鋼襯鋼筋混凝土管道在正常工況下,其外包混凝土通常帶裂縫工作,如何構(gòu)造合理的裂縫寬度計(jì)算公式以提高計(jì)算精度,一直以來都是研究人員的研究重點(diǎn)之一。由于現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范中,針對壓力管道的裂縫計(jì)算仍沿用了普通梁式混凝土構(gòu)件裂縫寬度計(jì)算方法,難免導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)測值出現(xiàn)較大誤差。鑒于此,依托國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“水電站鋼襯鋼筋混凝土壓力管道裂縫特征及安全度水平研究”（項(xiàng)目編號:51508171）子課題,基于鋼襯鋼筋混凝土管道的特殊結(jié)構(gòu)形式以及受力特征,以管道外緣裂縫寬度為切入點(diǎn),結(jié)合模型試驗(yàn)法和有限元仿真模擬,對該類型管道的應(yīng)力分布、徑向位移以及開裂機(jī)理等特征進(jìn)行了分析,開展裂縫寬度計(jì)算公式的改進(jìn)研究以期對實(shí)際結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行有效控制。研究成果可為國內(nèi)鋼襯鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)修訂提供參考依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下:（1）鋼襯鋼筋混凝土管道的受力形態(tài)和開裂行為研究。通過自制內(nèi)水壓力模擬加載裝置以及管道所持模型,開展模型加載試驗(yàn),重點(diǎn)對鋼襯鋼筋混凝土管道應(yīng)力狀況以及裂縫特征進(jìn)行研究。在應(yīng)力分布規(guī)律上,觀測到管道內(nèi)側(cè)管頂處的環(huán)向應(yīng)力最大,管道外側(cè)管腰處的環(huán)向應(yīng)力最大。在開裂分布規(guī)律上,逐級加載下,管道首先在... 

【文章來源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文11(a)環(huán)向鋼筋(b)方圓形鋼筋(c)模具(d)澆筑試件圖2.2試件制作過程半埋式鋼襯鋼筋混凝土壓力管道一般采用方圓形管道，圓形部分在壩面線以外，方形底部與壩體預(yù)留錨筋澆筑在一起[34,35]。變形和裂縫主要出現(xiàn)在圓形管身，故此次試驗(yàn)主要以管道圓形區(qū)域?yàn)檠芯繉ο�。以管道圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)，以管道截面為平面作直角坐標(biāo)系如圖2.3所示（下文皆以此坐標(biāo)系來表示管道的方位角度），在徑向三層方圓形鋼筋的圓形區(qū)域內(nèi)，從0°位置起每間隔45°角沿環(huán)向粘貼一枚應(yīng)變片，方圓形鋼筋底部-90°沿環(huán)向粘貼一枚應(yīng)變片；在徑向三層圓形鋼筋上，從0°位置起沿環(huán)向每45°角粘貼一枚電阻應(yīng)變片；鋼襯上的沿環(huán)向粘貼應(yīng)變片的位置與內(nèi)層圓形鋼筋角度對應(yīng)，鋼材上應(yīng)變片的粘貼位置如圖2.4所示。貼片前，先用砂紙對貼片的位置進(jìn)行打磨去掉氧化層，再用酒精擦拭去灰塵。貼片接線完后，對應(yīng)變片進(jìn)行保護(hù)處理，用環(huán)氧樹脂將應(yīng)變片覆蓋，以防止后期澆筑接觸破壞和防水絕緣的作用。待環(huán)氧樹脂固化后，開始澆筑工作。拆模后，對鋼襯進(jìn)行擦油和密封防腐蝕，再放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室（溫度為20℃、相對濕度為90%）養(yǎng)護(hù)28天。試驗(yàn)前，在管道外表面混凝土上沿環(huán)向粘貼應(yīng)變片。

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文14態(tài)數(shù)據(jù)采集儀進(jìn)行應(yīng)變實(shí)時(shí)監(jiān)測，見圖2.6。TDS-530型高速靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀由日本東京測器研究制造，適用測量應(yīng)變和熱電偶，可同時(shí)采集1000個(gè)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)，且采集時(shí)間僅為0.4秒，最高分辨率為0.1μ辨。表2.3不同材料采用的應(yīng)變片型號和規(guī)格材料型號阻值基底尺寸敏感柵尺寸適用范圍鋼筋BX120-1AA119.9±0.1Ω5mm×2.5mm1mm×1mm混凝土、金屬鋼、鐵鋼襯BX120-10AA120±0.1Ω18mm×7mm10mm×5mm混凝土BX120-80AA120±0.1Ω90.5mm×7mm80mm×2.5mm圖2.6TDS-530型高速靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀（2）管道裂縫寬度試驗(yàn)中采用DoGap20型號的裂縫測寬儀，測量試件混凝土的裂縫寬度，儀表量程為0~2.00mm，放大倍數(shù)40倍，精度為0.01mm，該測寬儀可用于結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度值的測量和裂縫開裂過程中的裂縫寬度值的實(shí)時(shí)監(jiān)測，如圖2.7所示。圖2.7裂縫測量儀（3）管道上半?yún)^(qū)的徑向位移

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]縫隙對鋼襯鋼筋混凝土管道結(jié)構(gòu)承載特性的影響研究[J]. 蘇凱,楊子娟,伍鶴皋,周利,石長征.  天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2018(09)
[2]基于試驗(yàn)的鋼襯鋼筋混凝土管道裂縫寬度研究[J]. 吳海林,崔福冰,冉紅洲,吳龍.  水力發(fā)電. 2017(03)
[3]考慮混凝土軟化特性的鋼襯鋼筋混凝土壓力管道承載性能研究[J]. 吳海林,冉紅洲,周宜紅.  應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
[4]鋼襯鋼筋混凝土管外包混凝土裂縫寬度計(jì)算公式安全度水平研究[J]. 李揚(yáng),侯建國.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(07)
[5]鋼筋應(yīng)力與裂縫寬度關(guān)系的模型試驗(yàn)研究[J]. 夏敏.  混凝土. 2011(03)
[6]基于ANSYS的鋼襯鋼筋混凝土壓力管道優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 陳振華,趙紅紅.  三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(05)
[7]大比尺鋼襯鋼筋混凝土馬蹄形壓力管道改性試驗(yàn)研究[J]. 何化南,秦杰,董偉,黃承逵.  巖土力學(xué). 2010(09)
[8]壩后背管外包混凝土裂縫間距計(jì)算分析[J]. 國茂華,侯建國,張長青.  人民黃河. 2009(11)
[9]大比尺馬蹄形鋼襯鋼筋混凝土壓力管道試驗(yàn)研究[J]. 何化南,秦杰,黃承逵.  水利與建筑工程學(xué)報(bào). 2009(01)
[10]鋼襯鋼纖維自應(yīng)力混凝土壓力管道裂縫寬度的計(jì)算[J]. 何化南,黃承逵.  水利學(xué)報(bào). 2008(08)

碩士論文
[1]水電站淺埋式鋼襯鋼筋混凝土壓力管道優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 陳婷.昆明理工大學(xué) 2016
[2]基于ANSYS的水電站鋼襯鋼筋混凝土壓力管道的應(yīng)力分析及優(yōu)化校核設(shè)計(jì)[D]. 姚惠惠.太原理工大學(xué) 2008



本文編號：3214931