[精]給水排水工程理地玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程(條文

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1、給水排水工程理地玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程（條文說(shuō)明） 　 日期: 2006-08-25 　閱讀: 17 　字體:大 中 小　 雙擊鼠標(biāo)滾屏 1 總則 1.0.1 隨著國(guó)內(nèi)玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管產(chǎn)品產(chǎn)量和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，急需出臺(tái)適應(yīng)我國(guó)工程特點(diǎn)的工程建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)工作。為了在給水排水工程中進(jìn)一步推廣使用玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管管道時(shí)，安全合理地利用管材的性能特點(diǎn)，確保工程質(zhì)量，制定本規(guī)程。 1.0.2 給水排水工程涉及面很廣，除用于城鎮(zhèn)公用設(shè)施外，各類工業(yè)企業(yè)中同樣需要，因此會(huì)出現(xiàn)各種不同的輸送介質(zhì)條件。由于本規(guī)程依據(jù)的管材性能是以產(chǎn)品標(biāo)

2、準(zhǔn)《玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管》CJ/T 3079規(guī)定的檢測(cè)方法為基礎(chǔ)，且輸送介質(zhì)溫度條件對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管的使用壽命有一定影響，因此，本規(guī)程限定適用于輸送介質(zhì)溫度低于40℃的埋地給水排水管道工程。對(duì)于有特殊要求的埋地管道工程，可在進(jìn)行相應(yīng)的材料性能檢測(cè)后，參考本規(guī)程的原則設(shè)計(jì)。 1.0.3 目前，我國(guó)玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要由產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)完成，產(chǎn)品設(shè)計(jì)與管道工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合一，這是一個(gè)職責(zé)不明的非正常情況。產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計(jì)管道結(jié)構(gòu)主要按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂壓力管)JC/T838-1998附錄D提供的設(shè)計(jì)方法，其設(shè)計(jì)原則與我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)

3、構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332-2002規(guī)定的概率設(shè)計(jì)法不一致。 由于國(guó)內(nèi)尚缺少對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管管道性能參數(shù)的統(tǒng)計(jì)資料，因此，本規(guī)程采取與《玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂壓力管》JC/T 838-1998附錄D給出的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行工程類比的方法，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332-2002規(guī)定的原則進(jìn)行編制。 1 管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。產(chǎn)品強(qiáng)度設(shè)計(jì)值以產(chǎn)品檢驗(yàn)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)確定；管道的內(nèi)力設(shè)計(jì)值以作用標(biāo)準(zhǔn)值乘以作用分項(xiàng)系數(shù)確定。 2 根據(jù)目前國(guó)內(nèi)玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品工藝、質(zhì)量和檢驗(yàn)設(shè)備現(xiàn)狀，本規(guī)

4、程提供了與現(xiàn)行產(chǎn)品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)相配套的，在無(wú)長(zhǎng)期性能試驗(yàn)資料條件下的，管材環(huán)向強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的確定方法。 3 由于玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管管壁采用多種材料復(fù)合制成，在荷載作用下應(yīng)力分布復(fù)雜。為了便于工程設(shè)計(jì)，本規(guī)程采取等效折算應(yīng)力方法，將復(fù)雜分布的層狀體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為勻質(zhì)彈性體分析。 4 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332-2002規(guī)定的原則，本規(guī)程對(duì)管道結(jié)構(gòu)承載力的分析中，設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力考慮了運(yùn)行期間瞬時(shí)存在的殘余水錘壓力。 5 由于目前國(guó)內(nèi)尚缺少玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管縱向抗彎能力和剛性接口受力機(jī)理的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此，本規(guī)程對(duì)于管道縱向結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，要求采取合理設(shè)置柔性接口等

