基于结构应力仿真的大口径预应力钢筒混凝土管交叉穿越影响研究

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作者 王佐荣 刘茜 董红科 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第4期122-129,共8页

大口径预应力钢筒混凝土管(PCCP)广泛应用于大中型跨区域调水工程。为确保引汉济渭二期北干线输水管道穿越引石过渭大口径PCCP管道的施工期安全,应用有限元分析软件MIDAS Civil对桁梁悬吊明挖法穿越方案进行应力仿真分析。结果表明:PCC... 大口径预应力钢筒混凝土管(PCCP)广泛应用于大中型跨区域调水工程。为确保引汉济渭二期北干线输水管道穿越引石过渭大口径PCCP管道的施工期安全,应用有限元分析软件MIDAS Civil对桁梁悬吊明挖法穿越方案进行应力仿真分析。结果表明:PCCP管道在悬吊施工前后,组合结构强度、刚度以及支反力各项指标均处于安全区间;在停水空管的偶然状况下,PCCP管道外层水泥砂浆的拉应力超标,可能导致水泥砂浆因受拉能力不足而产生裂缝,采用对PCCP管道外包裹钢板的加固方式以提高其抗弯强度,经结构应力有限元分析验证,加固后PCCP管道的抗弯能力大幅提升。该施工方案及研究成果可为大口径输水管道在长距离输水工程项目中的安全高效应用提供借鉴,具有较高的实际应用价值。 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管 交叉穿越 桁梁悬吊 结构应力 管道加固 引石过渭 引汉济渭 引调水工程

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软土地基上影响预应力钢筒混凝土管相对转角关键因素研究 被引量：7

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作者 孙立强 张京京 +2 位作者 李恒 闫澍旺 霍知亮 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期293-298,共6页

预应力钢筒混凝土输水管线(PCCP)已广泛应用于地下输水工程,特别是南水北调工程。管道接口属于半刚性结构,相邻管道可产生一定的自由转角,在自由转角范围内两管之间不会产生内力。当相对转角大于自由转角时,两管会产生相互作用力,作用... 预应力钢筒混凝土输水管线(PCCP)已广泛应用于地下输水工程,特别是南水北调工程。管道接口属于半刚性结构,相邻管道可产生一定的自由转角,在自由转角范围内两管之间不会产生内力。当相对转角大于自由转角时,两管会产生相互作用力,作用力过大会导致PCCP管的破坏,如何有效地控制不均匀软土地基上相邻管道转角成为研究管道安全的关键问题之一。首先分析了导致PCCP管线产生相对转角的机制,结合现场试验和数值分析对控制PCCP管线相对转角的关键因素进行研究。研究表明,相对转角的敏感因素为管道底部碎石垫层厚度、腰部以下砂垫层(砂包角)厚度和压实度,随着碎石垫层厚度增大、砂垫层(砂包角)厚度和压实度增加,管线相对转角降低,通过控制这3个因素可有效控制PCCP管的相对转角。研究成果可为软土地基上PCCP输水工程设计提供依据和指导。 展开更多

关键词 软土地基 预应力钢筒混凝土管(PCCP) 自由转角 施工工艺

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预应力钢筒混凝土管阴极保护技术应用介绍 被引量：15

3

作者 胡士信 王东黎 +3 位作者 张本革 窦宏强 陈弘 钱德琳 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2008年第1期303-307,共5页

预应力钢筒混凝土管(PCCP)在国内的供水工程中已得到了广泛认可,应用越来越多,南水北调北京段就采用了DN4000mm的PCCP管。为防止PCCP管中钢质结构(钢筒和预应力钢丝)的腐蚀,国外对PCCP管道采用了阴极保护技术,成功克服了PCCP管的腐蚀,... 预应力钢筒混凝土管(PCCP)在国内的供水工程中已得到了广泛认可,应用越来越多,南水北调北京段就采用了DN4000mm的PCCP管。为防止PCCP管中钢质结构(钢筒和预应力钢丝)的腐蚀,国外对PCCP管道采用了阴极保护技术,成功克服了PCCP管的腐蚀,延长了PCCP管的使用寿命。介绍了利比亚"大人工河"及国际上几个工程中PCCP管道的防腐蚀做法,分析了造成PCCP管腐蚀的机理和应采用的防护方法和标准;并针对南水北调北京段PCCP管的保护,介绍了采用带状锌牺牲阳极进行保护的设计理念和方法。 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管(PCCP) 阴极保护 带状锌阳极

