PCCP管道裂缝发展规律及预应力损失模拟分析

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1、分类号:密级:UDC:单位代码:10078华北水利水电大学硕士学位论文PCCP管道裂缝发展规律及预应力损失模拟分析LAWOFCRACKSDEVELOPMENTSANDEFFECTANALYSISOFPRESTRESSEDLOSSINPRESTRESSEDCONCRETECYLINDERPIPE研究生姓名：何卓飞指导教师：白新理专业名称：工程力学所在学院：土木与交通学院2015年5月万方数据独立完成与诚信声明本人郑重声明：所提交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果并撰写完成的。没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除

2、已经标注引用的内容外，本学位论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北水利大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名：保证人（导师）签名：签字日期：签字日期：学位论文版权使用授权书本人完全了解华北水利大学有关保管、使用学位论文的规定。特授权华北水利大学可以将学位论文的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构

3、送交论文原件或复印件和电子文档。（涉密的学位论文在解密后应遵守此规定）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：签字日期：万方数据摘要PCCP管道裂缝发展规律及预应力损失模拟分析摘要预应力钢桶混凝土管道简称PCCP管道，于十八世纪中叶在西方工程界诞生，现被大规模应用于市政、电力、水利等管线工程中。由于管道的构造以及受载情况复杂，与此相关的理论分析与实践改进也一直是工程界的重要课题。本文采用大型有限元分析软件进行PCCP管道的三维建模，对其进行静力分析，旨在模拟其在内外压作用下的裂缝开展状态。本文主要研究内容以及结论如下：（1）查阅资料，总结了PCCP管道在国内外实践状

4、况和发展趋势。综合阐述了有限元分析方法在PCCP管道研究中的作用。（2）对于PCCP管道的结构计算方法和设计原理进行了介绍。结合实际工程取得其应力、应变结果，以此分析裂缝的开展状况。（3）建立PCCP管道的三维有限元模型，在工作荷载、内压组合及瞬时荷载三类荷载的组合作用下，对模型进行静力分析，得出了管道各层各部位应力结果。以此结果来分析裂缝开展部位以及开展状况，与工程实际相印证。结果表明，在管道模型以及荷载状况逼近实际工程的情况下，有限元分析结果与实际结果相符合。（4）在获得以上结果的基础上，改进三维有限元模型，考虑预应力损失，重新模拟预应力损失下管道的工作状态，

5、探讨预应力损失对裂缝开展的影响。本文得出的应力结果与PCCP管道的实际状况相吻合，相关结果和结论可为今后PCCP管道的设计、制造、施工、科研提供一定的参考。关键词：预应力钢桶混凝土管（PCCP）；裂缝；应力分析；有限元分析I万方数据华北水利水电大学硕士学位论文II万方数据ABSTRACTLAWOFCRACKSDEVELOPMENTSANDEFFECTANALYSISOFPRESTRESSEDLOSSINPRESTRESSEDCONCRETECYLINDERPIPEABSTRACTTheprestressedconcretecylinderpipes（PCCP）bo

6、rninthewesternengineeringinthemid-eighteenthcentury,hasbeenwidelyappliedinmunicipal,electricpower,waterconservancyandotherpipelineprojects.Duetothecomplexityofpipelines’structureandloadingconditions,therelatedtheoreticalanalysisandpracticalimprovementhasalsobeenaimportantsubjectengine

7、ering.Inthisthesis,theANSYSfiniteelementanalysissoftwareisusedtomodelthethree-dimensionalofPCCPtoconductitsstaticanalysis,soastosimulatethecrackundertheinsideandoutsidepressureeffect.Thecontentsandmainconclusionsinthisthesisareasfollows:(1)Refertosomedata,sumupthepracticalconditionand

8、devel