玻璃鋼夾砂管生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程

1、 1 總 則1.0.1 為了在給水排水工程埋地玻璃纖維增塑料夾砂管管道結(jié)構(gòu)設計中，貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量，制定本規(guī)程。1.0.2 本規(guī)程適用于城鎮(zhèn)公用設施和工業(yè)企業(yè)一般給水排水工程中，輸送介質(zhì)溫度低于40的采用人工土弧基礎的埋地玻璃纖維增強塑料夾砂管管道結(jié)構(gòu)的設計 本規(guī)程不適用于工業(yè)企業(yè)中有特殊要求的給水排水工程管道的結(jié)構(gòu)設計。 給水排水工程埋地玻璃纖維增強塑料管管道結(jié)構(gòu)的設計可參照本規(guī)程執(zhí)行。1.0.3 本規(guī)程系根據(jù)現(xiàn)行國家標準給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設計規(guī)范GB 50332規(guī)定的原則制定。 建造于地震區(qū)、濕陷性黃土或膨脹土等特殊條件地區(qū)的玻璃纖維

2、增強塑料夾砂管管道工程的結(jié)構(gòu)設計，尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。1.0.4 埋地玻璃纖維增強塑料夾砂管管道結(jié)構(gòu)的鋪設安裝和施工驗收，應符合現(xiàn)行協(xié)會標準埋地給水排水玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管管道工程施工及驗收規(guī)程CECS 129的規(guī)定。 2 術(shù)語和符號2.1術(shù)語2.1.1 玻璃纖維增強塑料夾砂管glass filber reinforced plasticmortar pipe 以玻璃纖維為增強材料、熱固性樹脂為基體、硅砂為骨料制成的管材。按加工工藝分為離心澆鑄玻璃纖維增強不飽和聚酯樹脂夾砂管和玻璃纖維纏繞增強熱固性樹脂夾砂管。2.1.2 管壁結(jié)構(gòu)層pipe structural wall

3、由玻璃纖維、熱固性樹脂和中間樹脂砂層組成的管道承力層。2.1.3 管壁外表面層outside protection liner 管壁結(jié)構(gòu)層外側(cè)，防止管周不良環(huán)境影響的表面富樹脂層。2.1.4 管壁內(nèi)襯層inner protection liner 管壁結(jié)構(gòu)層內(nèi)側(cè)，防止管內(nèi)輸送介質(zhì)腐蝕和滲透的表面富樹脂層。2.1.5 初始失效壓力primary lose effectiveness pressure 管材試件在內(nèi)水壓力均勻連續(xù)升壓的過程中，出現(xiàn)失效現(xiàn)象（爆破或滲漏）時的壓力值。取同批試件的平均值。2.1.6 壓力等級pressure class 管材最大允許工作壓力的級別。根據(jù)標準試驗方法檢測所

4、得的管材長期靜水壓力或初始失效壓力確定。2.1.7 剛度等級stiffness class 管材環(huán)向初始特定剛度的級別。根據(jù)管壁材料環(huán)向彎曲彈性模量與單位長度管壁慣性矩的乘積，除以管道計算直徑的三次方計算確定。以Nm2為單位。2.1.8 長期靜水壓應力基準值hydrostatic stress design basisfor long-term 連續(xù)施加靜水壓力至管材設計使用年限時，出現(xiàn)管材失效的臨界管壁平均拉伸應力值。當管材設計使用年限無說明時，取50年。2.1.9 長期環(huán)向彎曲應變基準值ring-bending strain for long-term 管材設計使用年限內(nèi)，管壁在環(huán)向彎曲作

