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PCCP

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第３期（总第１４５期）　

２００２年８月　山西水利科技　

ＳＨＡＮⅪＨＹＤＲｏＴＥＣ踟ＣＳ　Ｎｏ．３（Ｔｏｔａｌ　ＮＯ．１４５）　Ａｕｇ．２００２　

１００６—８１３９（２００２）０３—３１—０２　

ＰＣＣＰ设计中的几点体会　

奚　军　

（水利部山西水利水电勘测设计研究院）　

文摘：本文就ＰＣＣＰ结构设计中，管芯混凝土设计强度、管芯厚度及管道埋设基角等　

几个主要设计指标取值改变对管道缠丝量的影响进行了计算分析，说明管道的设计　

不仅仅要满足结构稳定的要求，还需根据不同的工况、地质条件合理选择以上设计参　

数，达到最好的经济效益。　关键词：ＰＣＣＰ；设计　

中图分类号：ＴＶ６７２，２　文献标识码：Ｂ　

１　概述　

ＰｃＣＰ一（Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｃｙｌｉｎｄｅｒ　Ｐｉｐｅ）全称：“预应力　钢简混凝土压力管。”是一种带钢简和缠环向预应力钢丝的混　

凝土管的复合管，采用钢制承插口、滑动胶圈柔性接头。　ＰＣＣＰ是目前世界上应用极为广泛的一种由复合材料制　

成的管道。是在带钢简的钢筋混凝土管的基础上与预应力混　

凝土管同步发展起来的一种管材，１９４２年开始生产，１９４５年　

以后逐步推广使用。　

ＰＣＣＰ分为内衬型和嵌埋型两种类型，内衬型（ＬＣＰ）一由　钢简内衬混凝土组成管芯，再缠预应力钢丝和喷涂水泥砂浆　

保护层。嵌埋型（ＥｃＰ）一钢筒嵌埋在混凝土中组成管芯，再缠　

预应力钢丝和喷涂水泥砂浆保护层。钢筒外层混凝土厚度至　

少应为管芯总厚度的１／３。　管材由以下几部分组成：　

１）钢简：抗渗和传递荷载作用下管身中出现的纵向力。　

２）混凝土管芯：嵌埋有钢筒，使管材具有刚性管的特性，　保护嵌埋的钢简免受外界环境的侵蚀。　

３）管芯外预应力钢丝，承受由内外荷载产生的复合应力　

应变。　

４）预应力钢丝外的砂浆保护层：保护预应力钢丝不受外　

界的侵蚀或在冲击等外力作用下产生破坏。　

５）承插口接头：使管道之间柔性结合，胶圈的作用是防止　管道接头渗漏。　

美国于１９４９年制定了第一版ＰＥＥＰ制造标准，以后在生　

产实践中逐步充实、修订、完善。ＰＣＣＰ管径已由ｌｍ以下的小　管径发展到３ｍ及３ｍ以上的大管径。ＰＣＣＰ生产工序多、生产　

工艺技术质量控制严、测试检验项目多、频率高、制造设备庞　大．适宜工厂化流水线作业、大批量制造。　

ＰＣＣＰ主要用于供水工程、排水工程，在世界各地得到广　

泛认可和应用。我国于１９８７—１９８８年引进ＰＣＣＰ生产技术，　１９９５年以后逐步推广迅速发展。国内目前生产的管径最大为　

３６００ｍｍ。ＰＥＥＰ在我国主要用于城市供水、污水排放、电厂循　环水管等工程。　

２，ＰＣＣＰ的设计标准及主要设计指标　

２．１　ＰＣＣＰ设计标准　预应力钢简混凝土管（ＰＣＣＰ）目前所采用的设计标准为　

美国供水协会ＡＷＷＡ　Ｃ３０４标准（预应力钢简混凝土管设计　

标准），本标准所采用的设计原理为极限状态设计方法，包括　

正常使用极限状态、弹性极限状态、强度极限状态三种极限状　态。　

２．２　ＰＣＣＰ设计所需的主要设计指标　２，２．１　荷载　

（１）工作荷载，包括管重、水重、外部土荷载及附加荷载；　（２）瞬时荷载，包括公路活载、铁路活载、飞机活载、施工活　

载。　

２，２．２　内压　

（１）工作内压，即管道设计的工作压力；　

（２）瞬时内压，由于管道流速急速变化引起的超过工作内　

压的那一部分压力；　（３）现场试验内压，管道安装后的试验压力。　

２．２．３材料属性　管道制作的主要材料有：管芯混凝土，砂浆保护层，钢简　

及预应力钢丝。　

（１）管芯混凝土，主要包括２８天设计抗压强度、缠丝强度、　

弹性模量等指标；　（２）砂浆保护层，主要包括２８天抗压强度、吸水率指标；　

（３）钢筒，主要包括钢筒的屈服强度、极限强度等指标；　

（４）预应力钢丝，主要包括钢丝的最小极限抗拉强度、直　

径。　２．２．４　管道埋设条件　

管道埋设条件包括：（１）管道埋设型式，主要有沟埋式、半　沟埋式及上埋式；（２）管道埋设基角，即管道安装后其侧底部高　

压实度回填料高度所对应的管道圆心角。　

埋设条件中管道埋设型式的不同将改变管道外荷载的大　

・３１・

　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期（总第１４５期）　２００２年８月　奚　军：ＰＣＣＰ设计中的几点体会　Ｎｏ．３（Ｔｏｔａｌ　ＮＯ．１４５）　Ａｕｇ．２００２　

