蘇安軍 許 淼 劉 曉

(中國(guó)寰球工程公司，北京 100012)

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預(yù)應(yīng)力二沉池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

蘇安軍 許 淼 劉 曉

(中國(guó)寰球工程公司，北京 100012)

介紹了無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的工藝原理，結(jié)合圓形水池的受力特點(diǎn)，闡述了預(yù)應(yīng)力技術(shù)在二沉池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，指出使用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)提高了水池的抗震性、耐久性及抗?jié)B性。

水池，預(yù)應(yīng)力，池壁，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

1 概述

二次沉淀池是污水處理場(chǎng)中一個(gè)重要的工藝水池，一般簡(jiǎn)稱為二沉池。二沉池為圓形無(wú)蓋水池，且中間有個(gè)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的刮泥機(jī)，起攪拌二沉池中污水的作用。本文主要講述二沉池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2 預(yù)應(yīng)力圓形水池設(shè)計(jì)研究

根據(jù)預(yù)應(yīng)力體系的特點(diǎn)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)可分為有粘結(jié)和無(wú)粘結(jié)兩大類。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，是指沿預(yù)應(yīng)力筋全長(zhǎng)，預(yù)應(yīng)力筋完全與混凝土粘結(jié)、握裹在一起的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，與預(yù)應(yīng)力筋伸縮變形自由、不與混凝土粘結(jié)、握裹，這種結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋全長(zhǎng)涂有特制的防銹材料，外套防老化的塑料(PE)管。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在圓形構(gòu)筑物中應(yīng)用越來(lái)越成熟。它的工藝原理是：在綁扎池壁鋼筋的時(shí)候，將預(yù)應(yīng)力筋按設(shè)計(jì)逐環(huán)固定在模板內(nèi)，然后澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，利用預(yù)應(yīng)

力筋與混凝土無(wú)粘結(jié)、可自由滑動(dòng)的特點(diǎn)，在預(yù)應(yīng)力筋兩端進(jìn)行張拉，利用錨具將預(yù)應(yīng)力筋固定在斷頭的錨固板上，再用混凝土封閉錨固端，從而達(dá)到給池壁施加預(yù)壓力的效果。這時(shí)的圓形水池就像被套了一個(gè)“鋼箍”一樣，有效防止池壁開(kāi)裂。

計(jì)算模型假定為：池壁為一受力圓環(huán)，池壁頂部自由，底部簡(jiǎn)支在底板上。為實(shí)現(xiàn)池壁底部支座為鉸接，底板需做成杯口，待底板混凝土澆筑完畢，并達(dá)到強(qiáng)度后，再支模施工池壁，且池壁與底板需增加4mm氯丁橡膠板以實(shí)現(xiàn)池壁與底板的彈性連接。之所以把池壁底部做成彈性的簡(jiǎn)支座，是因?yàn)槌乇谛桀A(yù)壓增加池壁混凝土的預(yù)應(yīng)力。如果池壁與底板一起澆筑，為剛性支座，那么池壁的預(yù)應(yīng)力將無(wú)法施加。對(duì)于底板，計(jì)算假定為彈性地基上的圓形板(周邊自由)，考慮池壁的嵌固作用。圓形水池池壁計(jì)算假定見(jiàn)圖1，池壁與底板連接見(jiàn)圖2。

同時(shí)，二沉池的底板比較大，按照土中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)最大長(zhǎng)度不超過(guò)30 m。所以，底板須滿足徑向和最外圓周長(zhǎng)度要求。舉例：直徑37 m二沉池，由于徑向和最外圓周長(zhǎng)度均超過(guò)30 m。所以，增加環(huán)形膨脹加強(qiáng)帶，使底板徑向滿足伸縮長(zhǎng)度要求；增加4條徑向膨脹加強(qiáng)帶，使底板最外圓周長(zhǎng)度滿足伸縮長(zhǎng)度要求。底板平面布置圖見(jiàn)圖3。

池壁的預(yù)應(yīng)力計(jì)算，首先要確定錨固肋的個(gè)數(shù)及布置。根據(jù)CECS 216—2006給水排水工程預(yù)應(yīng)力混凝土圓形水池結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程第6.1.4條，池壁或環(huán)梁的環(huán)向預(yù)應(yīng)力筋，當(dāng)其長(zhǎng)度超過(guò)30 m時(shí)，宜采用兩端張拉；當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)度超過(guò)60 m時(shí)，宜采取分段張拉和錨固。同時(shí)，需滿足第6.1.5條，預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力值σcon，對(duì)于采用后張法施工的預(yù)應(yīng)力筋，不宜超過(guò)0.75fptk，且不應(yīng)小于0.4fptk，錨固肋的數(shù)量還要考慮預(yù)應(yīng)力筋的損失。舉例：37 m直徑二沉池，設(shè)置了6個(gè)錨固肋，預(yù)應(yīng)力筋圓弧角

度120°，同一標(biāo)高處有3段預(yù)應(yīng)力筋，每段預(yù)應(yīng)力筋圓弧長(zhǎng)度為38.7 m。同時(shí)，相鄰標(biāo)高處的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)該交錯(cuò)布置，這樣可以保證整個(gè)池壁的預(yù)壓力大致相同。采用預(yù)應(yīng)力的池壁，混凝土設(shè)計(jì)為C40或更高標(biāo)號(hào)混凝土。

3 結(jié)語(yǔ)

無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力在圓形水池應(yīng)用中，有很多優(yōu)點(diǎn)：1)水池的整體性和抗震性得到加強(qiáng)。2)使用預(yù)應(yīng)力混凝土解決了施工期間的溫度應(yīng)力問(wèn)題和季節(jié)變化的溫度應(yīng)力問(wèn)題，無(wú)需設(shè)置伸縮縫。3)由于池壁混凝土預(yù)先施加了壓力，水池的抗?jié)B性、耐久性也大大提高。4)造價(jià)成本低，與普通混凝土水池比較，池壁厚度大大降低，減少了混凝土和鋼筋的用量。

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Design for structure of prestressed secondary sedimentation tank

Su Anjun Xu Miao Liu Xiao

(ChinaHuanqiuContracting&EngineeringCorp.,Beijing100012,China)

This paper introduces the process principle of unbonded pre-stressed technology, combining with the force characteristics of circular pool, elaborated the application of pre-stressed technology in secondary clarifier structure design, pointed out that the use of unbonded pre-stressed technology improved the seismic performance, durability and impermeability of the pool.

pool, pre-stress, pool wall, reinforced concrete structure

1009-6825(2016)28-0050-02

2016-07-27

蘇安軍(1984- )，男，工程師； 許 淼(1983- )，男，工程師； 劉 曉(1982- )，女，工程師

TU318

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