SL∕T 281—2020 水利水电工程压力钢管设计规范(水利).pdf
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1、书 书 书C o o C p y r i p g水利水电技术标准咨询服务中心微信二维码,扫一扫信息更多、服务更快?销售分类:机电与金结设计?中华人民共和国水利行业标准水利水电工程压力钢管设计规范? ? ? ? ? ? ?中国水利水电出版社出版发行( 北京市海淀区玉渊潭南路?号?座? ? ? ? ? ?)网址:? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?: ? ? ? : ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?电话:(? ? ?) ? ? ) ? ) ? ?( 营销中心)北京科水图书销售中心 ( 零售)电话:(? ? ?)? ? ? ? ? ?
2、? ?、) ? ? ? ? ) ? ?、) ? ? ? ? ? ? ?全国各地新华书店和相关出版物销售网点经售清淞永业 ( 天津)印刷有限公司印刷? ? ? ?印? ? ? ? ?开本? ? ? ? ? ?印张? ? )千字? ? ? ?年?月第?版? ? ? ?年?月第?次印刷?书号? ? ? ? ? ?) ? ?定价? ? ? ? ? ?元凡购买我社规程,如有缺页、倒页、脱页的,本社营销中心负责调换版权所有侵权必究水利水电工程压力钢管设计规范水 利 电工 程 ? ? 压 ?力压 ?中华人民共和国水利行业标准?电 ?工 ? ?工 ? 工 ?替代? ? ? ? ? ? ?水利水电工程压力钢管设
3、计规范钢 管 设 计 规 范设 ? 管 ? 计 ? 计 ? ? ? 计 ? 范? ? ? 设 ? 管 管 ? 管 范 设 ? ? ? ? 设? ? ? ? 管 ? ? 范 设 管 ? ? ? 范 ? ? 范 ? ? ? ? ? ? ? ? 管 ?管 范 规 计 范 管 管 ? 计 范 规工 ? 工 ? ? ? ? ?发布工 ? 工 ? ? 工 工 ?实施中华人民共和国水利部?发布书 书 书中华人民共和国水利部关于批准发布 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范等?项水利行业标准的公告? ? ? ?年第? ?号中华人民共和国水利部批准 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(? ? ? ? ? ?)等?项为水利
4、行业标准,现予以公布。序号标准名称标准编号替代标准号发布日期实施日期施日水工建筑物水泥灌浆施工技术规范? ? ? ? ? ? ? ? ? 施 ? ? ? ? ? 施 施 ? ? ? ? ? ? 施 ? ? ? ? ?日水利水电工程压力钢管设计规范? ? ? 施? ? ? ? ? ? 施? ? ? ? ? ? ? ? ? 施 施 ? ? ? ? ? ? 施 ? ? ? ? ?日水利水电工程钻探规程? ? 施? ? ? ? ? 施? ? ? ? ? ? ? ? ? 施 施 ? ? ? ? ? ? 施 ? ? ? ? ?日水利水电工程地质测绘规程? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
5、 ? 施 施 ? ? ? ? ? ? 施 ? ? ? ? ?日水工混凝土试验规程? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 施 施 ? ? ? ? ? ? 施 ? ? ? ? ?日水工纤维混凝土应用技术规范? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 施 施 ? ? ? ? ? ? 施 ? ? ? ? ?日水利水电工程水泵基本技术条件? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 施 施 ? ? ? ? ? ? 施 ? ? ? ? ?水 利 部? ? ? ?年施 施月? ?日前日日言根据水利技术标准制修订计划安排,按照? ?施? ? 施 水利技术标准编写规定的要求,对?
