CECS142：2002_给水排水工程埋地铸铁管管道结构设计规程

'CECS142:2002中国工程建设标准化协会标准给水排水工程埋地铸铁管管道结构设计规程Specificationforstructuraldesignofburiedcast-ironpipelineofwatersupplyandsewerageengineering本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中中国工程建设标准化协会标准给水排水工程埋地铸铁管管道结构设计规程Specificationforstructuraldesignofburiedcast-ironpipelineofwatersupplyandsewersgeen只meertngCECS142:2002主编单位:北京市市政工程设计研究总院批准单位:中国工程建设标准化协会施行日期:2003年3月1日本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中 前言本规程的内容原属于《给水排水工程结构设计规范))GBJ69-84中的第七章。为了逐步与国际接轨，并便于工程应用和今后修订，现按照中国工程建设标准化协会(94)建标协字第n号《关于下达推荐性标准编制计划的函》的要求进行修订，并独立成本。本规程系根据国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068和《工程结构可靠度设计统一标准》GB50153规定的原则，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法编制，并与有关的结构专业设计规范协调一致。本规程在修订过程中，总结了近十多年来原《给水排水工程结构设计规范JGBJ69-84的工程实践经验，吸取了国外相关标准的内容，并经中国工程标准化协会管道结构委员会多次讨论，使内容有了充实和完善。根据国家计委标「1986]1649号文《关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知》的要求，现批准协会标准《给水排水工程埋地铸管管道结构设计规程》，编号为CECS142，2002，推荐给工程建设设计、施工、使用单位采用。本规程第3.1.1,3.1.2,3.1.3,3.2.1,3.2.2,3.2.3,5.2.2,5.2.6,5.2.7,5.3.3,8.0.3,8.0.6,8.0.7条建议列入《工程建设标准强制性条文》。本规程由中国工程建设标准化协会管道结构委员会CECS/TC17(北京西城区月坛南街乙二号北京市市政工程设计研究总院，邮编:100045)归口管理，并负责解释。在使用中如本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中发现需要修改或补充之处，请将意见和资料径寄解释单位。主编单位:北京市市政工程设计研究总院主要起草人:刘雨生沈世杰潘家多钟启承中国工程建设标准化协会2002年12月25日本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中 目次1总则·..............................................................12主要符号·················································⋯⋯‘··⋯23材料·········，·····················································⋯⋯54铸铁管管道结构上的作用····································⋯⋯75基本设计规定············，··························。··········一‘’‘126承载能力极限状态计算······················，················⋯⋯167球墨铸铁管管道和铸态球墨铸管管道变形验算········⋯⋯208构造规定··············，···································，·····⋯⋯21附录A圆形刚性管道在各种荷载作用下的弯矩系数···············································，··⋯22附录B圆形柔性管道在各种荷载作用下的最大弯矩系数和竖向变形系数···························⋯⋯23附录C管侧土的综合变形模量·····。