小；管道埋设基角的不同会使管道在同样荷载条件下的内力　

发生变化。　

现以￣３０００ｍｍ　ＰＣＣＰ设计为例，说明以上一些主要设计　

指标的改变对管道设计缠丝量的影响。设计程序采用ＡＷＷＡ　

Ｃ３０４配套的设计软件ＵＤＰ。假定管道的设计内压为０．８ＭＰａ。　

覆土厚度４ｍ，附加荷载为１０ｋＰａ／ｍ　，管道埋设采用沟埋式，　

不考虑活荷载及地下水位的影响，其他指标按照设计程序给　

定的默认值。　

３　管芯混凝土的设计强度对缠丝的影响　按照ＡＷＷＡ　Ｃ３０４标准，管芯混凝土的２８天设计强度，　

在立式浇筑时最小应为３１．０ＭＰａ（圆柱体试件１５０ｍｍ×　

３００ｍｍ），生产厂可以根据自身的生产经验确定不同的混凝土　

设计强度，以满足管道结构设计的要求。根据目前国内厂家的　

实际情况，管芯混凝土２８天设计强度一般选取４０～４８ＭＰａ　

（圆柱体试件强度）。本人就不同的混凝土设计强度分别进行　

了缠丝量的计算，见表１。　

表ｌ　混凝土强度不同时的缠丝面积　

序　旨道埋设　管芯厚　混凝土设计　缠丝面积　与４０ＭＰａ缠丝　

号　基角（。）　度（１＇ｎｔｎ）　强度（ＭＰａ）　（ｍｍ　）　面积的比值　

ｌ　４０　２４４９　２　９０　ｌ９０　４４　２３９８　９８％　

３　４８　２３５０　９６％　

由表１可看出，混凝土强度的提高，对缠丝面积的影响相　

对较小，因此，在结构设计时，应尽量采用满足规范要求的较　

低标号的混凝土，可以最大限度地降低管道制作难度，同时可　

提高混凝土的强度保证率，保证管道的质量满足规范的要　求。　

４　管芯壁厚对缠丝面积的影响　

根据ＰＣＣＰ制造标准ＡＷＷＡ　Ｃ３０１的要求，管芯壁厚应为　

管道内径的１／１６，如内径为３０００ｍｍ的ＰＣＣＰ，其管芯壁厚约　

为１　９０ｍｍ。在正常的设计工况下，一般按照这一厚度进行管道　

设计。但在实际工程中，地质、地形条件千变万化，如果外荷载　

或内压较大时，按规范确定的管芯厚度进行结构设计，可能会　

造成混凝土强度大幅度提高、缠丝面积增大且为双层或三层　

缠丝，给管道制作带来很多困难，并且质量、进度难以保证。所　

以适当加厚管芯壁厚，可以有效地解决以上问题，减小制作难　

度，保证管道的质量满足规范的要求。表２是针对不同的管芯　

厚度进行了缠丝面积的计算。　

表２　管芯壁厚对缠丝面积的影响　

序　管道埋设　混凝土设计　管芯厚　缠丝面　与１９０ｍｍ＂壁厚　

号　基角（。）　强度（ＭＰａ）　度（ｍｍ）　积（ｍｍ　）　缠丝面积的比值　

ｌ　ｌ９０　２４４９　

２　９０　４０　２ｌＯ　２ｌ３ｌ　８７％　

３　２３０　ｌ８６５　７６％　

・３２・　由表２可看出，在其他设计条件不变的情况下，管芯壁厚　

增加，缠丝面积减少量较大．因此，选择合理的管芯壁厚，能在　保证管道制作质量的基础上，使得成本和进度均可取得最佳　

