玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹砂压力管(执行标准)-JC

1、JC/T8381998PAGE 0PAGE 1JC中华人民共和国建材行业标准JC/T838-1998 玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹 砂 压 力 管1998-11-09发布 1999-04-01实施国家建筑材料工业局 发 布JC/T8381998前 言本标准是玻璃钢纤维缠绕增强热固性树脂夹砂压力管在我国的应用实践，并结合国内外同类产品的要求而制订的。本标准非等效采用ANSIAWWA C95095玻璃纤维增强塑料压力管本标准在技术内容与。ANSIAWWAC95095有如下重大差异1范围只适用于玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹砂压力管；4.5压力等级基本不相同，主要以JCT552为依据；4.6刚度等级

2、基本不相同，主要以IS0 7685为依据；6.2.1关内径系列与公差基本不相同，主要以JCT 552为依据；6.2.2长度与公差。与JO/T552相同； 增加了6.3管壁结构；7.3水压检验检验水压为相应压力等级的1.5倍而不是2倍；按HDB计算最小环向拉伸强度(KNm)的公式放在附录D(提示的附录)中，是考虑到实施时的可操作性。引用标准全部采用我国国标、行标文本编排结构基本不同。本标准的附录A、B、C是标准的附录。本标准的附录D、E、F是提示的附录。 本标准感由全国纤维增强塑料标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：国家建筑材料工业局哈尔滨玻璃钢研究所、长春欧文斯科宁管道有限公司、安阳萨

3、普拉斯特玻璃钢工程有限公司。本标准主要起草人：李友清、刘在阳、陈立明、宋波、张秀英、张克强。JC/T8381998PAGE 0PAGE 48中华人民共和国建材行业标准 JC/T8381998玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹砂压力管1 范围本标准规定了玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹砂压力管(代号FWRPMP，以下简称夹砂管)的分类、技术要求、试验方法、检验规则、夹砂管的连接方法、标志、运输及贮存。本标准适用于以玻璃纤维无捻粗纱及其制品为增强材料，热固性树脂为基体，优质硅砂等为填料，采用缠绕工艺制成的夹砂管。2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本

4、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。GBT 1446-83纤维增强塑料性能试验方法总则GB 144783玻璃纤维增强塑料拉伸性能试验方法GBT 257689纤维增强塑料树脂不可溶份含量试验方法GBT 257789玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法GBT 385483纤维增强塑料巴氏(巴柯尔)硬度试验方法GBT 534985纤维增强热固性塑料管轴向拉伸性能试验方法GBT 535l85纤维增强热固性塑料管短时水压失效压力试验方法GBT 535285纤维增强热固性塑料管平行板外载性能试验方法GB 574985生活饮用水卫生标准GBT 823787玻璃纤维增

5、强塑料(玻璃钢)用液体不饱和聚脂树脂3 定义本标准采用下列定义。3.1夹砂管填充适量精选硅砂以增加刚度的管。3.2连续纤维缠绕夹砂管结构层由连续纤维缠绕成型的夹砂管。3.3刚度等级以Nm2为单位的初始特定刚度的级别。3.4长期静水压设计基础(HDB)采取连续施加静水内压至50年后才会引起制品失效的管壁能承受的环向应力。4分类管应按增强材料、增强层树脂、内衬、内衬层树脂、压力等级和刚度等级等进行分类。各种原材料必须在满足制品的工艺条件和达到性能指标后方可采用。4.1增强材料1无碱玻璃纤维2中碱玻璃纤维4.2结构层树脂1间苯型不饱和聚酯树脂2邻苯型不饱和聚酯树脂3双酚A型不饱和聚酯树脂国家建筑材料

6、工业局19981109批准1999-04-0l实施4对苯型不饱和聚酯树脂 5乙烯基酯树脂 6环氧树脂 7酚醛树脂 8其他树脂4.3 内衬 1增强热固性内衬 2非增强热固性内讨3热塑性内衬4无内衬4.4无内衬树脂0无内衬l间苯型不饱和聚酯树脂 2邻苯型不饱和聚酯树脂 3双酚A型不饱和聚酯树脂4对苯型不饱和聚酯树脂5乙烯基酯树脂6环氧树脂7酚醛树脂 8其他树脂4.5压力等级10.25 Mpa20.60 MPa 31.O MPa 41.6 MPa 52.0 MPa。4.6刚度等级 l1250 Nm2 22500 Nm2 35000 Nm 410000 Nm 注：其他压力等级、刚度等级可日供需双方协商

