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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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实际埋置条件下断丝对PCCP内水压承载能力影响研究
Study on the Influence of Broken Wires on the Internal Water Pressure Bearing Capacity of PCCP under Actual Embedded Condit
2019年第10期
预应力钢筒混凝土管;实际工况;断丝比例;塑性阶段
PCCP; Actual working condition; Proportion of broken wire; Plastic stage
2019年第10期
10.19761/j.1000-4637.2019.09.027.04
国家自然科学基金重点项目(51739008);国家重大科研仪器研制项目(51527811)。
胡少伟1,2,卢 勇1,孙岳阳3,黄逸群3
1.重庆大学,400045;2.南京水利科学研究院,210024;3.河海大学,南京 210024

胡少伟1,2,卢 勇1,孙岳阳3,黄逸群3

胡少伟,卢勇,孙岳阳,等.实际埋置条件下断丝对PCCP内水压承载能力影响研究[J].混凝土与水泥制品,2019(10):27-30.

HU S W,LU Y,SUN Y Y,et al.Study on the Influence of Broken Wires on the Internal Water Pressure Bearing Capacity of PCCP under Actual Embedded Conditions[J].China Concrete and Cement Products,2019(10):27-30.

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摘 要:针对某输调水工程在役超大口径PCCP断丝问题,建立有限元分析模型,探究了管身中部预应力钢丝发生不同比例断丝时的管道各部位受力状态。结果表明,随着内水压的增大,断丝管都是管腰处断丝区域外的砂浆保护层最先进入塑性,然后是管芯的顶部、底部和管顶管底的钢筒,最终管腰处预应力钢丝达到其抗拉强度,整管破坏。随着管身中部断丝比例的增加,钢筒和预应力钢丝进入塑性阶段时所对应的内水压值逐渐减小,钢筒总是先于预应力钢丝进入塑性阶段。砂浆保护层和管芯在一定断丝比例之后进入塑性阶段所对应的内水压值维持在一个稳定的数值。研究结果可为实际工程中PCCP出现断丝安全风险后的结构承载能力评估提供依据。Abstract:AimingattheproblemofbrokenwiresofsuperlargediameterPCCPinserviceinawatertransferproject,thefiniteelementanalysismodelisestablishedtoexplorethestressstateofeachpartofthepipewhentheprestressedsteelwirebreaksindifferentproportionsinthemiddleofthepipe.Theconclusionisasfollows:withtheincreaseofinternalwaterpressure,forthebrokenwirepipe,themortarprotectivelayeroutsidethebrokenwireareaatthewaistofthepipeenterstheplasticstagefirst,thenthetopandbottomofconcretecoreandsteeltube,finallytheprestressedsteelwireatthewaistreachesitstensilestrength,andthewholepipeisdestroyed.Withtheincreaseoftheproportionofbrokenwireinthemiddleofpipe,theinternalwaterpressureofsteeltubeandprestressedsteelwiredecreasesgraduallywhentheyentertheplasticstage,andthesteeltubealwaysenterstheplasticstagebeforetheprestressedsteelwire.Afteracertainproportionofbrokenwires,theinternalwaterpressureofthemortarprotectivelayerandthepipecorewhentheyentertheplasticstagemaintainsastablevalue.TheresearchresultscanprovideabasisforthestructuralbearingcapacityevaluationofPCCPaftertheoccurrenceofsafetyriskofbrokenwiresinpracticalprojects.
英文名 : Study on the Influence of Broken Wires on the Internal Water Pressure Bearing Capacity of PCCP under Actual Embedded Condit
刊期 : 2019年第10期
关键词 : 预应力钢筒混凝土管;实际工况;断丝比例;塑性阶段
Key words : PCCP; Actual working condition; Proportion of broken wire; Plastic stage
刊期 : 2019年第10期
DOI : 10.19761/j.1000-4637.2019.09.027.04
文章编号 :
基金项目 : 国家自然科学基金重点项目(51739008);国家重大科研仪器研制项目(51527811)。
作者 : 胡少伟1,2,卢 勇1,孙岳阳3,黄逸群3
单位 : 1.重庆大学,400045;2.南京水利科学研究院,210024;3.河海大学,南京 210024

胡少伟1,2,卢 勇1,孙岳阳3,黄逸群3

胡少伟,卢勇,孙岳阳,等.实际埋置条件下断丝对PCCP内水压承载能力影响研究[J].混凝土与水泥制品,2019(10):27-30.

