CECS141-2002 給水排水工程 埋地鋼管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程

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1、中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) 給水排水工程 埋地鋼管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程 Specificationforstructuraldesignof buriedsteelpipelineofwater supplyandsewerageengineering CECS141：2002 主編單位，北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院批準(zhǔn)單位：中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)施行日期：2003年3月1日 本規(guī)程的內(nèi)容原屬于《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ69一84中第七章.為了逐步與國際接軌，方便工程應(yīng)用和今后修訂,現(xiàn)按照中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（94）建標(biāo)協(xié)字第11號(hào)《關(guān)于下達(dá)推薦性標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃的函》的要求進(jìn)

2、行修訂。并獨(dú)立成本O 本規(guī)程系根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068和《工程結(jié)構(gòu)可卸度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153規(guī)定的原則，采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法編制，并與有關(guān)的結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范協(xié)調(diào)一致。 本規(guī)程在修訂過程中，總結(jié)了近十多年來原《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ69-84的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，吸取了國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，并經(jīng)中國工程標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)管道結(jié)構(gòu)委員會(huì)多次討論，使內(nèi)容有了充實(shí)和完善。 根據(jù)國家計(jì)委標(biāo)口98611649號(hào)文《關(guān)于請中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)負(fù)責(zé)組織推薦性工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)試點(diǎn)工作的通知》的要求，現(xiàn)批準(zhǔn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程埋地鋼管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》,

3、編號(hào)為CECSl41:2002,推薦給工程建設(shè)設(shè)計(jì)、施工、使用單位采用。 本規(guī)程第3.1.1.3.2.1.5.1.5、5?2.2、5?2.4,5.2.5.5.3.3、8.0.&。0.7,8.0.9.8.0.10條建議列入《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》. 本規(guī)程由中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)管道結(jié)構(gòu)委員會(huì)CECS/TCI7（北京西城區(qū)月壇南街乙二號(hào)北京市市政工程設(shè)計(jì)研究?精.加組.1nncdq>ι口r1

4、002年12月25日 目次 1總則 1 2主要符號(hào) 2 3材料 5 4鋼管管道結(jié)構(gòu)上的作用 6 5基本設(shè)計(jì)規(guī)定 10 6承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 37 7剛度驗(yàn)算 41 8構(gòu)造規(guī)定 42 附錄A鋼管管道在各種荷載作用下的最大彎矩系數(shù) 和豎向變形系數(shù) 43 附錄B管側(cè)土的綜合變形模量 44 本規(guī)程用詞說明 24 附：條文說明 25 ι.o.ι為了在給水排水工程埋地鋼管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量，制訂本規(guī)程。 1.0.2本規(guī)程適用于城、鎮(zhèn)公用設(shè)施和工業(yè)企業(yè)中一般給水排水工程埋地焊接鋼管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),其埋設(shè)條件為

5、素土平基或人工土孤基礎(chǔ)。 本規(guī)程不適用于工業(yè)企業(yè)中具有特殊要求的埋地鋼管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). 1.0.3本規(guī)程是根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332規(guī)定的原則編制的。 1.0.4對于建設(shè)在地震區(qū)、濕陷性黃土或膨脹土等特殊條件地區(qū)的給水排水工程埋地鋼管管道結(jié)構(gòu),其設(shè)計(jì)尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 1.0,5鋼管管道施工時(shí)，尚應(yīng)遵守現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50268的規(guī)定。 2主要符號(hào) 2.0.1管道上的作用和作用效應(yīng) Fvk——管內(nèi)真空壓力標(biāo)準(zhǔn)值； Ffw.k—浮托力標(biāo)準(zhǔn)值； EVj—管道單位長度上管頂轉(zhuǎn)向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值； FW

6、k——管道的工作壓力標(biāo)準(zhǔn)值； FHj——管道的設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力標(biāo)準(zhǔn)值， Ftk——溫度作用標(biāo)準(zhǔn)值； Glk-鋼管管道結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值； GWfc——管道內(nèi)水重標(biāo)準(zhǔn)值； 地面車輛輪壓產(chǎn)生的管頂處的單位面積上豎向壓力 標(biāo)準(zhǔn)值； qz~—地面堆積荷載產(chǎn)生的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值， Wio.,-管道的最大豎向變形。 2.0.2材料性能 耳——鋼管管材彈性模量， Ee——管便I向填土的變形模量； eλ——基槽兩側(cè)原狀土的變形模量， Ed——管側(cè)土的綜合變形模量； /—鋼管管材或焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， α——鋼管管材的線膨脹系數(shù)； y.——回填土重度； Vp——鋼管管材的泊桑比； %——

7、回填土的泊桑比。 α——單個(gè)車輪著地分布長度，b—單個(gè)車輪著地分布寬度；bo——管壁計(jì)算寬度；D1——管道外壁直徑JDo—管道的計(jì)算宜徑；H.——管頂至設(shè)計(jì)地面的覆土高度， Γθ—管的計(jì)算半徑； H—管的外壁半徑；臺(tái)—管壁設(shè)計(jì)厚度； 4——管壁計(jì)算厚度。 2.0.4計(jì)算系數(shù) Cci——鋼管管道結(jié)構(gòu)的自重效應(yīng)系數(shù)； CGm——豎向土壓力效應(yīng)系數(shù)； J——管道內(nèi)水重效應(yīng)系數(shù)； CQI、Cj、C加、CQ.、％―分別為設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力、地面車輛荷教、地面堆積荷載、溫度作用和地基不均勻沉降的效應(yīng)系數(shù)； Dl-變形滯后效應(yīng)系數(shù)； ——分別為鋼管管道結(jié)構(gòu)自重、豎向土壓力和管內(nèi)水 重作用下

8、柔性管管壁截面的最大彎矩系數(shù)； A—豎向壓力作用下柔性管的豎向變形系數(shù)； K,——抗滑穩(wěn)定性抗力系數(shù)； Km——管壁截面的設(shè)計(jì)穩(wěn)定性抗力系數(shù)； Ki——抗浮穩(wěn)定性抗力系數(shù)； 加、幾.“、人、九?一分別為管道結(jié)構(gòu)自重、豎向土壓力、管內(nèi)水重和地基不均勻沉降的分項(xiàng)系數(shù)， /Q——設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力、地面車輛荷載、堆積荷載和溫度作用的分項(xiàng)系數(shù)； 嘰―可變作用的組合系數(shù)； A——可變作用的準(zhǔn)永久值系數(shù). 3.1 材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 3.1.1 鋼管的管材強(qiáng)度等級不應(yīng)低于Q235,其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700的要求。 3.1.2 鋼管的焊接材料應(yīng)符合下列要求： 1手工焊接用

