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摘要：近些年来，通过对大多数工程的研究，应用预应力技术可以有效解决水池强度和抗裂度的要求，也就是预应力筋随池壁曲线不止在池壁外侧，预应力筋与水池池壁之间没有粘结，张拉锚固后传到混凝土池壁上，通过对池壁外侧受拉区施加预应力的办法来克服强度问题，满足抗裂性要求，从而提高污水池的安全性和经济性。本文就对预应力技术在市政污水厂水池结构设计中的应用措施进行深入探讨。
关键词：市政；污水厂；水池结构；预应力技术
在对市政污水厂进行设计的过程中，环向预应力技术是目前很多设计人员都普遍采用的一种新型的技术，其在目前的市政污水厂设计的过程中得到了十分广泛的应用。通常情况下，在设计一处市政污水处理厂的过程中，多数的沉淀池都为圆形结构，同时水池的高度比较小，所以在对其进行设计的过程中，在选择计算模型时应当将其作为上端悬臂、底端铰接的情况处理，在进行竖向设计的过程中利用水平设计模型进行有效的计算。以下就结合某市政污水厂水池结构设计情况进行系统的阐述。
1、工程概况
某污水处理厂一期工程日处理量比较高。其中污水初沉池、二沉池由内、外两部分组成，采用圆形。底板、内池池壁采用C30混凝土，外池池壁采用C40混凝土。
2、水池结构设计关键点
2.1规范性
水池结构设计应保持规范性，设计建造需符合国家相关规定，水池结构及类型得应经专业测算后落实，检测水池强度是否符合要求，结合周围地质环境、荷载环境及水文合理设计，确保污水处理水池结构的规范性。
2.2荷载及荷载组合
污水处理厂荷载及荷载组合上，需着重考虑水压、土压、地下水压力、温度荷载等多方面问题。此外，水池结构还需考虑到水池受到的水压加自重及季节温度变化造成的温差影响，合理分析水池投入使用后对结构强度的需求，必须确保水池基本质量。
2.3截面设计
水池结构界面上，应重视水池设计强度的安全系数。实际设计中，包含对水池顶盖的强度设计，要求附有科学安全系数，对底板设计，也应满足合理的设计强度，有可靠的安全系数支撑。此外，水池截面是否有裂缝产生，配筋率是否科学等都需要在截面设计中合理考虑。
3、结构设计方案分析及选择
在设计污水厂水池结构的过程中，分段张拉无粘结预应力发和绕丝法是常用的两种施加环向预应力的方法。然而分段张拉无粘结预应力和绕丝法由于选择材料的性能不同，同时各自的施工方法也不同，在实际应用过程中体现出了不同的特点。所以，本工程在设计过程中，出于对安全性、先进性及经济性等方面因素的考虑，充分结合分段张拉无粘结预应力和绕丝法的特点，最终选择分段张拉无粘结预应力法展开施工。应用分段张拉无粘结预应力技术时，需要选择比较好的无粘结预应力筋，按照以前的工程实践经验来看，预应力筋是否合适和选择的张拉工艺、锚具及最后的张拉效果存在密切联系，经过对比分析以后，本工程应用低松弛无粘结钢绞线进行施工，这种施工的效果非常高，同时张拉锚固也很容易得到控制。
4、预应力水池结构分析及计算
4.1预应力损失分析
预应力损失是工程需要考虑的基本要素，工程预应力损失包括以下几方面：（1）张拉端锚具变形和无粘结预应力筋内缩引起的预应力损失。卸荷时，张拉已经完成，无粘结预应力筋会发生内缩，很大程度会造成预应力损失。因工程采用千斤顶张拉，且池壁上、下两排环向预应力筋锚固位置相互交错，通过计算可知其值降低50%。（2）无粘结预应力筋的摩擦损失。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆工程采用圆形设计，圆形水池预应力筋呈曲线形状，沿池外壁环向布置，根据其弧度和弧线长度，在张拉时预应力筋与池壁之间的摩擦引起的摩擦损失不可避免，该项损失随着摩擦系数的增大而增大。池壁上、下两排环向预应力筋锚固位置交错布置的特殊结构和采用千斤顶张拉的方法使其值也必须降低50%采用。