1、JC/T8381998PAGE 0PAGE 1JC中華人民共和國建材行業標準JC/T838-1998 玻璃纖維纏繞增強熱固性樹脂夾 砂 壓 力 管1998-11-09發布 1999-04-01實施國家建筑材料工業局 發 布JC/T8381998前 言本標準是玻璃鋼纖維纏繞增強熱固性樹脂夾砂壓力管在我國的應用實踐，并結合國內外同類產品的要求而制訂的。本標準非等效采用ANSIAWWA C95095玻璃纖維增強塑料壓力管本標準在技術內容與。ANSIAWWAC95095有如下重大差異1范圍只適用于玻璃纖維纏繞增強熱固性樹脂夾砂壓力管；4.5壓力等級基本不相同，主要以JCT552為依據；4.6剛度等級

2、基本不相同，主要以IS0 7685為依據；6.2.1關內徑系列與公差基本不相同，主要以JCT 552為依據；6.2.2長度與公差。與JO/T552相同； 增加了6.3管壁結構；7.3水壓檢驗檢驗水壓為相應壓力等級的1.5倍而不是2倍；按HDB計算最小環向拉伸強度(KNm)的公式放在附錄D(提示的附錄)中，是考慮到實施時的可操作性。引用標準全部采用我國國標、行標文本編排結構基本不同。本標準的附錄A、B、C是標準的附錄。本標準的附錄D、E、F是提示的附錄。 本標準感由全國纖維增強塑料標準化技術委員會提出并歸口。本標準起草單位：國家建筑材料工業局哈爾濱玻璃鋼研究所、長春歐文斯科寧管道有限公司、安陽薩

3、普拉斯特玻璃鋼工程有限公司。本標準主要起草人：李友清、劉在陽、陳立明、宋波、張秀英、張克強。JC/T8381998PAGE 0PAGE 48中華人民共和國建材行業標準 JC/T8381998玻璃纖維纏繞增強熱固性樹脂夾砂壓力管1 范圍本標準規定了玻璃纖維纏繞增強熱固性樹脂夾砂壓力管(代號FWRPMP，以下簡稱夾砂管)的分類、技術要求、試驗方法、檢驗規則、夾砂管的連接方法、標志、運輸及貯存。本標準適用于以玻璃纖維無捻粗紗及其制品為增強材料，熱固性樹脂為基體，優質硅砂等為填料，采用纏繞工藝制成的夾砂管。2 引用標準下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本

4、均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。GBT 1446-83纖維增強塑料性能試驗方法總則GB 144783玻璃纖維增強塑料拉伸性能試驗方法GBT 257689纖維增強塑料樹脂不可溶份含量試驗方法GBT 257789玻璃纖維增強塑料樹脂含量試驗方法GBT 385483纖維增強塑料巴氏(巴柯爾)硬度試驗方法GBT 534985纖維增強熱固性塑料管軸向拉伸性能試驗方法GBT 535l85纖維增強熱固性塑料管短時水壓失效壓力試驗方法GBT 535285纖維增強熱固性塑料管平行板外載性能試驗方法GB 574985生活飲用水衛生標準GBT 823787玻璃纖維增

5、強塑料(玻璃鋼)用液體不飽和聚脂樹脂3 定義本標準采用下列定義。3.1夾砂管填充適量精選硅砂以增加剛度的管。3.2連續纖維纏繞夾砂管結構層由連續纖維纏繞成型的夾砂管。3.3剛度等級以Nm2為單位的初始特定剛度的級別。3.4長期靜水壓設計基礎(HDB)采取連續施加靜水內壓至50年后才會引起制品失效的管壁能承受的環向應力。4分類管應按增強材料、增強層樹脂、內襯、內襯層樹脂、壓力等級和剛度等級等進行分類。各種原材料必須在滿足制品的工藝條件和達到性能指標后方可采用。4.1增強材料1無堿玻璃纖維2中堿玻璃纖維4.2結構層樹脂1間苯型不飽和聚酯樹脂2鄰苯型不飽和聚酯樹脂3雙酚A型不飽和聚酯樹脂國家建筑材料

6、工業局19981109批準1999-04-0l實施4對苯型不飽和聚酯樹脂 5乙烯基酯樹脂 6環氧樹脂 7酚醛樹脂 8其他樹脂4.3 內襯 1增強熱固性內襯 2非增強熱固性內討3熱塑性內襯4無內襯4.4無內襯樹脂0無內襯l間苯型不飽和聚酯樹脂 2鄰苯型不飽和聚酯樹脂 3雙酚A型不飽和聚酯樹脂4對苯型不飽和聚酯樹脂5乙烯基酯樹脂6環氧樹脂7酚醛樹脂 8其他樹脂4.5壓力等級10.25 Mpa20.60 MPa 31.O MPa 41.6 MPa 52.0 MPa。4.6剛度等級 l1250 Nm2 22500 Nm2 35000 Nm 410000 Nm 注：其他壓力等級、剛度等級可日供需雙方協商

7、砸定，有關壓力管的設計見附表D(提示的附錄)。4.7分類示例一個完整的夾砂管的型號標記由FWRPMP六個阿拉伯數字和標準號組成。FWRPPPMP JCT8381998本標準號剛度等級壓力等級內襯樹脂內襯結構層樹脂增強材料名稱代號本標準號剛度等級壓力等級內襯樹脂內襯結構層樹脂增強材料名稱代號例如：FWRPMP111112JCT 8381998表示以無堿玻璃纖維為增強材料，間苯型不飽和聚酯樹脂為結構層樹脂，采用增強熱固性內襯，內襯層樹脂為間苯型不飽和聚酯樹脂，壓力等級為0.25 Mpa，剛度等級為2500N/m2的玻璃纖維纏繞增強鄰苯型不飽和聚酯樹脂夾砂壓力管，按JCT8381998生產。5 技術

