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1、豎向預應力技術在矩形混凝土曝氣池中的應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。現結合該工程介紹高效預應力技術用于曝氣池設計與施工的具體作法。第1章 池壁設計方案的選擇目前，國內曝氣池外壁設計一般有預制裝配式和整體現澆式2種方案。該工程曝氣池長50m，寬37.45m，池高6.75m，池內水位高6m(圖4-14-1)。該工程水位較高，壁板受力較大，根部彎矩達378kNm，若采用預制拼裝方案，以下問題不易解決：l.由于壁板過高，預制壁板過重，運輸和吊裝不便，尤其是就位時施工組織難度很大。2.壁板拼縫內的水平連接鋼筋要求焊接，灌縫后的混凝土須認真養護。否則接縫處極易滲漏。3.2、在壁板與底板接縫處，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，但仍出現滲漏。若采用普通現澆混凝土，當混凝土的設計強度為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，設計不合理。因此，在初步設計階段，對各種方案作了對比分析，最終選擇了現澆后張有粘結豎向預應力池壁的方案，把高效預應力技術用于大型矩形水池類的特種結構。第2章 池壁設計中幾個問題的第1節 預應力筋的布置方式池壁為單向受力，上端自由。在水壓作用下，池壁根部內側3、彎矩最大，池壁頂部彎矩為零。為充分利用壁板中的預應力筋，應使其布置盡量與外荷載引起的彎矩形狀一致，池壁下部的預應力筋靠內側布置，池壁上部的預應力筋靠軸心線布置，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，每束預應力筋為25s5，束的間距為300mm。第2節 池壁的抗裂設計由于工藝要求以及預應力筋為高強碳素鋼絲，池壁不允許出現裂縫，抗裂安全系數Kcr取1.25。第3節 張拉端與固定端的構造預應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留擴大孔，削弱了局部池壁，需增加池壁的厚度。因此，結合該工程預應力筋短的情況，可采用錨板式4、鐓頭錨具，張拉時利用套筒擰到錨板上的外螺紋上，張拉至設計荷載后，用墊片塞入固定。張拉端的構造見圖4-14-2上部。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置鐓頭錨板。為防止澆筑混凝土時，錨板因上浮而脫開鐓頭的頭部以及鋼絲下沉，設計時采用一塊薄鋼板焊在錨板下部將鐓頭頭部托住。固定端的構造見圖4-14-2下部。第3章 池壁預應力施工第1節 預應力筋下料對鐓頭錨具，在預應力筋較短時，鋼絲下料長度應嚴格控制，這是因為誤差大將使同束鋼絲的應力差異增大。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預留量。例如下料長度為5、5.05m，那么先下50.5m，增加0.1m后為50.6m，下足25根后，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 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，規格為50，接頭管規格為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3mm6、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，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 張拉程序與順序張拉設備采用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應力筋，后返回張拉編號為雙號的預應力筋。第4節 孔道灌漿灌漿孔采用內徑15mm的半硬塑料管，管前端劈開約l00mm，包于波紋管開口處，接口處用膠帶包扎嚴密。為保證密封質量，再涂環氧樹脂。施工順序為先包管后開孔，灌漿材料采用水灰比為0.40.45的凈水泥漿，并適當摻堿水劑。灌漿自下而上進行，加壓至頂部錨板處噴出濃漿為止。