构筑物水池的加固结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种构筑物水池的加固结构。本实用新型专利技术的目的是提供一种结构简单、施工方便、进度快、成本低的构筑物水池的加固结构，以解决目前城市污水处理厂提标工程、危状构筑物水池加固工程中所需时间长、投资高，且影响原有构筑物正常使用的工程技术难题。本实用新型专利技术的技术方案是：构筑物水池的加固结构，其特征在于：所述水池的池壁上部均匀张拉一组预应力钢绞线，各预应力钢绞线均位于水池内部，且两端分别与不同方向上的池壁锚固形成对拉结构，所述池壁所受拉力垂直于其所在的平面。本实用新型专利技术适用于给排水领域城市污水处理厂提标升级改造工程及现有危状构筑物水池的加固工程。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种构筑物水池的加固结构，主要适用于给排水领域城市污水处理厂提标升级改造工程及现有危状构筑物水池的加固工程。
技术介绍
随着国家对环保事业的逐渐重视，尤其在“十二五”期间，国家着力保护和改善生态环境，进一步提高城镇污水处理水平，对C0D、氨氮排放总量继续进行减排；这样，全国将涌现出一大批的污水处理提标改造工程。由于现有的污水处理设施受到场地、池容等条件限制，因此，我们需要对原有的污水处理设施的构筑物水池进行改造和扩容，也就是我们常说的污水处理厂提标工程。另外，目前由于国内并没有针对构筑物水池的专业结构计算软件，结构设计者大 都依据现有规范，取出简单构件模型通过手算加经验进行工程设计；有时力学模型简化和结构内力计算常出现一些概念性的错误，造成计算弯矩偏小，使构筑物水池在使用中出现过大的变形、裂缝和漏水等影响正常使用的现象。为了保证污水处理系统的正常运行，通常需要对这些池体进行加固处理，以满足它应有的使用功能，这就是我们常说的危状构筑物水池的加固工程。目前在污水处理厂提标的水池改造工程和危状构筑物水池的加固工程采用的方法，大概分为如下几种I、拆除原有构筑物水池，重新建造单体以满足所需的正常使用功能。2、采用加厚池壁、底板或者通过外贴碳纤维布、钢板等模式，使加固后构筑物水池满足结构承载力要求。3、改变结构受力模式，采用在池壁外壁增加扶壁柱或者在水池内增设钢筋混凝土拉梁、柱的模式，改变原有水池的受力，使之满足使用要求。但现有的改造方式存在施工工序复杂、工程进度慢、改造工程成本高、且存在影响原有污水处理厂正常运行等缺点。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对上述存在的问题，提供一种结构简单、施工方便、进度快、成本低的构筑物水池的加固结构，以解决目前城市污水处理厂提标工程、危状构筑物水池加固工程中所需时间长、投资高，且影响原有构筑物正常使用的工程技术难题。本技术所采用的技术方案是构筑物水池的加固结构，其特征在于所述水池的池壁上部均匀张拉一组预应力钢绞线，各预应力钢绞线均位于水池内部，且两端分别与不同方向上的池壁锚固形成对拉结构，所述池壁所受拉力垂直于其所在的平面。所述池壁上均匀开设一组垂直池壁所在平面的通孔，所述预应力钢绞线两端分别穿过相对布置的两个通孔，并在末端布置锚具进行张拉锚固。所述通孔里侧采用遇水膨胀的浙青麻丝填充，填充方式采用沾满浙青麻丝环状分层，逐层凿实压密；迎水面采用双组分聚硫胶泥封堵，嵌入深度不小于3cm。所述锚具为15-1型夹片式锚具。所述池壁上一体浇注有扶壁柱。所述预应力钢绞线采用填充型环氧涂层钢绞线，并外套高密度聚乙烯套管。所述填充型环氧涂层钢绞线的钢丝间隙由熔融粘结的环氧树脂完全填充，外层环氧树脂涂层厚度不小于500 u m。所述池壁上方浇注一圈挡水墙。本技术的有益效果是本技术在水池的池壁上部均匀张拉一组预应力钢绞线，改变壁板的受力条件，减小了池壁和底板所承受的弯矩，达到不需要对原有池壁进行 处理，即可增加水池有效容积的目的，从而大大减小了工程投资，降低了工程造价；另外，通过张拉钢绞线来给池壁上部增加一个向内的水平力，代替传统的在池内增设钢筋混凝土拉梁和支撑柱，不仅加快了工程进度，缩短了施工工期，而且不影响原构筑物水池的正常使用。附图说明图I是本技术的平面图布置图。图2是图I的A-A向剖视图。图3、图4是图2的A部放大图(包括两种不同结构)。