大口径大埋深钢筋钢筒混凝土管受力特征试验研究

摘要

文章针对钢筋钢筒混凝土管(由钢筋、钢筒和混凝土组成的复合结构)在市政管网工程中的受力特性展开分析。该管材在运行中需承受土荷载和活荷载等外荷载作用，为探究其在外荷载下的响应，选取工程用管进行三边承载试验，并系统监测钢筋、钢筒和混凝土的应变，同时记录管端位移及管体表面裂缝开展情况。研究发现：(1)钢筒应变与荷载呈正相关，最大应变峰值为1 025με,位于断面1外侧315°处；管腰处混凝土外侧受拉、内侧受压，峰值应变为2 134με和-1 610με,而管顶和管底则相反，峰值应变为-1 834με和2 313με。(2)断面1的45°测点处钢筋初始受拉，最大应变为70με;加载13 min后转为受压，最大应变为-121με;加载30 min后再次受拉，峰值应变为164με;断面2内侧225°处因裂缝出现，钢筋应变突增至419με。(3)当荷载达360 kN时，管体外表面开始出现裂缝，且集中分布于管腰区域；管顶和管底裂缝较少，且出现裂缝所需荷载较高，最靠近管顶的裂缝在630 kN荷载下出现，650 kN后管体表面不再产生新裂缝。

关键词

钢筋钢筒混凝土管 / 三边承载试验 / 应变 / 裂缝损伤