Page 102 - 2022年第53卷第2期
P. 102
图 6 单位化环向路径 NDP
L 20 L 13 L 15
L 10
L 8
L 5
L 6
L 18
L 2 L 2
L 2
（a） 埋入式 （b） 共节点 （c） 黏结滑移
图 7 管腰裂缝处结构变形
L 20 L 7 L 17 L 13L 2L 18L 8 L 15 L 4 L 12 L 3 L 14 L 16 L 10 L 11 L 9 L 1 L 5 L 6 L 19
钢筋混凝土黏结滑移量/mm
NDP
图 8 黏结滑移方案内外两层钢筋的相对滑移
了各单位化的环向路径 NDP 上，如图 6 所示。各方案管腰裂缝处的变形图和 C 方案管道各层钢筋在上
述定义的各层钢筋单位化的环向路径上的黏结滑移图，分别如图 7 和 8 所示。方案 A、B 虽然采用不
同的方式模拟钢筋作用，但均未考虑钢筋与混凝土之间的黏结滑移作用，两种方案管道变形接近，
裂缝截面中部没有钢筋约束变形较大，靠近管壁内侧由于钢筋与钢衬的作用，结构变形较小。方案 C
考虑了钢筋与混凝土的黏结滑移作用，钢筋与混凝土间存在着黏结力，黏结滑移使得混凝土变形不
再集中于开裂截面，而是在一段区间内，裂缝处的结构变形更为均匀，因此是否考虑黏结滑移将对
裂缝截面上裂缝开度的规律产生一定影响。
分析图 8 内外两层钢筋与混凝土间的黏结滑移量可知，裂缝处的相对滑移量最大，远离裂缝断面
的相对滑移量逐渐减小，到两条裂缝中间时减少为 0。裂缝两侧钢筋与混凝土相对滑移方向相反，开
裂截面处钢筋与混凝土的相对滑移量明显大于未开裂截面。内层钢筋相对外层钢筋的相对滑移量要
大，且在管顶裂缝附近黏结滑移量大于管腰处，而靠近外层钢筋管腰处黏结滑移量要大于顶部黏结
滑移量，与物理模型缝宽试验结果吻合。管道外缘有许多自外向内未贯穿的裂缝，因此外侧两层钢
筋的黏结滑移量波动更为频繁，与图 5 管道损伤分布一致。
3.4 钢材应力分析 在内水压力作用下，管道混凝土开裂裂缝处混凝土应力释放由钢筋和钢衬承
担，提取各方案在单位化的环向路径上的环向钢材应力，如图 9 所示。
分析可知，方案 A、B 假定钢筋与混凝土之间无滑移而共同变形，因此结构的变形主要集中在各
— 224 —
