水電站壓力鋼管設計規(guī)范(試行)SD144-85

1、第一章 總則第二章 布置第三章 材料第四章 水力計算第五章 結構分析第六章 岔管第七章 構造要求第八章 水壓試驗第九章 原型觀測和檢查維修附錄(一) 明管結構分析方法附錄(二) 地下埋管結構分析方法附錄(三) 壩內埋管結構分析方法附錄(四) 岔管結構分析方法附錄(五) 鋼管防腐蝕措施附錄(六) 規(guī)范用詞說明參考附錄(七)打印刷新水電站壓力鋼管設計規(guī)范（試行）SD14485中華人民共和國水利電力部關于頒發(fā)SD14485水電站壓力鋼管設計規(guī)范（試行）(85)水電水規(guī)字第32號 根據(jù)國家計委關于編制設計規(guī)范的要求，我部委托部昆明勘測設計院會同有關設計、科研和高等院校等十一個單位編制了SD14485水

2、電站壓力鋼管設計規(guī)范。 在編制過程中得到了各有關單位的積極支持，進行了廣泛的調查研究和征求意見，并吸收了有關科研成果?，F(xiàn)頒發(fā)SD14485水電站壓力鋼管設計規(guī)范(試行)。于一九八五年十月實施。 各單位在試行中，如有意見，請隨時告知部水利水電建設總局和昆明勘測設計院。一九八五年四月二十九日本規(guī)范主要編寫人員編寫內容單位主要編寫人員通用部分、明管、地下埋管及水電部昆明勘測設計院諸葛睿鑒、金章瑄、黃偉匯編全文壩內埋管水電部西北勘測設計院袁培義水電部北京勘測設計院潘玉華、邱彬如三梁岔、球岔及匯編岔管部分水電部華東勘測設計院巫必靈、呂谷生月牙岔及無梁岔浙江大學力學系洪嘉智、鐘秉章貼邊岔及明管振動同濟大學

3、數(shù)學力學系徐次達強度理論和埋管抗外華東水利學院河川系劉啟釗壓穩(wěn)定分析水力計算及地下埋管清華大學水利系谷兆琪結構分析構造要求水電部第十四工程局安裝處張樹森防腐蝕措施江蘇省三河閘管理處王寧強伸縮節(jié)結構分析長江流域規(guī)劃辦公室劉奕光第一章 總則 第1.0.1條 本規(guī)范適用于： 一、水電站1、2、3級壓力鋼管(引水發(fā)電鋼管)的設計。4、5級壓力鋼管設計可參照使用。 鋼管級別劃分應按水利電力部：水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準(山區(qū)、丘陵區(qū)部分)(SDJ1278試行)執(zhí)行。表1.0.1結構型式直徑(m)設計內壓(kg/cm2)內壓直徑(103kg/cm)明管地下埋管壩內埋管58860801581710

4、二、參數(shù)不大于表1.0.1的壓力鋼管。 參數(shù)超過表1.0.1的鋼管，可參照使用，并作必要的補充研究。 第1.0.2條 水電站壓力鋼管的結構型式可分為(見圖1.0.2)： 明管：暴露在空氣中； 地下埋管：埋入巖體中，鋼管與巖壁之間填筑混凝土或水泥砂漿； 壩內埋管：埋設在壩體混凝土中； 其他：壩后背管、回填管(在地面挖溝，安裝鋼管后回填土)等。 本規(guī)范僅對明管、地下埋管及混凝土重力壩壩內埋管作出規(guī)定，其他型式可參照有關條文執(zhí)行。圖1.0.2 壓力鋼管的型式(一)(a)明管；(b)地下埋管；(c)回填管圖1.0.2 壓力鋼管的型式(二)(d)壩后背管；(e)壩內埋管 第1.0.3條 當工程設計單位認

5、為不能遵守本規(guī)范的規(guī)定性條文時，必須作出論證。重大事項須經該工程審批機關同意。 第1.0.4條 已頒發(fā)的、與壓力鋼管有關的規(guī)范、標準，凡與本規(guī)范有矛盾者，以本規(guī)范為準。第二章 布置第一節(jié) 一般規(guī)定 第2.1.1條 鋼管線路應符合總體布置要求，并考慮地形、地質條件，經過技術經濟比較確定。一般線路宜短而直，使水流平順，水頭損失小，施工及運行安全、方便。 第2.1.2條 鋼管根數(shù)應根據(jù)機組臺數(shù)、管線長短、機組安裝的分期、加工制作和安裝水平、運輸條件、地形和地質條件、電站運行方式及在電力系統(tǒng)中的地位等因素，經技術經濟比較后確定。 第2.1.3條 管徑應根據(jù)技術經濟比較確定。可根據(jù)布置和內壓變化情況分段

6、定出幾種管徑。但變徑次數(shù)不宜過多。 第2.1.4條 鋼管頂部至少應在最低壓力線以下2m。 第2.1.5條 明鋼管、壩內鋼管以及水輪機前不設進水閥的地下埋管，在管道首端須設快速閘閥和必要的檢修設施。地下埋管，若自取水口至鋼管道前的引水道較長，或鋼管內壓較大，而埋深不大，應在首端設事故閘閥。 鋼管宜設過流保護裝置。 第2.1.6條 鋼管首端的快速閘閥或事故閘閥必須有遠方(中央控制室)和就地操作裝置，操作裝置必須有可靠電源。 第2.1.7條 緊靠快速閘閥和事故閘閥下游必須設置通氣孔(井)或通氣閥，充水閥出水水流不得封堵通氣孔口。通氣孔上端宜在啟閉室之外，高于校核洪水位。 第2.1.8條 鋼管轉彎半徑

