1、08/2011 水電站壓力鋼管設計規范水電站壓力鋼管設計規范（DL/T 5141-2001DL/T 5141-2001） 中外技術標準對照研究成果宣講中外技術標準對照研究成果宣講 1. 1. 對照標準選取簡介對照標準選取簡介2. 2. 中外標準對照研究成果中外標準對照研究成果23. 3. 使用標準需關注的主要問題使用標準需關注的主要問題4 4. . 對標工作體會對標工作體會1 1. . 對照標準選取簡介對照標準選取簡介31.1.對照標準選取簡介對照標準選取簡介41.1.對照標準選取簡介對照標準選取簡介5u美國土木工程師協會的美國土木工程師協會的壓力鋼管壓力鋼管（20122012版本）版本）u日

2、本閘門鋼管協會的日本閘門鋼管協會的壓力鋼管設計技術標準壓力鋼管設計技術標準（20072007版）版）u歐洲歐洲CECTCECT的的水電站壓力鋼管設計制造和安裝標準水電站壓力鋼管設計制造和安裝標準（19841984版）版）62. 2. 中外標準對照研究成果中外標準對照研究成果7（1 1）適用范圍）適用范圍8 中外標準均對其適用范圍做了規定：中外標準均對其適用范圍做了規定： 中國標準適用于水電站發電引水鋼管的設計。中國標準適用于水電站發電引水鋼管的設計。 美國標準主要適用于壓力鋼管的設計、制作、安裝、試驗、運行美國標準主要適用于壓力鋼管的設計、制作、安裝、試驗、運行和維護等。和維護等。 日本標準主

3、要適用于水電站壓力鋼管的設計與施工。日本標準主要適用于水電站壓力鋼管的設計與施工。 歐洲歐洲CECT標準主要適用于水電站壓力鋼管的設計、制造和安裝標準主要適用于水電站壓力鋼管的設計、制造和安裝 。 （2 2）結構型式）結構型式9 中外標準發電引水鋼管的結構型式都包括明管和埋管中外標準發電引水鋼管的結構型式都包括明管和埋管 。 中國標準中有壩后背管型式；美、日、歐標準沒有壩后背管的中國標準中有壩后背管型式；美、日、歐標準沒有壩后背管的型式。型式。 中國標準中地下埋管是指隧洞鋼襯，美國標準是指土中埋管或中國標準中地下埋管是指隧洞鋼襯，美國標準是指土中埋管或者回填管。者回填管。 中國標準對回填管等沒

4、有規定；美、日標準有專門章節闡述土中國標準對回填管等沒有規定；美、日標準有專門章節闡述土中埋管和回填管。中埋管和回填管。（3 3）引用標準）引用標準10 中國標準將引用的標準全部列出，給出了明確的引用法規或標準。中國標準將引用的標準全部列出，給出了明確的引用法規或標準。 日本標準給出了明確的引用法規或標準。日本標準給出了明確的引用法規或標準。 美國標準只給出了兩個最常用的規范，其它的包含在規范各章節中。美國標準只給出了兩個最常用的規范，其它的包含在規范各章節中。 歐洲歐洲CECT標準沒有給出引用的標準。標準沒有給出引用的標準。（4 4）總則）總則11中國中國標準是一本標準是一本行業規范，其中的

5、強制性條文必須遵守；行業規范，其中的強制性條文必須遵守；美國設計手冊是介紹壓力鋼管的設計程序，美國設計手冊是介紹壓力鋼管的設計程序，沒有強制性要求，沒有強制性要求，是是供缺乏經驗的設計者參考；供缺乏經驗的設計者參考；歐洲歐洲CECTCECT主要介紹壓力鋼管的計算、設計和施工，主要介紹壓力鋼管的計算、設計和施工，沒有強沒有強制性要求，是制性要求，是供業主在壓力鋼管招標和評標時參考。供業主在壓力鋼管招標和評標時參考。日本標準日本標準主要主要強調鋼管設計應考慮安全、經濟和技術等因素強調鋼管設計應考慮安全、經濟和技術等因素。（5 5）術語、符號術語、符號12中國標準中國標準DL/T 5141對規范中的

6、術語及其定義、符號對規范中的術語及其定義、符號及其含義均給出了明確定義和規定及其含義均給出了明確定義和規定。美、日、歐洲標準沒查到相關匯總的定義和規定，美、日、歐洲標準沒查到相關匯總的定義和規定，而而分述在各章節中。分述在各章節中。（6 6）一般管段布置）一般管段布置13 1）中、美、日、歐標準對壓力鋼管布置要求基本是一）中、美、日、歐標準對壓力鋼管布置要求基本是一致的，壓力鋼管的布置應根據地質條件、線路、結構型式、致的，壓力鋼管的布置應根據地質條件、線路、結構型式、引水方式、施工等條件確定。引水方式、施工等條件確定。 2）中國標準規定明管、壩內埋管、壩后背管以及水輪）中國標準規定明管、壩內埋

