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冷却后的循环水经高位收水装置“U”型槽汇入集水槽至循环水泵房进水间,再经过循环水泵升压后送回主厂房循环冷却使用。集水槽为地面式钢筋混凝土结构,百万机组的集水槽高度约在14 ~23 m 之间,沿冷却塔径向布置,与中央竖井相连。在正常运行情况下,其内全部盛满循环冷却水,其结构设计采用传统的平面假定计算不能满足集水槽结构设计安全经济的要求。
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。沿集水槽长度方向( 水 力及弯矩,为拉弯构件,承台梁的大弯矩为平向),暗框架柱类似于集水槽壁板的支座,集3077 kN · m,大轴向拉力为1258 kN。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。
高位收水冷却塔集水槽为地面式钢筋混凝土结构。集水槽壁板和暗框架作为一个整体共同承受槽内水压力、风荷载及单层配水槽传来的集中荷载。采用传统的平面假定计算方法难以准确计算出集水槽壁板所受拉力,进行变截面设计;不能对暗框架进行优化设计。
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。
二沉池集水槽是污水沉淀过程中泥水、固液分离的后一道环节和工序,在实际的工程设计中,常见有3种布置形式: 内置双侧堰式、内置单侧堰式、外置单侧堰式 。内置单侧堰式、外置单侧堰式均为单侧堰进水,设计堰上负荷基本一致,从构造和水力条件来看,两者没有明显的优劣之分。内置双侧堰式的集水槽因堰上负荷小、出水水质好而应用较多。 但在近的工程设计与应用中发现双侧堰进水集水槽主要存在2个现象:
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