的效益。　

５　管道埋设基角对设计的影响　

在其他设计条件一定的情况下，管道的埋设条件直接影　

响到管道本身所承担的外荷载产生的内力大小，即管道的埋　

设基角越大，其外荷载产生的管道内部弯矩、轴力就越小，相　应的缠丝面积就越小。在通常的设计情况下，为了保证管道的　

运行安全，管道结构设计时采用的管道埋设基角应适当小于　

管道施工设计采用的埋设基角，防止管道埋设施工时的一些　

不确定因素的影响，即管侧垫层压实度能否全部达到规范要　

求。因此，管道埋设基角的选择应从安全、经济两个方面考虑。　

既能满足管道结构稳定性及安全运行的要求，又能节约成本、　

降低造价，从而取得良好的效益。　

表３　不同管道埋设基角对缠丝面积的影响　

序　管芯厚　混凝土设计　管道埋设　缠丝面　与９０。埋设基角　

号　度（１＇ｎｔｎ）　强度（ＭＰａ）　基角（ｏ）　积（ｒａｍ　）　缠毖面积的比值　

９０　２４４９　

２　ｌ９０　４０　ｌ２０　２３４ｌ　９６％　３　ｌ５０　２ｌ４６　８８％　

如表３所示，在其他设计条件不变的情况下，采用９０。、　

１２０。、１５０。三种不同的埋设基角，其缠丝面积是不同的。　

管道埋设基角的选择，应根据不同的地质、地形条件合理　

选择。如果在密实度较高的砂卵石基础，管侧垫层的相对密实　

度也较大，则可采用较大的管道埋设基角；反之，如果管道基　

础较软，相对密实度达到设计要求较难，则应采用较小的管道　

埋设基角进行管道的结构设计计算。　

６　结束语　

通过以上的计算比较，可以看出，同一种工况的ＰＣＣＰ可　

有不同的设计结果，每一种设计结果均符合规范要求，并可满　足管道结构稳定、安全。但，不同的设计对管道的质量、生产成　

本及生产进度都会带来不同程度的影响；因此，在管道结构设　

计时，应从管芯混凝土、管芯壁厚、单或双缠丝、管道埋设基角　

等方面进行优化，使管道在满足质量要求的前提下，最大限度　

地降低成本，提高经济效益；同时应考虑管道制作设备的生产　

能力能够相匹配，使每一设备均能高效率地运行，达到最大的　

生产量，满足生产进度的要求；另外管道的型式不宜过多，以　免增加工序控制难度，造成生产管理的混乱。　

作者简介：奚军，男，３５岁，１９８９年毕业于天津大学水利工程　

系，工程师．　

【收稿日期：２００２—０６—０７】

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pccp管质量控制要点

pccp管质量控制要点

pccp管质量控制要点

PCCP管质量控制要点

PCCP（Pre-stressed Concrete Cylinder Pipe）管是一种常用于供水和污水输送的管道材料。为了确保PCCP管的质量，需要进行严格的质量控制。以下是PCCP管质量控制的要点。

