水电站压力钢管设计规范DL_T_5141 工程建设

水电站压力钢管设计规范DL_T_5141 工程建设 备案号中华人民共和国电力行业 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 水电站压力钢管设计规范发布实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布中华人民共和国电力行业标准水电站压力钢管设计规范编写单位国家电力公司西北勘测设计研究院国家电力公司昆明勘测设计研究院武汉大学批准部门中华人民共和国国家经济贸易委员会批准文号国家经贸委年第号公告前言原电力工业部水电水利规划设计总院按照原电力工业部技综号文关于下达年制定修订电力行业标准 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 项目第二批的通知下达水电规科号文关于水电站压力钢管设计规范修订任务的函本规范是根据该文件的要求组织修订的其目的在于适应水电建设发展的需要结合高水头大直径压力钢管的工程实践以及新管型新结构新材料新工艺采用的成功经验对原水利电力部年月颁发的水电站压力钢管设计规范试行进行修订本规范在修订过程中主编单位会同协编参编单位开展了细致的专题研究调查总结了近年来大中型工程实践的经验教训在全国广泛征求了有关设计施工运行科研教学单位及管理部门和专家的意见于年初提出征求意见稿年月提出送审稿并于年月在西安由国家电力公司水电水利规划设计总院组织审查根据送审稿审查会议纪要要求于年月完成报批稿本规范为推荐性行业标准替代本规范应与水利水电工程结构可靠度设计统一标准以及按其要求制订的其他水工结构设计规范配套使用本次修订的主要内容为根据的原则和要求将规范基本设计原则按可靠度理论和分项系数表达式进行转轨套改扩大规范的适用范围增补坝后背管的布置形式结构计算及构造要求等条文和附录推荐新钢种并列出主要指标增补抽水蓄能电站管道水力计算的特殊要求其他如模型试验原型观测伸缩节等方面的成熟经验本规范也作了适当增补和修改本标准的附录是标准的附录本标准的附录附录附录附录附录附录附录附录都是提示的附录本标准由国家电力公司水电水利规划设计总院提出归口并负责解释本标准负责起草单位国家电力公司西北勘测设计研究院国家电力公司昆明勘测设计研究院本标准参加起草单位武汉大学土木建筑工程学院原武汉水利电力大学建筑工程学院本标准主要起草人傅金筑古瑞昌干城侯建国诸葛睿鉴黄伟蒋锁红何英明刘兴宁孙君实安旭文傅少君目次前言范围引用标准总则术语符号一般管段布置一般规定明管地下埋管坝内埋管坝后背管材料钢材止水垫层混凝土和钢筋材料水力计算基本设计规定一般管段结构分析明管地下埋管坝内埋管坝后背管岔管布置结构分析布置结构分析构造要求一般要求明管地下埋管坝内埋管坝后背管岔管模型试验水压试验模型试验水压试验原型观测运行检查原型观测运行检查附录标准的附录明管结构分析方法附录提示的附录地下埋管结构分析方法附录提示的附录坝内埋管结构分析方法附录提示的附录坝后背管结构分析方法附录提示的附录三梁岔管结构分析方法附录提示的附录月牙肋岔管结构分析方法附录提示的附录球形岔管结构分析方法附录提示的附录无梁岔管结构分析方法附录提示的附录贴边岔管结构分析方法范围本标准适用于水电站的级发电引水钢管的设计水电站的级发电引水钢管设计可结合具体情况参照使用水电站发电引水钢管级别划分应按水利水电枢纽