随着国民经济的发展,缺水已成为制约我国各地发展的主要因素,由于我国水资源分布的不均匀性,长距离输水工程越来越多。PCCP作为一种大口径、高工压、长寿命的管道,在长距离引水工程、高压给水工程、城市给水管网改造以及电厂的补充水、循环水和水力输送系统等方面得到广泛应用,PCCP的应用大多为国家基础建设重大工程,关乎国计民生,其结构的安全性和运行的稳定性是值得重点关注的技术问题。本文结合南京水利科学研究院项目《在役超大PCCP管道结构安全评估技术研究》和南水北调中线PCCP建设项目,利用有限元软件ABAQUS,对超大口径PCCP管道的实际施工及运行阶段的安全性、稳定性进行了研究探讨。本文的主要工作如下:运用ABAQUS建立了预应力钢筒混凝土管与地基基础相互作用的有限元计算模型,对管体进行了有限元仿真分析,根据计算结果给出了管体的应力分布规律。通过在模型中施加不同的内水压力,分析管体在不同水压工况下的应力变化。得到结论:在内压0.6MPa下,PCCP各部件应力均小于其设计强度,满足PCCP的正常使用要求;在内水压从0.4MPa加载到1.4MPa过程中,预应力钢丝中应力增长均匀,钢筒中应力增长先快后慢,混凝土中拉应力增长先慢后快。加载到极限内压1.4MPa时,钢丝和钢筒中的应力小于材料的设计强度,且仍有较大富余,而在1.4MPa内水压力下管芯混凝土中最大拉应力超出其抗拉强度,拉应力最大处已开裂。运用ABAQUS模拟PCCP回填土施工过程,研究分析施工回填土过程中PCCP各部件应力分布规律及管道各部件的应力变化情况。得到结论:在回填土压作用下管道产生水平方向延伸垂直方向收缩的椭圆形变形;回填土过程中,位于管芯内侧的混凝土,管底、管顶受拉,管腰受压。位于管芯外侧的混凝土,管底、管顶受压,管腰受拉,管顶、管底位置的预应力钢丝中应力值减小,管腰位置的预应力钢丝中应力值增大,但其变化值很小。