9、的焊條，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳鋼焊條》GB/T5U7的要求。選用的焊條型號(hào)應(yīng)與鋼管管材力學(xué)性能相適應(yīng)。 2自動(dòng)焊或半自動(dòng)焊應(yīng)采用與鋼管管材力學(xué)性能相適應(yīng)的焊絲和爆劑。焊絲應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《燃化焊用鋼絲》GB/T14957的要求。 3.2計(jì)算指標(biāo) 3 .2.1鋼管管材和焊繾的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的規(guī)定采用。 4 .2.2鋼材的物理性能指標(biāo)應(yīng)按表3.2.2采用。 ?3.2.2銅材的物理性能指標(biāo) 律性模量E,(N∕mm2) 重度加(kN∕m,) 線膨脹系數(shù)α(以每C計(jì)) 泊桑比 2.06XIO5 78.5 12×10*i 0.3

10、 4鋼管管道結(jié)構(gòu)上的作用 4.1 作用分類和作用代表值 4.1.1 鋼管管道結(jié)構(gòu)上的作用可分為永久作用和可變作用兩類： 1永久作用應(yīng)包括管道結(jié)構(gòu)自重、豎向土壓力、管道內(nèi)水重和地基的不均勻沉降。 2可變作用應(yīng)包括管道內(nèi)的設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力、管道真空壓力、地面堆積荷載、地面車輛荷載、地下水浮力和溫度變化作用. 4.1.2 鋼管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對不同性質(zhì)的作用應(yīng)采用不同的代表值。作用標(biāo)準(zhǔn)值為作用的基本代表值。 對永久作用,應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值。對可變作用,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值或準(zhǔn)永久值作為代表值。作用的組合值或準(zhǔn)永久值,應(yīng)為作用的標(biāo)準(zhǔn)值乘以作用的組合系數(shù)或準(zhǔn)永久值數(shù)。 4.

11、1.3 當(dāng)鋼管管道結(jié)構(gòu)承受兩種或兩種以上可變作用，且按承載能力極限狀態(tài)的作用效應(yīng)基本組合進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可變作用應(yīng)采用組合值作為代表值. 4.1.4 當(dāng)按正常使用極限狀態(tài)的作用效應(yīng)準(zhǔn)永久組合進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可變作用應(yīng)采用準(zhǔn)永久值作為代表值. 4.2 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值 4. 2.1鋼管管道結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算： G∣*=0.001‰tτdλE (4.2.1) 式中G14--鋼管管道結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN∕m), D0—鋼管管道的計(jì)算直徑，按圓心至管壁中線計(jì)算 t——管壁設(shè)計(jì)厚度(mm)； /?―鋼管管材重度，按表3.2.2采用。 4.2.2 作用在鋼管管頂?shù)呢Q向士壓力?其標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下

12、式計(jì)算： F.r.k=r.H.Oi (4.2.2) 式中FM——豎向士壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)； Z.——回填土重度(kN∕π√)j H,—管頂至設(shè)計(jì)地面的槿土高度(m), D1-管外壁直徑(m). 4.2.3 鋼管管道內(nèi)水的重度標(biāo)準(zhǔn)值九可取IOkN/Z. 4.2.4 2.4地基不均勻沉降的標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范KB50007的規(guī)定計(jì)算確定。 4.3可變作用標(biāo)準(zhǔn)值、準(zhǔn)永久值系數(shù) 4.3.1 鋼管管道設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力的標(biāo)準(zhǔn)值,應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算： 1對給水工程，可按下式計(jì)算： FMII=Fn+0.5 <4.3.1-1) 式中FMIl——鋼管管道的設(shè)計(jì)內(nèi)水壓

13、力標(biāo)準(zhǔn)值,取不小于0.9?Fwk―鋼管管道的工作壓力標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)。 2對排水工程,可按下式計(jì)算： Fwd,k=1.5Fwl, (4.3.1-2) 4.3.2 鋼管管道在運(yùn)行過程中可能產(chǎn)生的真空壓力，其標(biāo)準(zhǔn)值 Ek可取0.05MPa,準(zhǔn)永久值系數(shù)可取ψq=0. 4.3.3 地面堆積荷載產(chǎn)生的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值q111k可取IokN∕π√,準(zhǔn)永久值系數(shù)可取自=0?5。 4.3.4 地面車輛輪壓產(chǎn)生的管頂處豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值及其準(zhǔn)永久值系數(shù)，可按下列規(guī)定確定： 1單個(gè)輪壓產(chǎn)生的管頂處豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值，可按下式計(jì)算 4.3.4-1), q*=(Qa：S(；+l,4z) (4.3.4-1)

14、 式中Qw—車輛的單個(gè)輪壓標(biāo)準(zhǔn)值(kN), Qvk——地面車輛輪壓產(chǎn)生的管頂處單位面積上豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kN∕t112), μa——?jiǎng)恿ο禂?shù)，按表4.3.4-1采用；α—單個(gè)車輪的著地分布長度(m)；b-單個(gè)車輪的著地分布寬度(m),z—車行地面至管頂?shù)木嚯x(m). ?4.3.4-1動(dòng)力系數(shù)人 “)沿輪船著地寬度的傳逢 (b)沿輪給著地長度的傳遞 圖4.3.4-1她面車輛單個(gè)輪壓的傳遞分布 2兩個(gè)以上輪壓產(chǎn)生的管頂處豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值，可按下式計(jì)算(圖4.3.4-2)： (4. 3. 4-2) WaQa R-I (α÷1.4z)(116+￡d,l.4z) 式中

15、H一車輪總數(shù)量； d——地面相鄰兩個(gè)輪壓間的凈距(m). 3地面車輛運(yùn)行荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù),應(yīng)取Wq=O.5. 4.3.5溫度作用標(biāo)準(zhǔn)值可按管道閉合溫差士25C計(jì)算，準(zhǔn)永久值系數(shù)可取人=L0。 4.3.6地下水的浮托力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按最高地下水位計(jì)算，地下水的重度標(biāo)準(zhǔn)值可取IOkN/nr?. GO沿輪的著地寬度的傳遞 (b)沿輪胎著地長度的傳遞 圖4.3.4-2地面車輛兩個(gè)以上輪壓的傳遞分布 5基本設(shè)計(jì)規(guī)定 5.1 一般規(guī)定 5.1.1 本規(guī)程采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，以可靠指標(biāo)度貴管道結(jié)構(gòu)的可靠度。除管道穩(wěn)定驗(yàn)算外，均采用分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。 5.1.