工程等级划分及设计标准山区丘陵区部分及其补充规定执行凡压力钢管基本参数管径作用水头或超出本标准在布置材料结构分析等有关条文的规定或限度者应作专门研究若钢管兼有其他用水要求灌溉供水等其岔管及支管的设计亦应符合本标准的要求发电引水钢管的结构型式可分为明管地下埋管坝内埋管坝后背管其他管型如回填管等本标准仅对前种管型作出规定其他管型可参照有关标准执行引用标准下列标准所包括的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文在标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用 本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性钢灼压力容器碳素结构钢锅炉用钢板碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带钢的应变时效敏感性试验方法夏比冲击法厚度方向性能钢板压力容器用钢板一般工程用铸造碳钢件水利水电工程结构可靠度设计统一标准钢结构设计规范工程结构设计基本术语和通用符号金属夏比缺口冲击试验方法优质碳素结构钢低合金高强度结构钢中厚钢板超声波检验方法压力钢管制造安装及验收规范水工建筑物抗震设计规范水工建筑物荷载设计规范压力钢管安全检测规程水利水电工程钢闸门设计规范水工混凝土结构设计规范水电站调压室设计规范水工建筑物抗冰冻设计规范水工隧洞设计规范水电站进水口设计规范水利水电枢纽工程等级划分及设计标准山区丘陵区部分及其补充规定水工混凝土施工规范水工建筑物水泥灌浆施工规范水工金属结构防腐蚀规范压力容器无损检测钢制压力容器分析设计标准高层民用建筑钢结构技术规程桥梁用结构钢总则为贯彻执行国家的技术经济政策统一水电站发电引水钢管设计标准保证设计质量做到运行安全经济合理技术先进特制定本标准本标准根据规定的原则制定本标准未予规定的其他问题应符合相关标准的规定发电引水钢管设计应从工程实际情况出发选用合理的布置结构型式材料结构计算方法和构造 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 以满足压力钢管结构在制作运输安装和使用过程中的承载能力稳定性刚度防腐蚀性能和正常使用等要求术语符号术语及其定义明管暴露在大气中的压力钢管地下埋管埋入岩体中钢管与围岩之间充填混凝土的压力钢管坝内埋管埋设在混凝土坝体内的压力钢管坝后背管敷设在混凝土坝下游坝面外包钢筋混凝土的压力钢管岔管压力钢管分岔处的管段包括岔管主体及部分主管和支管三梁岔管分岔处用形梁及腰梁加强的岔管月牙肋岔管分岔处用插入管内的月牙形肋板加强的岔管球形岔管主管和支管用球壳连接连接处用补强环加强的岔管无梁岔管分岔处用多节锥管和部分球壳组成的岔管贴边岔管分岔破口边缘用贴焊的补强板加强的岔管镇墩靠混凝土自重或其他措施保证钢管段不致发生位移倾覆和扭转的支承结构物支墩在钢管布置中布置在镇墩间允许钢管有限量轴向位移及翘转的支承结构物称为支墩通常又把其中支承和传递荷载的钢结构及移动结构称为支座鞍形滑动支座钢管支承在马鞍形垫板上的滑动支座平面滑动支座支承环支柱底部与支墩之间设有滑动垫板的一种支承环式支座滚动支座支柱底部装有辊轮的一种支承环式支座摇摆支座支柱为双铰连接或带弧面工字形结构的一种支承环式支座水锤管道中流速突然变化时惯性力所引起的内水