обтекаемую преграду.......... 32

7.4    Нагрузки от волн на сквозное сооружение из обтекаемых элементов............. 34

7.5    Нагрузки от волн на вертикальные цилиндры больших диаметров (особые случаи)...... 35

8    Нагрузки от ветровых волн на берегоукрепительные сооружения и от судовых волн на крепления

берегов и каналов........................................ 37

8.1    Нагрузки от ветровых волн на берегоукрепительные сооружения............... 37

8.2    Нагрузки от судовых волн на крепления берегов каналов................... 42

9    Нагрузки от судов (плавучих объектов) на гидротехнические сооружения............ 44

9.1    Нагрузки от ветра, течения и волн на плавучие объекты................... 45

9.2    Нагрузки от навала пришвартованного судна на сооружение................. 46

9.3    Нагрузки от навала судна при подходе к сооружению.................... 47

9.4    Нагрузки на сооружения от натяжения швартовов...................... 48

10    Ледовые нагрузки на гидротехнические сооружения....................... 50

10.1    Основные положения.................................... 50

10.2    Нагрузки от ледяных полей на сооружения......................... 52

10.3    Нагрузки на сооружения от сплошного ледяного покрова при его температурном расширении ............................................. 58

10.4    Нагрузки на сооружения от заторных и зажорных масс льда................. 59

10.5    Нагрузки от примерзшего к сооружению ледяного покрова при изменении уровня воды ...    60

Приложение А (обязательное) Элементы волн на открытых и огражденных акваториях....... 63

Приложение Б (рекомендуемое) Испытание льда на одноосное сжатие............... 75

Приложение В (рекомендуемое) Определение пространственных характеристик ветра по данным синоптических карт.................................. 78

Библиография............................................ 79

Таблица 11 — Определение коэффициента kf на данную пологость волны ~

Коэффициент kf х Пологость ВОЛНЫ т П 1 10 1,15 15 1,3 20 1,35 25 1,48 35

Таблица 12 — Определение максимального относительного волнового давления рге/ при данной высоте волны h

Высота волны h, м Максимальное относительное волновое давление 0,5 3,7 1 2,8 1,5 2,3 2 2,1 2,5 1,9 3 1,8 3,5 1,75 4 1,7

Ординату z₂,m, точки 2 приложения максимального расчетного волнового давления p_d определяют

по формуле

z₂ = А + (l - V2ctg²<p + l) (д + в),

где Л и В— величины, м, определяемые по формулам

(28)

л = л(о,47 ₊ о,2з|) ₊ ^г,

(29)

В = h |^0,95 - (0,84 ctg q> - 0,25) 4j.

(30)

Ордината z₃, м, соответствующая высоте наката волн на откос, определяется согласно 6.4.

На участках крепления по откосу выше и ниже точки 2 (см. рисунок 11) следует принимать значения ординат эпюры волнового давления р, кПа, на расстояниях, м:

-    при 1_Л = 0,0125/__ф и /₃ = 0,0265/__ф р = 0,4p_d;

-    при /₂ = 0,0325/__ф и /₄ = 0,0675/__ф р = 0,1 р_ф

где

_ Xctgcp ^Ф ^fctg²<p -1

(31)

Ординаты эпюры волнового противодавления р_с, кПа, на плиты крепления откосов определяют по формуле

Pc    kf P_{c re}i р

(32)

гдер_{с re/}—относительное волновое противодавление, ожидаемое по графикам рисунка 12. 18

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Г идроэлектростанции

Часть 1-6

СООРУЖЕНИЯ ГЭС ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ

Требования по нагрузкам и воздействиям (волновые, ледовые и от судов)

Hydroelectric power stations. Part 1-6. Hydroelectric power station hydraulic engineering constructions. Requirements on loadings and influences (wave, ice and from vessels)

Дата введения — 2014—07—01

1    Область применения

1.1    Настоящий стандарт распространяется на речные и морские гидротехнические сооружения и применяется при проектировании вновь строящихся и реконструкции существующих объектов.

1.2    Настоящий стандарт устанавливает нормативные значения нагрузок и воздействий от волн, льда и судов на гидротехнические сооружения.

1.3    Нагрузки от волн и льда на гидротехнические сооружения I класса, а также расчетные элементы волн на открытых и огражденных акваториях необходимо уточнять на основе натурных наблюдений и лабораторных исследований.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 14209-85 Трансформаторы силовые масляные общего назначения. Допустимые нагрузки

ГОСТ 19185-73 Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 19431-84 Энергетика и электрификация. Термины и определения

ГОСТ 20522-96 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний

ГОСТ 20911-89 Техническая диагностика. Термины и определения

ГОСТ 26263-84 Г рунты. Метод лабораторного определения теплопроводности мерзлых грунтов

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

Издание официальное

ГОСТ P 55260.1.6—2012

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 19185, ГОСТ 19431, ГОСТ 20911, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    вершина волны: Наивысшая точка гребня волны.

