Projektowanie zamknięć hydrotechnicznych według Eurokodów na przykładzie klapy soczewkowej

W artykule przedstawiono wyniki analizy oddziaływań działających na zamknięcie hydrotechniczne w postaci klapy soczewkowej zainstalowanej na segmencie podnoszonym oraz nośności klapy pracującej jako ustrój cienkościenny o profilu zamkniętym. Obliczenia wykonano według obowiązujących norm – Eurokodów (PN-EN 1990, PN-EN 1993-1-1, PN-EN 1993-1-3, PN-EN 1993-1-7 oraz PN-EN 1993-4), oraz wycofanych norm (PN-B-03200 i PN-B-03203). Przeanalizowano wartości efektów oddziaływań dla sześciu położeń klapy. Analiza wyników wskazuje, że wartości oddziaływań wyznaczone według Eurokodów są wyższe dla warunków eksploatacyjnych i znacząco niższe dla warunków wyjątkowych pracy zamknięcia w porównaniu do oddziaływań wyznaczonych zgodnie z zasadami przedstawionymi w wycofanej normie. Wskazuje to na konieczność wydania opracowania do norm obowiązujących, które regulowałoby wartości współczynników częściowych stosowanych w projektowaniu zamknięć hydrotechnicznych, gdyż te podane w Eurokodach nie odzwierciedlają charakteru obciążenia działającego na budowle wodne. W dalszej części artykułu przedstawiono wyniki obliczeń statyczno - wytrzymałościowych dla najbardziej niekorzystnego przypadku obciążenia. Analiza wyników weryfikacji stanu granicznego nośności klapy soczewkowej wskazuje, że można bezpiecznie zaprojektować stalowe zamknięcie wodne bazując na zapisach zawartych w normach zharmonizowanych. Jest to proces pracochłonny, a największą trudność stanowi ustalenie obliczeniowych wartości efektów oddziaływań. Ze względu na specyfikę konstrukcji stalowych zamknięć wodnych i warunków ich pracy niezbędne jest opracowanie przepisów regulujących zasady jakie należy zachować podczas ich projektowania.

The article presents the results of calculations concerning actions on hydraulic gate: flap gate installed on a segment and resistance of flap gate designed as thin-walled cross-section. The calculations were conducted accordingly to valid standards PN-EN 1990, PN-EN 1993-1-1, PN-EN 1993-1-3, PN-EN 1993-1-7 and PN-EN 1993-4 and to standard which was withdrawn – PN-B- 03200 and PN-B-03203. The values of actions were calculated for six possible flap gate positions. The analysis of obtained results indicates that the values of impacts calculated acc. to European standards for common operational conditions are overestimated and values calculated for accidental design conditions are significantly underestimated. It indicates the necessity of implementing the regulations concerning the values of partial factors used in design process of hydraulic gates, because the factors implemented in Eurocodes do not reflect the character of actions on hydraulic structures. Furthermore in the article the calculations concerning mechanical resistance of elements of flap gate are presented. Analysis of obtained results reveals that a hydraulic gate such as flap gate may be designed using rules presented in Eurocodes, and the difficulty is in establishing the design values of actions’ effects. Due to specificity and operating conditions of hydraulic gates it is necessary to elaborate the document concerning the rules which must be fulfilled in design process.