7、不宜小于3倍管徑。位置相近的平面轉彎和立面轉彎宜合并成立體轉彎；位置相近的彎管和漸縮管宜合并成漸縮彎管。 第2.1.9條 在鋼管最低點宜設排水設施。第二節(jié) 明管 第2.2.1條 明管線路應避開可能產生滑坡或崩坍的地段。個別管段若不能避開山洪、墜石等影響時，可作成洞內明管、地下埋管或外包混凝土的回填管。 第2.2.2條 為避免在鋼管發(fā)生意外事故時危及電站設備和人員的安全，應考慮設置事故排水和防沖設施。 第2.2.3條 明管底部至少應高出地表0.6m。 第2.2.4條 明管宜做成分段式。轉彎處設有鎮(zhèn)墩，其間鋼管用支墩支承。兩鎮(zhèn)墩間設有伸縮節(jié)。伸縮節(jié)宜設在鎮(zhèn)墩下游。 若直線管段過長(約大于150m)

8、，可在其間加設鎮(zhèn)墩。若管道縱坡較緩，也可不加鎮(zhèn)墩，而將伸縮節(jié)置于該段中部。鋼管穿過主廠房上游墻處，宜設柔性墊層圈。 第2.2.5條 支座間距應通過鋼管應力分析，并考慮安裝條件，支座型式、地基條件等因素確定。在兩相鄰鎮(zhèn)墩之間，宜按等距布置。設有伸縮節(jié)的一跨，間距宜縮短。 支座型式可根據(jù)管徑D確定： D1m鋼管無支承環(huán)，鞍型支座； D2m鋼管有支承環(huán)，鞍型支座； D=13m鋼管有支承環(huán)，滑動支座； D2m滾動支座； D2m搖擺支座。 若地基可能產生不均勻沉陷，應采取相應結構措施。 第2.2.6條 鎮(zhèn)、支墩的間距，在地震區(qū)宜縮短。 第2.2.7條 管道兩側應布置排水溝，并應在鋼管下的地面上設置橫向排

9、水溝。 應沿管線設置交通道。第三節(jié) 地下埋管 第2.3.1條 地下埋管線路宜選擇在地形、地質條件優(yōu)越的地區(qū)，應避開山巖壓力、地下水壓力和涌水量很大的地段。 管線宜深埋，覆蓋巖層厚度要求可按附錄(二)、二計算。 第2.3.2條 地下埋管宜用單管多機供水方式。若管道較短引用流量較大、機組臺數(shù)較多、分期時間間隔較長或工程地質條件不宜開挖大斷面洞井，經技術經濟比較，可采用兩根或更多的管道，相鄰兩管間距除考慮開挖爆破影響外，還應進行巖體強度驗算。 第2.3.3條 洞井型式(平洞、斜井、豎井)及坡度，應根據(jù)布置要求、工程地質條件、施工條件選用。 第2.3.4條 在地下水壓較高的地區(qū)宜設置排水措施。排水措施

10、可采用排水洞、排水孔、排水管系統(tǒng)，并結合灌漿帷幕等。排水措施必須可靠，宜能檢修。應布置長期觀測井或測壓計，監(jiān)視地下水位變化情況。第四節(jié) 壩內埋管 第2.4.1條 壓力鋼管的平面位置宜位于壩段中央，其直徑不宜大于壩段寬度的1/3。布置管線時應考慮鋼管對壩體穩(wěn)定和應力的影響及施工的干擾。 第2.4.2條 通氣孔布置應防止管口溢水影響壩后電氣設備的正常運行。 第2.4.3條 鋼管進口處應設充水閥或旁通管充水，充水閥和旁通管面積宜小于通氣孔面積的1/5。第三章 材料第一節(jié) 鋼材 第3.1.1條 鋼管所用鋼材的性能必須符合現(xiàn)行國家標準普通碳素鋼鋼號和一般技術條件(GB70079)、低合金結構鋼技術條件(

11、GB159179)、碳素鋼鑄件分類及技術條件(GB97967)的要求，鋼板必須符合普通碳素鋼及低合金鋼熱軋厚鋼板技術條件(GB327482)的要求。 第3.1.2條 鋼管主要受力構件，包括：管壁、支承環(huán)、岔管加強構件等應使用鎮(zhèn)靜鋼。鋼種宜用A3、16Mn和經正火的15MnV和15MnTi。如需使用其他鋼種，需先研究其性能確定相應的焊接方式、熱處理辦法等工藝措施。 明管支座滾輪可采用A3、A4、A5、16Mn或35、45優(yōu)質鋼，ZG35、ZG45、ZG55、級鑄件。支座支承板可采用A3F或16Mn鋼板。支座墊板可采用上列鋼板或鑄件。 所有鋼材須用平爐、電爐或純氧頂吹轉爐冶煉。 第3.1.3條 主

12、要受力構件鋼材的保證條件，除抗拉強度、屈服點、伸長率、磷和硫含量等指標外，還必須滿足下列條件： 須經冷彎的構件：冷彎試驗。 須經焊接的構件：保證可焊性，包括，適宜的焊條，焊前、焊后熱處理方式等。焊后強度應不低于母材。 沖擊值不得小于表3.1.3數(shù)值(kgm/cm2）(橫試件)。表3.1.3室溫0應變時效后633 對沿鋼板厚度方向受拉力的構件，每張鋼板都應嚴格檢驗。 第3.1.4條 設計中，鋼材彈性模量E可采用2.1106kg/cm2，波桑比 可采用0.3，線膨脹系數(shù) 可采用1.210-5/。 第3.1.5條 鋼管結構所用的焊條、焊絲和焊劑應與母材相適應。常用焊接材料見水工建筑物金屬結構制造、安

