Аннотация

Цель: проведение лабораторных испытаний моделей сталежелезобетонных напорных водоводов при действии внутреннего давления. 

Материалы и методы. Лабораторные испытания проводились на основе трех серий сталежелезобетонных моделей напорных водоводов, имеющих внутреннюю стальную оболочку толщиной 1–5 мм из Ст3 радиусом 271,5 мм (которая одновременно являлась наружной стенкой гидравлического кольцевого домкрата), внешнюю железобетонную оболочку из бетона проектной марки М-300 и кольцевой стержневой арматуры диаметром 12 мм класса А-II. Испытательная нагрузка прикладывалась ступенями по 10 % от разрушающей нагрузки (эксплуатационная нагрузка принималась равной P = 2,8 МПа). Опытные модели доводились до разрушения при достижении внутренней стальной оболочкой и кольцевой арматурой внешней железобетонной оболочки пределов текучести. 

Результаты. Установлены предельные значения нагрузок (внутреннего давления), соответствующие разрушению опытных моделей. Получена картина трещинообразования во внешней железобетонной оболочке опытных моделей на этапах нагружения. Переменными параметрами являлись: толщина внутренней стальной оболочки и внешней железобетонной оболочки, площадь сечения кольцевой арматуры, расположение кольцевых армокаркасов относительно оси модели. 

Выводы. Выполненные экспериментальные исследования показали, что прочность бетона моделей изменялась в диапазоне 20,0–36,8 МПа, модуль упругости – в диапазоне 26500–33700 МПа, соотношение площадей кольцевой арматуры и стальной оболочки – в диапазоне 0,226–4,52. Определены значения разрушающих нагрузок в диапазоне P = 4,8–7,6 МПа, что объясняется различными параметрами прочностных элементов моделей. Установлено, что трещины на поверхности опытных моделей раскрываются менее интенсивно и более равномерно, это позволяет сделать вывод о необходимости обоснования радиуса ряда кольцевой арматуры.

doi: 10.31774/2712-9357-2026-16-3-330-346

Для цитирования

Лабораторные испытания моделей сталежелезобетонных напорных водоводов / Н. В. Ханов, С. Е. Лисичкин, Н. В. Сермавбрин, Н. Б. Мартынова, Д. А. Алексеев // Мелиорация и гидротехника. 2026. Т. 16, № 3. С. 330–346. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2026-16-3-330-346.

Список литературы

1. Гидроаккумулирующие электростанции. Строительство и эксплуатация Загорской ГАЭС / Н. И. Серебряников, В. Г. Родионов, А. П. Кулешов, В. И. Магрук, В. С. Иванущенко. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2000. 355 с.

2. Синюгин В. Ю., Магрук В. И., Родионов В. Г. Гидроаккумулирующие электростанции в современной электроэнергетике: монография. М.: ЭНАС, 2008. 352 с. EDN: SUPSDZ.

3. Peculiarities of Zagorsk pumped-storage plant impact on water system / I. Dmitrieva, T. Gourievitch, O. Rubin, A. Zhircevich // Proceedings International Conference on European River Development, 16–18 Apr. Budapest, 1998. P. 353–360.

4. Расчетные исследования напорных водоводов и спиральных камер высоконапорных ГЭС / С. Е. Лисичкин, Г. Л. Козинец, А. В. Ивонтьев, Д. И. Пономарев, С. В. Богаченко, А. С. Лисичкин // Известия Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им. Б. Е. Веденеева. 2011. Т. 264. С. 110–118. EDN: ONUOFN.

5. Козинец Г. Л. Алгоритм расчета сталежелезобетонных водоводов // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 6(24). С. 41–49. EDN: OGZOYL.

6. Компенсационные участки сталежелезобетонных напорных водоводов / Н. В. Ханов, Н. В. Сермавбрин, А. А. Кадысева, Н. Б. Мартынова // Природообустройство. 2025. № 4. С. 89–94. DOI: 10.26897/1997-6011-2025-4-89-94. EDN: BVDNQX.

7. Вайнберг А. И., Рыжиков К. О. Напряженное состояние высоконапорных сталежелезобетонных водоводов // Известия Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им. Б. Е. Веденеева. 2014. Т. 271. С. 109–119. EDN: SASCSN.

8. Numerical investigation of the mechanical behavior of segmental tunnel linings reinforced by a steel plate – Concrete composite structure / X. Liu, Y. Liu, Z. Jiang, J. Wang, H. A. Mang // Engineering Structures. 2023. Vol. 276. P. 115350. DOI: 10.1016/j.engstruct.2022.115350. EDN: MNXDBJ.

9. Sharma R. Material selection for penstocks in hydropower plants using a multi-criteria decision-making approach // Journal on Materials and Its Characterization. 2026. Vol. 3(2). P. 30–37. DOI: 10.46632/jmc/3/2/4. EDN: HDUEXQ.

10. Рубин О. Д., Алмасри А., Чжан Ц. Результаты исследований железобетонных конструкций напорных зданий ГАЭС и русловых зданий ГЭС // Гидротехническое строительство. 2024. № 11. С. 33–38. DOI: 10.71917/EP.2024.80.14.007. EDN: PKMDST.

11. Кузнецова Ю. А., Сидельников В. В. Оценка напряженного состояния бетонной плотины высоконапорного гидроузла с применением программного комплекса MIDAS FEA NX // Актуальные вопросы архитектуры и строительства: материалы ХVII Междунар. науч.-техн. конф., г. Новосибирск, 23–25 апр. 2024 г. Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 2024. С. 134–139. EDN: CMDRNG.