預應力技術在市政污水廠水池結構設計中應用研究

劉振超

山東碧水源環(huán)?？萍加邢薰?/p>

引言

污水處理是城市的重要工作之一，為保障城市污水處理效果，需要對污水廠進行合理設計。預應力技術是市政污水廠水池設計的重要內容，在實際應用過程中需要將其與水池結構相結合，以保證水池的穩(wěn)定性。本文分析了預應力技術應用的必要性，并探討了預應力技術在市政污水廠水池結構設計中的應用措施，希望提高市政污水廠水池的安全性與穩(wěn)定性。

一、預應力技術在市政污水廠水池中應用的必要性

在市政污水處理廠的建設過程中，需要對污水進行處理，并將其轉化為符合城市標準的水資源，以此來保證城市居民的日常生活用水需求。而在污水處理廠建設過程中，水池作為其重要組成部分，也需要得到重視。一般來說，市政污水廠水池的主要作用是將污水進行有效處理。在水池結構設計過程中，需要對水池進行合理的布置，從而確保水池中的水能夠實現(xiàn)循環(huán)利用，以此來保證城市居民日常用水需求得到滿足。而在傳統(tǒng)的設計過程中，通常會采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構進行水池結構設計。但是，這種方式在實際應用過程中會導致池體出現(xiàn)裂縫問題，從而嚴重影響了市政污水廠水池結構設計效果。而預應力技術作為一種有效的處理方法，在水池結構設計過程中具有十分重要的作用。

（一）預應力技術能夠對池體內部應力問題進行有效解決

在市政污水廠水池設計過程中，由于池體結構具有較大的跨度，因此在設計過程中會采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構進行池體布置，這也導致池體內部存在著較大的應力問題。在市政污水廠水池施工過程中，預應力技術的應用能夠有效提升水池結構質量，從而確保施工質量得到有效保證。由于現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構也具有較大的跨度，因此在實際施工過程中會導致池體內部存在著較大的應力問題。而在市政污水廠水池施工過程中，由于受到地下水影響，池體內部會存在著較大的應力問題[1]。通過預應力技術在市政污水廠水池中的應用可以有效解決池體出現(xiàn)裂縫問題。因此，在市政污水廠水池施工過程中需要對預應力技術進行合理的應用。

（二）預應力技術能夠有效減少池體混凝土結構收縮變形

在市政污水廠水池結構設計過程中，池體混凝土結構的收縮問題是影響池體結構穩(wěn)定性的重要因素之一，如果池體混凝土結構在使用過程中出現(xiàn)收縮問題，會導致池體內部出現(xiàn)一定的壓力和拉力，從而導致池體內部混凝土結構產生較大的拉應力，進而導致池體出現(xiàn)裂縫問題。而在實際應用過程中采用預應力技術能夠有效降低池體混凝土結構收縮變形問題，從而有效避免池體出現(xiàn)裂縫問題。具體來說，在市政污水廠水池建設過程中采用預應力技術可以將池體內部的應力問題進行有效解決，從而避免由于池體混凝土結構收縮問題而導致的池體出現(xiàn)裂縫問題。

（三）解決池壁裂縫問題

市政污水廠水池的池壁在施工過程中，由于受到鋼筋混凝土的約束，導致池壁產生裂縫問題。在池壁施工過程中，為了解決池壁裂縫問題，需要對池壁進行留縫處理。首先，在施工過程中，應對混凝土進行預壓處理。其次，應對池壁進行充分的振搗，以排除混凝土的氣泡，并在池壁上均勻地涂上一層薄水泥砂漿。同時，應采用一定的技術措施控制鋼筋混凝土的收縮變形和溫度變形[2]。當澆筑混凝土時，應避免水泥砂漿與鋼筋直接接觸。為了防止鋼筋混凝土中出現(xiàn)裂縫問題，應采用相應的技術措施進行預防。首先，通過對混凝土進行預壓處理，可以有效地防止混凝土的收縮變形和溫度變形；其次，采用預應力技術可以有效地解決池壁裂縫問題；最后，采用預應力技術可以有效地提高池壁的結構剛度和抗裂性能。

