CECS140-2011 給水排水工程 埋地預應力混凝土管和預應力鋼筒混凝土管管道結構設計規(guī)程

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1、中國工程建設協(xié)會標準 給水排水工程埋地預應力 混凝土管和預應力鋼筒混凝土管 管道結構設計規(guī)程 Specificationforstructuraldesignofburiedprestressed concretepipelineandprestressedconcretecylinderpipeline ofwatersupplyandsewerageengineering CECS140:2011 主編單位：北京市市政工程設計研究總院 批準單位：中國工程建設標準化協(xié)會 施行日期：2012年1月1日 中國計劃出版社 2011北京 中國工程建設標準化協(xié)會公告 第93

2、號 關于發(fā)布《給水排水工程埋地預應力 混凝土管和預應力鋼筒混凝土管 管道結構設計規(guī)程》的公告 根據(jù)中國工程建設標準化協(xié)會《關于印發(fā)《2008年工程建設協(xié)會標準制訂、修訂計劃（第二批）〉的通知乂建標協(xié)字〔2008〕98號》的要求,由北京市市政工程設計研究總院等單位全面修訂的《給水排水工程埋地預應力混凝上管和預應力鋼筒混凝土管管道結構設計規(guī)程》,經本協(xié)會管道結構專業(yè)委員會組織審瓷?現(xiàn)批準發(fā)布，編號為CECS140?2011?自2012年1月1日起施行.原《給水排水工程埋地管芯纏絲預應力混凝土管和預應力鋼筒混凝土管管道結構設計規(guī)程》CECS140:2002和《預應力混凝土輸水管結構設計規(guī)范（

3、震動擠壓工藝）》CECS16?90同時廢止. 中國工程建設標準化協(xié)會 -O一一年九月二十八日 根據(jù)中國工程建設標準化協(xié)會《關于印發(fā)《2008年工程建設協(xié)會標準制訂、修訂計劃（第二批）〉的通知》（建標協(xié)字〔2008〕98號》的要求，由北京市市政工程設計研究總院會同有關單位共同對《給水排水工程埋地管芯纏絲預應力混凝土管和預應力鋼筒混凝土管管道結構設計規(guī)程》CECS140：2002及8預應力混凝土輸水管結構設計規(guī)范（震動擠壓工藝）》CECS16?90進行合并修訂. 本規(guī)程系根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》GB50068和《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153規(guī)定的原則，采

4、用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法編制，并與有關的結構專業(yè)設計規(guī)范協(xié)調一致? 本規(guī)程共分7章和6個附錄，包括總則、術語和符號、材料、管道結構上的作用、基本設計規(guī)定、管道結構計算和構造規(guī)定等內容。 本規(guī)程修訂增加的內容主要有：更改合并修訂后規(guī)程的名稱；增加“一階段”預應力混凝土管結構設計相關內容；完善鋼筋強度綜合調整系數(shù)；修改完善預應力混凝土管抗裂計算公式；增加管道內外防腐的內容；增加管道的水平、縱向支城計算及限制接頭計算；補充與預應力鋼筒混凝土管配套的各種管件的計算及構造;增加實算例題。 根據(jù)原國家計委計標〔1986〕1649號文G關于請中國工程建設標準化委員會負貨組織推薦性工程建設標

5、準試點工作的通知》的要求,推薦給工程建設設計、施工等使用單位及工程技術人員采用. 1總則 （1） 2術語和符號 （2） 2.1 術語 : {2） 2.2 符號 （3） 3材料 （6） 3.1 混凝土 （ 6 ） 3.2 憤應力的絲 （ 6 ） 3.3 Mff （ 7 ） 3.4 砂漿保護層 （7 ） 4管道結構上的作用 （8 ） 4.1 作用分類和作用代衣值 （8 > 4.2 永久作用標準值 < 8 ） 4.3 可變作用標準值、準永久值系數(shù) 《13〉 5基本設計規(guī)定 《15》 5.1一般規(guī)定 （15） ,5.2承載能力極限狀態(tài)計算規(guī)定 （17） f5.3正常使

6、用極限狀態(tài)驗算規(guī)定 （18） 6管道結構計算 （20） 6.1 承效能力極限狀態(tài)計算 （20） 6.2 正常使用板限狀態(tài)計算 （23） 7構造規(guī)定 （28） 7.1 管體 （28） 7.2 管道基址及溝槽回填 （29） 7.3 管道接頭 （30） 本燃程由中國工程建設標準化協(xié)會管道結構專業(yè)委員會CECS/TCI7（北京市海淀區(qū)西直門北大街32號3號樓，北京市市政工程設計研究總院,郵政編碼：】。0082）歸口管理并負責解譯.在使用中如發(fā)現(xiàn)需要修改或補充之處，請將意見和資料寄交解科單位. 主編單位：北京市市政工程設計研究總院參編單位：上海市政工程設計研究總院 中國市政工程華北設

7、計研究總院北京市市政工程研究院 新疆國統(tǒng)管道股份有限公司北京韓建河山管業(yè)股份有限公司天津萬聯(lián)管道工程有限公司深圳市卓成管道有限公司寧夏青龍管業(yè)股份有限公司 山東電力管道工程公司天滓市澤寶水泥制品有限公司 主要起草人：程渡 王貫明 宋克軍 主要審查人：沈世杰 張建華 吳悅人 代春生 李世龍 寧靖華 郭天木 楊濤 范民權 劉江寧 郭俊貴 蘇發(fā)懷 劉志剛 陳鴻城 張亮 周質炎 蕭巖 王光明 何勇 王長祥 賀鳴 Contents 1 Generalprovisions ( 1 ) 2 Termsandsymbols ( 2 ) 2?1Terms ( 2 )

8、2. 2Symbols ( 3 ) 3 Materials ( 6 ) 3.1 Concrete ( 6 ) 3. 2Prestrewingwire ( 6 ) 3. 3Steelcylinder ( 7 ) 3. 4Coatingmortar (7) 4Actionsonthepipestructure (8) 4.1 Actionstypeandrepresentativevalueofactions (8) 4. 2Characteristicvalueofpermanentaction (8> 4. 3Characteristicval