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预应力钢筒混凝土管(PCCP)的计算方法 被引量：5

4

作者 熊欢 丁凯 +3 位作者 李鹏辉 李庆斌 彭寿海 王东黎 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2009年第11期28-32,共5页

在山西省万家寨引黄工程、南水北调等重大工程之中,采用了预应力钢筒混凝土管(PCCP),如何对其进行计算分析十分重要。在此,对现有的结构计算与数值计算这两类PCCP计算方法进行了全面的综述与评价,分析其各自的优势与局限性,并给出算例... 在山西省万家寨引黄工程、南水北调等重大工程之中,采用了预应力钢筒混凝土管(PCCP),如何对其进行计算分析十分重要。在此,对现有的结构计算与数值计算这两类PCCP计算方法进行了全面的综述与评价,分析其各自的优势与局限性,并给出算例加以说明,最后指出了未来PCCP计算方法的可能突破方向与发展趋势。 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管(PCCP) 结构计算方法 数值计算方法 南水北调工程 万家寨引黄工程

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预应力钢筒混凝土管(PCCP)设计方法探讨 被引量：13

5

作者 张社荣 张彩秀 顾辉 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2005年第4期53-55,共3页

预应力钢筒混凝土管(PCCP)在输水过程中承受外荷载,在应力场作用下产生裂缝,影响结构的稳定性.根据美国规范AWWAC301、AWWAC304中的极限状态设计方法设计预应力钢筒混凝土管,对所设计的PCCP管进行有限元模拟,分析了PCCP管应力应变以及... 预应力钢筒混凝土管(PCCP)在输水过程中承受外荷载,在应力场作用下产生裂缝,影响结构的稳定性.根据美国规范AWWAC301、AWWAC304中的极限状态设计方法设计预应力钢筒混凝土管,对所设计的PCCP管进行有限元模拟,分析了PCCP管应力应变以及破坏机理,并比较了规范法和有限元法的计算结果.为预应力钢筒混凝土管的设计提供计算分析参考. 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管 极限状态设计方法 有限元

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预应力钢筒混凝土管(PCCP)的数值仿真分析 被引量：12

6

作者 张社荣 张彩秀 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期118-122,共5页

根据预应力钢筒混凝土管的结构型式及特点,分析国内外有关PCCP数值研究现状.采用大型有限元分析软件ANSYS研究PCCP从制造、施工到运行的各个阶段的力学特性,采取依次施加预应力、管自重、回填土压、流体自重及内水压力等荷载方法研究PCC... 根据预应力钢筒混凝土管的结构型式及特点,分析国内外有关PCCP数值研究现状.采用大型有限元分析软件ANSYS研究PCCP从制造、施工到运行的各个阶段的力学特性,采取依次施加预应力、管自重、回填土压、流体自重及内水压力等荷载方法研究PCCP的结构受力特性,得出PCCP的变形、应力、裂缝在不同荷载作用下的变化规律,以及裂缝出现后PCCP的应力重分布方式,为PCCP的设计制造和运行管理提供数值仿真分析方法和路线. 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管(PCCP) 有限元 应力 变形 裂缝

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三个泉倒虹吸预应力钢筒混凝土管沿程水头损失计算分析 被引量：4