3.2    волновое давление: Доля (составляющая) гидродинамического давления, обусловленная волнением на свободной поверхности жидкости.

Примечание — Волновое давление определяется как разность значений гидродинамического давления в данной точке пространства, занятого жидкостью, при наличии и отсутствии волн.

3.3    высота волны: Превышение вершины волны над соседней подошвой на волновом профиле.

3.4    гравитационные ветровые волны: Вызванные ветром волны, в формировании которых основную роль играет сила тяжести.

3.5    гребень волны: Часть волны, расположенная выше средней волновой линии.

3.6    длина волны: Горизонтальное расстояние между вершинами двух смежных гребней на волновом профиле.

3.7    луч волны: Линия, перпендикулярная фронту волны в данной точке.

3.8    ложбина волны: Часть волны, расположенная ниже средней волновой линии.

3.9    нерегулярные волны: Волны, элементы которых изменяются случайным образом.

3.10    период волны: Интервал времени между прохождением двух смежных вершин волн через фиксированную вертикаль.

3.11    подошва волны: Наинизшая точка ложбины волны.

3.12    поступательные (бегущие) волны: Волны, видимая форма которых перемещается в пространстве.

3.13    профиль волны (главный): Линия пересечения взволнованной поверхности с вертикальной плоскостью в направлении луча волны.

3.14    разгон волн: Протяженность охваченной ветром акватории, измеренная по направлению ветра до расчетной точки.

3.15    расчетная скорость ветра (при определении элементов волн): Скорость ветра на высоте 10 м над уровнем воды.

3.16    расчетный уровень воды: Уровень, назначаемый с учетом сезонных и годовых колебаний, ветрового нагона воды, приливов и отливов.

3.17    расчетный шторм: Шторм, наблюдающийся один раз в течение заданного ряда лет (25, 50 и 100) с такой скоростью, направлением, разгоном и продолжительностью действия ветра, при которых в расчетной точке формируются волны с максимальными за этот ряд элементами.

3.18    регулярные волны: Волны, высота и период которых остаются неизменными в данной точке пространства, занятого жидкостью.

3.19    система волн: Ряд последовательных волн, имеющих одно происхождение.

3.20    скорость волны: Скорость перемещения гребня волны в направлении ее распространения.

3.21    средняя волновая линия: Линия, пересекающая запись волновых колебаний так, что суммарные площади выше и ниже этой линии одинаковы.

Примечание — Для регулярной волны — горизонтальная линия, проведенная на уровне полусуммы отметок ее вершины и подошвы.

3.22    стоячие волны: Волны, видимая форма которых в пространстве не перемещается.

3.23    фронт волны: Линия на плане взволнованной поверхности, проходящая по вершинам гребня данной волны.

3.24    элементы волны (основные): Высота, длина и период волны.

ГОСТ P 55260.1.6—2012

4    Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

V_w — скорость ветра;

г|_с — превышение вершины волны над расчетным уровнем; r\_t — понижение подошвы волны от расчетного уровня; h —высота волны;

X —длина волны; к —волновое число;

Т — период волны; со — круговая частота волны; с — скорость волны; hIX — крутизна волны;

Xlh — пологость волны;

/?,, X_h Tj — соответственно высота, длина и период волн /%-ной обеспеченности в системе; h,X,T — соответственно средние высота, длина и период волн; d — глубина воды при расчетном уровне;

d_cr — критическая глубина воды, при которой происходит первое обрушение волн; d_cru— глубина воды, при которой происходит последнее обрушение волн;

Q — сила от воздействия волн на сооружение, преграду;

Р —линейная нагрузка (линейная распределенная нагрузка на единицу длины сооружения, преграды);

р —волновое давление;

р — плотность воды;

д — ускорение свободного падения;

Ф — угол наклона откоса (или дна) к горизонту;

/    —уклон дна.

5    Нагрузки, воздействия и их сочетания

Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения подразделяются на постоянные, временные (длительные, кратковременные) и особые.