5、用下失效（出現(xiàn)結(jié)構(gòu)分層或纖維斷裂）時的環(huán)向最大應變值。2.1.10 工作壓力working pressure 管道系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下，預期的持續(xù)作用于管壁上的內(nèi)水壓力。2.1.11 設計壓力design pressure 管道系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最大內(nèi)水壓力值。一般為管道的工作壓力與殘余水錘壓力之和。2.1.12 管道變形系數(shù)deflection coefficient of pipeline 管道在豎向壓力作用下，不同管底土體支撐情況下的豎向變形系數(shù)。2.1.13 管道變形滯后效應系數(shù)deflection lag factor of pipeline 在管側(cè)土體壓力長期作用下，反映土體松弛對管道豎

6、向變形影響的系數(shù)。2.1.14 管側(cè)槽壁土的綜合變形模量effective combined soilmodulus 考慮管側(cè)原狀土性能對管道胸腔回填土影響后采用的管周土體變形模量。2.2 主要符號2.2.1 管道上的作用和作用效應 Fvk管道內(nèi)的真空壓力標準值； Fcr,k管壁失穩(wěn)的臨界壓力標準值； Fsv,k管頂?shù)呢Q向土壓力標準值； Fwk管道工作壓力標準值； Fwd,k管道的設計內(nèi)水壓力標誰值； Qvi,k地面車輛第i個車輪所承擔的單個輪壓標準值； qvk地面車輛輪壓傳遞至管頂?shù)膯挝幻娣e豎向壓力標準值； qk地面作用傳遞至管頂?shù)膲毫藴手担?qmk地面堆積荷載標準值； Wa管材的最大允許

7、長期豎向撓曲值， Wd管道的最大長期豎向撓曲限值， Wd,max外荷載作用下管道最大長期豎向撓曲值。2.2.2 材料性能 Ep管材的環(huán)向彎曲彈性模量； Ee管側(cè)回填土的變形模量； En管側(cè)槽壁原狀土的變形模量； Ed管側(cè)土體的綜合變形模量； fo管材的初始失效壓力； fth,k管材的環(huán)向等效折算抗拉強度標準值， fth管材的環(huán)向等效折算抗拉強度設計值； ftm,k管材的環(huán)向等效折算抗彎強度標準值； ftm管材的環(huán)向等效折算抗彎強度設計值； HDB管材的長期靜水壓應力基準值； PN管材的壓力等級值； SN管材的剛度等級值； Sb管材的長期環(huán)向彎曲應變基準值； s回填土的重力密度； p管材的泊桑比

8、； s管周土體的泊桑比。2.2.3 幾何參數(shù) Do管道的計算直徑； DN管道的公稱直徑； D1管道的外壁直徑； Hs管頂至設計地面的覆土高度； ai第i個車輪的著地分布長度； bi第i個車輪的著地分布寬度； di第i個輪壓與相鄰輪壓間的凈距； ro管道的計算半徑； t管壁厚度。2.2.4 計算系數(shù) DL變形滯后效應系數(shù)； Df管體的形狀系數(shù)； Kd豎向壓力作用下管道的豎向變形系數(shù)； Ktm管材的環(huán)向抗彎強度系數(shù)； Kf管道抗浮穩(wěn)定性抗力系數(shù)； Ks管道整體抗滑移穩(wěn)定性抗力系數(shù)； Kst管壁截面穩(wěn)定性抗力系數(shù)， o管道工程的重要性系數(shù)； G永久作用分項系數(shù)； Q可變作用分項系數(shù)； c可變作用的組

9、合系數(shù)； q可變作用的準永久值系數(shù)； d地面車輛荷載的動力系數(shù)。 3 管 材3.1 質(zhì)量要求3.1.1 玻璃纖維增強塑料夾砂管的質(zhì)量應符合現(xiàn)行行業(yè)標準玻璃纖維增強塑料夾砂管GJ/T 3079的要求。管道連接材料等的質(zhì)量必須符合國家現(xiàn)行有關產(chǎn)品標準的規(guī)定，并具有產(chǎn)品出廠合格證等有效證明文件。3.1.2 玻璃纖維增強塑料夾砂管應設置內(nèi)襯層，并應滿足管道在內(nèi)壓作用下的抗?jié)B透要求和耐輸送介質(zhì)腐蝕的要求。給水管道內(nèi)襯層所采用的材料應符合現(xiàn)行國家標準生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準GB/T 17219和生活飲用水衛(wèi)生標準GB5749的規(guī)定。管壁外側(cè)應根據(jù)管道所處環(huán)境設置外表面層，并應滿足防止