16、2 鋼管管道結(jié)構(gòu)應(yīng)按下列兩種極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)： 1承載能力極限狀態(tài)：管道結(jié)構(gòu)達(dá)到最大承載能力，管壁因材料強(qiáng)度被超過而破壞；管道結(jié)構(gòu)作為剛體失去平衡而上浮或滑移；管壁截面喪失檢定. 2正常使用極限狀態(tài)：管道的豎向變形超過正常使用的變形。 5.1.3 在確定結(jié)構(gòu)分析模型時(shí)，鋼管管道按柔性管計(jì)算，并按彈性體系計(jì)算內(nèi)力，不考慮非彈性變形引起的內(nèi)力重分布。 5.1.4 土弧基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工采用的土弧中心角度，應(yīng)按下列規(guī)定確定： 1應(yīng)在結(jié)構(gòu)計(jì)算采用的土弧中心角的基礎(chǔ)上增加15°?20°; 2對素土平基敷設(shè)的管道，可按土弧中心角為20°計(jì)算。 5.1.5 埋地鋼管管道，當(dāng)其敷設(shè)方向改變處的一佛或

17、兩惻設(shè)有柔性接頭時(shí)，應(yīng)對敷設(shè)方向改變處進(jìn)行抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算，抗滑穩(wěn)定性抗力系數(shù)K,不應(yīng)小于1.5o 5.1.6 1.6當(dāng)采用重力式支墩或樁基抗滑時(shí),應(yīng)按相應(yīng)規(guī)范的規(guī)定驗(yàn)算，當(dāng)采用鋼管管道與土壤間的摩擦力抗滑時(shí),所需要的管道長度應(yīng)按本規(guī)程第6.2.4條的規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)算。 5.2 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算規(guī)定 5.2.1鋼管管道結(jié)構(gòu)按承教能力極限狀態(tài)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，結(jié)構(gòu)上的各種作用均應(yīng)采用作用設(shè)計(jì)值。作用設(shè)計(jì)值應(yīng)為作用分項(xiàng)系數(shù)與作用代表值的乘積. 5.2.2鋼管管道結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)茸時(shí)，應(yīng)滿足下列要求： y.S≤R (5.2.2) 式中‰—管道結(jié)構(gòu)?要性系數(shù)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)

18、構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332的規(guī)定采用。對給水輸水管道，當(dāng)單線輸水時(shí)取1.1,雙線輸水和配水管道取1.0;污水管道取1.0;雨水管道取0.9； S—作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值； R——鋼管管道結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值，應(yīng)按第3?2節(jié)的規(guī)定確定。 5.2.3鋼管管道進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，作用效應(yīng)的基本組合設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式確定， S=ZgiCcιG,k+TGmCivF,,λ÷∕gwCCWGwll÷ZcCq4Aj÷≠?Yq (Cq.wdF*j+Cog+C0mqmk÷Co,Ftk) (5.2.3) 式中 ∕cι——鋼管管道結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù),取L2) 女,“、幾,——豎向土壓力、地基不均勻沉降分項(xiàng)系數(shù)，取1.27；

19、 幾W——管內(nèi)水重分項(xiàng)系數(shù),取1.2? Ccι,Cc.w,C0w—分別為鋼管管道結(jié)構(gòu)自重、豎向土壓力及管內(nèi)水重的效應(yīng)系數(shù)； /Q——設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力、地面車輛荷載、地面堆積荷載和溫度作用的分項(xiàng)系數(shù)，取1.4， CQ.1、C6、Cq?、Cq、Cq,—分別為設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力、地面車輛荷 曲Uk而毋卸怯於也曲生田InbhjL 不均勻沉降的效應(yīng)系數(shù)； Gk——鋼管管道結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值（kN∕m）； FmII——管道單位長度上管頂豎向士壓力標(biāo) 準(zhǔn)值； F-卜——管道的設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力標(biāo)準(zhǔn)值； GWfc—管道內(nèi)水重標(biāo)準(zhǔn)值； q”——地面車輛輪壓產(chǎn)生的管頂處單位面積上豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值； ‰—地面堆

20、積荷載產(chǎn)生的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值； Fa——溫度作用標(biāo)準(zhǔn)值； △s——地基不均勻沉降標(biāo)準(zhǔn)值； ≠f——可變作用的組合系數(shù)?取0?9。 5.2.4對管壁翻面進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí)，各種作用均應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值，并滿足設(shè)計(jì)穩(wěn)定性抗力系數(shù)KM不低于2.O的要求。 5.2.5對埋地在地下水水位以下的鋼管道，應(yīng)根據(jù)最高地下水水位和管道復(fù)士條件驗(yàn)算抗浮穩(wěn)定性。驗(yàn)算時(shí)各種作用應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值，并應(yīng)滿足抗浮穩(wěn)定性抗力系數(shù)K不低于1.1的要求。 5.2.6按承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí),各種作用組合的工況應(yīng)按表5.2.6的規(guī)定采用。 表5.2.6按承載能力極限狀態(tài)計(jì)算的作用組合 計(jì)算 項(xiàng)目 計(jì)算 工況 永久作用 可

21、變作用 豎向土壓力Fn 管內(nèi)水重GW 竹自 ?G1 不均勺沉降2 設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力 地面車輛荷裁 Qv 地面堆枳荷載 友空 壓力Fv 浮托 力Ffw 源度 作用F, 強(qiáng)度計(jì)算 1 V √ √ Δ M M 2 7 7 Δ √ 7 杭浮 1 V 續(xù)衰5.2.6 計(jì)算 項(xiàng)目 計(jì)算 工況 永久作用 可變作用 驍向上壓力F“ 管內(nèi)水重Gw 管自 KG1 不均勻沉降?s 計(jì)水力F_設(shè)內(nèi)壓F 地面車輛荷載 q? 地面堆積 荷載 q? 真

22、空壓力F, 浮托 力Fw 溫度 作用F, 管壁穩(wěn)定驗(yàn)算 1 7 √ XZ 2 √ √ 注：費(fèi)中“V”標(biāo)記的作用為相應(yīng)工況應(yīng)予計(jì)算的項(xiàng)目J△”標(biāo)記的作用應(yīng)按具體設(shè)計(jì)條件一定采用. 5.3正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算規(guī)定 5.3.1 鋼管管道按正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)，各種作用效應(yīng)均應(yīng)采用作用代表值計(jì)算。 5.3.2 鋼管管道按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行變形驗(yàn)算時(shí),作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值Sd可按下式計(jì)算： Sd=CGF’q+Cq弧q& (5.3.2) 式中qik——地面車輛荷載W或地面堆積荷載93,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)條件采用其中較

23、大者。 5.3.3 鋼管管道在準(zhǔn)永久組合作用下，?大豎向變形限值應(yīng)按下列規(guī)定采用： 1當(dāng)內(nèi)防腐為水泥砂漿時(shí)，?大豎向變形不超過0?02以?O.03Dβ; 2當(dāng)內(nèi)防腐為延性良好的涂料時(shí)，最大豎向變形不應(yīng)超過0.03D0~0.04Dto 6承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 6.1 強(qiáng)度計(jì)算 6.1.1 鋼管管道的強(qiáng)度計(jì)算，應(yīng)滿足下列要求： M≤∕ （6.1.1-1） ‰σ≤∕ （6.1.1-2） 式中內(nèi)一鋼管管壁截面的最大環(huán)向應(yīng)力（N∕mπ√）, L-鋼管管壁截面的最大組合折算應(yīng)力（N∕mr112）; η—應(yīng)力折算系數(shù)，可取0.9； /??鋼管管材或焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按第3.2.1條的

