谢本怡
中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北武汉 430000
【摘要】随着城市建设步伐的不断加快，城市水污染严重危害人们的生活环境，加强污水厂水池结构设计十分重要。当下常用的水池结构为多段张拉无连接预紧力与绕丝法，在进行水池结构预应力计算时，要从预应力的损失、水池结构的内力计算、水池结构设计三个方面进行，并在施工时，逐步进行预应力筋施工、预应力筋张拉以及预应力测试。
【关键词】水池结构；市政工程；设计
一．引言
伴随着现代社会经济的快速发展，城市建设对污水处理厂的要求越来越高。然而因为城市污水的处理难度较大，消耗的成本也非常高，同时不能够全面管控城市污水的源头，造成城市污水只能够进行后期处理。污水厂是进行城市污水处理的主要机构，通常污水处理需要在污水厂中进行，因此污水池的结构会直接影响到污水的处理效率与效果，加强水池结构设计显得十分重要，充分发挥污水池功能及作用。
二．市政工程污水厂水池结构设计方案阐述
从当下市政工程污水厂污水结构设计现状来看，尽管各个污水厂有着各自的特征与需求，但总的来说使用较多的水池结构依然为多段张拉无连接预紧力与绕丝法。设计人员在进行水池结构设计过程中，应当要充分了解现场的实际状况与市政工程污水厂的实际处理需求，掌握各种施工特性与不同施工材料之间的差别，综合考量选择最优的水池结构设计方案，避免污水池整体建设成本较高，占据较多的市政工程建设资源，也能够进一步提升市政工程污水处理的能力和效率。
在采用多段张拉无连接预紧力工艺开展市政工程污水池结构设计时，要特别重视材料的选择，确保使用的筋材料具有良好的无粘接预应力性能。设计人员依照自身多年的设计经验，能够评估出水池结构设计中所需要的筋材料数量及大小，为完善张拉工艺提供帮助。从多次实际施工工作中可以得出，在市政工程中选取合理的水池结构至关重要，需要保证整体施工难度不高、易于操作，通常来说采用低松弛无粘接钢绞线。于此同时，为了进一步提高市政工程水池建设的品质，还需要对选择的钢绞线进行适当的热处理，并在热处理之后进行多次的冷拔，以此来提高钢绞线的屈服强度与弹性性能，进一步缩小应力松弛率，防止因为外界不良因素对混凝土抗裂度产生的损坏。
三．预应力水池结构探究与计算
（一）预应力的损失探究
一般来说，设计人员在进行市政工程水池结构设计过程中，必须要全面考虑各种因素对水池结构的影响，这其中就包含预应力损失，当钢绞线出现预应力损失时，会对水池结构的稳定性产生不良影响。出现预应力损失主要是由以下两个方面引起的。
第一，无粘接预应力筋内部出现收缩或者张拉端锚具出现形变等，都容易引发预应力的损失。在进行卸荷时，张拉工作必定是完全结束的，在此之后容易发生预应力筋内部收缩问题。当出现内部收缩时，极易造成预应力损失的问题。在进行市政工程污水池结构设计时，施工人员会使用千斤顶对无粘接预应力筋进行拉伸，同时水池结构中位于上下两处的环向预应力钢锚固定位置相交，导致实际的预应力会产生一半的损失。
第二，无粘接预应力筋由于摩擦产生预应力损失。一般来说，在市政工程中开展的水池结构设计会使用圆形设计，在圆形设计中预应力筋是处于弯曲形态的，依照水池的外侧墙壁进行布置。因为无粘接预应力筋本身的弯曲弧度较大并且长度较长，在进行拉伸过程中，会与墙壁产生较大的摩擦，由此造成预应力的损失。这种情况下，预应力的损失值与摩擦系数成正比关系。
（二）水池结构的内力计算
依照水池结构内力计算的方法与标准，在开展设计工作时，要充分认识到水池的各个区域以及相同区域在不同状况下受到的作用力是不同的，在实际设计过程中必须要确保水池壁所有区域都不可以产生裂缝。在进行水池壁无粘接预应力筋的计算时，应当要建立在全面认识载荷类型与方式的基础上。第一，在施工环节中，施工管理人员及现场人员必须要确保环形水池是处于干燥状态的，同时在环形水池的外部不可以出现各种程度的土层。第二，在水池结构建设完成开始试水时，需要确保水池内有较多的水资源，同时在环形水池的外部不能够出现土层。第三，在水池结构正式运用时，要确保实际的盛水容量不能够高于试水量。第四，在开展水池结构检查维修工作时，要确保水池的无粘接预应力满足标准要求。
（三）水池结构设计
1.水池壁与底板的连接
在进行市政工程水池结构设计过程中，水池壁与底板的连接设计是十分重要的一部分，通常来说，这部分的连接结构选取杯槽式柔性连接，通过这种连接方式能够很好的避免竖直方向的扭矩对水池底板产生的作用力，影响到水池底板的使用期限。在进行污水厂底部外圈浇筑时，在条件允许的情况下先浇筑成槽口，在经过预张拉以后，再进行二次混凝土浇筑。为了有效防范在水池壁四周产生渗漏问题，需要科学规划水池壁与槽口间的嵌缝，再使用混凝土将其充分密封。
2.锚固肋的设计
为了确保市政工程水池结构设计具有良好的稳定性与可靠性，设计人员与施工人员应当要最大程度避免施工阶段损失较大的预紧力，为此现场施工人员既可以采取锚固的方式降低预应力的损失，同时也可以进行多段张拉方法，最后进行锚固肋的设置。
四．水池结构设计中预应力施工分析
（一）预应力筋施工
为了改善无粘接预应力筋的施工品质，一般来说会使用下料再施工的方法进行。在开展预应力筋施工时，需要借助于专业的施工设备来精准确定预应力筋的施工位置，同时在施工过程中详细标注所有预应力筋的坐标参数，最大程度的保证预应力筋的布置位置与图纸相符合，在确定各个预应力位置后，最后进行捆扎牢固。
（二）预应力筋的张拉
当下，双控方式是常用的预应力筋张拉手段。在开展无粘接预应力筋张拉工作时，首先要确保混凝土的强度值能够满足规定要求，在开展张拉过程中，需要借助千斤顶、锚环等将预应力筋进行拉伸。此外，在施工时现场人员还需要密切关注水池结构缝隙，保证水池壁与锚固肋部位的缝隙符合规定要求，并详细记录各个部位的缝隙参数。
（三）预应力测试
在无粘接预应力筋施工完成之后，需要依照相关标准开展预应力测试工作。假如通过专业仪器获得的摩擦力预应力数值高于摩擦阻力，则说明未出现较大的超张拉应力。此外，通过公式计算出的长度一般要大于实际拉伸的长度。在预应力拉张结束之后，还应当要开展现场检测，以便及时察觉安全质量问题。
五．结语
城市化进程加快，城市人口规模越来越大，造成城市各项资源消耗提升，城市环境污染严重。城市水污染就是其中十分重要的问题，科学规划污水厂水池结构有助于提高城市污水处理效率和质量，推动城市经济的进一步发展。
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