5、構(gòu)造措施，以降低由于地基不均勻沉降和地面荷載不均勻產(chǎn)生的縱向內(nèi)力，同時(shí)亦可適應(yīng)地震行波導(dǎo)致的管道縱向變位。 對(duì)于承受偶然荷載或修建在特殊地基上的管道工程，如地震區(qū)、濕陷性黃土或膨脹土等地區(qū)，應(yīng)按照國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，本規(guī)程未作重復(fù)規(guī)定。 2 術(shù)語(yǔ)和符號(hào) 本章的主要符號(hào)，依據(jù)下列原則確定： 1 符號(hào)的構(gòu)成方法以及主體符號(hào)和上、下標(biāo)采用的字母，均依照《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)術(shù)語(yǔ)和符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50083-97規(guī)定的原則確定。與《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332-2002規(guī)定的符號(hào)協(xié)調(diào)一致。其他相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)采用的符號(hào)，本規(guī)程盡量引用。 2 在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《玻璃

6、纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂壓力管》JC/T 838-1998附錄D中已列出的專門符號(hào)，本規(guī)程基本引用。 3 國(guó)際上廣為采用的符號(hào)本規(guī)程盡量引用。 3 管材 3.1 質(zhì)量要求 3.1.1 我國(guó)目前已實(shí)施的三本關(guān)于玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管道的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，其中《玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂壓力管》JC/T 838-1998和《離心澆鑄玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯樹脂夾砂管》JC/T 695-1998為建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；《玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管》CJ/T 3079-1998為城建行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)充分體現(xiàn)了產(chǎn)品工藝不同的特點(diǎn)，但由于檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)上的差異，造成了產(chǎn)品性能參數(shù)因基準(zhǔn)點(diǎn)不同而不能確定為管

7、道的設(shè)計(jì)參數(shù)。城建行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍涵蓋了目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的定長(zhǎng)纏繞、連續(xù)纏繞和離心澆鑄三種加工工藝，且檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與性能參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)一，因此本規(guī)程以符合城建行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管》CJ/T 3079-1998的產(chǎn)品性能作為編制依據(jù)，以建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所體現(xiàn)的產(chǎn)品特性作為參考。 3.1.2 玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管管壁一般分為內(nèi)襯層、結(jié)構(gòu)層和外表面層。內(nèi)襯層為富樹脂層，主要起防滲漏、防腐蝕作用；結(jié)構(gòu)層由內(nèi)外兩層樹脂纖維增強(qiáng)層和中部樹脂砂漿層組成，作為管道的承力體系沙卜表面層為富樹脂層，主要起防止管道老化和耐土壤中腐蝕介質(zhì)侵蝕的作用。 影響管道防滲性能的主要因素是內(nèi)襯層樹脂的含量，影響耐腐

8、蝕性能的主要因素是樹脂類型。由于管道結(jié)構(gòu)層樹脂主要起支撐纖維的作用，一般不具備強(qiáng)抗?jié)B能力，且玻璃纖維長(zhǎng)期在液體浸泡下會(huì)造成力學(xué)性能降低，因此，為保證產(chǎn)品長(zhǎng)期性能穩(wěn)定可靠，本規(guī)程強(qiáng)調(diào)了應(yīng)加強(qiáng)對(duì)內(nèi)襯層和外表面層抗?jié)B和耐腐蝕性能的設(shè)計(jì)。 對(duì)于輸送飲用水的管道，管材對(duì)水質(zhì)不得產(chǎn)生不良影響是基本原則。因此，直接接觸水的管道內(nèi)表面樹脂必須符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 17219和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB 5749的要求。 3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算指標(biāo) 3.2.1、3.2.2 玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管的壓力等級(jí)和剛度等級(jí)值為產(chǎn)品性能特征值。本規(guī)程提供的等級(jí)分類系

9、引用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管》CJ/T 3079-1998的規(guī)定。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品標(biāo)記已進(jìn)行規(guī)定，工程選用的管材必須按規(guī)定標(biāo)明的剛度等級(jí)和壓力等級(jí)采用?！恫ＡЮw維增強(qiáng)塑料夾砂管》CJ/T 3079-1998規(guī)定的產(chǎn)品標(biāo)記方法為： 其中生產(chǎn)工藝：I—定長(zhǎng)纏繞工藝，Ⅱ—離心澆鑄工藝，Ⅲ—連續(xù)纏繞工藝。 例如，采用定長(zhǎng)纏繞工藝制造、公稱直徑為1200 mm,壓力等級(jí)為0.6MPa,剛度等級(jí)為5000N/m2的玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管應(yīng)標(biāo)記為： RPMP-I-1200-0.6-5000 CJ/T 3079一1998 管道壓力等級(jí)表示管材的最大允許工作壓力值，它涵蓋了管材的縱向抗