13、裝及驗收規(guī)范(SLJ20180、DLJ20180)。第二節(jié) 防腐蝕、止水、混凝土和鋼筋混凝土材料 第3.2.1條 應根據(jù)應用條件、腐蝕介質、結構尺寸及防腐蝕要求，合理地選用有效的防腐蝕材料，詳見附錄(五)。 第3.2.2條 伸縮節(jié)常用止水材料為：油浸麻、橡皮、石棉等。 法蘭及人孔常用止水材料：橡皮、夾布型止水橡皮、石棉、鉛等。 第3.2.3條 鎮(zhèn)墩、支墩及回填混凝土所用的混凝土和鋼筋混凝土材料，其質量要求應符合水利電力部水工鋼筋混凝土結構規(guī)范(SDJ2078試行)及水工混凝土施工規(guī)范(SDJ20782試行)。第四章 水力計算 第4.0.1條 水力計算應包括：水頭損失和水錘計算。其成果應包括：

14、(1)正常工作情況最高壓力線； (2)特殊工作情況最高壓力線； (3)最低壓力線。 水錘計算是調節(jié)保證計算的一部分，應與機組轉速變化計算配合進行。 第4.0.2條 水錘計算，應根據(jù)本電站及電力系統(tǒng)的運行情況確定計算工況。 鋼管末端壓力升高的采用值不應小于正常蓄水位鋼管靜水壓力的10%。水錘壓力初步計算可按下列工況進行。 一、正常工作情況最高壓力計算 (一)鋼管水錘：相應于水庫正常蓄水位，由本鋼管供水的全部機組突然丟棄全部負荷。 (二)調壓室或壓力前池最高涌浪：相應于水庫正常蓄水位，經由本調壓室或壓力前池供水的全部機組突然丟棄全部負荷。 鋼管水錘與調壓室或壓力前池涌浪如有重迭可能者應考慮其相遇效

15、應。 (三)如研究電站運行情況后，認為不可能同時丟棄全部負荷，可以按丟棄部分負荷計算。 二、特殊工作情況最高壓力計算 情況同上，但水庫水位為最高發(fā)電水位。 三、最低壓力計算 (一)鋼管水錘：相應于水庫死水位，由本鋼管供水的全部機組除一臺外都在滿發(fā)，未帶負荷的一臺機組由空轉增荷至滿發(fā)。 (二)如系統(tǒng)有特殊運行要求，可根據(jù)具體情況確定增荷幅度。第五章 結構分析第一節(jié) 一般規(guī)定 第5.1.1條 允許應力：按彈性工作狀態(tài)計算所得應力不應大于表5.1.1數(shù)值。表5.1.1應力區(qū)域膜應力區(qū)局部應力區(qū)荷載組合基本特殊基本特殊產生應力的內力軸力軸力軸力和彎矩軸力軸力和彎矩允許應力明鋼管0.55 0.7 0.6

16、7 0.85 0.8 1.0 地下埋管0.67 0.9 壩內埋管0.67 0.8 0.9 注：若屈強比大于0.67，應以 計算允許應力(相當于基本荷載組合，膜應力區(qū)允許應力對抗拉強度的安全系數(shù)不低于2.71明管；2.23地下埋管和壩內埋管)。 地下埋管和壩內埋管的管壁和加勁環(huán)承受外壓力的允許壓應力，應按明管采用。 試用新鋼種時，應視其機械性能的可靠程度，酌降允許應力。 鑄鋼件和主廠房內的明鋼管應按表5.1.1的允許應力降低20%。彎管降10%。岔管的允許應力另見第六章。 地下埋管滿足埋深要求(可按附錄(二)、二計算)者才能按表5.1.1第二行地下埋管取用允許應力。若埋深不足，可按附錄(二)、二

17、處理。 壩內埋管膜應力區(qū)特殊荷載組合允許應力 僅適用于按明管校核情況，其他情況都用 參見第5.4.2條。 為鋼材抗拉強度， 為屈服點，屈強比為 。 第5.1.2條 焊縫系數(shù) 值，按表5.1.2采用。 第5.1.3條 強度校核 各計算點應力應滿足下列強度條件：式中 、 軸向、環(huán)向正應力(以拉為正)； 剪應力； 焊縫系數(shù)； 相應計算情況的允許應力。表5.1.2焊縫類別一類二類一、超聲波探傷抽查率%10050二、射線照相抽查率%2510焊縫系數(shù) 雙面對接焊0.95單面對接焊、有墊板0.90注：可根據(jù)本工程情況選用上表中的探傷方法一或二。 重要工程鋼管的一類焊縫，用超聲波檢驗時，應使用射線探傷復驗，復

18、驗長度為該條焊縫的5%。二類焊縫則只在超聲波檢驗有可疑波形，不能準確判斷時，才用射線復驗。 焊縫分類見第7.1.6條。 第5.1.4條 鋼管抗外壓穩(wěn)定安全系數(shù)不得小于： (1)明管的管壁和加勁環(huán)2.0； (2)地下埋管和壩內埋管： 光面管和錨筋加勁管的管壁2.0；用加勁環(huán)加勁的鋼管管壁和加勁環(huán)1.8。 第5.1.5條 明管、地下埋管和壩內埋管抗外壓強度校核可采用鍋爐公式。 第5.1.6條 考慮銹蝕、磨損及鋼板厚度誤差，管壁厚度應至少比計算值增加2mm，在泥沙磨損較嚴重的工程中，應作專門論證。第二節(jié) 明管 第5.2.1條 明管結構分析的荷載及計算工況如下： 一、荷載 (1)內水壓力： (1.0)