7、管、壩后背管以及水輪機前不設進水閥的地下埋管必須在管道首端設快速閘門和必機前不設進水閥的地下埋管必須在管道首端設快速閘門和必要的檢修閘門；水輪機前設進水閥的地下埋管，必須設檢修要的檢修閘門；水輪機前設進水閥的地下埋管，必須設檢修閘門。閘門。 美國標準規定對于輸水系統必須在取水建筑物設事故閘美國標準規定對于輸水系統必須在取水建筑物設事故閘門。門。 可以看出：中美標準對壓力鋼管設置首部閘門的要求基可以看出：中美標準對壓力鋼管設置首部閘門的要求基本一致，僅對地下埋管設置閘門的規定略有區別。本一致，僅對地下埋管設置閘門的規定略有區別。 （6 6）一般管段布置）一般管段布置14 3）對于彎管的轉彎半徑：

8、）對于彎管的轉彎半徑： 中國標準規定為中國標準規定為23倍管徑；倍管徑； 美國標準規定必須等于或大于美國標準規定必須等于或大于1 倍的管徑，但不必大于倍的管徑，但不必大于3 倍管徑，當轉彎半徑小于倍管徑，當轉彎半徑小于2.5倍管徑時必須復核鋼管應力；倍管徑時必須復核鋼管應力； 日本標準規定為日本標準規定為3倍管徑以上。倍管徑以上。 4）對于異型管：）對于異型管： 中國標準規定進口漸變段長度不宜短于中國標準規定進口漸變段長度不宜短于1倍管徑；美國標倍管徑；美國標準中規定方變圓漸變段長度為準中規定方變圓漸變段長度為1.52倍管徑。中美標準規定基倍管徑。中美標準規定基本一致。本一致。 （6 6）一般

9、管段布置）一般管段布置15 5）中、美、日標準對鎮墩的布置要求基本一致，相應的）中、美、日標準對鎮墩的布置要求基本一致，相應的都規定了伸縮節的設置條件。都規定了伸縮節的設置條件。 中國標準建議將伸縮節設置在鎮墩的下游側；美、日標中國標準建議將伸縮節設置在鎮墩的下游側；美、日標準沒有具體規定，但標準中限制伸縮節至鎮墩的距離，美國準沒有具體規定，但標準中限制伸縮節至鎮墩的距離，美國標準更加明確提出了兩者的最大間距不能超過標準更加明確提出了兩者的最大間距不能超過500英尺（約英尺（約150m）。）。 中國標準中規定直管段長度超過中國標準中規定直管段長度超過150m，可以在其間設鎮，可以在其間設鎮墩和

10、伸縮節，直管段縱坡很緩且不超過墩和伸縮節，直管段縱坡很緩且不超過200m，可不設中間鎮，可不設中間鎮墩，但要在管段中部設置伸縮節；日本標準中規定直管段較墩，但要在管段中部設置伸縮節；日本標準中規定直管段較長時，應考慮在中間設鎮墩，鎮墩的最大間距可取為長時，應考慮在中間設鎮墩，鎮墩的最大間距可取為120m150m。 （6 6）一般管段布置）一般管段布置16 6）中、美、日標準對支座型式的劃分基本一致。）中、美、日標準對支座型式的劃分基本一致。 中國標準將支座的型式分為：鞍形滑動支座、平面滑動中國標準將支座的型式分為：鞍形滑動支座、平面滑動支座、滾動支座、搖擺支座。支座、滾動支座、搖擺支座。 美、

11、日標準對支座型式的劃分完全一致，先將支座形式美、日標準對支座型式的劃分完全一致，先將支座形式分為鞍形支座和環形支座，然后又將環形支座分為：滑動支分為鞍形支座和環形支座，然后又將環形支座分為：滑動支座、滾動支座及搖擺支座。座、滾動支座及搖擺支座。（6 6）一般管段布置）一般管段布置17 7）中、美、日、歐標準均規定壓力鋼管應布置排水措施，）中、美、日、歐標準均規定壓力鋼管應布置排水措施，以防止外水壓力過大，以免造成壓力鋼管的外壓失穩。并做好以防止外水壓力過大，以免造成壓力鋼管的外壓失穩。并做好灌漿，提高圍巖的完整性。灌漿，提高圍巖的完整性。 中國和美國標準還規定應布置觀測設施。中國和美國標準還規

