DB13(J)-T 8416-2021 城市管網(wǎng)球墨鑄鐵給水管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)第一批制(修)訂計(jì)劃》(冀建節(jié)科函〔2020)43號(hào))的要求，由河北工業(yè)大學(xué)、新興鑄管股份有限公司、河北送至中土大地國際建筑設(shè)計(jì)有限公司(地址：石家莊市裕華區(qū)青園街255號(hào)，郵編：050000,電話電子郵主編單位：河北工業(yè)大學(xué)參編單位：中土大地國際建筑設(shè)計(jì)有限公司上海市政工程設(shè)計(jì)研究院總院(集團(tuán))有限主要起草人：戎賢王道群李一兵張韜臻王玉龍韓玉峰陰建明審查人員：趙明發(fā)劉俊友王健永趙會(huì)超于旭光 2 2 4 9 4.1一般規(guī)定 4.3管件 4.4密封膠圈 5.1一般規(guī)定 5.2水力計(jì)算 6.1一般規(guī)定 6.2管道結(jié)構(gòu)上的作用 206.3管道的強(qiáng)度計(jì)算 226.4管道的穩(wěn)定驗(yàn)算 246.5管道變形驗(yàn)算 266.6管廊管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 276.7基本構(gòu)造規(guī)定 317功能性試驗(yàn) 附錄A埋地腐蝕環(huán)境評(píng)價(jià) 36附錄B輸送介質(zhì)腐蝕環(huán)境評(píng)價(jià) 38附錄C管側(cè)土的綜合變形模量 附錄D球墨鑄鐵管道在各種荷載作用下的最大彎矩系數(shù)和豎向 附錄E地面車輛荷載對(duì)管道作用標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法 42附錄F注水法試驗(yàn) 本標(biāo)準(zhǔn)用詞說明 47附：條文說明 49 2 2 4 9 206.3Calculationof 22 246.5PipelineDeformation 26 27 31 34 AppendixABuriedCorrosiveEnvironmentalA 36AppendixBCorrosiveEnvironmentalAssessmentof AppendixCComprehensiveDeformationModulusofTubular 39AppendixDMaximuDeformationCoefficientofDuctileCastIronPipelineUnderVariousLo AppendixEMethodforCalculationofSta 45ExplanationofWordinginThisStandard ListofQuotedStandards Addition:ExplanationofProvisions 4922.1.5允許工作壓力(PFA)allowableop2.1.6現(xiàn)場允許試驗(yàn)壓力(PEA)allow3按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)以具有95%保證率的分位值4抗力(材料)分項(xiàng)系數(shù)。i——管道單位長度水頭損失(水力坡度);g——重力加速度；55——管道局部水頭損失系數(shù)；Q——經(jīng)濟(jì)流量；2.2.2管道上的作用和作用效應(yīng)Ep——被動(dòng)土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值；f——經(jīng)過深度修正的地基土承載力標(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qn——地面堆積荷載產(chǎn)生的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值；Q——地面車輛的i個(gè)車輪承擔(dān)的單個(gè)輪壓標(biāo)準(zhǔn)值；p——支墩作用在地基土上的平均圧力；@——管道在準(zhǔn)永久組合作用下的最大豎向變形；o——管壁截面的環(huán)向拉應(yīng)力；67892離心球墨鑄鐵管的布氏硬度不超過230HBW,非離心球755其它情況下Rpo.2≥300MPa。伸率應(yīng)為7%。