8、要求5.1 外觀管的內表面應光滑平整，無對使用性能有影響的龜裂、分層、針孔、貧膠區和氣泡；管端部應平齊；邊棱應無毛刺；外表面無明顯缺陷。如有特殊防護要求，由供需雙方協商確定。5.2.1 管徑與偏差管徑分內徑系列和外徑系列。凡選用內徑系列，管徑應符合表1的規定；凡選用外徑系列，管徑應符俁表2的規定。表1、表2相互獨立。表1 管內徑（ID）系列尺寸與偏差 mm公稱直徑內徑偏差100100.03.0150150.0200200.0250250.04.0300300.0350350.0400400.05.0450450.0500500.0600600.06.0700700.07.0800800.08.

9、0900900.09.010001000.010.012001200.012.014001400.014.016001600.016.018001800.018.020002000.020.022002200.022.024002400.024.026002600.025.028002800.030003000.032003200.034003400.036003600.0注：其它管徑可按用戶要求由供需雙方協商確定表2 管內徑（OD）系列尺寸與偏差 mm公稱直徑內徑偏差100106.0+1.8 -2.0150157.0+1.9 -2.0200208.0+2.0 -2.0250259.0+2.3

10、 -2.0300310.0+2.3 -2.0350360.0+2.4 -2.0400412.0+2.5 -2.0450462.0+2.7 -2.0500514.0+2.8 -2.0600616.0+3.0 -2.0700718.0+3.5 -2.0800820.0+3.8 -2.0900920.0+4.0 -2.010001024.0+4.5 -2.012001228.0+4.5 -2.014001432.0+5.0 -2.016001636.0+5.5 -2.018001840.0+6.0 -2.020002044.0+6.5 -2.022002248.0+7.0 -2.024002452.

11、0+7.5 -2.026002656.0+8.0 -2.028002860.0+8.5 -2.030003064.0+9.0 -2.032003268.0+9.5 -2.034003472.0+10.0 -2.036003676.0+10.5 -2.0注：其它管徑可按用戶要求由供需雙方協商確定5.2.2 長度和偏差長度應按供需雙方同意的標準安裝長度供貨，其中一部分管可以不是標準長度，但數量最多不超過每種規格的15%，除特別規定外，每根管長度變化范圍不應超過標準安裝長度的25%。管的長度和偏差應符合表3的規定。表3 管的長度和偏差 mm長度偏差40002060003080004010000501

12、200060注：管的長度與偏差如有特殊需要，由供需雙方協商確定。5.2.3 壁厚5、2、3 壁厚管壁最小厚度必須在公稱厚度的90%以上，平均厚度不小于公稱厚度。5.3 管壁結構管壁通常由內襯層、結構層、夾砂層和表面層組成。壁厚由結構設計確定。5.4 水壓滲漏性能以壓力等級1.5倍水壓進行試驗，管子不應有滲漏。5.5力學性能5.5.1最小環向拉伸強度5.5.1.1有長期靜水壓設計基礎（HDB）（見附錄E）時，最小環向拉伸強度（計算方法見附錄E）應不小于表4的規定。無長期靜水壓設計基礎（HDB）時，最小環向拉伸強度應小于表5的規定。5.5.2 管的最小軸向拉伸強度管的最小軸向拉伸強度應符合表6的規

13、定。表4 最小環向拉伸強度（KN/m）公稱直徑（mm）壓力等級（MPa）0.250.61.01.62.010050120200320400150751803004806002001002404006408002501253005008001000300150360600960120035017542070011201400400200480800128016004502255409001440180050025060010001600200060030072012001920240070035084014002240280080040096016002560320090045010801800

14、288036001000500120020003200400012006001440240038404800140070016802800448056001600800192032005120640018009002160360057607200200010002400400064008000220011002640440070408800240012002880480076809600260013003120520083201040028001400336056008960112003000150036006000960012000320016003840640010240128003400

15、170040806800108801360036001800432072001152014400表5 最小環向拉伸強度（KN/m）公稱直徑（mm）壓力等級（MPa）0.250.61.01.62.01007518030048060015011327045072090020015036060096012002501884507501200150030022554090014401800350263630105016802100400300720120019202400450338810135021602700500375900150024003000600450108018002880360070

16、052512602100336042008006001440240038404800900675162027004320540010007501800300048006000120090021603600576072001400105025204200672084001600120028804800768096001800135032405400864010800200015003600600096001200022001650396066001056013200240018004320720011520144002600195046807800124801560028002100504084

17、00134401680030002250540090001440018000320024005760960015360192003400255061201020016320204003600270064801080017200216005.5.3 管的平行板外載剛度管的平行板外載鋼度應符合表7的規定，表6 最小軸向拉伸強度（KN/m）公稱直徑（mm）壓力等級（MPa）0.250.61.01.62.0100636363636315063636368712001021021021021022501021021021271443001021021131532083501021021321782084

18、00102102150203238（續表6）45010210816021324850010211817723627660010214221328433170010215623931937280010216725032838090012220030039445710001372173254264931200161244366496583140018227441255865516002203365036838021800238366549745876200026036955376190022002803975968199682400322454681936110626003404827239951

19、1762800360511766105312443000400567851117013833400440624935128715223600480681102114041659表7 在5%撓度下管的最小平行板外載剛度公稱直徑（mm）剛度等級（N/m2）1250250050001000100200500010002502500500010003003600125025005000010005.5.4 撓曲水平在撓曲水平A（表8），樣品管筒身段不應有明顯裂紋。在撓曲水平B（表8），管壁結構不應有明顯分層、玻璃纖維拉伸破壞、斷裂或屈曲等損傷，撓曲水平A和B應同時滿足。表8的規定是建立在安裝后長期使用