12、定應布置觀測設施。 8）中國標準對于壩內埋管和壩后背管這兩種鋼管型式，）中國標準對于壩內埋管和壩后背管這兩種鋼管型式，均考慮壓力鋼管及外部混凝土聯合承擔內水荷載的作用。均考慮壓力鋼管及外部混凝土聯合承擔內水荷載的作用。 而在美、日、歐標準中未查到相關資料，對于這兩種型式而在美、日、歐標準中未查到相關資料，對于這兩種型式的鋼管均不考慮混凝土的作用，壓力鋼管單獨承擔內水荷載。的鋼管均不考慮混凝土的作用，壓力鋼管單獨承擔內水荷載。（7 7）材料）材料181）鋼材）鋼材 a) 中、美、日標準均給出了鋼管用鋼板應符合的技術標準。中、美、日標準均給出了鋼管用鋼板應符合的技術標準。 中國標準詳細地列出了鋼管

13、主要受力構件及明管支座可供選用的鋼種；中國標準詳細地列出了鋼管主要受力構件及明管支座可供選用的鋼種；美國標準則給出了鋼管各部分適用的鋼材技術標準；歐洲標準沒有找到美國標準則給出了鋼管各部分適用的鋼材技術標準；歐洲標準沒有找到鋼材技術標準及鋼種的具體規定。鋼材技術標準及鋼種的具體規定。 b) 中、美、日、歐標準均規定應對鋼管主要受力構件所用鋼材進行中、美、日、歐標準均規定應對鋼管主要受力構件所用鋼材進行化學成分分析和相關力學性能（拉伸和彎曲等）試驗，以保證其達到相化學成分分析和相關力學性能（拉伸和彎曲等）試驗，以保證其達到相應技術要求，只是各國規定的除此之外的額外試驗項目略有不同。應技術要求，只

14、是各國規定的除此之外的額外試驗項目略有不同。 c) 中、美、日標準均以表格形式給出了鋼管用鋼材的各項強度指標，中、美、日標準均以表格形式給出了鋼管用鋼材的各項強度指標，歐洲標準則是以查圖并輔以公式計算的方法來求得鋼材強度指標。歐洲標準則是以查圖并輔以公式計算的方法來求得鋼材強度指標。 同時，中、美、日標準均根據不同的鋼材種類和厚度，分別列出了鋼同時，中、美、日標準均根據不同的鋼材種類和厚度，分別列出了鋼材的各項強度指標。材的各項強度指標。 （7 7）材料）材料192）止水、墊層、混凝土和鋼筋材料）止水、墊層、混凝土和鋼筋材料 中國標準給出了伸縮節止水、法蘭及人孔止水和鋼管外中國標準給出了伸縮節

15、止水、法蘭及人孔止水和鋼管外包墊層常用的材料名稱，并給出了鋼管外包墊層材料的特性包墊層常用的材料名稱，并給出了鋼管外包墊層材料的特性要求。要求。 美、日、歐標準均末找到相應具體規定。美、日、歐標準均末找到相應具體規定。 （8 8）水力計算）水力計算20 1）中國標準明確列出了壓力鋼管水力計算的內容及成果；）中國標準明確列出了壓力鋼管水力計算的內容及成果；美、日、歐標準未查到相關規定。美、日、歐標準未查到相關規定。 2）日本標準關于水錘壓力升高值最小值規定與中國標準）日本標準關于水錘壓力升高值最小值規定與中國標準一致，都不應小于正常蓄水位鋼管靜水壓力的一致，都不應小于正常蓄水位鋼管靜水壓力的10

16、%。 美國及歐洲標準未查到相關規定。美國及歐洲標準未查到相關規定。 3）中國標準對最高及最低壓力線的計算工況給出了詳細）中國標準對最高及最低壓力線的計算工況給出了詳細的說明；的說明； 美國標準并未對此進行表述；美國標準并未對此進行表述； 日本和歐洲標準則對最高壓力線的計算做出了規定，但未日本和歐洲標準則對最高壓力線的計算做出了規定，但未提及最低壓力線的計算。提及最低壓力線的計算。 （9 9）基本設計規定）基本設計規定21 1）中國規范采用以概率理論為基礎的極限狀態設計法，）中國規范采用以概率理論為基礎的極限狀態設計法，以可靠指標量度鋼管結構構件的可靠度，按分項系數表達式進以可靠指標量度鋼管結構

17、構件的可靠度，按分項系數表達式進行設計；行設計； 美國標準和日本標準采用容許應力法；美國標準和日本標準采用容許應力法； 歐洲標準則采用安全系數法。歐洲標準則采用安全系數法。 2）中國、美國和日本標準都規定了相應的焊縫系數。）中國、美國和日本標準都規定了相應的焊縫系數。 （9 9）基本設計規定）基本設計規定22 3）中國、美國、日本和歐洲標準都列出了鋼管可能承受）中國、美國、日本和歐洲標準都列出了鋼管可能承受的荷載。的荷載。 中國規范規定按承載能力極限狀態設計時設計狀況系數不中國規范規定按承載能力極限狀態設計時設計狀況系數不同，并有相應的作用分項系數；按正常使用極限狀態設計時設同，并有相應的作用