19、正常蓄水位的靜水壓力； (1.1)正常工作情況最高壓力(見第四章)； (1.2)特殊工作情況最高壓力(見第四章)； (1.3)水壓試驗內水壓力； (2)鋼管結構自重； (3)鋼管內的滿水重； (4)鋼管充水、放水過程中，管內部分水重； (5)由溫度變化引起的力：對于分段式明管，即伸縮節(jié)和支座的摩擦力； (6)管道直徑變化處、轉彎處及作用在堵頭、閘閥、伸縮節(jié)上的水壓力； (7)鎮(zhèn)墩、支墩不均勻沉陷引起的力； (8)風荷載； (9)雪荷載； (10)施工荷載； (11)地震荷載，參見水電部：水工建筑物抗震設計規(guī)范(SDJ1078)(試行)； (12)管道放空時，通氣設備造成的氣壓差(通氣孔面積和氣

20、壓差可按附錄(一)、七計算)。 二、計算工況與荷載組合 可根據(jù)工程具體情況，選用計算工況。 (一)基本荷載組合： (1)正常運行情況(一)：(1.1)+(2)+(3)+(5)+(6)+(7)； (2)正常運行情況(二)：(1.0)+(2)+(3)+(5)+(6)+(7)+(8)或(9)； (3)放空情況：(12)。 (二)特殊荷載組合： (1)特殊運行情況：(1.2)+(2)+(3)+(5)+(6)+(7)； (2)水壓試驗情況：(1.3)+(2)+(3)+(6)； (3)施工情況：(2)+(5)+(8)或(9)+(10)； (4)充水情況：(2)+(4)； (5)地震情況：(1.0)+(2)

21、+(3)+(5)+(6)+(7)+(11)。 第5.2.2條 分段式明鋼管、支墩和鎮(zhèn)墩上的作用力可按附錄(一)、一計算。 第5.2.3條 有支承環(huán)的鋼管承受內壓作用時，其基本計算部位為：跨中；支承環(huán)旁管壁膜應力區(qū)邊緣；加勁環(huán)及其旁管壁；支承環(huán)及其旁管壁(見附圖1.1)；其計算方法可按附錄(一)。 第5.2.4條 支承環(huán)的支承型式，應結合整個管道工程的技術經濟條件選擇。可采用側支承或下支承型式(見附圖1.7)。支承環(huán)應力分析方法可按附錄(一)。 第5.2.5條 管壁抗外壓穩(wěn)定臨界壓力可按附錄(一)、四計算。 加勁環(huán)抗外壓穩(wěn)定臨界壓力和應力分析可按附錄(一)、五計算。 第5.2.6條 鎮(zhèn)、支墩地基

22、應堅實、穩(wěn)定，宜設置在巖基上。地基應力最大值應不超過地基的允許承載力。墩體尺寸應有利于使基礎應力趨于均勻分布。 鎮(zhèn)、支墩若置于土基、半巖基上，除應滿足承載力及穩(wěn)定等要求外，必須研究基礎不均勻沉陷對鋼管內力的影響。第三節(jié) 地下埋管 第5.3.1條 地下埋管結構分析中，應由鋼管、混凝土襯砌、巖石共同承擔內水壓力，并考慮三者之間存在著縫隙。結構分析及覆蓋巖層厚度要求可按附錄(二)、一和二進行。 混凝土襯砌承受山巖壓力及傳遞圍巖彈性抗力，結構分析方法可參考水工隧洞設計規(guī)范。承受山巖壓力情況與傳遞內壓情況，可分別計算，不予疊加。 全部外水壓力及負壓應考慮由鋼管承擔。穩(wěn)定分析方法可按附錄(二)、三計算。

23、第5.3.2條 地下埋管結構分析荷載和計算工況如下： 一、荷載 (1)內水壓力： (1.1)正常工作情況最高壓力(見第四章)； (1.2)特殊工作情況最高壓力(見第四章)； (2)地下水壓力； (3)管道放空時，通氣設備造成的氣壓差(通氣孔面積和氣壓差可按附錄(一)、七計算)； (4)施工荷載：包括灌漿壓力或未凝固混凝土壓力等。 二、計算工況與荷載組合：可根據(jù)工程具體情況，選用計算情況。 (一)基本荷載組合： (1)正常運行情況：(1.1)； (2)放空情況：2+3； (二)特殊荷載組合： (1)特殊運行情況：(1.2)； (2)施工情況；(4)。 (地下埋管通常不作水壓試驗。若作水壓試驗可列

24、為特殊荷載組合。) 第5.3.3條 地下埋管應充分利用圍巖的承載能力。應對其工程地質條件作充分的研究，以確定其承載能力。在復雜的地質條件下和重要的工程，應使用有限元法進行分析 第5.3.4條 鄰近廠房上游的一段鋼管襯砌，應將圍巖單位彈性抗力系數(shù)酌減使用。 第5.3.5條 地下埋管承受的地下水壓力值，可根據(jù)勘測資料并考慮水庫蓄水和引水系統(tǒng)滲漏等影響確定。 與鋼筋混凝土襯砌段相聯(lián)的鋼管，接頭處應妥善處理。計算中應考慮因混凝土裂縫漏水而增加地下水壓力的可能性。第四節(jié) 壩內埋管 第5.4.1條 壩內埋管結構分析原則 一、承受內水壓力 1.若外圍混凝土最小厚度大于鋼管直徑，應將壩內埋管視為鋼管、鋼筋和混