20、的現場最大撓度為5%的基礎上。如果樣品管在滿足其中的一項或兩項要求（即水平A或B）下失效，樣品管代表的同批管材的長期許用撓曲值必須將規定值按比例降低。表8 環初始撓度剛 度 等 級（N/m2）撓曲程度125025005001000環初始撓度（直徑的百分比%）A1815129B30252015注：1、對于其它剛度等級，環初始撓度按下式表示為直徑的百分比；2、水平B=30（1250/剛度等級）1/3；3、水平A=0.6（水平B）5.6 樹脂含量管內襯層樹脂含量大于65%，表面層樹脂含量大于80%，結構層樹脂含量為（355）%，夾砂層樹脂含量大于25%。5.7樹脂不可溶份含量樹脂不可溶份含量均不小于

21、90%5.8 巴氏硬度管表面為增強熱固性樹脂時，巴氏硬度不小于40。5.9 衛生要求輸送飲用水的夾砂管應保證水質符號GB5749要求。6 試驗方法6.1 外觀目測管的內、外表面和兩端面。6.2 尺寸測量管的尺寸測定按附錄A(標準的附錄)執行。6.3 水壓滲漏檢驗水莊檢驗按GBT5351，注滿水，排除氣體，以均勻的速率加壓至相應壓力等級的1.5倍，至少保壓120秒。仔細檢查有無可見的滲漏。6.4 力學性能6.4.1初始環向拉伸強度。6.4.1管的初始環向拉伸強度可按以下方法測定： a)按分離盤法測定，見附錄B(標準的附錄)：b)按GBT1447，試樣尺寸(不適宜正向夾持方式時，可采用側向夾持方式

22、。)按附錄C(標準的附錄)；c)按GBT53516.4.1.2 仲裁方法a)公稱直徑不大于2m，按分離盤法測定；b)公稱矗檉大于2m，按CBT 1447測定，試樣尺寸按附錄C。6.4.2初始輔向拉伸強度初始軸向拉伸強度按GBT 1447，試樣尺寸按附錄C。6.4.3管的平行板外載性能平行板外載性能按CBT 5352規定試驗，計算方法按附錄F(提示的附錄)。6.5管的撓曲水平性能管的撓曲水平性能按CBT 5352規定試驗。6.6樹脂含量 樹脂含量按GBT 2577規定試驗。6.7樹脂不可溶份含量樹脂不可溶份含量按GBT 2576規定試驗。6.8 巴氏硬度巴氏硬度按GBT 3854規定試驗。6.9

23、衛生要求水質按GB5749檢驗。7檢驗規則檢驗分出廠檢驗和型式檢驗。7.1出廠檢驗7.1.1檢驗項自管子必須按5.1、5.2、5.4、5.5、5.8的要求進行外觀、尺寸、水壓滲漏、力學性能、巴氏硬度檢驗。7.1.2抽樣與判定規則7.1.2.1外觀、尺寸、水壓滲漏檢驗(公稱直徑不大于1400mm)、巴氏硬度a) 抽樣方案：逐根檢驗。b)判定規則：若檢驗項目全部合格，則判為合格，否則判為不合格。7.1.2.2水壓滲漏檢驗(公稱直徑大于1400mm)、環向拉伸強度、初始軸向拉伸強度，平行板外載剛度、撓曲水平檢驗。a)抽樣方案：以100根相同壓力等級、剛度等級和相同類型與規格的壓力管為一批，不足100

24、根的按100根處理。從每批中隨機抽取一根樣品進行試驗；b)判定規則；檢驗所抽樣本，若全部合格則判該批為合格、若有不合格項，?則加倍抽檢：若仍有不合格項，則判該批不合格。7.2型式檢驗7.2.1條件如有下列情況之一時，應進行型式檢驗：a)首制管或正常生產后，遇到材料、結構工藝有明顯改變可能影響產品性能時；b)連續半年以上停產后恢復生產時； c)正常生產十二個月后； d)出廠檢驗結果與上次型式檢驗有較大差異時； e)國家質量監督機構要求進行型式檢驗時。7.2.2抽樣與組批7.2.2.1以80根為一批，在鄰近周期檢查時的一批產品中進行隨機抽樣。7.2.2.2抽樣與判定規則a)抽樣方式：采用一次抽樣法

25、，樣本數為4；b)判定規則：所抽樣本全部合格，則相應批的型式檢驗合格，否則為不合格。7.3檢驗后的處理7.3.1 對已判為合格的批，使用方應整批接收；對于判為不合格的批，未經使用方的同意，生產方不應在未作任何修復、處理的情況下整批或部分地、或與其他新的批混合后再次重新提交檢驗。7.3.2在已判為合格的酌批中，如再發現不合格品,不影響己作出的判斷，這些不合格品的處理由供需雙方協商解決。7.3.3型式檢驗不合格時，應認真調查原因，及時排除造成不合格的因素后，方能恢復生產。7.3.4按照產品的訂貨合同等文件的具體要求，可將不合格批進行篩選：修復,由供需雙方協商處理。8連接方法連接類型有膠結連接，外鋪