18、分項系數；按正常使用極限狀態設計時設計狀況系數及各種作用的分項系數則均取計狀況系數及各種作用的分項系數則均取1.0。 美國和日本標準沒有設計狀況系數規定，各荷載系數均取美國和日本標準沒有設計狀況系數規定，各荷載系數均取1.0。 4）中國規范規定當對鋼管結構構件進行吊裝驗算時，應）中國規范規定當對鋼管結構構件進行吊裝驗算時，應考慮鋼管自重作用的動力系數；考慮鋼管自重作用的動力系數； 美國、日本和歐洲標準沒有相關規定。美國、日本和歐洲標準沒有相關規定。 （9 9）基本設計規定）基本設計規定23 5）中國規范列出了各種管型按承載能力極限狀態設計的具體作）中國規范列出了各種管型按承載能力極限狀態設計的

19、具體作用效應組合與計算情況，例如明管規定了用效應組合與計算情況，例如明管規定了6種計算工況種計算工況6種荷載組合，種荷載組合，地下埋管規定了地下埋管規定了4種工況種工況4種荷載組合等。種荷載組合等。 美國標準規定鋼管使用情況有美國標準規定鋼管使用情況有6種，荷載組合共種，荷載組合共21種；種； 日本標準則只計算管內滿水時、管內充水時和管內放空時三種日本標準則只計算管內滿水時、管內充水時和管內放空時三種工況；工況； 歐洲標準列表說明了各種管型需考慮的計算工況和荷載狀況。歐洲標準列表說明了各種管型需考慮的計算工況和荷載狀況。 6）中國、日本和歐洲標準均采用第四強度理論（剪切變形能量）中國、日本和歐

20、洲標準均采用第四強度理論（剪切變形能量理論）計算等效應力。理論）計算等效應力。 美國美國ASCE標準采用最大剪應力理論。標準采用最大剪應力理論。 7）抗外壓穩定安全系數的取值，中國規范取）抗外壓穩定安全系數的取值，中國規范取1.82.0；美國標；美國標準和日本標準取準和日本標準取1.52.4；歐洲；歐洲CECT標準則沒有具體規定。標準則沒有具體規定。 （1010）一般管段結構計算）一般管段結構計算241）明管）明管 a）中國和日本標準均給出了明管的管壁、鎮墩、支墩上的作用）中國和日本標準均給出了明管的管壁、鎮墩、支墩上的作用力；美國標準給出了鎮墩設計中作用在鎮墩上的作用力。力；美國標準給出了鎮

21、墩設計中作用在鎮墩上的作用力。 b）中國規范列舉了應力分析的不同方法，并提出對于鋼管管壁，）中國規范列舉了應力分析的不同方法，并提出對于鋼管管壁，兩支座間跨中部分縱向按連續梁計算，在支承環、加勁環附近應計兩支座間跨中部分縱向按連續梁計算，在支承環、加勁環附近應計算局部應力。算局部應力。 美國和日本標準是從環向應力、縱向應力等具體應力種類方面說美國和日本標準是從環向應力、縱向應力等具體應力種類方面說明了結構的應力，并列舉出應力計算公式。明了結構的應力，并列舉出應力計算公式。 c）對于支承環的受力，中國規范采用彈性力學和結構力學方法）對于支承環的受力，中國規范采用彈性力學和結構力學方法即可由管壁應

22、力計算求得支撐環的內力；即可由管壁應力計算求得支撐環的內力； 美國標準提出，支承環應力分析中應將支承環與壓力鋼管相交處美國標準提出，支承環應力分析中應將支承環與壓力鋼管相交處的環向應力與縱向應力進行組合，從而得到最大支承環應力。的環向應力與縱向應力進行組合，從而得到最大支承環應力。（1010）一般管段結構計算）一般管段結構計算251）明管）明管 d）對于管壁抗外壓分析，中國規范給出了管壁抗外壓穩定分析和加勁）對于管壁抗外壓分析，中國規范給出了管壁抗外壓穩定分析和加勁環抗外壓強度及穩定分析；環抗外壓強度及穩定分析； 日本標準給出了無加勁環和有加勁環兩種情況下的抗外壓穩定計算公式；日本標準給出了無