压力升高正水锤及压力下降负水锤抗外压稳定临界压力钢管设计计算中抵抗外压仍能保持钢管稳定的最大压力值加劲环为提高钢管抗外压稳定能力而焊接在钢管外壁的环状加强结构支承环钢管与支柱间起支承和径向约束作用的环状结构阻水环钢管或钢衬始端起截水作用的环状结构止推环镇墩内或大体积混凝土内起阻止钢管轴向移动作用的环状结构内圈外圈钢筋钢管外围混凝土中靠近管壁布置的环筋统称为内圈钢筋靠近混凝土外侧布置的环筋统称为外圈钢筋锚筋为提高钢管抗外压稳定能力而焊接在钢管外壁且埋设于外围混凝土内的加强钢筋管壁等效翼缘宽度按形截面计算时环肋一侧参与计算的管壁宽度垫层在混凝土埋管中为使钢管按一定比例向外围混凝土包括钢筋传递内水压力而在钢管与外围混凝土之间设置的能提供所需压缩变位的径向传力层伸缩节为适应温度变化和基础不均匀沉降等因素所产生的变位而在钢管上设置的允许适量变位的接头部件伸缩管用以替代伸缩节并允许适量变位的管段预留环缝环缝外侧设有套环或称围带的在管外混凝土浇筑后于管内最后施焊的环缝止水填料止水材料为防止伸缩节和入孔 漏水所采用的起密封作用的止水充填物焊缝系数考虑焊缝焊接质量成型误差和热影响等所采用的小于或等于的钢材强度折减系数焊接应力因焊接时焊材与母材不相同管壁各部位冷却不均匀坡口型式不对称分层施焊工艺有差异约束状况有区别等多种因素所引起的残存于焊件内的应力钢管圆度偏差在钢管同一个横断面中任意选定的相互垂直的两直径的差值壁厚裕量考虑钢管锈蚀磨损和钢板轧制负偏差在计算厚度之外另行增加的厚度水压试验为保证钢管安全运行对设计材料施工质量等方面进行检验并起钝化缺陷处应力和削减构件应力峰值作用的充水加压试验防腐蚀措施为保证钢管的耐久性所采取的减轻锈蚀和磨损的防护措施符号及其含义材料性能混凝土弹性模量围岩弹性模量钢材弹性模量围岩单位弹性抗力系数钢板抗拉抗压抗弯强度设计值混凝土抗拉强度设计值钢筋抗拉强度设计值围岩膨胀系数钢材线膨胀系数围岩重度重力密度钢材重度水重度混凝土泊松比围岩泊松比钢材泊松比钢材抗拉强度判别混凝土开裂的拉应力取值压力钢管结构构件的抗力限值钢筋受拉的抗力限值钢材屈服点作用和作用效应作用水头以水柱计的压力截面上的弯矩截面上的轴向力截面上的剪力内水压力实为内水压力压强钢管传至混凝土层的内水压力围岩分担的最大内压抗外压稳定临界压力临界外压径向均布外压力钢管轴向向正应力钢管环向正应力钢管径向正应力钢管剪应力几何参数支承环加劲环有效截面面积包括支承环加劲环面积管壁等效翼缘面积等效翼缘之间的管壁面积钢管内径主管内径支承环加劲环有效截面对重心轴的惯性矩支承环加劲环有效截面重心轴处的半径支承环加劲环有效截面上计算点以外部分截面对重心轴的面积矩支承环加劲环有效截面对重心轴的抗弯截面模量支承环加劲环有效截面上计算点至重心轴的距离支承环加劲环与管壁间的接触宽度或腹板厚度加劲环截面高度加劲环间距钢管内半径主管内半径支管内半径球壳内半径钢管管壁厚度球壳厚度其他混凝土拉应力限制系数焊缝系数一般管段布置一般规定钢管布置中的线路结构型式引水方式管径均应符合枢纽总体布置要求并应综合考虑地形地质施工制作运输安装等条件以及运行安全方便的要求经技术经济比较确定参与引水方式比较的因素还应包括水力学条件进水口布置管线长短机组台数分岔布置安装分期电站运行方式及其在电力系统运行中的地位等管径可根据线路布置和内压变化自进水口起分段减小但变径次数不宜过多钢管顶部至少应在最低压力线以下明管坝内埋管坝后背管以