预应力技术在市政污水厂水池结构设计中应用研究

刘振超

山东碧水源环保科技有限公司

引言

污水处理是城市的重要工作之一，为保障城市污水处理效果，需要对污水厂进行合理设计。预应力技术是市政污水厂水池设计的重要内容，在实际应用过程中需要将其与水池结构相结合，以保证水池的稳定性。本文分析了预应力技术应用的必要性，并探讨了预应力技术在市政污水厂水池结构设计中的应用措施，希望提高市政污水厂水池的安全性与稳定性。

一、预应力技术在市政污水厂水池中应用的必要性

在市政污水处理厂的建设过程中，需要对污水进行处理，并将其转化为符合城市标准的水资源，以此来保证城市居民的日常生活用水需求。而在污水处理厂建设过程中，水池作为其重要组成部分，也需要得到重视。一般来说，市政污水厂水池的主要作用是将污水进行有效处理。在水池结构设计过程中，需要对水池进行合理的布置，从而确保水池中的水能够实现循环利用，以此来保证城市居民日常用水需求得到满足。而在传统的设计过程中，通常会采用现浇钢筋混凝土结构进行水池结构设计。但是，这种方式在实际应用过程中会导致池体出现裂缝问题，从而严重影响了市政污水厂水池结构设计效果。而预应力技术作为一种有效的处理方法，在水池结构设计过程中具有十分重要的作用。

（一）预应力技术能够对池体内部应力问题进行有效解决

在市政污水厂水池设计过程中，由于池体结构具有较大的跨度，因此在设计过程中会采用现浇钢筋混凝土结构进行池体布置，这也导致池体内部存在着较大的应力问题。在市政污水厂水池施工过程中，预应力技术的应用能够有效提升水池结构质量，从而确保施工质量得到有效保证。由于现浇钢筋混凝土结构也具有较大的跨度，因此在实际施工过程中会导致池体内部存在着较大的应力问题。而在市政污水厂水池施工过程中，由于受到地下水影响，池体内部会存在着较大的应力问题[1]。通过预应力技术在市政污水厂水池中的应用可以有效解决池体出现裂缝问题。因此，在市政污水厂水池施工过程中需要对预应力技术进行合理的应用。

（二）预应力技术能够有效减少池体混凝土结构收缩变形

在市政污水厂水池结构设计过程中，池体混凝土结构的收缩问题是影响池体结构稳定性的重要因素之一，如果池体混凝土结构在使用过程中出现收缩问题，会导致池体内部出现一定的压力和拉力，从而导致池体内部混凝土结构产生较大的拉应力，进而导致池体出现裂缝问题。而在实际应用过程中采用预应力技术能够有效降低池体混凝土结构收缩变形问题，从而有效避免池体出现裂缝问题。具体来说，在市政污水厂水池建设过程中采用预应力技术可以将池体内部的应力问题进行有效解决，从而避免由于池体混凝土结构收缩问题而导致的池体出现裂缝问题。

（三）解决池壁裂缝问题

市政污水厂水池的池壁在施工过程中，由于受到钢筋混凝土的约束，导致池壁产生裂缝问题。在池壁施工过程中，为了解决池壁裂缝问题，需要对池壁进行留缝处理。首先，在施工过程中，应对混凝土进行预压处理。其次，应对池壁进行充分的振捣，以排除混凝土的气泡，并在池壁上均匀地涂上一层薄水泥砂浆。同时，应采用一定的技术措施控制钢筋混凝土的收缩变形和温度变形[2]。当浇筑混凝土时，应避免水泥砂浆与钢筋直接接触。为了防止钢筋混凝土中出现裂缝问题，应采用相应的技术措施进行预防。首先，通过对混凝土进行预压处理，可以有效地防止混凝土的收缩变形和温度变形；其次，采用预应力技术可以有效地解决池壁裂缝问题；最后，采用预应力技术可以有效地提高池壁的结构刚度和抗裂性能。