23、加勁環和有加勁環兩種情況下的抗外壓穩定計算公式； 歐洲標準給出明管臨界外壓計算公式，并考慮了加勁環的穩定性。歐洲標準給出明管臨界外壓計算公式，并考慮了加勁環的穩定性。 e）對于鎮墩、支墩的要求，中國、美國、日本標準均指出，鎮墩、支）對于鎮墩、支墩的要求，中國、美國、日本標準均指出，鎮墩、支墩宜設置在穩固的巖基上，以滿足承載力和穩定要求。墩宜設置在穩固的巖基上，以滿足承載力和穩定要求。 中國規范提出，對于一些穩固欠佳的巖基，應考慮地基不均勻沉降、抗中國規范提出，對于一些穩固欠佳的巖基，應考慮地基不均勻沉降、抗傾覆驗算等；傾覆驗算等； 美國標準提出，鎮墩、支墩處基礎的移動是不允許的，對于不好的地質

24、美國標準提出，鎮墩、支墩處基礎的移動是不允許的，對于不好的地質材料，要求有補救措施；材料，要求有補救措施； 日本標準提出，對于不能滿足要求的巖基，應采取必要的措施對地基基日本標準提出，對于不能滿足要求的巖基，應采取必要的措施對地基基礎進行處理，采用樁基，或對基礎進行灌漿處理；礎進行處理，采用樁基，或對基礎進行灌漿處理； 歐洲標準指出，業主可根據廠家明確的作用在支墩和支座上的力，來判歐洲標準指出，業主可根據廠家明確的作用在支墩和支座上的力，來判斷地基承載力是否可以滿足要求。斷地基承載力是否可以滿足要求。（1010）一般管段結構計算）一般管段結構計算261）明管）明管 f）對于鋼管振動方面，中國規

25、范建議明管進行振動分析以）對于鋼管振動方面，中國規范建議明管進行振動分析以防止共振；防止共振； 美國標準提出通過對壓力鋼管進行三維有限元的靜、動力美國標準提出通過對壓力鋼管進行三維有限元的靜、動力分析來確定鋼管振動頻率，從而避免發生共振；分析來確定鋼管振動頻率，從而避免發生共振； 日本標準提出應求出鋼管的固有頻率，避免該頻率在水壓日本標準提出應求出鋼管的固有頻率，避免該頻率在水壓變動頻率附近。變動頻率附近。 （1010）一般管段結構計算）一般管段結構計算272）地下埋管）地下埋管 a）對于地下埋管抗外壓分析，中國規范提出光面管抗外壓穩定）對于地下埋管抗外壓分析，中國規范提出光面管抗外壓穩定分析

26、常用的公式有分析常用的公式有伏漢公式伏漢公式（E.W.Vaughan）、）、包羅特公式包羅特公式（H.Borot）、）、阿姆斯圖茲公式阿姆斯圖茲公式（E.Amstutz）和）和孟泰爾孟泰爾公式公式（R.Montel）。加勁環式埋管的管壁臨界外壓采用明管的）。加勁環式埋管的管壁臨界外壓采用明管的米賽斯公米賽斯公式式（R.Von Mises）。）。 美國標準，在地下埋管抗外壓分析中，常用的有美國標準，在地下埋管抗外壓分析中，常用的有阿姆斯圖茲公式阿姆斯圖茲公式（E.Amstutz）和）和雅可比森公式雅可比森公式（Jacobsen）。）。 日本標準，在地下埋管抗外壓分析中，對沒有加勁肋的鋼管，一日本

27、標準，在地下埋管抗外壓分析中，對沒有加勁肋的鋼管，一般按般按阿姆斯圖茲公式阿姆斯圖茲公式（E. Amstutz）公式計算；有加勁肋時，一般）公式計算；有加勁肋時，一般用用鐵木辛柯公式鐵木辛柯公式（S.Timoshenko ）；加勁肋的臨界外壓一般采用）；加勁肋的臨界外壓一般采用阿姆斯圖茲公式阿姆斯圖茲公式（E.Amstutz）。）。（1010）一般管段結構計算）一般管段結構計算282）地下埋管）地下埋管 b）對于地下埋管圍巖的工程地質條件，中國規范提出，）對于地下埋管圍巖的工程地質條件，中國規范提出，地下埋管應查明圍巖的工程地質條件，且對于重要工程，圍巖地下埋管應查明圍巖的工程地質條件，且對于

28、重要工程，圍巖的的Er、Er0、K0、泊松比、泊松比r等地質參數宜由野外試驗確定；等地質參數宜由野外試驗確定； 美國標準提出，每次地質勘察中，要收集場地的背景材料美國標準提出，每次地質勘察中，要收集場地的背景材料和特殊資料，且資料必須滿足按可以接受的可信度水平對土的和特殊資料，且資料必須滿足按可以接受的可信度水平對土的性能進行預測的要求。性能進行預測的要求。 c）對于地下埋管承受的地下水壓力值，中國規范提出，）對于地下埋管承受的地下水壓力值，中國規范提出，該值由多種因素確定；該值由多種因素確定； 日本標準指出，地下水滲透壓力可取預定地下水位引起的日本標準指出，地下水滲透壓力可取預定地下水位引起

