欧洲规范中文版78bs en 1993-4-32007-中文版

1、 BS EN1993-4-3:2007英国标准欧洲标准 3钢结构设计第 4-3 部分：管线欧洲标准 EN1993-4-3：2007和英国标准具有同样的作用ICS 23.040.01; 91.010.30; 91.080.10除版权法允许外，没有英国标准的同意不准复制 BS EN 1993-4-3:2007英文版前言 这个标准由英国标准出版，是欧洲标准 EN1993-4-3:2007 的英文版标准。 英国参与本标准编写工作是由技术委员会 B/525，建筑和土木工程委员会的委托，参与到 B/525/31 小组委员会中，编制应用钢结构标准。 根据需要，可从秘书哪里查找该委员会的组织人员。这个出版物不

2、包括有关合同的必要规定，使用者自己负责正确使用。符合英国标准的钢结构建造不能免除法定责任和义务。这个英国标准是由标准政策出版后发布的修订与策略委员会授权，于2007年7月31日出版。 BSI 2007ISBN 978 0 580 50671 0修改号 日期 评论 EN 1993-4-32007 年 2 月 欧洲标准内部通信系统 23.040.01; 91.010.30; 91.080.10代替欧洲标准 19993-4-3-1999 年版本英文版欧洲规范 3-钢结构设计-第 4-3 部分：管线Eurocode 3 - Calcul des constructions en acier - Par

3、tie 4-3: TuyauterieEurocode 3 - Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 4-3: Rohrleitungen这个欧洲标准由欧洲标准化委员会于 2006 年 6 月 12 日批准。 欧洲标准化委员会成员国一定要遵守欧洲标准化委员会/ 欧洲标准化委员会电气标准化委员会的国际规定，其中规定了使用国家标而没有替代的参照欧洲标准的条件。关于这些国家标准的最新图书目录参考资料可以从欧洲标准化委员会管理中心或者欧洲标准化委员会成员国哪里找到。 欧洲标准有三个正式文本，英文，法文和德文。由以上任何一种语言文本，由欧洲标

4、准化委员会任何一个成员国负责翻译成自己国家语言的欧洲标准，同时又翻译的文本就与正式文本具有同等的效力。 了欧洲标准化委员会管理中心，那么，这个 欧洲标准化委员会成员国也是国家标准的主管机构，这些国家是奥地利，比利时，保加利亚，塞浦路斯，捷克，丹麦，爱沙尼亚，芬兰，法兰西，德国，希腊，匈牙利，冰岛，爱尔兰，意大利，拉脱维亚，立陶宛，卢森堡公国，马尔他，荷兰，挪威，波兰，葡萄牙，罗马尼亚，斯洛伐克，斯洛文尼亚，西班牙，瑞典，和英国。 欧洲标准化委员会管理中心:欧洲标准化委员会 2007 年注册3 BS EN 1993-4-3:20074 EN 1993-4-3: 2007 (E)目录前言1欧洲规范

5、计划的背景1欧洲规范应用的领域和状态2用国家标准替代欧洲规范2欧洲规范和统一的技术标准的联系（欧洲标准和工程技术分析）3欧洲规范 EN1993-4-3 的补充信息3欧洲规范 1993-4-3 各国的附件31总则51.1 适用范围51.2 标准的参考读物61.3 假设71.4 原则和应用规则的区别71.5 定义81.5.11.5.21.5.31.5.41.5.51.5.6压力8设计压力（PD）8工作压力（OP）8最大工作压力（MOP）8设计温度（DT）8工作温度（OP）81.6 国际单位制81.7 符号91.7.11.7.21.7.3罗马大写字母9罗马小写字母10希腊字母101.8 术语111.

6、8.11.8.21.8.31.8.41.8.51.8.61.8.71.8.81.8.9应急状况11事故11检验11施工温度11维修保养11清管器11管线11管线的组成部件11管线经营者121.8.10 管道工程121.8.11 压力控制系统122设计基础132.1 总则132.2 管线的基本要求132.3 可靠性区分132.4 分析方法145 BS EN 1993-4-3:20072.5 承载能力极限状态142.6 正常使用性极限状态14材料性质163.1 总则163.2 钢制管线的力学特性163.3 焊接管线的机械性能163.4 板材和焊接材料的韧性要求173.5 紧固件173.6 土壤的特

7、性17作用力18344.1 要考虑的作用力184.2 作用力的分项系数184.3 承载能力极限状态的荷载组合184.4 使用极限状态荷载组合19分析2055.1 结构模型205.1.1 承载能力极限状态设计的简化计算方法205.1.2 如果没有达到简化计算的分析方法225.2 承载能力极限状态验算235.2.1 LS15.2.2 LS25.2.3 LS35.2.4 LS45.2.5 LS5断裂/破裂23塑性应变极限23变形23疲劳24渗漏245.3 使用极限状态验算24制作和安装的结构性设计266附件提供信息抗力分析，变形，埋入地下的应力和应变27A.1 分析的步骤和范围27A.2 直管分析2

8、8A.2.1A.2.2A.2.3A.2.4A.2.5关键参数的定义28相互作用力公式28弯矩-曲率图31成椭圆形的计算32应变计算35A.3 弯管分析35附件 B提供信息 国家标准和设计指导原则文献目录36附件 C 提供信息 文献目录37C.1 管线文献目录37C.2 岩土工程参考书目396 EN 1993-4-3: 2007 (E)前言本欧洲标准EN1993-4-3，“欧洲规范3：钢结构设计-第4-3部分：管线”由欧洲标准化委员会技术委员 会TC250 欧洲规范结构，由英国标准编制欧洲规范结构。 ，欧洲标准化委员会/技术委员会250组成的秘书处负责所有本欧洲标准将给予国家出版的规范有同等的作

9、用，各国用同样的文本出版或者经欧洲标准委员会签字后出版。但是最迟不能超过2007年8月，与国家标准有矛盾的部分将最迟在2010年3月撤销。 这个文件代替ENV1993-4-3：1999 的文件。 根据欧洲标准化委员会-欧洲标准化委员会电气委员会的内部规则，以下国家的国家标准化组织一定要执行这个欧洲标准：奥地利，比利时保加利亚，塞浦路斯，捷克，丹麦，爱沙尼亚，芬兰，法国，德国，希腊，匈牙利，冰岛，爱尔兰，意大利，拉脱维亚，立陶宛，卢森堡公国，马耳他，荷兰，挪威， 波兰，葡萄牙，罗马尼亚，斯洛伐克，斯洛文尼亚，西班牙，瑞典，和英国。 欧洲规范计划的背景在1975年，欧州联盟会员会根据其条约第95条

10、的规定，决定在建筑业范围内实实行一个新的行动计划。 这个计划的目的是消除技术贸易壁垒，协调或统一技术标准。 按照这个行动计划，委员会发起了建立一套和谐而统一的建筑设计技术规则，其计划的第一步是要使 规则在成员国内，替代现行的国家标准，然后，最终各国家标准。 十五年来，该委员会在各成员国指导委员会的帮助下，进行了欧洲标准的编制工作，并于二十世纪八 十年代产生了第一代的欧洲规范。 在1989年，欧盟和欧洲自由贸易委员会的成员国决定，根据该委员会和欧洲标准化委员会的协议1)，要把编制出版的欧洲标准通过一系列书面文件，转让给欧洲标准化委员会，目的是向他们提供未来的欧洲标准。这涉及到欧洲规范和所有理事会

11、的决定/委员会的决定与处理欧洲标准的关系（例如理事会的决定89/106/电子设备委员会关于建筑产品集中数据处理-和理事会的决定93/37电子设备委员会，92/50电子设备委员会关于公共工程和服务和同样的欧洲自由贸易的决定，首发建立内部市场）。 结构欧洲规范设计包括下列标准，其中有几部份组成：EN1990欧洲规范0：结构设计基础EN1991欧洲规范1：结构上的作用力EN1992欧洲规范2：混凝土结构设计EN1993欧洲规范3：钢结构设计EN1994欧洲规范4：钢材和混凝土复合结构设计EN1995欧洲规范：木结构的设计1)欧洲共同体委员会和欧洲标准化委员会关于建筑物和土木工程建筑设计的协议（BC/

12、CEN 03/89）1 BS EN 1993-4-3:2007EN1996欧洲规范6：砖石结构设计EN1997欧洲规范7：岩土工程设计EN1998欧洲规范8：抗地震结构设计EN1999欧洲规范9：铝结构设计欧洲规范承认每个成员国官方的法律责任和他们有各自的权利保护并在国家的高度确定其安全规则 并使这些规则在国与国之间不断保持变更的权利。 欧洲规范应用的领域和状态欧盟国家和欧洲自由贸易成员国承认欧洲规范可以作为参考文件（用于以下目的）：-作为提高服从理事决定关于建筑和土木工程基本要求的辅助手段，例如包括89/106/电子设备委员会，特别是关于结构机械抗力和稳定性的基本要求No1以及安全和防火基本

13、要求No2。 -作为建筑工程和工程服务有关的具体合同的基础-作为起草建筑物统一的技术标准框架（欧洲标准和工程技术分析标准）欧洲规范，只要是关于建筑工程本身，就与CPD中的第12条的解释文件2) 有直接关系，虽然它们属于不同性质的同一标准的产品3) 。因此，在技术方面，根据欧洲标准建造的工程，欧洲标准化委员会技术分会和欧洲技术认可组织工作小组要根据这些欧洲规范的技术标准对产品的标准和评价达成全面的一致意见。 欧洲规范标准提供了一个对所有结构和产品构件设计大众化的，具有传统内涵，又有革新内容的日常结构设计规则。特殊形式的建筑和设计没有具体地包括在内，因此在这种情况下，需要设计者另外考虑专业设计。

14、用国家标准替代欧洲规范用国家标准替代欧洲规范需要全套的欧洲规范文本（包括是所有的附件），由欧洲标准化委员会出版的，但是在前面要加上出版国家的授权书和出版国所书写的前言，然后再加上出版国的附件。 出版的附件只能包含欧洲标准中空缺的由出版国可以选择的信息，称作由出版国决定的参数，用于在 它自己的国家的将要建造的建筑物和土木工程之中。 -在欧洲规范中给出了替代的值和设计级别，-在某处要用的值在欧洲规范中只给了符号，-国家的具体数据（地理，气候等）例如降雪图，2)根据CPD 第 3.3 条款， 基本要求(ERs) 在文件的解释上要给一个一致的形式， 要在基本要求和委任托管权之间使ENs 和 ETAGs

15、/ETAs 达成一致，建立必要的联系。根据 CPD 中的第 12 条，作为说明的文件是： 3)(a)(b)(c)对基本要求给出一个具体的形式，通过使术语，技术基础和代表的等级，或每个要求的水准使统一和谐。指出与要求有关的技术规范的等级，水准，例如计算方法和证明方法，工程设计的技术原则等。 为欧洲技术认证建立一个统一的标准和指导原则起到一个参考文件的作用。 本欧洲规范在基本要求 1 （ER 1）和部分基本要求 2 （ER 2）中事实上起着相似的作用。 2 EN 1993-4-3: 2007 (E)-所要使用的程序，同时也给了替代的程序，-关于申请提供信息附件的决定，-帮助使用者用与欧洲标准不矛盾

16、的补充信息运用欧洲规范。欧洲规范和统一的技术标准的联系（欧洲标准和工程技术分析）对于建筑物和工程的技术规则标准需要一致的统一的原则4)。另外，对于所有参照欧洲标准建设的建筑物并标有欧洲标准的信息应该清楚地说明其使用那个国家的参数建造。 欧洲规范 EN1993-4-3 的补充信息欧洲规范 1993-4-3 描述了埋入地下管线结构的设计原则，具体包括强度评价，刚性和变形承受能力。 在此欧洲规范EN1993-4-3中，局部压屈部分的原则与管线标准中的原则是一致的。根据欧洲规范 EN1993-4-3的临界设计弯曲度比欧洲规范EN1993-1-6中的弯曲度大。主要的原因是，埋入地下管线的载荷力主要受到变

17、形力的控制，而局部压屈的作用力比管线结构上主要受载荷控制的压载要小。 我们承认，在管线的设计的不同题目中存在很多标准。例如管线路径选择，安全压力标准，防腐，管线铺设和焊接，管线运营和维修保养。除了管线本身结构设计以外，我们参考了列在表1.3的有关的欧洲标准，这也是在设计中要考虑的要素，例如阀，配件，绝缘连接，三通短节和管线护帽。 因为到现在，欧洲规范EN1991中还没有关于管线作用力（载荷）的设计原则，因而参考有关的欧洲管 线设计标准，例如欧洲规范EN1594关于气体传输管线和EN14161关于石油和天然气工业管线运输系统。 欧洲规范 1993-4-3 各国的附件这个标准给出了其它的替代程序，

18、对于不同级别替代值和推荐的建议以及有关说明指出了不同国家怎样做出替代程序选择。因此，按欧洲规范EN1993-4-3执行的不同国家标准应该包含有各国的附件，在其附件中包括有各自国家决定的，用于所在国要建造的建筑物和土木工程的设计的参数。 在欧洲规范EN1993-4-3中容许各国选择的段落：2.3 (2)3.2 (2)P, (3), (4)3.3 (2), (3), (4)3.4 (3)4.2 (1)P5.1.1 (2), (3), (4), (5), (6), (9), (10), (11), (12), (13)5.2.3 (2)5.2.4 (1)4)参见CPD 的第 3.3 条和第 12 条

19、，另外还有 ID1 的第 4.2，4.3.2 和 5.2 条款。 3 BS EN 1993-4-3:20074 EN 1993-4-3: 2007 (E)1总则1.1 适用范围(1)欧洲规范EN1993的4-3部分提供了在环境温度下运输流体或气体或者二者的混合物所使用的圆形 钢材管道的设计，这个内容没有在其它的欧洲标准中论述并涉及具体的应用。 (2)用于这一目的（设计）管线标准的具体应用主要有：-欧洲规范EN805:2000 供水管线系统（饮用水）； -欧洲规范EN1295:1997 在各种载荷条件下埋入地下的管线（污水管线）； -欧洲规范EN1594:2000 工作压力超过16 巴（压强单位

20、）的供气系统； -欧洲规范你EN12007:2000 达到并包括16巴的管线供气系统； -欧洲规范EN12732 焊接： -欧洲规范EN13941:2003区域供热的保温粘接管系统；-欧洲规范EN13480:2002 工业管线； -欧洲规范EN14161:2004 石油和天然气的管线运输系统； (3)在欧洲规范EN1998-4（欧洲规范8第4部分“筒仓，油罐和石油管线的抗地震结构设计”）提供了 有关的专门的抗地震要求的规则，专门用它来补充欧洲规范3 的设计原则。 (4)这个设计标准只用于埋入地下的管线，与欧洲规范8的第4部分管线的设计范围是一致的，它是专门用于： -在有沉降的地区或者无沉降的地

21、区埋入地下的管线。-埋入地下的管线通过堤坝，公路，铁路和运河。(5)管线的设计涉及到很多方面，例如管线路径选择，压力安全系统，防腐，施工和焊接，运行和维修保护。除了管线本身的结构设计以外，我们还参考了列在表1.2的有关的欧洲标准，这也是在设计中要考虑的要素，例如阀，配件，绝缘连接，三通短节和管线护帽。 (6)管线系统通常由几个有联系的设备组成，例如泵站，操作中心，维修站等，其中的每一项都安装有不同类型的机械设备和电器装置。因为这些设备和装置系统的连续操作有重要的影响，因此有必要在设计的过程中充分地考虑设计目的，以达到整体系统稳定可靠的要求。然而，对这些设备 更详细的维修管理就不包括在这个标准的

22、范围之内。 (7)虽然大直径管线也包括在这个设计标准范围之内，但是对于看似类似同样设备的，与铁路隧道和 大的地下气藏管线有关的管线设备设计不能使用这个标准。 (8)在这个标准中的规定没有必要完成某一具体应用的设计。因此针对某一具体实例的应用，要使用 另外的设计规定原则。 (9)这个标准详细地说明了关于板材的延展性和焊接材料的强度。关于更详细的材料和焊接的指导原则和要求要参考有关的列在1.2表中的标准。 5 BS EN 1993-4-3:2007(10) 这个标准的范围只限于钢级的最小屈服强度不超过700N/ mm2 的各种钢材 。1.2 标准的参考读物这个欧洲标准引用了其它标准（标有时间和没有

23、标时间）的参考文献和规定。这些标准的引用用在文本的适当位置并把引用出版物列于以下表中。 EN 805EN 1011EN 1090-2EN 1295Part 1:EN 1594EN 1990EN 1991EN 1993Part 1.1:Part 1.3:Part 1.6:Part 1.7:Part 1.8:Part 1.9:Part 1.10:Part 1.12:Part 4.1:Part 4.2:EN 1997EN 1998Part 4:EN 10208Part 1:Part 2:EN 12007Part 1:Part 2:Part 3:EN 12732供水- 建筑物以外供水系统和组件的要求；

24、 钢材弧焊推荐建议； 钢结构和铝结构执行标准钢结构技术要求； 多种载荷条件（污水管线）埋入地下管线的结构设计； 总体要求； 供气系统：管线-最大工作压力超过16巴，功能要求； 结构设计基础； 在结构物上的作用力； 欧洲规范3：钢结构设计； 建筑物一般规则； 冷成型件和板材的补充规定； 钢结构的强度和稳定性； 板状构造横向载荷的强度和稳定性；; 焊缝的设计； 疲劳； 材料的硬度和全厚度性能； 执行欧洲标准EN1993钢级达S700的补充规定； 筒仓； 罐体； 欧洲标准7：岩土设计； 欧洲标准8：抗地震结构设计规定； 筒仓，罐和管线； 可燃流体钢制管线(1993)； 一级管线； 二级管线； 供气系

25、统-管线最大工作压力达到并包括16巴； 总体效果推荐意见； 聚乙烯管线效果具体推荐意见； 钢制管线效果推荐意见； 供气系统-焊接钢管工程-效果要求； EN 1993-4-3: 2007 (E)EN 13445EN 13480EN 13941EN 14161ISO 1000ISO 3183Part 1:Part 2:Part 3:EN 14870Parts 1,2,3ISO 13623ISO 13847Part 1:Part 2:不用火加热的压力容器系列； 工业用金属管线系列； 区域供热保温粘结管线的设计，计算和安装； 石油和天然气工业-管线运输系统； 国际单位制； 石油和天然气工业；钢制管线；

26、技术交货标准(1996)； 一级管线要求； 二级管线要求； 三级管线要求； 管线运输系统的配件和法兰盘的弯感应； 石油和天然气工业；管线运输系统； 钢制管线的焊接(2000)； 现场焊接； 车间焊接； 说明1：欧洲标准EN1295是下水道设备，供水设备的标准。它的主要原则和方程式都在附件中论 述。 说明2：欧洲标准EN1594用于最大工作压力（MOP）大于16巴的新管线，根据国际标准化 （ISO）/远程运输（DIS） 13686的标准，用于运输无毒，无腐蚀性的陆地油田天然气系统。是由欧洲标准化委员会/技术委员会234 “供气”第三天然气运输工作小组制定。说明3：对更多的关于天然气供应，天然气运

