Одним из наиболее распространенных видов гидротехнических сооружений являются железобетонные трубопроводы, используемые в различных областях водохозяйственной деятельности. Их применяют в системах водоснабжения и водоотведения, как подводящие и отводящие трубопроводы ГЭС и насосных станций, в системе мелиорации. Ввиду распространенности этих сооружений и, учитывая их большую протяженность, вопросы проектирования играют важную роль. В настоящее время при расчете железобетонных трубопроводов монолитных и сборных, рассматривается кольцо трубы единичной ширины как линейно-упругое тело в условиях плоско-деформированного состояния. При этом считается, что железобетонные трубопроводы обладают достаточно большой жесткостью, поэтому влияние отпора грунта, обусловленное их деформацией, очень мало и его при проектировании не учитывают. Кроме того, в железобетоне, из которого сделаны трубы, уже при небольших нагрузках возникают нелинейные деформации, связанные с проявлением его ползучести. Нелинейная работа железобетона возникает также в случае образования трещин в оболочке трубопровода, а в наиболее напряженных ее зонах возможно образование трещин и появление напряжений текучести в арматуре. Указанные факторы приводят к изменению жесткости сечений оболочки трубопровода и перераспределению усилий. В статье рассматривается, как влияет наличие раструбных стыков на напряженное состояние оболочки подземного трубопровода, насколько оправдано предположение о малом влиянии отпора грунта на работу сборного водопроводящего трубопровода, а также исследуется влияние физической нелинейности железобетона на результаты его расчета в пространственной постановке.
One of the most common types of hydraulic structures is reinforced concrete pipelines used in various areas of water management. They are used in water supply and disposal systems as supply and discharge pipelines of hydroelectric power plants and pumping stations, in the system of land reclamation. Due to the prevalence of these structures and their large lengths, design issues play an important role. Currently, when calculating reinforced concrete pipelines, both monolithic and prefabricated, the pipe ring of a single width is considered as a linear-elastic body under the conditions of a plane-deformed state. At the same time, it is considered that reinforced concrete pipelines have a sufficiently high rigidity, so the impact of soil resistance due to their deformation is very small and it is not taken into account when designing. In addition, in reinforced concrete, from which pipes are made, even at low loads, nonlinear deformations occur associated with the development of its creep. Non-linear operation of reinforced concrete also occurs in the case of cracks in the pipeline shell, and in its most stressed zones cracks may be formed and stresses may appear in the reinforcement. These factors lead to a change in the rigidity of the cross sections of the pipeline shell and redistribution. The article considers how the presence of expanded joints affects the stress state of the underground pipeline shell, how justified is the assumption that the ground resistance has a small effect on the operation of the prefabricated water supply pipeline, and also there is examines the influence of the physical nonlinearity of reinforced concrete on the results of its calculation in the spatial setting.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.