集水槽为地面式钢筋混凝土结构,百万机组集水槽的高度在14 ~23 m,根据高位收水冷却塔淋水构架的柱网间距,沿集水槽纵向布置暗框架,暗框架顶梁上搁置单层配水槽,暗框架沿高度方向从上至下一定间距设置拉梁。暗框架与集水槽形成一个整体,共同受力。
集水槽主要承受集水槽内的内水压力作用,其次是单层配水槽传来的集中荷载及风荷载。内水压力随水深增加,压力越大,在内水压力作用下,集水槽壁板同时承受弯矩与拉力作用。采用传统平面假定方法不易准确计算出集水槽壁板承受的拉力,且不能根据水压力的特点进行变截面设计,同时忽略了暗框架与集水槽壁板作为一个整体,共同承受内水压力。
集水槽为地面式钢筋混凝土结构,位于高位收水冷却塔收水装置下。其所受荷载为:自重: 25 kN/m集水槽内水压力: 为水深的线性函数,大为140 kN/m风荷载:基本风压:0.40 kPa集中荷载:单层配水槽传来的集中荷载。集水槽内水压力作为面荷载作用于集水槽侧壁及底板,风荷载作为面荷载作用于集水槽侧壁,单层配水槽传来的集中荷载作用于集水槽暗框架顶梁上。
集水槽整体位移变形可以看出,集水槽暗框架在⑥轴线变形大,集水槽壁板在①、②与⑤、⑥轴线之间变形大。集水槽的大变形约为14 mm。集水槽壁板内力分析取①、②轴线跨中(X=10.4 m)、⑤、⑥轴线跨中(X=43.2 m) 及沿集水槽高度方向(Z=5.0 m) 处进行内力分析。集水槽壁板竖向、水平向均同时承受拉力和弯矩。水平向所受拉力大于竖向,越靠近集水槽底部,水压力越大,水平向所受约束也约大,所受的拉力越大,大拉了为657 kN/m,弯矩大约-267 kN · m/m。
水槽壁板的水平与竖向弯矩图类似于连续梁,但与连续梁弯矩不同之处在于,集水槽壁板同时受拉力,且集水槽水平向的拉力远大于竖向所受拉力。水平向大弯矩为-258 kN · m/m,大拉力为687 kN/m ;竖向大弯矩为465 kN · m/m,大拉力为113 kN/m。因此,集水槽壁板应按拉弯构件进行配筋计算。
通过有限元三维仿真计算分析可知,集水槽壁板竖向及水平向同时承受弯矩和拉力,应按拉弯构件进行结构设计;能准确计算出暗框架各构件所受的弯矩、拉力或压力,对暗框架进行优化设计,减少集水槽混凝土工程量,节省工程造价。
对于集水槽桩基而言,三维有限元仿真计算,能准确计算出每根桩的桩顶竖向力及水平力,进行桩基优化布置和选型设计。
二沉池是城市污水生物处理工艺中很重要的一个污水处理单元,其主要的作用是促进泥水、固液分离,同时提高回流污泥、剩余污泥浓度。二沉池设计和运行过程中的影响因素很多,如二沉池池型、进水形式、表面积、池深、集水槽处的溢流堰上负荷以及污水的温度、污泥自身的沉降性能等等。就池型及构造而言,二沉池有辐流式、平流式、竖流式3种,池型有圆形、方形,而圆形辐流式二沉池是当前污水生物处理中常见的一种形式。
按给水澄清池环行集水槽计算公式计算得出堰上水头为 0. 03 m ,跌水头为 0. 07 m , h 值按经验取值为 0. 1 m。 结合宝洲污水处理厂二沉池工程实例,经计算孔径值为 19 mm。 而该项工程开孔为 40 mm ,可以看出与计算值的明显差异 ,成为导致沉淀后的出水大部分直接从底部平衡孔流出 ,设计均匀分布的三角堰作用降低的根本原因。为解决三角堰不能均匀集水的现象 ,主要的措施只能是减少平衡孔数。 按式 ( 2)计算 ,平衡孔数只有17个。为此本项工程在实际的运行中的平衡孔现已减少了 60个 ,其配水的均匀性及出水水质均得到了较大的改善。