29、的外壓，當鋼管周圍設置了排水設備則可降低設計壓力。外壓，當鋼管周圍設置了排水設備則可降低設計壓力。 （1010）一般管段結構計算）一般管段結構計算293）壩內埋管）壩內埋管 中國規范對壩內埋管結構分析作了具體的規定；中國規范對壩內埋管結構分析作了具體的規定； 而美國、日本和歐洲標準均沒有相關規定。而美國、日本和歐洲標準均沒有相關規定。4）壩后背管）壩后背管 中國規范對壩后背管結構分析作了具體的規定；中國規范對壩后背管結構分析作了具體的規定； 而美國、日本和歐洲標準均沒有相關規定。而美國、日本和歐洲標準均沒有相關規定。 （1111）岔管布置、結構分析）岔管布置、結構分析301）布置）布置 a）中

30、國、美國、日本、歐洲標準均要求岔管布置應合理，）中國、美國、日本、歐洲標準均要求岔管布置應合理，不應產生較大的應力集中和變形。過水時，水流平順，避免或不應產生較大的應力集中和變形。過水時，水流平順，避免或減少渦流和振動，以減小水頭損失。制作費用經濟合理。減少渦流和振動，以減小水頭損失。制作費用經濟合理。 b）中國規范對于岔管軸線和底部高程有一定的布置要求；）中國規范對于岔管軸線和底部高程有一定的布置要求；日本、美國標準對此沒有明確的規定。日本、美國標準對此沒有明確的規定。 c）中國規范要求在岔管底部最好設置排水管；日本、美）中國規范要求在岔管底部最好設置排水管；日本、美國標準對此沒有明確的規定

31、。國標準對此沒有明確的規定。 d）對于岔管的分類，中國、美國、日本標準基本一致。）對于岔管的分類，中國、美國、日本標準基本一致。（1111）岔管布置、結構分析）岔管布置、結構分析312）結構分析）結構分析 a）對于作用在岔管上的力，中國規范提出，對于未埋設）對于作用在岔管上的力，中國規范提出，對于未埋設在鎮墩內部的岔管應考慮溫度荷載，并與支管段一起進行結構在鎮墩內部的岔管應考慮溫度荷載，并與支管段一起進行結構分析。分析。 美國標準規定當溫度荷載較為顯著時（溫度應力大于基美國標準規定當溫度荷載較為顯著時（溫度應力大于基本允許應力的本允許應力的10%），還需要計算其他附屬構件的溫度應力。），還需要

32、計算其他附屬構件的溫度應力。 日本標準僅對管內充水工況考慮溫度荷載。日本標準僅對管內充水工況考慮溫度荷載。 b）中國規范規定巖石埋深足夠時，經論證后結構分析計）中國規范規定巖石埋深足夠時，經論證后結構分析計算中可計入部分巖體抗力；算中可計入部分巖體抗力； 美國標準對此未明確指出。美國標準對此未明確指出。 對于外包混凝土襯砌的作用，中國規范將混凝土襯砌與對于外包混凝土襯砌的作用，中國規范將混凝土襯砌與岔管結構當做一個整體，可進行聯合受力分析。而日本標準將岔管結構當做一個整體，可進行聯合受力分析。而日本標準將混凝土當做約束進行分析。混凝土當做約束進行分析。 （1111）岔管布置、結構分析）岔管布置

33、、結構分析322）結構分析）結構分析 c）中國、日本標準對于岔管壁厚都有相應的計算公式，）中國、日本標準對于岔管壁厚都有相應的計算公式，所采用的力學理論也基本一致，但所羅列的可計算的岔管類別所采用的力學理論也基本一致，但所羅列的可計算的岔管類別范圍不同，中國規范所覆蓋的范圍較日本標準大。美國標準則范圍不同，中國規范所覆蓋的范圍較日本標準大。美國標準則敘述較為籠統，主要采用有限元法計算。敘述較為籠統，主要采用有限元法計算。 d）對于抗外壓穩定，中國規范規定采用與明管抗外壓穩）對于抗外壓穩定，中國規范規定采用與明管抗外壓穩定相同的方法進行估算。未查到日本、美國標準明確規定。定相同的方法進行估算。未

34、查到日本、美國標準明確規定。 （1212）構造要求）構造要求331）一般要求）一般要求 a）管壁最小厚度要求：中、美、日標準均給出了考慮鋼）管壁最小厚度要求：中、美、日標準均給出了考慮鋼管制造、運輸和安裝因素的管壁最小厚度，歐洲標準對此未作管制造、運輸和安裝因素的管壁最小厚度，歐洲標準對此未作詳細規定。詳細規定。 b）對于鋼板厚度變化處焊接接口坡度，中、美標準規定）對于鋼板厚度變化處焊接接口坡度，中、美標準規定一致，均為一致，均為1:3的坡度，歐洲標準規定為的坡度，歐洲標準規定為1:4； 中國標準給出了環向及縱向焊縫設置間距的具體要求，中國標準給出了環向及縱向焊縫設置間距的具體要求，日本及歐洲