························⋯⋯24本规程用词说明········································⋯⋯’“““’“26附:条文说明·······················································⋯⋯27本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中1总则1.0.1为了在给水排水工程埋地铸铁管管道结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制订本规程。1.0.2本规程适用于城镇公用设施和工业企业中一般给水排水工程埋地灰口铸铁管管道、球墨铸铁管管道和铸态球墨铸铁管管道的结构设计，其埋设条件为素土平基或人工土弧基础。本规程不适用于工业企业中具有特殊要求的埋地铸铁管管道结构设计。1.0.3本规程是根据现行国家标准《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50332规定的原则编制的。1.0.4对于建设在地震区、湿陷性黄土或膨胀土等特殊条件地区的给水排水工程埋地铸铁管管道结构，其设计尚应符合国家现行有关标准的规定。1.0.5铸铁管管道施工时，尚应遵守现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268的规定。本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中 2主要符号2.0.1管道上的作用和作用效应Epk—主动土压力合力标准值;Epk—被动土压力合力标准值;Fe,,k侧向主动土压力标准值;Ff,—浮托力标准值;F,‘—管道单位长度上管顶竖向土压力标准值;Fwd,k—管道的设计内水压力标准值;F、—管道的工作压力标准值;Gk—铸铁管管道结构自重标准值;Gwk管道内水重标准值;q.k—地面车辆轮压产生的管顶处单位面积上竖向压力标准值;9.k—地面堆积荷载产生的竖向压力标准值;"gym..—管道的最大竖向变形。2.02材料性能Ep—铸铁管管材弹性模量;Ep—管侧回填土的变形模量;E}—基槽两侧原状土的变形模量;Ed-管侧土的综合变形模量;f-—灰口铸铁管管道弯曲抗拉强度设计值;f}—灰口铸铁管管道抗拉强度设计值;fm—球墨铸铁管管道、铸态球墨铸铁管管道抗拉强度设计值。本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中2.0.3几何参数Q一一单个车轮着地分布长度;b—单个车轮着地分布宽度;b。一一计算宽度;D-管外壁直径;D。—管的计算直径;H一一管顶至设计地面的覆土高度;r.-管的计算半径;r,-管的外壁半径;to—管壁计算厚度;t—管壁设计厚度。2.0.4计算系数Cci—铸铁管管道结构的自重效应系数;CG,s—竖向土压力效应系数;CG-侧向土压力效应系数;氏w管道内水重效应系数;CQ-d—设计内水压力效应系数;CQ—地面车辆荷载效应系数;CQ=,—地面堆积荷载效应系数;D—变形滞后效应系数;kqm、k-、kbm、k-—分别为铸铁管管道结构自重、竖向土压力、侧向土压力、管内水重作用下铸铁管管壁截面的最大弯矩系数;kb—竖向土压力作用下柔性管的竖向变形系数;K,—抗滑稳定性抗力系数;K,—抗浮稳定性抗力系数;YGI—管道结构自重的分项系数;Yc-Yc..,-竖向土压力、侧向士压力的分项系数;Ycw管内水重的分项系数;本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中Yo—设计内水压力、地面车辆荷载、堆积荷载的分项 系数;Y,—回填土重度;0_—可变作用组合系数;o4—可变作用准永久值系数。本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中3材料3.1材质标准3.1.1灰口铸铁管的质f应分别符合现行国家标准《连续铸铁管))GB3422,K柔性机械接口灰口铸铁管)GB6483的要求。3.1.2球墨铸铁管的质f应符合现行国家标准《离心铸造球墨铸铁管NCB13295的要求。3.1.3铸态球墨铸铁管的质f除应符合国家标准《离心铸造球墨铸铁管》GB13295的要求外.其中延伸率指标应根据生产厂提供的数据采用。3.2计算指标3.2.1灰口铸铁管管材的强度设计值应按表3.2.1采用。表3.2.1灰口铸铁管管材的强度设计值(N/mm")直径}mm)强度类别提300350.700乒8011抗奄f-185155135抗拉f.783.2.2球墨铸铁管管材的抗拉强度设计值f.应采用230N/mm",3.2.3铸态球墨铸铁管管材的抗拉强度设计值f.应采用本资料由微信公众号jianzhu118整理210N/m耐。持续更新中3.2.4铸铁管管材的物理性能指标，可按表3.2.4采用。 