7、砸定，有关压力管的设计见附表D(提示的附录)。4.7分类示例一个完整的夹砂管的型号标记由FWRPMP六个阿拉伯数字和标准号组成。FWRPPPMP JCT8381998本标准号刚度等级压力等级内衬树脂内衬结构层树脂增强材料名称代号本标准号刚度等级压力等级内衬树脂内衬结构层树脂增强材料名称代号例如：FWRPMP111112JCT 8381998表示以无碱玻璃纤维为增强材料，间苯型不饱和聚酯树脂为结构层树脂，采用增强热固性内衬，内衬层树脂为间苯型不饱和聚酯树脂，压力等级为0.25 Mpa，刚度等级为2500N/m2的玻璃纤维缠绕增强邻苯型不饱和聚酯树脂夹砂压力管，按JCT8381998生产。5 技术

8、要求5.1 外观管的内表面应光滑平整，无对使用性能有影响的龟裂、分层、针孔、贫胶区和气泡；管端部应平齐；边棱应无毛刺；外表面无明显缺陷。如有特殊防护要求，由供需双方协商确定。5.2.1 管径与偏差管径分内径系列和外径系列。凡选用内径系列，管径应符合表1的规定；凡选用外径系列，管径应符俣表2的规定。表1、表2相互独立。表1 管内径（ID）系列尺寸与偏差 mm公称直径内径偏差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：其它管径可按用户要求由供需双方协商确定表2 管内径（OD）系列尺寸与偏差 mm公称直径内径偏差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：其它管径可按用户要求由供需双方协商确定5.2.2 长度和偏差长度应按供需双方同意的标准安装长度供货，其中一部分管可以不是标准长度，但数量最多不超过每种规格的15%，除特别规定外，每根管长度变化范围不应超过标准安装长度的25%。管的长度和偏差应符合表3的规定。表3 管的长度和偏差 mm长度偏差40002060003080004010000501

12、200060注：管的长度与偏差如有特殊需要，由供需双方协商确定。5.2.3 壁厚5、2、3 壁厚管壁最小厚度必须在公称厚度的90%以上，平均厚度不小于公称厚度。5.3 管壁结构管壁通常由内衬层、结构层、夹砂层和表面层组成。壁厚由结构设计确定。5.4 水压渗漏性能以压力等级1.5倍水压进行试验，管子不应有渗漏。5.5力学性能5.5.1最小环向拉伸强度5.5.1.1有长期静水压设计基础（HDB）（见附录E）时，最小环向拉伸强度（计算方法见附录E）应不小于表4的规定。无长期静水压设计基础（HDB）时，最小环向拉伸强度应小于表5的规定。5.5.2 管的最小轴向拉伸强度管的最小轴向拉伸强度应符合表6的规

13、定。表4 最小环向拉伸强度（KN/m）公称直径（mm）压力等级（MPa）0.250.61.01.62.010050120200320400150751803004806002001002404006408002501253005008001000300150360600960120035017542070011201400400200480800128016004502255409001440180050025060010001600200060030072012001920240070035084014002240280080040096016002560320090045010801800

14、288036001000500120020003200400012006001440240038404800140070016802800448056001600800192032005120640018009002160360057607200200010002400400064008000220011002640440070408800240012002880480076809600260013003120520083201040028001400336056008960112003000150036006000960012000320016003840640010240128003400

15、170040806800108801360036001800432072001152014400表5 最小环向拉伸强度（KN/m）公称直径（mm）压力等级（MPa）0.250.61.01.62.01007518030048060015011327045072090020015036060096012002501884507501200150030022554090014401800350263630105016802100400300720120019202400450338810135021602700500375900150024003000600450108018002880360070

16、052512602100336042008006001440240038404800900675162027004320540010007501800300048006000120090021603600576072001400105025204200672084001600120028804800768096001800135032405400864010800200015003600600096001200022001650396066001056013200240018004320720011520144002600195046807800124801560028002100504084

17、00134401680030002250540090001440018000320024005760960015360192003400255061201020016320204003600270064801080017200216005.5.3 管的平行板外载刚度管的平行板外载钢度应符合表7的规定，表6 最小轴向拉伸强度（KN/m）公称直径（mm）压力等级（MPa）0.250.61.01.62.0100636363636315063636368712001021021021021022501021021021271443001021021131532083501021021321782084

18、00102102150203238（续表6）45010210816021324850010211817723627660010214221328433170010215623931937280010216725032838090012220030039445710001372173254264931200161244366496583140018227441255865516002203365036838021800238366549745876200026036955376190022002803975968199682400322454681936110626003404827239951

19、1762800360511766105312443000400567851117013833400440624935128715223600480681102114041659表7 在5%挠度下管的最小平行板外载刚度公称直径（mm）刚度等级（N/m2）1250250050001000100200500010002502500500010003003600125025005000010005.5.4 挠曲水平在挠曲水平A（表8），样品管筒身段不应有明显裂纹。在挠曲水平B（表8），管壁结构不应有明显分层、玻璃纤维拉伸破坏、断裂或屈曲等损伤，挠曲水平A和B应同时满足。表8的规定是建立在安装后长期使用