二、預應力技術在市政污水廠水池結構設計中的應用優(yōu)勢

（一）結構安全度高

在市政污水廠水池結構設計中采用預應力技術，能夠有效控制水池結構裂縫出現(xiàn)，從而提高市政污水廠水池結構的安全性和穩(wěn)定性。市政污水廠水池結構屬于大型構筑物，具有體積大、荷載重、施工難度大等特點，這些因素均會對其結構安全產生嚴重影響。因此，在進行市政污水廠水池結構設計時，必須嚴格控制好水池的整體穩(wěn)定性和安全性。采用預應力技術進行市政污水廠水池結構設計時，可以充分發(fā)揮混凝土自身的抗拉強度，使其抗裂能力得到顯著提升，從而有效降低了混凝土裂縫的出現(xiàn)幾率，為提高市政污水廠水池結構安全性提供保障。

（二）質量易把控

市政污水廠水池結構屬于大型構筑物，其使用時間較長且受到外界因素影響較大，如果設計不當或者施工質量不達標，將會導致市政污水廠水池結構存在嚴重的安全隱患。因此，在進行市政污水廠水池結構設計時，必須嚴格控制好混凝土材料的質量，避免混凝土材料在實際使用過程中出現(xiàn)裂縫情況[3]。為了有效控制好混凝土材料的質量，可在施工前采用預應力技術進行施工。例如：在進行鋼筋混凝土施工時采用預應力技術能有效提高混凝土材料的抗拉強度和抗壓強度，使其抗壓強度和抗拉強度分別達到C40 和C60。同時，為了避免鋼筋混凝土裂縫出現(xiàn)的幾率加大、裂縫寬度增加等情況出現(xiàn)，可采用預應力技術對其進行施工。通過采用預應力技術可有效控制好混凝土裂縫出現(xiàn)的幾率增加、裂縫寬度增加等情況發(fā)生。

（三）施工速度快

市政污水廠水池結構屬于大型構筑物，其在進行施工時通常需要大量的勞動力。由于采用預應力技術對市政污水廠水池結構進行設計時能有效降低鋼筋混凝土材料的用量以及水泥用量，從而使其施工成本得到有效降低。此外，在進行預應力技術施工時通常采用先張法預應力技術對市政污水廠水池結構進行設計時能有效避免鋼筋混凝土材料出現(xiàn)收縮變形情況發(fā)生。

（四）適用范圍廣

在市政污水廠水池結構設計中采用預應力技術進行施工時通常采用的是后張法預應力技術，這種技術的應用不僅能有效控制好鋼筋混凝土材料的收縮變形情況發(fā)生，還能有效降低鋼筋混凝土材料的收縮變形對鋼筋混凝土結構所產生的影響。另外在采用后張法預應力技術對市政污水廠水池進行設計時通常采用后張法先預應力技術、后張法后預應力技術和先張法先預應力技術三種施工技術進行設計時能有效降低鋼筋混凝土材料在實際使用過程中收縮變形情況發(fā)生。其中，后張法先預應力技術適用于各種類型的市政污水廠水池結構設計；后張法后預應力技術適用于各種類型的市政污水廠水池結構設計；先張法后預應力技術適用于各類類型的市政污水廠水池結構設計；先張法先預應力技術適用于各種類型的市政污水廠水池結構設計。通過采用先張法先預應力技術能有效降低鋼筋混凝土材料收縮變形發(fā)生概率，從而有效避免鋼筋混凝土材料出現(xiàn)收縮變形情況發(fā)生，為提高市政污水廠水池結構設計質量奠定堅實的基礎。

三、預應力技術在市政污水廠水池結構設計中的應用措施

在市政污水廠水池結構設計中合理運用預應力技術，可以有效提高市政污水廠水池結構的抗腐蝕能力，有效避免預應力鋼筋混凝土構件因受到腐蝕性介質的作用而出現(xiàn)裂縫、腐蝕等現(xiàn)象。相關工作人員應盡量將張拉時間控制在混凝土結構構件受力合理的范圍之內。例如：可以采用預張拉的方式來降低溫度應力對預應力鋼筋混凝土構件產生的不利影響。在具體施工中，應根據市政污水廠水池結構設計圖紙要求以及相關施工規(guī)范標準進行張拉施工操作。在具體張拉過程中，應先確定張拉端和錨固端位置，并根據位置和方向選擇合適的預應力筋類型和數(shù)量。然后按照施工圖紙要求進行預應力筋布置；最后根據相關施工規(guī)范標準進行混凝土澆筑操作。