25、凝土組成的多層管共同承擔內水壓力，并考慮鋼管與混凝土間的縫隙和混凝土的裂縫影響。結構分析可按附錄(三)進行。 2.若外圍混凝土最小厚度在鋼管半徑與直徑之間，是否考慮聯(lián)合承載應經論證。 3.若外圍混凝土最小厚度小于鋼管半徑，宜由鋼管單獨承載。允許應力取表5.1.1第三行壩內埋管的值。 4.設有彈性墊層的鋼管，可按明管設計。允許應力可比表5.1.1第一行明管的值稍予提高，但不得超過其1.1倍。 二、承受外壓 全部外壓應考慮由鋼管承坦，穩(wěn)定分析可按附錄(三)進行。 第5.4.2條 壩內埋管荷載和荷載組合 一、荷載 (1)內水壓力： (1.1)正常工作情況最高壓力(見第四章)； (1.2)特殊工作情況

26、最高壓力(見第四章)； (2)壩體滲流水壓力； (3)施工荷載：灌漿壓力或未凝固混凝土壓力等。 二、荷載組合 (一)基本荷載組合： (1)正常運行情況：(1.1)； (2)放空情況：(2)。 (二)特殊荷載組合： (1)特殊運行情況：(1.2)； (2)明管校核情況：校核鋼管單獨承受正常運行情況時的內水壓力(1.1)； (3)施工情況：(3)。 第5.4.3條 壩體滲流水壓力可假定沿管軸線直線變化，鋼管首端為 H，壩下游面處為零。H為上游正常蓄水位至鋼管首端的靜水壓力。 為折減系數(shù)，可根據(jù)采用的防滲、排水、灌漿等措施取1.00.5。最小外壓力不小于2kg/cm2。第六章 岔管第一節(jié) 布置 第6

27、.1.1條 岔管設計，必須考慮下列條件： 一、結構合理，不產生過大的應力集中和變形。 二、水流平順，水頭損失小，減少渦流和振動。分岔后流速宜逐步加快。 三、制作、運輸、安裝方便。 第6.1.2條 選擇岔管型式，應進行技術經濟比較。考慮的因素包括制作和土建費用，水頭損失、內水壓力的大小、岔管尺寸和受力條件、布置型式、施工經驗等。 第6.1.3條 岔管主、支管中心線宜布置在同一平面內。 第6.1.4條 岔管的典型布置有以下三種： 一、卜形布置(圖6.1.4.1)。 二、對稱Y形布置(圖6.1.4.2)。 三、三岔布置(圖6.1.4.3)。圖6.1.4.1 卜形布置圖6.1.4.2 對稱Y形布置圖6

28、.1.4.3 三岔布置 若機組臺數(shù)較多，可采用Y形-卜形或Y形-三岔組合布置。 第6.1.5條 宜在岔管的最低部位布置排水管(應避開加強構件)。高水頭岔管頂部凸出處應布置排氣管。第二節(jié) 計算荷載和允許應力 第6.2.1條 計算荷載和工況。 一、計算荷載 (1)內水壓力： (1.0)正常蓄水位的靜水壓； (1.1)正常工作情況最高壓力(見第四章)； (1.2)特殊工作情況最高壓力(見第四章)； (1.3)水壓試驗壓力(不小于1.25倍(1.1)項內水壓力并不小于1.2項內水壓力)。 (2)地下水壓力：地下埋管計入，其數(shù)值應根據(jù)蓄水后的地下水位線及引水系統(tǒng)的滲漏影響和排水措施的效果確定。 (3)灌

29、漿壓力及未凝固混凝土荷載：地下埋管計入，按鋼管與混凝土間的接縫灌漿壓力及未凝固混凝土壓力計算。 (4)地震荷載：參見水利電力部水工建筑物抗震設計規(guī)范SDJ1078(試行)。 (5)溫度荷載：岔管設計中一般可不考慮溫度荷載。但對無伸縮節(jié)的大型明岔管，應盡量減少安裝合龍溫度和運行期的溫度之差值以降低溫度應力。 二、計算工況和荷載組合：見表6.2.1。 第6.2.2條 允許應力 一、明岔管(包括完全露天的岔管和埋在露天鎮(zhèn)墩中的岔管)，允許應力按表6.2.2采用。表6.2.1荷載組合明岔管埋藏岔管基本荷載組合正常運行工況(1.1)(1.1)檢修工況(2)特殊荷載組合特殊運行工況(1.2)(1.2)施工

30、工況(3)水壓試驗工況(1.3)(1.3)地震工況(1.0)+(4)表6.2.2應力區(qū)域部位荷載基本特殊膜應力區(qū) 1 膜應力區(qū)的管壁及小偏心受拉的加強構件0.5 0.7 局部應力區(qū) 距加強梁 以內及轉角點處管壁0.8 1.0 2 承受彎矩的外加強梁0.67 0.8 注：對于用有限元計算的峰值應力，允許應力可較本表酌情提高。 二、地下埋藏式岔管，若有足夠埋深，可計入巖石抗力，按直管段估算分擔內壓，允許應力同明岔管。若不計入巖石抗力，根據(jù)地質條件，允許應力可比明岔管提高10%30%。 第6.2.3條 地下埋藏式岔管應校核抗外壓穩(wěn)定。第三節(jié) 結構設計 第6.3.1條 岔管型式主要有： (1)三梁岔管