一、原材料选择

选择高质量的水泥、预应力钢材和其他辅助材料，并确保其符合相关标准和规范。原材料的质量直接影响到PCCP管的强度和耐久性。

二、制造工艺控制

1. 混凝土浇筑：控制混凝土的配比和浇筑过程，确保混凝土的均匀性和密实性。

2. 预应力：控制预应力钢材的张拉力和锚固长度，确保预应力钢筋与混凝土之间的黏结力。

3. 管体制造：控制管体的成型过程，确保管体的几何尺寸和表面光滑度符合要求。

4. 环缝施工：控制环缝的施工质量，确保环缝的紧密性和密封性。

三、质量检测与监控

1. 原材料检测：对水泥、预应力钢材和辅助材料进行化学成分和物理性能的检测，确保其符合标准要求。

2. 管体检测：对PCCP管的外观、尺寸、强度和水密性进行检测，并记录相关数据。

3. 环缝检测：对环缝的密封性进行检测，确保环缝无渗漏和破损。

4. 试验检测：进行压力试验和挠度试验，验证PCCP管的强度和稳定性。

四、质量管理体系建立

建立并执行质量管理体系，包括质量控制计划、质量手册、检测报告、质量记录等文件，确保质量管理的全过程可控。

五、现场施工管理

1. 施工人员：对施工人员进行专业技术培训，提高其施工技能和质量意识。

2. 施工设备：确保施工设备的正常运行和维护保养，避免设备故障对质量造成影响。

3. 现场巡查：加强对施工现场的巡查和监督，及时发现和纠正质量问题。

六、质量问题处理

对于发现的质量问题，要及时采取措施进行处理。对于无法修复的严重质量问题，应及时停工并追究责任。

总结

PCCP管质量控制是确保该管道材料在供水和污水输送过程中安全可靠的关键。通过选择优质原材料、严格控制制造工艺、加强质量检测和监控、建立质量管理体系以及加强现场施工管理，可以有效地控制PCCP管的质量，并提高其使用寿命和稳定性。质量问题的及时处理也是保障PCCP管质量的重要环节。只有做好这些要点，才能保证PCCP管在工程中发挥最佳的作用。

PCCP管道资料

PCCP管道资料

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预应力钢筒混凝土管（PCCP）资料

产品介绍

一、预应力钢筒混凝土管（PCCP管）的发展

PCCP管是由法国工程师邦纳发明的，铺设于巴黎的斜隆贝引水管网，直径为1800毫米，长度1500米，内压力0.35MPa，，至今仍正常运行。美国在研制这种管子时，因技术投入大，发展迅速，从工艺操作到设计理论比较配套，发展高潮时有8家制管厂，目前有4家。

由于PCCP管道具有其它管材难以相比的优越性能，使其广泛用作市政、灌溉等工程中的原水输送管道、给水管道，也大量用作工厂管道系统、海水循环冷却系统和压力排污管道、水下取水管道及水下排水口管道，还可用作倒虹吸管、隧道衬砌和顶管用管。在美国，约90%的管线使用的管材为PCCP，应用范围广泛。

1983年，我国开始对预应力钢筒混凝土管进行了系统研究，并于1986年试制成功直径为600毫米和1200毫米的PCCP管，1988年完成铺设，同年城乡建设部，建材部在现场合开了现场鉴定会。1996年编制了建材行业标准。2005年，等同于国际先进标准的PCCP管材的国家标准开始实施。目前，市政项目中，PCCP管材已经得到广泛应用，原水、中水、净水等各类管道中均有很多应用；在电力工程中，PCCP管材被应用与电厂的补给水、循环水领域；水利项目中PCCP管已用于东莞、深圳东部引水项目、长春引松工程、山西万家寨引黄工程、呼和浩特市引黄工程、南水北调工程等项目。通过国内近20年的使用，PCCP管材以其优良的使用效果、性价比和可靠的质量得到了广泛的认可。

二、PCCP管介绍

PCCP管材是一种由混凝土和钢筒组成的复合材料管，它克服了钢管的抗腐蚀能力差和混凝土管抗渗能力差的缺点，不仅兼有钢管和混凝土管的优点，而且产生了一些新的优点。

PCCP管壁由混凝土管芯、钢筒、高强度预应力钢丝和砂浆保护层等四部分组成，混凝土管芯内部或外表面带有一个两端焊有精密加工的接头钢圈的薄钢

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试析PCCP管道生产质量控制措施

试析PCCP管道生产质量控制措施

试析PCCP管道生产质量控制措施

PCCP管道（Prestressed Concrete Cylinder Pipe），是一种采用预应力钢筋和混凝土制成的管道，具有高强度、耐腐蚀、抗震和耐久性强等优点，被广泛应用于给水、排水、工业水处理、河湖调蓄等领域。PCCP管道的生产质量控制是保证管道安全可靠运行的基础，对管道的运行性能和寿命具有重要影响。本文将就PCCP管道生产质量控制措施进行一次分析。