二、预应力技术在市政污水厂水池结构设计中的应用优势

（一）结构安全度高

在市政污水厂水池结构设计中采用预应力技术，能够有效控制水池结构裂缝出现，从而提高市政污水厂水池结构的安全性和稳定性。市政污水厂水池结构属于大型构筑物，具有体积大、荷载重、施工难度大等特点，这些因素均会对其结构安全产生严重影响。因此，在进行市政污水厂水池结构设计时，必须严格控制好水池的整体稳定性和安全性。采用预应力技术进行市政污水厂水池结构设计时，可以充分发挥混凝土自身的抗拉强度，使其抗裂能力得到显著提升，从而有效降低了混凝土裂缝的出现几率，为提高市政污水厂水池结构安全性提供保障。

（二）质量易把控

市政污水厂水池结构属于大型构筑物，其使用时间较长且受到外界因素影响较大，如果设计不当或者施工质量不达标，将会导致市政污水厂水池结构存在严重的安全隐患。因此，在进行市政污水厂水池结构设计时，必须严格控制好混凝土材料的质量，避免混凝土材料在实际使用过程中出现裂缝情况[3]。为了有效控制好混凝土材料的质量，可在施工前采用预应力技术进行施工。例如：在进行钢筋混凝土施工时采用预应力技术能有效提高混凝土材料的抗拉强度和抗压强度，使其抗压强度和抗拉强度分别达到C40 和C60。同时，为了避免钢筋混凝土裂缝出现的几率加大、裂缝宽度增加等情况出现，可采用预应力技术对其进行施工。通过采用预应力技术可有效控制好混凝土裂缝出现的几率增加、裂缝宽度增加等情况发生。

（三）施工速度快

市政污水厂水池结构属于大型构筑物，其在进行施工时通常需要大量的劳动力。由于采用预应力技术对市政污水厂水池结构进行设计时能有效降低钢筋混凝土材料的用量以及水泥用量，从而使其施工成本得到有效降低。此外，在进行预应力技术施工时通常采用先张法预应力技术对市政污水厂水池结构进行设计时能有效避免钢筋混凝土材料出现收缩变形情况发生。

（四）适用范围广

在市政污水厂水池结构设计中采用预应力技术进行施工时通常采用的是后张法预应力技术，这种技术的应用不仅能有效控制好钢筋混凝土材料的收缩变形情况发生，还能有效降低钢筋混凝土材料的收缩变形对钢筋混凝土结构所产生的影响。另外在采用后张法预应力技术对市政污水厂水池进行设计时通常采用后张法先预应力技术、后张法后预应力技术和先张法先预应力技术三种施工技术进行设计时能有效降低钢筋混凝土材料在实际使用过程中收缩变形情况发生。其中，后张法先预应力技术适用于各种类型的市政污水厂水池结构设计；后张法后预应力技术适用于各种类型的市政污水厂水池结构设计；先张法后预应力技术适用于各类类型的市政污水厂水池结构设计；先张法先预应力技术适用于各种类型的市政污水厂水池结构设计。通过采用先张法先预应力技术能有效降低钢筋混凝土材料收缩变形发生概率，从而有效避免钢筋混凝土材料出现收缩变形情况发生，为提高市政污水厂水池结构设计质量奠定坚实的基础。

三、预应力技术在市政污水厂水池结构设计中的应用措施

在市政污水厂水池结构设计中合理运用预应力技术，可以有效提高市政污水厂水池结构的抗腐蚀能力，有效避免预应力钢筋混凝土构件因受到腐蚀性介质的作用而出现裂缝、腐蚀等现象。相关工作人员应尽量将张拉时间控制在混凝土结构构件受力合理的范围之内。例如：可以采用预张拉的方式来降低温度应力对预应力钢筋混凝土构件产生的不利影响。在具体施工中，应根据市政污水厂水池结构设计图纸要求以及相关施工规范标准进行张拉施工操作。在具体张拉过程中，应先确定张拉端和锚固端位置，并根据位置和方向选择合适的预应力筋类型和数量。然后按照施工图纸要求进行预应力筋布置；最后根据相关施工规范标准进行混凝土浇筑操作。