10、拉強(qiáng)度和環(huán)向抗拉強(qiáng)度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法檢測(cè)所得的管材長(zhǎng)期靜水壓力或初始失效壓力確定。 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管》CJ/T 3079一1998規(guī)定的檢測(cè)方法，包括初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力檢測(cè)、短期失效水壓檢測(cè)和長(zhǎng)期靜水壓設(shè)計(jì)基準(zhǔn)試驗(yàn)，以試件強(qiáng)度下降、試驗(yàn)水壓降低或管材滲漏為破壞特征。由于本規(guī)程將環(huán)向拉伸強(qiáng)度設(shè)計(jì)基準(zhǔn)確定為管道設(shè)計(jì)壓力，因此，第3.2.1條規(guī)定管材的初始短期失效水壓不應(yīng)小于管道設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力。本規(guī)程所規(guī)定的C1系數(shù)，與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)限定標(biāo)準(zhǔn)一致。本規(guī)程建議的壓力等級(jí)是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的特定值，隨著玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管的應(yīng)用范圍日漸擴(kuò)大，工程中的管道壓力等級(jí)也有擴(kuò)大范圍和加細(xì)的趨勢(shì)。

11、因此本規(guī)程提出，可根據(jù)本規(guī)程規(guī)定的原則增加其他壓力等級(jí)。 管道的剛度等級(jí)是以N／m2為單位的管材環(huán)向初始特定剛度的級(jí)別，是管材抗彎曲能力的標(biāo)定值。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管》 CJ/T 3079-1998規(guī)定的檢測(cè)方法，包括初始撓曲性檢測(cè)和長(zhǎng)期彎曲應(yīng)變?cè)囼?yàn)，均以管道管壁結(jié)構(gòu)分層、纖維斷裂或管道環(huán)向截面屈曲為破壞特征。本規(guī)程第3.2.2條所規(guī)定的各參數(shù)的關(guān)系，與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測(cè)限定標(biāo)準(zhǔn)一致，與壓力等級(jí)增大范圍相同。本規(guī)程也提出，可根據(jù)本規(guī)程規(guī)定的原則增加其他剛度等級(jí)。 3.2.3 玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管材的物理性能指標(biāo)隨產(chǎn)品加工工藝、樹脂纖維材料的材質(zhì)和組分等因素的變化而不同，本

12、規(guī)程所列的指標(biāo)值是根據(jù)國(guó)內(nèi)產(chǎn)品數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)確定的，可供設(shè)計(jì)參考。 根據(jù)本規(guī)程規(guī)定的設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)時(shí)合理確定管道的環(huán)向彎曲彈性模量至關(guān)重要。影響管道環(huán)向彎曲彈性模量的主要因素為纖維材料的拉伸彈性模量、纖維含量和纖維在管壁斷面的位置。它隨纖維拉伸彈性模量（即材料的改變）和纖維含量（壓力等級(jí)改變）的提高而增長(zhǎng)，隨纖維在管壁斷面的位置遠(yuǎn)離中面（內(nèi)襯層占管壁厚度的比例減?。┒鲩L(zhǎng)，所以，在設(shè)計(jì)取值時(shí)，對(duì)高壓力等級(jí)、大直徑管道，管道環(huán)向彎曲彈性模量應(yīng)取上限值，反之則取下限值。此外，對(duì)采用離心工藝的管道，應(yīng)注意管道壁厚的選取，應(yīng)滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《離心澆鑄玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯樹脂夾砂管》JC/T 695-199

