Повышение надежности водопроводящих трактов гидротехнических сооружений на основе методов системного анализа работы затворов

• Автор: Штильман, Владимир Борисович
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 250 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основные положения существующих методов расчета водопроводящих трактов гидротехнических сооружений.
1.2. Вероятностный подход к расчету механического оборудования водопроводящих трактов.
1.3. Основные понятия и показатели теории надежности применительно к механическому оборудованию ГТС

1.4. Основные задачи исследования.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ АВАРИЙ ВОДОСБРОСНЫХ СООРУЖЕНИЙ ГИДРОУЗЛОВ

2.1. Основные случайные и неопределенные факторы

2.2. Причины аварий водосбросных сооружений гидроузлов

2.3. Классификация и анализ отказов МО водопроводящих трактов

2.4. Выбор критериев отказов механического оборудования водопроводящих трактов
ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ ДЛЯ РАСЧЕТА ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ВОДОПРОВОДЯЩИХ ТРАКТОВ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ.
3.1. Вероятностные методы оценки надежности конструкций.
3.2. Расчет вероятностей отказов элементов затвора водосброса при статических воздействиях
3.3. Расчет вероятностей отказов элементов затвора водосброса при
гидродинамических воздействиях.
ГЛАВА 4. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ 4 ВОДОПРОВОДЯЩИХ ТРАКТОВ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ
СООРУЖЕНИЙ
4.1. Основы системной теории надежности
4.2. Анализ события Перелив воды через гребень плотины вследствие недостаточной пропускной способности водопроводящих трактов.
4.3. Структурный анализ водопроводящих трактов ГЭС
ГЛАВА 5. СИНТЕЗ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ И СИСТЕМНОЙ
ТЕОРИЙ НАДЕЖНОСТИ
5.1. Оценка надежности затвора водосброса.
А 5.2. Оценка долговечности затворов водосбросных трактов ГТС
5.3. Оценка надежности затворов при сейсмических воздействиях
ГЛАВА 6. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ НАДЕЖНОСТИ ЗАТВОРОВ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
6.1. Опускной затвор судопропускного сооружения С2 Комплекса защитных сооружений СанктПетербурга от наводнений.
6.2. Сегментный затвор Вилюйских ГЭС1, 2.
6.3. Плоский затвор Вилюйской ГЭС3.
6.4. Основной затвор эксплуатационного водосброса СаяноШушенской ГЭС
ф 6.5. Оценка надежности секторных затворов Яйвского гидроузла.
6.6. Затвор бассейна выдержки АЭС.
ГЛАВА 7. ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ ИЗЗА ОПАСНЫХ ОТКАЗОВ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Регламентация допустимой вероятности повреждения механического оборудования может быть выполнена на основе обобщения опыта его эксплуатации. Затем надежность всех вариантов, удовлетворяющих условию (1. Оптимальным считается вариант, имеющий минимальную приведенную стоимость. Анализ надежности МО должен основываться на строго определенных понятиях. Воздействия на элементы МО водопрозодящих трактов представляют собой случайный процесс, развертывающийся во времени. Существенным разбросом обладают свойства материалов, применяемые в конструкциях затворов. Опыт строительства и эксплуатации различных конструкций показывает, что даже для одинаковых сооружений, возводимых и действующих в аналогичных условиях, выход из строя всего сооружения или отдельных конструктивных элементов происходит в различные случайные моменты времени, то есть нельзя точно указать срок службы водосброса и затвора, а можно лишь оценить вероятности того, что они будут эксплуатироваться в течение времени не меньшего, чем заданный срок службы. Таким образом, определения надежности должны основываться на понятиях теории вероятностей. Методы теории надежности дают теоретическую основу для правильной постановки сбора и обработки статистических сведений, относящихся к воздействиям на затворы, характеристикам материалов и конструкций из них и других расчетных параметров. Эти методы лучше других отражают случайную природу основных расчетных величин и взаимосвязь между внешними воздействиями и прочностью конструкций. Наука о надежности родилась и, первое время, развивалась, главным образом, в направлении математической теории, в применении к радиоэлектронным системам и к строительным конструкциям. Меньше проблемами надежности занимались в области машиностроения. Сейчас же методы теории надежности применяются в самых различных областях. Впервые вопросы оценки надежности строительных конструкций были поставлены в работах М. Майера и Н. Ф. Хоциалова. Большой вклад в развитие теории надежности строительных конструкций и сооружений внесли В. В. Болотин [ - ], А. П. Кудзис [], В. Д. Райзср [9], А. Н. С. Стрелецкий [2 - 4], Г. Аугусти, А. Баратта, Ф. Кашиати [] л другие ученые. Среди работ, посвященных надежности систем, можно отметить труды И. А. Ушакова с соавторами [, 5, 0, 8], С. А. Тимашева [6], ряда зарубежных авторов [, 8, 6, 2, 4, 6]. Достаточное количество работ посвящено надежности машин и их деталей [, , 7, 6, 4]. В гидротехнике вплоть до недавнего времени рассматривались лишь некоторые частные задачи оценки надежности [, 3]. Только применительно к фунтовым плотинам и гидромелиоративным системам методам теории надежности уделяется достаточное внимание. Здесь можно выделить работы И. Н. Иващенко, В. М. Лятхера, Ц. Е. Мирцхулавы, В. С. Пепояна, Д. В. Стефаниши-на, О. М. Финагенова, С. Г. Шульмана и некоторых других авторов, например, [, , , , - , , , 6, 7, 0, 2 - 6, 8, 2]. При этом следует отметить большой вклад в развитие системной теории надежности гидротехнических сооружений Д. А. Ивашинцова, Д. В. Стефанишина и С. Г. Шульмана [, , , 7- 1]. Что же касается водосбросных и водопропускных сооружений в целом и, особенно, их затворов, то вопросы, связанные с их надежностью, изучались и изучаются уже достаточно длительное время Т. В. Гавриленко, Ц. Е. Мирцху-лавой, А. Л. Рахмановой, В. А. Солнышковым и другими учеными [, , -, , , 2, 1, 0, 1, 3, 7, 8, 0, 5, 6]. Однако до настоящего времени комплексный системный подход к решению проблем надежности водопроводящих трактов, по существу, отсутствовал. И в диссертации сделана, фактически, первая попытка применить системный подход теории надежности к расчету МО водопроводящих трактов ГТС. Но сначала определим понятия теории надежности. В соответствии с [] надежность - это свойство объекта (в частности, затвора) сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания и ремонтов, хранения и транспортирования.