預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管受力性能的理論研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）是一種優(yōu)質(zhì)復(fù)合管材，在大口徑輸水管線選型時(shí)，越來(lái)越具有競(jìng)爭(zhēng)力。由于PCCP中含有混凝土、鋼筒、預(yù)應(yīng)力鋼絲，結(jié)點(diǎn)構(gòu)造和地下埋置工況復(fù)雜，對(duì)于PCCP的受力機(jī)理認(rèn)識(shí)尚不統(tǒng)一。本文旨在研究PCCP受力機(jī)理，探討預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)計(jì)算方法，分析PCCP的應(yīng)力分布規(guī)律、管壁開裂性能、砂漿保護(hù)層的剝離性能以及PCCP抗裂可靠度。主要內(nèi)容如下： ⑴以完全彈性理論為基礎(chǔ)，根據(jù)環(huán)形預(yù)應(yīng)力作用機(jī)理，結(jié)合多層圓筒軸對(duì)稱平面形變計(jì)

2、算理論，建立了PCCP在使用階段的理論計(jì)算方法。結(jié)合PCCP結(jié)構(gòu)抗裂承載能力的要求，給出運(yùn)行階段PCCP預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)計(jì)算公式。并對(duì)受力模型與有限元分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，對(duì)預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行相應(yīng)的修正。 ⑵通過(guò)對(duì)PCCP在不同管壁厚度、埋深、內(nèi)水壓力和混凝土強(qiáng)度等級(jí)條件下PCCP最大環(huán)形應(yīng)力變化特征和PCCP在內(nèi)水壓力作用下裂縫擴(kuò)展過(guò)程以及砂漿保護(hù)層剝離性能進(jìn)行數(shù)值分析，結(jié)果表明：①PCCP中最大環(huán)向應(yīng)力隨著埋深、內(nèi)水壓力的增大而增

3、大，最小應(yīng)力隨著埋深、內(nèi)水壓力的增大而減?。虎谠黾庸鼙诤穸饶軌蛎黠@減小管道環(huán)向應(yīng)力，而增加混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)改善混凝土的受力效果并不明顯；③管側(cè)砂漿較早開裂，并隨著內(nèi)水壓力的增大向兩側(cè)擴(kuò)展，外層管芯管腰較管芯其它部位較早開裂，并隨著內(nèi)水壓力的增大向兩側(cè)擴(kuò)展并向深處延伸，內(nèi)層管芯管頂基本為一次裂通；④在發(fā)生開裂時(shí)，鋼筒和預(yù)應(yīng)力鋼絲上在相應(yīng)位置的應(yīng)力會(huì)發(fā)生突變；⑤PCCP砂漿保護(hù)層剝離是預(yù)應(yīng)力鋼絲應(yīng)力松弛、管體內(nèi)外部溫度差、保護(hù)層收縮共同作用