摘要：本文结合具体工程案例，通过在池顶合理设置走道板及拉梁，从而改善敞口水池顶部受力条件，分析和探讨敞口水池池壁计算方法，获得了明显的经济效益。
关键词：敞口水池；走道板；弹性支撑；不动铰支承
一、工程概况
本文所述为安徽省某市乡镇污水处理设施建设工程，该工程为了减小对巢湖周边水系的水质污染，从而真正意义上改善镇区环境质量，提高居民的生活水平和身体健康水平。
该工程各镇污水处理设施规模600m3/d~1500m3/d，采用“预处理+生化处理＋深度处理＋消毒”的处理方式，生化处理选用组合式A2/O工艺。本文以处理规模为1500m3/d为例，单座A2/O池体平面长20.6m，宽23.15m，高5.85m，最高设计水位4.4m，顶板根据工艺要求，池体顶部局部布置走道板、空气管廊等，平面布置详见图一
图一
二、结构分析
给水排水池结构设计一般依据《给水排水工程构筑物设计规范》（GB50069-2002）以及《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》（CECS 138：2002）（以下简称《规程》）所介绍的计算方法。本工程A2/O池为典型敞口矩形水池，池体外池壁除东侧外，其余三面外池壁均布置非等间距的隔墙，使其成为双向受力构件，本文将不做分析讨论。
A2/O水池东侧外池壁池长23.15m，水池净高度5.30m，依据《规程》，该壁板的边界条件满足LB/HB＞3，池壁在外侧水土压力、闭水试验等工况侧向荷载作用下，东侧外池壁满足三边固定一边自由单向受力条件，可按竖向单向计算，计算简图如图二。显而易见，当按池壁顶端自由单向悬臂板时，池壁根部弯矩很大（M端= =229.97KN·m）。
图二
为减少池壁内力，改善池壁受力条件，在不影响工艺正常运行前提下，考虑在A2/O水池东侧外池壁横向设置若干个走道板及拉梁，视为池壁的不动铰支承，使原先池顶支承由自由端改为简支边界条件，从而大大减少池壁底部弯矩。
1.计算条件
依据《规程》第6.1.4条规定：当利用池壁顶端的走道板、工作平台作为池壁的支承构件时，走道板、工作平台和池壁的计算应符合下列规定：
（1）走道板或工作平台的厚度不宜小于20cm，并应对其横向受力进行计算。
（2）走道板或工作平台宜作为池壁的弹性支承。该弹性支承的反力系数可按下式确定：
根据以上试算结果，明确池顶走道板水平计算跨度不大于6.0m，即确定了水平拉梁的间距不大于6.0m。
3.计算结果
在相同工况条件下，A2O水池东侧外池壁按三边固定一边简支单向受力条件重新计算，池壁竖向跨中弯矩为41.1KN·m，竖向底部弯矩（M端）仅为92KN·m，比池壁顶端自由边界条件底部弯矩减少了60%，池壁内力分布合理。
三、结论
本文通过对某污水厂工程敞口水池设计实际案例，经过对比分析计算敞口池池壁顶端，两种不同边界条件下对池壁内力的影响，从而得到以下几点结论：
1.规程虽然已经规定了走道板作为池壁支承构件的条件和计算方法，但是条件较为苛刻，故在具体应用中应结合工艺等其他专业实际情况，合理采用顶部支承条件。
2.给水排水结构专业虽然在这个整个厂站设计的最后一个环节，但是在满足工艺、电气等其他专业使用功能的前提下，应尽可能的优化结构受力条件，从而可大量节省工程土建造价。故建议给排水结构专业须在工艺等专业方案设计阶段介入讨论，以免施工图设计阶段造成返工等后果。
参考文献
［1］闫永超 构筑物水池结构改造设计探讨 《特种结构》 2017年第1期第34卷；
［2］中华人民共和国住房和城乡建设部 《给水排水工程构筑物设计规范》（GB50069-2002）
［3］中国工程建设标准化协会标准 《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》（CECS 138：2002）
论文作者:汪坤
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/10/8
标签：水池论文; 走道论文; 条件论文; 弯矩论文; 受力论文; 规程论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;