4.2.3球墨鑄鐵管的防腐涂層(包括內(nèi)襯),應(yīng)對(duì)管道使用土壤4.3.3球墨鑄鐵管件的防腐涂層(包括內(nèi)襯),應(yīng)對(duì)使用土壤環(huán)4.4.1球墨鑄鐵管給水管線密封膠圈材質(zhì)宜選用三元乙丙橡膠 (EPDM)和丁苯橡膠(SBR),其物理性能應(yīng)符合表4.4.1規(guī)2橡膠體積變化率應(yīng)控制在-1%～+5%;999999%%%%在水中體積變化率，最大70℃,7d%%4.5.1球墨鑄鐵管線外部土壤腐蝕環(huán)境應(yīng)按照本標(biāo)準(zhǔn)附錄A的面鋅涂層第1部分帶終飾層的金屬鋅涂層》GB/T17456.1的相管外表面鋅涂層第2部分帶終飾層的富鋅涂料涂層》GB/T在管道外表面現(xiàn)場包覆聚乙烯套；或采用400g/m2鋅鋁(稀土)400g/m2鋅鋁(稀土)合金涂層，和與之相容的環(huán)氧或其它合成準(zhǔn)《球墨鑄鐵管、管件及附件環(huán)氧涂層(重防腐)》GB/T1管應(yīng)采用400g/m2鋅鋁(稀土)合金涂層，和與之相容內(nèi)襯應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《球墨鑄鐵管和管件聚氨酯涂層》合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《球墨鑄鐵管、管件及附件環(huán)氧涂層(重防程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》GB50289、《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB5.1.8球墨鑄鐵給水管道與閥門井連接時(shí)，應(yīng)設(shè)置防水套管。5.2水力計(jì)算5.2.1滿流或壓力流的輸水管管徑可按下式計(jì)算：式中：Q一輸水管設(shè)計(jì)流量(m3/s);Ve——管道經(jīng)濟(jì)流速(m/s)。根據(jù)當(dāng)?shù)胤蠊軉蝺r(jià)和動(dòng)力價(jià)格，通過計(jì)算確定。5.2.2球墨鑄鐵給水管道總水頭損失，可按下列公式計(jì)算：式中：hz——管道總水頭損失(m);hy——管道沿程水頭損失(m);5.2.3采用環(huán)氧樹脂涂層或聚氨酯涂層內(nèi)襯的球墨鑄鐵給水管道沿程水頭損失，可按下列公式計(jì)算：式中：λ——沿程阻力系數(shù)；dj——管段計(jì)算內(nèi)徑(m)。v——管段斷面水流平均流速；g——重力加速度(m/s2)。5.2.4采用水泥砂漿內(nèi)襯的球墨鑄鐵給水管道沿程水頭損失，可按下列公式計(jì)算：式中：;——管道單位長度水頭損失(水力坡降);C——流速系數(shù)；R——水力半徑(m)。式中：n——管道粗糙系數(shù)，一般取值0.010～0.013;y——管道計(jì)算時(shí)，y可取1/6。5.2.5球墨鑄鐵給水管道局部水頭損失，可按下列公式計(jì)算：式中：ζ——管道局部阻力系數(shù)，見《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第1冊(cè)《常用資料》5.2.6輸配水管沿程水頭損失計(jì)算：式中：hy——管道沿程水頭損失(m);l——計(jì)算管道長度(m);i——管道單位長度的水頭損失(水力坡度)。2級(jí)。3對(duì)不開槽(頂管等)施工工法，土弧基礎(chǔ)中心角2α按1永久作用應(yīng)包括管道結(jié)構(gòu)自重、土壓力(豎向和側(cè)向)、2可變作用應(yīng)包括地面堆積載荷、地面車輛載荷、管道內(nèi)水壓力和地下水浮力。對(duì)于明裝管道還應(yīng)包括施工安裝荷載或檢6.2.2作用代表值、作用分項(xiàng)系數(shù)、作用組合系數(shù)和按結(jié)構(gòu)安全6.2.3球墨鑄鐵管道設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力的標(biāo)準(zhǔn)值Fwd,k應(yīng)按下列規(guī)定式中：Gik球墨鑄鐵管管道結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m);Kaμ——管頂以上原狀土的主動(dòng)土壓力系數(shù)和內(nèi)摩擦系數(shù)的乘積，對(duì)一般粘性土可取0.13,飽和粘土可取0.11,砂和礫石可取0.165;0-管側(cè)土的內(nèi)摩擦角。6.2.7球墨鑄鐵管道內(nèi)水重標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算：式中：Gw球墨鑄鐵管管道內(nèi)水重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m);Yw球墨鑄鐵管道內(nèi)水重度，可取10(kN/m3)。