预应力二沉池结构设计

苏安军 许 淼 刘 晓

(中国寰球工程公司，北京 100012)



预应力二沉池结构设计

苏安军 许 淼 刘 晓

(中国寰球工程公司，北京 100012)

介绍了无粘结预应力技术的工艺原理，结合圆形水池的受力特点，阐述了预应力技术在二沉池结构设计中的应用，指出使用无粘结预应力技术提高了水池的抗震性、耐久性及抗渗性。

水池，预应力，池壁，钢筋混凝土结构

1 概述

二次沉淀池是污水处理场中一个重要的工艺水池，一般简称为二沉池。二沉池为圆形无盖水池，且中间有个缓慢转动的刮泥机，起搅拌二沉池中污水的作用。本文主要讲述二沉池的结构设计。

2 预应力圆形水池设计研究

根据预应力体系的特点，预应力混凝土结构可分为有粘结和无粘结两大类。有粘结预应力混凝土结构，是指沿预应力筋全长，预应力筋完全与混凝土粘结、握裹在一起的预应力混凝土结构。无粘结预应力混凝土结构，与预应力筋伸缩变形自由、不与混凝土粘结、握裹，这种结构的预应力筋全长涂有特制的防锈材料，外套防老化的塑料(PE)管。随着国家经济的发展和科学技术的进步，无粘结预应力技术在圆形构筑物中应用越来越成熟。它的工艺原理是：在绑扎池壁钢筋的时候，将预应力筋按设计逐环固定在模板内，然后浇筑混凝土，待混凝土达到强度后，利用预应

力筋与混凝土无粘结、可自由滑动的特点，在预应力筋两端进行张拉，利用锚具将预应力筋固定在断头的锚固板上，再用混凝土封闭锚固端，从而达到给池壁施加预压力的效果。这时的圆形水池就像被套了一个“钢箍”一样，有效防止池壁开裂。

计算模型假定为：池壁为一受力圆环，池壁顶部自由，底部简支在底板上。为实现池壁底部支座为铰接，底板需做成杯口，待底板混凝土浇筑完毕，并达到强度后，再支模施工池壁，且池壁与底板需增加4mm氯丁橡胶板以实现池壁与底板的弹性连接。之所以把池壁底部做成弹性的简支座，是因为池壁需预压增加池壁混凝土的预应力。如果池壁与底板一起浇筑，为刚性支座，那么池壁的预应力将无法施加。对于底板，计算假定为弹性地基上的圆形板(周边自由)，考虑池壁的嵌固作用。圆形水池池壁计算假定见图1，池壁与底板连接见图2。

同时，二沉池的底板比较大，按照土中钢筋混凝土结构最大长度不超过30 m。所以，底板须满足径向和最外圆周长度要求。举例：直径37 m二沉池，由于径向和最外圆周长度均超过30 m。所以，增加环形膨胀加强带，使底板径向满足伸缩长度要求；增加4条径向膨胀加强带，使底板最外圆周长度满足伸缩长度要求。底板平面布置图见图3。

池壁的预应力计算，首先要确定锚固肋的个数及布置。根据CECS 216—2006给水排水工程预应力混凝土圆形水池结构技术规程第6.1.4条，池壁或环梁的环向预应力筋，当其长度超过30 m时，宜采用两端张拉；当预应力筋长度超过60 m时，宜采取分段张拉和锚固。同时，需满足第6.1.5条，预应力筋的张拉控制应力值σcon，对于采用后张法施工的预应力筋，不宜超过0.75fptk，且不应小于0.4fptk，锚固肋的数量还要考虑预应力筋的损失。举例：37 m直径二沉池，设置了6个锚固肋，预应力筋圆弧角

度120°，同一标高处有3段预应力筋，每段预应力筋圆弧长度为38.7 m。同时，相邻标高处的预应力筋应该交错布置，这样可以保证整个池壁的预压力大致相同。采用预应力的池壁，混凝土设计为C40或更高标号混凝土。

3 结语

无粘结预应力在圆形水池应用中，有很多优点：1)水池的整体性和抗震性得到加强。2)使用预应力混凝土解决了施工期间的温度应力问题和季节变化的温度应力问题，无需设置伸缩缝。3)由于池壁混凝土预先施加了压力，水池的抗渗性、耐久性也大大提高。4)造价成本低，与普通混凝土水池比较，池壁厚度大大降低，减少了混凝土和钢筋的用量。

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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

苏安军(1984- )，男，工程师； 许 淼(1983- )，男，工程师； 刘 晓(1982- )，女，工程师

TU318

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