预应力钢筒混凝土管插口内壁环裂机理分析
钟 胜1，冯 新1，赵 林2，周 晶1
（1.大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁 大连 116024；2.辽宁西北供水有限责任公司，辽宁 沈阳 110055）
摘 要：插口内壁环裂是预应力钢筒混凝土管(PCCP)普遍存在的问题，其产生机理复杂。国内外标准对PCCP混凝土裂缝规定不一，对管道裂缝的性质判定、处置方式及预防措施等系列问题一直困扰着工程建设。本文建立了预应力钢筒混凝土管的三维非线性有限元模型，对其生产制作过程中预应力钢丝缠绕、管道吊运以及管芯混凝土干缩等典型受力工况进行了数值模拟。研究结果表明：在预应力钢丝缠绕后，环裂在插口端200mm左右产生，并已贯穿至钢筒内壁；吊运过程将加剧裂缝宽度及塑性区的发展，且插口端外壁混凝土被拉伸破坏；后期混凝土的干缩中，环裂成为干缩的自由边界，环裂宽度将进一步扩展，塑性区宽度达到60mm左右。PCCP插口内壁环裂机理的研究成果，可为制订环裂预防措施和进行管道结构安全评价提供科学依据。
关键词：预应力钢筒混凝土管；插口；环裂；机理；非线性有限元分析