（3）无粘结预应力筋的应力松弛损失。钢筋的种类及松弛等级决定着预应力筋的松弛。为了减少无粘结预应力筋的松弛损失，工程可采用超张拉程序进行张拉。（4）混凝土收缩徐变引起的预应力损失预应力损失在另一方面是由混凝土收缩徐变引起的，因此预应力筋损失也降低50%考虑。（5）弹性压缩影响预应力损失。无粘结预应力筋采用分批张拉的方法，产生混凝土的弹性压缩其张拉后批无粘结预应力筋，造成先批张拉预应力筋的性能的一定变化，预应力损失降低。所以，在施工中，先张拉后批张拉预应力筋，再进行对先张拉的预应力筋补张拉，能够获得更好的效果。
4.2内力计算
当在计算的过程中应当保证水池壁在最不利的荷载组合作用下，水池池壁的任何截面都不应当有裂缝的产生，而如果能对配筋进行良好的控制的话，就能达到这一目的。按照相关规定的要求，在对水池池壁进行内力计算的过程中应当尽可能的采取以下几种何在组合：（1）在施工的过程中水池内不应当有水，而且水池外部也不应当存在土层；（2）在之后的试水过程中池内应当留有充足的水分，水池之外应当理由一部分的土；（3）在施工完毕的试用阶段，其工作环境应当与试水阶段保持一致；（4）如果水池在使用的过程中出现问题的话检修是必不可少的，而在检修的过程中应当与施工阶段的作业操作保持一致。
4.3构造设计
（1）锚固肋设置。通常情况为了能够让张拉、锚固预应力筋的构造要求符合相关规范的规定，通常情况下会在水池池壁的外侧设置5根扶壁柱并将其进行较为均匀的设置。（2）池壁和底板连接。在对污水池结构进行设计的过程中，应当充分的考虑竖向弯矩对其的作用，应当采取一定的措施弯矩对其造成的不利影响降低到最小。另一方面为了避免能够在水池壁根部出现渗漏的现象，应当在槽口和池壁间进行嵌缝措施，在最大程度上的对其进行密实，通过这种做法能够将水泥砂浆以及混凝土之间形成比较好的效果。
5、水池预应力施工
5.1铺设预应力筋
利用下料方法进行无粘结预应力筋的铺设，注意铺设过程中必须对施工图计算中下料长度进行考虑。在预应力筋的铺设过程中，需要利用水平仪对池壁上预应力筋的位置进行设定，同时将池壁上每道预应力点的坐标位置进行确定，然后按照设计要求设置配筋根数，将其分束以后设置定位钢筋，最后进行牢固的绑扎。
5.2张拉预应力筋
在无粘结预应力筋的张拉过程中，通常在张拉过程中需要用到双控的手段，所谓双控是指利用控制力方式展开张拉操作，这是主要的工作内容，同时还要在此基础上进行无粘结预应力伸长操作。注意必须在材料混凝土试验值达到了一定强度才能进行无粘结预应力张拉，在应力过程中，完成每对预应力筋的张拉以后，进行锚固肋端部和水池池壁部位是否存在裂缝的检验，还要注意将记录工作做好。本工程应用自下而上的设计方式对预应力钢绞线进行设计，沿着池壁四周进行6个锚固肋的设置，利用120°张拉，在不同位置上进行3组钢绞线的设置，形成封闭的圆形应力。按照施工设计情况来看，初沉池及二沉池断面应该也应该设置钢绞线，将不同断面钢绞线分别在不同区域中设置，并对应力大小以及预应力筋强度问题进行研究，在同一排进行适量钢绞线的设置。
6、结语
综上所述，大直径污水池工程应用无粘结预应力筋方法进行设计，这种方法和普通结构相比，池壁厚度可以大大减少，能够很好的解决水池池壁在环向较大拉应力作用下强度、抗裂度要求，具有较好的经济效益。
参考文献
[1]魏本宝.浅谈污水处理厂的水池结构设计要点[J].城市建设理论研究（电子版），2018，253（7）：139.
[2]纪涛.浅谈污水处理厂中水池结构的防水设计与施工[J].江西建材，2018（4）：81.
论文作者:张耀鹏
论文发表刊物:《防护工程》2019年20期
论文发表时间:2020/3/7
标签：预应力论文; 水池论文; 过程中论文; 锚固论文; 损失论文; 污水论文; 结构论文; 《防护工程》2019年20期论文;