7

作者 常胜 牧振伟 万连宾 《水电能源科学》 北大核心 2015年第9期95-98,共4页

针对三个泉倒虹吸过流量富余的问题,基于工程特点及其水力设计方法,借鉴大口径钢管和预应力钢筒混凝土管(PCCP管)当量粗糙度的取值,根据雷诺数与相对粗糙度,结合莫迪图判别分析了大流量工况下倒虹吸管道水流流态,在此基础上,利用齐恩公... 针对三个泉倒虹吸过流量富余的问题,基于工程特点及其水力设计方法,借鉴大口径钢管和预应力钢筒混凝土管(PCCP管)当量粗糙度的取值,根据雷诺数与相对粗糙度,结合莫迪图判别分析了大流量工况下倒虹吸管道水流流态,在此基础上,利用齐恩公式、海曾—威廉公式、谢才公式分别计算了三个泉倒虹吸水头损失值,并与实测资料进行对比分析。结果表明,随着管径增大,管壁光滑程度增加,使得PCCP管内水流处于紊流过渡区而非阻力平方区,因此不应选用谢才公式,而这正是导致三个泉倒虹吸过流能力与设计标准不符的主要原因。此外,发现齐恩公式、海曾—威廉公式适用于大口径有压PCCP管沿程水头损失计算。 展开更多

关键词 倒虹吸 预应力钢筒混凝土管 大口径管道 沿程水头损失 流态判别 齐恩公式 海曾—威廉公式

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预应力钢筒混凝土管安全评估概述 被引量：15

8

作者 董晓农 窦铁生 +2 位作者 赵丽君 程冰清 刘健 《水利水电技术》 北大核心 2020年第10期72-80,共9页

PCCP在运行过程中,由于制造、施工以及运行环境变化等诸多因素的影响,会出现不同程度的损伤,甚至发生爆管事故,严重影响供水管线的安全运行。为此,从PCCP的损伤成因和管线运行维护的基本需求出发,针对PCCP损伤成因、安全评估流程、获取... PCCP在运行过程中,由于制造、施工以及运行环境变化等诸多因素的影响,会出现不同程度的损伤,甚至发生爆管事故,严重影响供水管线的安全运行。为此,从PCCP的损伤成因和管线运行维护的基本需求出发,针对PCCP损伤成因、安全评估流程、获取风险指标和结构破坏概率等主要环节,收集、整理和分析了与PCCP损伤和评估相关的文献,介绍了现有用于PCCP安全评估的相关技术,并分析了这些评估技术的精度和相互关系,在总结破坏概率和破坏预测模型的基础上,讨论了PCCP安全评估未来的研究方向。结果表明,用于PCCP安全评估的技术和模型种类繁多且都具有一定的局限性,具体评估方案的选择应综合考虑破坏后果、检测精度和经济成本,以实现管线安全运行和投资收益最大化。 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管 损伤成因 安全评估 破坏概率

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裂缝对预应力钢筒混凝土管结构承载力的有限元分析研究 被引量：7

9

作者 黄智刚 王荣鲁 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2021年第4期88-94,共7页

预应力钢筒混凝土管(PCCP)管芯在实际生产与施工中容易出现裂缝,当管芯出现裂缝时,影响管道承载能力,严重时甚至会造成管道爆裂,降低管道使用寿命。文章结合我国某大型调水工程建设中4 m管径的预存裂缝PCCP管道,通过三维有限元模拟研究... 预应力钢筒混凝土管(PCCP)管芯在实际生产与施工中容易出现裂缝,当管芯出现裂缝时,影响管道承载能力,严重时甚至会造成管道爆裂,降低管道使用寿命。文章结合我国某大型调水工程建设中4 m管径的预存裂缝PCCP管道,通过三维有限元模拟研究裂缝管的管体承载能力及其影响,为预存裂缝的PCCP管道在实际工程中提供安全性方面的理论支撑。通过对工程中实际应用的直径4 m的裂缝原型管进行结构承载能力数值模拟分析计算,管芯混凝土纵向非贯穿性裂缝没有明显降低PCCP管道的承载力,但是贯穿性裂缝管降低PCCP管道的承载力较明显。建议工程中应禁止使用出现通长裂缝的PCCP管道,而对于带裂缝的PCCP管道,应在查明裂缝深度和长度后,降级使用,以确保输(供)水工程安全。 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管 裂缝 结构承载力 有限元分析

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预应力钢筒混凝土管(PCCP)承受负压能力分析 被引量：6

