地基不均匀沉降下大型PCCP力学响应机理分析

陈博智，冯  新，赵  琳，周  晶

（大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁 大连  116023）

摘  要：不良的地基条件会大大加速预应力钢筒混凝土管（PCCP）的结构退化进程，缩短管道服役寿命。为研究地基不均匀沉降下大型PCCP的响应特征及破坏模式，笔者基于ABAQUS软件建立了三维非线性有限元分析模型，考虑了管土及管节接头间的相互作用。通过模拟不同的地基不均匀沉降量，研究了内外荷载联合作用下PCCP的力学响应机理，分析和总结了PCCP的转角响应特点、管芯的应变分布与发展规律以及承插口结构的破坏模式。研究表明，地基不均匀沉降对管道承插口结构受力特征影响显著，对管身影响很小；沿管线40m范围内当地基沉降差达到35cm时，管节间最大相对转角超过了设计规程限值（0.5°）；相对转角过大导致承插口结构受到显著的弯曲或挤压作用，产生微裂缝区域，外界腐蚀性物质侵入管壁内部，加速PCCP结构性能的退化。

关键词：预应力钢筒混凝土管；地基不均匀沉降；力学响应机理；相对转角；承插口破坏