（一）確定池壁厚度

在市政污水廠水池結構設計過程中，池壁厚度是設計的重點，也是設計的難點。池壁厚度的大小決定了市政污水廠水池結構的具體使用功能。例如，在進行水池結構設計時，如果池壁厚度過小，則會降低工程的穩(wěn)定性；而如果池壁厚度過大，則會導致工程造價過高。因此，在進行市政污水廠水池結構設計時，需要對池壁厚度進行科學合理的計算。在確定市政污水廠水池結構設計的池壁厚度時，需要從兩個方面進行考慮。首先，需要結合市政污水廠水池結構的具體功能來確定池壁厚度。在進行容積計算時，需要按照市政污水廠水池結構中不同位置所產生的荷載情況來確定池壁厚度[4]。其次，需要結合具體的池壁厚度來確定預應力混凝土構件的使用范圍。例如，在進行預應力混凝土構件設計時，其主要作用是為預應力筋提供錨固條件；而在進行預應力混凝土構件設計時，主要作用是為預應力筋提供錨固條件。

（二）確定池壁截面尺寸

市政污水廠水池結構設計中的池壁截面尺寸主要是由池壁的厚度以及跨度來決定。如果在進行市政污水廠水池結構設計過程中，池壁的厚度超過了50 cm，那么在進行預應力技術應用時，則需要在池壁截面尺寸確定之后再進行預應力技術的應用。但是如果在市政污水廠水池結構設計過程中，池壁的厚度小于20 cm，則可以不需要使用預應力技術來進行處理。如果市政污水廠水池結構設計中沒有考慮到池壁的厚度以及跨度問題，則可以通過加大池壁厚度來提升預應力技術應用的質量。

（三）確定預應力筋的數(shù)量和位置

市政污水廠水池結構設計可以使用無粘結預應力混凝土，這種技術的應用對市政污水廠水池結構設計具有重要影響。在采用無粘結預應力混凝土進行設計時，需要在設計過程中對混凝土的強度進行控制。在進行施工材料選擇過程中，可以采用符合質量標準的施工材料，從而保證工程質量能夠得到有效控制。在對施工材料進行選擇時，需要根據相關標準來對施工材料進行合理選擇，從而保證市政污水廠水池結構設計的質量能夠得到有效控制。此外，還需要對市政污水廠水池結構中的鋼筋等材料進行合理控制，并采用符合質量標準的施工材料來滿足施工需要。

（四）確定預應力筋的具體張拉值

在實際的市政污水廠水池結構設計過程中，需要對預應力筋的張拉值進行確定，并根據設計規(guī)范要求合理選擇施工材料。一般情況下，在進行市政污水廠水池結構設計過程中，需要根據施工現(xiàn)場的具體情況確定預應力筋的張拉值，從而確保市政污水廠水池結構設計符合相關設計規(guī)范要求[5]。在確定具體的張拉值時，需要綜合考慮預應力筋的類型、構件的尺寸和施工方法等因素。例如，在確定預應力筋張拉值時，需要結合相關設計規(guī)范要求以及施工現(xiàn)場情況進行考慮，并確保預應力筋張拉值滿足市政污水廠水池結構設計要求。在確定具體的張拉值時，一般需要結合施工現(xiàn)場情況和預應力筋的類型進行考慮。例如，在進行預應力筋張拉值確定時，需要結合實際情況對預應力筋張拉值進行合理確定。

（五）預應力筋的布置

通常情況下，在市政污水廠水池結構中應用的預應力筋主要有兩種，一種是高強度低松弛鋼絞線，另一種是低強度高松弛鋼絞線。在市政污水廠水池結構設計中應用高強度低松弛鋼絞線時，需要注意以下內容：（1）在選擇高強度低松弛鋼絞線時，需要重點關注其價格與性能，并結合市政污水廠水池的實際情況選擇合適的高強度低松弛鋼絞線。（2）在市政污水廠水池結構設計中應用低強度高松弛鋼絞線時，需要在不影響市政污水廠水池使用功能與穩(wěn)定性的基礎上合理選擇合適的預應力筋。（3）在市政污水廠水池結構設計中應用低強度高松弛鋼絞線時，需要注意其直徑與長度，避免其出現(xiàn)過大的彎折。

四、結束語

綜上所述，隨著我國城市化建設進程的不斷加快，市政污水廠建設的數(shù)量也在不斷增多，為了確保市政污水廠建設質量，有效提高我國城市環(huán)境質量，我們需要充分認識到市政污水廠建設的重要性，并要保障市政污水廠建設的順利開展。其中，預應力技術在市政污水廠水池結構設計中的應用對提高我國市政污水廠水池結構設計水平具有十分重要的意義。因此，我們需要進一步加強對預應力技術在市政污水廠水池結構設計中應用優(yōu)勢和設計要點的分析，從而有效提高預應力技術在市政污水廠水池結構設計中應用效果，進而為我國城市可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎。