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1、 CECS 145:2002 中国工程建设标准化协会标准 给 水 排 水 工 程给 水 排 水 工 程 埋 地 矩 形 管 管 道 结 构 设 计 规 程埋 地 矩 形 管 管 道 结 构 设 计 规 程 Specification for structural design of buride rectangular Pipeline of wter supply and Sewerage engineering 2003 北 京 第 1 页 中国工程建设标准化协会标准中国工程建设标准化协会标准 给 水 排 水 工 程 埋 地 矩 形 管 管 道 结 构 设 计 规 程 条 文 说 明 20
2、03 北 京 第 2 页 目目 录录 1 1 总总 则则 4 4 2 2 主要符号主要符号 5 5 3 3 材材 料料 6 6 4 4 管道结构上的作用管道结构上的作用7 7 5 5 基本设计规定基本设计规定8 8 6 6 静力计算静力计算 9 9 6.1 砌休混合结构矩形管道 . 9 6.2 钢筋混凝上结构矩形管道 . 9 7 7 构造要求构造要求 1010 7.1 混合结构矩形管道 10 7.2 钢筋混憋上结构矩形管道 10 附录附录 A A 管管顶竖向上压力标准值的确定顶竖向上压力标准值的确定1111 附录附录 B B 地地面车辆荷载对矩形管道的作用标准值面车辆荷载对矩形管道的作用标准值
3、 1212 附录附录 C C 钢筋混凝土矩形截面处钢筋混凝土矩形截面处于受弯或大偏心受拉（压）状态时的最大裂缝宽于受弯或大偏心受拉（压）状态时的最大裂缝宽 度计算度计算1313 附录附录 D D 弹弹性地基上矩形管道底板的定端弯矩和抗挠劲度计算性地基上矩形管道底板的定端弯矩和抗挠劲度计算 1414 第 3 页 1 1 总总 则则 本章内容主要说明编制本规程的目的、适用范围和使用中与其他标准规定的衔 接关系。 本规程原系现行给水排水工程结构设计规范GBJ69-84 中的一部分。考虑到 原规范 GBJ69-84 的内容过于综合性，不利于修订，为此修编时将每一种材质的管道 结构分离后独立成本。同时也
4、考虑到每种材质的管道结构，在工程设计时尚有不少 共性的内容，例如管道结构承受的各种作用（荷载）、结构设计的方法模式、同一 类工程的使用功能要求以及共性的构造要求等，为此针对这些共性的内容，修编时 制定了给水排水工程管道结构设计规范作为管道结构设计需要共同遵守的规定， 以此协调多种材质管道结构的设计标准。本规程是针对混凝土和砌体混合结构管道 制定的，因此需要按照给水排水工程管道结构设计规范规定的原则进行制定。 另外，对本规程的适用范围，明确了钢筋混凝上矩形管道的运行内水压力不超 过 0.2MPa。过高的内水压力，不仅对一般的钢筋混凝土结构是不合理、不经济，甚 至难以承受的，而且对管道的伸缩缝（变
5、形缝）也难以处理，往往出现渗漏。关于 内水压力的限值，在原规范中未予明确，这次修编时结合工程实践经验，作了补充。 第 4 页 2 2 主要符号主要符号 本章针对矩形管道设计中的一些常用符号，作了统一规定。这些符号的确定系 根据下列原则： 1 在一般情况下，均按工程结构设计基本术语和通用符号GB 50132 的规定 采用； 2 相关标准、规范已采用的符号，在本规程中均直接引用； 3 在给水排水工程管道结构设计规范中已经确定的符号，本规程均遵照引 用。 第 5 页 3 3 材材 料料 本章内容基本上保持了原规范的规定，仅就下列几点作了修改与补充。 1 关于砌体中砖的强度等级，原规范规定可采用 MU
