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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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PCCP插口内壁混凝土抗裂措施的研究
Study on Anti-crack Measures for Inner Wall Concrete of Spigot in Prestressed Concrete Cylinder Pipe(PCCP)
2016年第11期
预应力钢筒混凝土管;环裂;抗裂;非线性有限元分析
PCCP; Circumferential crack; Anti-cracking; Nonlinear finite element analysis
2016年第11期
1000-4637(2016)11-28-04
973计划课题(2013CB035906);国家自然科学基金面上项目(51378088)
钟 胜,冯 新,赵 琳,周 晶
大连理工大学水利工程学院,海岸和近海工程国家重点实验室,116023

钟 胜,冯 新,赵 琳,周 晶

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摘 要:根据PCCP(预应力钢筒混凝土管)插口端内壁混凝土环裂产生机理,从管道结构设计出发,提出了高工压、双层缠丝管道PCCP插口内壁混凝土的抗裂措施。该措施同时采用在插口异形钢环外侧预留变形缝、插口管芯内衬钢环以及插口内壁使用钢纤维混凝土等三种手段,通过提高插口抗弯能力、降低缠丝附加弯矩而实现插口内壁抗裂。建立了高工压、双层缠丝PCCP的三维非线性有限元模型,模拟了管道生产中的典型受力情况,分析了管道的应力和变形规律,并与无抗裂措施的管道进行了对比。结果表明,所提出的PCCP插口内壁混凝土的抗裂措施可以大大改善高工压、双层缠丝PCCP插口内壁混凝土的环裂问题。 Abstract: According to the circumferential cracking mechanisms of the inner wall of spigot in the prestressed concrete cylinder pipe (PCCP), the anti-crack measures are put forward for the structural design of PCCP. For the pipes with the higher internal pressure and double wire wrapped structure, the deformation joint is adopted in the outside of spigot shaped steel rings, and steel ring is lined in the inner wall of the core concrete, and the steel fiber reinforced concrete is used in the spigot simultaneously. To investigate the effectiveness of the anti-cracking measures, the three-dimensional nonlinear finite element models are established respectively to analyze the strain/stress and deformation of the pipe. In comparison with the existing pipes, the residue flexural strength of spigot is improved by using the anti-cracking measures in the PCCP.
英文名 : Study on Anti-crack Measures for Inner Wall Concrete of Spigot in Prestressed Concrete Cylinder Pipe(PCCP)
刊期 : 2016年第11期
关键词 : 预应力钢筒混凝土管;环裂;抗裂;非线性有限元分析
Key words : PCCP; Circumferential crack; Anti-cracking; Nonlinear finite element analysis
刊期 : 2016年第11期
DOI :
文章编号 : 1000-4637(2016)11-28-04
基金项目 : 973计划课题(2013CB035906);国家自然科学基金面上项目(51378088)
作者 : 钟 胜,冯 新,赵 琳,周 晶
单位 : 大连理工大学水利工程学院,海岸和近海工程国家重点实验室,116023

钟 胜,冯 新,赵 琳,周 晶

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要:根据PCCP(预应力钢筒混凝土管)插口端内壁混凝土环裂产生机理,从管道结构设计出发,提出了高工压、双层缠丝管道PCCP插口内壁混凝土的抗裂措施。该措施同时采用在插口异形钢环外侧预留变形缝、插口管芯内衬钢环以及插口内壁使用钢纤维混凝土等三种手段,通过提高插口抗弯能力、降低缠丝附加弯矩而实现插口内壁抗裂。建立了高工压、双层缠丝PCCP的三维非线性有限元模型,模拟了管道生产中的典型受力情况,分析了管道的应力和变形规律,并与无抗裂措施的管道进行了对比。结果表明,所提出的PCCP插口内壁混凝土的抗裂措施可以大大改善高工压、双层缠丝PCCP插口内壁混凝土的环裂问题。

Abstract: According to the circumferential cracking mechanisms of the inner wall of spigot in the prestressed concrete cylinder pipe (PCCP), the anti-crack measures are put forward for the structural design of PCCP. For the pipes with the higher internal pressure and double wire wrapped structure, the deformation joint is adopted in the outside of spigot shaped steel rings, and steel ring is lined in the inner wall of the core concrete, and the steel fiber reinforced concrete is used in the spigot simultaneously. To investigate the effectiveness of the anti-cracking measures, the three-dimensional nonlinear finite element models are established respectively to analyze the strain/stress and deformation of the pipe. In comparison with the existing pipes, the residue flexural strength of spigot is improved by using the anti-cracking measures in the PCCP.

关键词:
预应力钢筒混凝土管;环裂;抗裂;非线性有限元分析
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根据环裂的形成机理,通过同时提高管道截面 抗弯能力和降低附加弯矩两种途径,提出了高工压、双层缠丝管道插口端内壁混凝土的抗裂措施。抗裂效果的数值模拟结果表明,通过在插口异形钢环外侧预留变形缝、插口管芯内衬钢环以及插口内壁使用钢纤维混凝土等三种手段的同时使用,可以满足提高管道截面抗弯能力以及降低附加弯矩的目的,防止高工压、双层缠丝管道出现插口环裂现象。本文抗裂措施对于保证管道整体性、提高承载能力、延长使用年限等方面具有积极意义。但是PCCP生产工艺复杂,环裂除了与管道结构因素有关,还受制于施工质量、环境条件等多种因素,未来应结合PCCP生产过程进一步完善具体工艺。

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