26、層連接，密封圈承插連接，套管連接或桌用下述允許使用的機械形武連接。8.1粘結連接粘結連接形式有三種：每一種形式的連接強度都要滿足或超過5.5.1、5.5.2所述的管的環向強度和軸向強度要求8.1.1錐形承口和插口膠結粘結將壓力管的連接端做成帶有一定錐度的承口和插口，用適當的粘結劑將兩者連接成一體。8.1.2直線承口膠結粘結將壓力管的連接端做成不帶錐度的承口和插口，用適當的膠粘劑粘成一體。8.1.3錐度承口和直插口連接將連接節點做成帶錐度承口和直口，用適當的膠粘劑將其粘成一體。8.2外鋪層連接將一定數量的增強材料用有催化劑系統的樹脂基體進行浸漬，將其鋪到管端結合處以連接成整體并達到壓力密封要求。

27、鋪層的拉伸強度不小于管體自身的強度。8.3 密封圈承、插連接管連接方式分承插連接和套管連接。必要時，密封圈式承、插口連接或套管連接縱向限位采用8.2規定的外部鋪層法。8.4 機械連接機械連接包括法蘭、螺紋、壓縮接頭或市場上現成的類似連接形式。各種機械連接在輸水管管體運行的壓力和溫度等級下可靠性良好。9標志、包裝、運輸及儲存9.1 標志每根管至少應在一處作上耐久標志。標志不應損傷管壁，在正常的裝卸和安裝中，字跡應保持清晰。標志應包括以下內容：a)管的公稱尺寸； b)按第4章分類對管進行標記； c)生產企業名稱、商標、批號。9.2 包裝與運輸a)管層與層之間用墊木隔開、摞放高度不得超過2m。在保證

28、管壁不受損傷的前提下，不同直徑的管允許套裝；b)管在運輸及裝卸過程中不應受到劇烈撞擊、拋擲，除非買方另有規定，管子應按標準的商業運輸條件發運；c)每件包裝應附合格證。 9.3貯存摞放地應卓整，管的摞放高度不得超過2m。摞放地應遠離火源，。不宜長期露天堆放。附 錄 A(標準的附錄)尺寸測量方法A1 管的厚度(t)的測量A1.1儀器精度為0.02mm的球形測頭百分尺。A1.2方法垂直切割管端部,沿圓周至少測量7次，測點均布。A1.3計算計算所測值的算術平均值。A1.4 報告給出得到的最大厚度和最小厚度以及平均厚度。A2管的平均外徑(D)的測量A2.1儀器精度為lmm測量工具A2.2 方法測量管的周

29、長值估計到小數點后一位，計算出外徑值，每隔一定距離進行一次測量，共進行5次測量，取平均值。A2.3 報告報告應包括最小、最大和平均外徑。A3 管的平均內徑（d）的測量按式（A1）計算管的平均內徑：d=D-2t（A1）式中：d平均內徑，mm；D按A2測定的平均外徑，mm；t按A1測定的平均厚底，mm。A4 管的長度的測量A4.1 儀器精度為1mm的鋼卷尺。A4.2 方法把管放在平面上，測定長度精確到1mm。A4.3 報告給出管長度的測定值。附 錄 B（標準的附錄）分離盤法測定管的環向拉伸強度B1試樣B1.1 試樣尺寸見圖B1B1.2 試樣數量按GB 1446第二章。B2 試驗條件B2.1 試樣環

30、境條件按GB1446第三章。B2.2 試樣設備按GB1446第五章。拉伸試驗的分離盤見圖B2，分離盤直徑尺寸見表B1。B2.3 試驗加載速度應為0.015 D，mm/分。注：D為管的公稱直徑B3 試驗步驟B3.1 在試樣上任取兩點，只要它們相距180，并加以標注。試樣表面應無劃痕。B3.2 用千分尺測量環狀試樣任意一點的寬度和厚度。測量精度按GB 1446第四章。B3.3 把管道試樣裝到試驗裝置上的分離盤的外周緣，將選定兩點放在裝置的裂口處。試驗設備應設計成有可能將試驗管環準確地在設備上定位的特點，這樣管環固定在準線中央，與試驗機的附屬設備的各點相連。試樣與盤的接觸表面要加以潤滑。B3.4 均

31、勻連續地對試樣施加載荷，直到破壞。記錄破壞載荷，若試樣沒有完全破壞或斷續破壞，則該試樣作廢，另取試樣補充。B4 環向拉伸強度按式（B1）計算：a = Pb/（2b）（B1）式中：a試樣拉伸強度，kN/m：Pb最大或拉斷載荷，kN：b試樣寬度，m。B5 試驗結果和試驗報告按GB1446第六章、第七章圖B2 環向拉伸試驗的分離盤表B1 分離盤直徑尺寸管 公 稱 直 徑內 徑 系 列外 徑 系 列1009897150148148200197198250247246300296292350346360400395390450445440500494486600593582700692678800792

32、7769008928721000992968120011901162140013901356160015881550180017881740200019881936注：分離盤直徑（工作面）加工精度為h10 ,粗糙度Ra=6.4m附錄C（標準的附錄）軸向與環向拉伸強度試驗的試樣C1 軸向拉伸強度試驗的試樣對不同壁厚的加砂管進行試驗時，其試樣形狀尺寸見圖C1和表C1。C2 環向拉伸強度試驗的試樣對不同壁厚的加砂管進行試驗時，其試樣形狀及尺寸見圖C2和表C2。圖C1 試樣形狀表C1 軸向拉伸試樣尺寸 mmt772222w131925L575765W0192935L0165246300G505058D

33、115115130R767676圖C2 試樣形狀表C2 環向拉伸試樣尺寸 mmt772222w131925L575765W0192935L0165246300G505058D115115130R767676附 錄 D(提示的附錄)埋地壓力管的設計D1 介紹埋地玻璃鋼管道的結構設計程序包括確定設計條件，選擇管材壓力等級和相應的管材性能，選擇安裝參數并完成適當的計算，以確保管材符合D7部分的設計要求，如果計算結果不滿足要求，必須提高安裝參數或選擇不同特性的管材，或者兩者同時進行并重新計算。本節不包括特殊情況所需要的特殊資料和計算(見D9部分)在玻璃鋼管道的設計中既采用了準確的計算又有經驗的方法，除