31、； (2)內加強月牙肋岔管； (3)貼邊岔管； (4)無梁岔管； (5)球形岔管。 第6.3.2條 構造要求。 一、主、支錐管(或柱管)間的連接，除貼邊岔管外，應使相貫線為平面曲線。 二、主、支錐管長度及分節(jié)，在滿足結構布置和水力流態(tài)要求下，宜布置緊湊。月牙肋岔管、無梁岔管，球形岔管內部應設置導流板。 三、大型岔管宜按變厚設計，相鄰管節(jié)壁厚差值不宜大于4mm。 四、岔管體形參數(shù)、宜在下述范圍內選擇： (一) 三梁岔管：典型結構布置有Y形、卜形和三分岔三種。Y形為常用型式(圖6.3.2.1)。 (二) 內加強月牙肋岔管：典型結構布置有Y形、卜形二種(圖6.3.2.2)。圖6.3.2.1 三梁岔管

32、(a)Y形；(b)卜形；(c)三分岔圖6.3.2.2 月牙肋岔管(a)卜形；(b)Y形 R0=1.11.2R；a1=1015；b=5590a2=20左右；a02鈍角區(qū)腰線轉折角以1015為宜 (三)貼邊岔管：典型結構布置為卜形(圖6.3.2.3)。 (四)無梁岔管：典型結構布置為Y形、卜形。也可布置為三分岔形(圖6.3.2.4)。 1.球殼片曲率半徑R0與主管半徑R的比值： Y形對稱三通無梁岔管 取1.151.30 卜形非對稱三通無梁岔管 取1.201.35 三分岔的四通無梁岔管 取1.301.50 主管半徑較大者，可取較小的比值。 2.腰線轉折角 不宜大于12，若各節(jié)等厚，則小直徑處，可增至

33、1520。 3.球殼片與連接錐管可不相切。連接處球殼片切線與錐管母線間的夾角不宜大于5。 球殼片在各頂點處應做成圓弧狀，圓弧半徑可取35倍板厚。與球殼片相連的錐管，需作相應修正。 (五)球形岔管：典型結構布置有Y形和三分岔二種(圖6.3.2.5)。圖6.3.2.3 貼邊岔管b=4560；a1=07a2=510r/R0.7圖6.3.2.4 無梁岔管(a)卜形；(b)Y形圖6.3.2.5 球形岔(a)Y形；(b)三分岔 1.b：Y形為6090；三分岔為5070。 2.R0=(1.31.6)R1。 管徑較大時選用較小值。 3. 式中 R0球殼內半徑； 球殼計算壁厚； 鋼材泊桑比； L相鄰孔口間凈距(

34、弧長)應不小于300mm。 第6.3.3條 結構設計原則。岔管為薄殼(柱、錐、球)和加強梁系(或肋板)的組合結構。初步計算可用結構力學方法作簡化近似計算。大型工程還宜用有限元法進行整體彈性應力分析。 一、管壁厚度的近似計算 管壁應力由膜應力和邊緣效應應力二部分組成，可近似按柱(或錐、或球)殼計算壁厚，取下列公式(一)、(二)中的大值。 (一)膜應力區(qū)的管壁厚度( ) （用于三梁岔、月牙岔、貼邊岔、無梁岔）（用于球岔） (二)局部應力區(qū)的管壁厚度 （用于三梁岔、月牙岔、無梁岔）式中 P內水壓力，kg/cm2， R該節(jié)鋼管最大內半徑，cm； R0球殼內半徑，cm； 該節(jié)鋼管半錐頂角； 焊縫系數(shù)見表

35、5.1.2； 1、 2見第6.2.2條。表6.3.1d/D4550505555600.51.41.351.41.30.61.51.451.40.71.5 系數(shù)K1的取用： 三梁岔管及月牙肋岔管取1.01.1； 無梁岔管及球形岔管取1.11.2。 貼邊岔管取值按表6.3.1選用。 系數(shù)K2的取用： K2為邊緣應力集中系數(shù)，三梁岔管可近似取1.52.0，內加強月牙肋岔管與無梁岔管可用附錄(四)(二)中的附圖4.2.8取用。 用以上方式確定的管壁厚度，可作為進一步分析或試驗的依據(jù)，并可根據(jù)進一步分析試驗成果修正。對于受力不大的中小型岔管也可不作進一步核算。 二、加強梁(或肋板)的近似計算 加強梁(或

36、肋板)是三梁岔管、內加強月牙肋岔管和球形岔管的主要承載構件，必須進行計算和妥善設計，近似計算法見附錄(四)。第七章 構造要求第一節(jié) 一般規(guī)定 第7.1.1條 管壁最小厚度(包括防銹蝕厚度)，除滿足結構分析要求外，還需考慮制造工藝、安裝、運輸?shù)纫螅ＷC必需的剛度。 管壁最小厚度不宜小于下式數(shù)值，也不宜小于6mm。 (mm)D/800+4( 值若有小數(shù)，應予進位，不得舍去)。式中 D鋼管直徑，mm。 第7.1.2條 鋼管壁厚變化處，明管宜使外徑不變，埋管宜使內徑不變，鋼管壁厚級差宜取2mm。 不同厚度的鋼板對接焊，若厚度差大于4mm，應將較厚板的接口處刨成1:3坡度。 第7.1.3條 直管環(huán)向焊

37、縫間距不應小于500mm。岔管等特殊結構不應小于下列各項之大值： (1)10倍管壁厚度； (2)300mm； (3)3.5 ，r為鋼管半徑， 為管壁厚度。 第7.1.4條 彎管段相鄰管節(jié)轉折角宜在10以下。 第7.1.5條 直徑改變處的漸變圓錐管，錐頂角宜不大于7。 第7.1.6條 焊縫按重要性分為三類： 一類焊縫：包括所有主要受力接縫。例如： (1)管壁縱縫。 (2)廠內明管環(huán)縫、湊合節(jié)合攏環(huán)縫。 (3)岔管的下列焊縫： 管壁的縱縫和環(huán)縫； 加強構件的組合焊縫； 加強構件與管壁的角焊縫。 (4)悶頭與管壁的聯(lián)接焊縫。 二類焊縫：包括較次要的受力接縫，例如管壁環(huán)縫； 三類焊縫：包括受力很小，且

