預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管

內(nèi)容概要

本書是首部系統(tǒng)的對(duì)PCCP尤其是超大口徑PCCP結(jié)構(gòu)分析與安全評(píng)價(jià)研究方面的專著，詳述了作者帶領(lǐng)的課題組在PCCP管道結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)試驗(yàn)與理論建模分析等方面研究成果。
預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(簡(jiǎn)稱PCCP)作為具有適用范圍廣、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、抗震性能好、安裝方便、運(yùn)行費(fèi)用低、防滲性能好等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)距離輸水、城市給水和電廠回水等。許多輸水工程一旦出現(xiàn)安全事故，如爆裂，將損失重大，且維修很難。作者在國(guó)家科技支撐計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、南京水利科學(xué)研究院院基金等項(xiàng)目陸續(xù)資助下，首次系統(tǒng)地完成了4m口徑PCCP內(nèi)壓和外載下(完整管、裂縫管、斷絲管、預(yù)應(yīng)力松弛管)的原型試驗(yàn)與l_2m口徑PCCP的破壞，性試驗(yàn)、安全評(píng)價(jià)與理論分析等。本書主要包括第l章緒論；第2章PCCP承載能力試驗(yàn)研究；第3章PCCP結(jié)構(gòu)安全數(shù)值模擬與評(píng)價(jià)；第4章PCCP實(shí)際承載能力分析；第5章PCCP承受內(nèi)水壓全過程分析。第6章PCCP結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)——裂縫對(duì)承載能力影響；第7章PCCP結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)——斷絲對(duì)承載能力影響分析；第8章PCCP結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)——預(yù)應(yīng)力松弛對(duì)承載能力影晌；第9章PCCP承載能力理論分析與建模；第10章基于薄壁理論與新型計(jì)算方法的PCCP分析；第11章PCCP裂縫、斷絲與預(yù)應(yīng)力松弛產(chǎn)生機(jī)理及防治措施；第l2章PCCP實(shí)際工程應(yīng)用與分析；第13章本書的研究總結(jié)與展望。本書可供PCCP制造、設(shè)計(jì)與施工企業(yè)產(chǎn)品檢驗(yàn)、制作設(shè)計(jì)時(shí)作為技術(shù)指導(dǎo)書，也可供水利、電力、市政給排水的科研、設(shè)計(jì)、施工等工程技術(shù)人員和高等院校師生參考。本書的出版得到南京水利科學(xué)研究院專著出版基金的資助。