10

作者 孙岳阳 胡少伟 +2 位作者 薛翔 胡登兴 王小林 《混凝土》 CAS 北大核心 2018年第8期18-21,26,共5页

基于环形预应力作用机理,将PCCP承受的负压等效为环向作用力,计算分析了PCCP承受负压的能力,并通过有限元软件ABAQUS建立实际埋置条件下的模型,选择合适的材料本构进行数值模拟,计算结果与理论计算结果一致。结果均表明:在钢筒内管芯混... 基于环形预应力作用机理,将PCCP承受的负压等效为环向作用力,计算分析了PCCP承受负压的能力,并通过有限元软件ABAQUS建立实际埋置条件下的模型,选择合适的材料本构进行数值模拟,计算结果与理论计算结果一致。结果均表明:在钢筒内管芯混凝土处施加一个大气压的负压对管芯混凝土以及插口钢圈内较薄混凝土管芯的受压应力影响不大,设计时可不考虑负压对PCCP承载能力的影响。 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管(PCCP) 环形预应力 负压 数值模拟

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预应力钢筒混凝土管端口打磨机器人的压紧力可靠性分析 被引量：9

11

作者 崔国华 崔康康 +2 位作者 吴海淼 张艳伟 刘健 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期647-654,共8页

预应力钢筒混凝土管(prestressed concrete cylinder pipe,PCCP)在水利工程、工业供水等领域得到广泛应用。针对现有PCCP端口打磨方法效率低、打磨质量难以保证等问题,创新设计了一种PCCP承、插口打磨机器人。首先,根据工作服役环境要求... 预应力钢筒混凝土管(prestressed concrete cylinder pipe,PCCP)在水利工程、工业供水等领域得到广泛应用。针对现有PCCP端口打磨方法效率低、打磨质量难以保证等问题,创新设计了一种PCCP承、插口打磨机器人。首先,根据工作服役环境要求,对端口打磨机器人进行了结构设计与样机制作,并通过现场试验分析该机器人的打滑失效问题;其次,根据打磨机器人克服摩擦力环绕承、插口作周向转动的打磨过程,在进行力学分析基础上建立其压紧力模型及可靠性模型,并采用随机摄动方法分析了整个打磨过程的动态可靠度,得到该打磨机器人可靠性最低的关键部位;最后,对影响端口打磨机器人可靠性的参数进行了灵敏度分析,得出使端口打磨机器人最快趋向可靠的参数为从动轮半径。研究结果为研发具有自主知识产权的大型PCCP自动化制造装备及进行下一步可靠性优化设计奠定了基础。 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管 端口打磨机器人 压紧力模型 可靠性 灵敏度

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利用表面波对预应力钢筒混凝土管砂浆保护层开裂监测的数值仿真 被引量：2

12

作者 胡少伟 汪旭 +1 位作者 任姝璇 朱开源 《应用声学》 CSCD 北大核心 2021年第4期569-578,共10页

预应力钢筒混凝土管(PCCP)长期受到土壤腐蚀介质与各种静动荷载耦合作用,当砂浆保护层出现裂缝并不断发展会促使外界腐蚀介质锈蚀高强预应力钢丝,诱发断丝爆管事故,因此亟需开展PCCP管道运行过程中的砂浆保护层开裂过程安全性监测方法... 预应力钢筒混凝土管(PCCP)长期受到土壤腐蚀介质与各种静动荷载耦合作用,当砂浆保护层出现裂缝并不断发展会促使外界腐蚀介质锈蚀高强预应力钢丝,诱发断丝爆管事故,因此亟需开展PCCP管道运行过程中的砂浆保护层开裂过程安全性监测方法的研究。在进行合理简化及消除不稳定因素的基础上,该文基于ABAQUS有限元软件设置了长度、深度、宽度、频率4个对照组用于判断表面应力波监测PCCP环向裂缝发展的效果(主要依据接收端电压幅值的变化幅度判断),发现接收端信号随裂缝深度增加时变化最为明显,对预应力钢丝是否即将遭受腐蚀具有预警作用;而接收端信号幅值随裂缝宽度的增大会缓慢增加,且对裂缝长度的变化敏感性较弱;在压电片间距相同(1.2m)的情况下,10kHz为本次监测的最优频率。该文还改变了压电陶瓷(PZT)的布置方式,比较了表面粘贴式和内置式两种方法的监测效果(即比较面波与体波的监测效果),发现在1.2m间距及10kHz电压源频率下,面波监测的效果较好。上述结果表明PZT表面应力波动法可用于PCCP砂浆保护层的监测,这对PCCP生命周期预测极具价值。 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管 压电传感技术 表面应力波 裂缝监测