表3,2,4铸铁管管材的物理性能指标重度r弹性模量E,管材种类(N/mm")(kN/m")灰口铸铁管(0.2-0.4)X10572球墨铸铁管及铸态球墨铸铁管1.6X10"705本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中4铸铁管管道结构上的作用4.1作用分类和作用代表值4.1.1铸铁管管道结构上的作用，可分为永久作用和可变作用两类:1永久作用应包括管道结构自重、竖向土压力、侧向土压力、管道内水重和地基的不均匀沉降。2可变作用应包括管道内的设计内水压力、地面堆积荷载、地面车辆荷载和地下水浮力。4.1.2铸铁管管道结构设计时，对不同性质的作用应采用不同的代表值。作用标准值为作用的基本代表值。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。作用的组合值或准永久值，应为作用的标准值乘以作用的组合系数或准永久值系数。4.1.3当铸铁管管道结构承受两种或两种以上可变作用，且按承载能力极限状态的作用效应基本组合进行设计时，可变作用应采用组合值作为代表值。4.1.4当按正常使用极限状态的作用效应准永久组合进行设计时，可变作用应采用准永久值作为代表值。4.2永久作用标准值4.2.1铸铁管管道的管顶竖向土压力标准值，应根据管道的刚度和敷设条件分别计算确定。4.2.2对埋地灰口铸铁管管道，管顶竖向土压力标准值可按下列本资料由微信公众号jianzhu118整理规定计算:持续更新中1当设计地面高于原状地面，管道为填埋式时，管顶竖向土 压力标准值应按下式计算:Fr,k=Cy,H,D,(4.2.2-1)式中F...k管道单位长度上管顶竖向土压力标准值(kN/m);C—填埋式土压力系数，取1.4;Y—回填土重度((kN/m");H—管顶至设计地面的覆土高度(m);D—管外壁直径(m),2对开槽敷设的管道，管顶竖向土压力标准值应按下式计算:F,,=Cny,H.D,(4.2.2-2)式中氏—开槽埋设管道土压力系数，取1.2;4.2.3对埋地的球墨铸铁管管道和铸态球墨铸铁管管道，管顶竖向土压力标准值应按下式计算:F,,=y,H,D,(4.2.3)4.2.4侧向土压力沿灰口铸铁管管道可视为均匀分布，其标准值可按管中心处计算。4.2.5对埋地的灰口铸铁管管道，其侧向主动土压力标准值应按下式计算:Fep、一合，，二(4.2.5)式中F_k—管侧主动土压力标准值(kN/m2);zi—自设计地面至管道中心处的深度(m),4.2.6铸铁管管道内水重标准值可按下式计算:G.ok=0.785y,.(D:一0.002t)2(4.2.6)式中Gwk-铸铁管管道内水重标准值((kN/m);D，—铸铁管管道外径(m);t—管壁设计厚度(mm);Y.铸铁管管道内水的重度，可按lOkN/m"计算。4.2.7铸铁管管道结构自重标准值应按下式计算:本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中G,K=0.Ooly;aDot(4.2.7)式中G,x—铸铁管管道结构自重标准值(kN/m);Y}—铸铁管管道结构的重度，按表3.2.4的规定采用;D}—铸铁管的计算直径，按管壁中心计算(m),4.2.8地基不均匀沉降的标准值，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的规定计算确定4.3可变作用标准值、准永久值系数4.3.1铸铁管管道设计内水压力的标准值Fwa.k，应按下列规定计算:1当F,.k-K,F,=,k(6.3.2-1)P<-f.(6.3.2-2)pm,)0(6.3.2-3)P.-簇1.2人(6.3.2-4)式中EPk—支墩抗推力一侧，作用在支墩上的被动土压力合力标准值((kN)，可按朗金土压力公式计算;E,k—支墩沿推力一侧，作用在支墩上的主动土压力合力标准值((kN)，可按朗金土压力公式计算;Frk—支墩底部滑动平面上的摩擦力标准值((kN);本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中FP_k—在设计内水压力标准值作用下，该处管道承受的推18力标准值(kN);K,—抗滑稳定性抗力系数，应符合第5.2.7条的要求;P—支墩作用在地基土上的平均压力((kPa);Pte.支墩作用在地基土上的最小压力((kPa);P-.支墩作用在地基土上的最大压力((kPa);几—经过深度修正的地基土承载力标准值((kPa)，按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的规定确定。2当采用桩基抗推力时，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的规定计算。3当灰口铸铁管采用石棉水泥接口时，管道推力的标准值可减去接口能承担的拉力标准值。其拉力标准值应根据接口材料的单位粘着力标准值及填料深度、周长计算确定。石棉水泥接口材料的单位粘着力标准值应根据试验确定。当缺乏试验数据时可参照表6.3.2-3采用。