9、ueofvariableaction^coe(Fcientofquasipermanentvalue (13) 5. Fundamentaldesignrequirements (15) S.1Generalrequirement (15) 5. 2Designrequirementforcalculationofultimatelimitstates (17) 6. 3Designrequirementforcheckingcalculationofserviceabilitylimitstates (18) 6Calculationofpipestructure (20) 7

10、. 1Calculationofultimatelimitstates (20) 8. 2Checkingcalcu?tk>nofserviceabilitylimitstates (23) 9. Stipulationfordetailingrequirements (28) 附錄A管頂豎向土壓力標準值 (33) 附錄B側向土壓力標準值 《34) 附錄C地面車輛荷載對管道的作用標準值 (35) 附錄D預應力鋼筒混凝土管彈性抵抗矩折算系數(shù) (38) 附錄E圓形剛性管道在荷載作用下的彎矩系數(shù) (46) 附錄F管道支墩和限制接頭推力標準值 及抗推力標準值 (

11、47) 本規(guī)程用詞說明 ”(J) 引用標準名錄 附:條文說明 ι.o.1為了在給水排水工程埋地預應力混凝土管和預應力鋼筒混凝土管的管道結構設計中設徹執(zhí)行國家的技術經濟政策，做到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量.制定本規(guī)程. 1.0.2本規(guī)程適用于埋地敷設的預應力混凝土管和預應力鋼筒混凝土管管道的結構設計.其埋設條件為索土平基、人工七邦基礎及混凝土基礎. 1.0.3預應力混凝土管和頂應力綱筒混凝土管的產品質址應分別徒合現(xiàn)行國家標準\蝕應力混凝土性》GB5696和X預應力鋼筒混凝土管》GB/T19685的要求。 1.0.4本規(guī)程是根據(jù)現(xiàn)行國家標準《給水排水工程管道結構設

12、計 規(guī)范》GB50332規(guī)定的原則制定， 10.5對于建設在地震區(qū)、濕陷性黃土或膨脹土等特殊地區(qū)的預應力混凝上管和預應力銅簡混凝土管管道的結構設計，除應符合本規(guī)程外，尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定. 7.1Pipestructure (28) 7.2Pipefoundationandtrenchbackfill (29) 7.3Pipejoints (30) 7.4Tubings (30) 7.5Anticorrosiondesignofpipestructure (32) Appendix A Characteristicvalueofverticalearth press

13、ureabovetopofrhepipe (33) Appendix B Characteristicvalueoflateralearth pressure (34) Appendix C Characteristicvalueofvehicularload (35) AppendixDReducedcoefficientofelasticsectionalresistancemomentofprestressedconcretecylinderpipe (38) AppendixEMomentscoefficientoftheloadsonroundrigidpipeline (

14、46) AppendixFCharacteristicvalueofthrustforceandantithrustforceonthebuttressandrestrainedjoint (47) Explanationofwordinginthisspecification (50) 1.istofquotedstandards <51) Addition：Explanationofprovisions (53) 2.1.10限制接頭restrainedjoint 用機械連接或焊接連接在一起的相鄰管道的接頭. 2.1.11 工作壓力 workingpressure 管道系統(tǒng)

15、在正常工作狀態(tài)下?作用在管內壁上的最大持續(xù)運行壓力。 2.1.12 設計壓力 designpressure 管道系統(tǒng)在運行中，作用在管內壁上的最大瞬時壓力。為管道工作壓力與殘余水錘壓力之和. 2.1.13 土弧基礎 arcShaPPedsoilbedding 用砂礫土回填或原土開挖而成，用于支撐管道結構的弧雙苑礎.由管底基礎層和管下腋角兩部分組成。 2.1.14 1.14混凝土,基礎 arcshappedconcretebedding 用混凝土澆筑而成用于支探管道結構的弧型基礎. 2.1.15 基礎支承角 beddingangle 基礎與管道相接處的兩頂點對應的警截面圓心角。用

16、2α表示。 2.2符號 2.2.1管道上的作用和作用效應 Eq——管側主動土壓力標準值； Ffw.k—管道單位長度上浮托力標準值； F岫——-管他被動土壓力標準值； Fw.k—管道單位長度上管頂豎向上壓力標準值； F"-管道的工作反力標準值； FMIl-管道的設計內水壓力標準值； Fk——重力式支墩或限制接頭抗推力標準值； Bφ.k 推力庫準值； MLX-在基本組合作用下，管側截面上的最大彎矩； N1—設計內水壓力及管頂荷載作用下，管便截面上的軸 2術語和符號 2.1 術語 1. 1.1預應力混凝土管prestressedconcretepipe 在混凝土管壁內

17、建立有雙向預應力的預制混凝土管?包括一階段管和三階段管。 2. 1.2一階段管 single-stagepipe 采用震動擠壓工藝生產的預應力混凝土管. 3. 1.3三階段管 three-stagepipe 采用管芯纏絲工藝生產的預應力混凝上管. 4. 1.4預應力鋼筒混凝土管prestπ?ssedconcretecylinderpipe 在帶有鋼筒的混凝土管芯外側緘繞環(huán)向頂應力鋼絲并制作水泥砂漿保護層而制成的管干。包括內襯式預應力鋼筒混凝上管和埋置式預應力鋼筒混凝土管. 5. 1.5內襯式預應力鋼筒混廉土管 lined-cylinderpipe 鋼筒在混凝土管芯外側的預應力鋼

18、筒混凝土管. 6. 1.6埋置式預應力鋼筒混凝土管 embedded-cylinderpipe 鋼筒在混凝土管芯內部的預應力鋼筒混凝土管。 7. 1.7管件tubings 包括配件和異形管。 8. 1.8配件fillings 以鋼板作為主?結構材料Jl(\一板的內外晶包SHH筋(約網(wǎng)水泥砂漿或混凝土保護乂的冊; 9. 1.9異形管?,∣>cι?u∣lpι∣?<- 采用與預應力鋼淌浪，J Γ."!.'HAMIl標準克管. D1——管外徑； H,——管頂至設計地面的覆土高度； ——管壁矩形截面未經折算的受拉邊緣的彈性抵抗矩。 2.2.5計算系數(shù) Pr 環(huán)向預應力鋼絲配筋率