（一）确定池壁厚度

在市政污水厂水池结构设计过程中，池壁厚度是设计的重点，也是设计的难点。池壁厚度的大小决定了市政污水厂水池结构的具体使用功能。例如，在进行水池结构设计时，如果池壁厚度过小，则会降低工程的稳定性；而如果池壁厚度过大，则会导致工程造价过高。因此，在进行市政污水厂水池结构设计时，需要对池壁厚度进行科学合理的计算。在确定市政污水厂水池结构设计的池壁厚度时，需要从两个方面进行考虑。首先，需要结合市政污水厂水池结构的具体功能来确定池壁厚度。在进行容积计算时，需要按照市政污水厂水池结构中不同位置所产生的荷载情况来确定池壁厚度[4]。其次，需要结合具体的池壁厚度来确定预应力混凝土构件的使用范围。例如，在进行预应力混凝土构件设计时，其主要作用是为预应力筋提供锚固条件；而在进行预应力混凝土构件设计时，主要作用是为预应力筋提供锚固条件。

（二）确定池壁截面尺寸

市政污水厂水池结构设计中的池壁截面尺寸主要是由池壁的厚度以及跨度来决定。如果在进行市政污水厂水池结构设计过程中，池壁的厚度超过了50 cm，那么在进行预应力技术应用时，则需要在池壁截面尺寸确定之后再进行预应力技术的应用。但是如果在市政污水厂水池结构设计过程中，池壁的厚度小于20 cm，则可以不需要使用预应力技术来进行处理。如果市政污水厂水池结构设计中没有考虑到池壁的厚度以及跨度问题，则可以通过加大池壁厚度来提升预应力技术应用的质量。

（三）确定预应力筋的数量和位置

市政污水厂水池结构设计可以使用无粘结预应力混凝土，这种技术的应用对市政污水厂水池结构设计具有重要影响。在采用无粘结预应力混凝土进行设计时，需要在设计过程中对混凝土的强度进行控制。在进行施工材料选择过程中，可以采用符合质量标准的施工材料，从而保证工程质量能够得到有效控制。在对施工材料进行选择时，需要根据相关标准来对施工材料进行合理选择，从而保证市政污水厂水池结构设计的质量能够得到有效控制。此外，还需要对市政污水厂水池结构中的钢筋等材料进行合理控制，并采用符合质量标准的施工材料来满足施工需要。

（四）确定预应力筋的具体张拉值

在实际的市政污水厂水池结构设计过程中，需要对预应力筋的张拉值进行确定，并根据设计规范要求合理选择施工材料。一般情况下，在进行市政污水厂水池结构设计过程中，需要根据施工现场的具体情况确定预应力筋的张拉值，从而确保市政污水厂水池结构设计符合相关设计规范要求[5]。在确定具体的张拉值时，需要综合考虑预应力筋的类型、构件的尺寸和施工方法等因素。例如，在确定预应力筋张拉值时，需要结合相关设计规范要求以及施工现场情况进行考虑，并确保预应力筋张拉值满足市政污水厂水池结构设计要求。在确定具体的张拉值时，一般需要结合施工现场情况和预应力筋的类型进行考虑。例如，在进行预应力筋张拉值确定时，需要结合实际情况对预应力筋张拉值进行合理确定。

（五）预应力筋的布置

通常情况下，在市政污水厂水池结构中应用的预应力筋主要有两种，一种是高强度低松弛钢绞线，另一种是低强度高松弛钢绞线。在市政污水厂水池结构设计中应用高强度低松弛钢绞线时，需要注意以下内容：（1）在选择高强度低松弛钢绞线时，需要重点关注其价格与性能，并结合市政污水厂水池的实际情况选择合适的高强度低松弛钢绞线。（2）在市政污水厂水池结构设计中应用低强度高松弛钢绞线时，需要在不影响市政污水厂水池使用功能与稳定性的基础上合理选择合适的预应力筋。（3）在市政污水厂水池结构设计中应用低强度高松弛钢绞线时，需要注意其直径与长度，避免其出现过大的弯折。

四、结束语

综上所述，随着我国城市化建设进程的不断加快，市政污水厂建设的数量也在不断增多，为了确保市政污水厂建设质量，有效提高我国城市环境质量，我们需要充分认识到市政污水厂建设的重要性，并要保障市政污水厂建设的顺利开展。其中，预应力技术在市政污水厂水池结构设计中的应用对提高我国市政污水厂水池结构设计水平具有十分重要的意义。因此，我们需要进一步加强对预应力技术在市政污水厂水池结构设计中应用优势和设计要点的分析，从而有效提高预应力技术在市政污水厂水池结构设计中应用效果，进而为我国城市可持续发展奠定坚实的基础。