表‘.3.2-3石棉水泥接口材料的单位粘.力标准值口径(mm)400500600700800单位粘着力标准值1.41.31.21.11.0(MP.)本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中 7球墨铸铁管管道和铸态球墨铸铁管管道变形验算7.0.1球墨铸铁管管道和铸态球墨铸铁管管道，在准永久组合作用下的最大竖向变形验算，应满足下式要求:}d...x}}0.01(1-}-D)(8.0.2)式中ha—管底以下部分人工土弧砂基厚度(m);D—管内径(m),8.0.3球墨铸铁管管道和铸态球墨铸铁管管道回填土的压实系数，应在有关的设计文件中明确规定。当管底以下部分为人工土弧基础时，压实系数不应大于0.9。管底以上部分的人工土弧基础和管两侧胸腔部分的回填土压实系数.应根据设计要求确定。8.0.4灰口铸铁管管道两侧胸腔部分的回填土，压实系数不宜低于0.908.0.5球墨铸铁管管道和铸态球墨铸铁管管道施工时，应严格控制管顶竖向变形。当管道直径较大、管顶覆土较深时，应采用预加变形等措施。8.0.6管道内外壁的防腐做法，必须符合国家现行有关标准的规定。8.0.7铸铁管用于输送饮用水的给水工程管道时，其内防腐材料必须符合国家现行有关卫生标准的要求，确保对人体健康无害。8.0.8混凝土重力支墩的推力方向一侧应紧靠原状土。若支墩本资料由微信公众号jianzhu118整理与原状土间有空隙，应以与支墩同强度等级的混凝土填实。持续更新中8.0.，支墩的混凝土强度等级不得低于C10,2t 附录A圆形刚性管道在各种荷载作用下的弯矩系数圆形刚性管道在各种荷载作用下，管截面上的最大弯矩系数，可按表A确定。裹A圆形刚性管道的弯矩系数土弧基础中心角荷载类别系数200so*1200管道自重k-管底+0.211+0.123+0.100竖向土压力k-管底+0.266+0.178+0.155侧向土压力kn}管底一0.125-0.125-0.125管内水重k-管底+0.211+0.123+o.100注1在管底截面上，弯矩为最大值;2“+，号表示管截面内壁受拉;“一”号表示外壁受拉。本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中22附录B圆形柔性管道在各种荷载作用下的最大弯矩系数和竖向变形系数圆形柔性管道在各种荷载作用下，管截面上的最大弯矩系数和竖向变形系数，可按表s确定。裹B圆形柔性管遭的最大弯矩系数和竖向变形系数土弧基础中心角项目2006009o012001500弯管道自重k-0.2020.1340.1020.0830.077矩管内水重k-0.2020.1340.1020.0830.077系数竖向土压力k-0-2550.1890.1570.1380.128变形竖向压力kb0.1090.1030.0960.0890.085系致本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中23 附录C管侧土的综合变形模量C.0.1管侧土的综合变形模量应根据管侧回填土的土质、压实密度和基槽两侧原状土的土质，综合评价确定。C.0.2管侧土的综合变形模量Ed可按下式计算:Ed=M(C.0.2)式中EQ—管侧回填土在要求压实密度下的变形模量(MPa),应根据试验确定;当缺乏试验数据时，可按表C.0.2-1采用;E--与B(管中心处槽宽度)和D,的比值及E。与基槽两侧原状土变形模量E。的比值有关的计算参数，按表C.0.2-2确定。表C.0.2-1管侧回坟土和抽侧原状土的变形模f(MPa)本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中续表C.0.2-1859095100，`M茸450猫性土或粉土(W,<50%)砂粒含A小137于25注1表中数值适用于10.以下夜土;当贾土超过lom时，上表数值偏低;2回填土的变形棋量反可按要求的压实系数采用;表中的压实系数(%)指设计要求回填土压实后的干密度与该土在相同压实能量下的最大干密度的比值，3基槽两侧原状土的变形模量E=可按标准贯人度试验的锤击数确定4WL为粘性土的液限s细粒土指粒径小于。.075-m的土;s砂粒指粒径为。.07s-2.omm的土.衰C.0.2-2计算参数eEe/E=BID,1.52.02.53.04.0s.00.13.062.04}一一一一}2.5。一一1.521.34一一一}1.8。一一1.351.24一一}1.43一一1.211.151.07一0.8一一1.091.07}一1.01.00一}1.001.00一1.5一}0.820.860.93一2.0一}0.700.760.860.952.50.470.540.610.680.810.933.00.400.470.540.610.760.90{}一。.37}一0.510.690.89本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中}一。.25}一。.30}一0.430.610.8325 本规程用词说明一、为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下:1表示很严格，非这样做不可的:正面词采用“必须”;反面词采用“严禁”。