19、； A—縱向預應力鋼絲配筋率； G——生產條件調整系數(shù)； Cf——填埋式豎向土壓力系數(shù)； Cd—開槽施工豎向士臣力系數(shù)； 7—受拉區(qū)混凝土的塑性影響系數(shù)； μ1i 動力系數(shù)； >2e—管壁內、外側截面受拉邊緣的彈性抵抗矩折算系數(shù); A—預應力混凝土管綜合調整系數(shù)； X—預應力鋼筒混凝土管綜合調整系數(shù)； K―?受拉區(qū)混凝土的影響系數(shù)； QW—彎曲拉應力系數(shù). 向拉力； Qvc—車輛的第：個車掄承擔的單個輪壓標準值； Qnh——地面堆積荷載標準值； M——輪壓傳遞到管頂處的豎向壓力標準值. 2.2.2材料指標 公—砂漿的抗壓強度標準值； ——砂漿的抗拉強度標準值

20、； ———混凝土的立方體抗壓強度標準值； Ee—砂漿保護層的彈性模址； EC——混凝土的彈性模量； ￡.——鋼絲的彈性模Sh 1.1.1 泊松比； εra1-管體砂漿保護層相應于抗拉強度的應變敢。 2.2.3 應力 CE預應力鋼絲的張拉控制應力； 小-一環(huán)向預應力鋼絲扣除應力損失后的有效預應力； P—支墩作用在地基土上的平均壓力， A——縱向彎曲拉應力； %—泊松應力. 2.2.4 幾何參數(shù) Atn—管壁混凝土環(huán)向截面面積； Ak—鋼筒的截面面積； Ae-管壁截面（含鋼絲和砂漿保護層）的折算面積； Arl -管壁截面（含鋼絲、鋼筒和砂漿保護層）的折算面積;

21、Ap—環(huán)向預應力鋼絲被面面枳； 小 一預應力鋼絲中心個管壁川w故問?r∣心的距肉； 。一張拉端倘Il的SH價； Qt—第i個車愴著第分MJI， b,—第i個車輪潦地'，/f∣∣?∣0. 3.3 鋼筒 3.3 .1鋼筒用鋼板的物理力學性能指標應符合現(xiàn)行國家標準《碳點結構鋼》GB/T700?碳索結構鋼和低合金結構鋼熱軋薄鋼板及例帶>GB912和《碳索結構鋼冷軋薄鋼板及鋼帶》GB/T11253的規(guī)定. 3.4 .2鋼筒用鋼板的強度設計值和彈性模屈應按現(xiàn)行國家標準鋼結構設計規(guī)范》GB50017的規(guī)定采用。 3.4 砂漿保護層 3.4.1 砂漿的抗拉強度標準值應按下式計算： f2）6

22、52√7^Γ <3,4.1） 式中Jik——砂漿的抗拉強度標準值（MPa ∕mt,k—砂漿的抗壓強度標準值（MPa）,不得低于45MPaβ '.4.2砂漿的彈性模量E?應按下式計算： Ee=7713（∕i）°' （3.4.2） 式中：E.——砂漿的彈性模量（MPa）. 3.4.3 管體砂漿保護層相應于砂漿抗拉強度的應變量J-應按I式計算: emι三??k （3.4.3） 式中:一管體砂裝保護層相應于抗拉強度的應變量。 3 .1混凝土 3.1.1 三階段管和預應力鋼筒混凝土管管芯混凝土設計強度等級不得低于C40J一階段管管體混凝土的強度等級不得低于C50β 3.1.2 混凝

23、土的強度標準值、彈性模量等力學性能指標，應按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010的規(guī)定執(zhí)行.離心成型的管芯混凝土強度及震動擠壓成型的混凝土強度，可按現(xiàn)行國家標準《預應力混凝土管》GB5696的規(guī)定，分別提高25%和50%采用. 3.1.3 混凝土的硬含量應符合現(xiàn)行協(xié)會標準《混凝土堿含量限值標準》CEcS53的規(guī)定。 3.1.4 混凝土配制中采用的外加劑，應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土外加劑應用技術規(guī)范》GB50119的規(guī)定，并應通過試驗確定其適用性及摻入量。 4 .2預應力鋼絲 4.1.1 預應力混凝土管預應力鋼絲宜采用冷拉鋼絲、消除應力低松弛鋼絲'熱處理鋼筋或鋼絞線；預應力鋼

24、筒混凝土管預應力鋼絲應采用冷拉鋼絲.其物理力學性能指標應分別符合現(xiàn)行國家標準《預應力混凝土用鋼絲》GB/T5223、《預應力混凝土用鋼棒》GB/T5223.3和《預應力混凝土用鋼絞線》GB/T5224的規(guī)定。 4.1.2 普通鋼筋和預應力鋼絲的強度標猛值及彈性模量，應按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010的規(guī)定采用。 ft4.2.1常用材料單位體積的自重標準tS(kN∕π√) Mff*K± 水泥砂漿I Wti I* fl*MMtft 25.0 22.0 78.5 78.5 j10.0 I2.2單位長度管道上的豎向土壓力標準值F.Q,應根據(jù)管道MiQ方式

25、按附錄A確定. 1.2,3單位長度管道上的物向土壓力標潛值EP…FX應按附錄H確定. 4.2.4預應力鋼絲的有效預應力標準值％?、%應為預應力鋼絲的米拉控制應力值。e扣除相應張拉工藝的各項應力損失值.預，:，力刷絲的張拉控制應力值心不宜超過表4.2.4規(guī)定的張拉控制應力限值. 表&2.4張拉控制應力限值 胡加片英 張拉拄制應力瞅◎ 冷拉的統(tǒng)、消除應力制蝮、的也成 0.75/2 絡處理綱;K、縱向也應力創(chuàng)夠 0.70∕,λ 注，“為僅應力網(wǎng)”強收標準的,按現(xiàn)行出窠標準(混足土靖構設H規(guī)藺)GBSO(HO的炭定采用. 1.2.5相應預應力張拉工藝的各項預應力損失值應按本規(guī)