24、規(guī)定采用。 6.1.2 鋼管管壁截面的最大組合折算應(yīng)力，應(yīng)按下式計(jì)算： σ-η +o：—a”K （6.1.2） 式中小——鋼管管壁截面的縱向應(yīng)力（N∕mm2）. 6.1.3 鋼管管壁截面的最大環(huán)向應(yīng)力6應(yīng)按下式確定： σβ=r^-÷^4 （6.1.3-1） N=伙YqF Lobo (6.1. 3-2) M=φ AMGnt+7g.“AeFfk+ygwAwTOGWk+TQWcAeqikDI)FO6。 l÷0.732a紗 (6.1.3-3) 式中 仇——管壁計(jì)算寬度（mm）； φ—彎矩折減系數(shù),取0.7?1.0,/0——管壁計(jì)算厚度（mm）,取t0=t-2i M-在荷

25、載組合作用下鋼管管壁截面上的最大環(huán)向彎矩設(shè)計(jì)值（N?mm）I N—在荷載組合作用下鋼管管壁截面上的最大環(huán)向軸力設(shè)計(jì)值（N）, Ed——鋼管管惻土的綜合變形模It（N/mm?）,當(dāng)為單線敷設(shè)時(shí)可按附錄B采用；當(dāng)為雙線敷設(shè)或與其他管線合槽施工時(shí),其取值應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況具體確定； Ep——鋼管管材彈性模餐（N∕mm2）, AgdE/e——分別為鋼管管道結(jié)構(gòu)自重、豎向土壓力和管內(nèi)水重作用下管壁截面的^大彎矩系數(shù)，可按附錄A確定； Di——管外壁宜徑（mm）. 6.1.4 鋼管管壁的縱向應(yīng)力應(yīng)按下式計(jì)算： Ok=?σ?iψtYq<*^pΔT+a （6.1.4） 式中vp—鋼管管材泊松比；

26、 α一-鋼管管材線膨脹系數(shù)； ?T—鋼管管道的閉合溫差； 外一地基不均勻沉降引起的縱向應(yīng)力，可按彈性地基h的長梁計(jì)算確定. 6.2 穩(wěn)定驗(yàn)其 6.2.1 鋼管管壁截面的穩(wěn)定性驗(yàn)算，應(yīng)滿足下式要求： FEk2K∕Fγ+qQ （6.2.1） 式中FEL——鋼管管壁截面的臨界壓力（N∕mι√）, Rk——管內(nèi)真空壓力標(biāo)準(zhǔn)值（N∕mm3, Krt——鋼管管壁截面的設(shè)計(jì)穩(wěn)定性抗力系數(shù)，應(yīng)按第 5.2.4條的規(guī)定采用。 6.2.2鋼管管壁截面的臨界壓力應(yīng)按下式計(jì)算： FEh=3G-vp2)?y.2(?-1)(1+G(6?2.2)式中n——鋼管管壁失穩(wěn)時(shí)的折紿波數(shù)，其取值應(yīng)使FEh為最

27、小并為不小于2的正整數(shù)； V.—鋼管兩側(cè)胸腔回填土的泊桑比，應(yīng)根據(jù)土工試驗(yàn)確定。 6. 2.3鋼管管道的抗浮驗(yàn)算，應(yīng)滿足下式的要求： ∑Fck≥KfFlw.k (6.2.3) 式中∑Fck——各種抗浮作用標(biāo)準(zhǔn)值之和， F-II——浮托力標(biāo)準(zhǔn)值； Kr—抗浮穩(wěn)定性抗力系數(shù)?應(yīng)按第5.2.5條的規(guī)定采用. 6.4.4 當(dāng)鋼管管道在敷設(shè)方向改變處一側(cè)或兩側(cè)有柔性接頭時(shí).柔性接頭距敷設(shè)方向改變處的距離/應(yīng)滿足下式的要求： -(6.2.4-1)FIk A=9(D∣-2fo)2 (6.2.4-2) 式中A——鋼管橫截面流水面積(mD， Fib——鋼管管道的設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kN∕r

28、112),K.——抗滑穩(wěn)定性抗力系數(shù)，按5.1.5的規(guī)定采用；Fft——管道單位長度摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值(kN∕m), a 管道轉(zhuǎn)角I 6.4.5 管道單位長度摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值Ffk可按下式計(jì)算, 居L界匕?！斗?專氏+號(hào))+必盧(Dl2" (6.2.5) 式中出——鋼管管道與土壤間的摩擦系數(shù),應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定；當(dāng)缺乏試驗(yàn)資料時(shí)，可采用0.25~0.4. 7剛度驗(yàn)算 7. 0.1鋼管管道在準(zhǔn)永久組合作用下的最大豎向變形驗(yàn)算，應(yīng)滿足下式要求： Rd.mM≤wDθ (7.0.1) 式中Wd.3—管道在準(zhǔn)永久組合作用下的最大豎向變形；U——管道的計(jì)算直徑，可按管壁中心計(jì)算， φ—變形百分率,按

29、第5.3,3節(jié)的規(guī)定采用. 7.0.2鋼管管道在準(zhǔn)永久組合祚用下的最大變形豎向Wd.a,應(yīng)按下式計(jì)算： max (7. 0.2) _DLK/(F,v.k+WqikDI)EpIp+θ,061EdrJ 式中DL——變形滯后效應(yīng)系數(shù),取1.0-1.5∣ Kb—豎向壓力作用下柔性管的豎向變形系數(shù)，按附錄A 確定： Ip——鋼管管壁縱向截面單位長度的截面慣性矩(mm，)。 8構(gòu)造規(guī)定 8. 0.1鋼管管道的設(shè)計(jì)厚度應(yīng)采用計(jì)算厚度加構(gòu)造厚度，構(gòu)造厚度為2mmo 8. 0.2鋼管件的管壁設(shè)計(jì)厚度，應(yīng)采用直管管壁的設(shè)計(jì)厚度加1~2mτn° 8.0.3鋼管件中的三通、四通、又通等的開孔處

30、，應(yīng)進(jìn)行孔洞加固。 8.0.4鋼管施工制作的下列指標(biāo)，應(yīng)在有關(guān)的設(shè)計(jì)文件中規(guī)定。 1管子制作的橢圓度不得大于0.01D1；在管節(jié)的安裝端不得大于0.005D- 2對接管節(jié)的管端切口角應(yīng)吻合，誤差不應(yīng)超過壁厚的1/4。管端接口間原量不得大于2.5mm,當(dāng)不符合要求時(shí)應(yīng)補(bǔ)加短管連接。 3對接管口的中心偏差，當(dāng)管徑小于120Omm時(shí)不得大于Immj當(dāng)管徑不小于1200mm時(shí)不得大于2mm。 4對接管節(jié)的管口平面偏差不得大于1.5mm. 5組裝管節(jié)時(shí)，管節(jié)的縱向焊縫應(yīng)放置在與鉛直線成45°的部位，并應(yīng)將相鄰管節(jié)的縱向焊縫位置錯(cuò)開. 6鋼管的對接焊縫應(yīng)予焊透。制作時(shí)，其對接焊縫的質(zhì)量等級應(yīng)