图5是本技术中加固前扶壁柱的荷载分布图。图6是本技术中超静定结构条件下的荷载分布图。图7是本技术中加固后扶壁柱的荷载分布图。图8是本技术中加固前扶壁柱的弯矩分布图。图9是本技术中增设挡水墙后、加设钢绞线前扶壁柱的弯矩分布图。图10是本技术中加设挡水墙和钢绞线后扶壁柱的弯矩分布图。具体实施方式如图I、图2所示，本实施例在原有水池的池壁2(池壁内侧一体浇注有扶壁柱5)上部均匀张拉一组预应力钢绞线1，各预应力钢绞线I均位于水池内部，且两端分别与不同方向上的池壁2锚固形成对拉结构，所述池壁2所受拉力垂直于其所在的平面。本例中，水池为长方体形状，池壁2上部均匀开设一组垂直池壁2所在平面的通孔3，所述预应力钢绞线I两端分别穿过相对布置的两个通孔3 (两通孔轴线重合且位于水池相互平行的两个侧壁上，安装完成后预应力钢绞线与前述两侧壁垂直)，并在末端布置锚具4实现张拉锚固。为了避免锚具受到池内污水的腐蚀，本实施例在通孔3里侧采用遇水微膨胀的浙青麻丝填充，填充方式采用沾满浙青麻丝环状分层，逐层凿实压密；迎水面采用双组分聚硫胶泥封堵，嵌入深度不小于3cm。由于预应力钢绞线I长期处于干湿交替的污水环境中，钢绞线的防腐显得尤为重要。本实施例采用填充型环氧涂层钢绞线，在水中使用寿命达到20年以上。填充型环氧涂层钢绞线的钢丝间隙由熔融粘结的环氧树脂完全填充，外层环氧树脂涂层厚度不小于500 ym，其它施工按照《环氧涂层七丝预应力钢绞线》。另外，由于环氧树脂涂层对紫外线辐射极为敏感，而水池中的预应力钢绞线I又处于干湿交替的环境中，经常受太阳光直射，因而需要外套HDPE (高密度聚乙烯)套管，这样也有助于避免在材料加工、运输及施工过程中环氧涂层受到创伤。对于环氧涂层钢绞线来说，锚具4的选择尤为重要。环氧涂层越厚，其防腐屏障越强，但为保证涂层的均匀分布，避免出现局部缺陷，尤其应注意预应力钢绞线环氧涂层在锚固区段的设计。本例中锚具4采用卡齿宽而深的15-1型夹片式锚具，且锚固区段的HDPE套管必须剥除，以确保锚固的安全。所述池壁2上方浇注一圈挡水墙6，以适应改造后水池容积的增加。本实施例的布置方法包括如下步骤I、理论计算出所需预应力钢绞线I的数量和高度位置 根据改造目标,将原来有效水深为L1的水池,改造后使之有效水深达到L2,使原先的池容增加L2Zl1-I倍。a、计算池体上部所需的拉力和其位置高度根据加固后所需的容积，计算出改造后所需的有效水深L2,从而得出弯矩M2,再减去池壁2原先能承受的弯矩M1，得出池体上部所需的拉力R和位置高度H。注意R的值小于或等于超静定结构的％。b、计算所需预应力钢绞线I的数量考虑安全系数k为2，计算得到所需钢绞线的截面积A，即可得到所需钢绞线的数量。例如扶壁柱5间距(本例中预应力钢绞线两个锚固端分别与相互平行的两个侧壁上的扶壁柱锚固，因此扶壁柱间距即为预应力钢绞线两个锚固端之间的距离)S为3m，有效水深5m的构筑物水池，加固达到有效水深为6m ;也就是池体容积增加20%。I、原有池壁根部的弯矩M1M1 =-^Lx^ = 50x5 x3 = 625.QKN .m6 6式中，qkl为池内水位高度5m时，池壁根部侧向静水压力值，其计算公式为IOXL1=10X5 = 50。2、改造后，未加水平向内拉力时，池壁根部弯矩M2M2 =^^xS = 60x6 x3 = \0m.0KN-m 2 6 6式中，qk2为池内水位高度6m时，池壁根部侧向静水压力值，其计算公式为IOXL2=10X6 = 60。3、假设钢绞线加设的位置H为5. 5米，得出所需的拉力Rr n n M2-M1 1080-625R = ~--L =-= 82.7 KN H5.5 q,, x SxL4,60x3x 64R0 = 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构筑物水池的加固结构，其特征在于：所述水池的池壁（2）上部均匀张拉一组预应力钢绞线（1），各预应力钢绞线（1）均位于水池内部，且两端分别与不同方向上的池壁（2）锚固形成对拉结构，所述池壁（2）所受拉力垂直于其所在的平面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐颖栋，吉乔伟，陈烨，叶盛华，
申请(专利权)人：中国水电顾问集团华东勘测设计研究院，
类型：实用新型
国别省市：