10、外界腐蝕介質(zhì)對管道產(chǎn)生不良影響的要求。3.2 設計計算指標3.2.1 當玻璃纖維增強塑料夾砂管材無長期靜水壓基準試驗數(shù)據(jù)時，管材初始失效壓力應滿足下式的要求：f0C1Fwd,k (3.2.1)式中fo管材的初始失效壓力(MPa)； Fwd,k管道的設計內(nèi)水壓力標準值(MPa)； Cl系數(shù)，取C1=6。3.2.2 玻璃纖維增強塑料夾砂管材的剛度等級值SN應根據(jù)管材性能參數(shù)按下式計算確定。式中SN管材的剛度等級值(N/m2）。 t管壁厚度(mm）； D。管道的計算直徑(mm)，按管壁中心處計算； Ep管材的環(huán)向彎曲彈性模量(MPa)。 常用的剛度等級值可采用1250,2500,5000,10000

11、N/m2。也可根據(jù)本規(guī)程規(guī)定的原則采用其他剛度等級值。3.2.3 玻璃纖維增強塑料夾砂管材可采用下列性能指標： 重力密度：17-20kN/m3 環(huán)向彎曲彈性模量：800030000MPa 泊桑比：0.30.4 線膨脹系數(shù)： 離心澆鑄管：環(huán)向210-5 縱向310-5 纖維纏繞管：環(huán)向1l0-5 縱向210-53.2.4 玻璃纖維增強塑料夾砂管材的環(huán)向等效折算抗拉強度標準值應按下列原則確定： 1 當有相應管材的長期性能試驗數(shù)據(jù)時，管材的環(huán)向等效折算抗拉強度標準值應按下式確定： fth,kHDB (3.2.4-1）式中fth,k管材的環(huán)向等效折算抗拉強度標準值(MPa)； HDB一管材的長期靜水壓

12、應力基準值(MPa)。 2 當無相應管材的長期性能試驗數(shù)據(jù)時，管材的環(huán)向等效折算抗拉強度標準值應按下式確定：3.2.5 玻璃纖維增強塑料夾砂管材的環(huán)向等效折算抗彎強度標準值應按下列原則確定： 1 當有相應管材的長期性能試驗數(shù)據(jù)時，管材的環(huán)向等效折算抗彎強度標準值應按下式確定： ftm,kSbEp (3.2.5-1)式中ftm,k管材的環(huán)向等效折算抗彎強度標準值(MPa)； Sb管材的長期環(huán)向彎曲應變基準值(mm/mm)。 2 當無相應管材的長期性能試驗數(shù)據(jù)時，管材的環(huán)向等效折算抗彎強度標準值應按下式確定：式中Ktm一管材的環(huán)向彎曲強度系數(shù)，可取1/3。當制管企業(yè) 有可靠的技術(shù)依據(jù)時取值可適 當

13、提高，但不得大于1/2；當相應產(chǎn)品標準提供此項數(shù)據(jù)時，應按產(chǎn)品標準的規(guī)定采用。 wB/Do一管材初始撓曲性的B水平徑向變形率，應按表3.2.5取值。3.2.6 玻璃纖維增強塑料夾砂管材的環(huán)向等效折算抗拉強度設計值應按下式計算：式中h管材的環(huán)向抗拉強度分項系數(shù)，取h=1.40。3.2.7玻璃纖維增強塑料夾砂管材的環(huán)向等效折算抗彎強度設計值按下式計算：式中m管材的環(huán)向抗彎強度分項系數(shù)，取m=1.20。 4 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 玻璃纖維增強塑料夾砂管管道上的作用可分為永久作用和可變作用兩類： 永久作用：土壓力、管自重。 可變作用：管道內(nèi)的靜水壓力、地面堆積荷載、地