31、不低于二級并符合設(shè)計(jì)文件的要求。施工安裝時(shí)，其對接環(huán)向焊縫的質(zhì)量應(yīng)符合《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50268的規(guī)定。 8.0.5管壁上的開孔和接入支管部位應(yīng)避開焊縫，且不應(yīng)開設(shè)矩形孔洞。 粗砂或細(xì)碎石鋪設(shè)。管底以上部分人工土弧砂基礎(chǔ)的尺寸可根據(jù)工程需要的砂基角度確定。管底以下部分人工土弧砂基礎(chǔ)的厚度可按下式確定，但不宜大于O.3mβ λd≥0.1(l÷D) (8.0.6) 式中hi―管底以下部分人工土弧砂基礎(chǔ)厚度(m)；D 管內(nèi)徑(m). 8.0.7管道周圍回填土的壓實(shí)系數(shù)，應(yīng)在有關(guān)的設(shè)計(jì)文件中明確規(guī)定。當(dāng)管底以下部分為人工土弧基礎(chǔ)時(shí)，壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)大于0.9o管底以上部分的

32、人工土弧基礎(chǔ)和管兩例胸腔部分的回填土壓實(shí)系數(shù)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定。 8.0.8施工中應(yīng)嚴(yán)格控制管道豎向變形。當(dāng)管道直徑較大，管頂覆土較深時(shí),應(yīng)采用預(yù)加變形等措施。 8.0.9鋼管管道內(nèi)外壁的防腐做法，必須符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 8.0.10鋼管用于輸送飲用水的給水工程管道時(shí)，艇內(nèi)防腐材料必須符合國家現(xiàn)行有關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，確保對人體健康無害。 附錄A鋼管管道在各種荷載作用下的 最大彎矩系數(shù)和豎向變形系數(shù) 鋼管道在各種荷載作用下的最大彎矩系數(shù)和豎向變形系數(shù),可按表A采用。 表A?大彎矩系效和豎向變形系效 項(xiàng)目 土弧基礎(chǔ)中心角 20- 60, 90, 120* 1

33、50, 管道自重Ar, 0.202 0.134 0.102 0.083 0.077 穹矩系數(shù) 豎向土壓力Ae 0.255 0.189 0.157 0.138 0.128 一 管內(nèi)水位Ae 0.202 0.134 0.102 0.083 0.077 變形系數(shù) 豎向壓力h 0.109 0.103 0.096 0.089 0.085 附錄B管側(cè)土的綜合變形模量 B.0.1管側(cè)土的綜合變形模量應(yīng)根據(jù)管側(cè)回填土的土質(zhì)、壓實(shí)密度和基槽兩側(cè)原狀土的土質(zhì),綜合評價(jià)確定。 B.0.2管惻土的綜合變形模量及可按下式計(jì)算： Ed=SEe （B.0

34、.2） 式中E.——管側(cè)回填土在要求壓實(shí)密度下的變形模量（MPa）,應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定；當(dāng)缺乏試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可按表B.0.2T采用； ξ—與管中心處槽寬度）和D1的比值及Et與基槽兩側(cè)原狀土變形模量En的比值有關(guān)的計(jì)算參數(shù)，按表B.0.2-2確定。 ?B.0.2-1曾倒回填土和粕倒原狀土的變形模?（MPa） EI填±壓實(shí)系數(shù)（%） 85 90 95 100 土的類別 450 礫石、碎石 5 7 10 20 砂礫、砂夾石,細(xì)鮑土含量不大于12% 3 5 7 14 同上，細(xì)粒土含量大于J2% 1 3 5

35、 10 咕性上或給上（wLV50%）, 砂恒含量大于25% 1 3 5 IO 續(xù)表B.O.2-1 7_回填土壓實(shí)系數(shù)（%） —_1 85 90 95 100 擊我 土的類別 450 粘性土或加上（WLV50%）， 砂粒含量小于25% — 1 3 7 注，1表中數(shù)值適用于IOm以下,土I當(dāng)雙土超過Iom時(shí)，上表敷值偏低, 2回填土的變形模量E,可按要求的壓實(shí)系數(shù)采用I表中的壓實(shí)系數(shù)（％）指設(shè)計(jì)要求回填土壓實(shí)后的干密度與核士相同壓實(shí)能量下最大干需度的比值, 3基槽兩例原狀土的變形模量ElI可按標(biāo)

36、準(zhǔn)貫入度試JftWi擊敗確定I 4Wj,為粘性土的液限； 5細(xì)檢之指粒徑小于0.075mm的土， 6砂粒指粒徑為0.075~2.0mm的士, ?BO.2-2計(jì)茸*敷￡ ?ξ,∕D∣F,∕≥Xs 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 0.1 3.06 2.04 1.63 1.40 1.17 1.05 0.2 2.50 1.83 1.52 1.34 1.15 1.04 0.4 1.80 1.35 1.35 1.24 1.11 1.03 0.6 1.43 1.29 1.21 1.15 1.07 1.02 0.8

37、 1.18 1.18 1.09 1.07 1.03 1.01 1.0 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.5 0.73 0.78 0.82 0.86 0.93 0.98 2.0 0.57 0.64 0.7 0.76 0.86 0.95 2.5 0.47 0.54 0.61 0.68 0.81 0.93 3.0 0.40 0.47 0.54 0.61 0.76 0.90 4.0 0.30 0.37 0.44 0.51 0.67 0.87 rA 八 ΛOA ΛQ4T

38、 A49 ΛWY A02 本規(guī)程用詞說明 一、為便于在執(zhí)行本規(guī)程條文時(shí)區(qū)別對待，對要求嚴(yán)格程度不同的用詞說明如下, 1表示很嚴(yán)格，非這樣做不可的： 正面詞采用“必須”;反面詞采用“嚴(yán)禁工 2表示嚴(yán)格，在正常情況下均應(yīng)這樣做的： 正面詞采用“應(yīng)”;反面詞采用“不應(yīng)”或“不得”. 3表示允許稍有選擇，在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做的： 正面詞采用“宜”或“可"，反面詞采用“不宜”。 二、條文中指定應(yīng)按其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行時(shí)?寫法為“應(yīng)按……執(zhí)行”或“應(yīng)符合……要求（或規(guī)定）”。 中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) 給水排水工程 埋地鋼管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程 CECS141:2002 條文

39、說明 目次 1總 則 29 2主要符號(hào) 30 3材 料 31 4鋼管管道結(jié)構(gòu)上的作用 32 5基本設(shè)計(jì)規(guī)定 34 6承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 37 7剛度驗(yàn)算 40 8構(gòu)造規(guī)定 41 附錄A鋼管管道在各種荷載作用下的最大彎矩系數(shù)和豎向變形系數(shù) 42 附錄B管側(cè)土的綜合變形模量 43 1.0.1-1.0.2本設(shè)計(jì)規(guī)程是對原規(guī)范《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ69-84中第七章鋼管一節(jié)的修訂，主要適用于城鎮(zhèn)公用設(shè)施及工業(yè)企業(yè)中一般給水排水工程埋地鋼管管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。按照過去市政工程的習(xí)慣，埋地鋼管管道較多用于給水工程的輸水管線和配水管網(wǎng)中。.近年來，有些排水和污水資源化再利用