6.2.8地面車輛荷載傳遞到埋地管道頂部的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算方法見附錄E。6.2.9地面堆積荷載標(biāo)準(zhǔn)值可取10kN/m2計(jì)算。6.2.10埋地球墨鑄鐵管管道浮托力標(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10kN/m3。6.2.11作用在非回填球墨鑄鐵管道上的施工安裝荷載及檢修荷載標(biāo)準(zhǔn)值，可按表6.2.11采用，其永久值系數(shù)可取0.2。荷載標(biāo)準(zhǔn)值6.3管道的強(qiáng)度計(jì)算6.3.1球墨鑄鐵管管道的強(qiáng)度計(jì)算，應(yīng)符合下式的要求：式中：Yo——管道結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332的規(guī)定采N在管道內(nèi)水壓力作用下，管壁截面上的拉力設(shè)計(jì)M——在荷載組合作用下管壁截面上的最大彎矩設(shè)計(jì)值fd——球墨鑄鐵管材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，應(yīng)按230N/mm2采用。6.3.2在管道內(nèi)水壓力作用下，管壁截面上的拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列公式計(jì)算：Fwd,k——管道設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力的標(biāo)準(zhǔn)值(MPa);Yo——管道計(jì)算半徑(mm),Yo=DEy?+emin;6.3.3在荷載組合作用下管壁截面上的最大彎矩可按下式計(jì)算：式中：φ——管道彎矩折減系數(shù)，無壓管道取φ=1.0,有壓管Ea管側(cè)土的綜合變形模量(N/mm2),當(dāng)為單線敷設(shè)時(shí)可按附錄C采用；當(dāng)為雙線敷設(shè)或與其他線合槽施工時(shí)，其取值應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況具體確YGw——管內(nèi)水重的分項(xiàng)系數(shù)；YQ——地面車輛荷載、堆積荷載的分項(xiàng)系數(shù)；L——考慮結(jié)構(gòu)使用年限的荷載調(diào)整系數(shù)；kgm——管道自重下管壁截面上的最大彎矩系數(shù)，可按附錄C確定；kwm——豎向土壓力下管壁截面上的最大彎矩系數(shù)，可按kvm——管內(nèi)水重作用下管壁截面上的最大彎矩系數(shù)，可按附錄D確定；qvk——地面車輛荷載，可按附錄E計(jì)算；或地面堆積ΣFgk≥KfFfw,k式中：FGK各種抗浮作用標(biāo)準(zhǔn)值之Kf——抗浮穩(wěn)定性抗力系數(shù)，取值不低于1.1。p≤fafa——經(jīng)過深度修正的地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007的相關(guān)規(guī)定確定。2當(dāng)采用樁基抗推力時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基6.5.1球墨鑄鐵管管道在準(zhǔn)永久組合作用下的最大豎向變形驗(yàn)算，式中：φ-變形百分率，當(dāng)內(nèi)防腐為水泥砂漿時(shí)，取3%;內(nèi)防腐為延性良好的涂料時(shí)，取4%;向變形(mm);Do——球墨鑄鐵管管道的計(jì)算直徑，6.5.2球墨鑄鐵管管道在準(zhǔn)永久組合作用下的最大豎向變形，kb——豎向壓力作用下管道的豎向變形系數(shù)，按附錄6.6管廊管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.6.1管廊管道的支承點(diǎn)應(yīng)位于靠近承口的直段下方，每根管的鞍形支座的最小寬度Bs(見圖6.6.6)可按下式計(jì)算：6.6.3管道上永久性設(shè)施的作用，可按構(gòu)件實(shí)際尺寸與相應(yīng)材料6.6.4在豎向荷載及水平荷載作用下，管廊管道的彎矩和剪力應(yīng)6.6.6馬鞍式支承管道，其支撐處管壁環(huán)向最大彎矩可按下列公Mo=kRr式中：Me——作用于鞍式支撐長度上管壁的環(huán)向彎矩，R支承寬度Bs的豎向反力(N);支承半角0-管壁截面的最大組合折算應(yīng)力(N/mm2);式中：00-在荷載組合作用下，管壁截面的環(huán)向拉應(yīng)力0x在荷載組合作用下，管壁截面的縱向應(yīng)力Tx-在荷載組合作用下，管壁截面的剪應(yīng)力6.6.9管道管壁強(qiáng)度計(jì)算一般應(yīng)取跨中或支座截面為驗(yàn)算截面。