13、8規(guī)程對(duì)最小壁厚的規(guī)定（見表1)。 3.2.4 由于玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管管壁采用多種材料復(fù)合制成，各種材料的變形模量不同，因而在荷載作用下管壁各層應(yīng)力分布非常復(fù)雜。為了便于工程設(shè)計(jì)，本規(guī)程采取等效折算應(yīng)力方式，將復(fù)雜的層狀體結(jié)構(gòu)假定為勻質(zhì)彈性體進(jìn)行分析，運(yùn)用彈性理論的應(yīng)力分析結(jié)果等效折算為管道試驗(yàn)中各種狀態(tài)下的界定值。 玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管管壁的等效折算強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是根據(jù)管材長(zhǎng)期性能指標(biāo)確定的。本規(guī)程根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50153-92規(guī)定的原則，管道長(zhǎng)期力學(xué)性能指標(biāo)值按50年設(shè)計(jì)使用期確定，依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管》CJ/T 3079-19

14、98規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于其他設(shè)計(jì)使用年限的工程，應(yīng)根據(jù)以上原則和相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果分析確定。由于使用溫度和輸送腐蝕介質(zhì)對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管材的力學(xué)性能有一定影響，因此，管道長(zhǎng)期力學(xué)性能指標(biāo)都是在特定條件下（環(huán)境溫度23℃）檢測(cè)取得的，管道工程的使用環(huán)境應(yīng)與試驗(yàn)條件基本一致。 本規(guī)程中管壁環(huán)向等效折算拉伸強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是根據(jù)長(zhǎng)期靜水壓設(shè)計(jì)基準(zhǔn)應(yīng)力值HDB檢測(cè)結(jié)果確定的。管道長(zhǎng)期靜水壓設(shè)計(jì)基準(zhǔn)應(yīng)力值HDB為持續(xù)施加內(nèi)水壓力至50年時(shí)引起管道失效的管壁應(yīng)力值，應(yīng)根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管》CJ/T3079-1998附錄A規(guī)定的管材長(zhǎng)期靜水壓設(shè)計(jì)基準(zhǔn)HDB試驗(yàn)方法確定。對(duì)未經(jīng)長(zhǎng)期靜水

15、壓檢測(cè)的管材，可根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管》CJ/T 3079-1998提供的管道初始失效壓力檢測(cè)方法確定管材短期失效壓力值，或采取管道初始拉伸試驗(yàn)的環(huán)向抗拉強(qiáng)度檢測(cè)，推算管材短期失效應(yīng)力值，并以短期失效應(yīng)力值為基礎(chǔ)，推算長(zhǎng)期靜水壓設(shè)計(jì)基準(zhǔn)應(yīng)力值。本規(guī)程提供了確定管壁環(huán)向等效折算抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的相應(yīng)計(jì)算方法，即按長(zhǎng)期靜水壓設(shè)計(jì)基準(zhǔn)應(yīng)力值為管材短期失效應(yīng)力值的1/3取值。 本規(guī)程環(huán)向抗拉應(yīng)力的取值基礎(chǔ)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂壓力管》JC/T 838-1998附錄D不同。為了回避夾砂量和內(nèi)襯層等因素的復(fù)雜影響，本規(guī)程均以管壁總厚度為取值基準(zhǔn)，與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中環(huán)向拉伸強(qiáng)力

16、的概念一致。 3.2.5 玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管管材的環(huán)向等效折算彎曲強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是根據(jù)管材長(zhǎng)期環(huán)向彎曲應(yīng)變Sb檢測(cè)結(jié)果確定的。管道長(zhǎng)期環(huán)向抗彎應(yīng)變Sb為在特定環(huán)境和介質(zhì)條件下，持續(xù)施加荷載，管道出現(xiàn)失效時(shí)的管壁最大應(yīng)變值，應(yīng)根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管》CJ/T 3079-1998附錄B規(guī)定的管材長(zhǎng)期環(huán)向彎曲應(yīng)變Sb試驗(yàn)方法確定。當(dāng)無(wú)長(zhǎng)期試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，本規(guī)程按管材短期平行板撓曲試驗(yàn)B水平為基準(zhǔn)，按相應(yīng)管壁最大等效折算彈性應(yīng)力乘以長(zhǎng)期性能保留率取值。由于目前缺少提高彎曲強(qiáng)度長(zhǎng)期性能保留率的可靠資料，而Sb的取值對(duì)管道設(shè)計(jì)結(jié)果有一定影響，本規(guī)程規(guī)定，彎曲強(qiáng)度長(zhǎng)期性能保留率宜取1/3,當(dāng)制管