14、面車輛荷載、管道運行時出現(xiàn)的真空壓力、地下水作用。4.1.2 管道結(jié)構(gòu)設計時，對不同的作用組合應采用不同的作用代表值。 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組合值系數(shù)；可變作用準永久值應為可變作用標準值乘以作用準永久值系數(shù)。 4.1.3 當管道承受兩種以上可變作用，按承載能力極限狀態(tài)基本組合設計時，可變作用應采用標準值、組合值作為代表值。4.1.4 正常使用極限狀態(tài)考慮長期效應按準永久組合設計時，可變作用應采用準永久值作為代表值。4.2 作用標準值和準永久值系數(shù)4.2.1 作用在玻璃纖維增

15、強塑料夾砂管管頂?shù)呢Q向土壓力標準值應按下式計算： Fsv,ksHsD110-3 (4.2.1)式中Fsv,k管頂?shù)呢Q向土壓力標準值(kN/m)； s回填土的重力密度(kN/m3）； Hs管頂至設計地面的覆土高度（m)； D1管道的外壁直徑(mm)。4.2.2 玻璃纖維增強塑料夾砂管管內(nèi)的靜水壓力應按設計內(nèi)水壓力計算，其標準值應按下式確定： Fwd,k1.4Fwk （4.2.2）式中Fwd,k管道的設計內(nèi)水壓力標準值(MPa)； Fwk管道的工作內(nèi)水壓力標準值（MPa）。4.2.3 玻璃纖維增強塑料夾砂管管道在運行過程中可能出現(xiàn)的真空壓力標準值Fvk可按0.05MPa計算。相應的準永久值系數(shù)可取

16、q0。4.2.4 地面堆積荷載標準值qmk可按lOkN/m2計算，其準永久值系數(shù)可取q=0.5。4.2.5 地面車輛荷載傳遞至埋地管道頂部的豎向壓力標準值，可按下列方法確定： 1 單個輪壓傳遞至管頂?shù)呢Q向壓力標準值可按下式計算（圖4.2.5-1）：式中qvk地面車輛輪壓傳遞至管頂?shù)膯挝幻娣e豎向壓力標準值(kN/m2）； d動力系數(shù)，可按表4.2.5采用，當按城A級、B級車輛荷載設計時，可取1.0； Qvi,k地面車輛第i個車輪所承擔的單個輪壓標準值(kN)； ai第i個車輪的著地分布長度(m) ； bi-第i個車輪的著地分布寬度(m）。表4.2.5 動力系數(shù)dHs（m）0.250.30.40.

17、50.60.7d1.301.251.201.151.051.00 2 兩個以上單排輪壓綜合影響傳遞至管頂?shù)呢Q向壓力標準值，可按下式計算（圖4.2.5-2):式中n一車輪總數(shù)； dbj沿車輪著地分布寬度方向，相鄰兩個車輪間的凈距(m)。3 多排輪壓綜合影響傳遞至管頂?shù)呢Q向壓力標準值，可按下式計算：式中ma沿車輪著地分布寬度方向的車輪排數(shù)； mb沿車輪著地分布長度方向的車輪排數(shù)； daj沿車輪著地分布寬度方向，相鄰兩個車輪間的凈距(m); dbj沿車輪著地分布長度方向，相鄰兩個車輪間的凈距(m)。 地面車輛荷載的準永久值系數(shù)可取q=0.5。4.2.6 地下水的浮托力標準值應按最高地下水位計算，其重