及水轮机前不设置进水阀的地下埋管在管道首端必须设置快速闸门阀和必要的检修闸门等设施水轮机前设置进水阀的地下埋管除应在管道首端设置必要的检修闸门外还应根据工程具体情况决定是否在埋管首端设置事故闸门阀若布置事故闸门阀宜布置必要的通道以便检修更换闸门阀钢管宜设置过流保护装置钢管首端的快速闸门阀和事故闸门阀必须有远方中央控制室和现地操作装置操作装置必须有可靠电源紧靠快速闸门阀和事故闸门阀应设置充水阀或旁通管快速闸门阀和事故闸门阀下游必须设置通气孔井或通气阀充水阀或旁通管面积不宜超过通气孔面积的五分之一不应超过通气孔面积的三分之一并应满足钢管充水时间的要求充水阀或旁通管的出水水流不得封堵通气孔下端孔口通气孔上端孔口不应设在启闭室内并应高于水库校核洪水位钢管转弯半径可采用倍管径位置相近的立面弯管和平面弯管宜合并为空间弯管位置相近的进口渐变段或变径渐缩管和弯管宜合并为渐变弯管或渐缩弯管进口渐变段长度不宜短于倍管径渐变段进口矩形断面面积与钢管圆断面面积的比值应经技术经济比较确定大直径且进口埋深大的管道该比值宜采用设有钢衬的渐变段应采取措施防止钢衬失稳在钢管最低点宜设排水设施 抽水蓄能电站压力钢管应根据水流的双向性确定管道布置尤其是进出口渐变段渐缩段岔管和弯管的选型明管明管线路布置宜选择在地形地质条件优越的地段并与进水口大坝调压室或压力前池等和主厂房等建筑物相协调宜避开可能发生滑坡崩塌沉降量很大的地段和村镇居民区及交通道路等若避不开村镇居民区应考虑工程对环境的影响部分管段若避不开山洪坠石等的影响应采取其他管型如洞内明管地下埋管或外包钢筋混凝土管通过若遇有河沟可用倒虹吸管或管桥等型式通过应考虑洪水和泥石流等对这些建筑物的影响水头高线路长的管线还应满足钢管运输安装及运行管理维修等交通方面的要求为避免钢管一旦发生意外事故时危及电站设备和人身的安全应设置事故排水和防冲工程设施与水渠道路输电线通信线等交叉时应设置必要的交叉建筑物和防护设施沿管线应设置交通道路并宜设置照明设施根据工程具体情况可在交通道路沿线设置休息平台扶手栏杆越过钢管的爬梯或管底通道沿管线应设置排水沟布置在洞内和室内的明管应布置通风防潮设施为满足管道安装和检修要求还应预留必要的空间和埋设必需的埋件明管宜作成分段式转弯处宜设置镇墩镇墩间设支墩以支承和架空钢管并设置伸缩节伸缩节宜放在镇墩的下游侧管轴线坡度很陡的明管伸缩节的位置应综合考虑钢管轴向应力钢管轴向稳定及安装条件等因素确定若直线管段长度在以上宜在其间加设镇墩和伸缩节若直线管段纵坡很缓且管段长度不超过也可不加设中间镇墩而将伸缩节置于管段中部镇墩的布置应与水压试验方式相协调镇墩宜设在较好的地基上支墩间距应通过钢管应力分析并考虑安装条件支座型式地基条件等因素经技术经济比较选定在两相邻镇墩之间的支墩宜按等距离布置但设有伸缩节的一跨间距宜缩短若地基可能产生不均匀沉降或冻涨应采取相应结构措施在地震多发区宜选定较短的镇墩间距和支墩间距支座型式可按管径等因素选择鞍型滑动支座平面滑动支座滚动支座摇摆支座等型式有倒虹吸管道的钢管在该管段的最低处必须设置放空兼排沙管倒虹吸管末端必须设置充排气装置首端视工程具体布置情况确定是否设置充排气装置可能出现负压的管段宜设置真空破坏阀管道两侧边坡应满足稳定要求土质边坡宜进行砌护地下埋管地下埋管线路和进出口位置应选择地形地质条件相对优良地段具备成洞条件避开活动断层滑坡地下水压力和涌水量很大等不良地段计入围岩抗力的地下埋管其顶