国家自然科学基金(50979116)
- 作品数：13 被引量：87H指数：7
- 相关作者：窦铁生夏世法胡赫王荣鲁杨进新更多>>
- 相关机构：中国水利水电科学研究院北京市水利规划设计研究院中华人民共和国水利部更多>>
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- 预应力钢筒混凝土管(PCCP)设计系统软件的开发
- 2010年
- 分析了PCCP的计算原理和计算步骤,利用PCCP所依据的ANSI/AWWA标准中的计算方法和基本公式,在系统整理和理解国内外相关计算规范的基础上,采用VC++6.0为开发工具,开发出了符合中国设计规范、材料参数及设计习惯的软件,使其能在工程设计人员的设计过程中起到重要的辅助作用。
- 王荣鲁窦铁生王东黎刘江宁
- 关键词：PCCP软件开发
- CFRP修复PCCP的内水压试验被引量：11
- 2017年
- 为了验证CFRP的补强加固效果,采用2根内径2.6m的PCCP进行了内水压力试验,并通过集中断丝模拟了最不利断丝管的受力状况。结果表明,未粘贴碳纤维的断丝管,在设计内水压0.9MPa的状态下,断丝40根后管芯混凝土开裂。分部位粘贴1层、2层和3层环向碳纤维的加固管,在设计内压0.9MPa下,断丝70根后管芯混凝土开裂。CFRP在管芯混凝土出现微裂缝后参与应力重分布,一定程度上缓解了裂缝尖端的应力集中,延缓管芯混凝土开裂,同时,改善了非断丝区钢丝受力状态,延迟了钢丝和钢筒进入屈服状态。CFRP补强加固PCCP的效果明显。
- 窦铁生窦铁生胡赫夏世法胡赫
- 关键词：断丝
- 管芯外侧带有纵向裂缝PCCP管体承载能力的试验研究被引量：8
- 2012年
- 通过对管芯外侧带有纵向裂缝的PCCP(覫2000mm和覫4000mm)进行实体试验,研究其承载能力及其破坏过程。试验结果表明,对于覫2000mm的PCCP,当试验荷载达到1.4倍的设计开裂荷载时,管壁内侧未出现新的可见裂缝;对于覫4000mm管的试验,加压到1.3倍设计开裂荷载时,管底内侧出现新的纵向裂缝;当继续加载时,管体原有裂缝长度增长加宽,与正常完好管试验的开裂位置一致,并在管顶内侧和承插口附近均出现新裂缝,但没有明显降低管体整体的承载能力,不影响正常使用。
- 赵晓露窦铁生燕家琪王荣鲁
- 关键词：承载能力
- PCCP断丝数量对内压承载力的影响被引量：21
- 2015年
- 采用降温法模拟PCCP中预应力钢丝产生的预应力,通过调整降温值来控制钢丝中预应力的大小,在没有断丝的部位预应力值为一常量。针对0.6MPa和0.8MPa的工作内压,直径2.6m、3.2m和4m的PCCP分别设定不同的断丝率,通过三维有限元计算,研究了PCCP断丝数量对内压承载力的影响。
- 窦铁生胡赫杨进新夏世法张奇
- 关键词：PCCP降温法承载力
- 预应力钢筒混凝土管(PCCP)的破坏模式及原因分析被引量：39
- 2014年
- 将PCCP的破坏模式归纳为沿环向和纵向破坏两大类,指出PCCP破坏的原因主要包括设计、制造、安装、环境和运行这5个方面,并结合几个典型的工程实例,对PCCP的破坏类型和原因进行了分析。
- 窦铁生燕家琪
- 关键词：断丝裂缝
- 预应力钢筒混凝土管结构变形规律的原型试验研究Ⅰ:内压被引量：26
- 2017年