27、输，天然气储存等，参见EN1594。说明4：EN12007 也是由欧洲标准化委员会技术委员会234制定。 说明5：EN13941 是区域供热标准，是由欧洲标准化委员会技术委员会107 和267联合工作小组 共同制定。 说明6：国际标准化组织的标准13623是由国际标准化组织技术委员会67“材料，设备和海洋石 油天然气工业结构”的特别委员会2“石油天然气工业管线运输”制定。 1.3 假设(1) 假设EN1990普遍适用。 1.4 原则和应用规则的区别(1) 参见EN1993-1-1的1.4。 7 BS EN 1993-4-3:20071.5 定义(1)在欧洲规范EN1991-1中规定的术语一般用

28、于欧洲规范的结构物，也适用于欧洲规范EN1993中的 第4-3 部分。 (2)除非另有说明，在国际标准化9830中的定义也适用于这部分4-3。(3)欧洲标准EN1993第1部分的补充规定，作为这部分4-3的补充，下列定义也适用：1.5.1压力在静压条件下，在系统内测得的气体或流体的表压。1.5.2 设计压力（PD）根据设计计算得到的压力。1.5.3 工作压力（OP）在系统内，在正常操作条件下显示的压力。1.5.4 最大工作压力（MOP）在正常工作条件下，系统内最大的连续操作压力。说明： 正常工作条件是指任何设备或油气流没有故障。1.5.5 设计温度（DT）是指一个温度值，在设计中作为计算的依据

29、。1.5.6 工作温度（OP）是指在正常操作条件下，在系统内显示的温度。1.6 国际单位制(1)根据国际标准ISO 1000 ，磅/平方英寸单位将使用在此标准中。 (2)为计算方便起见，推荐使用下列的一致单位：-:mmm尺寸和厚度8 EN 1993-4-3: 2007 (E)kN/m3 kN kN/m kPa Kg/m3 km/s2kN/mN/mm3 NN/mm MPa kg/mm3 m/s2 N/mm Nmm/mmMPa (=N/mm2)-:单位重力和载荷线性力和线性载荷压力和区域分布的作用力单位质量加速度 薄膜应力合力千kNm/mkPa弯曲应力合力应力和弹性模数(4)转换系数 1 毫巴=1

30、00 牛顿/平方米= 0.1千帕（斯卡）1.7 符号在EN1990和EN1993-1中使用的符号列于下表：1.7.1 罗马大写字母在本标准中下列符号用于代表：A CDe D E F MMp Mt N V QQd QiQeq管线横截面因弯曲产生的弧度外径 管壁中线直径弹性模量 管线上纵向法向力管线上的弯矩产生的束状力塑性弯矩扭矩 管线上的有效法向力管线横截面的剪切力土层压力直接传递的土层压力间接传递的土层压力（支承反力） 等量的土层压力Qi 传递到Qd （的量），又作用到同样的平均壳壁上圆周方向的力 矩Qi无应力弯曲的半径 R9 BS EN 1993-4-3:20071.7.2罗马小写字母a f

31、y,dfy,nomfy,nom fy,min fy,max fu,min fu,max m me mpmx, myn npnx, ny pipe p r ttmintr,tb成椭圆形系数屈服强度设计值屈服强度公称值极限拉张强度公称值规定的最小屈服强度屈服强度最大值规定的极限抗拉强度最小值极限抗拉强度最大值 每单位宽度壳壁力矩 在弹性区端点每单位宽度壳壁力矩壳壁每单位宽度全塑性力矩在纵向和圆周方向每单位宽度的壳壁力矩每单位宽度壳壁法向力 壳壁每单位宽度塑性法向力 壳壁纵向和圆周方向每单位宽度法向力管线的内部压力（向外为正）管线上的外部压力（向内作用为负）有效压力p = pt - pe 管线半径

32、r = D/2 管壁厚度 规定的最小壁厚（正常壁厚减去规定的公差）垂直管线和弯曲管线的管壁厚度1.7.3 希腊字母 vF M Qd， Qi， Qeq 的荷载角和方位角泊松比 作用力分项系数材料强度分项系数绕壳体圆周坐标直接剪切 剪切应力 10 EN 1993-4-3: 2007 (E)1.8 术语对EN1993第1部分的补充（和EN1991的第4部分）下列术语也用于这个规范的第4-3部分。1.8.1 应急状况影响到管线系统的安全操作的形式和/或者周围区域的安全，需要立即采取挽救措施。1.8.2 事故没有预料到的偶发，它可能导致发生紧急情况，其中包括管线内的流体泄漏。1.8.3 检验是测量，检查

