豎向預(yù)應(yīng)力技術(shù)在矩形混凝土曝氣池中的應(yīng)用教學(xué)

1、豎向預(yù)應(yīng)力技術(shù)在矩形混凝土曝氣池中的應(yīng)用元錫市蘆村污水處理廠有2組共4個大型半地下式的矩形混凝土曝氣池。現(xiàn)結(jié)合該工程介紹高效預(yù)應(yīng)力技術(shù)用于曝氣池設(shè)計與施工的具體作法。第1章 池壁設(shè)計方案的選擇目前，國內(nèi)曝氣池外壁設(shè)計一般有預(yù)制裝配式和整體現(xiàn)澆式2種方案。該工程曝氣池長50m，寬37.45m，池高6.75m，池內(nèi)水位高6m。該工程水位較高，壁板受力較大，根部彎矩達378kN·m，若采用預(yù)制拼裝方案，以下問題不易解決：l.由于壁板過高，預(yù)制壁板過重，運輸和吊裝不便，尤其是就位時施工組織難度很大。2.壁板拼縫內(nèi)的水平連接鋼筋要求焊接，灌縫后的混凝土須認(rèn)真養(yǎng)護。否則接縫處極易滲漏。3.在壁板

2、與底板接縫處，一般作法是壁板先插入底板槽中，然后在周圍填C30微膨脹細石混凝土。但由于杯口較窄，不易填實，滲漏率很大。有的工程在杯口下底周圍兩側(cè)增加150mm厚石棉水泥，然后再填C30微膨脹細石混凝土，但仍出現(xiàn)滲漏。若采用普通現(xiàn)澆混凝土，當(dāng)混凝土的設(shè)計強度為C25時，壁板厚度達600mm，鋼筋的配置為2590，混凝土和鋼筋的用量都較大，設(shè)計不合理。因此，在初步設(shè)計階段，對各種方案作了對比分析，最終選擇了現(xiàn)澆后張有粘結(jié)豎向預(yù)應(yīng)力池壁的方案，把高效預(yù)應(yīng)力技術(shù)用于大型矩形水池類的特種結(jié)構(gòu)。第2章 池壁設(shè)計中幾個問題的第1節(jié) 預(yù)應(yīng)力筋的布置方式池壁為單向受力，上端自由。在水壓作用下，池壁根部內(nèi)側(cè)彎矩最

3、大，池壁頂部彎矩為零。為充分利用壁板中的預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)使其布置盡量與外荷載引起的彎矩形狀一致，池壁下部的預(yù)應(yīng)力筋靠內(nèi)側(cè)布置，池壁上部的預(yù)應(yīng)力筋靠軸心線布置，位于底板厚度中心線上的固定端偏離池壁軸心線200mm，位于池壁頂面的張拉端正與池壁軸心線同心，每束預(yù)應(yīng)力筋為25s5，束的間距為300mm。第2節(jié) 池壁的抗裂設(shè)計由于工藝要求以及預(yù)應(yīng)力筋為高強碳素鋼絲，池壁不允許出現(xiàn)裂縫，抗裂安全系數(shù)Kcr取1.25。第3節(jié) 張拉端與固定端的構(gòu)造預(yù)應(yīng)力池壁的頂端為張拉端。常用的徽頭錨具為錨杯式，這種錨具在張拉端需預(yù)留擴大孔，削弱了局部池壁，需增加池壁的厚度。因此，結(jié)合該工程預(yù)應(yīng)力筋短的情況，可采用錨板式鐓頭錨

4、具，張拉時利用套筒擰到錨板上的外螺紋上，張拉至設(shè)計荷載后，用墊片塞入固定。曝氣池底板厚600mm，為保證固定端錨固牢靠，該工程在鋼絲束下端設(shè)置鐓頭錨板。為防止?jié)仓炷習(xí)r，錨板因上浮而脫開鐓頭的頭部以及鋼絲下沉，設(shè)計時采用一塊薄鋼板焊在錨板下部將鐓頭頭部托住。第3章 池壁預(yù)應(yīng)力施工第1節(jié) 預(yù)應(yīng)力筋下料對鐓頭錨具，在預(yù)應(yīng)力筋較短時，鋼絲下料長度應(yīng)嚴(yán)格控制，這是因為誤差大將使同束鋼絲的應(yīng)力差異增大。通常采用細鋼管限位下料，但該工程采用的下料方法為：鋼絲第1次開盤下料長度為束長的810倍，并增加100mm預(yù)留量。例如下料長度為5.05m，那么先下50.5m，增加0.1m后為50.6m，下足25根后，

5、綁成捆，放在下料平臺上，穿過30圓孔（1in鐵管）后放到角鋼支架上，并對齊頂緊到限位擋板上，量取所需尺寸，再用砂輪切割機2次下料，以縮小同束的下料長度差異。第2節(jié) 留孔波紋管的組裝留孔波紋管的組裝孔道采用波紋管留設(shè)，規(guī)格為50，接頭管規(guī)格為55。由于固定端采用錨板，張拉端采用帶外螺紋的錨板，錨板的外徑為90mm，大于波紋管的直徑，而鋼絲束端部因為徽頭，需留出400mm左右的自由長度，所以，利用50的波紋管能在55的接頭管內(nèi)旋進旋出的特長，留孔波紋管的組裝按以下步驟進行：l.先組裝固定端。錨板穿入鋼絲束并徽頭，然后將3mm厚鋼板與錨板點焊牢。2.留孔用的50波紋管為兩段對接而成，對接后的長度比上

6、下鋪具承壓板間距短約400mm。對接部分采用長600mm的55波紋管。組裝時50波紋管分別旋人接頭管內(nèi)約300mm，組裝后套入已安裝固定端的鋼絲束(圖4-14-3a)。3.將張拉端帶有外螺紋的錨板穿人鋼絲束，并完成鐓頭(圖4-14-3b)。4.張拉端的鋪板退至鐓頭部，旋動50波紋管，分別退出接頭管約200mm，直至兩端頂入承壓板孔內(nèi)，接頭管接口處用膠帶封裹(圖4-l4-3c)。全部組裝完的鋼絲束用人工立束，再安裝到池壁模板中。第3節(jié) 張拉程序與順序張拉設(shè)備采用YC一60型千斤頂和工具式拉桿。澆筑混凝土后強度達l00%時進行張拉。張拉的程序為：0初應(yīng)力(0.l0.2con)超張拉(1.05con)插入墊片1.0con (量測伸長值)。由于鋼絲束較多，為保證池壁張拉時受力均勻，采取隔束張拉的順序。即先張拉編號為單號的預(yù)應(yīng)力筋，后返回張拉編號為雙號的預(yù)應(yīng)力筋。第4節(jié) 孔道灌漿灌漿孔采用內(nèi)徑15mm的半硬塑料管，管前端劈開約l00mm，包