6、7.5，当时为了照顾生产产品 的实际情况，通过工程实践反映，MU7.5 的砖块材质较次，吸水率较高，用于给水排 水工程中的地下管道结构不太合适，为此在这次修编时予以适当地提高等级，这样 也可与砌体结构设计规范GB 50003 的相关规定，取得协调一致。 2 对于砌体的砌筑砂浆等级，条文作了进一步明确，不应低于 M7.5。这在原规 范中仅作了原则规定，要求采用水泥砂浆，处于与水接触和湿度大的环境中，需要 应用水硬性砂浆，不宜采用气硬性含白灰的砂浆但原规范未作砂浆等级要求，如采 用 M5 水泥砂浆时，将由于砂量较多，拌制后的砂浆和易性差，会给砌筑带来困难， 最终会影响砌体的质量，为此条文补充了对砌
7、筑砂浆的等级要求。 3 关于混凝上强度等级的规定和含碱量的最大限值控制，可参阅给水排水工 程管道结构设计规范的相关条文说明。 第 6 页 4 4 管道结构上的作用管道结构上的作用 本章内容的说明，可参阅给水排水工程管道结构设计规范中的相关说明。 其中，由于本规程结合工程实践应用，补充了钢筋混凝土矩形管道可适用于低 压运行，控制其运行内水压力不超过 0.2MPa，为此在本章 4.3.2 中规定了相应的设 计内水压力值。管道压力运行时，就需要考虑可能出现的水锤作用，通常压力运行 管道上均设有卸压装置，为此条文给出的设计内水压力，仅针对残余水锤压力，取 1.4 倍的运行内水压力计算，这与国际上相关标
8、准、规范的考虑是协调一致的。 第 7 页 5 5 基本设计规定基本设计规定 本章内容的说明，可参阅给水排水工程管道结构设计规范中的相关说明。 本章主要依据给水排水工程管道结构设什规范所作规定的基础上，对进行 极限状态计算时应予考虑的各种工况，以及相应工况的作用效应表达式等，给出了 具体规定，便于工程技术人员掌握应用。 在计算矩形管道结构的作用效应时（尤其对于整体框架式的钢筋混凝上矩形管 道），需要十分注意多项作用对某个结构截面受力状态的作用效应，区分其有利与 不利，据此确定其作用分项系数的取值，从而获得可靠的内力分析结果，确保结构 设计的正确无误。 第 8 页 6 6 静力计算静力计算 6.1
9、 6.1 砌休混合结构矩形管道砌休混合结构矩形管道 6.1.16.1.1 本条除对混合结构管道的一般做法作了规定外，针对雨水管道规定了底板可 采用分离式结构，但应具有合适的环境条件：管道位于地下水位以上，并且地基土 质较好，即地基土的承载力较高，例如不低于 100kp。主要是考虑到雨水管道并非 经常流水，水密性要求相对比较容易满足。 6.1.26.1.26.6.1.51.5 条文对混合结构矩形管道的计算简图、内力分析方法及截面强度核 算等作了规定，基本上保持了原规范的要求，仅就以下几点进行了修改和补充： 1 1 对底板下地基反力的分布及考虑结构与地基共同工作模型的界限条件，作了 适当的修订。原
10、规范以矩形管道宽度为 4m 作为限界指标，修订后改为 3m，使结构受 力状态更符合实际情况，可能产生的误差更小一些。 2 2 对规定计算模型的内力计算，给定了具体计算公式，便于工程技术人员掌握 应用。 3 3 对管道净宽大于 3.0m，需按弹性地基上框（排）架计算的方法，条文给出了 分析方法，并配以附录口列出相关计算参数，方便应用，减少失误。 6.2 6.2 钢筋混凝上结构矩形管道钢筋混凝上结构矩形管道 本节内容主要针对钢筋混凝土结构单孔矩形管道的静力计算简图及分析方法， 给出了具体规定。对于双孔或多孔矩形管道的分析方法，可遵照单孔的原则进行， 其具体的结构分析方法可视具体条件确定，本规程中不
11、宜列入过多篇幅详细列出。 第 9 页 7 7 构造要求构造要求 7.1 7.1 混合结构矩形管道混合结构矩形管道 7.1.17.1.1 条文对顶、底板钢筋混凝土构件内的钢筋净保护层厚度，作出了规定。钢筋 的净保护层厚度，对钢筋混凝土结构的耐久性 十分重要，有关钢筋保护层整体碳化 的时间，国外相关规范均颇为重视，一般都要求不小于 1 4 3 英寸。本条考虑到国情和 原规范的规定，结合各部位构件所处的环境条件，对顶板内的下层筋净保护层厚度， 作了适量调整，将污水及合流管道的顶板下层筋保护层厚度，提高到 45mm，主要考 虑了污水逸散的硫化氢气体，其腐蚀性更甚于直接接触液体。 7.1.27.1.27