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预应力钢筒混凝土管断丝检测数值仿真等效模型

13

作者 王正 董猛 +1 位作者 商峰 王海超 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第20期115-121,共7页

有限元仿真常用于辅助分析预应力钢筒混凝土管断丝检测数据,在建模过程常遇到预应力钢丝螺旋结构网格划分困难,单元数量过多的情况。将预应力钢丝的螺旋结构模型等效成圆环模型以简化建模。针对含有阴极保护钢带的E型管道,对比分析了螺... 有限元仿真常用于辅助分析预应力钢筒混凝土管断丝检测数据,在建模过程常遇到预应力钢丝螺旋结构网格划分困难,单元数量过多的情况。将预应力钢丝的螺旋结构模型等效成圆环模型以简化建模。针对含有阴极保护钢带的E型管道,对比分析了螺旋线结构+两条钢带模型、圆环+两条钢带模型和无钢带圆环模型的计算结果;针对L型管道,考虑了断丝时钢丝与钢筒之间脱开的效应。计算结果表明,对于含有阴极保护钢带的E型管道,圆环+两条钢带的模型与螺旋线模型等效效果最好,无钢带圆环模型等效效果较差;对于L型管道,圆环模型断口间距与螺旋线模型中钢丝与钢筒脱开的环向距离一致时,圆环模型和螺旋线模型等效。 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管 断丝检测 有限元 钢带

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牺牲阳极法阴极保护在南水北调预应力钢筒混凝土管道上的应用 被引量：3

14

作者 孙仁兴 李良 孙长坤 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2009年第11期828-829,836,共3页

对在南水北调工程中国内首次大规模使用的预应力钢筒混凝土管道(PCCP),采用了牺牲阳极法阴极保护措施。以实例的方式介绍了该方法的设计、安装和实际运行情况。结果表明土壤环境的变化对管道阴极保护系统有明显的影响;锌阳极的使用可以... 对在南水北调工程中国内首次大规模使用的预应力钢筒混凝土管道(PCCP),采用了牺牲阳极法阴极保护措施。以实例的方式介绍了该方法的设计、安装和实际运行情况。结果表明土壤环境的变化对管道阴极保护系统有明显的影响;锌阳极的使用可以有效避免过保护现象的发生。阴极保护系统运行良好,状态稳定,使用寿命和极化偏移值均符合要求,对管道起到了良好的阴极保护作用。 展开更多

关键词 南水北调 预应力钢筒混凝土 牺牲阳极 阴极保护

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预应力钢筒超高性能混凝土管套箍混凝土短柱的抗压性能研究

15

作者 陈岱杰 曹杰荣 +6 位作者 黄维佳 渊喆 石兵 楼拓 丁庆军 李进辉 侯东帅 《混凝土》 CAS 北大核心 2024年第4期35-40,共6页

跨海大桥面临着严峻的耐久性问题,尤其是混凝土桥墩。提出以围套的形式保护海洋工程桥墩混凝土柱防止海水侵蚀,在钢管外壁设置剪力钉,然后浇筑超高性能混凝土(UHPC),并缠绕预应力钢丝,最后浇筑UHPC,形成预应力钢筒超高性能混凝土管(PUC... 跨海大桥面临着严峻的耐久性问题,尤其是混凝土桥墩。提出以围套的形式保护海洋工程桥墩混凝土柱防止海水侵蚀,在钢管外壁设置剪力钉,然后浇筑超高性能混凝土(UHPC),并缠绕预应力钢丝,最后浇筑UHPC,形成预应力钢筒超高性能混凝土管(PUCCP)。制备了PUCCP套箍混凝土柱,并对其进行了抗压试验,并与素混凝土柱和UHPC套箍混凝土柱进行对比。此外,分析了PUCCP中预应力大小对PUCCP套箍混凝土柱抗压性能的影响。试验结果表明:相比素混凝土柱和UHPC套箍混凝土柱,PUCCP套箍可显著提高混凝土柱的抗压强度,且随着预应力的增加,混凝土柱的抗压强度相应增加;PUCCP套箍能对混凝土柱提供比UHPC套箍更充分的侧向约束,以实现应变硬化行为,从而显著提高混凝土柱的初始刚度和延性。 展开更多