40、工程也采用了埋地鋼管管道。為此，本規(guī)程修訂后適當(dāng)增加了在排水工程中應(yīng)用的條款。 1.0.3本條明確本規(guī)程是按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332規(guī)定的原則進(jìn)行編制。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，改變了原《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ69-84中采用的單一安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法。同時(shí),將原《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ69—84中的柔性管設(shè)計(jì)模式?由原蘇聯(lián)JI.M.EMejlMiHoB提出的模式（以下簡稱“耶式”）改為國際通用的美國SPangMr模式（以下簡稱“斯式”兀這是本次修訂的主要方面。 1.0.4本條說明，對于承受偶然荷載的或修建在特殊

41、地基上的鋼管管道.如地震區(qū)、濕陷性黃土或膨脹土等地區(qū).應(yīng)按照國家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，本規(guī)程不再重復(fù)規(guī)定。 1.0.5埋地鋼管管道屬柔性管道，回填土的質(zhì)量:等對鋼管管道受力的影響至關(guān)重要。因此，本條強(qiáng)調(diào)在施工中除符合本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定外?尚應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50268的規(guī)定。 2主要符號(hào) 2.0.1、2.0.3本節(jié)給出的主要符號(hào),其構(gòu)成方法以及主體符號(hào)和上，下標(biāo)用字等，均按照《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本術(shù)語和通用符號(hào)》GBJ132-90的規(guī)定確定。 3.1 材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 3.1.1 本條規(guī)定了用于鋼管管道的鋼材，一般均采用Q235鋼，其力學(xué)性能和化學(xué)成份應(yīng)符合

42、現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700的要求。對于重要的城市給水工程的輸水管道，宜選用性能優(yōu)良的平爐和氧化轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的鎮(zhèn)靜鋼。 3.1.2 本條規(guī)定了鋼管焊接材料的質(zhì)量要求，以保證鋼管連接材料的強(qiáng)度等指標(biāo)不低于母材的相關(guān)指標(biāo)。 3.2計(jì)算指標(biāo) 3.2.1本條規(guī)定，鋼管的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的規(guī)定采用。 3.2.2本條給出了鋼材的物理力學(xué)性能指標(biāo)。 4鋼管管道結(jié)構(gòu)上的作用 4.1 作用的分類和作用的代衰值 1.1 .1本條針對施加于給水排水工程埋地鋼管管道結(jié)構(gòu)上的各種作用，根據(jù)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332規(guī)定的原則，分為永久作用和可變作

43、用兩類.與原《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ69-84相比，在永久作用中增加了管道結(jié)構(gòu)日前和管道內(nèi)水重。對于大口徑鋼管道，此兩項(xiàng)作用引起的內(nèi)力不可忽略。 1.2 .2-4.1.4均按照《給水排水水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332規(guī)定的原則確定。 4.2 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值 4. 2.1-4.2.3在永久作用標(biāo)準(zhǔn)值中，管道結(jié)構(gòu)自重、管頂豎向土壓力和管道內(nèi)水重等的計(jì)算方法均參照《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332的規(guī)定采用。與原《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)皰》GBJ69-84相比，將豎向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算，由按剛性管道計(jì)算改為按柔性管道計(jì)算. 4.3 可變作用標(biāo)準(zhǔn)值、準(zhǔn)永久值系數(shù)

44、 4.3.1 1設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力標(biāo)準(zhǔn)值與工作壓力標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)系，是沿用原《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ69-84中對給水管道的要求。式中0?5MPa的數(shù)值，主要是考慮施工驗(yàn)收時(shí)試驗(yàn)壓力或運(yùn)行使用中的水錘余壓。 *?q√r挑“-raa山業(yè)帕;宙h??林gp?*t的E?±66TQ經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力標(biāo)準(zhǔn)值與工作壓力標(biāo)準(zhǔn)值之比可取1.5. 4.3.2-4.3.6這些條款給出了真空壓力、地面車輛等可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，系沿用原規(guī)范的數(shù)據(jù)。其準(zhǔn)永久值系數(shù)是按照《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332的原則確定。 5基本設(shè)計(jì)規(guī)定 5.1 一般規(guī)定 5.1.1 1~5.1.2根據(jù)《給水排水工程管道

45、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332的要求，本規(guī)程按《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153和《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068規(guī)定的原則，采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。除管道整體穩(wěn)定驗(yàn)算外,均采用分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)，改變了原《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ69-84中單一安全系數(shù)的設(shè)計(jì)方法，這是本次修訂的主要方面。對鋼管管道按承載能力和正常使用兩種極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)。承載能力極限狀態(tài)是以鋼管結(jié)構(gòu)的內(nèi)力是否超過其承載力為依據(jù)，正常使用極限狀態(tài)是以鋼管結(jié)構(gòu)的豎向變形是否超過允許限值為依據(jù)。表達(dá)式中的作用分項(xiàng)系數(shù)、作用組合系數(shù)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力分項(xiàng)系數(shù)和結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)均根據(jù)《工

46、程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153規(guī)定的原則，結(jié)合鋼管管道運(yùn)行的實(shí)際情況,經(jīng)分析確定。 5.1.3 本條規(guī)定，埋地鋼管管道進(jìn)行內(nèi)力分析時(shí)，應(yīng)按柔性管計(jì)算。根據(jù)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332的規(guī)定，對于埋設(shè)在地下的圓形管道結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)管道結(jié)構(gòu)剛度與管周土體剛度的比例α,來判別屬于剛性管道或柔性管道， 式中Ett—管材的彈性模盤； Ed—管側(cè)土的綜合變形模量； t——鋼管的管壁厚度； 妙 取售牯珈觸件笆蟲a 當(dāng)α,≥l時(shí)按剛性管道計(jì)算；當(dāng)at

47、 5.1.4 考慮到施工中可能出現(xiàn)的不利因素，參考日本等國的經(jīng)驗(yàn)?土弧基礎(chǔ)的中心角要在計(jì)算中心角的基礎(chǔ)上加大一定角度,一般15。~20二 5.1.5 埋地有壓管道在其敷設(shè)方向改變處將產(chǎn)生推力,在一般情況下，由于鋼管管道整體連接,其推力可自身平衡。但當(dāng)敷設(shè)方向改變處附近設(shè)有柔性接頭時(shí)，管道將失去平衡，此時(shí)應(yīng)根據(jù)柔性接頭的位置采用不同的抗滑措施。當(dāng)柔性接頭距敷設(shè)方向改變處較遠(yuǎn)時(shí)，可采用鋼管與土壤間的摩擦力抗滑，抗滑穩(wěn)定性抗力系數(shù)1.5.系根據(jù)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332的規(guī)定確定。 5.2 承載能力極限狀態(tài)計(jì)苒規(guī)定 1. 2.1~5.2.2本條根據(jù)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)