12、.1.67.1.6 条文基本上保持了原规范的规定，仅对双孔（或多孔）矩形管道，当 顶板为预制安装结构时，其在中间墙上的搁置长度不足时，应予采取的构造措施作 出了补充规定。 7.1.77.1.7、7.1.87.1.8 条文对混合结构矩形管道的温度变形缝间距作出了规定，这项规定 系在原规范的基础上进一步具体化。例如对设置后浇带时的一些要求、砌体侧墙的 施工要求以及强调了砌体侧墙的变形缝问距应与顶、底板的变形缝协调一致等，以 确保避免出现温度裂缝。 7.2 7.2 钢筋混憋上结构矩形管道钢筋混憋上结构矩形管道 本节内容基本上保持了原规范的要求，仅对个别条文的规定作了进一步具体化。 第 10 页 附录
13、附录 A A 管顶竖向上压力标准值的确定管顶竖向上压力标准值的确定 本附录内容基本上保持了原规范的规定，仅对不开槽施工时的管顶竖向土压力 的计算模型及方法，按照给水排水工程管道结构设计规范的规定作了修改，其 说明可参阅该规范的相关条文解释。 第 11 页 附录附录 B B 地面车辆荷载对矩形管道的作用标准值地面车辆荷载对矩形管道的作用标准值 本附录内容基本上保持了原规范的规定，仅对现浇整体式钢筋混凝上结构矩形 管道的车辆荷载作用标准值计算方法，按给水排水工程管道结构设计规范）的规 定作了修改，相应说明可参阅该规范的相关条文解释。 另外，本附录还考虑到当前大型矩形管道的侧墙高度较大，当管顶覆土厚
14、度较 小时，侧墙上承受的车辆荷载传递影响不可忽视，规定了可根据作用在侧墙外侧似 土的破坏棱体上的车辆荷载竖向压力，计算侧墙上承受的侧向压力。此时侧墙外土 体的破坏棱体，可按朗金氏主动极限平衡裂线计算，即该裂线与水平向成 45+ 2 S 角度。 第 12 页 附录附录 C C 钢筋混凝土矩形截面处于受弯或大偏心钢筋混凝土矩形截面处于受弯或大偏心 受拉（压）状态时的最大裂缝宽度计算受拉（压）状态时的最大裂缝宽度计算 本附录内容基本上保持了原规范的规定，仅就计算公式的表达形式以及考虑了 钢筋净保护层厚度的影响因素，作了适当修改，其相应说明可参阅给水排水工程 管道结构设什规范的相关条文说明。 第 13
15、 页 附录附录 D D 弹性地基上矩形管道底板的定端弯矩和抗挠劲度计算弹性地基上矩形管道底板的定端弯矩和抗挠劲度计算 本附录内容是针对需要考虑结构与地基上共同工作的计算模型，给出了必要应 用的计算参数的确定方法。 本附录对弹性地基上结构计算的分析模型，系假定地基为半无限弹性体，与实 际情况还存在差异的。但由于当前对地基土承载能力均控制在应力一应变为直接变 化范围内，一般对埋地管道结构更是如此。因此，将直线变形体视作弹性体解析， 对工程设计应确认还是可以的。 在上述确认模型的基础上，借助原苏联学者 - 利用级数表述地基反力，作近似解，分析获得的各项内力计算参数表，并经我国潘 家挣院士归纳分析，拟订了弹性地基上平面变形结构的定端弯矩和抗挠劲度的计算 方法。此法对这两项参数以数值表的形式给出，在工程设计上应用方便。 此外，还需说明，在计算时尚需给定地基土的变形模量。此项参数自不同于土 的压缩模量，从理论上讲应小于压缩模量，但实际由于取样和测定条件的影响会获 得相反的结果，并且要取得土的变形模量的确切的数据，也比较困难，通常的工程 勘察报告中仅给出土的压缩模量值。对此，针对矩形管道结构，一般底板有足够厚 度，属于有限长度范畴，弹性地基的反力取决于底板各点的相对变位，因此可以允 许直接引用压缩模量替代进行计算，对有限长度板的误差将是很小的，应该认为可 以满足工程设计要求。 第 14 页