部和侧向覆盖围岩应有足够厚度地下埋管宜采用一管多机引水方式若管道较短或工程地质条件不宜开挖大断面洞室或受分期发电要求等的限制经技术经济比较亦可采用分组引水方式或单管单机引水方式多根管道线路布置邻管间岩体应满足施工期和运行期的稳定及强度要求宜避免出现一管已运行邻管尚在开挖爆破的情况洞井型式平洞斜井竖井及斜井坡度应根据布置要求工程地质条件施工条件等因素经技术经济比较确定长度和高差过大的斜井与竖井宜布置中间平段在地下水位较高地区应布置排水系统并结合灌浆帷幕等措施减小钢管的外水压力防渗排水设施必须可靠且便于检修应布置地下水监测设施坝内埋管压力钢管的平面位置宜位于坝段中央其管径不宜大于坝段宽度的三分之一不应大于坝段宽度的二分之一管线在坝体铅垂面中的布置应进行 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 比较比较的因素包括钢管对坝体稳定和应力的影响工程量和水头损失的大小钢管安装和坝段混凝土包括接触灌浆的施工条件以及它们之间的相互干扰坝后背管管道平面布置宜位于坝段中央对于拱坝宜沿径向布置上弯管段和下弯管段的转弯半径宜采用管径的倍坝后背管段宜紧贴下游坝面布置管道本体宜位于大坝基本断面以外材料钢材钢管所用钢材的技术要求应符合现行国家标准等的规定钢管所用钢材应根据钢管结构型式钢管规模使用温度 钢材性能制作安装工艺要求以及经济合理等因素选定钢管主要受力构件包括管壁支承环岔管加强构件等可采用下列钢种级碳素结构钢级及级低合金结构钢等压力容器钢等高强度压力容器钢明管宜采用容器钢如需采用其他钢种应先研究其性能确定相应的焊接方式热处理工艺等明管支座辊轮可采用下列钢种级钢级钢优质碳素结构钢等铸件支座支承板可采用与管材支承环相同的材料支座垫板可采用上列钢板或铸件钢管主要受力构件所用钢材的保证条件除应满足钢材国家标准规定的化学成分和力学性能等技术要求以外还应满足下列条件需经冷弯的构件应作冷弯试验需经焊接的构件应保证焊接性及焊接接头部位的韧性包括所用的焊条焊丝焊剂应与母材及焊接方法相匹配常用焊接材料可参照执行专用焊接材料可执行相应标准厚板焊前预热和焊后热处理方式等焊后强度不应低于母材强度冲击韧性指标冲击试验温度和取样部位及取样方向等应按相应钢材国家标准的规定执行各工程亦可根据具体运行条件另提补充要求各工程根据具体运行条件经论证后对用于钢管主要受力构件的钢材的应变时效敏感性系数可提出要求对调质状态供货的钢板其技术要求和取样方式应按的规定执行对沿钢板厚度方向受拉的构件钢材的技术要求应符合现行国家标准的规定且应对每一张原轧制钢板进行检验钢板的超声波检测可根据工程实际情况提出具体要求明管及明岔管所用钢板和铸件的强度标准值与设计值可查表表中所列若钢板屈服点和抗拉强度的比值屈强比不超过强度标准值中的取为若屈强比大于取为埋入岩体或钢筋混凝土中的钢管及地下埋藏式岔管所用钢板的强度标准值与设计值可查表表中所列若屈强比不超过取为若屈强比大于取为钢板的弹性模量可采用泊松比可采用线膨胀系数可采用重度可采用止水垫层混凝土和钢筋材料伸缩节止水材料可选用橡胶石棉聚四氟乙烯碳纤维油浸麻等法兰及人孔止水材料可选用橡胶夹布型止水橡胶石棉铅等钢管外包垫层材料可选用聚胺脂软木聚苯乙烯泡沫板聚乙烯塑料板等垫层材料稳定变形模量适宜的范围为垫层厚度常用范围为垫层材料应具有材料稳定性设计要求的物理力学特性耐久性防腐性可粘贴性以及经济性等材料特性均应经过