超長水池溫度應力分析及探討

吳偉 周晨 唐玉宏 張樹俊

(南京市市政設計研究院有限責任公司 210008)

引言

隨著社會的進步和城市的發展，現代水處理工藝流程更為復雜，規模也越來越大，導致水處理構筑物平面尺寸超長、容積巨大。在這種超長池體的設計中，結構的選型、伸縮縫的設置，以及溫度應力對池體配筋的影響成為重點和難點。

根據《給水排水工程構筑物結構設計規范》(GB 50069-2002)[1]第 6.2.1 條，現澆鋼筋混凝土水池伸縮縫間距一般為15m 到30m。如果按照規范要求，每隔30m 就設置一道伸縮縫，對于超長水池，必然破壞池體的整體性，增加了水池伸縮縫和橡膠止水帶的長度，降低了水池使用的可靠性，增加了后期維護的難度。

本文結合工程實例，采用公式簡化計算法[2]、有限元簡化計算法和有限元整體計算法[3，4]，通過三種計算方法的比較，著重闡述了池體長度、地基水平阻力系數Cx取值對池體溫度應力的影響。根據計算結果，適當放寬伸縮縫間距，減少或取消橡膠止水帶，并通過嚴格執行構造和施工措施，來降低溫度應力的影響，滿足超長水池的裂縫控制要求。

1 工程概況

某污水處理廠，生化池為該污水處理廠的主要水處理構筑物。該生化池為帶頂蓋的超長池體，長度為 202m，寬度 45.4m。池體高度為8.3m，壁板根部厚度為 600mm，上部厚度為400mm。頂板厚度為200mm，為半地下式水池，池內底位于地面以下為 4.2m。設計水深為7.5m。池體分為兩格運行，設有鋼筋混凝土導流墻。混凝土強度等級為C30，混凝土抗拉強度設計值為1.43N/mm2，混凝土彈性模量為 3.0×104N/mm2。……