35、標準對縱向焊縫規定了不允許在同一直線上，且不日本及歐洲標準對縱向焊縫規定了不允許在同一直線上，且不應交叉，中國標準規定更為詳細。應交叉，中國標準規定更為詳細。 c）關于鋼管焊接焊縫，中國標準給出了按重要性分類的）關于鋼管焊接焊縫，中國標準給出了按重要性分類的焊縫類別，美國、歐洲標準則給出了不同焊縫形式的焊接樣式。焊縫類別，美國、歐洲標準則給出了不同焊縫形式的焊接樣式。 （1212）構造要求）構造要求341）一般要求）一般要求 d）中國及歐洲標準給出了管口圓度偏差允許值，美國標）中國及歐洲標準給出了管口圓度偏差允許值，美國標準按端管節和管身分類，分別給出了管口圓度、周長和直線度準按端管節和管身分

36、類，分別給出了管口圓度、周長和直線度等的容差，較中、歐標準更為詳細；日本標準則規定了鋼管的等的容差，較中、歐標準更為詳細；日本標準則規定了鋼管的周長容許誤差。周長容許誤差。 e）中國標準規定了消除應力處理的適用范圍，美、日、）中國標準規定了消除應力處理的適用范圍，美、日、歐標準均未對此作出規定。歐標準均未對此作出規定。 f）鋼管的防腐措施，中國標準僅表述了鋼管防腐應考慮）鋼管的防腐措施，中國標準僅表述了鋼管防腐應考慮的因素，并未對具體防腐措施進行描述；美、日、歐標準均詳的因素，并未對具體防腐措施進行描述；美、日、歐標準均詳細給出了鋼管防腐應遵循的體系、采取的措施及具體實施環境。細給出了鋼管防腐

37、應遵循的體系、采取的措施及具體實施環境。 （1212）構造要求）構造要求352）明管）明管 中國標準對鎮墩的混凝土強度和鋼筋配置構造要求等有中國標準對鎮墩的混凝土強度和鋼筋配置構造要求等有明確規定；明確規定； 中、美、日標準對于伸縮節的形式及長度影響因素一致，中、美、日標準對于伸縮節的形式及長度影響因素一致，美國及日本標準都明確給出了伸縮節長度計算公式；美國及日本標準都明確給出了伸縮節長度計算公式； 鋼管進人孔的大小，中、美、日標準規定基本一致，中、鋼管進人孔的大小，中、美、日標準規定基本一致，中、日標準還給出了進人孔設置間距建議值。日標準還給出了進人孔設置間距建議值。 （1212）構造要求）

38、構造要求363）地下埋管）地下埋管 中國標準規定了地下埋管回填、固結和接觸灌漿的壓力，中國標準規定了地下埋管回填、固結和接觸灌漿的壓力，且規定了鋼管管壁與圍巖之間的徑向凈空尺寸的下限值；且規定了鋼管管壁與圍巖之間的徑向凈空尺寸的下限值； 中、美標準對于灌漿孔的封堵、加勁環及阻水環的設置中、美標準對于灌漿孔的封堵、加勁環及阻水環的設置原則基本一致。原則基本一致。 （1212）構造要求）構造要求374）壩內埋管）壩內埋管 中國標準對壩內埋管的安裝、回填管周圍混凝土的溫控中國標準對壩內埋管的安裝、回填管周圍混凝土的溫控措施提出了要求，鋼管在跨越壩體縱縫時應使縱縫與管軸垂直，措施提出了要求，鋼管在跨越

39、壩體縱縫時應使縱縫與管軸垂直，對與混凝土連接的鋼管始端提出了必須設置阻水環的構造要求。對與混凝土連接的鋼管始端提出了必須設置阻水環的構造要求。 美、日、歐標準均未對壩內埋管做描述。美、日、歐標準均未對壩內埋管做描述。（1212）構造要求）構造要求385）壩后背管）壩后背管 中國標準主要規定了壩后背管外包混凝土的強度、鋼筋中國標準主要規定了壩后背管外包混凝土的強度、鋼筋布置構造要求，明確了鋼管縱縫與環向鋼筋接頭之間應滿足的布置構造要求，明確了鋼管縱縫與環向鋼筋接頭之間應滿足的要求。要求。 美、日、歐標準均為對壩后背管做描述。美、日、歐標準均為對壩后背管做描述。（1212）構造要求）構造要求396