34、了進行短期試驗外，在模擬應用條件下通過對從長期試驗中獲得的數據進行統計推斷，將許多性能極限確定為50年，利用相應的設計系數通過折減性能極限值獲得設計應力值和設計應變值。設計系數的建立是為了在材料特性發生變化時，以及發生設計計算中未能預計到的載荷情況時滿足管道在設計使用壽命內的性能，設計系數是建立判斷以往經驗和正確的工程原理基礎上的。本節所討論的設計方法適用于均勻管壁和加肋管壁，進行加肋管材設計時，部分計算公式必須加以改進以滿足加肋管特殊性能要求，另外，為滿足加肋管的設計要求，可采用本標準未提及的計算方法。D2 設計術語本節討論的埋設管的設計采用以下定義工作壓力Pw指系統在標準運行條件下介質預期

35、的最高長期運行壓力。壓力等級P c指在沒有其他荷載的情況下，壓力管道所承受的最大壓力。波動壓力P s指瞬時高于工作壓力的壓力，有時也叫作水錘，是由系統中的閥門操作，泵的啟動、停止等引起介質流速變化造成的。波動允許值P sa指在不改變壓力等級的條件下，管道所適應的壓力波動量，可根據配水系統通常遇到的壓力波動預測波動允許值。靜采壓設計并基準HDB指壓力管的長期靜水壓環向強度，根據本標準附錄E規定的試驗方法和詳細評價程序確定。設計系數FS指將特定的力學和物理性能折算成計算的設計值而采用的特定數，其值大于1。參數指本章中的方程式所用參數的定義，見D3。D3設計條件設計條件的確定極大地取決于介質流量及流

36、速極限、壓力、管線標高及有關的地理位置、地形、占道權以及安裝需要的考慮。本附錄采用的普通參數定義如下：B彈性支撐經驗系數(無量綱)； Bd管道起拱線處溝槽寬度，mm；D平均直徑，mm；Df形狀系數(表Dl，無量綱)；DL撓曲滯后系數(無量綱)；E環向彎曲彈性模量，MPa(Nm2)；E土壤反作用組合模量，Nm2；Eb管區回填土壤反作用模量，Nm2；En管道標高處原土壤反作用模量,Nm2；EH環向拉伸彈性模量，MPa；F單位管道長度上的荷載，NmFS設計系數；H管頂以上埋設深度，m；h管頂以上地面高度，MPa；hw管頂以上水位高度，mm；HDB靜水壓設計基準，MPa(應力基準)或mmmm(應變基準

37、)；ID管內徑，mm；I單位長度管環彎曲慣性矩，mm4mm；If沖擊系數，(無量綱)；K=（2nL/D）2Kx管道基床系數(無量綱)；L剛性環向加強筋間距，mm；L1管頂深度處行進方向的輪載區寬度，m(見圖D-2)；L2管頂深度處與行進垂直方向的輪載區寬度，m(見圖D-2)；n屈曲時的波數，n2；OD管外徑，mm；P車輛通過時的載荷(輪載)，N；Pc壓力等級，MPa；Ps波動壓力，MPa；Psa波動壓力允許值，MPa；Pv管內真空壓力，MPa；Pw工作壓力，MPa；qa許用屈曲壓力，MPa；qu無側限抗壓強度，ton/m2；r管道平均半徑，mm；rc回圓系數(無量綱)；Rw水的浮力系數(無量綱

38、)Sb長期環彎曲應變，mm/mm；Sc土壤支撐組合系數(無量綱)；Si環向拉伸強度，MPa；Sr壓力等級時的環向拉伸應力，或應變，mm/mm；SN管壁剛度，N/m2；t管壁結構層厚度，mm；tL內襯厚度，mm；tt管壁結構層和內襯層的總厚度，mm；Wc作用于管道上的垂直土壤載荷，N/m2；WL作用于管道上的活動載荷，N/m2；s土壤比重，N/m3；w水的比重，Nm3；Vhl泊松比(環向施加應力)；Vlh泊松比(軸向施加應力)；y管徑垂直撓曲的預計值，mm；ya管徑垂直撓曲的最大允許值，mm；b由于撓曲引起的最大環彎曲應力，MPa；c組合載荷引起的大應力，Mpa；pr內壓引起的工作壓力，MPa；

39、d最大允許長期安裝撓曲值，mm；b由于撓曲引起的最大環彎曲應變，mm/mm；c組合載荷引起的最大應變，mm/mm；pr內壓引起的工作壓變，mm/mm。D3.1 水頭損失玻璃鋼管由于其內表面光滑，不易產生腐蝕餾和腐蝕作用，摩擦阻力小，水頭損失明顯比其它管材小，這反映在典型的Manning長期流動系數值n為0.009，Hazen-Williams C為150，設計人員在確定設計條件時可以考濾選用這些值。D3.2波動壓力對于給定的系統設計參數，可根據以管材彈性模量和厚度與管徑比計算波動壓力，在設計階段應確定是否會有過大的波動壓力產生，提供自動波動壓力釋放措施，或選擇較高壓力等級，以及預先排除這種過大