一、原材料的质量控制

PCCP管道的主要原材料包括普通混凝土、预应力钢筋、包层混凝土等。在选择原材料供应商的需要进行严格的原材料采购审查和抽样检验，确保原材料符合相关标准要求。对于每批原材料的抽样检验，不合格的原材料将不允许进入生产线，以确保PCCP管道的质量稳定性。

原材料在运输、储存和使用过程中也需要严格控制，避免因外界环境的不良影响而导致原材料质量的下降。特别是预应力钢筋的质量控制更加重要，因为它直接影响PCCP管道的抗拉性能和耐久性，必须严格按照相关标准进行生产和使用。

二、生产工艺的质量控制

PCCP管道的生产工艺主要包括成型、预应力加固、包层浇筑、养护等环节。在成型过程中，要严格控制模具的尺寸和表面光洁度，确保管道的几何尺寸和外观质量符合标准要求。在预应力加固过程中，要严格控制预应力钢筋的张拉力和锚固位置，确保管道的预应力效果和稳定性。在包层浇筑和养护环节，要严格控制混凝土的配合比和浇筑质量，确保管道的强度和耐久性符合要求。

三、产品检验的质量控制

PCCP管道的产品检验主要包括外观检验、尺寸检验、抗压性能检验、耐腐蚀性能检验等。在产品检验过程中，要严格按照相关标准进行检验，并且要及时记录检验结果，确保管道的质量可追溯。特别是抗压性能检验和耐腐蚀性能检验更加重要，因为它们直接影响管道的安全性能和使用寿命，必须确保管道在设计使用条件下具有足够的安全储备和耐久性。

PCCP管的优缺点浅析

PCCP管的优缺点浅析

PCCP管的优缺点浅析

本文文章主要是从我对各种管材的对比方面浅显阐述，如有错误之处请指正。

水是地球生物赖以存在的物质基础，水资源是维系地球生态环境可持续发展的首要条件，全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不平衡。而在我国表现的更加突出，为了解决长距离大需求的供水问题PCCP管道成为了在运输水资源的重要材料之一，由于运输水量较大而大口径管材更是现在水利工程的必需品。

世界范围内输水管市场的管道主要有水泥钢筋材质、钢管材质、工程塑料材质、铸铁材质、预应力钢筒混凝土材质等应用。

水泥钢筋材质管道防渗效果不够，一般加工结构尺寸较小，承压能力较低，超大工程市场应用较少。

钢管材质管道耐腐蚀性能较差，寿命一般在10年左右，超期服役会出现漏水甚至爆管现象。

工程塑料材质管道应用，其低温冷脆和高温蠕变表现差，承压能力弱。PVC管道材料在水流长期冲击磨蚀下有析出，材料中添加剂和管道连接粘合剂的化学成分复杂，对人体潜在危害影响严重。水利工程和城市供水等基本建设应用成本较高。

铸铁管道材质以球墨铸铁为主，生产厂家受整体铸造装備技术规模限制，管道以小尺寸为主，生产中的生产成本高（随着口径的增大原材料也不断增多），缺陷产品修补成本高，大规模工业应用还不成熟。

预应力钢筒混凝土管道技术不断推陈出新，越来越广泛地应用于传统供水领域，尤其是中、大口径长距离压力输水工程更是将PCCP作为首选管材。科技的进步和性价比的用户选择，使得的输水市场的PCCP管份额越来越大。

PCCP管的高经济性主要体现在：一是工程造价较低。PCCP具有高承压性，其对基础和回填土的要求比柔性管低得多降低了铺设成本；PCCP可制作各类配件和异形管，节约了工程投资；PCCP可通过在现场焊接部分接头以抵抗推力，降低了工程造价。二是包含运行维护费用在内的综合成本较低。美国混凝土压力管协会1991～1995在北美地区（包括加拿大）对不同管材的管道运行和维护费用进行了调查，调查结果表明PCCP的运行和维护费用约为球墨铸铁管的1/3，钢管的1/5，同时PCCP的寿命还高于其他管道的2倍。