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摘要：在现代社会，我国各个城市的发展进程在不断加快，所以每个城市都会建设污水厂，目的是对污水进行有效处理，其中水池结构对工程排水的安全和耐久性能有着直接影响因此在进行市政污水处理之前要设计好水池结构，而目前预应力技术是广泛应用的一种技术，在改善污水厂质量方面取得了良好的效果。本文主要对市政污水厂水池结构设计中预应力技术的应用进行分析。
关键词：预应力技术；市政污水厂；水池结构设计；应用
一、市政污水厂水池结构的设计特点和实例分析
1、设计特点
不管是哪座城市，在建设污水厂时都要发挥其应有的作用和效果，并对污水厂进行合理处理，还要将一些先进科学技术融入到处理工作中，促使污水处理的技术含量有所增加，保证设计的优化性。目前大多数污水厂都是采用的水池结构进行设计，通过利用一些计算机软件和计算方法更好的开展计算工作，不断优化水池结构强度、抵抗开裂程度等，促使这部分水池质量和经济得到保证。
2、工程实例相关内容
（1）某污水处理工厂在建设中，每天污水的处理量的30000t/d，二沉池的内部直径长度为40m，地表上面的深度为1.5m，地表下面的深度为3.45m，抗浮设计水位在地面以下2.5米，并且水池顶部位置是没有盖子的，采用的设计结构为半地下水池结构，一般如果圆形形状水池的直径很小，就应该使用钢筋混凝土结构进行浇筑，如果水池直径很大采用该结构有可能导致开裂问题产生，因此在这一工程实施中池壁外部应该采用后张法的预应力混凝土结构，在板块底部应该采用钢筋混凝土结构，池壁厚度是300mm，板块底部的厚度是600mm。
（2）在水的压力下，圆形水池的池壁全断面受到轴向拉力的影响，通常要是水位比较高，直径比较大的圆形状况水池应该使用性能一般的钢筋混凝土结构，但是如果池壁厚度太大是很难对轴拉力进行抗衡的，这样就出现池壁混凝土出现开裂现象，既使得材料有很大浪费，也对使用效果造成影响，所以应该采用无粘结预应力张拉技术，该技术可以很好的减少水池的池壁厚度，也可以预防裂缝。此外在本工程中如果使用钢筋混凝土结构进行施工，池壁的厚度要超过500mm，这个时候钢筋配比出现裂缝的概率依然很大，还不容易做好振捣工作，也大量浪费施工材料，这样要想大幅度降低池壁的厚度，对抵抗裂缝要求进行满足，就要使用水平张拉无无粘结的预应力，从而就可以让池壁厚度有所降低，降低到300mm。
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（3）在2016年7月该工程已经完工了，在开展回填施工之前应该根据相关的规范和要求开展闭水试验，结果与具体要求相符合，并且该水池经过这两年的正常运行，没有发现问题，运行效果良好。
二、预应力技术在市政污水厂水池结构设计中应用要点
1、结构设计方案分析及选择
关于污水厂，在对水池结构进行设计的时候，以采用分段张拉无粘结预应力、绕丝两种方法为主，现在在我国范围内大多数污水处理厂都是采用它们进行设计工作，但是因为在施工环节围绕这两种方法进行设计，由于选择的施工材料不同，那么选择的施工方法也有很大不同之处，在具体的应用中特点也存在差异，所以在设计中要对本工程的特点进行分析遵循安全和经济的原则对设计方法进行选择，在本工程中进行施工的时候运用分段张拉无粘结的预应力技术。
关于该设计方法的使用应该选择质量良好，满足设计相关要求的无粘结预应力钢筋进行施工，从一些经验中我们知道质量高低、施工工艺的合理程度会大大影响工程后期阶段的质量，所以在具体的设计中应该选择松弛度比较低的无粘结钢绞线，这样就可以保证施工效果，工程的实施也会有很好的效果，并且能非常好的控制张拉锚固。其次在具体的设计中要先很多次的对施工材料开展冷拔工作，并且通过热处理消除应力，做好这些处理工作之后屈服和极限强度就会有非常显著的提高，应力松弛效率也会有非常明显的降低，预应力筋的使用数量也有很大程度的降低，这样就促使混凝土开裂程度的抗衡强度有显著提高。
2、预应力水池结构分析与计算
（1）预应力损失分析
