PCCP管內環向預應力加固驗證試驗研究

魯文妍，劉海祥，柯敏勇，許珉凡，呂康偉，洪 欣

(1.南京水利科學研究院，江蘇 南京 210029； 2.河海大學 力學與材料學院，江蘇 南京 211000)

在役預應力鋼筒混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe，PCCP）出現預應力鋼絲失效、預應力設計不足等情況時，管壁安全性、抗裂性下降，加壓運行時存在開裂、爆管等風險[1-2]。現有的修復方法主要有管外加固法、換管法、管內常規加固方法等[3-5]。管外加固法的缺點是需要開挖大量的土方，雖然在管外粘貼碳纖維布[6]、施加預應力鋼環、預應力鋼絞線[7]等可以有效提供環向約束并且精準地針對斷絲的位置進行加固，但是造價較高且工程量大，不適宜在工程實踐中大規模推廣。換管法是通過探傷找到損壞管道所在的位置，然后先挖去上部土層，再將損壞的管道移去，換上新的PCCP管。這種方法造成的影響較大，管道移除的施工難度較大，接縫處的處理也是一個亟待解決的施工難題。管內加固方法包括頸縮鋼筒內襯法、鋼管內襯法、內貼碳纖維法等[8-9]，頸縮鋼筒內襯法和鋼管內襯法往往造成過流斷面的較大損失，內貼碳纖維法通常采用非預應力加固的方法，在內管壁直接粘貼碳纖維布進行加固，由于碳纖維材料彈性模量與鋼筋相似，抗拉強度為鋼材的7～10倍，高強度的發揮需要較大變形，內貼難以充分利用碳纖維材料的高強度特性。這種方法屬于非主動受力，即只有在外界荷載的情況下才能發揮作用，并不能主動發揮碳纖維材料的作用，在一定程度上造成了碳纖維材料性能的浪費。……