2表示严格，在正常情况下均应这样做的:正面词采用“应”;反面词采用“不应”或“不得”3表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的:正面词采用“宜”或“可”;反面词采用“不宜”。二、条文中指定应按其他有关标准执行时，写法为“应按⋯⋯执行”或“应符合⋯⋯要求(或规定)”。非必须按所指定的标准执行时，写法为“可参照··⋯执行”。本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中中国工程建设标准化协会标准给水排水工程埋地铸铁管管道结构设计规程CECS142.2002条文说明本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中 目次1总则·..............................................................312主要符号·························································⋯⋯333材料·........................................................:.....344铸铁管管道结构上的作用····································⋯⋯365基本设计规定·················································⋯⋯376承载能力极限状态计算·······································⋯⋯397球墨铸铁管管道和铸态球墨铸管管道变形验算，······⋯⋯428构造规定························································⋯⋯43附录A圆形刚性管道在各种荷载作用下的弯矩系数···⋯⋯44附录B圆形柔性管道在各种荷载作用下的最大弯矩系数和竖向变形系数·································⋯⋯45附录C管侧土的综合变形模量······························⋯⋯46本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中1总则1.0.1-1.0.2本规程是对《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84中铸铁管一节的补充和修订。补充了球墨铸铁管管道和铸态球墨铸铁管管道结构设计的有关条款。补充的原因有二:一是，由于此种管材具有强度高、韧性大、安装方便等特点，在给水工程中已大量采用，如北京、山西等输水工程已用到DN260。和DN200。等大口径;二是，目前国内已有“新兴铸管(集团)有限责任公司”、“穆松桥巨龙球墨铸铁管有限公司”等十几家工厂能生产球墨铸铁管，年产量在50万吨左右，产品已有相应的国家标准《离心球墨铸铁管》GB13295-91.但在工程应用方面没有专门的工程结构设计标准，给推广应用带来了一定困难。为此，修订时将球墨铸铁管管道列人新标准系列之中。铸态球墨铸铁管，除延伸率不如球墨铸铁管外，其它性能均与球墨铸铁管相同，该产品目前尚无国家产品标准，选用时应依照生产厂家的企业标准确定。1.0.3本条说明本规程是按照《给水排水工程管道结构设计规范KGB50332规定的原则编制的，即对管道工程结构设计理论模式和方法的改进是依据《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068和《工程结构可靠度设计统一标准》GBJ50153的规定，以概率理论为基础的极限状态设计方法替代《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84中采用的单一安全系数极限状态设计方法。1.0.4埋地管道工程所处地区，如土壤性质不良，将影响管道正常运行。因此，对兴建在地震区、湿陷性黄土或膨胀土等特殊条件本资料由微信公众号jianzhu118整理地区的给水排水埋地铸铁管管道，其结构设计尚应符合现行有关持续更新中标准的规定。3l 1.0.5埋地球墨铸铁管誉通和铸态球墨铸铁管管迢属案性管道。因回填土的质量等对柔性管道的受力影响很大，因此本条强调，在施工中除满足本规程的有关规定外，尚应满足现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268的规定。