钢衬钢筋聚丙烯纤维压力管道有限元分析

针对钢衬钢筋混凝土压力管道外围混凝土裂缝宽度超过设计限值问题,考虑采用在混凝土中掺入聚丙烯纤维的方法来解决.以三峡水电站钢衬钢筋混凝土压力管道大比尺模型试验为基础,以管道斜直段末端为对象,建立三维有限元模型,研究掺入不同尺度聚丙烯纤维对压力管道混凝土裂缝特性的影响.采用混凝土塑性损伤模型,模拟在内水压力作用下掺入聚丙烯纤维的混凝土压力管道外包混凝土的损伤过程.结果表明:掺入聚丙烯粗纤维或粗细混合纤维能够限制压力管道外包混凝土裂缝的开展,管道开裂荷载显著提高;在设计内水压力作用下,掺入聚丙烯粗纤维或粗细混合纤维的压力管道贯穿裂缝条数减少;钢材应力随着聚丙烯纤维掺量增加而降低.