HU S W,LU Y,SUN Y Y,et al.Study on the Influence of Broken Wires on the Internal Water Pressure Bearing Capacity of PCCP under Actual Embedded Conditions[J].China Concrete and Cement Products,2019(10):27-30.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘  要:针对某输调水工程在役超大口径PCCP断丝问题,建立有限元分析模型,探究了管身中部预应力钢丝发生不同比例断丝时的管道各部位受力状态。结果表明,随着内水压的增大,断丝管都是管腰处断丝区域外的砂浆保护层最先进入塑性,然后是管芯的顶部、底部和管顶管底的钢筒,最终管腰处预应力钢丝达到其抗拉强度,整管破坏。随着管身中部断丝比例的增加,钢筒和预应力钢丝进入塑性阶段时所对应的内水压值逐渐减小,钢筒总是先于预应力钢丝进入塑性阶段。砂浆保护层和管芯在一定断丝比例之后进入塑性阶段所对应的内水压值维持在一个稳定的数值。研究结果可为实际工程中PCCP出现断丝安全风险后的结构承载能力评估提供依据。
Abstract: Aiming at the problem of broken wires of super large diameter PCCP in service in a water transfer project, the finite element analysis model is established to explore the stress state of each part of the pipe when the prestressed steel wire breaks in different proportions in the middle of the pipe. The conclusion is as follows: with the increase of internal water pressure, for the broken wire pipe, the mortar protective layer outside the broken wire area at the waist of the pipe enters the plastic stage first, then the top and bottom of concrete core and steel tube, finally the prestressed steel wire at the waist reaches its tensile strength, and the whole pipe is destroyed. With the increase of the proportion of broken wire in the middle of pipe, the internal water pressure of steel tube and prestressed steel wire decreases gradually when they enter the plastic stage, and the steel tube always enters the plastic stage before the prestressed steel wire. After a certain proportion of broken wires, the internal water pressure of the mortar protective layer and the pipe core when they enter the plastic stage maintains a stable value. The research results can provide a basis for the structural bearing capacity evaluation of PCCP after the occurrence of safety risk of broken wires in practical projects.

关键词:
预应力钢筒混凝土管;实际工况;断丝比例;塑性阶段
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(1)实际运行工况下,内水压逐渐增大的过程中,管腰处砂浆保护层最先进入塑性阶段,然后是管芯的顶部、底部和钢筒的顶部、底部,最终管腰处预应力钢丝达到屈服强度,整管破坏。断丝PCCP各部位均在断丝区域处最先进入塑性。
(2)实际运行工况下,随着断丝比例的增加,使预应力钢丝、钢筒、混凝土管芯进入塑性阶段时所对应的内水压值逐渐减小。在20%断丝之后内水压值减小明显变缓,说明比例20%前,断丝大大加快了预应力钢丝、钢筒、混凝土管芯进入塑性阶段。
(3)实际运行工况下,断丝比例从20%增加至30%,砂浆保护层进入塑性时所对应的内水压值发生突降。以砂浆保护层进入塑性时所对应的内水压随断丝比例变化的突变点作为PCCP爆管的临界点,故在实际埋置条件下,对于本文研究的PCCP管型,断丝比例20%为发生爆管破坏的临界点。

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胡少伟,卢勇,孙岳阳,.实际埋置条件下断丝对PCCP内水压承载能力影响研究[J].混凝土与水泥制品,2019(10):27-30.

HU S W,LU Y,SUN Y Y,et al.Study on the Influence of Broken Wires on the Internal Water Pressure Bearing Capacity of PCCP under Actual Embedded Conditions[J].China Concrete and Cement Products,2019(10):27-30.

 

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