玻璃纤维增强塑料夹砂管工程设计规程(定稿). c[方案].doc

给水排水工程埋地玻璃纤维增强塑料夹砂管道结构设计规程二o o五年五月目 次1.总则……………………………………………………………………12.术语和符号……………………………………………………………13.材料……………………………………………………………………34.管道结构上的作用……………………………………………………75.基本设计规定…………………………………………………………106.承载能力极限状态计算………………………………………………127.变形验算………………………………………………………………158.构造规定………………………………………………………………16附录A 管侧土的综合变形模量 ………………………………………18附录B 管道在各种荷载作用下的最大弯矩系数和竖向变形系数………………………………………………20本规程用词说明 ………………………………………………………20附：条文说明 …………………………………………………………21给水排水工程埋地玻璃纤维增强塑料夹砂管道结构设计规范1 总 则为了在给水排水工程玻璃纤维增强塑料夹砂管道结构设计中，贯彻执行国家的技术经济政策，达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规范。

本规范适用于城、镇公用设施和工业企业中，输送介质温度低于40ºC的一般给水排水工程埋地玻璃纤维增强塑料夹砂管道结构的设计管道工程所用管材必须符合《玻璃纤维增强塑料夹砂管》CJ/T 3079的有关规定，管道连接材料等必须符合国家现行的相关产品标准，具有产品出厂合格证等有效证明文件其埋设条件为人工土弧基础，管道铺设安装和施工验收应符合《埋地给水排水玻璃纤维增强热固性树脂加砂管管道工程施工及验收规程》CECS 129规定不适用于工业企业中具有特殊要求的给水排水工程管道的结构设计对于给水排水工程埋地玻璃纤维增强塑料管道结构的设计可参照本规程执行本规范系根据我国《给水排水工程管道结构设计规范》GB 50332规定的原则制定的对于建造于地震区、湿陷性黄土或膨胀土等特殊条件地区的玻璃纤维增强塑料夹砂管道工程的结构设计，尚应符合国家现行有关规范的规定2 术语和符号2.1术语玻璃纤维增强塑料夹砂管以玻璃纤维为增强材料，热固性树脂为基体，优质硅砂为骨料制造成型的管材按加工工艺分为离心浇铸玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂夹砂管和玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹砂管管壁结构层由玻璃纤维、热固性树脂和中间树脂砂层组成的管道承力体系层。

管壁外表面层管道结构层外侧为防止管周不良环境对管体性能产生影响的表面富树脂层管壁内衬层管道结构层内侧为防止管内输送介质腐蚀和渗透的表面富树脂层2.1.5初始失效压力管材试件在均匀连续升压的内水压力作用下，出现失效现象（爆破或渗漏）时的压力值同批试件取其最小值2.1.6压力等级压力等级表示管材最大允许设计压力值根据标准试验方法规定程序检测所得的管材长期静水设计压力或初始失效压力检测数据确定管材初始环向刚度管材试件根据平行板外载性能试验方法规定程序检测，以竖向变形率为5%标定的管材初始环向刚度值2.1.8刚度等级刚度等级是以N/m2为单位的管材环向初始特定刚度的级别根据管壁材料环向弯曲弹性模量与单位长度管的惯性距的乘积再除以直径的立方数据确定2.1.9长期静水压应力基准值采取连续施加静水压力至管材设计使用年限时，出现管材失效的临界管壁平均拉伸应力值管材设计使用年限无特殊说明时为50年2.1.10长期环向弯曲应变基准值在管材设计使用年限内，管壁承受环向弯曲作用下出现失效现象（结构分层或纤维断裂）时的环向最大应变值2.1.11工作压力管道系统正常工作状态下，预期持续作用于管壁的内部压力2.1.12设计压力管道系统可能出现的最大内部设计压力值，一般为管道工作压力与残余水锤压力之和。

2.1.13管道变形系数管道受竖向压力作用，不同管底土壤支撑情况下管道的竖向变形系数2.1.14管壁截面弯距系数管道在不同荷载作用下，不同管底土壤支撑情况的管壁截面最大弯距系数2.1.15管侧土的综合变形模量考虑管侧原状土性能对管道胸腔回填土影响后的管周土体综合变形模量2.1.16管道变形滞后系数体现管侧土体在抗力长期作用下，所产生松弛变形对管道竖向变形的影响系数2.2主要符号2.2.1管道上的作用Fvk—管道内的真空压力标准值；Fcr,k—管壁截面失稳的临界压力标准值；Fsv,k—管顶的竖向土压力标准值；Fwk—管道工作压力标准值；Fwd,k—管道的设计内水压力标准值；Gwk—管道内水重标准值；Qvi,k—地面车辆的i个车轮所承担的单个轮压标准值；qvk—地面车辆轮压传递到管顶处的单位面积竖向压力标准值；qik—地面作用传至管顶的压力标准值；qmk—地面堆积荷载标准值；S－作用效应组合设计值材料性能Ep—管材环向弯曲弹性模量；f0—管材初始失效压力；fth,k—管材环向等效折算拉伸抗拉强度标准值；fth—管材环向等效折算拉伸抗拉强度设计值；ftm,k—管材环向等效折算弯曲抗拉强度标准值；ftm—管材环向等效折算弯曲抗拉强度设计值；HDB—管道长期静水压应力基准值；PN—管材的压力等级值；SN—管材的刚度等级值；S0—管材初始环向刚度值；Sb—管材的长期环向弯曲应变基准值；νp—管材的泊桑比。