26、程第4.2.G-4.2.10條的規(guī)定計算，預應力損失組合應符合表4.2.5的燒定： 三4.2.5各管型的預應力根失組合表 H應力做失類型 件不及部位 一階段作環(huán)向Bi應力 一階段皆姒向一質應力 一階段管環(huán)向 -WRfl1縱向 KI膠力 稚應力IM筋管再向我應力 量檢??變賬外 一 7 √ 一 何處應力除池。3 ?? J √ J √ IUet上收編除愛?！? J √ √ J J 4管道結構上的作用 4.1 作用分類和作用代表值 4.1.1 管道結構上的作用分為永久作用和可變作用兩類. 1永久作用應包括管自重、豎向土壓力和側向土壓力、管

27、道內水承、偵加應力和地基不均勻沉降； 2可變作用應包括地面堆積荷裁、地面車輛荷載、管道內群水壓力和地下水壓力. 4.1.2 管道結構設計時,對不同性質的作用應采用不同的代表值.作用標準值為作用的基本代表值. 對永久作用，應采用標準值作為代表值；對可變作用,應根據(jù)設計要求采用標準值、組合值或準永久值作為代表值.可變作用組合值應為可變作用標準值乘以作用的組合系數(shù)；可變作用準永久值應為可變作用標準值乘以作用的準永久值系數(shù). %1.3當管道結構承受兩種或兩種以上可變作用時，按承裁能力極限狀態(tài)的作用效應基本組合進行設計或正常使用極限狀態(tài)的作用效應標準組合進行設計時，可變作用應采用標準值和組合值作

28、為代表值. 4?1?4當按正常使用極限狀態(tài)的作用效應準永久組合進行設計時，可變作用應采用準永久值作為代表值. 4.2 永久作用標準信 4.2.1 管自重和水重的標準值可按管道的設計尺寸與相應材料單位體積的自重標準值計算確定.常用HlI中位體枳的自重標準值可按表4.2.1的規(guī)定確定. 筋率521.0%時?應取0.7,當AVL0%時?宜取1.0；對雙層配筋的第二層鋼絲，當其配筋率用N 1.0%時，應取1.0,(OlVi.0%時?宜取Lh 八.「AX―第一層、第二層預應力鋼絲的縱面面枳(mm*∕m). 2預應力混凝土管縱向鋼筋的應力松弛損失，應按下式計W1 %=0.07公 (4.2.

29、7-3) 4.2.2 2.K混凝土收縮徐變引起的預應力損失人應符合卜列規(guī)定： I混凝土收縮徐變引起的預應力損失電的取值應按表L2.8的規(guī)定確定. 表4.2.8混戲士收縮徐變引起的預應力搔失(N∕m") 7Σj*兀 O.I 0.2 0.3 0.4 0.5 三航網(wǎng)管和依應力例育濕衣上管環(huán)向預應力的牝 20 30 40 50 60 階段管環(huán)向反應力IR絲和依應力IHg土管懈問預后力例紇 28 38 48 $8 68 .t\大中力.用,分別為管壁不向我閱上的法向強壓應力加富糖Itt及土住相應階段的鍬向作IK應力, ?2 為雁加預應力時的泥我七立方體抗壓強俄

30、，可取O.7r,3∕e.'為管芯 Ift表上的立方體抗壓強度標準值(N∕mn√)? 2,三階段管和預應力鋼筒混凝土W道的管壁環(huán)向戮面上的”.向頂壓應力分應按下列公式計算： 6≤0.5八 (4.2.8-1) Op=∕?l+/3 (4.2.8-2) λ一AMm (4.2.8-3) JmAt,÷n,Apl Λp2σtβft (4.2.8-4) “A,f,+n.(A,∣+Api) n-Mn?τ (4.2.8-5) 續(xù)衰4.2.5 管蜃及部位 俊應力 IH失類中 汾及管I-階段管 ，階段管壞向BUS力 三階段管MAHI應力 BJ應力用 ?［管環(huán)團 Hi應

31、力 壞向 K應力 颯陶預應力 架界階段用筋應力松弛。7 7 一 — - — 混凝土鼻性上幽<環(huán)向）上、

32、. 2.7鋼絲應力松馳引起的預應力損失?！笐舷铝幸?guī)定： 1對三階段管和預應力鋼筒混凝土管,鋼絲應力松馳引起的環(huán)向預應力損失加應按下式計算： σtj=0.08σ

34、損失值（MPa）, 4.3可變作用標準值、準永久值系數(shù) 1.LI地面車輛荷載對管道產生的豎向壓力的標準值q“可按附，C偷定，其相應的準永久值系數(shù)可取0.5. ∣.Λ.2地面堆積荷載的標準值q*可取IOkN∕mL其相應的準永'人俏彳牧可取0.5? 4.I.J轉道的設計內水壓力標準值FMII可按下式計算： —45Ert,FcV0.8MPa F.dh—（ （4.3.3） ∣i.4Fwfc,Fwk≥0.8MPa J,中JBb——管道的工作壓力標準值（MPa）. 段計內水壓力的準永久值系數(shù)可取0?72. I<4埋設在地下水水位以下的管道，應計算作用在管道上的地I”、M力（含浮托力）,

35、其標準值和準永久值系數(shù)應符合下列規(guī)定： I地下水位可按近期內的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和對設計使用周期內補 ?13?式中：凡——Si應力鋼絲彈性模M與混凝土彈性模量的比值； Et-管芯混凝土的彈性模量（N/mm，）； 4—管壁環(huán)向截面上的法向預壓應力（WmmD, σp,—電層筋或第一層預應力鋼絲對管壁環(huán)向截面的法向預壓應力（N∕mn√）； 。修 第二層頂應力鋼絲對管壁環(huán)向截面的法向預樂應力 （N∕mm2）； Acr—單層配筋時，管芯和鋼筒的裁面折算面枳（mm，）； A'cr—雙層配筋時，管芯、鋼筒和內層鋼絲砂漿保護上的裁面折算面積（mπ√）. 3一階段管的管壁環(huán)向或面上的法向預壓應力外應按