6.6.10管道支承處，管壁由設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力產(chǎn)生的環(huán)向拉應(yīng)力及支承處環(huán)向彎曲應(yīng)力，按下列公式計(jì)算：式中：σg——支承處管壁截面的環(huán)向拉應(yīng)力(N/mm2);σ?FW內(nèi)水壓力產(chǎn)生的環(huán)向彎曲應(yīng)力(N/mm2);0,M支承處管壁截面的環(huán)向拉應(yīng)力(N/mm2);Wt馬鞍形支承的管壁截面抵抗矩(N/mm);Y管道內(nèi)半徑(mm)。6.6.11在荷載作用下，管壁截面的縱向應(yīng)力是由豎向荷載作用下產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，當(dāng)采用自錨管接口管時(shí)，管道水平轉(zhuǎn)彎處尚應(yīng)包括管道方向改變管壁產(chǎn)生的縱向拉應(yīng)力，按下式計(jì)算：式中：——在豎向荷載作用下，驗(yàn)算截面的管壁縱向彎曲應(yīng)力(N/mm2);——自錨接口管道，管壁產(chǎn)生的縱向拉應(yīng)力M——在荷載組合作用下，管道驗(yàn)算截面上的最大彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm);Nh——管道在內(nèi)水壓力作用下產(chǎn)生的軸向力(N),按公式計(jì)算：NH=πr2Fwa(1-cosθ)A——管壁截面面積(mm2);DE——管道外徑(m);D——管道內(nèi)直徑(m),取D=DN。6.6.12在荷載組合作用下，管壁截面的平均剪應(yīng)力和最大剪應(yīng)力可分別按下式計(jì)算：1管壁截面平均剪應(yīng)力：式中：Tb——管壁截面平均剪應(yīng)力(N/mm2);V-計(jì)算截面處的最大剪力(N);F-球墨鑄鐵管管道內(nèi)半徑(mm)。2管壁截面中和軸處最大剪應(yīng)力：式中：Tmax——管壁截面最大剪應(yīng)力(N/mm2);Vmax計(jì)算截面處的最大剪力(N);ro——球墨鑄鐵管管道計(jì)算內(nèi)徑(mm)。6.6.13管廊明裝球墨鑄鐵管道的撓度不應(yīng)超過1/120,撓度值按式中：f——跨中撓度(mm);q——每延米荷載(N/m);1-管道計(jì)算跨度(m);Ep——管材彈性模量(N/m2);DE-管道外徑(mm);D——管道內(nèi)直徑(mm)。6.7基本構(gòu)造規(guī)定6.7.1管道地基應(yīng)滿足承載力及管道允許變形的要求，天然地基不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)按相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行地基處理。6.7.2埋地管道采用人工土弧基礎(chǔ)時(shí)，人工土弧基礎(chǔ)應(yīng)采用中粗砂或細(xì)碎石鋪設(shè)。管底以上部分人工土弧砂基的尺寸可根據(jù)工程需要的砂基角度確定。管底以下部分人工土弧砂基的尺寸可按下式中：ha-管底以下部分人工土弧砂基厚度(m);DN管道公稱直徑(m)。6.7.3埋地管道回填土的壓實(shí)系數(shù)應(yīng)在設(shè)計(jì)文件中明確規(guī)定，并應(yīng)符合表6.7.3的規(guī)定。溝槽回填部位與壓實(shí)度見圖6.7.3,管底以下部分人工土弧基礎(chǔ)的壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)低于90%;管底以上部分人工土弧砂基(包括管兩側(cè)及腋部)的壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)低于9回填材料法范圍點(diǎn)數(shù)中、粗砂用環(huán)刀法檢查或采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T中其他支撐角范圍組3點(diǎn))管道兩側(cè)砂、碎石屑，最大粒徑小于砂礫或符合要求的原土兩井之間管道兩側(cè)圖6.7.3球墨鑄鐵管管道溝槽回填部位與壓實(shí)度示意圖表A.0.2土壤腐蝕性影響因素及評(píng)價(jià)指數(shù)內(nèi)容及指標(biāo)電阻率50502腐蝕性化學(xué)物質(zhì)50內(nèi)容及指標(biāo)530管道長期處于地下水位下5表A.0.3土壤腐蝕性等級(jí)弱中等強(qiáng)電阻率常規(guī)測(cè)量》GBT17949.1B.0.1輸送介質(zhì)腐蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)及腐蝕性等級(jí)應(yīng)符合表B.0.1的有關(guān)規(guī)定。