[00138285]超大口径PCCP管道结构安全与质量控制研究

超大口径PCCP管道结构安全与质量控制研究课题针对南水北调中线工程，开展了混凝土原材料及混凝土配比优化试验研究、结构计算方法研究与程序开发、管道结构现场试验、管道制作、安装工艺及质量控制标准研究、管道水力特性研究、管道防护、防腐蚀及安全性等研究。本项研究获得实用新型专利7项，计算机软件著作权2项，在管道制造安装水平、工程质量控制、结构设计理论和安全评价方法等方面以下方面取得创新成果： 1.通过高强混凝土的一系列物理力学性能实验，提出了符合我国规范体系和材料标准的一整套PCCP混凝土设计参数。 2.通过研究国内外PCCP的相关标准，提出了PCCP应力重分布的计算公式，首次建立了PCCP考虑预应力钢丝缠丝过程和刚度贡献的数值缠丝模型。研发了预应力钢筒混凝土压力管设计系统(PCCP-CDP)V1.0和预应力钢筒混凝土管仿真系统(PCCP-FEM)V1.0计算机软件，丰富和完善了PCCP结构计算理论。 3.在我国首次进行了4m超大口径PCCP管道的制造工艺、管道结构、运输安装、管道防护和防腐等系列现场试验，为管道的制造、施工、安装的质量控制提供了依据，并为相关标准的制订提供了技术支撑。 4.首次提出了一种PCCP管道糙率测算的新方法，解决了超大口径PCCP管道无法利用水力实验直接获取糙率系数的难题。 5.首次提出了新建PCCP工程阴极保护的保护电位和电流密度的范围及其保护电位分布的数值计算方法，有助于PCCP管阴极防护有效性和安全性的评价。 6.首次提出了超大口径PCCP裂缝、预应力松弛、断丝对其结构承载能力影响的具体评价方法，在PCCP结构安全评价理论与方法方面取得重要突破。 本项研究解决了超大口径PCCP管道工程结构安全与质量控制的关键技术问题。研究成果已应用于南水北调中线工程建设，工程投资与外商报价相比节约18.5亿元人民币，安装运输设备费用节省约2亿元，安装工作效率大幅提高，对确保工期起到关键作用，技术经济效益显著。 该项研究成果保证了南水北调中线PCCP工程于2008年9月正式开始向北京市区应急供水，有效缓解了首都北京的供水危机，社会经济效益显著。 研究成果为我国PCCP的设计、制造和安装标准的制定与完善提供技术支持；在南水北调配套工程等水利工程和市政输水工程中具有广阔的推广应用前景。