書籍目錄

前言
第1章　緒論
 1.1 PCCP起源、發(fā)展(外、內(nèi))、應(yīng)用情況
 1.2國(guó)內(nèi)外安全評(píng)價(jià)現(xiàn)狀
 1.3國(guó)內(nèi)外PCCP參照標(biāo)準(zhǔn)
 1.4研究意義及其研究?jī)?nèi)容
第2章　PCCP承載能力試驗(yàn)研究
 2.1試驗(yàn)?zāi)康?br /> 2.2 1.2m直徑PCCP試驗(yàn)
 2.3現(xiàn)場(chǎng)4m直徑PCCP原型試驗(yàn)
 2.4內(nèi)水壓承載試驗(yàn)
 2.5三點(diǎn)法外載試驗(yàn)
 2.6本章　小結(jié)
第3章　PCCP結(jié)構(gòu)安全數(shù)值模擬與評(píng)價(jià)
　3.1非線性本構(gòu)關(guān)系
　3.2破壞準(zhǔn)則
　3.3 PCCP有限元模型
　3.4鋼絲預(yù)應(yīng)力的模擬
　3.5分析步驟
　3.6計(jì)算結(jié)果
　3.7試驗(yàn)與理論計(jì)算結(jié)果對(duì)比
　3.8本章　小結(jié)
第4章　PCCP實(shí)際承載能力分析
 4.1 PCCP管的破壞機(jī)理分析
 4.2 PCCP實(shí)際承載數(shù)值分析
 4.3本章　小結(jié)
第5章　PCCP承受內(nèi)水壓全過程分析
 5.1概述
 5.2模型建立與理論推導(dǎo)
第6章　PCCP結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)——裂縫對(duì)承載能力影響
第7章　PCCP結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)——斷絲對(duì)承載能力影響分析
第8章　PCCP結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)——預(yù)應(yīng)力松弛對(duì)承載能力影響
第9章　PCCP承載能力理論分析與建模
第10章　基于薄壁理論與新型計(jì)算方法的PCCP分析
第11章　PCCP裂縫、斷絲與預(yù)應(yīng)力松弛產(chǎn)生機(jī)理及防治措施
第12章　PCCP實(shí)際工程應(yīng)用與分析
第13章　研究總結(jié)與展望
附錄l　美國(guó)ANSl／AWWA C304規(guī)范規(guī)定的PCCP設(shè)計(jì)方法
附錄2　國(guó)內(nèi)規(guī)范規(guī)定的PCCP設(shè)計(jì)方法
附錄3　ANSl／AWWA C304與國(guó)內(nèi)規(guī)范CECS l40對(duì)PCCP設(shè)計(jì)方法規(guī)定的區(qū)別
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）作為一種新型組合結(jié)構(gòu)管材，以其承載能力強(qiáng)、抗?jié)B性好、安裝簡(jiǎn)單、利于施工等優(yōu)點(diǎn)而成為城市供水、區(qū)域間輸水的首選管材。本書以南水北調(diào)中線工程為背景，介紹了PCCP這一新型管材的生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用準(zhǔn)解析法對(duì)PCCP結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)進(jìn)行了分析，通過現(xiàn)場(chǎng)原型管試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算的方法對(duì)PCCP的承載機(jī)理、結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)和破壞過程進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并詳細(xì)分析了裂縫、斷絲和預(yù)應(yīng)力松弛對(duì)PCCP承載性能的影響評(píng)價(jià)。依托內(nèi)水壓試驗(yàn)，外載破壞試驗(yàn)論證了PCCP承載的特點(diǎn)，破壞特征以及破壞特征階段進(jìn)行了研究與探討。對(duì)于內(nèi)水壓PCCP承載，并結(jié)合FEMOL進(jìn)行了計(jì)算與分析；采用正交異性模型，建立PCCP承受內(nèi)水壓全過程分析模型，對(duì)承受內(nèi)水壓的PCCP進(jìn)行了全過程分析，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)計(jì)算?！　”緯策M(jìn)行了10根PCCP原型管試驗(yàn)，具體為1根直徑4m原型管內(nèi)水壓試驗(yàn)；1根直徑4m原型管三點(diǎn)法外載試驗(yàn)；2根直徑4m斷絲外載對(duì)比試驗(yàn)；2根直徑2m裂縫管與完好管對(duì)比試驗(yàn)；1根直徑4m松弛管內(nèi)水壓試驗(yàn)；3根直徑1.2m管道的外載承載能力破壞性試驗(yàn)。如此超大口徑PCCP現(xiàn)場(chǎng)原型試驗(yàn)在國(guó)內(nèi)外尚屬首次，并進(jìn)行了裂縫管、斷絲管、松弛管的對(duì)比試驗(yàn)，使試驗(yàn)更具有源頭創(chuàng)新性。本書在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以非線性有限元理論為基礎(chǔ)，對(duì)PCCP進(jìn)行了內(nèi)水壓承載全過程分析，針對(duì)工程實(shí)際出現(xiàn)的管芯混凝土縱向裂縫和可能出現(xiàn)的預(yù)應(yīng)力鋼絲斷絲和松弛現(xiàn)象，采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法，得出了對(duì)PCCP承載性能的影響評(píng)價(jià)。論文可以得出如下結(jié)論：　?。?）PCCP內(nèi)水壓受力過程可以分為五個(gè)階段進(jìn)行受載全過程分析：預(yù)應(yīng)力鋼絲環(huán)向作用力階段、管芯混凝土彈性階段、混凝土塑性階段和發(fā)生徑向開裂、鋼材屈服階段和管道破壞階段。本書以準(zhǔn)解析法計(jì)算出各階段臨界狀態(tài)的內(nèi)水壓?！　。?）通過比尺為1：1的原材料原型PCCP結(jié)構(gòu)內(nèi)水壓承載試驗(yàn)和外載試驗(yàn)研究，得出了在內(nèi)水壓作用下PCCP的破壞過程：在鋼絲預(yù)應(yīng)力作用下混凝土產(chǎn)生預(yù)壓力；隨著內(nèi)水壓的增大，管芯混凝土開裂，裂縫擴(kuò)展貫通后，轉(zhuǎn)由鋼筒和鋼絲承擔(dān)內(nèi)水壓；隨著內(nèi)水壓的繼續(xù)增大，鋼筒和鋼絲屈服，PCCP破壞。通過原型PCCP外載試驗(yàn)，得出了在外載下PCCP破壞特征：在外載作用下，PCCP管頂與管底的內(nèi)側(cè)混凝土因超過抗拉強(qiáng)度而發(fā)生開裂，管腰砂漿層也發(fā)生開裂破壞?！　　?/pre>








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