韦昊南，孙志恒

（中国水利水电科学研究院，北京 100038）

1 研究背景

预应力钢筒混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe，简称PCCP）是在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，并在管体外侧辊射水泥砂浆保护层而制成的一种复合型管材，其中预应力钢丝对于PCCP的承载力有重要影响［1-3］。目前我国引调水工程中使用PCCP管的工程越来越多，但由于设计、施工质量缺陷、土壤腐蚀环境、运行管理不当等原因，多个工程已出现爆管情况，且大部分爆管是由于高强预应力钢丝出现断丝所致［4-6］。PCCP缺陷补强加固主要采用开挖更换、钢绞线修复、颈缩钢筒、钢管穿插、外贴碳纤维及内贴碳纤维等方法。这些方法各具特色，互有优劣［7-8］。内贴碳纤维加固PCCP管技术是通过树脂类胶结材料将碳纤维增强聚合物（Carbon Fiber Reinforced Polymer，简称CFRP）粘贴于PCCP管内侧混凝土表面，通过两者的共同作用达到加固补强、改善结构受力性能的一种加固技术。与其他加固技术相比，这种技术无需大型施工机具，施工简便、高效、质量易保证［9-11］。碳纤维材料一般具有良好的耐腐蚀性和耐久性，片材较轻且薄，基本不增加原结构自重及不减少PCCP管的过水断面［12］。美国水务协会最新颁布了关于CFRP加固PCCP的规范ANSI/AWWA C305［13］，其目标是在预期使用寿命50年内，加固后的整体结构满足强度、耐久性、可靠性和承插接口部位止水性的要求，该规范采用的极限状态设计法确定了不同极限荷载组合下结构的破坏模式，根据承担荷载的结构实际情况，对应不同的环向和纵向极限状态设计，该规范同时建立了对加固结构材料性能、粘贴性能、施工工艺和质量控制等相关要求［14-15］。……