48、計(jì)規(guī)范》GB50332的原則,規(guī)定了承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算要求。其中管道重要性系數(shù)九，對給水和排水工程中不同類別、不同可靠度要求的管道，規(guī)定了不同的取值。與原《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ69-84按材料種類給定不同的強(qiáng)度設(shè)計(jì)調(diào)整系數(shù)相比，更加符合工程實(shí)際。 5. 2.3本條給出了鋼管管道強(qiáng)度計(jì)算時(shí),作用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值的表達(dá)式及各種作用的分項(xiàng)系數(shù)、組合系數(shù)。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定，作用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值的表達(dá)式有兩種，第一種是對永久作用和參與組合的各可變作用中效應(yīng)最大的可變作用直接采用設(shè)計(jì)值效應(yīng),即XgCg九和加CQQHJ,對其他可變作用分別采用乘以組合值系數(shù)伙i的設(shè)計(jì)

49、值效應(yīng)；第二種是對仝部參與組合的各可變作用統(tǒng)乘一個(gè)組合系數(shù)處。對第二種方式?當(dāng)組合系勤〃第中∩Qftt.HFTitrffM所#的水挑水T理牯珈沿4+趣站9 GBJ69-84的安全度相協(xié)調(diào)，且應(yīng)用簡便，因此采用了公式（5.2. 3）所列的表達(dá)式。其中自重及管內(nèi)水重的分項(xiàng)系數(shù)Xg1=I.2、豎向土壓力分項(xiàng)系數(shù)ys=L27、設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力和地面車輛荷載，地面堆積荷載和溫度作用分項(xiàng)系數(shù)%=L4,均按《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332的有關(guān)規(guī)定確定，其作用效應(yīng)按第6.1節(jié)的規(guī)定計(jì)算。 6. 2.4-5.2.5條文對鋼管管道的兩種穩(wěn)定驗(yàn)算做了規(guī)定，與原規(guī)他的規(guī)定基本協(xié)調(diào)，但有兩點(diǎn)修改:一是

50、管壁環(huán)向穩(wěn)定安全系數(shù)由原規(guī)范的2.5改為2.0,主要是考慮修改后的規(guī)范對原臨界壓力計(jì)算模式取消了土壤負(fù)抗力的作用，故相應(yīng)調(diào)整了安全系數(shù);二是將抗浮安全系數(shù)由L05,提高到1.1,主要是考慮工程中浮托力變異性較大,很難精確計(jì)算.實(shí)踐中普遍認(rèn)為原取值偏低，應(yīng)予提商。 7. 2.6本條給出了承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)的各種作用組合,補(bǔ)充了抗浮驗(yàn)算時(shí)作用的蛆合表。 5.3 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算規(guī)定 5.3.1 -5.3.2條文提出的要求，是根據(jù)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332的規(guī)定，進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)，作用效應(yīng)均按作用代表值計(jì)算。對鋼管管道，其代表值包括豎向土壓力的標(biāo)準(zhǔn)值和地面

51、可變作用準(zhǔn)永久值。 5.3.3 本條針對鋼管管道不同的內(nèi)防腐材料，規(guī)定了在準(zhǔn)永久組合作用F的最大豎向變形限值。根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),該值的大小主要與材料的延性有關(guān)。對水泥砂漿內(nèi)防腐，給出了一定的幅度，工程中可按手工涂抹或機(jī)械成型等不同延性情況選用。 6承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 6.1 強(qiáng)度計(jì)算 6. 1.1-6.1.2條文給出的應(yīng)力折算系數(shù)"=0.9,是根據(jù)原《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ69-84的應(yīng)力組合系數(shù)%二L12換算確定.最大組合折算應(yīng)力表達(dá)式與原規(guī)范GBJ69-84一致,仍采用第四強(qiáng)度理論公式。 7. 1.3為了與《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332協(xié)調(diào)一致，對原規(guī)

52、范GBJ69-84的管壁應(yīng)力計(jì)算模式進(jìn)行了修改，采用了美國“斯式”模式。主要原因有：一是，原規(guī)范GBJ69-84中原蘇聯(lián)的“耶式”模式存在一些問題，如對管周土壤負(fù)抗力是否可靠，水平向土壓力與側(cè)向土壤抗力重復(fù)計(jì)算是否合理等一直有爭議；二是.國內(nèi)外的資料說明，柔性管道在土壓力作用下的內(nèi)力和變形均采用“斯式”模式計(jì)算，能與國際做法協(xié)調(diào)一致。 鋼管管道的內(nèi)力和變形計(jì)算公式可做如下假定： 1鋼管管道在外壓及內(nèi)水壓力等組合荷載作用下，管道的環(huán)向彎矩和豎向變形可由三部分組成，如下圖所示：一為管頂豎向壓力及與之平衡的反力產(chǎn)生的彎矩與變形，二為管道兩側(cè)土壤水平抗力形成的彎矩與變形；三為內(nèi)水壓力復(fù)圓產(chǎn)生的彎矩

53、與變形。 2豎向變形值近似等于水平變形值。 3參考美國、R本等國的資料，在采用“斯式”計(jì)算外壓與設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力組合時(shí),為考慮設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力使管道豎向變形減小等因素而引入折減系數(shù)外當(dāng)土壤回填模量較低、內(nèi)壓較高時(shí)可取0.7,對排水管道可取1.0. 4管壁截面上最大彎矩M的計(jì)算公式，可利用豎向壓力及 與之平衡的反力產(chǎn)生的彎矩與變形的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。按上述假定給出了本條所列公式. hsF 三三 據(jù)第5.2節(jié)、第6.1.1.6.1.2條和本條的綜合分析,修改后的設(shè)計(jì)可靠度與原規(guī)范GBJ69-84的安全度基本一致。 8. 1.4縱向應(yīng)力的計(jì)算基本沿用了原規(guī)范的公式。 增加了地基不均勻沉

54、降引起的應(yīng)力,該值的計(jì)算?可根據(jù)工程的實(shí)際情況,按照彈性地基上的長梁計(jì)算確定。 6.2 穩(wěn)定驗(yàn)算 6.2.1 本條沿用了原規(guī)范的規(guī)定。 6.2.2在原規(guī)范GBJ69-84中，鋼管穩(wěn)定計(jì)算中的臨界壓力是采用“耶式”得出的公式，即： p_2Ep(∕-L)z±×3_1 員 cr'k^3(1-匕)'f√^(n2-l)(l+V.) 該式的第二部分是土壤抗力效應(yīng)。該效應(yīng)為整個(gè)管壁橫截面上的全部正、負(fù)抗力效應(yīng).對負(fù)抗力效應(yīng)的可靠性一直有爭議，不宜考慮，因此修訂后采用了R本藤田博愛氏提出的公式,將土壤抗力的效應(yīng)減少了二分之一，即只計(jì)入正效應(yīng)，在分母中增加了2。 6.2.3 鋼管管道的抗浮驗(yàn)算是