- 为研究预应力钢筒混凝土管在极限内水压作用下的承载能力和破坏机理,对内径2.6 m埋置式预应力钢筒混凝土管原型管进行了内水压试验,试验在国内外首次采用BOTDA和FBG光纤传感技术,并将光纤在PCCP制造过程中植入钢筒表面,在加载过程中连续测试PCCP各层结构的应变响应。通过深入分析测试数据发现,试验管内压在0~1.8 MPa时管道受力均匀,各层结构变形较协调一致并共同抵御内压,内压大于1.8 MPa时砂浆和管芯混凝土发生开裂。钢筒和预应力钢丝在加压过程中的变形规律基本一致,屈服内水压力均为1.8 MPa。钢筒内侧管芯混凝土开裂后通过钢筒传递径向应力,内水压力由预应力钢丝承担。原型试验不但获得了PCCP各层结构在内水压力作用下的受载响应规律,确定了管体各层材料开裂和屈服荷载,而且为PCCP结构深层次的基础理论研究和工程应用提供了宝贵的试验资料。
- 窦铁生窦铁生胡赫夏世法胡赫张奇
- 关键词：预应力钢筒混凝土管BOTDAFBG
- 预应力钢筒混凝土压力管设计系统开发及特点分析
- 2009年
- 分析了PCCP管的结构计算方法,开发出了符合中国设计规范、材料参数及设计习惯的软件,介绍了软件功能,对软件特点进行了介绍和分析,使其能在工程设计人员的设计过程中起到重要的支持作用。
- 窦铁生王荣鲁王东黎刘江宁
- 关键词：PCCP计算方法
- CFRP内衬法加固预应力钢筒混凝土管的内水压力试验研究被引量：4
- 2021年
- 通过内水压力试验,研究了CFRP内衬法加固预应力钢筒混凝土管(PCCP)的结构力学性能和破坏模式,并采用光纤布拉格光栅(FBG)感测技术测试了试验过程中PCCP各层结构和CFRP内衬的变形情况,得到了内水压力作用下PCCP结构的力学响应规律。同时,模拟了在所有预应力失效的情况下,PCCP的力学性能及破坏情况。结果表明,在内水压力为1.8 MPa时,PCCP原管管芯混凝土开裂,而CFRP加固管在加压至1.9 MPa后发生开裂,表明CFRP内衬能够有效增强管芯混凝土的延性,有效延缓管芯混凝土开裂,提高PCCP抗裂性能。同时,CFRP内衬法加固所有预应力失效的PCCP能够承受原设计内水压力,表明CFRP内衬能够恢复受损严重PCCP的承载能力。
- 窦铁生程冰清夏世法赵丽君董晓农
- 预应力钢筒混凝土管弯矩重分布问题的探讨被引量：3
- 2011年
- 预应力钢筒混凝土管(PCCP)在安装及运行过程中,将承受外荷载(土荷载、附加荷载、瞬时荷载及施工荷载)、管子重量、流体重量和内水压力的共同作用。由于这些荷载的作用,使得PCCP管壁的弯矩和轴力发生变化,管壁可能发生弯矩重分布现象。国内外现行规范针对工作、弹性和强度在内的三种极限状态的设计准则,给出了相应的计算方法和公式,但对于出现弯矩重分布时,规范中却未给出明确的计算方法和公式,给工程应用带来极大不便。本文依据极限状态设计理论,研究了嵌置式PCCP(ECP)管体不同工况下的应力状态,推导出弯矩重分布的计算公式,并以ANSI/AWWAC304-2007规范中的例题对公式进行了验证,证明了计算公式的正确性和可靠性。
- 窦铁生王荣鲁王东黎刘江宁
- 关键词：预应力钢筒混凝土管弯矩重分布
- CFRP修复PCCP断丝管的试验研究被引量：4
- 2019年
- 为了验证CFRP修复PCCP断丝管的效果,采用两根内径2.6m的PCCP,管A为原管,管B为在管芯混凝土内表面粘贴CFRP的加固管,在不同内压作用下进行断丝,研究最不利情况下PCCP断丝破坏特征。管A在内水压力0.9MPa,断丝40根时,断丝区管芯混凝土应变突增,出现宏观裂缝,发生脆性破坏;管B在同样内水压力断丝70根时,断丝区管芯混凝土微裂缝持续扩展,继续加压至0.95 MPa时,管芯混凝土出现宏观裂缝,而非断丝区管芯混凝土受断丝影响不大。试验结果表明粘贴在管芯混凝土内壁上的CFRP与PCCP结构联合承载,在管芯混凝土出现微裂缝后参与应力重分布,限制了管芯混凝土裂缝的开展,调整了管体结构的受力状态,CFRP补强加固PCCP断丝管的效果明显。
- 窦铁生程冰清胡赫夏世法赵丽君
- 关键词：工作压力断丝