33、，试验，计量或其它方式，能够确定管线系统或装置各项功能的状态并和所实行的各项 要求加以比较。 1.8.4 施工温度环境温度或者铺设和施工时的安装条件。1.8.5 维修保养使用全部技术和有关管理措施相结合，目的是使某一项目/设备能继续或恢复到执行需要的功能。1.8.6 清管器是一种装置，用流动的流体在管线内部驱动，去执行管线内的各种工作（取决于清管器的类型），例 如分隔流体，清理管线内部污物或检查管线。 1.8.7 管线管线工程系统，在管线的各站点配备有关的设备和泵站。管线工程通常都埋入地下，当然也包括地上 部分工程设备。 1.8.8 管线的组成部件管线由不同的元件建造起来。下列部分组成了管线的

34、各种元件：-管线（包括冷成型弯管）；11 BS EN 1993-4-3:2007-管件的配件（异径短节，三通短节，工厂生产的弯头或弯管，法兰盘，管线的护帽，焊接的短管， 机械式接头等）， -施工，从上述元件中制造的（管汇，海上天然气管线的液体段塞捕集分离器，清管器发射/接受装 置，计量和控制流量装置等）， -辅助装置（阀，伸缩接头，绝缘接头，压力调节器，泵，压缩机等）;-压力容器。1.8.9管线经营者私人或公共组织被授权去设计，建造并操作和维修保养管线供应系统。1.8.10 管道工程由管线和管线配件集中装配起来的管道工程。1.8.11 压力控制系统 一个综合的系统包括压力调节，压力安全，如果可

35、行，要装入压力记录和压力报警系统。12 EN 1993-4-3: 2007 (E)2设计基础2.1 总则(1) P管线的设计要符合欧洲规范EN1990和EN1991-1的规定。(2) 要根据欧洲标准EN1991和EN1997（土工设计）采取措施，因为EN1991和EN1997中没有包括用到管线工程上的全部措施，另外，从有关的参考标准中，如果适当，也要使用其措施。 2.2 管线的基本要求说明：因为它与管线工程有关，欧洲规范EN1991-1中的有关要求摘要如下：(1)P 管线的设计和施工应按这样的方法：-用接受的的概率，它要仍然适合需要，设计物要具有它应有预期使用寿命和使用价值。-有适当的可靠性等

36、级，在使用期间，它要经受可能出现的所有自然作用力和其它方面的影响，考 虑到维修成本，它要经久耐用。 -它不能因爆炸称的结果。 被损坏，冲击，不能受到人类错误的干扰，不能因此发展到与原设计产生不相 (2)P 管线潜在的损坏可以通过下列一种或更多种措施被限制或避免：-避免，消除或减少管线结构遭到。-选择一种对考虑到的灾害具有低敏感性的管线结构。说明： 避免损害的可能性（例如避免使用挖掘机和开挖机器），增加壁厚，增加土壤覆盖，在地 面使用足够的信号装置，使用水泥板覆盖。 (3)P 要满足上述的要求，就要选择适当的材料，使用适当的设计和处理方法，对生产，施工和使用的具体管线规定保护和管理程序。 2.3

37、 可靠性区分(1)对不同类别的管线，要根据其垮塌可能造成的经济和社会效果鉴别其不同的稳定性。(2)要在设计者，客户和有关官方机构选择出大家都同意的有最低可靠性的管线。说明： 各国的附件中可以对不同类别的管线提供最低级别可靠性。(3)可靠性可以用设计系数和所执行的质量等级表示。这个标准中给出的推荐值是中等安全级别的规定。 说明： 可靠性的鉴别，参见EN1998-4，更多的指导原则可以从列在1.2 表的标准中寻找。13 BS EN 1993-4-3:20072.4 分析方法(1)P 在这各标准中管线结构设计的分析方法要适用于考虑到的极限状态。2.5 承载能力极限状态(1)P 基本极限状态应该是：-

38、管壁破裂；-垮塌（横截面压扁）；-管线或管线的支撑失去静平衡或稳定性-除了管壁破裂以外的原因，管线内流体漏失（例如由于连接处连接不紧或由于腐蚀，产生不和格 的环境因素或安全危险）。 (2)P 另外，按照欧洲标准EN1993，其它有关的极限状态还有：说明：例如另一种有关的极限状态可能是法兰连接处的螺栓断裂。(3)基本极限状态可以通过以下极限评估进行验证。-LS1：断裂：管壁出现拉张断裂极限。-LS2：塑性应变极限：极性拉张应变是管壁超过了拉张极限（这个应变极限不是因为材料的性质，而是因为管壁焊接变形达到极限）。 -LS3 变形：超过形变极限。这个形变有几种形式（例如管线超过了椭圆形极限，局部压屈

39、，内破 裂或管线整体压屈弯弯曲曲）。 说明： 在这种情况下，应变可能超量并不能控制，可能导致管壁破裂。-LS4：疲劳：开裂的极限状态是因为多周期载荷循环所致。说明： 根据所达到的极限状态，周期载荷可分为两类。短周期疲劳和长周期疲劳。-LS5：漏失：管线漏失状态是因为除了管壁破裂以外（还有以下原因例如管线连接不紧密或者腐蚀，或因第三方活动造成的，如果这种漏失导致人类不可接受的后果，对安全，健康和环境造成 ）。 (4)在评价拉张应变极限的时候，还应该充分注意到：-管线材料存在缺欠（母体材料）或者连接处（焊接）有问题；-母体材料和焊接区有不同的机械性质；2.6 正常使用性极限状态(1) 与正常使用极

