集水槽為地面式鋼筋混凝土結構,百萬機組集水槽的高度在14 ~23 m,根據高位收水冷卻塔淋水構架的柱網間距,沿集水槽縱向布置暗框架,暗框架頂梁上擱置單層配水槽,暗框架沿高度方向從上至下一定間距設置拉梁。暗框架與集水槽形成一個整體,共同受力。
對于暗框架而言,采用傳統平面假定計算,暗框架布置間距范圍的內水壓力全部由暗框架承受。由此計算計算出的暗框架結構尺寸偏大,忽略了集水槽側壁共同受力的作用,計算方法偏保守。不能達到優化設計,節省工程造價的目的。
以重慶地區某工程高位收水冷卻塔中央豎井左側集水槽進行有限元三維建模,進行有限元整體結構計算。集水槽底板、側壁采用Shell181 三維殼單元,暗框架柱、框架頂梁、拉梁,承臺梁及灌注樁均采用Bea m188 三維梁單元。Shell181 及Bea m188 單元能很好地模擬集水槽各部分構件。同時,在后處理時能提取集水槽側壁、底板、暗框架柱及梁的彎矩、剪力及軸力,方便直接用于結構設計,進行配筋計算。三維模型中shell181 殼單元共有7342 個,Bea m188 梁單元共計782 個。
集水槽有限元分析時分三種工況設計: 工況1 :集水槽修建完成后,未投入運行,僅受風荷載。 工況2:集水槽修建完成后,投入正常運行,不受風荷載。 工況3:集水槽修建完成后,投入正常運行,受風荷載。 內力分析中,取以上3 種工況中不利組合進行結構設計。
集水槽整體位移變形可以看出,集水槽暗框架在⑥軸線變形大,集水槽壁板在①、②與⑤、⑥軸線之間變形大。集水槽的大變形約為14 mm。集水槽壁板內力分析?、?、②軸線跨中(X=10.4 m)、⑤、⑥軸線跨中(X=43.2 m) 及沿集水槽高度方向(Z=5.0 m) 處進行內力分析。集水槽壁板豎向、水平向均同時承受拉力和彎矩。水平向所受拉力大于豎向,越靠近集水槽底部,水壓力越大,水平向所受約束也約大,所受的拉力越大,大拉了為657 kN/m,彎矩大約-267 kN · m/m。
高位收水冷卻塔集水槽為地面式鋼筋混凝土結構。集水槽壁板和暗框架作為一個整體共同承受槽內水壓力、風荷載及單層配水槽傳來的集中荷載。采用傳統的平面假定計算方法難以準確計算出集水槽壁板所受拉力,進行變截面設計;不能對暗框架進行優化設計。
二沉池集水槽是污水沉淀過程中泥水、固液分離的后一道環節和工序,在實際的工程設計中,常見有3種布置形式: 內置雙側堰式、內置單側堰式、外置單側堰式 。內置單側堰式、外置單側堰式均為單側堰進水,設計堰上負荷基本一致,從構造和水力條件來看,兩者沒有明顯的優劣之分。內置雙側堰式的集水槽因堰上負荷小、出水水質好而應用較多。 但在近的工程設計與應用中發現雙側堰進水集水槽主要存在2個現象:
因集水槽內平衡孔開孔過大使三角堰均勻集水作用降低。 為此在泉州市水質凈化中心的大力幫助下,結合泉州寶洲污水處理廠二沉池運行時出現的問題和現象進行了試驗及分析。
出水堰槽的設置方式及位置在現行設計水力負荷和停留時間下是影響出水水質的一個主要因素 , 上述試驗數據雖然進一步驗證了由污水處理廠運行維護與管理等相關文章提出的圓形中心進水二沉池出水水質位置不在靠近池壁處這一現象 ,但理論上還沒有較全面的解釋和分析 ,仍然有深入研究的必要。
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