分段柔性连接的植物纤维增强水泥管受力特性数值分析

沈旭东 郑永卫 张宏伟

（1 浙江省交通规划设计研究院有限公司；2 东南大学交通学院）

0 引言

长期以来，公路工程中的管道大都使用混凝土管，混凝土管道由于技术成熟，造价低廉，而且刚度较大，一直是管道结构的首选材料。但是根据调查表明，目前正在使用的混凝土管道存在一些比较普遍的问题：使用寿命较短，多数混凝土管道在使用2～3 年后即出现程度不同的各种病害，在洪水期间成为公路管理部门的忧患；由于混凝土管节之间大多采用刚性接头，当其遭遇路基沉降时，容易产生错口而导致漏水，甚至损毁公路，或者形成路基坑洞，造成严重后果。

植物纤维增强水泥管是以有机、无机纤维为增强材料，选取特种高标号水泥为凝胶材料，采用抄取工艺，经制管机层层加压卷制成型的非金属管材。国外使用天然的有机纤维做水泥增强材料始于20 世纪初期。1988 年3 月香港汇奇企业（中国）有限公司、洛奇（香港）有限公司和新加坡ACOTEC 公司来京举行了一次植物纤维混凝土板的技术座谈会，这次座谈会开启了我国研究植物纤维混凝土的先河[1]。

目前对于针对于植物纤维增强水泥管在运营期间的受力特性的研究较少。该文依托浙江省S302 丰茂半岛连接线工程中某一处的8 根管涵，每根管涵内径为400mm，外径为438mm。管节间采用内嵌橡胶圈的柔性接头连接。通过有限元的手段建立管土相互作用的模型，研究分析了在某种工况下管涵的受力变形特点，为植物纤维增强水泥管在公路工程中的合理应用提供理论基础与依据。……