18、力密度標準值可取10kN/m3。 5 結(jié)構(gòu)設計5.1 一般規(guī)定5.1.1 本規(guī)程采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法，以可靠指標度量管道結(jié)構(gòu)的可靠度。除管道的穩(wěn)定驗算外，均采用分項系數(shù)的設計表達式進行設計。5.1.2 玻璃纖維增強塑料夾砂管管道結(jié)構(gòu)的設計，應考慮下列兩種極限狀態(tài)： 1 承載能力極限狀態(tài)：對應于管道結(jié)構(gòu)達到最大承載力，管體材料因材料強度被超過而破壞；管道結(jié)構(gòu)因過量變形而不能繼續(xù)承載或截面喪失穩(wěn)定；管道結(jié)構(gòu)作為剛體失去平衡（如橫向滑移、上浮等）。 2 正常使用極限狀態(tài)：對應于管道的豎向變形超過正常使用的變形限值。5.1.3 管道結(jié)構(gòu)的設計應包括確定管材的壓力等級、剛度等級、管壁最

19、小厚度，確定管道的連接構(gòu)造，以及規(guī)定管道開槽和回填的施工要求。5.1.4 玻璃纖維增強塑料夾砂管管道結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析應按彈性體系考慮，其彈性模量應取管體復合材料的綜合模量值。5.2 承載能力極限狀態(tài)設計規(guī)定5.2.1 玻璃纖維增強塑料夾砂管管道結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)進行強度計算時，應采用作用效應的基本組合，結(jié)構(gòu)上的各項作用均應采用作用設計值。作用設計值應為作用分項系數(shù)與作用代表值的乘積。5.2.2 玻璃纖維增強塑料夾砂管管道結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)進行穩(wěn)定驗算時，應采用作用效應的基本組合。此時，結(jié)構(gòu)上的各項作用應采用作用設計值，但作用分項系數(shù)均取1.0。5.2.3 玻璃纖維增強塑料夾砂管管道按強度

20、計算時，應滿足下式要求： oSR (5. 2.3）式中o管道的重要性系數(shù)。對于給水輸水管道，當單線輸水且無調(diào)蓄設施時應取1.1,當雙線輸水時應取1.0；對于給水配水管道應取1.0；對于污水或合流道應取1.0；對于雨水管道應取0.9； S作用效應組合的設計值； R管道結(jié)構(gòu)抗力設計值。5.2.4 對于埋設在地卞水或地表水位以下的玻璃纖維增強塑料夾砂管管道，應根據(jù)地下水水位和管道覆土條件驗算抗浮穩(wěn)定。驗算時各項作用應取標準值，并應滿足抗浮穩(wěn)定性抗力系數(shù)Kf不低于1.1的要求。5.2.5 玻璃纖維增強塑料夾砂管管道應根據(jù)各項作用的不利組合，驗算管壁截面的環(huán)向穩(wěn)定性。驗算時各項作用均應取標準值，并應滿足

21、穩(wěn)定性抗力系數(shù)Kst不低于2.5的要求。5.2.6 玻璃纖維增強塑料夾砂管管道敷設方向改變處應采取抗推力措施。管道敷設應進行抗滑穩(wěn)定驗算，并應滿足抗滑穩(wěn)定性抗力系數(shù)K,不小于1.5的要求。5.3 正常使用極限狀態(tài)設計規(guī)定5.3.1 玻璃纖維增強塑料夾砂管管道結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)進行變形驗算時，應采用考慮長期作用效應的準永久組合，其作用可采用豎向土壓力標準值和地面荷載準永久值。作用效應準永久組合的設計值應按下式計算： S=SFk+qSqk (5.3.1)式中SFk豎向土壓力標準值的效應； Sqk地面作用傳至管頂?shù)呢Q向壓力標準值的效應，標準值取地面車輛荷載或堆積荷載標準值(qvk或qmk）中的較大者； q荷載q的準永久值系數(shù)。5.3.2 玻璃纖維增強塑料夾砂管管道在作用效應準永久組合作用下，管道的最大長期豎向撓曲值，應滿足下列限值要求： 1 對于具備管材長期環(huán)向彎曲應變基準值Sb的管道，最大長期豎向撓曲值不應超過O.O5D0。 2 對于不具備管