預應力鋼筒混凝土管最早是由法國邦納公司研制的,生產和應用已有50多年的歷史,目前已遍及西歐、北美、獨聯(lián)體、中東及北非等地區(qū),在美國鋪設PCCP管長度達29萬千米,非洲和利比亞人工大運河工程,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預應力鋼筒混凝土管,經運行表明情況良好。PCCP管在國外50年的運行經驗證明,使用壽命可達50年以上。
(1)預應力鋼筒混凝土管的結構。預應力鋼筒混凝土管是由鋼板、鋼絲和混疑土構成的復合管材。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:一種是內襯式預應力鋼筒混凝土管(PCCP-L),它是在鋼筒內襯以混凝土后,在鋼筒外面纏繞預應力鋼絲,再輥射砂漿保護層;另一種是埋置式預應力鋼筒混凝土管(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應力鋼絲,再輥射砂漿保護層。
(2)預應力鋼筒混凝土(PCCP)管主要型號規(guī)格。見表4-35。
管型 | 公稱直徑/mm | 內徑/mm | 外徑/mm | 壁厚/mm | 長度/mm | 質量/(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預應力鋼筒棍凝土管技術特性
?、俪惺芨叩膬葔汉屯獠枯d荷 因PCCP使用了經水壓檢驗的鋼筒,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PCCP工作壓力指標為0.4~2.0MPa,國外應用的PCCP管工作壓力有的高達3.0MPa以上。由于PCCP管在設計上可以充分使用混凝土的抗壓強度,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,膠圈按等斷面設計放置凹槽內,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3.0MPa壓力。
?、蹖Φ鼗m應性好 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,使其能轉一定酌角度,所以適應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管內表面非常光滑,不形成瘤節(jié),表面不結垢,使得管道下運行能保持很高的通水能力。經水力磨阻試驗得,離心成型的PCCP-L管,n=0.012;對于立式振動成型的PCCP-E管,n=0.0107,可見粗糙率值比較小。
?、輨罡g性能好 由于構成的所有鋼材都被良好密實的混凝土包裹,經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)境使得構成內部的鋼材鈍化,從而阻止其腐蝕,故其防腐性能好。
?、薰艿肋\行經濟安全PCCP管獨特的復合結構和獨特的接頭型式,使得這種管材不會出現(xiàn)管身滲水,接頭漏水,更不會出現(xiàn)爆管等現(xiàn)象。
PCCP管材價格直徑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。