预应力水池的优点资料.docVIP

? 1 前言 我国《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB 50069-2002 规定矩形现浇钢筋混凝土清水池，当长度、宽度较大时，宜设置适应温度变化作用的伸缩缝。伸缩缝间距一般为15m 到30m左右。构筑物的伸缩缝或沉降缝应做成贯通式，即在同一剖面上连同基础或底板断开。这种缝的构造相对复杂，施工难度较大，设计及施工均需十分仔细，否则就容易造成缝的渗漏。本文以荆州自来水清厂池为例，对无温度伸缩缝预应力矩形清水池结构设计与施工的探讨。 荆州市自来水公司自来水厂设计规模为20万吨/日，清水池容积为 20 000m3。场地坐落在基岩上，且为全风化、强风化凝灰质砂砾岩。 2 大型清水池结构不设缝的处理方法 为了避免进行分缝设计，现在有些工程技术人员也在积极探索新的途径以无温度伸缩缝设计取代分缝设计。 主要方法有：设置混凝土后浇带或加强带、使用混凝土膨胀剂、预应力技术 2.1 当池体长度超过国家规范规定的要求时，采取不设温度伸缩缝，而设置1～2m宽的后浇带或加强带的做法。后浇带砼待其两侧混凝土浇筑完毕后2个月左右再进行浇注。而加强带处钢筋和混凝土膨胀剂掺量都要适当增加。 无论后浇带和加强带都只能解决施工期间混凝土的收缩问题，并不能解决季节温差（湿差）所产生的温度应力问题。虽然有些超长水池没有出现竖向裂缝，那是因为池底板为平面，或地基对水池的摩擦力较小，或池体水平配筋较大，而并不是后浇带、加强带或外加剂起了主要作用。目前，有很多靠掺外加剂解决池体超长的水池或构筑物出现不同程度的竖向裂缝，有些已很严重。竖向裂缝每10米左右一道，缝表面出现黑色的青苔。 2.2 掺加混凝土膨胀剂的目的就是在混凝土中产生膨胀应力。膨胀应力值是有限的，也就是说超过一定的界限就起不到应有的作用。而且，若从工程耐久性方面考虑，水池结构不宜使用含有钙矾石类的膨胀剂。因为有些膨胀剂中存在延迟钙矾石生成现象，所谓延迟膨胀就是当混凝土硬化一段时间以后，混凝土中的钙矾石再开始膨胀，即混凝土中的钙矾石与混凝土本身的硬化不同步，因此我们对于延迟钙矾石生成的潜在危险性应有充分的认识。 2.3 用有粘结或无粘结预应力钢绞线来解决温度应力问题。当池体长度和宽度都较长时，不设温度伸缩缝，而在池壁、底板水平方向均施加预应力来解决温度应力问题。这是从根本上解决水池裂缝问题的方法。而且，混凝土被施加预应力以后，混凝土本身受压，水池抗渗性、耐久性将大大提高。 3 传统水池与预应力清水池渗水量标准的比较 3.1 我国规范规定水池允许渗漏量为：10?000m3清水池每年允许渗漏量为2?409m3。 3.2 美国规范规定的水池允许渗漏量为： 标准A（预应力水池）：一个10?000 m3清水池每年允许渗漏量为456.25m3。 标准B：一个10?000 m3清水池每年允许渗漏量为912.5m3。 标准C：一个10?000 m3清水池每年允许渗漏量为1?825m3。 可以看出，预应力清水池允许渗漏量要远远低于我国传统水池的渗漏量（约为19%）。因此，预应力水池不仅渗漏小，耐久性好，而且也可以大量节约水资源。 4 无温度伸缩缝预应力清水池设计 荆州市自来水公司自来水厂供水工程清水池平面尺寸为55m×65m，深6.3m。为解决温度应力问题按目前规范，原设计将被分为6块，每块之间用30mm宽伸缩缝完全隔离开来。 为了克服传统水池的缺点，在清水池设计中我们与美国JHCE结构设计公司合作采用了无粘结预应力技术，取消了6个块体结构，20000m3清水池设计为一个整体结构，没有任何伸缩缝。另外，我们将矩形清水池四角设计成圆角。这样既考虑了矩形水池占地少、布置灵活的优点，又考虑了圆形水池受力好的优点，尽量，趋于完美。 该清水池使用材料均为国产。混凝土为C35，P8。钢筋为HPB235级及HRB335级，1860MPa低松弛钢绞线。锚具使用北京建研院BS I类锚具。清水池柱网尺寸为6.3m,顶板厚度为200mm, 每个柱间钢绞线数量为20束（15.24 mm）。根据《无粘结预应力混凝土结构技术规程》 JGJ/T 92-93的规定，顶板钢绞线在一个方向集中布置，而在另一个方向分散布置。 底板在两个方向上被施加预应力，底板厚度为160mm，为保证底板有效预应力的施加，我们在底板与垫层之间设置了3层0.3mm厚的塑料板滑动层。池壁水平方向及竖向均施加预应力，池壁厚度为300mm。混凝土裂缝控制在0.1mm之间。（我国传统水池一般控制在0.2mm左右，虽然也可控制在0.1mm，但其用钢量将成倍增加。因此，采用预应力无缝整体设计，水池结构耐久性更强）。结构设计详见下图。 经过工程经济比较及技术分析我们可以得出下列结论：采用后张预应力技术进行清水池结构设计，预应力整体水池比传统分缝水池节约造价为22.2%左右。 5 清水