关键词 预应力钢筒超高性能混凝土管 混凝土 短柱 抗压性能

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预应力钢丝松弛对超大口径PCCP承载能力的影响 被引量：14

16

作者 张玲 沈捷 胡少伟 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2010年第5期69-72,共4页

以南水北调中线工程为背景,利用光纤光栅计测取预应力钢丝实际松弛量。基于试验结果,采用非线性有限元法建立了PCCP承载数值计算分析模型,进行了钢丝预应力松弛对PCCP承载能力的影响研究。计算结果表明:在正常使用极限状态和弹性极限状... 以南水北调中线工程为背景,利用光纤光栅计测取预应力钢丝实际松弛量。基于试验结果,采用非线性有限元法建立了PCCP承载数值计算分析模型,进行了钢丝预应力松弛对PCCP承载能力的影响研究。计算结果表明:在正常使用极限状态和弹性极限状态下,PCCP内压值随预应力松弛量的增加而减小;在承载能力极限状态时PCCP内压值保持不变。基于现场测试结果和计算结果,评价了预应力松弛对PCCP承载能力的影响,为PCCP的生产和运行积累了工程经验,为制定超大口径PCCP标准以及质量验收提供依据。 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管道(PCCP) 预应力钢丝松弛 管道承载能力 极限状态

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南水北调超大钢筒混凝土管道结构安全评估 被引量：19

17

作者 胡少伟 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2009年第4期74-82,共9页

我国从2006年开始首次把直径4 m的超大预应力钢筒混凝土管道(简称PCCP)用于南水北调中线京石段供水工程中.基于PCCP结构安全使用100年的要求,针对南水北调中线PCCP项目遇到的管芯裂缝和预应力松弛等对结构安全影响如何评估的技术难题,... 我国从2006年开始首次把直径4 m的超大预应力钢筒混凝土管道(简称PCCP)用于南水北调中线京石段供水工程中.基于PCCP结构安全使用100年的要求,针对南水北调中线PCCP项目遇到的管芯裂缝和预应力松弛等对结构安全影响如何评估的技术难题,采用现场实体管道试验(裂缝PCCP抗裂外压承载力试验、PCCP现场断丝原型试验、预应力钢丝松弛PCCP内水压承载试验)和非线性有限元数值模拟等方法对PCCP结构的承载能力进行了系统分析研究.结果表明:管芯出现一条或少量细小裂纹,不需修补或用水泥净浆涂刷即可;较宽的裂缝,可按规定程序进行修补;出现多条纵向裂缝、或环向裂缝长度超过周长的裂缝、或出现十字交叉裂缝的管芯为废品管.预应力钢丝作为PCCP的主要承载体,应确保钢丝质量,避免断丝.有关部门基于研究结果和提出的工程处置建议,并借鉴国外先进国家PCCP制造厂商经验,对工程中已经出现裂缝的PCCP进行了全方位安全评估,对不满足管芯外表面裂缝控制要求的管道进行报废处理(该工程共计报废35根),以满足工程安全需要;对一些裂缝影响较小的PCCP可用在埋深较浅的地段,从而节省了工程成本.最后阐述了下一步需继续研究的工作. 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管道 抗裂外压试验 断丝 预应力松弛 塑性损伤模型

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PCCP管内环向预应力碳纤维板加固数值分析 被引量：4

18

作者 吕康伟 鲁文妍 +2 位作者 刘海祥 柯敏勇 许珉凡 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期133-141,共9页

