預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管最早是由法國邦納公司研制的,生產(chǎn)和應(yīng)用已有50多年的歷史,目前已遍及西歐、北美、獨(dú)聯(lián)體、中東及北非等地區(qū),在美國鋪設(shè)PCCP管長度達(dá)29萬千米,非洲和利比亞人工大運(yùn)河工程,全長1900多千料,采用兩條DN4000mmPCCP-E管。我國石家莊市引黃水庫供水二期工程,使用了大量的DNl800mm預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管,經(jīng)運(yùn)行表明情況良好。PCCP管在國外50年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明,使用壽命可達(dá)50年以上。
(1)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管是由鋼板、鋼絲和混疑土構(gòu)成的復(fù)合管材。它充分地發(fā)揮了鋼材的抗拉,易密封性及混凝土的耐腐蝕性。它從型式上分兩種:一種是內(nèi)襯式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP-L),它是在鋼筒內(nèi)襯以混凝土后,在鋼筒外面纏繞預(yù)應(yīng)力鋼絲,再輥射砂漿保護(hù)層;另一種是埋置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP-E),它是將鋼筒埋置在混凝土中,然后在混凝土管芯上纏繞預(yù)應(yīng)力鋼絲,再輥射砂漿保護(hù)層。
(2)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土(PCCP)管主要型號(hào)規(guī)格。見表4-35。
管型 | 公稱直徑/mm | 內(nèi)徑/mm | 外徑/mm | 壁厚/mm | 長度/mm | 質(zhì)量/(t/節(jié)) |
PCCP-L | 600 | 600 | 730 | 40 | 5000 | 1.70 |
700 | 700 | 840 | 45 | 2.10 | ||
800 | 800 | 950 | 50 | 2.60 | ||
900 | 900 | 1060 | 55 | 3.15 | ||
1000 | 1000 | 1170 | 60 | 3.70 | ||
1200 | 1200 | 1390 | 70 | 5.00 | ||
1400 | 1400 | 1650 | 100 | 7.30 | ||
1600 | 1600 | 1870 | 110 | 9.70 | ||
1800 | 1800 | 2090 | 120 | 11.50 | ||
2000 | 2000 | 2310 | 130 | 13.50 | ||
2200 | 2200 | 2540 | 145 | 17.70 | ||
2400 | 2400 | 2760 | 155 | 19.20 | ||
2600 | 2600 | 2980 | 165 | 22.60 | ||
3000 | 3000 | 3430 | 190 | 28.40 | ||
3400 | 3400 | 3880 | 215 | 35.00 |
(3)PCCP預(yù)應(yīng)力鋼筒棍凝土管技術(shù)特性
?、俪惺芨叩膬?nèi)壓和外部載荷 因PCCP使用了經(jīng)水壓檢驗(yàn)的鋼筒,解決了一般混凝土存在的滲水問題,所以它可以承受很高的工作壓力。國產(chǎn)PCCP工作壓力指標(biāo)為0.4~2.0MPa,國外應(yīng)用的PCCP管工作壓力有的高達(dá)3.0MPa以上。由于PCCP管在設(shè)計(jì)上可以充分使用混凝土的抗壓強(qiáng)度,所以較其他管材可以承受更大的外部載荷。
?、诮宇^密封好 PCCP接頭采用鋼制承插口,尺寸精度高(承口與插口工作直徑配合間隙最小0.5mm,最大2mm),承口呈鐘形環(huán)狀,插口是帶有凹槽的特制異型鋼,膠圈按等斷面設(shè)計(jì)放置凹槽內(nèi),這樣不僅使膠圈受雙向擠壓形戊很好的密封力,而且膠圈定位良好。這種型式的接頭可承受高達(dá)3.0MPa壓力。
③對地基適應(yīng)性好 PCCP管采用的半剛性接頭使得此種管材既有一定程度的剛性,又有一定的柔性,使其能轉(zhuǎn)一定酌角度,所以適應(yīng)地基變化的性能較其他管材要好。見表4-36。
管徑/mm | 600800 | 900 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 | 2200 | 2400 | 2600 |
轉(zhuǎn)角/(°) | 1.5 | 1.45 | 1.25 | 1.10 | 0.95 | 0.85 | 0.74 | 0.67 | 0.60 | 0.56 | 0.53 |
?、茌^高的通水能力 PCCP管內(nèi)表面非常光滑,不形成瘤節(jié),表面不結(jié)垢,使得管道下運(yùn)行能保持很高的通水能力。經(jīng)水力磨阻試驗(yàn)得,離心成型的PCCP-L管,n=0.012;對于立式振動(dòng)成型的PCCP-E管,n=0.0107,可見粗糙率值比較小。
?、輨?lì)腐蝕性能好 由于構(gòu)成的所有鋼材都被良好密實(shí)的混凝土包裹,經(jīng)防腐處理的承插口安裝后其外露部位又用砂漿灌注封口,混凝土或砂漿提供的高堿性環(huán)境使得構(gòu)成內(nèi)部的鋼材鈍化,從而阻止其腐蝕,故其防腐性能好。
?、薰艿肋\(yùn)行經(jīng)濟(jì)安全PCCP管獨(dú)特的復(fù)合結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的接頭型式,使得這種管材不會(huì)出現(xiàn)管身滲水,接頭漏水,更不會(huì)出現(xiàn)爆管等現(xiàn)象。
PCCP管材價(jià)格直徑1. 8 m長度5 m的管套管每根8750元左右,而鋼筋餛凝土管每根蝕在8750元左右。