本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中a主要符号2.1.1-z.1.3本节给出的主要符号均按照现行国家标准《工程结构设计基本术语和通用符号》GBJ132规定的原则确定。本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中 3材料3.1材质标准3.1.1本条规定，灰口铸铁管的质量应符合国家现行有关标准的规定。其中，灰口铸铁管材的抗弯和抗拉强度标准值应不小于表3.1.1规定的值。表3.1.1灰口铸铁管材的强度标准值(N/mm")直径(mm)强度种类-300350--700)800抗弯强度标准值340280240抗拉强度标准值1403.1.2本条规定，球墨铸铁管的质量应符合现行国家标准《离心铸造球墨铸铁管》GB13295的要求，其中抗拉强度标准值应不小于420N/mm"。3.1.3目前国内尚无铸态球墨铸铁管的国家标准或行业标准，但从现有几家企业的产品质量看，除延伸率外，其它性能均能满足现行国家标准《离心铸造球墨铸铁管》GB13295的有关规定。因此，延伸率指标应由制造厂提供，并应有可靠的技术鉴定证明。其他质量标准均应满足现行国家标准《离心铸造球墨铸铁管》GB13295的规定。3.2计算指标本节给出了三种管材的强度设计值。按照现行国家标准《建本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中筑结构可靠度设计统一标准))GB50068的规定，管材的强度设计34值可根据管材强度标准值和管材抗力分项系数计算而得。三种管材的强度标准值，可按第3.1.1-3.1.3条说明中的数值确定。由于缺乏统计资料，管材抗力分项系数可通过对原《给水排水工程结构设计规范)GBJ69-84和相关标准的安全系数进行反演分析而得，即按下式计算:Y。一K/(艺YaO)式中K—原规范中的单一安全系数;YQ—作用分项系数;0—组合系数;YN—抗力分项系数。在确定管材抗力分项系数的换算中，作用分项系数YQ、组合系数笋等按《给水排水工程管道结构设计规范))GB50332的原则确定。经综合分析后·名YQ$可取1.27,对灰口铸铁管管道K值为2.5，对应的Ya-器}2.Oo对球墨铸铁管管道，目前国内尚无结构设计标准。其安全系数K，参考美国、日本等国的相关设计规范，经综合分析后可取2.3，相应的抗力分项系数Ya一怂}1.81,对铸态球墨铸铁管管道，考虑到延伸率比球墨铸铁管低，其抗力分项系数YR可取2.0.根据上述分析，第3.2节给出了三种管材的强度设计值。本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中 4铸铁管管道结构上的作用本章的内容均按照《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332的规定编写，与原《给水排水工程结构设计规范))GBJ6s-84相比增加了管道内水重及管道自重。对直径较大的管道管内水重及管道自重引起的应力不可忽视。永久作用标准值和可变作用标准值、准永久值系数的确定均按照《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332的规定确定本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中5基本设计规定5.1一般规定5.1.1本条明确规定，本规程采用以概率理论为基础的极限状态设计方法;除管道整体稳定验算外，均采用分项系数设计表达式进行设计。5.1.2本条规定，球墨铸铁管管道和铸态球墨铸铁管管道的结构设计应按承载能力和正常使用两种极限状态进行。灰口铸铁管管道属脆性材料，结构设计可只按承载能力极限状态进行。5.1.3本条规定了铸铁管管道结构分析模型的确定原则。根据《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332的规定，对于埋设于地下的圆形管道结构，应根据管道结构刚度与管周土体刚度的比例a，来判别刚性管道或柔性管道。当0,i1时按刚性管道计算;当a=(l时按柔性管道计算。根据球墨铸铁管管道及铸态球墨铸铁管管道的结构尺寸与一般土壤特性的比例，经核算，此两种管道可按柔性管道计算;灰口铸铁管管道属脆性材料，应按刚性管道计算。5.1.4考虑施工中可能出现的不利因素，参考日本等国的资料，土弧基础的设计中心角度在计算中心角的基础上要增加一定数量，一般为150^200,5.2承载能力极限状态计算规定5.2.1-5.2.2本条是根据《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332规定的原则确定的。