6、? ? 施? ? ? ? 水电站压力钢管设计规范进行修订,标准名称更改为 水利水电工程压力钢管设计规范 。本标准共施 施章和?个附录,主要技术内容有:布置、材料、水力计算、结构分析、岔管、构造要求、管道防腐、水压试验、安全监测。本次修订的主要技术内容有: 修改了本标准的适用范围; 增加了整体膜应力、弯曲应力等术语; 增补了输水工程管道布置的相关规定; 增补了回填管、垫层管的布置及结构计算,并增加了压力钢管穿越活断层的工程实例及相应措施; 更新了材 料 标 准 相 关 内 容,补 充 完 善 了 高 强 钢 性 能要求; 修订了正常工况、特殊工况时水力计算要求; 明确了有限元计算方法钢材允许应力
7、的取值规定,增加了无损探伤? ? ?方法的有关内容; 完善和补充了钢衬钢筋混凝土管相关设计内容; 增补了埋藏式岔管与围岩联合承载方法的内容; 增加了管道防腐章节。本标准所替代标准的历次版本为: ? ?施 ? ? ? ? ? 施? ? ? ?本标准批准部门:中华人民共和国水利部本标准主持机构:水利部水利水电规划设计总院本标准解释单位:水利部水利水电规划设计总院本标准主编单位:长江勘测规划设计研究有限责任公司本标准出版、发行单位:中国水利水电出版社本标准主要起草人:王小毛日吴小宁日伍鹤皋日石运深石长征日熊绍钧日陈美娟日苏日凯汪碧飞日李月伟日孙海清日钱军祥石日泽日邹柏青日陈智海日王日可本标准技术内容
8、审查人:温续余日姚宇坚本标准体例格式审查人:张日平本标准在执行过程中,请各单位注意总结经验,积累资料,随时将有关意见和建议反馈给水利部国际合作与科技司 ( 通信地址:北京市西城区白广路二条?号,邮政编码:施 ? ? ? ? ?;电话:? 施 ? ? ? ? ? ? ? ?;电子邮箱: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?) ,以供今后修订时参考。目日日次施日总则施?日术语与符号?日? ? 施日术语?日? ? ?日符号?日布置?日? ? 施日一般规定?日? ? ?日明管日? ? ?日地下埋管施 ?日? ? 日坝内埋管施 ?日? ? ?日钢衬钢筋混凝土管施 施日? ? ?日回填管施 施日材料施
9、?日 ? 施日钢材施 ?日 ? ?日止水、软垫层、钢筋和混凝土材料施 ?日水力计算施 日? ? 施日一般规定施 日? ? ?日水电站压力管道施 日? ? ?日泵站工程及输水工程压力管道? ?日结构分析? ?日? ? 施日一般规定? ?日? ? ?日明管? ?日? ? ?日地下埋管? ?日? ? 日坝内埋管? ?日? ? ?日钢衬钢筋混凝土管? ?日? ? ?日回填管? 施?日岔管? 日? ? 施日布置? 日? ? ?日荷载和允许应力? ?日? ? ?日结构设计? ?日构造要求 日? ? 施日一般规定 日? ? ?日明管 ?日? ? ?日地下埋管 ?日? ? 日坝内埋管 ?日? ? ?日钢衬钢筋
10、混凝土管 ?日? ? ?日回填管 日管道防腐? ?日 ? 施日一般规定? ?日 ? ?日防腐涂装? ?施 ?日水压试验? ?施 施日安全监测? 附录?日明管结构分析方法? 施日? ? 施日荷载计算及结构分析? 施日? ? ?日支承环内力分析? 施日? ? ?日管壁抗外压稳定分析? 日? ? 日加劲环抗外压强度及稳定分析? ?日? ? ?日摩擦系数? 施日? ? ?日通气孔面积? 施附录附日地下埋管结构分析方法? ?日附 ? 施日钢管承受内压应力分析? ?日附 ? ?日抗外压稳定分析? ?附录录日坝内埋管结构分析方法 ?日录 ? 施日钢管、钢筋与混凝土联合承受内压的应力分析 ?日录 ? ?日抗外
11、压稳定分析和通气孔面积计算 附录 ?日钢衬钢筋混凝土管结构分析方法施 ? 施附录?日回填管结构分析方法施 ? ?日? ? 施日荷载计算及应力分析施 ? ?日? ? ?日管壁抗外压稳定分析施 ? ?日? ? ?日管道抗浮分析施 ? ?日? ? 日管壁刚度分析施 ? ?日? ? ?日管侧土的综合变形模量施 ? ?日? ? ?日回填管镇墩稳定分析施 施 ?附录?日岔管结构分析方法施 施 ?日? ? 施日内加强月牙肋岔管近似计算方法施 施 ?日? ? ?日三梁岔管加强梁近似计算方法施 ? ?日? ? ?日球形岔管近似计算方法施 ?日? ? 日贴边岔管近似计算方法施 ? ?日? ? ?日无梁岔管近似计算
12、方法施 ? ?标准用词说明施 ? ?标准历次版本编写者信息施 ? 条文说明施 ? ?书 书 书C o总oo则C ? ? ? Co为贯彻执行国家的技术经济政策,规范水利水电工程压力钢管的设计,做到安全可靠、技术先进、经济合理、环保节能,制定本标准。C ? ? ? ?o本标准适用于常规水电站、抽水蓄能电站、泵站、输水工程等的压力钢管设计。C ? ? ? 。o压力钢管的级别划分应按照? ? ? ? 水利水电工程等级划分及洪水标准执行。C ? ? ? ?o水利水电工程压力钢管可分为下列型式:Co明管。?o地下埋管。o坝内埋管。?o钢衬钢筋混凝土管。?o回填管。?o其他管型。C ? ? ? ?o本标准主