①在设计水池的时候，选择无粘结预应力钢绞线开展工作，同时还通过使用Ⅰ类锚具对其进行辅佐，在大的水池中得到广泛应用，其中钢绞线以强度较高的钢丝线组合而成的。同时要想对锈蚀现象进行有效防止，应该将润滑油在钢丝表层面上涂抹一层，之后在把它套在管道的外部侧面。最后该预应力筋具有新型特征，且与混凝土不发生粘结问题，这样在张拉环节就会逐步减少摩擦损失力度，经济效益不断提高。
②本工程采用1×7（s）钢绞线，直径d=15.2mm，强度标准值fptk=1860N /mm²；池壁混凝土强度等级C40；池壁应该采用后张无粘结预应力钢筋，该构件进行预埋孔制作的管道材料应使用金属波纹管道。
（2）内力计算
①在开展设计工作过程中，要想通过采用预应力筋张拉应力对混凝土环向应力进行很大程度降低，在池壁下端应该使用具有滑动功效的支承，张拉完成之后，进行池壁中的水槽和顶板混凝土的浇筑；其次在进行预应力施加的过程中不应该完全填充和密封好杯槽，衔接好池壁与底板之间的缝隙，而此时采用的材料必须具备嵌固的功效和作用。
②对池壁各个端点的环向张拉力进行计算，可以知道在池壁水平中拉力最大数值所处的位置为0.5H，用447.2KN/m，并且截取宽度为1m的横条进行计算。此外还应该通过利用理正软件对预应力钢筋张拉、闭水试验以及竖向内力等施工状况进行计算，并且做好钢筋配制工作。
（2）构造设计
①锚固肋设置
在设计构件时要大幅度降低预应力引起的损失，这样就能够确保分段张拉和锚固预应力筋的效果，也可以让其严格按照构造的具体要求、相关规范进行设计，通常会在池壁外侧进行扶壁柱设置，就能让池壁附近构造布置更加均匀。
②池壁和底板连接
在设计水池的时候，要从各个方面对竖向荷载的重要作用进行考虑，通过运用一些行之有效的策略进行设计，降低弯矩引起的不良影响，可以使用杯槽方式进行柔性化的连接，确保控制的有效性，同时还可以浇筑底板四周，保证其为槽口。在做好这些工作之后要进行张拉，并且浇筑混凝土。另外针对水池池壁的底部出现的渗漏现象要想进行有效避免，应该处理好槽口和池壁之间出现的嵌缝，保证其最大限度的密封，从而就可以促使水泥砂浆和混凝土之间有良好的粘结，对强度进行增加。
3、水池预应力施工
（1）预应力筋铺设
首先要严格根据施工图纸的具体要求计算出预应力下料长度，保证下料工作的有效开展。在铺设预应力的时候应在池壁上预应力筋所在的位置使用水平仪对其控制，还要用彩色笔在池壁上画出每道预应力筋端点所处的位置。然后根据设计要求对配筋数量进行设置，并且每间隔1m就设置1根定位钢筋。此外还要使用铅丝将其捆绑牢固和扎实。
（2）预应力筋张拉
一般情况下，在无粘结预应力筋进行张拉的时候，要采用双控方法，通过试验，在材料混凝土试验数值达到了一定强度之后就可以进行张拉施工。在应力环节在对每一对预应力筋进行张拉之后要查看锚固肋端部位置和水池池壁位置是不是有裂缝，再认真做好记录工作。
对于该工程，在设计预应力钢绞线中应该通过从上到下的方式，并且沿着池壁附近将6个锚固肋设置到该处，随后使用120°张拉在不相同的地方进行3组钢绞线设定，这样形成的圆形就是封闭的。此外按照施工和设计要求，在二沉池进行钢绞线设置时，将不相同断面的钢绞线分别设置在不同区域，并且研究应力大小和预应力筋张拉问题，同时还要在同一排适当的设置钢绞线。
三、结论
综上所述，对污水厂进行水池结构设计的时候，应该使用无粘性预应力筋，并且对其进行合理运用，这样就可以取得良好的效益，可要是池壁在施工的过程中使用松弛度差的无粘结钢绞线，就促使强度和弹性得到大大提高，促使市政工程的有序开展。
参考文献：
[1]吴添福.预应力技术在市政污水厂水池结构设计中应用[J].建材与装饰，2016（17）：153-154.
论文作者:高孟东
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第19期
论文发表时间:2019/4/15
标签：预应力论文; 水池论文; 污水论文; 钢筋论文; 混凝土论文; 结构论文; 强度论文; 《建筑细部》2018年第19期论文;