5.1    Перечень нагрузок и воздействий на гидротехнические сооружения

5.1.1    Постоянные и временные (длительные и кратковременные) нагрузки и воздействия

К постоянным и временным (длительным и кратковременным) нагрузкам и воздействиям относятся:

а)    собственный вес конструкции и сооружения;

б)    вес стационарного технологического оборудования (затворов, гидроагрегатов, трансформаторов и др.), месторасположение которого не изменяется в процессе эксплуатации с учетом ГОСТ 14209;

в)    давление воды непосредственно на поверхность сооружения и основания, силовое воздействие фильтрующейся воды, включающее объемные силы фильтрации и взвешивания в водонасыщенных частях сооружения и основания и противодавление на границе водонепроницаемой части сооружения при нормальном подпорном уровне, соответствующем максимальным расходам воды расчетной вероятности превышения основного расчетного случая и нормальной работе противофильтрационных и дренажных устройств;

г)    вес грунта и его боковое давление:

1)    горное давление;

2)    давление грунта, возникающее вследствие деформации основания и конструкции, вызываемой внешними нагрузками и температурными воздействиями;

3

д)    давление отложившихся наносов;

е)    нагрузки от предварительного напряжения конструкций;

ж)    нагрузки, вызванные избыточным поровым давлением незавершенной консолидации в водонасыщенном грунте при нормальном подпорном уровне и нормальной работе противофильтрационных и дренажных устройств;

и)    температурные воздействия строительного и эксплуатационного периодов, определяемые для года со средней амплитудой колебания среднемесячных температур наружного воздуха;

к)    нагрузки от перегрузочных и транспортных средств и складируемых грузов, а также другие нагрузки, связанные с эксплуатацией сооружения;

л)    нагрузки и воздействия от максимальных волн в расчетном шторме с частой повторяемостью;

м)    нагрузки и воздействия от ледяного покрова максимальной толщины и прочности с частой повторяемостью;

н)    нагрузки от судов (вес, навал, швартовные и ударные) и от плавающих тел;

п)    снеговые и ветровые нагрузки;

р)    нагрузки от подъемных и др. механизмов (мостовых и подвесных кранов и т. п.);

с)    давление от гидравлического удара в период нормальной эксплуатации;

т)    динамические нагрузки при пропуске расходов по безнапорным и напорным водоводам при нормальном подпорном уровне.

5.1.2 Особые нагрузки и воздействия

К особым нагрузкам и воздействиям относятся:

а)    давление воды непосредственно на поверхность сооружения и основания:

1)    силовое воздействие фильтрующейся воды, включающее объемные силы фильтрации и взвешивания в водонасыщенных частях сооружения и основания и противодавление на границе водонепроницаемой части сооружения;

2)    нагрузки, вызванные избыточным поровым давлением незавершенной консолидации в водонасыщенном грунте, при форсированном уровне верхнего бьефа, соответствующем максимальным расходам воды расчетной вероятности превышения поверочного расчетного случая, и при нормальной работе противофильтрационных или дренажных устройств или при нормальном подпорном уровне верхнего бьефа, соответствующем максимальным расходам воды расчетной вероятности основного расчетного случая и нарушения нормальной работы противофильтрационных или дренажных устройств (взамен нагрузок, приведенных в перечислениях в) и ж) (см. 5.1.1));

б)    температурные воздействия строительного и эксплуатационного периодов, определяемые для одного года с наибольшей амплитудой колебания среднемесячных температур наружного воздуха (взамен нагрузок, приведенных в перечислении и) (см. 5.1.1));

в)    нагрузки и воздействия от максимальных волн в расчетном шторме с редкой повторяемостью (взамен нагрузок, приведенных в перечислении л) (см. 5.1.1));

г)    нагрузки и воздействия от ледяного покрова максимальной толщины и прочности с редкой повторяемостью или прорыве заторов при зимних пропусках воды в нижний бьеф для плотин или других сооружений, участвующих в создании напорного фронта (взамен нагрузок, приведенных в перечислении м) (см. 5.1.1));

д)    давление от гидравлического удара при полном сбросе нагрузки (взамен нагрузок, приведенных в перечислении р) (см. 5.1.1));

е)    динамические нагрузки при пропуске расходов по безнапорным и напорным водоводам при форсированном уровне верхнего бьефа (взамен нагрузок, приведенных в перечислении с) (см. 5.1.1));

ж)    сейсмические воздействия;

и)    динамические нагрузки от взрывов;

к)    гидродинамическое и взвешивающее воздействия, обусловленные цунами.

4

ГОСТ P 55260.1.6—2012

5.2 Общие положения

5.2.1    Перечень нагрузок, воздействий и их сочетаний, подлежащих учету при расчетах отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований, следует принимать по соответствующим нормативным документам, в том числе в соответствии с ГОСТ 5180, ГОСТ 12248, ГОСТ 20522, ГОСТ 26263, [1], [2], [3], с учетом требований безопасности [4], требований к измерениям [5].

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

5.2.2.1    Основные сочетания включают в себя постоянные, временные длительные и кратковременные нагрузки и воздействия.