、5.2.3.5.2.4本条列出了灰口铸铁管管道、球墨铸铁管管道和本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中铸态球墨铸铁管管道进行强度计算时的各种作用、分项系数和组37 合系数。灰口铸铁管管道上作用的种类，在原《给水排水工程结构设计规范》GB]69-84规定的基础上增加了管道结构自重和管道内水重。分项系数和组合系数的值，是根据《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332的规定采用的。5.2.5本条给出了铸铁管管道强度计算时采甩的各种作用组合。对灰口铸铁管管道，与原规范相比增加了管内水重和管道结构自重。5.2.6-5,2.7本条规定了管道抗浮和抗推稳定性抗力系数。5.3正常使用极限状态验算规定5.3.1-5,3.2本条是根据《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332的规定制定的。按正常使用极限状态验算时，作用效应均采用作用代表值。对球墨铸铁管管道和铸态球墨铸铁管管道，其代表值包括竖向土压力标准值和地面可变作用的准永久值。5.3.3本条对球墨铸铁管管道和铸态球墨铸铁管管道，按不同的内防腐材料，规定了在准永久组合荷载作用下最大竖向变形的限值。根据工程实践，该值的大小主要与材料的延性有关。对水泥砂浆内防腐给出了一定的幅度，在工程中可按手工涂抹或机械成型等的不同延性质量选用。本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中6承载能力极限状态计算6.1灰口铸铁管管道的强度计算本节列出的灰口铸铁管管道强度计算公式，系将原《给水排水工程结构设计规范yGBJ69-84规定的单一安全系数表达式，按照第5.1.1条的规定改为概率极限状态设计方法的分项系数设计表达式。6.2球墨铸铁管管道和铸态球墨铸铁管管道的强度计算本节对球墨铸铁管和铸态球墨铸铁管管道的强度计算作出了规定。1根据国内外有关资料，球墨铸铁管管道的强度计算表达式为设计内水压力作用下的环向边缘拉应力与覆土等外压力作用下的环向边缘弯曲应力之和，即一般材料力学的拉弯应力公式。2埋人地下的球墨铸铁管道属柔性管道，其受力大小与管道周围的土壤抗力有关。国外许多研究者对管道四周土壤抗力的大小及其分布进行了长期研究，归纳起来，土壤抗力的影响可用系数，表示:(6.2.2-1)刀-1+"lkro(ro)a也nto式中几—抗力分布系数;k—土的抗力系数，按k}凡fro计算。抗力分布系数的大小取决于抗力曲线的形状及方向。从国内外资料看，A的取值主要有两种形式，如下图所示:本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中 卿图1图2第一种形式(图1)是苏联JI.M.EMejrwimoB模式(以下简称抽耶式”)。该模式先假定管道为绝对刚性，计算垂直和水平土压力，然后再计人两种土压力引起的土壤抗力。抗力沿管周360“分布，水平方向为正、垂直方向为负，且每点的抗力由径向和切向两部分组成。抗力分布系数按下式计算:，一1.333(1+磊)式中k,—土壤抵抗切向位移的抗力系数;k2—土壤抵抗径向位移的抗力系数。第二种形式(图2)是美国Spangler模式(以下简称“斯式”)。其抗力曲线为二次抛物线，分布角(3=1000，为水平方向，抗力分布系数1=0.732,第一种形式“耶式”有两点需要推敲，一是土壤负抗力的理论分析与工程实际有一定出人，可靠性差;二是其水平压力除侧向土壤的弹性抗力外又计人水平土压力的影响，从而加大了管道的侧向阻力。显然“斯式”相对合理，且《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332规定的柔性管道变形计算是按“斯式”进行。因此，本节球墨铸铁管和铸态球墨铸铁管管道的强度计算按“斯式”进本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中行。4n根据美国、日本等国的资料，采用“斯式”计算与设计内水压力组合时，计人了设计内水压力使管道竖向变形减小的影响。综合计算分析后，当覆土等外荷载与设计内水压力组合进行强度计算时，可计人工作内水压力对管道竖向变形的影响。为简化计算，引人了弯矩折减系数0，对给水工程，当内压较高而回填土变形模量较低时可取0=0.7，对排水工程可取价=1.0,最大弯矩表达式的确定，可参考《给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程yGBCS141，2002条文说明的有关内容。6.3铸铁管管道的稳定验算6.3.1本条规定了铸铁管管道在空管时受地下水浮力作用的稳定验算方法。