40、限状态有关的基本标准是： -LS6：变形：是对管线有效使用的相反的结果：椭圆形变化和挠曲变形。14 EN 1993-4-3: 2007 (E)-LS7：震动：引起管线不稳定或使支持物或管线的其它部分产生相反的效果。-LS8：管线内流体漏失：不会导致令人不可接受的，对环境和人类安全的。15 BS EN 1993-4-3:20073材料性质3.1 总则(1)P用于制造钢管的钢材应该具有很好的机力学特性适于焊接。(2)这个标准只规定了板材和焊接材料的力学特性。更详细的关于材料和焊接的指导原则和要求请参 见列于表1.2的有关标准。 (3)在这个标准中给出的材料性质的公称值在设计计算中可作为特性值。3.

41、2 钢制管线的力学特性(1)Pfy,nom屈服强度公称值fy,nom 和极限拉张强度值 应该看作是有关标准在表1.2中，fy,min 和 fu,min 规定的最小值。对于极限拉张强度fu,d 的屈服强度设计值fy,d 应该取以下值： fy,d = fy,nom/M(3.1)fu,d = fu,nom/ M(3.1)在上述公式中，M 是部分安全系数。说明： 部分安全系数M 在各国的附件中给出了这个值。M = 1,00是推荐值。(2)P屈服强度的最大值fy,max 和极限抗拉强度fu,max应该是规定值，不大于f ，但是要高于规定的最小值fy,min 和 fu,min 。.说明：在这些强度值中，不

42、同的f 值可以在各国的附件中确定。这个值 f = 50 MPa 是推荐值。 (3)为保证足够的延展性，极限抗拉强度对钢材的屈服强度fu,nom/fy,nom 的比应该不小于 fu,min/fy,min. 。 说明： 这些强度比的数字值可能在各国的附件中找到，fu,min/fy,min = 1.1 是推荐值。(4)极限应变值u 是根据疲劳拉长公式 5,65 A0 的计算长度，其中 Ao 是原来管线的横截面积，它 不应该小于u,min. 。 说明：u,min 值是极限应变u 的值，可能在各国的附件中查到。u,min.= 20 % 是推荐值。 (5)P钢材应该具有足够的断裂韧性以避免管线结构在预定的

43、服务期内，在最低温工作状态下脆 裂。请参见EN1993第1.10部分和EN1594 。 3.3 焊接管线的机械性能(1)P 应该指出，如果管壁出现屈服破坏，塑性应变要出现在管壁面而不是焊接区。16 EN 1993-4-3: 2007 (E)(2)可以假设，如果上述的要求如果达到了，那么堆焊金属屈服强度的正常值最少要比板材或管线规 定的最大屈服强度高X %。 说明： X 值可能在各国的附件中查到，x = 15% 是推荐值。.(3)堆焊金属的延展性包括允许在焊接区的断续焊缝最少有 %.的应变。说明： 应变值 e 可以在各国的附件中查到， = 2% 推荐值。(4)堆焊金属的极限强度最少应该是y %，

44、要高于规定的板材或管线的最大极限强度值。说明：这个值在各国的附件中也可以查到， y = 15 % 是推荐值。 3.4 板材和焊接材料的韧性要求(1)对板材和焊接材料断裂前延展性的要求在前面的部分可以证实，（在欧洲标准EN1594中规定的通过使用适当的方法）。 说明：在管道板材的韧性和焊接容许断缝的欧洲标准出台以前，英国标准7910，199价合格 的金属结构裂痕，和2000年10月的补充意见” 英国标准或其它国家的标准可以使用。(2)这个标准的规定只适用于如果管线材料和焊接材料都适用于EN1594 和EN12732 中规定的要求。 (3)极限的塑性拉应变,Rk (LS2 应该由下列公式决定：,R

45、k = z%. (3.1)说明： z 值可以在各国的附件中查到，z = 0,5 % 是推荐值。 3.5 紧固件(1) 紧固件应该符合EN1993-1-8的规定。 3.6 土壤的特性(1) 土壤性质的设计值（土壤的工程参数）应该按EN1997或者其它有关的参考标准。 17 BS EN 1993-4-3:20074作用力4.1 要考虑的作用力(1)关于作用力和作用力的合力包括偶然及地震形式下的设计的指导原则请参见EN1990 和 EN1991， EN1997 和EN1998欧洲标准。 (2)下列作用力应该适当考虑：-内部压力，-外部压力，-管线自重，-管线内流体的重量（要输送的产品和可能存在的其它