13、要引用下列标准: ? ? ?o碳素结构钢: ? 钢 ?o锅炉和压力容器用钢板: ?钢 ? 钢o低合金高强度结构钢: ? ? 钢 ?o厚度方向性能钢板: ?能 ? 钢 板o涂装作业安全规程o涂漆工艺安全及其通风净化: ? ? ? ? 钢o涂覆涂料前钢材表面处理o表面清洁度的目视评定o第钢部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级: ?钢 钢 ? o压力容器用调质高强度钢板: ? 钢 板 能o水电站压力钢管用钢板: ? ? ? 钢 ?o室外给水设计标准钢: ? ? ? 钢 ?o钢结构设计标准: ? ? 能 能 ?o水工建筑物抗冰冻设计规范: ? ? ? 能 能o水电
14、水利工程压力钢管制作安装及验收规范: ? 钢 ? 板 ?o水工建筑物抗震设计标准? ?钢 ? ?o水工金属结构防腐蚀规范? ?钢 钢o水工混凝土结构设计规范? ? ? ?o水利水电工程等级划分及洪水标准? ? ? o水工隧洞设计规范? ?能 ? ?o水利水电工程调压室设计规范? ? 板 板o水工建筑物荷载设计规范设 ?板 钢 ? ?o低焊接裂纹敏感性高强度钢板C ? ? ? ?o水利水电工程压力钢管的设计除应符合本标准规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。?o术 语 与 符 号? ? Co术oo语? ? C ? Co明管o? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?暴露在空气中的压
15、力钢管。? ? C ? ?o地下埋管o管 ? ? ? ? ? ? ? 管 ? ? ? ? ? ? ? ? ?埋入岩体中,钢管与岩壁之间填筑混凝土或水泥砂浆的压力钢管。? ? C ? 。o坝内埋管o? 埋 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 埋埋设在混凝土坝体内的压力钢管。? ? C ? ?o钢衬钢筋混凝土管o? ? ? ? 混 混 ? ? ? ? ? ? ? 凝 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 土? ? ? ? ?由钢衬与钢筋混凝土组成并共同承载的压力管道。? ? C ? ?o回填管o? 管 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
16、 ?埋在沟内并回填土石的压力钢管。? ? C ? ?o垫层管o? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 管 ? ? ? ? ? ? 管 ? ? ?钢管与混凝土之间设软垫层的压力钢管。? ? C ? ?o岔管o? ? ? ? ? ? ? ? ?输水管道分岔处的压力钢管管段。? ? C ? ?o三梁岔管o ? ? ? ? ? 土 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 凝 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?用 ? 形梁及腰梁加强的岔管。? ? C ? ?o月牙肋岔管o ? ? ? ? ? ? ? ? 土 ? ? ? ? ? ? 凝 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
17、?分岔处用插入管内的月牙形肋板加强的岔管。? ? C ? C ?o球形岔管o ? ? ? ? ? ? ? ? 混? ? ? ? ? ? ? ? ?分岔处为球壳,主管和支管与球壳面交接处用补强环加强的岔管。? ? C ? C Co无梁岔管o ? ? ? 混 混 ? 梁 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?分岔处用多节锥管加强的岔管。? ? C ? C ?o贴边岔管o? ? 埋? ? ? ? 凝 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?分岔坡口边缘焊有补强板加强的岔管。? ? C ? C 。o抗外压稳定临界压力o? ? ? ? ? ? ? 混 ? ? ? ? ? ? ? 混 ? ? 埋
18、 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 土? ? ? ? ? ? ? ? 凝? 管 ? ? 混 ? ? ?钢管承受外压时维持稳定的最高理论压力值。? ? C ? C ?o加劲环o ? ? ? 凝 凝 ? ? ? ? ? ? ? ?管外侧设置的用于提高钢管抗外压稳定,或为加强钢管制作、安装时刚度的环状结构。? ? C ? C ?o支承环o ? 管 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?钢管与支座间起支承、加固作用的环状结构。? ? C ? C ?o阻水环o ? 管 ? 土 ? 凝 凝 ? ? 混 混 ? ?地下埋管、坝 内 埋 管 ( 或 钢 衬)始 端 起 截 水 作 用 的 环 状结构。?
