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预应力钢筒混凝土管(PCCP)是由管芯混凝土、薄钢筒、预应力钢丝、砂浆保护层,四种材料有机复合而成的新型管材。这种管材不仅接口密封性能好、管体强度高和刚性好,而且具有高抗渗透性,它是兼有钢管和预应力混凝土管优点的新型管材。PCCP最大内径己达7600mm,设计工作压力可达5.0MPa,覆土深度可达40m,是一种长距离、大口径、高工压输水管材。鉴于此,国内外对PCCP的数值分析做了大量的工作,且数值分析能够解决结构计算方法中存在的许多问题,还可以分析三维状态下的结构问题。但是现有数值计算方法仍然存在问题,不能正确考虑预应力钢丝对结构的作用,比如说预应力钢丝的应力损失问题。为此,有必要探求新的ANSYS预应力施加方法来精确模拟预应力施加,以便于更加准确的揭示预应力钢丝的效应。 鉴于PCCP数值分析中针对预应力钢丝的研究比较少,且当前ANSYS软件中钢丝建模及预应力模拟施加的方法依旧停留在传统方法的现状上,所以此次研究搜集了大量相关文献,集中全力解决预应力钢丝建模以及应力模拟施加问题。在基于数值分析软件ANSYS的基础上,通过合理假设建立最大限度模拟PCCP管道实际工作状态的数值计算模型。以此为基础,在钢丝预应力施加方面,比较分析了初始应变法和循环迭代的初始应变法,证实了循环迭代的初始应变法应用于模拟预应力施加的优越性。最后,应用此方法对PCCP管道各层结构的环向预应力特性进行分析,得到了客观合理的研究成果,促进了PCCP管道预应力研究的发展。