Оцінювання впливу хвилі прориву на довговічність транспортної споруди

Опубліковано:
Номер: Випуск 21(2020)
Розділ: Гідротехнічне будівництво, водна інженерія та водні технології
Cторінковий інтервал статті: 226-235
Ключові слова: гідроморфодинаміка, гребля, прорив, русло, числове моделювання
Як цитувати статтю: Башкевич І. В., Корецький А. С., Онищенко А. М., Островерх Б. М., Потапенко Л. С. Оцінювання впливу хвилі прориву на довговічність транспортної споруди // Дороги і мости. – 2020. – Вип. 21. – С. 226-235.
Як цитувати статтю (references): Iryna Bashkevych, Andrii Koretskyi, Artur Onyshchenko, Borys Ostroverh, Liudmila Potapenko Assessment of the impact of a dam break on the durability of the transport structure // Dorogi і mosti [Roads and bridges]. – 2020. – Iss. 21. – P. 226-235. [in Ukrainian].

Автори

Національний транспортний університет, м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0001-7640-4317
Національний транспортний університет, м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0003-0307-0306
Національний транспортний університет, м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-1040-4530
Національний транспортний університет, м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-3373-5535
Інститут гідромеханіки НАН України, м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-1303-7801

Анотація

Вступ. Під час складання техніко-економічного обґрунтування проєктно-кошторисної документації ремонту мостового переходу через р. Кунка ділянки автомобільної дороги М-12 Стрий – Тернопіль – Кропивницький – Знам’янка (через Вінницю) у зв’язку із близькістю низки водосховищ, які утворені греблями застарілої конструкції з підвищеним напором та високою ймовірністю пошкодження мостового переходу від утворення та проходження хвилі прориву, виникла проблема розробки заходів убезпечення переїзду через мостовий перехід.

Чинниками гідродинамічної небезпеки порушення стану гідротехнічних споруд для ділянки дороги та мостового переходу (МП) може бути розташування об'єкта інфраструктури у нижньому б’єфі греблі, де внаслідок як природних, так і техногенних та інших факторів можуть виникнути такі події, як, наприклад, пропуск катастрофічної повені чи руйнування греблі через зменшення її міцності.

Проблематика. Аналіз інформаційних джерел щодо розрахунку параметрів хвилі прориву показав, що методика недостатньо розроблена та визначається інженерними формулами.

Мета. Виконати математичне моделювання параметрів прориву греблі, проаналізувати її вплив на конструкцію мостового переходу та розробити рекомендації про захисні заходи.

Методи дослідження. Математичне моделювання з використанням рівнянь нерозривності та руху рідини, рівняннями збереження маси, імпульсу та енергії.

Результати. Результати розрахунків свідчать, що створ переходу у нижньому б'єфі варто розташовувати від греблі на відстані більше 20Нп (напір хвилі прориву Нп може складати до 9 м).

Каскадне розташування декількох водосховищ вимагає розрахунку з урахуванням можливості послідовного прориву декількох гребель, який було проведено на базі створеної математичної моделі. 

Згідно з вимогами нормативних документів і проведеним модельним розрахункам, можливість утворення хвилі прориву вимагає перенесення автомобільної траси мінімум на 200 м від греблі.

Висновки. На базі проведених розрахунків та аналізу кінематики та морфодинаміки потоків у створі проєктованого мосту на етапі ремонту, розроблені рекомендації про необхідні компоновочні та конструктивні захисні заходи.

Посилання

  1. ДБН В.2.4-3:2010 Гідротехнічні, енергетичні та меліоративні системи і споруди, підземні гірничі виробки. Гідротехнічні споруди. Основні положення. Київ, 2010. 62 с. URL: https://dbn.co.ua/load/normativy/dbn/1-1-0-802 (дата звернення: 20.04.2020) (Інформація та документація).
  2. Пособие к СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы» по изысканиям и проектированию железнодорожных и автодорожных мостовых переходов через водотоки (ПМП-91). Москва, 1992. URL: https://znaytovar.ru/gost/2/Posobie_k_SNiP_2050384_Posobie.html (дата звернення: 20.04.2020) (Інформація та документація).
  3. Методические рекомендации по определению расходов воды при проектировании переходов через водотоки в зоне воздействия некапитальных плотин. Москва, 1981, 17 с. URL: https://files.stroyinf.ru/Data1/41/41542/index.htm (дата звернення: 20.04.2020) (Інформація та документація).
  4. Лиштван Л. Л. Определение зоны затопления при прохождении прорывной волны. Гидротехника и мелиорация. Москва, 1981. № 4. С 37‒38.
  5. Henderson F. M. Open Channel Flow. New-York, 1966. 522 p.
  6. Montes J. S. Hydraulics of Open Channel. New-York, 1998. 697 p.
  7. Степанов К.А. Упрощенная методика моделирования распространения волны прорыва для обеспечения защиты земель от наводнения. Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. № 4 (12). 2013 г., с. 130-140. URL: http://www.cawater-info.net/bk/dam-safety/files/stepanov.pdf (дата звернення: 20.04.2020).
  8. Методичні рекомендації цивільного захисту. Розд. 3.2. Характеристика осередків ураження, що виникають при аваріях на гідротехнічних спорудах. Харків, 2011. (Інформація та документація).
  9. OpenFOAM®: Opensource CFD documentation. Extended Code Guide. URL: http://www.openfoam.com/documentation/cpp-guide/html/ .
  10. QGIS Training Manuals URL: https://docs.qgis.org/testing/en/docs/training_manual/ (дата звернення: 20.04.2020).