19、 ? C ? C ?o止推环o ? ? ? 管 ? ? ? ? 混 混 ? ?钢管外壁设置的阻止钢管轴向移动的环状结构。? ? C ? C ?o管 壁 等 效 翼 缘 宽 度o? 度 管 ? ? ? 混 ? ? ?凝 混 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 凝? ? ? ? ? ? 混 混参与加劲构件共同工作的两侧管壁的计算宽度。? ? C ? C ?o软垫层o ? ? 凝 ? ? 管 ? ? ? ? ?在钢管外壁与混凝土之间设置的低变形模量材料。? ? C ? ? ?o伸缩节o? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?两段钢管之间用于适应温度变化和地基不均匀沉陷而设置的具有伸缩或
20、角变位性能的联结部件。? ? C ? ? Co止水填料o? ? ? ? ? ? ?埋 ? ? ? ? ? ? 混伸缩节和进人孔结构中设置的具有止水性能的充填物。? ? C ? ? ?o焊缝系数o? ? 混 ? ? ? ? ? ? 埋? ? ? 凝 凝 ? ? ? ? ? ?在计算中考虑管壁焊接质量、成型误差和热影响而采用的不大于钢 ? ?的允许应力折减系数。? ? C ? ? 。o钢管圆度偏差o? ? ? ? ? ? ? ? ? 管 ? ? ? ? ? ? ? ? 混 ? ? ? ? ? ?钢管同一截面处相互垂直的两直径最大差值。板? ? C ? ? ?o壁厚裕量o? ? ? ? ? ? ?
21、? ? 混 ? ? ? ? ? ? ? ? ?计算厚度之外考虑钢管锈蚀、磨损等另行增加的管壁厚度。? ? C ? ? ?o水压试验o? 梁 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 管 ? ? ? ? ? ?按规定进行的充水加压试验,以检验设计、材料、制造、安装等方面质量,消除部分残余应力,钝化缺陷,保障钢管安全运行。? ? C ? ? ?o膜应力o埋 ? 埋 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?沿钢管厚度均匀分布的拉 ( 压)应 力 及 管 壁 平 面 内 的 剪应力。? ? C ? ? ?o弯曲应力o ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?沿管壁厚度变化的正应力,其最大
22、值发生在管壁的表面处。? ? C ? ? ?o整体膜应力o? ? ? ? ? ? 混埋 ? 埋 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?在内水压力作用下,满足基本力的平衡条件而产生的、沿截面厚度均匀分布的应力,其影响范围遍及整个结构,不具有自限性。? ? C ? ? ?o局部膜应力o 混 ? ? ? 混埋 ? 埋 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?在内水压力作用下,因管壳不同锥体连接处母线的不连续,造成整体结构不连续。满足变形协调关系而产生的、沿截面厚度均匀分布的应力,其影响范围仅限于结构局部区域。? ? C ? 。 ?o局部膜应力应弯曲应力o 混 ? ? ? 混埋 ? 埋 ? ? ? ?
23、? ? ? ? ? ?应? ? ? 土? ? ? ? ? ? ? ? ?沿管壁厚度上同时存在局部膜应力和弯曲应力,其最大值发生在管壁的表面处。? ? C ? 。 Co峰值应力o? ? ? ? ? ? ? ? ?局部结构管壳不连续或者加强构件约束产生的弯曲应力,或者温度产生的局部热应力统称为峰值应力,具有自限性。? ? ?o符oo号? 钢管 ( 钢衬)内直径;? 混凝土弹性模量;? 钢材弹性模量;? 作用水头;钢 岔管膜应力区应力集中系数;? 岔管局部应力区应力集中系数;? 内水压力;? 球形岔管球壳内半径或三梁式岔管、月牙肋岔管、无梁岔管的虚拟球内半径;? 钢管 ( 钢衬)内半径;? 钢管 (
24、 钢衬)管壁计算厚度;? 钢材线膨胀系数;? 钢材容重;? 混凝土泊松比;? 钢材泊松比;? 焊缝系数;? 钢材屈服强度;? 钢材抗拉强度;? 钢管轴向正应力;?; 钢管环向正应力;? ; 剪应力;? 设计允许应力;?钢 岔管膜应力区允许应力;? 岔管局部应力区允许应力。能。o布oo置。 ? Co一 般 规 定。 ? C ? Co管道线路布置应与工程区域的相关规划相协调,并符合工程总体布置要求,考虑地形、地质、环境、水力学、施工、交通、运行管理、建设征占地、既有地面地下设施等因素,经技术经济比较后确定。 ? C ? ?o电站工程管道条数应根据机组台数、管线长短、地形和地质条件、机组安装的分期、
25、制作安装和运输条件,电站工程还应考虑电站运行方式及其在电力系统中的地位等因素,经技术经济比较后确定。 ? C ? 。o管径应根据技术经济比较确定。可根据线路布置和内压变化情况分段定出几种管径。变径次数不宜过多。 ? C ? ?o管道布置应考虑控制管内压力流态,正常运行条件下,电站工程管道顶面应在最低压力线以下? 埋,输水工程管顶线宜布置在最低压力线以下? 埋。 ? C ? ?o电站工程明管、坝内埋管、钢衬钢筋混凝土管以及水轮机前不设进水阀的地下埋管、回填管,在管道首端应设置快速闸( 阀)门和必要的检修设施。 ? C ? ?o管道进口闸 ( 阀)门下游必须设置通气装置。充水阀出水水流不得封堵通气
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