材料试验必要时进行模型试验管周和镇墩支墩所用混凝土和钢筋材料其力学性能和质量要求应按执行表明管及明岔管所用钢板和铸件的强度标准值与设计值单位与等值钢种钢号标准交货状态厚度常温强度指标强度标准值强度设计值屈服点抗拉强度抗拉抗压抗弯抗剪端面承压抗拉抗压抗弯抗剪端面承压碳素钢热轧低合金钢热轧正火容器钢热轧可要求正火热轧可要求正火正火正火调质表续完钢种钢号标准交货状态厚度常温强度指标强度标准值强度设计值屈服点抗拉强度抗拉抗压抗弯抗剪端面承压抗拉抗压抗弯抗剪端面承压优质碳素钢热轧铸件注钢材的技术要求应符合的规定表埋入岩体或钢筋混凝土中的钢管及地下埋藏式岔管所用钢板的强度标准值与设计值单位钢种钢号标准交货状态厚度常温强度指标强度标准值强度设计值屈服点抗拉强度抗拉抗压抗弯抗剪端面承压抗拉抗压抗弯抗剪端面承压碳素钢热轧低合金钢热轧正火表续完钢种钢号标准交货状态厚度常温强度指标强度标准值强度设计值屈服点抗拉强度抗拉抗压抗弯抗剪端面承压抗拉抗压抗弯抗剪端面承压容器钢热轧可要求正火热轧可要求正火正火正火调质注钢材的技术要求应符合的规定水力计算水力计算应包括水头损失和水锤计算其成果应包括正常运行情况最高压力线特殊运行情况最高压力线最低压力线水锤计算是调节保证计算的一部分应与机组转速变化计算配合进行应符合的规定抽水蓄能电站压力管道水锤压力标准值应根据特征线法水力过渡过程计算成果确定钢管末端压力升高的采用值不应小于正常蓄水位钢管静水压 力的水锤计算应根据本电站及电力系统的运行情况确定计算工况水锤压力初步计算可按下列工况进行正常运行情况最高压力计算钢管水锤压力计算相应于水库或压力前池正常蓄水位经由本钢管供水的全部机组突然丢弃全部负荷调压室或压力前池最高涌浪压力计算相应于水库正常蓄水位经由本调压室或压力前池供水的全部机组突然丢弃全部负荷钢管水锤最高压力与调压室或压力前池最高涌浪如可能重叠尚应考虑其相遇效应对电站运行情况研究后认为不可能同时丢弃全部负荷则可按丢弃部分负荷计算对于单机单管的情况要计算可能的小开度下丢弃负荷的水锤压力特殊运行情况最高压力计算丢弃负荷条件同上相应于水库或压力前池最高发电水位最低压力计算钢管水锤压力计算相应于水库或压力前池死水位经由本钢管供水的全部机组处于一台机组未带负荷其余机组都在满发的工况时这一台机组由空转增荷至满发如电力系统有特殊运行要求可根据具体情况确定增荷幅度抽水蓄能电站应计算上库水位为最低水位水泵水轮机在最低扬程作抽水运行电源中断同时导叶拒动的工况基本设计规定本标准采用概率极限状态设计原则按分项系数设计表达式进行设计钢管结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类应根据这两类极限状态的要求分别按下列规定进行计算和验算承载能力极限状态钢管主要结构构件均应进行承载能力计算管壁和加劲环还应进行抗外压稳定计算若有必要尚应进行镇墩和支墩抗倾抗滑及抗浮验算若有抗震设防要求尚应进行明管和坝后背管抗震承载力计算正常使用极限状态坝后背管外包混凝土结构应按及本规范的有关规定进行裂缝宽度验算钢管结构设计中钢管的结构安全级别及相应的结构重要性系数应按执行见表钢管的结构安全级别可根据其重要性或值调整一个级别但不得低于级表钢管的结构安全级别及结构重要性系数水工建筑物类别钢管的结构安全级别结构重要性系数钢管结构设计分为持久状况短暂状况偶然状况三种设计状况三种设计状况均应进行承载能力极限状态设.