52.2.2    Особые сочетания включают в себя постоянные, временные длительные, кратковременные и одну (одно) из особых нагрузок и воздействий.

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

5.2.4    При проектировании речных гидроузлов нагрузки от давления воды на сооружения и основания и силовое воздействие фильтрующейся воды должны быть определены для двух расчетных случаев расхода воды: основного и поверочного.

5.2.4.1    Указанные нагрузки, соответствующие пропуску расхода воды основного расчетного случая, следует определять при нормальном подпорном уровне (НПУ) воды в верхнем бьефе. Их следует учитывать в составе основного сочетания нагрузок и воздействий.

5.2.4.2    Для гидроузлов, через которые пропуск расхода воды основного расчетного случая осуществляется при уровнях верхнего бьефа, превышающих НПУ, соответствующие им нагрузки и воздействия также следует учитывать в составе основного сочетания нагрузок и воздействий.

5.2.4.3    Нагрузки от давления воды на сооружения и основания и силовое воздействие фильтрующейся воды, соответствующие пропуску расхода воды поверочного расчетного случая, необходимо определять при форсированном подпорном уровне (ФПУ) воды в верхнем бьефе и учитывать в составе особого сочетания нагрузок и воздействий.

5.2.5    В проектной документации и в декларации безопасности проектируемых гидротехнических сооружений речных гидроузлов должны быть приведены сведения о допустимых повреждениях при пропуске максимального расхода воды основного и поверочного расчетных случаев.

5.2.6    В строительный период следует учитывать возможность повышения уровня воды против расчетного из-за возникновения заторных и зажорных явлений.

5.2.7    Для сооружений, предназначенных для борьбы с наводнениями, нагрузки и воздействия, соответствующие уровням, превышающим расчетные, следует учитывать в составе особого сочетания нагрузок и воздействий.

6 Нагрузки и воздействия волн на гидротехнические сооружения вертикального и откосного профилей

6.1    Нагрузки от стоячих волн на сооружения вертикального профиля

6.1.1    Расчет сооружений на воздействие стоячих волн со стороны открытой акватории (см. рисунок 1) должен производиться при глубине до дна d_b > '\2bh- При этом в формулах для свободной волновой поверхности и волнового давления вместо глубины до дна d_b, м, необходимо применять условную расчетную глубину d, м, определяемую по формуле

d-d_f+ k_br (d_b - d_f),    (1)

где d_f — глубина над подошвой сооружения, м;

к_Ьг — коэффициент, принимаемый по графикам рисунка 2; h — высота бегущей волны, м, принимаемая в соответствии с приложением А.

5

ГОСТ P 55260.1.6—2012

б

а — при гребне волны; б— при ложбине волны (с эпюрами взвешивающего (волнового) давления на берменные массивы) Рисунок 1 — Эпюры давления стоячих волн на вертикальную стену со стороны открытой акватории

6

ГОСТ Р 55260.1.6-2012

kbr    ВЬ!Х    =    0,30    0,26    0,22    0,18

Рисунок 2 — Графики значения коэффициента кЬг

6.1.2 Возвышение или понижение свободной волновой поверхности д, м, у вертикальной стены, отсчитываемое от расчетного уровня воды, определяют по формуле

т| = — ftcoscof - cth kd cos² cof,    (2)

где со = у- — круговая частота волны;

Т    —средний период волны, с;

f    — время, с;

к = ^ — волновое число;

А,    —средняя длина волны,    м.

При действии стоячей волны на вертикальную стену необходимо рассматривать три случая определения h по формуле (2) для следующих значений cos cof:

-    cos cof = 1 — при подходе к стене вершины волны, возвышающейся над расчетным уровнем на

-1>coscof>0 — при максимальном значении горизонтальной линейной волновой нагрузки Р_хс, кН/м, для гребня волны, возвышающегося над расчетным уровнем на г|_с. В этом случае значение cos cof определяют по формуле

I    (3)

COS (Of = щ_4кс/_₃у

-    cos cof = -1 — при максимальном значении горизонтальной линейной волновой нагрузки Р_хЬ кН/м, для подошвы волны, расположенной ниже расчетного уровня на т|₍.

Примечание — При ^ < 0,2 и во всех других случаях, когда по формуле (3) значение cos cof > 1, необходимо в дальнейшем при расчетах принимать cos cof = 1.

6.1.3 В глубоководной зоне горизонтальную линейную нагрузку на вертикальную стену Р_х, кН/м, при гребне или ложбине стоячей волны (см. рисунок 1) необходимо принимать по эпюре волнового давления. При этом величину р, кПа, на глубине z, м, определяют по формуле

7