预应力钢筒混凝土管使用性能

预应力钢筒混凝土管是目前世界上广泛使用的大口径、高工压的管材，它是由钢板、钢丝、水泥、砂和石子构成的复合管。这种管材具有钢管的抗拉、抗渗性和混凝土管的抗压、耐腐蚀性。

1 技术特性

PCCP从型式上可分为两种：一种是内衬式预应力钢筒混凝土管（PCCP－L）（图1），是在钢筒内部衬以混凝土后在钢筒外面缠绕预应力钢丝再辊射砂浆保护层；一种是埋置式预应力钢筒混凝土管（PCCP-E）（图2），是将钢筒埋置在混凝土里面，然后在混凝土管芯上缠绕预应力钢丝，再辊射保护层。

预应力钢筒混凝土管的主要技术特性有：

1）设计方法先进、安全

它用综合分析法将各种内压力和外荷载组合在一起的方法考虑了管壁的弹性变形和非弹性变形限制了混凝土的抗拉和抗压应力，极大地提高了管线的经济性和可靠性。

2）承受高的内压和外部荷载

因PCCP使用了经水压检验的钢筒，解决了一般混凝土管存在的渗水问题，所以它可以承受很高的工作压力，我国产品标准的工作压力指标为0.4～2.0MPa，国外应用的PCCP工作压力有的高达3.0MPa以上。由于PCCP在设计上可以充分使用混凝土的抗压强度，所以较其它管材可承受更大的外荷载。

3）接头密封好

PCCP接头采用钢质承、插口，承、插口工作面直径配合间隙为0-1.6mm。插口是带有凹槽的特制型钢，密封胶圈放在凹槽内，这种结合紧密的接口形式确保接口具有*的水密性。

4）双胶圈接口

PCCP接口采用双胶圈接口形式，不仅保证了*的水密性，还可在安装时即刻检验管子接口安装合格与否。

5）对地基适应性好

PCCP的半刚性接头使得此种管子有一定的刚性和柔性，能转一定的角度，适应地基变化的性能较其它管材为好。

6）较高的通水能力

PCCP管内表面非常光滑，不形成瘤节，表面不结垢，使得管线在运行服务期内能保持很高的通水能力。PCCP经水务摩阻试验测定：离心成型的PCCP-L管，n=0.012，对于立式振动成型的PCCP-E管，n=0.0107，可见PCCP的粗糙率n值是比较小的。

7）耐腐蚀性能好

由于构成PCCP的所有钢材都被良好密实的混凝土所包裹，经防腐处理的承插口安装后其外露部位又用砂浆灌注封口，混凝土或砂浆提供的高碱性环境使得构成PCCP内部的钢材钝化，从而阻止其腐蚀，故其防腐性能好。

8）可通过焊接部分接头以抵抗推力

当施工现场不方便做混凝土支墩抵抗推力，或者经比较做混凝土支墩不经济时，PCCP管可通过在现场将转角处一定数量管道的钢质接口焊接起来，以抵抗推力。

9）管道运行经济安全

PCCP*的复合结构和*的接头型式，使这种管材不会出现管身渗水，接头漏水，更不会出现爆管、断管等现象。输水管线在长期运行中，管路损失极小，输水成本低。

10）造价低，寿命长，综合效益好

PCCP为直筒型，运输方便，且钢质接头使得运输安装过程中无损耗。安装时沟槽开挖宽度窄，接口工作坑较浅，综合造价较低。国外五十年的运行经验证明，PCCP的寿命可达五十年以上，其社会综合效益好。

2 生产工艺简介

埋置式预应力钢筒混凝土管的工艺流程简述如下：

1）承、接口环制作：6-10mm中厚钢板，承插口异型钢板经剪板机、开口环卷板机、电焊机、夹具、承口辊压成型机、承插口涨圆机、砂轮机等分别制作成所需规格的承、插口环。

2）钢筒制作：1.5mm薄钢板，经铜筒卷焊机加工后分别与承、插口环焊接制作成钢筒。

3）将制作好的钢筒由吊装设备吊至静水试压机上进行水压试验，发现漏水经电焊机修补后重新进行试验，合格钢筒由吊装设备运至管芯成型工段。

4）混凝土搅拌：外购的砂、碎石堆放在露天堆场或堆棚内，水泥储存于水泥储仓（设有收尘设施），砂、碎石由堆场（棚）经皮带机、提升机送至搅拌站配料仓，水泥经提升机送至配料仓，三种物料和水按一定配合比由计量装置定量配料送入混凝土搅拌机，搅拌好的混凝土由运料车送至管芯成型工段浇注斗。

5）管芯成型及养护：将钢筒装上水泥管模具，由搅拌站搅拌好的混凝土经浇注斗注入模具内，边浇注边由风动振动器振动，浇注好的管芯套上养护罩通入蒸汽进行养护。

6）脱模及表面修整：养护好的管芯经气动板手进行脱模，表面不合格处进行局部修整。

7）管芯绕丝：管芯经吊装设备运至立式缠丝机上，Φ5mm高强钢丝经绑扎机、绕丝机均匀地缠绕在混凝土管芯上，其预应力值根据设计确定。绕丝结束后运至辊射喷浆机制作保护层。

8）保护层制作：绕丝后的管芯由吊装设备运至辊射工作台，水泥、砂、水经配料系统配料喂入砂浆搅拌机，搅拌好的水泥砂浆经辊射式喷浆机均匀地喷射在绕丝管芯上，其厚度为25mm，形成钢丝保护层。

9）成品检验及堆放：保护层制作合格经养护后进行外观检验，并对不合格处进行局部修补，合格的产品经龙门吊车运至成品堆场堆放，准备出厂。