40、波動壓力產生的條件。D3.3基本設計條件在進行設計計算前應確定的設計條件是：1)管道的公稱直徑(本標準表l、表2)：2)工作壓力Pw(D7.1.2部分)；3)波動壓力Ps (D7.1.3部分)；4)管區輔設深度處原土材料與回填材料的土壤條件(D7.3.8部分)；5)回填土比重s(D7.3.5部分)；6)最大覆蓋土深度和最小覆蓋土深度(D7.3.5部分)；7)車輛載荷P(D7.3.6部分)；8)負壓Pv(D7.5部分)；9)平均使用溫度和最大使用溫度(D9部分)。D4管道特征管道的壓力等級通常是以D7部分的工作壓力、波動壓力以及外載荷條件為基礎來確定的，在平均使用溫度與最高使用溫度條件下的管道性

41、能應征求生產廠家意見或查詢其技術資料，本標準給定的環向剛度值，軸向強度以及環向拉伸強度值僅是最低要求，對于具體的管道產品，這些J性能可能明顯地高于規定，管道設計可能要求材料性能和結構能力大于本標準所給定的最低值，進行設計計算需要川到的管道性能包括：1)結構層公稱厚度t和內襯層厚度tL(本標準)；2)環向拉伸彈性模量EH(D7.1.1部分)；3)靜水壓設計基準HDB：4)環彎曲彈性模量E(D7.2部分)；5)最小管道剛度等級EID3。(本標準)；6)長期環彎曲強度Sb(D7.2.2部分)；7)泊松比VhI、VIh(D7.5部分)。D5安裝參數必須根據現場情況和所計劃的安裝方式加以核定的主要參數有

42、回填到管道周圍(管區)的回填土類型，壓實程度以及管道標高處的原土特性，這些參數的初步選擇可按現行的標準規范，項目的土壤報告，生產廠家的建議以及以往的經驗進行，一定的土壤類型和夯實程度的組合極大程度地取決于設計計算需要的下列值；1)基床系數Kx(D7.3.4部分)；2)土壤反作用模量E(表D-4，D-5，D-6和D-7，D-7.3.8部分)；3)撓曲滯后系數DL(D7.3.3部分)；D6設計程序根據D3到D5確定的設計條件，管材性能和主要安裝參數須根據設計計算檢驗對D7部分的滿足程度，根據可能采用的應力基準或應變基準，建立特殊產品的性能極限，進行設計計算，根據設計計算確定管材是否滿足D7部分的要

43、求，步驟如下；1)根據HDB和管道尺寸計算Pc(D7.1.1部分)；2)校驗工作壓力Pw(D7.2部分)；3)校驗波動壓力Ps(D7.1.3部分)； 4)由環彎曲計算許用撓度(D7.2部分)；5)確定土壤載荷Wc和活載荷WL(分別為D7.3.5和D7.3.6部分)；6)計算土壤反作用組合模量E(D7.3.8部分)；7)校驗撓曲預測值y/D(D7.3部分)；8)校驗組合載荷(D7.4部分)；9)校驗屈曲(D7.5部分)。D7設計計算和要求D7.1內部壓力D7.1.1壓力等級Pc，壓力等級與管的靜水壓強度HDB有關，由式（D-1）(D-2)確定：應力基準HDB：Pc(HDBFS)(2tD)(D一1

44、)應變基準HDB：Pc(HDBFS)（2EHtD）(D一2)式中：Pc壓力等級，MPa；HDB靜水壓設計基準，MPa(應力基準)，或mmmm(應變基準)；FS最小設計系數1.8；t管壁結構層厚度，mm；D管平均直徑，mm，如下計算：對內徑ID系列管(表1，本標準)D=ID+2tL+t對外徑OD系列管(表2，本標準)D=OD-t式中：tL內襯厚度(如果存在)，mm；ID管內徑，mm；OD管外徑，mm；EH管壁環向拉伸彈性模量，MPa。靜水壓設計基準(HDB)：不同的玻璃鋼管道產品其靜水壓設計基準HDB亦應不同，這取決于結構層和內襯層所用材料及其組成方式，靜水壓設計基準HDB可通過管壁結構層環向應

45、力政環向應變加以定義。溫度和使用壽命：制造商應對每一種玻璃鋼管道產品在可控制溫度條件下按本標準附錄E所列試驗方法確定靜水壓設計基準HDB，通常要求產品壽命為50年，溫度升高時的使用壽命與所用材料及管壁結構形式有關，應用于高溫條件時管道的HDB值應與制造商協商。設計系數：在進行管道內壓設計時，需要兩個獨立的設計系數。第一設計系數是短期最大環向拉伸強度Si和壓力等級Pc下的環向拉伸應力Sr之比，這個系數保證在短期峰值壓力條件下的應力或應變不超過管材的短期靜水壓強度，本標準表4所給出的環向拉伸強度即根據初始靜水壓強度確定，其最小設計系數為4.0。第二個設計系數是HDB與壓力等級Pc下的環向應力或應變

46、Sr之比，這個系數確保工作壓力下的應力或應變不超過HDB所規定的管材長期環向拉伸強度，對于壓力管的設計，該系數取1.8。兩個設計系數都應進行校核，哪個系數可能制約管體的設計，取決于具體管類產品的長期強度的回歸特性，謹慎的工程設計在確切了解管材使用條件的前提下可能給出任一設計系數的增減變更范圍。D7.12工作壓力Pw，管材的壓力等級應大于或等于系統的工作壓力，如式(1)-3)所示：PcPw(D-3)式中：Pw工作壓力，MPa。D7.1.3波動壓力Ps管材的壓力等級應大于或等于輸水管系統中工作壓力和波動壓力疊加后的最大壓力被1.4所除得的值，即： Pc(Pw+Ps)1.4(D-4)式中：Ps波動壓