55、這次修訂中增加的內(nèi)容。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，在設(shè)計(jì)及施工中均應(yīng)驗(yàn)算鋼管管道的抗浮的穩(wěn)定性。 6.2.4 根據(jù)管道運(yùn)行和檢修的要求，在輸水管道及配水管網(wǎng)中往往設(shè)置閘門及柔性接頭。當(dāng)這些柔性接頭距管道敷設(shè)方向改變處較近時(shí)，由于內(nèi)水壓力的作用將產(chǎn)生不平衡力。為保證此處鋼管的穩(wěn)定性,應(yīng)采取下列抗滑稔定措施:在管道敷設(shè)方向改變處設(shè)置混凝土支墩、鋼筋混凝土樁或利用管壁與土壤間的摩擦力等。顯然，鋼管管道利用管壁與土壤間的摩擦力來抵抗不平衡力是比較經(jīng)濟(jì)的。這樣做不需要增加工程量，只需滿足一定的安全長度。在一般情況F,柔性接頭的布置是留有余地的。 -≡====≡≡≡ 第一種分布 6.2.5 管道單位長度

56、上土壤摩擦力的計(jì)算公式，國內(nèi)現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中有兩種形式：第一種是假定作用于管道上的土壓力沿管徑的水平和垂直方向均勻分布，垂直方向的土壓力值為管頂處土壓力值，水平方向的土壓力值按管中水平點(diǎn)的側(cè)向土壓力值計(jì)算,如圖所示。第二種認(rèn)為作用于管道上的壓力沿管周非均勻分布，管頂處的土壓力值為該處的垂直土壓力值，管中水平點(diǎn)的土壓力值為該點(diǎn)的側(cè)向土壓力值，其余各點(diǎn)的壓力值為該點(diǎn)垂直和水平土壓力在徑向的投影值。經(jīng)比較,第二種比較符合實(shí)際。 7剛度驗(yàn)算 本章對鋼管的剛度驗(yàn)算做出了規(guī)定。將原規(guī)范GBJ69-84中按“耶式”計(jì)算的管道豎向變形公式，改為按“斯式”計(jì)算。理由同6.1.3條說明。 本章采用的“斯式”變

57、形公式,符合《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332的規(guī)定. 8構(gòu)造規(guī)定 8.0.1-8.0.6基本沿用了原規(guī)范GBJ69-84的規(guī)定，主要從鋼管的制造、施工等方面提出要求。其中第8.0.2、8.0.3條是根據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn)確定的。第8.0.4條中，增加了焊縫的質(zhì)取等級要求。 8.0.7本條強(qiáng)調(diào)了鋼管管道回填土夯實(shí)密度的重要性。對柔性管道的覆度和變形設(shè)計(jì),均需考慮土壤的抗力作用.管道周圍回填土夯實(shí)密度的高低，直接影響土壤抗力的大小，是鋼管管道安全、經(jīng)濟(jì)、合理設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)、施工中均應(yīng)充分重視。 8.0.8本條強(qiáng)調(diào)施工中要嚴(yán)格控制管道的豎向變形。對口徑較大的管道，為克服自重變形

58、等不利因素可采用預(yù)加負(fù)變形等措施，例如可在回填土前在管道內(nèi)設(shè)置臨時(shí)的豎向支撐或加大管側(cè)回填土的密實(shí)度等，使管道產(chǎn)生一定量的負(fù)變形。一些工程實(shí)踐證明，采用上述措施可取得良好效果. 8.0.9鋼管管道的防腐質(zhì)量很重要，是影響鋼管管道耐久性的關(guān)鍵因索，在設(shè)計(jì)、施工時(shí)均應(yīng)充分重視。 8.0.10對輸送飲用水的管道，規(guī)定了內(nèi)防腐材料必須符合國家現(xiàn)行衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，此點(diǎn)非常重要。對內(nèi)防腐材料是否符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的判斷，必須由省級及以上部門指定的檢測單位的正式檢測報(bào)告做出?以確保對人體健康無害. 附錄A鋼管管道在各種荷載作用下的 最大彎矩系數(shù)和豎向變形系數(shù) 本附錄給出的各種系數(shù)，是美國SPangIer

59、公式中所對應(yīng)的各項(xiàng)系數(shù)。 附錄B管側(cè)土的綜合變形模量 管側(cè)回填土的變形模量是柔性管道設(shè)計(jì)的重要參數(shù).在以往的柔性管道設(shè)計(jì)中采用了回填土本身的變形模量。實(shí)際上，該變形模量除與回填上土質(zhì)、壓實(shí)程度有關(guān)外,還受溝槽寬度和兩側(cè)原狀土土質(zhì)的影響。根據(jù)國外有關(guān)資料，應(yīng)根據(jù)上述因素綜合進(jìn)行評價(jià)。按《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332的規(guī)定，對管到何填土變形模量進(jìn)行修正時(shí)?綜合修正系數(shù)可按下式計(jì)算： ?+s晨/及 c8?°?n 式中e-綜合修正系數(shù)； S回——與溝槽寬和管外緣寬的比例有關(guān)的計(jì)算參數(shù)； E「管側(cè)回填上的變形模量； Ejl——溝槽兩惻原狀土的變形模量. 附錄B表B.0.2

60、-2中的數(shù)據(jù)，是根據(jù)公式（B.0.1）計(jì)算而得，方便使用。 《給水排水工程埋地鋼管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS141:2002勘誤次 頁 行（敗部位） 正 2 14 Wnm v‰χ 3 9 0 t 3 IS CQS Cs 6 12 準(zhǔn)永久值數(shù) 準(zhǔn)永久值系數(shù) 8 式4.3.4-2 dj41 d,+L4z 9 2 d d, 11 16 C“Cqs GSVG 11 倒2 CQS G& 13 倒4 不超過 不應(yīng)超過 14 式6.1.3—3分母中 rβ Q 14 式6.1.3-2 我 Ψc 15 13

61、 m in 15 式6.1.4 % !5 倒6 (FSV,k+夕ik) 孕+死k+glk)I2ro ) 16 式6.2.2 / 16 12 在Jft設(shè)方向 在水平敷設(shè)方向 頁 行（成部位） 俁 正 16 倒6 轉(zhuǎn)角： 轉(zhuǎn)角. 16 式6.2.5 》,九5（也+也+g） r?z?ψ?4(w?+τ)) 16 倒I 軼人注釋 γl——回填土的■度，當(dāng)有地下水時(shí)應(yīng)采用回培士的有效重度. 17 式7.0.I 夕 % 17 10、12 R A 19 8 不應(yīng)大于0?9 應(yīng)控制在0.85-0.90 22 表B.0.2-2倒8 1.181.18 1.181.13 22 衰B.0.2-2倒 10 1.801.35 1.801.52 38 公式 丫：t匕 v；GV, 43 公式 %. (%.)