6.3.2灰口铸铁管管道石棉水泥接口的单位粘着力标准值，系参考北京市自来水公司等单位《铸铁管石棉水泥接口粘着力报告》提出的有关数据确定。本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中 7球墨铸铁管管道和铸态球墨铸铁管管道的变形验算本章给出了球墨铸铁管和铸态球墨铸铁管管道进行变形验算的有关公式。球墨铸铁管和铸态球墨铸铁管管道竖向最大变形的计算公式系根据《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332的规定采用美国Spangler模式，与强度计算公式协调一致。其中变形滞后效应系数与回填土的土质和密实度有关。回填砂性土时滞后系数较小，回填粘性土时滞后系数较大;当回填土密实度较高时，相应滞后系数较大。本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中8构造规定8.0.1因胶圈石棉水泥接口抵抗不均匀沉降的能力较差，在管道沿线工程地质条件有变化，不均匀沉降较大处，应采用柔性接口。8.0.2本条对人工土弧砂基的尺寸及材料作出了规定，其中管底以下人工砂基的厚度沿用了原规范中钢管的数据。8.0.3本条强调了球墨铸铁管和铸态球墨铸铁管管道回填土夯实密度的重要性。对柔性管道的强度和变形设计，均需考虑土的抗力作用。管道两侧回填土夯实密度的高低，直接影响土壤抗力的大小，是球墨铸铁管和铸态球墨铸铁管管道安全、经济、合理的关键，设计、施工中均应充分重视。8.0.5本条强调了施工中要严格控制管道的竖向变形。对口径较大的管道，为克服自重变形等不利因素，可采用预加负变形等措施。如回填土前，在管道内设置临时的竖向支撑或加大管侧回填土密实度等，可使管道产生一定量的负变形。在北京市的DN260。球墨铸铁管管道施工中，采取管内设置竖向支撑的措施，取得了良好的效果。8.0.6球墨铸铁管和铸态球墨铸铁管管道的防腐质量很重要，是影响管道耐久性的关键因素，设计、施工中均应充分重视。8.0.7对输送饮用水的管道，规定了其内防腐材料必须符合有关卫生标准的要求，此点非常重要。内防腐材料是否符合卫生标准的判断，必须具有省、部级以上部门指定检测单位的正式检测报告，以确保对人体健康无害。本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中 附录A圆形刚性管道在各种荷载作用下的弯矩系数本附录给出的圆形刚性管道弯矩系数，延用了原《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84的弯矩系数，适用于灰口铸铁管道。本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中附录B圆形柔性管道在各种荷载作用下的最大弯矩系数和竖向变形系数本附录给出的系数，是美国Spangler公式中所对应的各项系数。该系数用于球墨铸铁管管道和铸态球墨铸铁管管道。本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中 附录C管侧土的综合变形量管侧回填土的变形模量是柔性管道设计的重要参数，以往采用回填土本身的变形模量。实际上，该变形模量与回填土的土质、压实程度和沟槽两侧原状土的土质有关。根据国外资料，《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332对管侧回填土的变形模量进行了修正。综合修正系数E可按下式计算:F=(C.0.1)a,+a,(EQ/Eo)式中与沟槽宽度和管外缘宽度的比例有关的计算参数;EQ—管侧回填土的变形模量;E}—沟槽两侧原状土的变形模量。附录C中，表C.0.2-2的数据是根据上述公式计算的。本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中《给水排水工程埋地铸铁曹管道结构设计规程》CECS142:2002WAVE页行(或部位J误正亡9构筑物管遭215呱a气.-185.155.135,78170.140,120.700表3.2.I，卜f，I810取1.2:取1.2.4】OF."0.5MPa凡>0.SYP.{14YcxC.,YaCwY-v叹.，Yu偏145CQ,CQ,CQ,久.aG几16倒6F..F,,16倒2bb.16倒1缺0注释o一计算半径(.)L8倒10.151.517式6.1.4-2WYoYQ17式6.2.10Yo17式62.2Yoo205DODa20式7.0.2mea呱-本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中 页行(或部位)误正21式8.0.20.010.12113不应大于09应控制在0.850.9025侧101.351.351.521.3535倒22.01.9本资料由微信公众号jianzhu118整理持续更新中'