为充分发挥碳纤维板(CFRP)的抗拉性能,提升断丝预应力钢筒混凝土管(PCCP)的承载能力,提出了管内环向预应力碳纤维板加固方法。研究分析CFRP和混凝土的环向应力,得出拉梅公式的力学模型计算结果与有限元计算结果基本相符,两者结果最大仅... 为充分发挥碳纤维板(CFRP)的抗拉性能,提升断丝预应力钢筒混凝土管(PCCP)的承载能力,提出了管内环向预应力碳纤维板加固方法。研究分析CFRP和混凝土的环向应力,得出拉梅公式的力学模型计算结果与有限元计算结果基本相符,两者结果最大仅相差9.3%。PCCP钢丝断丝率相同情况下,对不同断丝分布进行了计算研究,断丝率相同情况下断丝在同一位置时最不利。断丝发生时,在断丝处从管内到管外的混凝土损伤由小变大。重点对断丝率为10%时预应力CFRP加固前后性能进行了比较。结果表明:正常工作水压下,断丝处PCCP混凝土、钢筒的应力应变显著减小,说明CFRP起到了很好的加固效果;断丝率越高,在混凝土内壁没有损坏前,CFRP的作用越大。管内环向预应力碳纤维板加固方法还具有施工周期短、环境影响小、非开挖、易操作的特点,对实际PCCP应急修复具有很好的参考价值。 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管 预应力碳纤维板 有限元加固模型 断丝 加固效果

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PCCP管芯混凝土防裂控裂技术研究进展 被引量：3

19

作者 张晓闯 刘芃呈 +3 位作者 张慈沁 陈波 李军 王雄锋 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第7期142-149,共8页

预应力钢筒混凝土管(PCCP)在我国引调水工程中发挥着重要作用,PCCP运行的安全性对水资源的配置至关重要,关系国计民生。当管芯混凝土内表面产生有害裂缝后,在水压力的作用下会引起内管芯混凝土破坏,导致钢筒被锈蚀,形成安全隐患,因此,... 预应力钢筒混凝土管(PCCP)在我国引调水工程中发挥着重要作用,PCCP运行的安全性对水资源的配置至关重要,关系国计民生。当管芯混凝土内表面产生有害裂缝后,在水压力的作用下会引起内管芯混凝土破坏,导致钢筒被锈蚀,形成安全隐患,因此,针对管芯内壁混凝土裂缝预防和控制的研究对水资源的合理利用具有重大意义。为了预防和减少PCCP内壁出现有害裂缝,根据国内外学者的研究成果,概述了PCCP管芯内壁混凝土裂缝的种类和形式,即纵向裂缝、螺旋裂缝和插口端裂缝;总结了干燥收缩、沉降收缩、温度收缩、焊缝、缠丝应力、吊装运输等因素与PCCP内壁混凝土裂缝的关系;分别从PCCP设计、原材料、配合比、养护制度、焊缝、钢筒、插口和裂缝自愈合、纤维增强材料等方面总结了PCCP管芯内壁裂缝的预防和控制方法。最后,对PCCP管芯混凝土内壁裂缝的控制和预防进行了展望,为继续研究提供思路。 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管(PCCP) 管芯内壁混凝土 裂缝 防裂控裂措施 裂缝的种类

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PCCP高强混凝土的配制及碱含量控制技术研究 被引量：1

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作者 纪国晋 蒋家林 +1 位作者 郭永峰 鲁一晖 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2008年第1期124-127,共4页

南水北调中线北京段PCCP管芯混凝土的强度设计等级为C50、C55、C60,属高强高性能混凝土,混凝土的耐久性将直接影响PCCP工程的安全运行和使用寿命,其中骨料的碱活性以及抑制措施是影响混凝土耐久性的关键问题之一。就其中的高强混凝土的... 南水北调中线北京段PCCP管芯混凝土的强度设计等级为C50、C55、C60,属高强高性能混凝土,混凝土的耐久性将直接影响PCCP工程的安全运行和使用寿命,其中骨料的碱活性以及抑制措施是影响混凝土耐久性的关键问题之一。就其中的高强混凝土的配制和控制混凝土碱含量不大于2.5kg/m3的技术措施进行了试验研究。通过掺用优质粉煤灰、优化骨料的粒形与级配、优选聚羧酸系高性能减水剂等措施,PCCP高强管芯混凝土的碱含量可以满足2.5kg/m3的技术要求。 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管材(PCA3P) 聚羧酸系高性能减水剂 碱含量 粉煤灰

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