17、企業(yè)通過(guò)合理設(shè)計(jì)和工藝改革，使產(chǎn)品彎曲強(qiáng)度長(zhǎng)期性能具有較高保留率時(shí)，應(yīng)在出具可靠的技術(shù)鑒定證明后，針對(duì)具體工程適當(dāng)提高Ktm的取值，但不得大于1/2;當(dāng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此項(xiàng)系數(shù)提出調(diào)整規(guī)定時(shí)，應(yīng)按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定采用。對(duì)于表3.2.5以外剛度等級(jí)的初始撓曲性B水平徑向變形率，可按WB/Do=3.24/計(jì)算確定。由于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管》CJ/T 3079-1998規(guī)定的長(zhǎng)期環(huán)向彎曲應(yīng)變最低限值為0.005．無(wú)法采取短期試驗(yàn)直接驗(yàn)證，因此本規(guī)程未采用。 3.2.6,3.2.7 對(duì)管材的環(huán)向抗拉強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)和管材的環(huán)向彎曲強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)，采取與現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工程類比的方法確定，即γh＝1.

18、40、γm一1.20。 4 管道結(jié)構(gòu)上的作用 管道結(jié)構(gòu)上的各種作用，均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332-2002的規(guī)定給出。其中，管道設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力標(biāo)準(zhǔn)值系按規(guī)范表3.3.4化學(xué)管材的下限值采用，即1.4Fwk。 本規(guī)程根據(jù)玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管為柔性管道，確定了豎向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法。 由于玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管為復(fù)合管材，管材結(jié)構(gòu)的特性參數(shù)均以試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)．根據(jù)試驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)采集方式，參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范的通用做法，本規(guī)程規(guī)定管道結(jié)構(gòu)上的作用中管自重和管內(nèi)水重不參與計(jì)算。 5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1 一般規(guī)定 雖然國(guó)內(nèi)玻璃纖維增強(qiáng)塑料

19、夾砂管生產(chǎn)和使用時(shí)間已有十幾年歷史，但尚未積累足夠的可靠工程數(shù)據(jù)，目前，其設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)參數(shù)均引自國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。編制本規(guī)程是在遵循國(guó)家現(xiàn)行管道設(shè)計(jì)基本原則的條件下，考慮目前工程現(xiàn)狀，采用與國(guó)內(nèi)較多使用的美國(guó)AWWA系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工程類比的方法，分析確定極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式中各項(xiàng)設(shè)計(jì)系數(shù)的取值。 本規(guī)程以管道在長(zhǎng)期使用條件下，管壁出現(xiàn)明顯分層、纖維拉伸破壞、斷裂或截面屈曲等現(xiàn)象，視為管道達(dá)到承載能力極限狀態(tài)；以管道在長(zhǎng)期使用條件下，在常規(guī)荷載作用下豎向變形超過(guò)允許限值，視為管道達(dá)到正常使用極限狀態(tài)。 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)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給

20、水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332規(guī)定的原則確定。 5.2 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)規(guī)定 5.2.1—5.2.3 根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332規(guī)定的原則，給出了承載能力極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合模式和計(jì)算要求。其中管道重要性系數(shù)γo，對(duì)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。 5.2.4—5.2.6 根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332的有關(guān)規(guī)定，對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管抗浮穩(wěn)定、管壁環(huán)向穩(wěn)定和管道敷設(shè)方向改變時(shí)抗滑穩(wěn)定的抗力系數(shù)作了規(guī)定。 5.3 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)規(guī)定 5.3.1 根據(jù)現(xiàn)