几何参数D0—管道的计算直径；DN—管道的公称直径；D1—管道的外壁直径；Hs—管顶至设计地面的覆土高度；a—单个车轮的着地分布长度；b—单个车轮的着地分布宽度；di—相邻两个轮压间的净距；r0—管道的计算半径；t—管壁厚度；wd,max—外荷载作用下管道最大竖向变形值计算系数CG—永久作用效应系数；CQ—可变作用效应系数；DL—变形滞后系数；Ee—管侧回填土的变形模量；En—管周原状土的变形模量；Ed—管侧土的综合变形模量；Kd—竖向压力作用下管的竖向变形系数；Kf—管道抗浮设计的稳定性抗力系数；Kim—管壁截面弯矩系数；Kst—管壁截面设计的稳定性抗力系数；γ0—管道工程的重要性系数；γG—永久作用分项系数；γQ—可变作用分项系数；γs—回填土的重力密度；γw—管内水的重力密度；νs—管周土体的泊桑比；ψc—可变作用的组合系数；ψq—可变作用的准永久值系数；μd—地面车辆荷载的动力系数3 材 料3.1 材质标准玻璃纤维增强塑料夹砂管的质量标准应符合现行《玻璃纤维增强塑料夹砂管》CJ/T 3079规定的要求玻璃纤维增强塑料夹砂管应设置内衬层，并应满足管道内压作用下的抗渗要求和耐输送介质腐蚀的要求。

对于给水的管道内衬层所用材料应符合《生活饮用水卫生标准》GB 5749规定管壁外侧应根据管道所处环境，设置外表面层，并应满足消除外界腐蚀介质对管道的不良影响3.2设计计算指标玻璃纤维增强塑料夹砂管材的初始失效压力应满足下式要求：f0³C1PN(3.2.1)式中：f0—管材初始失效压力检测值（MPa）；PN—管材的压力等级；C1—系数当管材产品提供长期性能指标时，C1按表取值；当管材产品不能提供长期性能指标时，C1＝6C1系数 表压力等级PNf0/HDB1.51.752.02.53.00.14.04.04.05.06.00.64.04.04.04.85.71.04.04.04.04.55.41.64.04.04.04.55.42.04.04.04.04.55.42.54.04.04.04.55.4注：HDB为管道长期静水压基准值（MPa）一般常用压力等级为0.1、0.6、1.0、1.6、2.0、2.5MPa，也可根据本规程规定的原则增加其它压力等级3.2.2玻璃纤维增强塑料夹砂管材的初始环向刚度值应满足3.2.2.1式要求管材刚度等级(SN)应根据管材性能参数按照3.2.2.2式计算确定。

S0³SN(.1)SN=x106(3.2.2.2)式中：S0—管材初始环向刚度值（N/m2）；SN—管材刚度等级值（N/m2）t—管壁厚度（mm）；D0—管道计算直径（mm）；D0= Dl-tEp—管材环向弯曲弹性模量(MPa)一般常用刚度等级为1250、2500、5000、10000 N/m2，也可根据本规程规定的原则增加其它刚度等级玻璃纤维增强塑料夹砂管管材性能指标可按以下建议值确定重力密度：17KN/m3~20KN/m3环向弯曲弹性模量：8000MPa~30000MPa泊桑比：0.3~0.4线膨胀系数：离心浇铸管：环向2x10-5/ºC纵向3x10-5/ºC纤维缠绕管：环向1x10-5/ºC纵向2x10-5/ºC玻璃纤维增强塑料夹砂管材的环向等效折算拉伸强度标准值应按以下原则确定1.当有相应管材长期性能试验结果时，管材环向等效折算拉伸抗拉强度标准值应按下式确定：fth,k= HDB （-1）式中fth,k—管材环向等效折算拉伸抗拉强度标准值（MPa）；HDB—管道长期静水压应力基准值（MPa）2.当无相应管材长期性能试验结果时，管材环向等效折算拉伸抗拉强度标准值可按下式确定：fth,k=f0 （-2）玻璃纤维增强塑料夹砂管的管材环向等效折算弯曲抗拉强度标准值应按以下原则确定：1.当有相应管材长期性能试验结果时，管材环向等效折算弯曲抗拉强度标准值应按下式确定：ftm,k=SbEp (-1)式中ftm,k—管材环向等效折算弯曲抗拉强度标准值（MPa）；Sb—管材长期环向弯曲应变基准值（mm/mm）。

2.当无相应管材长期性能试验结果时，管材环向等效折算弯曲抗拉强度标准值可按下式(-2)-3)规定：ftm,k=5.5 x10-5SN2/3（） (-2)fth,k£ftm,k£2.5 fth,k(-3)玻璃纤维增强塑料夹砂管材的环向等效折算拉伸强度设计值应按下式计算：fth = ()式中γh—管材环向强度分项系数，γh＝1.40玻璃纤维增强塑料夹砂管材的环向等效折算弯曲强度设计值按下式计算：ftm = ()式中：γm—管材环向强度分项系数，γm＝1.204 管道结构上的作用4.1作用分类和作用代表值玻璃纤维增强塑料夹砂管道上的作用可分为永久作用和可变作用两类：永久作用：土压力、管内水重、管自重可变作用：管道内的静水压力、地面堆积荷载、地面车辆荷载、管道运行时可能出现的真空压力、地下水的作用管道结构设计时对不同的作用应采用不同的代表值对永久作用，应采用标准值作为代表值；对可变作用，应根据设计要求采用标准值、组合值或准永久值作为代表值可变作用组合值应为可变作用标准值乘以作用组合系数；可变作用准永久值应为可变作用标准值乘以作用的准永久值系数。

当管道承受两种或两种以上可变作用时，承载能力极限状态设计中可变作用应采用组合值作为代表值正常使用极限状态按长期效应组合设计，可变作用应采用准永久。