36、下式計算： of=j?［σ?.—（σ,t÷σ?）］≤0.5/二 （4.2.8-6） 式中:月 環(huán)向預應力鋼絲配筋率（％）; ?！耙徽麴B(yǎng)階段預應力損失（MPa）； %——混凝土彈性壓縮引起的環(huán)向預應力損失（MPar 4預應力混凝土管管壁混凝土在相應階段的縱向預壓應力.應按下式計算： ,Opd=AGy<0β— +bq）［≤O.5∕*a （4.2.8-7） 式中”觴 砰壁混凝土在相應階段的縱向預壓應力（MPa）； A—縱向預應力鋼絲配筋率（%）. 4.2.9一階段管管體蒸養(yǎng)階段預應力損失（包括鋼絲應力松弛損失）應按下式計算： σ11=0.3C,σtββ （4.2.9） 式中：G

37、——生產條件調整系數(shù),G取O.7~1.O? 注I當我際的的譙來技廢力達不到設計要求時.公式《4.2.9）中。g應按文標取0. &2.10預應力混凝土管和頸應力例筒混凝土管混凝土彈株壓縮引起的預應力損失應符合下列規(guī)定： 1 一階段管管體混凝土彈性Hi縮引起的環(huán)向預應力損失應 ?12? 5基本設計規(guī)定 5.1 一般規(guī)定 M.1本規(guī)程采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法，以可口指標度量管道結構的可靠度，除對管道整體穩(wěn)定驗算外,均采用廿項系數(shù)的設計表達式進行設計. 5.1.2預應力混凝土管和預應力鋼筒混凝土管管道的結構設計仲川年限為50年， ∣.3預應力混凝土管和預應力鋼筒混凝土管

38、管道的結構，應按I到兩種極限狀態(tài)進行設計： 1承載能力極限狀態(tài)：管道結構達到最大的承載能力，管體或為接構件因材料強度被超過而破壞；管道結構整體失去平衡（橫陽及縱向滑移、上浮）. 2正常使用極限狀態(tài)：管道結構出現(xiàn)超過使用要求的裂縫；M過正常使用的變形置限值. V1.4對承載能力極限狀態(tài)計算和正常使用極限狀態(tài)驗算時,計MI況的作用組合應按表5.1.4的規(guī)定確定。 ?5.1.4計算工況的作用組合 永久作用 可受作用 Hn IM 計WH目 管自青Gi 管內水或Gw 會向土壓力FW 儕1向土壓力Ftp?Pp H加應力加 設計內水質力FZ 車柄或堆枳 荷戰(zhàn) α?

39、% 胞下水R力（浮力）% I 拉浮位定 G∣k — Fwλ 一 — 一 Il 旅Nr力捺定 C, Fe、 F?∣>.?Fn Fih — b 給發(fā)展趨勢的分析判斷確定其可能出現(xiàn)的最低水位和最高水位. 2地下水作用的準永久值系數(shù)，當采用最高地下水位時，可取平均水位與最高水位的比值；當采用最低水位時，應取1.0. 屏Jt用采用直管段結構計算方法確定.彎管中心線半徑小于2.5儕件m外徑時,應進行補強計算增加鋼板的厚度. 5.2承載能力極限狀態(tài)計算規(guī)定 5.2.1 管道結構按承載能力極限狀態(tài)遴行強度計算時?結構上的件作用均應采用作用設計值.作用

40、設計值應為作用分項系數(shù)與 11川代襄值的乘積. 5?2.2對管道結構進行強度計算時,應按下式計算： y0S≤R (5.2.2) 3.Ψ,χβ—管道結構的直要性系數(shù)?取1.1.當設計為雙線或設有調蓄設施時可取1.0;當用作排水管時可取LOi S—作用效應組合的設計值； R一一管道結構抗力的設計值. 2. 3管道結構進行強度計算時，作用效應的基本組合設計值應ItI式編定： M . -S=∕g∣CgiGn+ XgCgG1?+ 7q>CqQ,)1(5.2.3) ——管自重分項系數(shù).當作用效應第管道結構不利時取 1.2?有利時取1.0? 加一除管自亶外,第i個永久作用分項系數(shù)，當

41、作用效應對管道結構不利時均應取L27；當有利時均應取1.0； yφ—第)個可變作用分項系數(shù)，當作用效應對管道結構不利時均應取L4；當有利時均應取1.0; Clit——管自重的作用效應系數(shù)； Cq——除管自重外，第i個永久作用效應系數(shù)； ——第J個可變作用效應系數(shù), (?Λ 自重標準值； (運一除管自重外其他永久作用標準值； tt*S.1.4 計算工況 計算項目 永久作用 可變作用 *a*c, 管內水垂? 像向士Hi力卜*. MlM 土壓力F"?F. 出加應力% 設計內水壓力FI 車輛或堆積帝我%?q)?, 燉下水壓力

42、20Ge 1.27 1.27JII 1.00Fi 一 J.40 L40%IOqa P 控制開裂標準也合 Cn Gy F..」 - % Fill %Qz — V 控制開裂準永久統(tǒng)合 GC K 一 F?∣∣,k Fu q+ 注|1車輛黃笠和維曲堆雙曲&不毒同時計入，取其中較大者, 2計W工況In件體強度計算中蛤出的】.20等系數(shù)為相應作刖的分項系數(shù)； 3計算工況N砂漿控制開裂標注組合計算中不含用. 5.1.5 預應力混凝土管管道和預應力鋼筒混凝土管管道的結構內力應按彈性體系計算，不考慮非彈性變形所引起的塑性內力而分布.