40、）岔管）岔管 中國標準對岔管為滿足水流流態要求而需設置的導流板中國標準對岔管為滿足水流流態要求而需設置的導流板等相關結構做出了規定，且大型岔管管壁厚度級差不宜大于等相關結構做出了規定，且大型岔管管壁厚度級差不宜大于4mm； 美、日、歐標準對岔管相關的計算有描述，但并未明確美、日、歐標準對岔管相關的計算有描述，但并未明確岔管在體型上應滿足的構造要求。岔管在體型上應滿足的構造要求。（1313）模型試驗、水壓試驗）模型試驗、水壓試驗401）模型試驗）模型試驗 中國標準對鋼管結構模型試驗作了詳細規定；中國標準對鋼管結構模型試驗作了詳細規定； 而美、日、歐標準均無類似規定。而美、日、歐標準均無類似規定。

41、 （1313）模型試驗、水壓試驗）模型試驗、水壓試驗412）水壓試驗）水壓試驗 a）中、美、日標準對水壓試驗均無強制要求，中國標準）中、美、日標準對水壓試驗均無強制要求，中國標準要求對部分特殊、新型結構和構件進行水壓試驗；要求對部分特殊、新型結構和構件進行水壓試驗； 美、日標準傾向于用無損探傷來代替水壓試驗；歐洲標美、日標準傾向于用無損探傷來代替水壓試驗；歐洲標準對是否必須進行水壓試驗無相應規定。準對是否必須進行水壓試驗無相應規定。 b）中國、美國和日本標準均規定水壓試驗可在工廠或者）中國、美國和日本標準均規定水壓試驗可在工廠或者現場進行，中國標準還建議岔管宜在工廠做單體水壓試驗。歐現場進行，

42、中國標準還建議岔管宜在工廠做單體水壓試驗。歐洲標準只對工廠水壓試驗作了規定。洲標準只對工廠水壓試驗作了規定。 c）中、美、日標準均對水壓試驗壓力取值和穩壓時間提）中、美、日標準均對水壓試驗壓力取值和穩壓時間提出了要求，但壓力大小和時間長短略有差異；歐洲標準沒有水出了要求，但壓力大小和時間長短略有差異；歐洲標準沒有水壓試驗壓力和穩壓時間的具體規定。壓試驗壓力和穩壓時間的具體規定。（1313）模型試驗、水壓試驗）模型試驗、水壓試驗422）水壓試驗）水壓試驗 d）中、美、日標準都指出需要考慮到水壓試驗可能和實）中、美、日標準都指出需要考慮到水壓試驗可能和實際運行狀態不一樣的情況，需要注意悶頭的影響。

43、歐洲標準無際運行狀態不一樣的情況，需要注意悶頭的影響。歐洲標準無類似規定。類似規定。 e）中、美標準對現場水壓試驗的充水程序作了具體規定。）中、美標準對現場水壓試驗的充水程序作了具體規定。日、歐標準無相應要求。日、歐標準無相應要求。 f）中、美標準規定水壓試驗管段需要安裝通氣閥。日、）中、美標準規定水壓試驗管段需要安裝通氣閥。日、歐標準無相應要求。歐標準無相應要求。 g）中、美標準對水壓試驗過程的監測和控制作了詳細規）中、美標準對水壓試驗過程的監測和控制作了詳細規定；日、歐標準無類似規定。定；日、歐標準無類似規定。 （1414）原型觀測、運行檢查）原型觀測、運行檢查43 1）原型觀測）原型觀測

44、 僅中國規范明確規定了應進行鋼管原型觀測的情況及相僅中國規范明確規定了應進行鋼管原型觀測的情況及相應的觀測項目；應的觀測項目； 美、日、歐標準均未有此項規定。美、日、歐標準均未有此項規定。 （1414）原型觀測、運行檢查）原型觀測、運行檢查44 2）運行檢查）運行檢查 a）中國標準明確指出設計單位應向電站提交運行管理使）中國標準明確指出設計單位應向電站提交運行管理使用說明書，并應在說明書中明確規定應進行運行檢查的項目及用說明書，并應在說明書中明確規定應進行運行檢查的項目及其要求；其要求； 美、日、歐標準均未有此類規定。美、日、歐標準均未有此類規定。 b）中、美、日標準均明確給出了鋼管需要運行檢查的項）中、美、日標準均明確給出了鋼管需要運行檢查的項目及檢查頻率。目及檢查頻率。 鋼管運行檢查的諸多項目中，中、美、日標準均共同關鋼管運行檢查的諸多項目中，中、美、日標準均共同關注的有：鋼管振動、通氣閥、鋼管內部和外部狀況、焊縫以及注的有：鋼管振動、通氣閥、鋼管內部和外部狀況、焊縫以及鎮墩和支