预应力钢筒混凝土管（pccp）的破坏模式及原因分析

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1、2014年第1期混凝土与水泥制品2014No．11月CHINA(：0NCRETEANDCEMENTPRODUCTSJanuary预应力钢筒混凝土管(PCCP)的破坏模式及原因分析窦铁生，燕家琪(中国水利水电科学研究院结构材料研究所，北京100038)摘要：将PCCP的破坏模式归纳为沿环向和纵向破坏两大类，指出PCCP破坏的原因主要包括设计、制造、安装、环境和运行这5个方面，并结合几个典型的工程实例，对PCCP的破坏类型和原因进行了分析。关键词：预应力钢筒混凝土管(PCCP)；断丝；裂缝；腐蚀Abstract：Prestressedconcretecylinderpipe(PCCP)fail

2、uremodesincludecircumferentiallyfailureandlongitudinallyfailure．Here．thecausesofPCCPfailuresaredividedinto5categoriesofdesign、manufacture、installation、environmentandoperation．Aeorrdingtosometypicalengineeringexamples，thefailuremodesandfailurecausesofPCCPareanlyzed．Keywords：Prestressedconcretecylin

3、derpipe(PCCP)；BrokenWires；Cracking；Corrosion中图分类号：TU525文献标识码：A文章编号：1000—4637(2014)01—29一O50前言1．1环向破坏预应力钢筒混凝土管(PrestressedConcrete环向破坏模式的破坏过程包括初始腐蚀和随后CylinderPipe，以下简称PCCP)是由混凝土管芯、预发生的断丝，或氢脆性引起的钢丝断裂，随后保护层应力钢丝、砂浆保护层、钢筒组成的一种新型复合发生开裂和分层。腐蚀和断丝会引起预应力损失，管材。其生产和应用至今已有70多年的历史，在美导致混凝土管：芑：发生开裂，使埋置于管芯混凝土中洲、欧洲

4、、非洲、亚洲等地区已得到广泛使用。按照的钢筒暴露于环境中，进而引起钢筒的腐蚀和破裂，美国ANSI／AWWAC301—07“stressedConcrete最后导致PCCP工作状态部分失效或者完全失效。CylinderPipe。Steel—CylinderType”制造和ANSI／环向破坏模式的破坏过程中，一旦砂浆保护层AWWAC304-07“DesignofPrestressedConcrete的防腐性降低，钢丝就开始发生腐蚀。高强钢丝除CylinderPipe”设计的PCCP的使用寿命为50年【l_21．了发生腐蚀以外，还会产生氢脆性断裂，与钢丝腐蚀国外现以PCCP病险检测、维修加固等方

5、面的研究断裂不同的是，钢丝氢脆性断裂没有规律性，沿管子为主。我国开发研制和生产PCCP起步较晚，山东电长度和圆周随机发生。埋置式PCCP的管芯开裂使力管道公司于1988年开始引进美国Ameron公司钢筒暴露于土壤的腐蚀环境中．内衬式PCCP的钢的制造技术和设备，近几年，由于引水调水和市政筒腐蚀会随着钢丝的腐蚀而发生，管子发生渗漏之工程的建设高潮．PCCP行业得到了长足发展。前是否会发生破裂取决于管子的设计和压力。尽管PCCP耐久性、抗老化性能突出，但随着使1．2纵向破坏用年限的增加．也会在工作运行中发生一些损伤破纵向破坏模式，通常是由于在管子弯头或岔口坏，有的甚至发生爆管等工程事故。PCC

6、P工程一般接头处不能充分抵抗推力、基础不均匀沉降、爆炸或在建成后15—2O年左右发生破坏．美国从1970年地震引起的地面动态移动造成的起已经有500多起事故发生。本文结合工程实例，纵向破坏过程从管道移动开始，然后导致管子介绍了PCCP的两种破坏形式以及破坏成因。连接处断开或混凝土管芯出现环向开裂．使钢筒暴1PCCP的破坏模式露于腐蚀的环境中，进而钢筒发生屈服和破裂，最终PCCP的破坏可以归纳为沿环向和纵向破坏两导致外部混凝土管芷：破坏，这一过程导致PCCP渗大类漏和破裂。纵向破坏模式中钢筒可能会发生腐蚀，基金项目：国家自然科学基金一裂缝与断丝对PCCP安全性也可能不会腐蚀。内部压力和温度荷

7、载引起的环向的影响研究(50979116)。应变的泊松效应(内压和温度荷载使混凝土管芯产一29—2014年第1期混凝土与水泥制品总第213期生径向膨胀，从而使管子变短)也属于纵向效应．由比较高的断丝率，这也是一个比较常见的运行因此引起的破坏模式也属于纵向破坏。素。在某些管子中，由于第三方的原因也会造成2PGGP的破坏原因PCCP管的破裂。2．1设计缺陷3典型工程实例PCCP结构的设计不充分。使用的标准要求不3．1德克萨斯