43、5.1.6 當管道地基土質或管頂視土有顯著變化時,應計算地基不均勻沉降對管道結構的影響?采取相適應的構造措施或進行地基處理. 5.1.7 配件設計應符合現(xiàn)行國家標準《給水排水管道工程結構設計規(guī)范》GB50332及其他相關標準的規(guī)定。 5.1.8配件結構強度計算可采用現(xiàn)行協(xié)會標準《給水排水工程埋地鋼管管道結構設計規(guī)程>CECS141規(guī)定的方法，對采用水泥砂漿、混凝土內襯和外保護層管件的鋼板可不計腐蝕厚度. 5.1.9 T形三通、Y形三通、十字形四通應進行補強計算，可采用增加鋼板厚度或加固梁系統(tǒng)等方法. 5.1.10 當彎管中心線半徑大于我用I：.，倒管道外徑時，鋼板 ?16? 的有關

44、規(guī)定采用。 4.3.5采用水泥砂漿、混凝土做內襯和外保護層的管件剛度計算“，川半剛性管模型分析計算，管件最大豎向變形不宜大于/?100OOO和0.02D（D為公稱直徑），取二者較小值. QA——第1個可變作用標準值； ≠e一—可變作用的組合系數(shù)，取0.9. 注I作用效應系數(shù)為管道結構中作用產生的效應（內力、應力騫）與該作用的比值，可按循構力學方法哈定. 5.2.4 對埋設在地下水水位以下的管道,應根據(jù)坡施地下水位和管頂覆土條件驗算抗浮穩(wěn)定.驗算時,各種作用應采用標準值，并應滿足抗浮穩(wěn)定性抗力系數(shù)Ki不小于1.1的要求. 5.2.5 在管道敷設方向改變處應采取抗推力措施（重力式支地、

45、打樁等）并進行抗滑穩(wěn)定驗算，驗算時,各種作用應采用標準值,其抗滑稔定性抗力系數(shù)Ki不應小于1.5；限制接頭抗滑穩(wěn)定性抗力系數(shù)K,不應小于1.1。 5.3正常使用極限狀態(tài)驗算規(guī)定 5.3.1 對正常使用極限狀態(tài)，管道結構應分別按作用效應的禰準組合和在永久組合進行驗算，并應保證管壁截面和砂漿保護層不出現(xiàn)裂縫，以及應力應變計算值不超過規(guī)定的限值。管件應控制影響正常使用的變形量. 5.3.2 管道結構按正常使用極限狀態(tài)驗算時，作用效應均采用作用代表值計算。 5.3.3 正常使用極限狀態(tài)按標準組合驗算時,作用效應組合設計值應按下式計算： Sd=QGk+∑G；G*+在∑CQQ,k （5.3.3）

46、 式中：Sd—變形、裂縫等作用效應的設計值（I 5.3.4 正常使用極限狀態(tài)按準永久組合驗算時，作用效應組合設計值應按下式計算： O 1* Sd=GGk+∑CgG,十∑CMQA（5.3.4）i?2 /■I 式中：九——第J個可變作用的準永久值系數(shù)，按本規(guī)程第4.3節(jié)道支城底面以上的有效重量2G產生地基上的壓力；對管道縱向向上彎頭尚應包括內水壓力引起的向下垂直力； /.——經過深度修正的地基土承載力特征值（kN∕r1121按現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007的規(guī)定采用. I—支墩作用在地基土上的眼小壓力（kN∕π√）; Pi——支墩作用在地基土上的最大壓力（kN∕

47、r112）; ∣V——管道縱向支墩受內水壓力引起的垂直力標準值（kN）.按本規(guī)程附錄F.0.1計算； ∑G—包括支地、管體、管內水、支地以上覆土等各項有效重量標準值之和（kN）. 2對限制接頭管段鋼筒及連接件應進行強度計算,并符合訓哨構設計規(guī)范》GB50017的規(guī)定。 3當采用樁基抗推力時，應按現(xiàn)行國家標選C建筑地基基礎ι7i∣規(guī)范》GB50007的規(guī)定確定.

48、Og(73Fm卜+我加q&Di)+ktmZy4F.p,|.D1+.υ∣?√?—環(huán)向預應力鋼絲栽面面積（mn√∕m）; A?eXjzGwk -KfaiyGlGi卜一 (6. 1.3-3) N1——設計內水壓力及管頂荷載作用下，管側截面上的軸向拉力（N/m1以受拉為正； MU,——在基本組合作用下，管側截面上的最大彎矩（N-mm∕m）.計算結果為負值，表示管外壁受拉， 6管道結構計算 6.1 承載能力極限狀態(tài)計算 6.1.1 抗浮穩(wěn)定驗算應按下式計算： GFTjKf (6.1.1) 式中:FgI——管道單位長度上管頂豎向土壓力標準值(kN/m)；FMlI——管道單位長度上浮托

49、力標準值(kN/m)； Ki——抗浮穩(wěn)定性抗力系數(shù),按本規(guī)程第5.2.4條的規(guī)定采用? 6.1. 2管道敷設方向改變處的抗推力穩(wěn)定驗算應符合下列要求：1當管道采用重力式支地或由限制接頭連接的管段抗推力 時應按下列公式計算： 含2K, (6.1.2-1) P≤∕. (6.1.2-2) (6.1.2-3) AMX&L2/. (6.1.2-4) V<0.9∑G (6.1.2-5) 式中：Fik——在設計內水壓力作用F,管道承受的推力標準值 (kN)β按本規(guī)程附錄F.0.1計算； 鼻——重力式支墩或限制接頭抗推力標準值(kN).按本規(guī)程附錄F.0?2計算； K.—抗

50、滑穩(wěn)定性抗力系數(shù).按本規(guī)程第5.2.5條的規(guī)定采用； P—支墩作用在地胚I:上的平均壓力(kN∕m?在指管 ? 鋼筒的截面面積(mnrL/m)； / 鋼筒的材料抗拉強度設計值(N∕mπ√).按現(xiàn)行國家 標準《鋼結構設計規(guī)范》GB50017的規(guī)定采用. 6.2 正常使用極限狀態(tài)計算 62.I的應力混凝土管在正常使用條件下，其環(huán)向預應力鋼絲的A"U血出應按下列公式計算： Ap≥(σ,4-Ky∕lo- (6.2.1T) Opc 九啜+修 S2.1-2) Ng=我FMlIrOX107 (6.2.1-3) M-r0[Λvβ,(Fty.h÷≠c<∕v∣1D1)+ΛhmFct,.uD∣