38、修復時不致停電的附屬構件的焊縫。 第7.1.7條 安裝完畢后鋼管橢圓度不得大于5D/1000(橢圓度為相互垂直管徑之差)。澆筑埋管周圍的混凝土時，應采取措施，避免增大橢圓度。 第7.1.8條 超過下列厚度的鋼板，焊接時應預熱100以上： A338mm、16Mn34mm、15MnV32mm。 鋼管焊接時，環(huán)境溫度應在0以上。如低于0，則管壁雖小于上列數(shù)值也應適當預熱。 第7.1.9條 符合下列條件之一者，應在卷板和焊接后作消除應力熱處理。 一、結構厚度超過下列數(shù)值： A342mm、16Mn38mm、15MnV和15MnTi36mm。 二、冷加工成型管節(jié)厚度 符合下列情況： A3及16Mn D33

39、 15Mn及15MnTi D40 D為鋼管直徑。 三、岔管等形狀特殊的構件。 上述第一、三款熱處理的主要目的是調整焊接殘余應力。如作整體構件熱處理確實很困難時，可研究只作局部熱處理。 第7.1.10條 鋼管應有有效的防腐蝕措施。常用防腐蝕措施有涂料保護、噴鍍金屬、電化學保護等。詳見附錄(五)。對于pH4的水質，應予特別重視。 第7.1.11條 鋼管應根據(jù)運輸條件在工廠制成若干單件，運到現(xiàn)場安裝。直管單件宜作成整圓管節(jié)。岔管和彎管單件宜作成整體或短段。不宜在施工現(xiàn)場焊接縱縫，并宜減少安裝環(huán)縫。如需在安裝現(xiàn)場焊縱縫，必須有相應的工藝措施。 對于剛度較低的管節(jié)，施工時應加可靠的內撐。 第7.1.12

40、條 管壁外的加勁環(huán)及錨固板等加勁構件，與管壁接觸處應作兩側連續(xù)焊縫。 第7.1.13條 本章僅對與設計有較密切關系的結構要求作出規(guī)定，其它見水工建筑物金屬結構制造、安裝及驗收規(guī)范(SLJ20180、DLJ20180)。第二節(jié) 明管 第7.2.1條 縱焊縫不應布置在橫斷面的水平軸線和垂直軸線上，與其夾角應大于10，相應弧線距離應大于300mm。 第7.2.2條 分段式明鋼管的支座應使鋼管能軸向自由伸縮并能防止橫向滑脫。在可能沉陷的地基上的支座，應能調整鋼管高程，在支座旁及支承環(huán)兩側應預留千斤頂頂托位置。對于岔管、支管不埋入混凝土的構架式支管段，其支座還應能適應橫向移動。支座應加能拆卸的防塵罩。

41、第7.2.3條 寒冷地區(qū)的明鋼管，應有防止鋼管、通氣管和伸縮節(jié)等設備結冰的可靠措施，還應防止冰塊流入管內。運行時管內流速不得小于結冰流速。停機時管道應放空。 第7.2.4條 鎮(zhèn)、支墩混凝土標號不應低于100號。在寒冷地區(qū)，墩底應深埋在凍土線以下。 第7.2.5條 分段式鋼管的彎管宜埋于鎮(zhèn)墩中。彎頭上應設有止推環(huán)。向上凸的彎管必須配制錨筋。 鎮(zhèn)墩的內層(管壁外)宜配制鋼筋。 第7.2.6條 伸縮節(jié)應能保證軸向自由伸縮，并適應微量角變位。套管式伸縮節(jié)應有足夠的剛度。內套管外表面應涂耐磨涂料或噴耐磨金屬。 第7.2.7條 鋼管上應設置人孔，人孔間距約為150m。人孔直徑不得小于450mm。人孔內宜設

42、導流板。第三節(jié) 地下埋管 第7.3.1條 鋼管與巖石間的混凝土襯圈應均勻密實，止水環(huán)和加勁環(huán)附近必須加強震搗?；炷翗颂柌粦陀?50號。必須嚴格防止混凝土襯圈的缺陷引起鋼管的局部彎曲應力。 可研究在混凝土中加入膨脹性摻合料。 采用預埋骨料混凝土襯圈或水泥砂漿襯圈，應經過試驗論證。 第7.3.2條 地下埋管(包括岔管)應盡力減小鋼管、混凝土和巖石三者之間的施工縫隙。 一、平洞、斜井應作頂拱回填灌漿。頂拱回填灌漿壓力不得小于2kg/cm2，且應在混凝土澆注后至少14天才能開始回填灌漿。 二、在結構分析中，若考慮鋼管與巖石聯(lián)合受力(包括豎井、平洞和斜井)應該作鋼管與混凝土、混凝土與巖石之間的接縫灌

43、漿。 接縫灌漿壓力宜用2kg/cm2，且必須在混凝土和回填灌漿漿液冷卻和干縮后進行(頂拱回填灌漿后至少14天。如頂拱回填灌漿量較大，或泌水條件較差，還應再推遲)。接縫灌漿宜安排在氣溫最低的季節(jié)施工。 三、地下埋管宜作基巖固結灌漿。 固結灌漿壓力不宜小于5kg/cm2。如經試驗證實，固結灌漿確能提高巖石承載能力，可以在結構分析中使用灌漿后的承載能力。 四、灌漿過程中，應嚴密監(jiān)視，防止事故。灌漿后，全部灌漿孔均必須嚴密封堵。 第7.3.3條 若鋼管與混凝土襯砌段連接，在鋼管首端必須設止水環(huán)。若周圍巖石滲透性較強，為防止混凝土襯砌的滲漏水增加鋼管的外水壓力，還須在鋼管首段作環(huán)狀防滲帷幕及排水。 第7

