软土地基上影响预应力钢筒混凝土管相对转角关键因素研究

摘要

预应力钢筒混凝土输水管线(PCCP)已广泛应用于地下输水工程,特别是南水北调工程.管道接口属于半刚性结构,相邻管道可产生一定的自由转角,在自由转角范围内两管之间不会产生内力.当相对转角大于自由转角时,两管会产生相互作用力,作用力过大会导致PCCP管的破坏,如何有效地控制不均匀软土地基上相邻管道转角成为研究管道安全的关键问题之一.首先分析了导致PCCP管线产生相对转角的机制,结合现场试验和数值分析对控制PCCP管线相对转角的关键因素进行研究.研究表明,相对转角的敏感因素为管道底部碎石垫层厚度、腰部以下砂垫层(砂包角)厚度和压实度,随着碎石垫层厚度增大、砂垫层(砂包角)厚度和压实度增加,管线相对转角降低,通过控制这3个因素可有效控制PCCP管的相对转角.研究成果可为软土地基上PCCP输水工程设计提供依据和指导.