51、+AfG*k+JGl」(6.2.1-4)對于一階段管： K=I-O.1429?l (6.2.1-S) JΛ “干三階段管： K=0.5714-0.1429^?-+0.1633用門(6.2.1-6)Ac"J∣∣∣ Vyg/,k .V'I':Am--管壁戴面(含鋼絲和保護層)的折算面積(mm?/m)；Λ∕lta.一在標準組合下，管壁頂、底截面上的最大彎矩(N?mm∕m)∣ NK—在內水壓力標準值作用下，管壁上的軸向拉力(N/m)； W.——管壁截面(含鋼絲和保護層)受拉邊緣的折算彈性抵抗矩(mπ√∕m); /,k―管芯混凝土的抗拉強度標準值,按照了國家標準仃昆凝土結構設計規(guī)范》GB

52、50010的規(guī)定采用； Ik—受拉區(qū)混凝土的膨響系數(shù)； 代人配筋公式時取正值， 4—預應力鋼絲中心至管壁折算截面重心的距離（mm）,可按本規(guī)程附錄D確定； f”一預應力鋼絲的強度設計值（N∕mτ√）,按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010的規(guī)定采用, A——預應力混凝土管綜合調整系數(shù)?三階段管可取0.9,一階段管可取1.0∣ -管壁截面的計算半徑，取管中心至管壁截面重心的距離（mm）； UkijIg—分別為豎向、側向壓力和管內水重、管自重作用下?管側踐面上彎矩的彎矩系數(shù)，可根據(jù)管基形式按附錄E確定，其中土弧基礎的k,n應按管基支承角為2（）.的數(shù)據(jù)采用； Di 管外

53、徑（Tn 加、%,—第，個永久作用,第1個可變作用的分項系數(shù)； ——輪壓傳遞到管頂處的豎向壓力標準值（kN∕mD,當小于地面堆積荷載＜7Z時,應取QG計算,GWk 管內水重標準值（N∕m）； 凡g一管道的設計內水壓力標準值（N∕π√r 法，GcFib和FM的最納單位采用N/m.N/m和N∕m? 6.1.4預應力鋼筒混凝土管的環(huán)向預應力鋼絲截面面積應按下式計算： AB先（M+穿-AJ） （6.1,4） 式中聲——預應力鋼筒混凝土管綜合調整系數(shù).內襯式頸應力鋼筒混凝土管取Lh埋置式預應力鋼筒混凝土管：管徑大于1600mm時，取O.9∣管徑小于或等于1600mm時，取1.Oi Mi，

54、[人.<%++√?q*Di)+LF,*Dι+JGwfc+AmGe](6.2.3-4) .<1'1,t 在作用效應標準組合下，管便!截面邊緣的最大拉應力 (N∕mm2)j M?一在作用效應標準組合下，管側截面上的軸向拉力(N∕m).以受拉為正j M?...-在作用效應標準組合下，管側截面上的最大彎矩(N?mm∕m).計算結果為負值，表示管外壁受拉.代人應力公式時取正值； 管體砂漿保護層相應于抗拉強度的應變量,按本規(guī)程第3.4.3條的規(guī)定采用； ??.——砂漿保護層應變量設計參數(shù),取5.0； I, 砂漿保護層的彈性模量(N∕mmi). 2預應力鍋筒混凝土管砂漿保護層應力應按下式計算

55、： ，(：中：，小一管壁外側截面受拉邊緣彈性抵抗矩的折算系數(shù)，按本規(guī)程附錄D確定. <.?4在準永久組合作用下，三階段管和預應力鋼筒混凝土管環(huán) WM外的砂漿保護層應力應按下式計算： σL≤α?jEfn (6.2.4-1) I三階段管環(huán)向鋼絲的砂漿保護層應力應按下列公式計算： Nj1=^wFwd,hr0×10'3-0.5(Fn..h+^vQADl) (6.2.4-3) "IOvm(B..I,十“q?kDi)十JFe?kD∣+E?Gd+自InGIj (6.2.4-4) 式中EJ—在作用效應準永久組合下，管側截面邊緣的最大拉應 7—受拉區(qū)混凝土的塑性影響系數(shù)，取1.75；%

56、——環(huán)向預應力鋼絲扣除應力損失后的有效預應力(N∕mr√), “一在作用效應標準組合下，管壁頂、底計算裝面上的邊緣最大拉應力(N∕mπ√); k-f、3—分別為豎向、側向壓力和管內水重、管自重作用下，管頂和管底截面上彎矩的彎矩系數(shù)，可根據(jù)管基形式按附錄E確定，其中土弧基礎的Ae應按管基支承角為20.的數(shù)據(jù)采用. 6.2.2預應力鋼筒混凝土管在正常使用條件下，其環(huán)向預應力鋼絲的截面面積應按F列公式計算： —KM井 (6.2.2-1) %=/十翁 (6.2.2.2) M K=Q.2449 +0.5714 (6.2.2-3) 3"Pjdl 式中：A.—管壁截面(含鋼筒、鋼絲、眇漿保

57、護層)折算面積(mm2∕m){ WP—管壁矩形截面(含鋼筒、鋼絲、砂漿保護層)未經折算的受拉邊緣養(yǎng)性抵抗矩(mπ√∕m); 5—管壁內側截面受拉邊緣彈性抵抗矩的折算系數(shù),按本規(guī)程附錄D確定。 6.2.3在標準組合作用下，三階段管和憒應力鋼筋混凝土管環(huán)向鋼絲的砂漿保護層應力應按下式計算： σl≤σ.emEm (6.2.3-1) 1三階段管砂漿保護層應力應按下列公式計算：a=咨資 (6.2.3-2) NL=在FilIrOXlOT-0I≠rq,bD1)(6.2.3-3) -1

