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大型污水处理厂水池设计施工实践

2023-11-21 理论教育 版权反馈
【摘要】：根据这一简化，经有限元计算后得到的温度和正应力时变曲线如图4－7所示。可见，在整个混凝土浇筑过程中，底板截面中部在浇筑22h后达到最高温度30.4℃。而本工程中基础底板混凝土强度等级为C30，因此混凝土的应力水平低于抗拉强度。结果表明，跳仓施工过程和最终状态温度应力均未超过混凝土抗拉强度，进一步论证了跳仓方案的可行性。

上海白龙港污水处理厂提标工程中的地下箱体为二层地下空间结构。其中，下层水池采用现浇框架结构，上层空箱顶板采用预制装配整体式结构。根据使用功能的不同将基础底板设置成不同厚度。地下污水处理设施及附属设施结构基础底板详细信息汇总如表4－2所列。

表4－2　地下污水处理设施及附属设施结构基础底板详细信息

注：基础底板混凝土强度等级均为C30级，抗渗等级为P8。

本工程若采用常规方法施工，将会设置大量的伸缩缝、后浇带和加强带，导致工期延长、成本提高。因此，经充分论证后在二沉池区域（图4－6 中的B1～B10）中总长254m 超长结构中采用跳仓法施工，中间不设变形缝、后浇带。底板跳仓块最大尺寸为68m×43.6m（B8）。此时，底板的分块长度已经超过40m。为验证此跳仓浇筑方案的合理性，需对温度收缩应力应变进行验算。

首先针对温度场进行计算。由于底板厚度远小于长度和宽度，因此可将底板中的传热过程简化为单向传导的热力学模型。根据这一简化，经有限元计算后得到的温度和正应力时变曲线如图4－7所示。可见，在整个混凝土浇筑过程中，底板截面中部在浇筑22h后达到最高温度30.4℃。浇筑15d后，混凝土内部温度已基本恢复到大气温度。其次，在跳仓阶段中，混凝土的最大拉应力为0.22MPa。而本工程中基础底板混凝土强度等级为C30，因此混凝土的应力水平低于抗拉强度。

图4－6　本工程基础底板各分块长度（单位：m）

(www.chuimin.cn)

图4－7　底板截面中部温度和正应力时变曲线

根据式（4－22）可计算得到合龙阶段的最小裂缝间距为

此结果表明，剩余的收缩变形已经小于混凝土剩余极限拉伸应变，因此理论上合龙长度可以无穷大。采用类似方法可对侧墙进行验算，结果表明侧墙也不会产生裂缝。因此，跳仓方案可以满足抗裂要求。

此外，本工程也采取有限元对底板跳仓过程进行温度应力分析，计算结果如图4－8所示。结果表明，跳仓施工过程和最终状态温度应力均未超过混凝土抗拉强度，进一步论证了跳仓方案的可行性。

图4－8　底板跳仓过程和最终温度应力云图

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