21、行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332的有關(guān)規(guī)定，明確了玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管的正常使用極限狀態(tài)變形驗(yàn)算，采用作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合。 5.3.2 管道最大豎向撓曲的限值是參考產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂壓力管》JC/T 838-1998附錄D的規(guī)定，以符合管道最大允許長(zhǎng)期豎向撓曲值和工程使用對(duì)管道變形的限定值要求為確定原則。對(duì)于無(wú)長(zhǎng)期試驗(yàn)結(jié)果的管材，管道最大允許長(zhǎng)期豎向撓曲值常常為控制條件。 5.3.3 管道的最大允許長(zhǎng)期豎向撓曲值Wa為反映在工程條件下管道抗彎曲能力的限定值。形狀系數(shù)Df為反映管道在埋地條件下，在豎向荷載和側(cè)向土壓力作用下管道的非橢圓變

22、形影響系數(shù)。根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332和現(xiàn)行協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《埋地給水排水玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂管管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)程》CECS 129的有關(guān)規(guī)定，管周回填土體以夯實(shí)的粗顆粒土為主，本規(guī)程的形狀系數(shù)參考了產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂壓力管》JC/T 838-1998附錄D中夯實(shí)砂土確定取值。 5.3.4 因?yàn)楣艿雷冃悟?yàn)算和強(qiáng)度計(jì)算均基于管道的最大豎向變形，當(dāng)管道安裝造成的初始撓曲增大時(shí)，必將降低管道的安全度，因此必須嚴(yán)格控制豎向變形，盡量減小。施工驗(yàn)收時(shí)，豎向允許撓曲值可按豎向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，且變形滯后系數(shù)DL應(yīng)按1.0取值。 6

23、 承載力極限狀態(tài)計(jì)算 6.1 強(qiáng)度計(jì)算 6.1.1 玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管管壁的強(qiáng)度計(jì)算分為三個(gè)準(zhǔn)則：管道在設(shè)計(jì)壓力作用下，管壁環(huán)向等效折算拉應(yīng)力應(yīng)小于管壁環(huán)向抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（控制管壁環(huán)向抗拉極限承載力準(zhǔn)則。亦可采用壓力等級(jí)與管內(nèi)水設(shè)計(jì)壓力的關(guān)系式表示）；埋地管道在最大外荷載作用下，管壁環(huán)向等效折算彎曲應(yīng)力應(yīng)小于管壁環(huán)向彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（控制管壁環(huán)向抗彎曲極限承載力準(zhǔn)則）；埋地管道在設(shè)計(jì)壓力和外荷載組合作用下，管壁最大組合應(yīng)力應(yīng)小于管壁環(huán)向抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（控制管壁環(huán)向抗拉極限承載力準(zhǔn)則）。 6.1.2 根據(jù)本規(guī)程的基本假定和編制原則，本條中管壁環(huán)向拉應(yīng)力等效為勻質(zhì)材料驗(yàn)算。 6.1.3

24、參考產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂壓力管》JC/T 838-1998附錄D規(guī)定的原則，采用工程管道最大應(yīng)變限制值計(jì)算管壁環(huán)向等效折算彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 6.2 穩(wěn)定驗(yàn)算 6.2.1 根據(jù)現(xiàn)行國(guó)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)定的原則確定。 6.2.2 由于玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管道的剛度相對(duì)較低，在敷設(shè)平面內(nèi)方向改變處宜設(shè)置重力式支墩抗滑移，其穩(wěn)定抗力包括管背土體的抗力和支墩底面與土體的摩擦力。 6.2.3,6.2.4 根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332規(guī)定的原則確定。與產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂壓力管》J

25、C/T 838-1998附錄D提供的驗(yàn)算原則和安全度水平基本一致。 7 變形驗(yàn)算 7.0.1,7.0.2 這兩條規(guī)定了玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管的最大豎向撓曲變形量及其計(jì)算公式。根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332規(guī)定的原則，管道豎向變形采用“斯氏”公式計(jì)算，與產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂壓力管》JC/T 838-1998附錄D提供的計(jì)算公式相同。關(guān)于變形滯后效應(yīng)系數(shù)DL的取值原則，可見GB 50332的條文說(shuō)明。 8 構(gòu)造規(guī)定 8.0. 基于本規(guī)程對(duì)環(huán)向強(qiáng)度要求的提高，并綜合考慮管材縱向強(qiáng)度與壓力等級(jí)的確定原則，本條規(guī)定管道的設(shè)計(jì)壓

