Structural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsStructural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsСтроительная механика инженерных конструкций и сооружений1815-52352587-8700Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)3340910.22363/1815-5235-2022-18-5-428-437Analysis and design of building structuresРасчет и проектирование строительных конструкцийResearch ArticlePeculiarities of the condition of the foundation slab of the pumped storage power plant water intakeОсобенности состояния фундаментной плиты водоприемника гидроаккумулирующей электростанцииhttps://orcid.org/0000-0003-2761-331XLisichkinSergey E.ЛисичкинСергей Евгеньевич

Doctor of Technical Sciences, chief researcher

доктор технических наук, главный научный сотрудник

lisichkin1989@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5704-4819KotitsynaSofya S.КотицынаСофья Сергеевна

postgraduate student, senior engineer

аспирант, старший инженер

hamilennon@mail.ruBranch of JSC “Institute ‘Hydroproject’” - “NIIES”Филиал АО «Институт „Гидропроект“» - «НИИЭС»15122022185VOL 18, NO5 (2022)ТОМ 18, №5 (2022)42843729012023Copyright ©; 2022, Lisichkin S.E., Kotitsyna S.S.Copyright ©; 2022, Лисичкин С.Е., Котицына С.С.2022Lisichkin S.E., Kotitsyna S.S.Лисичкин С.Е., Котицына С.С.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://journals.rudn.ru/structural-mechanics/article/view/33409

The authors present the results of the analysis of field observations of the condition of the base slab of the water intake structure of hydroelectric power plant (including the stresses in the reinforcement in the areas of intersection with the vertical joints and the width of the opening of these joints). The aim of the study is to control the condition of the reinforced concrete structure of the foundation slab of the water inlet of the hydroelectric power plant, as well as to develop measures to strengthen the bottom section of the foundation slab in the areas of vertical interblock joints. In order to control the stress and strain of the base plate of the water intake of hydroelectric power plant, string control and measuring equipment was installed: on reinforcement rods - reinforcement dynamometers PSAS, on vertical interblock joints - displacement sensors PLPS. The field observations of the stress state of the reinforcement of the base slab of the water intake structure of hydroelectric power station showed that high values of tensile stresses, exceeding the design resistance of A500C class reinforcement (435 MPa), occurred in the reinforcement rods (directed along the flow), crossing the lower vertical interblock joints. There was also fixed the width of opening of the vertical interblock joint, reaching 1.28 mm. There was a necessity to strengthen the lower section of the foundation slab of the water intake structure of hydroelectric pumped storage power plant. For this purpose, inclined reinforcing bars (anchors) crossing the lower vertical interblock joints were installed. The outlet sections of the buttresses of the slab of the downstream section of the inlet to the downstream parapet were increased.

Представлены результаты анализа данных натурных наблюдений за состоянием фундаментной плиты водоприемника ГАЭС (в том числе за напряжениями в арматуре в зонах пересечения с вертикальными межблочными швами и шириной раскрытия этих швов). Цель исследования заключалась в контроле состояния железобетонной конструкции фундаментной плиты водоприемника гидроаккумулирующей электростанции, а также в разработке мероприятий по усилению низового участка фундаментной плиты в зонах вертикальных межблочных швов. В целях контроля напряженно-деформированного состояния фундаментной плиты водо-приемника ГАЭС установлена струнная контрольно-измерительная аппаратура: на арматурных стержнях - арматурные динамометры ПСАС, на вертикальных межблочных швах - датчики перемещений ПЛПС. Данные натурных наблюдений за напряженным состоянием арматуры фундаментной плиты водоприемника ГАЭС показали, что в арматурных стержнях (направленных вдоль потока), пересекающих низовые вертикальные межблочные швы, возникли высокие значения растягивающих напряжений, превышающие расчетное сопротивление арматуры класса А500С (435 МПа). Также зафиксирована ширина раскрытия вертикального межблочного шва, достигающая 1,28 мм. Возникла необходимость усиления низового участка фундаментной плиты водоприемника ГАЭС. Для этого были установлены наклонные арматурные стержни (анкеры), пересекающие низовые вертикальные межблочные швы. Выполнено наращивание выходных участков контрфорсов перекрытия низового участка водоприемника до низового парапета.

