摘要：针对目前广泛应用的预应力钢筒混凝土管，对其设计和生产的质量控制进行深入分析，提出质量控制中需要注意的要点，以此为实际的设计和生产提供可靠参考借鉴。
关键词：预应力钢筒混凝土管；设计质量控制；生产质量控制
PCCP为优质复合型管材，它的优良性能已经得到大量实践证明。但优良的性能需要通过严格的质量控制予以保证，否则，无论产品具有怎样的性能，都无法保障。
1设计质量控制
设计阶段的质量控制工作以设计规范为依据，重点控制混凝土的强度与钢丝配筋。目前我国已针对PCCP管颁布了相应的设计规范，但仍然有很多厂家根据美国标准进行编程计算。
对于预应力钢丝，其张拉控制力等于钢丝标准强度3/4。在钢丝配置过程中，需要以管的实际使用条件为依据来计算。按照国外标准及现行标准，管道截面中，法向预应力不能超过缠丝过程中管芯实际强度0.55倍。而部分厂家针对这一要求未能在生产过程中予以严格控制和管理。
对于混凝土，其强度等级需要以管道截面法向预应力为依据确定，即要结合具体的使用条件，选择强度等级有所不同的混凝土，但都要达到C40以上，无论管材工作压力如何、覆土深度符合，采用强度等级完全相同的混凝土来生产是不合理的。对高压管和覆土深度较大的管而言，所用混凝土应具有较高强度等级，相反，则较低[1]。
2生产质量控制
2.1原材料控制
砂石材料的级配应予以严格控制，以中粗砂为宜，以中砂为佳，同时级配应良好；碎石的粒径应控制在5-20mm范围内，含泥量不能超过1.0%；水泥中的C3A实际含量应控制在8%以内，因为对高压管而言，需添加外加剂。此外，对PCCPL而言，其水泥强度等级应达到42.5MPa以上，以此防止由于初始结构的强度相对较低使钢管与混凝土产生分离；预应力钢丝以冷拉高强度类型位为宜，同时要经过严格的强度检验及扭转试验。钢筒的薄板可以选用冷轧板，也可选用热轧板，当选用热轧板时，要注意刚度能否达到要求，而无论使用哪一种薄板，都要做好除锈[2]。
2.2钢筒制作控制
钢筒制作为PCCP加工重要工序之一，需要控制的项目包括胀圆尺寸与断面倾斜度。因承口内径测量有很大难度，所以一般是在测量板厚以后，对钢板在胀圆过程中厚度发生的变化进行计算，以此推算胀圆尺寸满足要求时钢板圈外径，以此对内径尺寸予以严格控制。在钢筒制作时，应对操作人员实施严格的技术培训，使其具备焊接上岗资格，并在操作中应严格注意环境条件：当采用气体保护焊时，环境风速应控制在2m/s内；电弧1m以内，空气相对湿度应控制在90%以内；将钢筒做好后，不仅要对其外观与尺寸进行检验，还要实施水压试验，试验压力根据公称口径的不同而不同，根据公称口径采用以上相应的压力恒压保持3min，若钢筒无渗漏，则说明质量合格[3]。
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2.3混凝土配制控制
按照国家标准，混凝土强度等级需要达到C40以上。按照美国标准，当采用立式浇铸成型时，强度等级应达到31.0MPa以上；当采用离心成型时，强度等级应达到41.4MPa以上。在配合比设计过程中，需要严格按照国家标准进行控制；而在配制的过程中，应注意水泥用量与砂率。比如，当水泥为42.5级时，其用量应控制在500kg/m3以内，而砂率则按照35%-40%范围进行控制[4]。
2.4管芯成型控制
管芯成型方法以卧式离心与立式振动为主。其中，前者更适合PCCPL。而后者更适合PCCPE，对混凝土有着很高要求，在立式振动成型过程中，振动持续时间按25-30min范围控制，浇灌混凝土的过程中，应制定有效措施确保内侧浇灌面比外侧略高，同时有适当高差。每次浇灌的时间间隔不能超过30min，在加料的过程中开启振动装置，到混凝土的表面没有气泡产生后方可将振动停止。加料至插口的端面后，内侧混凝土需要和插口端面保持相平，同时用特制高差尺对外侧料面进行测量，使尺寸达到设计要求。
2.5缠丝控制
缠丝也为生产制造重要工序，其质量好坏决定了管道抗裂性能与承压能力。在施工质量控制中应注意缠丝的应力与间隔距离。按照国家标准，初始应力不能超过混凝土自身抗压强度0.55倍。基于此，缠丝开始前，需要以管材的工作压力为依据，推算缠丝能否达到强度要求。除此之外，缠丝时还应避免密缠，这是因为如果密缠将因为泊桑效应导致管芯纵向拉应力大幅增加，导致管芯上产生环向裂缝。目前有很多厂家在缠丝时由于遇到断筋及接头，为防止管身局部产生放张，在接头过程中予以密缠，这显然是不能符合国家标准的。
2.6砂浆保护层
水泥砂浆强度应达到C30级以上，并且水泥的品种要和管芯制作时所用水泥相同。砂浆配合比与喷射厚度都应满足设计要求。保护层需要进行吸水率试验，其吸水率全部数值平均值应控制在9%以内，单个值不能超出11%。
3结束语
综上所述，PCCP管为经实践验证的优质管材，具有安装便利、性能优异、可承受压力高、安全可靠和使用寿命较长等优势。而为了保证质量，需要高度重视和做好质量控制，在各个方面都予以严格管理。
参考文献：
[1]肖欣.水利工程预应力钢筒混凝土管道（PCCP）安装施工质量控制[J].山西水利科技，2017（03）：8-9+25.
[2]辛成泽.预应力钢筒混凝土管配件在水利工程建设中的质量控制[J].山西农经，2017（02）：127-128.
[3]雷霆，张昭.预应力钢筒混凝土管在堆场给排水工程中的应用及质量控制[J].中国水运（下半月），2016，16（07）：336-337.
[4]杜秀敏.张峰水库工程预应力钢筒混凝土管道（PCCP）安装工程施工质量控制[J].山西水利科技，2012（04）：53-54.
[5]刘先念，唐迪，黄欣.预应力钢筒混凝土管（PCCP）施工业主质量控制措施[J].水利建设与管理，2012，32（S1）：68-69.
论文作者:黄维
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
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