58、∣?.σ. 縱向彎曲拉應力(MPa)； 明 泊松應力(MPa)? IM造階段，環(huán)向預應力鋼筋放張時產生的縱向彎曲拉應 'H'PI列公式計算： GW=CQegPY§ (6.2.6-4) 心 σpc-σet,n~(σ,l÷σ?) (6.2.6-5) (t'1'(.'"曲拉應力系數(shù),可按表6.2.6的規(guī)定取值. 2訃向壓縮泊松應力，應按下式計算： u>=vpγ0g (6.2.6-6) 式中2 混凝土泊松比，取。.2. 表6.2.6,曲拉應力系數(shù) Wf*<11∣11** ≠?ιoo 長00 MOO ≠700 ≠800 ?900 Ck 0.7038 0.5906

59、 0.4621 0.403S 0.3401 0.2719 *H ≠1000 ≠1200 ≠uoo ?1600 ≠1800 ?2000 Q? 0.2408 0.2082 0.1575 0.12S6 0.09706 0.07734 ?. 1 階段管管壁截面縱向有效預壓應力值。Pd不應小于環(huán)向 /出電力值的20%且不應小于2.OMPa. 力(N∕mr112); N%—在作用效應準永久組合下，管側截面上的軸向拉力(N∕m)o以受拉為正； MIel—在作用效應準永久組合下，管刎/面上的最大彎矩(N-nιm∕m),計算結果為負值，表示管外壁受拉，代人應力

60、公式時取正值； 保、k—內水壓力、地面車輛荷載產生的豎向壓力的準永久值系數(shù)， Jm—砂漿保護層應變量設計參數(shù),取4.0。 2預應力鋼簡混凝土管環(huán)向鋼絲的砂漿保護層應力應按下列公式計算： 蘇=笑+的; (6.2.4-5) 6.2.5 預應力混凝土管縱向頸應力鋼筋的截面面積應按下列公式計算： A")Ae%i (6.2.5-1) Optl=tf

61、∑tfi∣—縱向預應力損失的和(N∕mπ√); Ato——管壁混凝土環(huán)向截面面積(mπ√). 6.2.6 一階段管管壁截面縱向有效預壓應力值“Pd應按下列公式計算并不應小于2.0MPa。 σpc∣~<σw+σy>^~K/A (6.2.6-1) 當Cw2∕k時： K=O.7-0.1429綽女 (6.2.6-2) 2訃向例應力鋼絲外緣的保護層砂漿凈厚度不應小于 I陽他用例板的厚度不得小于L5mm. 7.2管道基礎及溝槽回填 '?II應力混凝土管和預應力鋼筒混凝土管宜采用土弧基礎。IMV岫收計支承角2α值,應根據(jù)作用在管道上外壓荷作確定.Ittlt?/例應在計算支承角基礎上另加20

62、?~30?. 7.12，濘道上作用的外壓荷載很大?采用土弧基礎不能滿足承■倚〃■火時，可采用混凝土基礎。管道采用混凝土基礎時，應按D∣+2A >D∣÷5λ >D∣+5Λ 厚度 >2λ >2Λ >2λ fl.∣>.為管道外徑M為曳 7,1.3<1溝埋式管道的溝槽回填土,應分區(qū)域采用不同的壓實密槽.竹M制至槽邊范圍，自槽底到管頂以上50Omm區(qū)

63、域內回填I咕擊賓系數(shù)不得低于0.9；管道寬度范圍管頂以上500mm區(qū)域HI∣AI用實系數(shù)可取0.8；在上述區(qū)域范Sl以上，回填土的壓實系做11J技改地區(qū)管道上部地面要求確定. ，：I填埋式管道兩側回填土的寬度，在管道水平中心線處每側fIH小F2倍管外徑，在此寬度范圍，管頂以上500ππn區(qū)域內回■I的瓜實系數(shù)不得低于0.9,并應與其外側土的回填同時進行. 1,>.s預應力鋼筒混凝土管限制接頭管段范圍內的回填土壓實-S的彳、得低于0.95. 7構造規(guī)定 1.1.1 體 7.1.1 預應力混凝土管和預應力鋼筒混凝土管的環(huán)向預應力鋼絲直徑不得小于4mm.配置雙層或多層鋼絲時，內層鋼絲的水泥

64、砂漿也費層厚度不應小于鋼絲直徑. 1.1.2 一-階段管管體構造應滿足下列要求： 1縱向預應力鋼筋采用不低于550MPa冷拔低碳鋼絲時,其最小配筋率不應小于0.35%, 2縱向預應力鋼筋單根配筋時，最大凈距不應大于120mm；成對配筋時，最大凈距不應大于180mm； 3環(huán)向預應力鋼絲的凈距不宜大于35mm；除管端外，凈距不宜小于集料的最大粒徑； 4環(huán)向預應力鋼絲的凈保護層厚度不應小于15mm. 1.1.3 三階段管管體構造應滿足下列要求： 1管兩端400mm-500mm長度范圍內，宜放置非預應力構造鋼筋網(wǎng)，其鋼筋直徑不應小于4mm,鋼筋網(wǎng)格間距不應大于200mm； 2環(huán)向預應力

65、鋼絲外緣的保護層砂漿凈厚度不應小于20mm. 1.1.4 預應力鋼筒混凝土管管體構造應滿足下列要求： 】同一層鋼絲的中心距,對埋置式預應力鋼筒混凝土管不得小于鋼絲直徑的2倍，對內襯式預應力鋼筒混凝土管不得小于鋼絲直徑的2.75倍；最大間距不得大于38mm.當內襯式預應力鋼筒混凝土管配置直徑大于或等于6mm的粗鋼絲時,其最大間距不應大于25.4mm； 續(xù)表7.4.4 公黑直校 的板壁期(mm》 100o~1200 6.0 ∣400~1600 8.0 1800 10.0 2000?2200 12.0 2400~2600 M?° 2800-3000 16.0 32

66、00~3600 18.0 20.0 ”.All，門”?>4000Em時，鋼板最小厚度可由設計、生產廠家共同得定. 7.4. 58-竹田采用鋼筒斜管片制作，單節(jié)角度不應大于22.5*. ?爐取管的結構設計方法、制管工藝與預應力鋼筒混凝上管 ?31? 7.2.6預應力混凝土管和預應力鋼筒混凝