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新型输水管材---PCCP 辛 拯 （水利部山西水利水电勘测设计研究院） 摘要：本文用实例和数字，论述了PCCP的优越性，可供设计在方案比选时选用。最后“挑战设计”一节，用简单的篇幅，综述了PCCP市场提出的技术课题，旨在引起各界尤其是PCCP业界的关注和兴趣，提高我国PCCP业的理论水平，推动我国PCCP市场健康发展。 关键词：预应力钢筒混凝土管，PCCP，PCCP的优越性。 管材选择是输水工程设计中的重要内容。PCCP（预应力钢筒混凝土管）作为一种新型的输水管材，具有适用范围广，经济，寿命长，抗震性能好，安装方便，运行费用低，基本不漏水等优点，可广泛应用于长距离输水，城市给水和电厂回水等工程领域。 一. 产品规格 1. 直径 AWWA C301规定了直径为400—3600 mm的PCCP的制造工艺。 大直径PCCP可根据工程的要求和AWWA C301的原理制造。目前，世界上最大的PCCP是美国的亚利桑那州的七个倒虹吸管工程，直径6400mm，流量85m3/s，总长11.9km。在1975—1980年间建设。 在工程设计中，如采用大直径PCCP时，对其管体结构设计、制管设备与制造工艺、施工组织设计等，均应认真考查与设计，经技术经济比选后确定。 2. 工压： PCCP的一般工压范围是：0.4—2.0MPa。利比亚大人工运河二期，有46km直径4000mm的PCCP工压为2.0MPa ;有13km直径3600mm的PCCP工压为2.6MPa。 工压是管体结构设计的重要指标，也是承插口钢圈和硬质胶圈的重要设计指标，均应予以足够的重视。 PCCP靠配合很好的承插口钢圈和硬质圆形胶圈进行连接，基本不漏水，所以对钢圈的刚度和圆度，以及胶圈的质量，均有严格的要求。在承插口钢圈与薄钢筒焊接时，一定要制定正确的工艺，尽量减少焊接应力对变形的影响。在美国，钢圈加工公差非常小，承插口环半径方向间隙约1mm，胶圈的98％被约束在插口环中，当直径3000mm的PCCP接头在25kg/cm2压力下，直径400mm的PCCP在75kg/cm2压力下，均不漏水。 我国制造高工压PCCP还经验不足，在输水线路规划时，应根据制管水平逐步提高。如果工程确实需要高工压PCCP，则在招标技术规范中，应对钢圈和胶圈的材料和制造提出严格的要求,并要求厂家进行“型式试验“。 二. 寿命 1. 美国陆军工程师团对PCCP的寿命进行过评估和预测。 （1）混凝土管的寿命是钢管和铝管寿命的两倍； （2）PCCP的寿命是75年到100年。而钢管即使有混凝土涂层，也很光滑，他的寿命也达不到50年； 2. 工程实例：1926年美国的普赖斯公司，在美国的代顿市生产和安装了直径2100mm，长7620m的预应力混凝土管道，至今78年；1943年美国普赖斯公司与美国罗克琼特公司合作，研制的PCCP至今60年，都在安全运行。 3. 设计：PCCP的设计标准是AWWA C304。这个标准是由美国麻州著名结构设计公司—Simpson Gumpertz Heger 公司，总结了PCCP业界几十年的经验和运行纪录，特别是独立的新材料研究成果而编制的。研究工作从1983年开始，六年后，在1989到1990年间，用PCCP进行了全部测试，证明了这个设计程序的有效性，成为AWWA和用户的一个最完善的设计方法，也成为世界上很多国家都采用的PCCP的结构设计方法。 AWWA C304标准中用于设计PCCP的各项系数都是基于50年寿命考虑的，各种材料不但考虑他的起始状态，也要考虑他在50年间的变化和稳定。50年寿命，只是一个商业承诺，在实际工程应用中，美国著名厂商展示的产品，已超过50年许多，仍在安全运行。PCCP业界认为，PCCP管材经过较短一段时间便达到了一个稳定状态，在此之后的变化都不会影响管材的寿命。 三. 运行费用： 1. PCCP运行记录 美国PCCP业界统计了自1943年以来PCCP的运行记录，截止日期是1995年9月，共分：1943--1990；1985--1990；1991--1995三个时间段统计，资料来自美国和加拿大的九家公司，不包括美国业已破产的英特佩斯（Interpace）公司的资料。 PCCP运行记录 统计时段 1943—1990 1985--1990 1991—1995 运行年数 48 6 5 管节有损坏的工程个数 52 2 0 管节有损坏工程的百分数 0.30% 0.07% 0 管节损坏的原因 a) 腐蚀内腐蚀外腐蚀 1630 20 00 b) 阴极保护不当 3 0 0 c)