弱中等強(qiáng)ξ——與Br(管中心處槽寬度)和D?的比值及Ee與基回填土壓實(shí)系數(shù)原狀土標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N63.557357135粘性土或粉土(W<50%)砂135粘性土或粉土(W<50%)砂—137豎向土壓力豎向壓力附錄E地面車輛荷載對(duì)管道作用標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法E.0.1地面車輛荷載對(duì)管道上的作用，包括地面行駛的各種車輛，其載重等級(jí)、規(guī)格型式應(yīng)根據(jù)地面運(yùn)行要求確定。E.0.2地面車輛荷載傳遞到埋地管道頂部的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值，可按下列方法確定：1單個(gè)輪壓傳遞到管道頂部的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值可按公式E.0.2-1計(jì)算(參照?qǐng)DE.0.2-1):式中：qvk——輪壓傳遞到管頂處的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值；Qv,k——車輛的i個(gè)車輪承擔(dān)的單個(gè)輪壓標(biāo)準(zhǔn)值；H——從管道頂部到設(shè)計(jì)地面的距離(m);μa——車輛荷載的動(dòng)力系數(shù)，按表E.0.2采用；a;——i個(gè)車輪的著地分布長度(m);bi——i個(gè)車輪的著地分布寬度(m)。QQh2兩個(gè)以上單排輪壓綜合影響傳遞到管道頂部的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值，可按公式E.0.2-2計(jì)算(參照?qǐng)DE.0.2-2):dbj——沿車輪著地分布寬度方向，相鄰兩個(gè)車輪間的凈距(m)。覆土厚度(m)3多排輪壓綜合影響傳遞到管道頂部的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值，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)；附錄F注水法試驗(yàn)F.0.1壓力升至試驗(yàn)壓力后開始計(jì)時(shí)，每當(dāng)壓力下降，應(yīng)及時(shí)向管道內(nèi)補(bǔ)水，但最大壓降不得大于0.03MPa,保持管道試驗(yàn)壓力恒定，恒壓延續(xù)時(shí)間不得少于2h,并計(jì)量恒壓時(shí)間內(nèi)補(bǔ)入試驗(yàn)F.0.2實(shí)測(cè)滲水量應(yīng)按式F.0.2計(jì)算：式中：q——實(shí)測(cè)滲水量(l/min-km);W——恒壓時(shí)間內(nèi)補(bǔ)入管道的水量(1);T——從開始計(jì)時(shí)至保持恒壓結(jié)束的時(shí)間(min);L——試驗(yàn)管段的長度(m)。F.0.3注水法試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行記錄，記錄表格內(nèi)容宜涵蓋現(xiàn)行國標(biāo)《給水排水工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50268-17《球墨鑄鐵管、管件及附件環(huán)氧涂層(重防腐)》NY/T1121.1721《土壤檢測(cè)第18部分：土壤硫酸根離子含量的測(cè)定》22《土壤檢測(cè)第2部分：土壤pH的測(cè)定》NY/T1121.2《城市管網(wǎng)球墨鑄鐵給水管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DB13(J)/T8416- 3基本規(guī)定 5管道設(shè)計(jì) 5.1一般規(guī)定 5.2水力計(jì)算 6管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1一般規(guī)定 6.2管道結(jié)構(gòu)上的作用 6.4管道的穩(wěn)定驗(yàn)算 6.5