47、力，MPa。波動壓力的處理反映了本標準管材和材料的特性。波動壓力Ps的計算：波動壓力Ps的計算依據公認的和被接受的計算理論。波動壓力計算值的大小很大程度地取決于管材環向拉伸彈性模量及厚度與直徑之比(tD)。因此，玻璃鋼與高模量管及厚壁管或兩者兼有的管相比，其波動壓力計算值較低，例如模量20.680MPa，(tD)為0.01的玻璃鋼壓力管，流速瞬時變化為0.6m/s，計算壓力增量約為0.276Mpa。波動壓力允許值Psa應滿足傳輸系統中發生的瞬時壓力上升的需要，0.4Pc的波動壓力允許值是根據玻璃鋼管快速應變率引起強度增加而確定的，對承受快速、頻繁的循環使用壓力的系統應給予專門的設計考慮，對于管

48、材的特殊要求應同制造商協商。D7.2 環彎曲由管體最大許用長期垂直撓曲引起的環彎曲應變（或應力）不應大于經設計系數折算的管長期環彎曲應變能力，下列任一公式均可確保這一要求的滿足：應力基礎： b=DfE(ya/D)(tl/D)SbE/FS（D-5）應變基準： b=Df (ya/D)(tl/D)SbE/FS（D-6）式中：b撓曲引起的最大環彎曲應力，MPa；Df形狀系數（表D-1），無量綱；ya管最大許用長期垂直，MPa；Sb管的長期環期垂直撓曲，MPa；D管平均直徑，mm；FS設計系數，1.5；b因撓曲產生的最大環向彎曲彎曲應變，mm/mm；tt=t+tL，mm。D7.2.1 形狀系數Df形狀系

49、列與管撓曲產生的彎曲應力或應變有關，是管體剛度，管區回填材料，壓實程度，管下三角支撐條件，原土壤條件和撓曲程度的函數，表D-1給出的Df值假定管下三角支撐條件不一致，撓曲至少2%3%，穩定性土壤或通過調整溝槽寬度避開了不利條件，表D-1值系針對典型的管區回填材料，對其他的回填材料，可選擇每種剛度等級的最高值Df。表D-1 管區回填材料和壓實程度管道剛度等級礫石*砂+自然堆放至輕微壓實#中等至高度壓實自然堆放至輕微壓實#中等至高度壓實N/m2形狀系數Df（無量綱）125025005000100005.54.53.83.37.05.54.53.86.05.04.03.56.06.55.54.5*包

50、括碎石的GW、GP、GW-GC、GW-GM、GP-GC和GP-GM+包括SW、SP、SC、GM、和GC或其混合物。#85%的葡氏密度，40%的相對密度。85%的葡氏密度，40%的相對密度。D7.2.2 長期環彎曲應變Sb不同管壁結構類型和材料制成的玻璃鋼管道，其長期環彎曲應變也不同，長期環彎曲應變按下述方法確定。長期環彎曲強度試驗方法D7.2.2.1概要與范圍本試驗方法敘述了管材長期環彎曲強度Sb的試驗方法，試驗時使環行試樣承受恒定載荷并監測破壞時間，根據破壞撓曲(應變)與時間的對數線性回歸外推50年獲長期環彎曲強度，建立回歸線最少需要l8個數據點。D7.2.2.2試樣試樣應從樣品管切取并且具

51、有環行截面形狀，環行試樣長度確定如下：表D-2管公稱直徑（mm）環長度（mm）300管徑12.5300并且15003002515000.2倍管徑25D7.2.2. 3試驗條件1)溫度試驗溫度2352)溶液 使用兩種溶液：(1)堿性溶液，PH=9；(2)酸性溶液，PH=5。試驗過程中溶液的PH值應保持恒定，試驗開始后的第一個月每周監測一次溶液PH值，之后每月監測一次，如果一種溶液的試驗結果比另一個明顯的差，用“平緩”溶液進行全套的系列試驗是沒有必要的；D7.2.2.4設備1)加載設備試驗設備應適合于對試樣施加恒定載荷。2)加載可以采用平板、桿、棒對試樣施加載荷，在系列試驗中應采用同種形式加載。a

52、)平板板應具有足夠厚度，保證試驗中不發生彎曲或畸變，飯的長度應等于或大于試樣長度，寬度最小為150mm。b)棒棒的接觸面積至少18.75mm+6.25mm乘以最小試樣長度。c)桿加載桿直徑按表D-3確：表D-3管公稱直徑桿長度300256.5300506.25桿的長度應大于或等于試樣長度。3)環境試驗箱的尺寸應足夠大，保證試樣全部浸沒在試樣溶液中，試驗箱對化學溶液不能有化學影響。D7.2.2.5試驗程序1)加載施加到試樣上的截荷應循序增加，井且使管材的直徑的變化速度不超過每分鐘10%，從試樣完全浸泡到試驗溶液中并施加完全部載荷時開始記錄試驗時間。2)撓曲載荷施加后直至試樣破壞，周期地測量試樣撓

53、曲，建議按均等的對數時間增量進行撓曲測量，二個十進位對數時問里至少測量三個數據。3)破壞下述情況出現時被認為試樣已經破壞：a)管壁突然斷裂b)相繼讀出的對數撓曲(或對數應變)與對數時問坐標斜率S等于或大于0.25，斜率計算如下：5=(1ogyf 1ogyi)(1ogTf logTi)(D-7)式中：yf最終撓曲值(管徑的百分比)或應變mmmm； yi某點的撓曲值(管徑的百分比)或應變mm/mm；Tf最終時問Ti與yi對應的時間c)按式D-7判定破壞時，斜率變化的始點(yi，Ti)認為是破壞撓曲和破壞時間。4)試樣數量及失效點發布為了進行線性回歸分析至少要求18個試驗數古屯試樣失效點的發布應滿足

