PCCP内壁复式碳纤维加固技术及应力计算分析

作     者：孙志恒 董晓农 郝巨涛 马宇 SUN Zhiheng;DONG Xiaonong;HAO Jutao;MA Yu

作者机构：中国水利水电科学研究院北京100038 北京中水科海利工程技术有限公司北京100038 

出 版 物：《水利水电技术》 (Water Resources and Hydropower Engineering)

年 卷 期：2018年第49卷第7期

页      面：88-93页

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家"十三五"重点研发计划资助(2016YFC0401609) 中国水科院科研专项(SM0145B232018) 广西水工程材料与结构重点实验室开放课题(GXHRI-WEMS-2018-5) 

主　　题：PCCP 高压缩弹性垫层 复式碳纤维加固 

摘      要：现有碳纤维加固预应力钢筒混凝土管(PCCP)技术不能有效发挥碳纤维的作用,也无法有效地抑制PCCP的变形和裂缝的扩展。为此,提出了PCCP内壁复式碳纤维加固技术,即在碳纤维与PCCP之间增设高压缩弹性垫层,研制出具有压缩量大、本体强度高、抗渗、与混凝土粘接强度大等特点的高压缩弹性垫层材料。根据弹性力学推导出内壁复式碳纤维加固PCCP的弹性解,并分别计算了在不同内水压力作用下对三种直径PCCP的应力分布情况。结果表明,当弹性垫层厚度为5 mm时,碳纤维的应力增加4.2~4.6倍,即增设弹性垫层后碳纤维加固PCCP的作用显著增加,作用于PCCP的内压明显减少;对于同一管径的PCCP,在固定内水压力下,随着高压缩弹性垫层厚度的增加,碳纤维的应力近似呈线性提高,碳纤维承担内水压力的比例也近似呈线性提高。