26、力等級(jí)應(yīng)高于管道的工作壓力。 8.0.2 基于管道內(nèi)襯層對(duì)抗?jié)B和抗腐蝕所起的重要作用，本規(guī)程對(duì)管道內(nèi)襯層最小厚度作了規(guī)定。該厚度與產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂壓力管》JC/T 838-1998的有關(guān)規(guī)定一致。 8.0.3 目前，玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管之間的連接方式較多，一般隨生產(chǎn)工藝不同而采用不同的方式，因定長(zhǎng)纏繞管可加工成型為管端承插口，故常采用承插式連接；因離心管和連續(xù)纏繞管管端為平口，故多采用套筒式或粘結(jié)式連接。當(dāng)與鋼管、鑄鐵管及其管件、泵或設(shè)備的連接采用法蘭連接時(shí)，建議采用管端附加加工成型法蘭的特殊短管連接方式。 由于玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管的縱向抗拉強(qiáng)度相對(duì)較差

27、，且目前缺少管道縱向梁式抗彎強(qiáng)度的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，因此，本規(guī)程建議管道工程采用非傳力的柔性承插式接口或套筒式接口。 8.0.4,8.0.5 由于目前對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管接口的尺寸沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此本規(guī)程僅提出了止水橡膠密封圈的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，要求必須符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，而未對(duì)接口間隙和橡膠圈尺寸、壓縮率等具體參數(shù)作出規(guī)定。 8.0.6,8.0.7 由于目前國(guó)內(nèi)尚缺少完備的管道縱向強(qiáng)度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，本規(guī)程未對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管的軸向強(qiáng)度計(jì)算分析進(jìn)行規(guī)定，只采取了限制管段長(zhǎng)度的構(gòu)造措施，以緩解溫度變化的影響，降低管道彎曲變形和管壁軸向應(yīng)力。 8.0.8 埋地管道與相鄰管道之間的水平凈距不宜小

28、于施工及維護(hù)要求的開槽寬度，以及設(shè)置閘門井、檢查井、止推支墩等附屬構(gòu)筑物要求寬度。與高溫?zé)崃艿赖裙艿乐g的水平凈距不宜小于1.5m,并應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 8.0.9—8.0.15 根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水管道工程施工岌驗(yàn)收規(guī)范》GB 50268對(duì)柔性管道施工的有關(guān)規(guī)定，以及現(xiàn)行協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《埋地給水排水玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂管管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)程》CECS 129的規(guī)定，對(duì)管道施工質(zhì)量的控制作出了相應(yīng)的規(guī)定。 8.0.16 由于玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管為柔性管材，剛性的混凝土支墩不能與之協(xié)調(diào)工作，可能造成局部應(yīng)力集中，對(duì)管體產(chǎn)生不利的影響，所以必須設(shè)置彈性墊層使其受荷均勻。

29、 附錄A 管側(cè)回填土的綜合變形模量 本附錄根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332規(guī)定的柔性管道設(shè)計(jì)原則確定。當(dāng)覆土高度超過(guò)1om時(shí)，表A.0.1-1的規(guī)定值偏低。 附錄B 管道在各種荷載作用下的豎向變形系數(shù) 本附錄給出的變形系數(shù)，采用美國(guó)SPangler公式中所對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)系數(shù)。 `Frx9@:A0LKeXS[}<@ZZ?8xHNEUlvYj;Ttm3z6I8}a45vm@1{0QysdjQHn2i:MV3J_Z|c`pI@L`9UgKvWsT:I~S9g=Eu3SnZcClg96nN8Jfv?W8;?XG>YO@z{?rEZ2o

30、FkMs5JyOzTcFRl^7L<d[sFV1t?5[h`0b6j0wp<1CqBjSMTnV2NW89X8evc[4wUr;|Z;440lPdUgjR6PE5mqoS{]{4C]]^ahYtizZzNWVZ[PocEH?T6N`T]i

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