46、物质，例如用于静压试验用的水或含有灰 尘）； -土壤的重量；-车辆载荷；-温度变化；-施工载荷；-因为不同沉降产生的变形，开矿造成的下沉或者山体滑坡；-地震载荷（参见欧洲规范8）；(3)这些要考虑的载荷的特性值可以从表1.1和表1.2的欧洲标准EN1991-1获得。 或其它有关的参考标准中 4.2 作用力的分项系数(1)P 分项安全系数应该根据2.3中的要求的可靠性标准决定。说明：部分安全系数可以从各国的附件中查到。.4.3 承载能力极限状态的荷载组合(1) 以下极限状态的作用力设计的合力应该考虑： a)内部压力：最大内部压力和最小外部压力的差；说明：这种极限状态一般首先用于确定管壁的厚度。b

47、)内部压力加其它有关载荷：内部压力和外部压力条件规定于（a），加上其它有关的设计载 荷。 18 EN 1993-4-3: 2007 (E)说明：这个极限状态一般用于检验下一个临界的应变。c)外部压力加其它有关载荷：最大外部压力和最小内部压力的差，加上其它有关的载荷。说明：这个极限状态一般用于检验下一个椭圆变形，临界应部压屈等。d)压力的瞬时变化加上其它有关的设计载荷：这种情况涉及到管线上的周期作用力。说明：这个极限状态一般用于最后去检验疲劳。4.4 使用极限状态荷载组合(1)以下是服务极限状态下应考虑的设计荷载组合：e)内部压力加上其它有关载荷：最大内部压力和最小外部压力的差再加上其它有关设计

48、载荷。f)外部压力加其它有关载荷：最大外部压力和最小内部压力的差再加上其它有关设计载荷。19 BS EN 1993-4-3:20075分析5.1 结构模型5.1.1承载能力极限状态设计的简化计算方法说明：下列的这个简化的计算方法是根据一套扩展了的更精确计算程序得来的结果。(1)但是，要符合列在（2）到（13）中的条件，只有4.3.（1）中载荷的合力（a）需要计算在内（只有内部压力）。 (2)载荷系数F 应该取：F =F1越野的管线F =F2横过没有防护洪水设施的公路，沟渠，运河天然航道。F =F3横过有防护洪水设施的公路，沟渠，运河天然航道。.说明：F 的数值可能在各国的附件中给出。F1 =

49、1,39; F 2 = 1,50; F 3 = 1,82是推荐值。.说明：在很多的管线标准中，容许应力= 72 % 的屈服应力，(1,39 = 1/0,72).(3)取决于设计屈服强度 fy,d 比De / tmin应该满足以下条件：240 N/mm2 :-forfy,d =De/tminval240. (5.1)for fy,d = 360 N/mm2 :-De/tmin val360. (5.2)for fy,d = 415 N/mm2 :-De/tmin val415. (5.3)for fy,d = 480 N/mm2 :-De/tmin val480. (5.4)说明： De/tmi

50、n 值可以在各国的附件中查到。下列值是推荐值， val240 = 70; val360 = 80; val415 =92; val480 = 106 。 (4)在管线以上覆盖土层的厚度不能超过Dcover。如果管线以上的有效载荷能够证明不超过Geff ，那 么上面规定的标准即不适用。 说明：Dcover r和Geff 的值可能在各国的附件中给出。但是，以下值是推荐值，Dcover = 2,5 m andGeff = 65 kN/m2 。 tspec,min mm.。(5)规定的管壁的厚度tspec应该不少于tspec,min说明：值可以在各国的附件中找到。以下值是推荐值， tspec,min

51、= 4,8 mm. 。 20 EN 1993-4-3: 2007 (E)(6)因为土壤的固结而产生的不均匀沉降应该不超过ds mm 。沉降应该从0 到最大值是不断地增加， 然后，至少在2 m 的距离又回归为0，如图5.1所示。 说明： ds和 的值可能在各国的附件中给出。以下值是推荐值ds = 100 mm and = 20 m.。图 5.1 不均匀沉降推荐值的极限(7)施工的沉降值应该不超过预计的正常管线施工的实践经验值，对这个实践值没有进行专门的测 量。 (8)要建设的管线不应该穿过潜在断裂的平地或开矿引下沉的地区。(9)管线部分不应该有弯曲半径小于x De的弯管。说明： x 的值可能在各

52、国的附件中给出。以下的值是推荐值， x = 20 。 (10) 管线安装时温度和在管线使用期间最大，最小已知温度差应该不超过TC. 。说明： T的值可能在各国的附件中给出。以下值是T的推荐值，T=35C. 。(11) 综合的温度范围应该介于T1 C 和T2 C 之间。如果出现了严寒，经参见欧洲规范EN1594 。说明： T1和 T2 的值可能在各国的附件中查到，以下的值是推荐值，T1 = - 40C 和 T2 = +60C 。 (12) 如果使用了半径小于 y De 的弯管，那么要满足以下标准。 -管线的直径De 不能大于带有水平弯管 D1的直径，在安装时的温度和使用期间最大，最小温度的 最大差不能超过T3 C 。 -管线的直径要 De D