定 價:88 元
叢書名:國家重大建設工程關(guān)鍵技術(shù)叢書
- 作者:竇鐵生著
- 出版時間:2023/7/1
- ISBN:9787516032121
- 出 版 社:中國建材工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TU757.4
- 頁碼:194
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《PCCP碳纖維補強加固技術(shù)》主要內(nèi)容包括:碳纖維布補強加固PCCP結(jié)構(gòu)設計、試驗研究、數(shù)值模擬、ANSI/AWWAC305-18荷載組合和PCCP-ECP(埋置式鋼筒管)算例、長期浸水條件下CFRP表層防護材料、CFRP施工工藝和質(zhì)控標準以及CFRP補強加固質(zhì)量檢驗和驗收標準等。
《PCCP碳纖維補強加固技術(shù)》讀者對象主要是從事PCCP碳纖維補強加固的設計、施工和科研的技術(shù)人員。
《PCCP碳纖維補強加固技術(shù)》也可作為相關(guān)專業(yè)的本科生和研究生的參考教材。
地下管道在水資源配置的引調(diào)水工程、城市給水排水管線、工業(yè)輸水管線、農(nóng)田灌溉、工廠管網(wǎng)、電廠補給水管線等領(lǐng)域廣泛應用。應用的管材主要有預應力鋼筒混凝土管(PCCP)、球墨鑄鐵管(DIP)、鋼管(SP)、玻璃鋼管(FRP)、其他類型的混凝土管以及聚氯乙烯(PVC)管。隨著運行時間的推移,多種原因造成各種管材不同程度的老化或者損傷,影響管線的安全運行,運管單位將選擇不同的修復技術(shù)對管道進行處理,確保管線的安全性、可靠性和耐久性。PCCP是由混凝土管芯、鋼筒、預應力鋼絲及砂漿保護層構(gòu)成的具有復合結(jié)構(gòu)的管材,具有強度高、抗?jié)B性強和耐久性好等特點。自1942年首次在美國投入使用以來,廣泛應用于長距離有壓輸水和市政排水等基礎工程中。由于結(jié)構(gòu)設計不充分、制造缺陷、安裝不規(guī)范、環(huán)境腐蝕和運行管理不當?shù)仍,導致PCCP發(fā)生斷絲或者管芯開裂,影響管體的承載能力。為保證管道安全運行、消除其安全隱患,需對PCCP進行補強加固。
目前PCCP受損管加固技術(shù)主要有外部法和內(nèi)部法。外部法主要包括:換管法、體外預應力加固法、加強鋼帶加固法、外部粘貼碳纖維增強復合材料加固法等。內(nèi)部法主要包括:徑縮鋼筒內(nèi)襯法、鋼管內(nèi)襯法,碳纖維增強復合材料(CFRP)內(nèi)襯法。以上加固技術(shù)中管體外部補強加固需要完全開挖;徑縮鋼筒內(nèi)襯法和鋼管內(nèi)襯法需要開挖設定的工作面,屬于半開挖技術(shù);CFRP內(nèi)襯法不需要任何開挖,可以通過人工井或檢修口等設施進入待修復的管段。由于PCCP管線時常與公路、鐵路、河流交叉穿行,或者管線鄰近第三方建筑物,無法開挖或者開挖難度大,當其他方法既不經(jīng)濟也不可行時,應采用碳纖維補強加固技術(shù)進行針對性的結(jié)構(gòu)性修復。此外,CFRP的安裝可快速完成,因此該方法尤其適用于修復時間非常有限的PCCP管道。
在20世紀90年代末,CFRP首次用于大口徑PCCP的補強加固。在21世紀初期,美國將CFRP內(nèi)襯廣泛用于PCCP受損管的修復中。特別是PCCP斷絲檢測和監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展,使工程人員能夠獲得有關(guān)受損管的準確信息,這大大提升了碳纖維補強加固技術(shù)的應用。
1 概述
1.1 背景
1.2 PCCP的破壞模式及原因
1.3 補強加固常用方法
2 PCCP的設計荷載和設計方法
2.1 PCCP設計荷載
2.2 PCCP設計方法
3 碳纖維修復技術(shù)進展
3.1 碳纖維材料
3.2 碳纖維增強復合材料(CFRP)
3.3 CFRP加固混凝土技術(shù)原理
3.4 FRP加固混凝土結(jié)構(gòu)破壞形式
3.5 PCCP碳纖維補強加固
4 碳纖維補強加固PCCP結(jié)構(gòu)設計
4.1 國內(nèi)外CFRP加固混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范和標準
4.2 CFRP的力學特性
4.3 CFRP加固PCCP的結(jié)構(gòu)型式
4.4 CFRP補強加固PCCP
4.5 管道荷載
4.6 設計極限狀態(tài)
4.7 管體變形計算
4.8 CFRP屈曲設計
5 碳纖維補強加固技術(shù)試驗研究
5.1 原型試驗
5.2 室內(nèi)CFRP性能試驗
5.3 結(jié)論
6 碳纖維補強加固數(shù)值模擬
6.1 單元類型
6.2 各材料本構(gòu)模型
6.3 試驗結(jié)果與計算結(jié)果對比分析
6.4 計算成果云圖
6.5 不同CFRP粘貼層數(shù)的斷絲閾值
6.6 結(jié)論
7 PCCP破壞全過程數(shù)值模擬
7.1 PCCP斷絲管破壞過程
7.2 建立非線性有限元模型預測斷絲管的性能
7.3 斷絲數(shù)目對承載能力的影響
7.4 結(jié)論
8 北方某大型引水工程PCCP斷絲管承載能力的安全評價
8.1 建立非線性有限元模型預測斷絲管的性能
8.2 斷絲數(shù)目對承載能力的影響
8.3 結(jié)論
9 補強加固方案的研究
9.1 回填覆土分區(qū)、計算荷載和參數(shù)
9.2 單元類型及材料本構(gòu)
9.3 管土相互作用模式與邊界條件
9.4 模擬分析步驟
9.5 模擬計算成果
9.6 加壓過程與斷絲過程各階段分析
9.7 PCCP斷絲管補強加固效果評價
9.8 北方某大型引水工程PCCP補強加固方案
9.9 結(jié)論
10 AWWAC305環(huán)向荷載組合ECP算例
10.1 參數(shù)條件
10.2 計算過程
11 長期浸水條件下CFRP表層YEC防護材料
11.1 凍融循環(huán)試驗
11.2 高低溫干熱循環(huán)試驗
11.3 潮濕適應性試驗
11.4 YEC環(huán)氧防護涂料抗沖磨性能測試
11.5 YEC環(huán)氧防護涂料耐老化性能測試
……
12 CFRP施工工藝及質(zhì)量控制標準
13 PCCP斷絲管CFRP補強加固質(zhì)量檢驗和驗收標準
參考文獻