44、.3.4條 鋼管管壁與圍巖之間的徑向凈空尺寸，視施工方法和結構布置(開挖、回填、焊接、有無錨固加勁構件等)而定。凡鋼管就位以后需要在管外焊接作業(yè)者，兩側和頂部至少留0.5m，底部至少留0.6m。加勁環(huán)距巖壁應至少留0.3m。 第7.3.5條 可利用調壓井、施工支洞等設置進入孔口。第四節(jié) 壩內埋管 第7.4.1條 壩內埋管施工時，可在壩體內預留鋼管槽進行。預留鋼管槽的尺寸應滿足鋼管安裝和回填混凝土的要求，兩側及底部最小距離(鋼管壁到混凝土)宜大于1.0m。 槽兩側應預留鍵槽和灌漿盒，或采用鍵槽加插筋?？v坡臺階應打毛。兩側槽壁應預埋固定鋼管的埋件。 第7.4.2條 回填鋼管槽混凝土時，應有嚴格的溫

45、控措施，并應控制混凝土澆筑速度。 第7.4.3條 鋼管跨越壩體縱縫處縱縫應與管軸垂直，并應研究施工期壩塊變形對鋼管的影響，必要時應采取措施以適應之。 第7.4.4條 鋼管與混凝土之間必須進行接縫灌漿，灌漿壓力宜取2.0kg/cm2。預留灌漿孔周圍應補強，灌后應仔細封堵。 第7.4.5條 與混凝土段連接的鋼管管口必須設阻水環(huán)，并應設排水設施。第八章 水壓試驗 第8.0.1條 下列結構宜作水壓試驗： (1)明管； (2)岔管。 第8.0.2條 工水壓試驗可分為三種：分節(jié)的、分段的和整體的。可根據(jù)工程情況選擇試驗方式。 岔管段宜在工廠作水壓試驗。 明鋼管宜作全長整體試驗。管道較長、內壓變化較大的鋼管

46、道可作分段或分節(jié)水壓試驗。 第8.0.3條 水壓試驗壓力值應不小于1.25倍正常工作情況最高內水壓力，也不小于特殊工作情況最高內水壓力。若分段試驗時，管段末端達到試驗壓力值而頂端超過規(guī)定試驗值過多，可將末端試驗壓力適當降低。在最大試驗壓力下，至少應穩(wěn)壓30min(岔管)或10min(其它管)。 第8.0.4條 水壓試驗宜符合運行狀態(tài)，例如：排除悶頭的影響。評價結構安全度應考慮試驗狀態(tài)與運行狀態(tài)的差別。 第8.0.5條 對岔管等重要結構可在作模型水壓試驗和測量應力、應變后，續(xù)作爆破試驗。實測整體屈服壓力安全系數(shù)(折算為原型后)不得低于2。實測爆破壓力安全系數(shù)不得低于3。 第8.0.6條 明鋼管鎮(zhèn)

47、墩應校核水壓試驗狀態(tài)下的強度和穩(wěn)定性。第九章 原型觀測和檢查維修第一節(jié) 原型觀測 第9.1.1條 凡符合下列情況之一者必須作原型觀測： 一、1、2級鋼管； 二、3級鋼管，電站裝機容量等于或大于10萬kW者必須作原型觀測，10萬kW以下者宜作原型觀測； 三、采用新材料、新結構、新工藝的鋼管。 第9.1.2條 原型觀測工作內容包括：觀測項目的確定，觀測斷面與基準網點的選擇，儀器元件、標志的率定與埋設，通水觀測，數(shù)據(jù)采集與處理，定期提出觀測報告。 原型觀測項目可包括： 鋼管應力：特別是岔管等特殊構件的應力； 內水壓力：供計算鋼管應力及水頭損失用； 明管沉陷、位移和轉動：軟基上的明管，在鋼管上、支墩左

48、右兩側和鎮(zhèn)墩四角設測量標點，測量沉陷、位移和轉動； 明鋼管振動型式、頻率和振幅； 鋼管腐蝕、磨損； 埋管外水壓力：包括管外測壓和鉆孔測地下水位； 地下埋管支洞、排水洞、排水管出水流量； 埋管鋼管、混凝土、巖石間的縫隙，鋼管、混凝土、水、巖石的溫度變化，巖石變形和應力等。壩內埋管應進行孔口混凝土應力、鋼筋應力、溫度場和溫度應力的觀測： 周圍可疑地質情況的觀測：山坡滲水、穩(wěn)定情況等。 設計時應根據(jù)具體條件確定觀測的項目。 第9.1.3條 觀測儀器設置后，即應由施工、安裝單位開始觀測。電站建成時，應將資料移交電廠，由電廠繼續(xù)觀測，并及時整理資料和總結。第二節(jié) 檢查維修 第9.2.1條 電站建成時，設計單位向電廠提交的運行說明書中，應結合本工程規(guī)定檢查維修項目及檢查周期，這些項目可包括第9.2.2條至第9.2.4條的內容。 第9.2.2條 運行時應經常對鋼管進行檢查，檢查項目可包括： 明管支座清潔、潤滑和活動情況； 明管伸縮節(jié)、人孔等防滲情況，