預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管使用性能

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管是目前世界上廣泛使用的大口徑、高工壓的管材，它是由鋼板、鋼絲、水泥、砂和石子構(gòu)成的復(fù)合管。這種管材具有鋼管的抗拉、抗?jié)B性和混凝土管的抗壓、耐腐蝕性。

1 技術(shù)特性

PCCP從型式上可分為兩種：一種是內(nèi)襯式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP－L）（圖1），是在鋼筒內(nèi)部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；一種是埋置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP-E）（圖2），是將鋼筒埋置在混凝土里面，然后在混凝土管芯上纏繞預(yù)應(yīng)力鋼絲，再輥射保護(hù)層。

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的主要技術(shù)特性有：

1）設(shè)計(jì)方法先進(jìn)、安全

它用綜合分析法將各種內(nèi)壓力和外荷載組合在一起的方法考慮了管壁的彈性變形和非彈性變形限制了混凝土的抗拉和抗壓應(yīng)力，極大地提高了管線的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

2）承受高的內(nèi)壓和外部荷載

因PCCP使用了經(jīng)水壓檢驗(yàn)的鋼筒，解決了一般混凝土管存在的滲水問(wèn)題，所以它可以承受很高的工作壓力，我國(guó)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的工作壓力指標(biāo)為0.4～2.0MPa，國(guó)外應(yīng)用的PCCP工作壓力有的高達(dá)3.0MPa以上。由于PCCP在設(shè)計(jì)上可以充分使用混凝土的抗壓強(qiáng)度，所以較其它管材可承受更大的外荷載。

3）接頭密封好

PCCP接頭采用鋼質(zhì)承、插口，承、插口工作面直徑配合間隙為0-1.6mm。插口是帶有凹槽的特制型鋼，密封膠圈放在凹槽內(nèi)，這種結(jié)合緊密的接口形式確保接口具有*的水密性。

4）雙膠圈接口

PCCP接口采用雙膠圈接口形式，不僅保證了*的水密性，還可在安裝時(shí)即刻檢驗(yàn)管子接口安裝合格與否。

5）對(duì)地基適應(yīng)性好

PCCP的半剛性接頭使得此種管子有一定的剛性和柔性，能轉(zhuǎn)一定的角度，適應(yīng)地基變化的性能較其它管材為好。

6）較高的通水能力

PCCP管內(nèi)表面非常光滑，不形成瘤節(jié)，表面不結(jié)垢，使得管線在運(yùn)行服務(wù)期內(nèi)能保持很高的通水能力。PCCP經(jīng)水務(wù)摩阻試驗(yàn)測(cè)定：離心成型的PCCP-L管，n=0.012，對(duì)于立式振動(dòng)成型的PCCP-E管，n=0.0107，可見(jiàn)PCCP的粗糙率n值是比較小的。

7）耐腐蝕性能好

由于構(gòu)成PCCP的所有鋼材都被良好密實(shí)的混凝土所包裹，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PCCP內(nèi)部的鋼材鈍化，從而阻止其腐蝕，故其防腐性能好。

8）可通過(guò)焊接部分接頭以抵抗推力

當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)不方便做混凝土支墩抵抗推力，或者經(jīng)比較做混凝土支墩不經(jīng)濟(jì)時(shí)，PCCP管可通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)將轉(zhuǎn)角處一定數(shù)量管道的鋼質(zhì)接口焊接起來(lái)，以抵抗推力。

9）管道運(yùn)行經(jīng)濟(jì)安全

PCCP*的復(fù)合結(jié)構(gòu)和*的接頭型式，使這種管材不會(huì)出現(xiàn)管身滲水，接頭漏水，更不會(huì)出現(xiàn)爆管、斷管等現(xiàn)象。輸水管線在長(zhǎng)期運(yùn)行中，管路損失極小，輸水成本低。

10）造價(jià)低，壽命長(zhǎng)，綜合效益好

PCCP為直筒型，運(yùn)輸方便，且鋼質(zhì)接頭使得運(yùn)輸安裝過(guò)程中無(wú)損耗。安裝時(shí)溝槽開(kāi)挖寬度窄，接口工作坑較淺，綜合造價(jià)較低。國(guó)外五十年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，PCCP的壽命可達(dá)五十年以上，其社會(huì)綜合效益好。

2 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介

埋置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的工藝流程簡(jiǎn)述如下：

1）承、接口環(huán)制作：6-10mm中厚鋼板，承插口異型鋼板經(jīng)剪板機(jī)、開(kāi)口環(huán)卷板機(jī)、電焊機(jī)、夾具、承口輥壓成型機(jī)、承插口漲圓機(jī)、砂輪機(jī)等分別制作成所需規(guī)格的承、插口環(huán)。

2）鋼筒制作：1.5mm薄鋼板，經(jīng)銅筒卷焊機(jī)加工后分別與承、插口環(huán)焊接制作成鋼筒。

3）將制作好的鋼筒由吊裝設(shè)備吊至靜水試壓機(jī)上進(jìn)行水壓試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)漏水經(jīng)電焊機(jī)修補(bǔ)后重新進(jìn)行試驗(yàn)，合格鋼筒由吊裝設(shè)備運(yùn)至管芯成型工段。

4）混凝土攪拌：外購(gòu)的砂、碎石堆放在露天堆場(chǎng)或堆棚內(nèi)，水泥儲(chǔ)存于水泥儲(chǔ)倉(cāng)（設(shè)有收塵設(shè)施），砂、碎石由堆場(chǎng)（棚）經(jīng)皮帶機(jī)、提升機(jī)送至攪拌站配料倉(cāng)，水泥經(jīng)提升機(jī)送至配料倉(cāng)，三種物料和水按一定配合比由計(jì)量裝置定量配料送入混凝土攪拌機(jī)，攪拌好的混凝土由運(yùn)料車送至管芯成型工段澆注斗。

5）管芯成型及養(yǎng)護(hù)：將鋼筒裝上水泥管模具，由攪拌站攪拌好的混凝土經(jīng)澆注斗注入模具內(nèi)，邊澆注邊由風(fēng)動(dòng)振動(dòng)器振動(dòng)，澆注好的管芯套上養(yǎng)護(hù)罩通入蒸汽進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

6）脫模及表面修整：養(yǎng)護(hù)好的管芯經(jīng)氣動(dòng)板手進(jìn)行脫模，表面不合格處進(jìn)行局部修整。

7）管芯繞絲：管芯經(jīng)吊裝設(shè)備運(yùn)至立式纏絲機(jī)上，Φ5mm高強(qiáng)鋼絲經(jīng)綁扎機(jī)、繞絲機(jī)均勻地纏繞在混凝土管芯上，其預(yù)應(yīng)力值根據(jù)設(shè)計(jì)確定。繞絲結(jié)束后運(yùn)至輥射噴漿機(jī)制作保護(hù)層。

8）保護(hù)層制作：繞絲后的管芯由吊裝設(shè)備運(yùn)至輥射工作臺(tái)，水泥、砂、水經(jīng)配料系統(tǒng)配料喂入砂漿攪拌機(jī)，攪拌好的水泥砂漿經(jīng)輥射式噴漿機(jī)均勻地噴射在繞絲管芯上，其厚度為25mm，形成鋼絲保護(hù)層。

9）成品檢驗(yàn)及堆放：保護(hù)層制作合格經(jīng)養(yǎng)護(hù)后進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，并對(duì)不合格處進(jìn)行局部修補(bǔ)，合格的產(chǎn)品經(jīng)龍門吊車運(yùn)至成品堆場(chǎng)堆放，準(zhǔn)備出廠。