water intakeshydroelectric power plantfoundation slabvertical interblock jointsstressesreinforcementwidth of joints openingfoundation slabводоприемники ГАЭСфундаментная плитавертикальные межблочные швынапряженияарматураширина раскрытия швовусиление фундаментной плитыSerebrynikov N.I., Rodionov V.G., Kuleshov A.P., Magruk V.I., Ivanushchenko V.S. Pumped storage power plants. Construction and operation of Zagorskaya Hydroelectric Power Plant. Moscow: NTS ENAS Publ.; 2000. (In Russ.)Серебряников Н.И., Родионов В.Г., Кулешов А.П., Магрук В.И., Иванущенко В.С. Гидроаккумулирующие электростанции. Строительство и эксплуатация Загорской ГАЭС. М.: НЦ ЭНАС, 2000. 355 с.Sinyugin V.Yu., Magruk V.I., Rodionov V.G. Pumped-storage power stations in the modern power engineering. Мoscow: NTS ENAS Publ.; 2008. (In Russ.)Синюгин В.Ю., Магрук В.И., Родионов В.Г. Гидроаккумулирующие электростанции в современной электроэнергетике. М.: НЦ ЭНАС, 2008. 352 с.Barbour E., Wilson I.A., Radcliffe J. A review of pumped hydro energy storage development in significant international electricity markets. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016;61:421-432. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.04.019Kwak H.G., Ha S.J., Kim J.K. Non-structural cracking in RC walls. Part I. Finite element formulation. Cement and Concrete Research. 2006;36(4):749-760. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2005.12.001Isgor O.B., Razaqpur A.G. Finite element modeling of coupled heat transfer, moisture transport and carbonation processes in concrete structures. Cement and Concrete Composites. 2004;26(1):57-73. https://doi.org/10.1016/S0958-9465(02)00125-7Antal B.A. Pumped storage hydropower: a technical review (Master’s report). Boulder: University of Colorado; 2014.Tàczi I. Pumped storage hydroelectric power plants: issues and applications. Budapest: Energy Regulators Regional Association; 2016.Barth C., Margraf E. Untersuchung verschiedener Bodenmodelle zur Berechnung von Fundamentplatten im Rahmen von FEM-Lösungen. Bautechnik. 2004;81(5):337-343.Burland J.B., Broms B.B., De Mello V.F.B. Behaviour of foundations and structures. Proceedings of the 9th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering (Tokyo, 1977). 1977;2:495-546.Klucka R., Frydrysek K., Mahdal M. Measuring the deflection of a circular plate on an elastic foundation and comparison with analytical and FE approaches. Applied Mechanics and Materials. 2014;684:407-412. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.684.407Haldar A., Mahadevan S. Probability, reliability and statistical methods in engineering design. New York: John Wiley & Sons; 2000.Zanker K.J. Some hydraulic modelling techniques. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers: Conference Proceedings. 1967;182(13):54-63. https://doi.org/10.1243/PIME_CONF_1967_182_391_02Bouchelaghem F. Multi-scale modelling of the permeability evolution of fine sands during cement suspension grouting with filtration. Computers and Geotechnics. 2009;36(6):1058-1071. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2009.03.016Denholm P., Ela E., Kirby B., Milligan M. The role of energy storage with renewable electricity generation. Technical Report NREL/TP-6A2-47187. Colorado: National Renewable Energy Laboratory; 2010.Bowles J.E. Foundation analysis and design. 5th ed. Singapore: McGraw-Hill; 1997.Kurian N.P. Design of foundation systems, principles and practice. 3rd ed. Delhi: Narosa Publishing House; 2007.