54、下述要求：時間h 失效點101000 至少4點10006000 至少3點6000以上 至少3點10000以上 至少l點D7.2.2.6 Sb的確定試驗數據分析參照附錄E的方法進行并外推50年，PH5和PH9環境的Sb均應確定，兩者中的最低值取為Sb。1)應變基準 Sb=4.28(tt)(50)(D+502)2(D-8)式中；Sb50年破壞應變，mmmm；tt總壁厚，mm；D平均直徑，mm；50外推50年撓曲值，mm。2)應力基準 Sb=(E)(4.28(tt)(50)(D+502)2(D-9)式中：Sb50年破壞應力，MPa；E彎曲模量，MPa；D7.2.3彎曲設計系數。對于承受彎曲載荷的管體

55、較完善的設計要求考慮兩個獨立的設計系數。第一個設計系數應考慮管體受破壞時的初始撓曲與最大許用安裝撓曲相比較，根據本標準進行的管體環剛度彎曲試驗，其撓曲值遠遠超過實際應用中的允許值極限，試驗結果反映出相對于初始彎曲應變，設計系數至少為2.5。第二個設計系數是長期彎曲應力或應變與最大許用長期撓曲產生的彎曲應力或應變之比，對于玻璃鋼管的設計，設計系數最小應為1.5。D7.3撓曲埋置管的安裝方式應確保外載荷引起的管體垂直直徑往減小量的長期值不超過D72部分規定的最大許用撓曲值(yaD)或由設計者或制造商要求的允許撓曲值(d/D)，以兩者中的較小值為準，即：y/Dd/D ya/D(D10)其中：yD（D

56、LWc+WL）Kx/(8EID3+0.061E)l00 (Dl1)式中：yD用管平均直徑的百分比表示的預計壓力管的垂直撓曲值； DL撓曲滯后系數，無量綱，反映土壤的時間一壓事變化率(D7.3.3部分)： Wc管上承受的垂直土壤載荷，Nm2(D7.3.5部分)；WL管上承受的活載，N/m2(D7.3.6部分)；KX基床系數，無量綱(D7.3.4部分)： EI/D3管道剛度，N/m2(D7.3.7講分)； E土壤反作用組合模量，Nm：D7.3.1撓曲計算需要以撓曲值為輸人參數的設計計算既要求出預測撓曲位yD，同時也要給出最大許用撓曲值yaD，后者是保證不超過材料的許用設計應力或應變值的必要條件，而

57、在所有的設計計算中都將使用最大允許撓曲值d/DD7.3.2撓曲預算埋在地下使用的所有柔性管都將產生撓曲，這意味著垂直直徑方向尺寸減小，撓曲量是關于土壤載荷、活荷載，管道標高處的原土特性、管道回填材料及密度，管溝寬度，管下三角支撐條件和管道剛度的函數，為推算撓曲程度提出了許多理論。但是，實際使用的管道撓曲總與計算有一定的偏差，這是因為實際安裝參數與計劃安裝參數有所區別，這些參數包括原土條件，埋設管使用、安裝方法，材料及其所用設備等。負責管道安裝的現場人員必須按程序操作，以確保管的長期撓曲量低于D7.2部分給定的ya值，或設計者及制造商要求的值，以兩者較小值為準，按先前提供的補充數據，方程D-1l

58、可用作現場估算短期和長期撓曲水平的依據，方程D-11是lowa方程的一種的形式。1941年首先由Spangler建立，目前已經提出了許多撓曲預算計算公式，方程D-11是其中最著名的lowa公式，涉及了管一土壤相互作用的主要方面并以足夠的精度對現場因荷載引起的撓曲程度進行合理估算。此方法沒有設及由于管體自重所產生的撓曲和因管道回填夯實產生的管道初始橢圓撓曲，對于剛度為2500Nm2及其以上的管道，這兩種撓曲程度很小，對于剛度低于這一值的管道，需要將這兩種撓曲情況考慮進去，便于準確預算撓曲值。采用此方法是假設在現場使用適當的安裝設備進行正確安裝，從而能達到墊層，回填和壓實程度的設計值。經驗證明如果

59、設計預測值沒有達到時，任何柔性管道的撓曲程度都可能高于或低于預測計算值。D7.3.3撓曲滯后系數DL撓曲滯后系數的作用是把管的即時撓曲值轉換成多年后管的撓曲值，隨著“土拱”作用的逐漸消失，覆土載荷會增加，這是導致管道撓曲量隨時間的推移而增大的主要原因，這種現象比較明顯地發生在管道埋置于地下最初的幾個月內，之后會持續至幾年，這取決土壤的干濕變化頻率，管道撓曲量增加的另一個原因是隨時間的推移管區回填材料的自密實及管體兩側原土的蠕變，后一原因要比管體上的負載增大引起的撓度增加量小得多，并且也可能無助于對埋沒在相對較硬的原土壤中，管區周圍有密實的礫石回填的管道發生撓曲作出解釋，對管道長期撓曲預測值計算

60、時，DL取值應大于1.00。D7.3.4基床系數Kx基床系數Kx反映管底部土壤提供的支撐情況，其上分布若管床的反作用。假定管底的三角支撐并不連續(標準的直接埋設條件)，Kx值為0.1，對于均勻的基礎支撐，Kx值為0.083。D7.3.5作用于管上的垂直土壤載荷Wc可以認為放置在管體上面的矩形土壤塊的重量就是作用在管上的垂直土壤載荷，土壤塊的高度應等于覆蓋深度，寬度等于管外徑。Wc=sH(D一12)式中：Wc垂直土壤載荷，N/m2s覆土載荷的單位重量，N/m3H管道頂部的埋深，m。7.3.6 作用于管上的活載荷WL下列計算假定在一條有4條車道，每條車道寬為3.7米的路面上各有一輛輪載為71170