考慮黏結滑移的鋼襯鋼筋混凝土管道承載特性分析

馬 銖，石長征，伍鶴皋

（武漢大學 水資源與水電工程科學國家重點實驗室，湖北 武漢 430072）

1 研究背景

鋼襯鋼筋混凝土管道由鋼襯與外包鋼筋混凝土組成，是壩下游面和地面引水管道的主要類型［1］。鋼襯與外包鋼筋混凝土可以聯合承載，減薄了鋼襯厚度，已廣泛應用于東江、緊水灘、三峽、公伯峽、積石峽等大中型壩后式電站和引水式電站中［2］。

鋼襯鋼筋混凝土壓力管道在設計荷載下允許外包混凝土開裂，結構承載特性對電站的安全運行和結構耐久性至關重要，因此其開裂前后的鋼襯、鋼筋和混凝土的應力、裂縫開展情況以及裂縫寬度等問題受到了國內外學者的廣泛關注。隨著計算機技術的快速發展，有限元法因其解決結構復雜、邊界條件多樣、材料非線性等復雜問題的優越性，已成為鋼襯鋼筋混凝土管道承載分析的主要研究方法。伍鶴皋等［3］結合模型試驗的結果，采用有限元法對比研究了鋼襯鋼筋混凝土管道的裂縫開展特征。石長征等［4］進一步考慮了溫度作用對管道開裂和承載特性的影響。蘇凱等［5-6］在鋼襯和混凝土之間插入接觸單元，探究了摩擦接觸特性和縫隙值對管道承載特性的影響。上述研究雖然得到了管道在各種荷載作用和不同因素影響下的承載和開裂特性，但是在分析時都假設鋼筋與混凝土黏結完好，忽略鋼筋與混凝土之間黏結滑移的影響，而鋼襯鋼筋混凝土管道是鋼襯、鋼筋與混凝土聯合承載的組合結構，鋼筋與混凝土之間的黏結滑移特性對于這種組合結構的共同受力可能產生不利影響［7］，因此深入研究黏結滑移以及黏結強度對鋼襯鋼筋混凝土管道具有重要意義?！?br>