20、的现场最大挠度为5%的基础上。如果样品管在满足其中的一项或两项要求（即水平A或B）下失效，样品管代表的同批管材的长期许用挠曲值必须将规定值按比例降低。表8 环初始挠度刚 度 等 级（N/m2）挠曲程度125025005001000环初始挠度（直径的百分比%）A1815129B30252015注：1、对于其它刚度等级，环初始挠度按下式表示为直径的百分比；2、水平B=30（1250/刚度等级）1/3；3、水平A=0.6（水平B）5.6 树脂含量管内衬层树脂含量大于65%，表面层树脂含量大于80%，结构层树脂含量为（355）%，夹砂层树脂含量大于25%。5.7树脂不可溶份含量树脂不可溶份含量均不小于

21、90%5.8 巴氏硬度管表面为增强热固性树脂时，巴氏硬度不小于40。5.9 卫生要求输送饮用水的夹砂管应保证水质符号GB5749要求。6 试验方法6.1 外观目测管的内、外表面和两端面。6.2 尺寸测量管的尺寸测定按附录A(标准的附录)执行。6.3 水压渗漏检验水庄检验按GBT5351，注满水，排除气体，以均匀的速率加压至相应压力等级的1.5倍，至少保压120秒。仔细检查有无可见的渗漏。6.4 力学性能6.4.1初始环向拉伸强度。6.4.1管的初始环向拉伸强度可按以下方法测定： a)按分离盘法测定，见附录B(标准的附录)：b)按GBT1447，试样尺寸(不适宜正向夹持方式时，可采用侧向夹持方式

22、。)按附录C(标准的附录)；c)按GBT53516.4.1.2 仲裁方法a)公称直径不大于2m，按分离盘法测定；b)公称矗柽大于2m，按CBT 1447测定，试样尺寸按附录C。6.4.2初始辅向拉伸强度初始轴向拉伸强度按GBT 1447，试样尺寸按附录C。6.4.3管的平行板外载性能平行板外载性能按CBT 5352规定试验，计算方法按附录F(提示的附录)。6.5管的挠曲水平性能管的挠曲水平性能按CBT 5352规定试验。6.6树脂含量 树脂含量按GBT 2577规定试验。6.7树脂不可溶份含量树脂不可溶份含量按GBT 2576规定试验。6.8 巴氏硬度巴氏硬度按GBT 3854规定试验。6.9

23、卫生要求水质按GB5749检验。7检验规则检验分出厂检验和型式检验。7.1出厂检验7.1.1检验项自管子必须按5.1、5.2、5.4、5.5、5.8的要求进行外观、尺寸、水压渗漏、力学性能、巴氏硬度检验。7.1.2抽样与判定规则7.1.2.1外观、尺寸、水压渗漏检验(公称直径不大于1400mm)、巴氏硬度a) 抽样方案：逐根检验。b)判定规则：若检验项目全部合格，则判为合格，否则判为不合格。7.1.2.2水压渗漏检验(公称直径大于1400mm)、环向拉伸强度、初始轴向拉伸强度，平行板外载刚度、挠曲水平检验。a)抽样方案：以100根相同压力等级、刚度等级和相同类型与规格的压力管为一批，不足100

24、根的按100根处理。从每批中随机抽取一根样品进行试验；b)判定规则；检验所抽样本，若全部合格则判该批为合格、若有不合格项，?则加倍抽检：若仍有不合格项，则判该批不合格。7.2型式检验7.2.1条件如有下列情况之一时，应进行型式检验：a)首制管或正常生产后，遇到材料、结构工艺有明显改变可能影响产品性能时；b)连续半年以上停产后恢复生产时； c)正常生产十二个月后； d)出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时； e)国家质量监督机构要求进行型式检验时。7.2.2抽样与组批7.2.2.1以80根为一批，在邻近周期检查时的一批产品中进行随机抽样。7.2.2.2抽样与判定规则a)抽样方式：采用一次抽样法

25、，样本数为4；b)判定规则：所抽样本全部合格，则相应批的型式检验合格，否则为不合格。7.3检验后的处理7.3.1 对已判为合格的批，使用方应整批接收；对于判为不合格的批，未经使用方的同意，生产方不应在未作任何修复、处理的情况下整批或部分地、或与其他新的批混合后再次重新提交检验。7.3.2在已判为合格的酌批中，如再发现不合格品,不影响己作出的判断，这些不合格品的处理由供需双方协商解决。7.3.3型式检验不合格时，应认真调查原因，及时排除造成不合格的因素后，方能恢复生产。7.3.4按照产品的订货合同等文件的具体要求，可将不合格批进行筛选：修复,由供需双方协商处理。8连接方法连接类型有胶结连接，外铺

26、层连接，密封圈承插连接，套管连接或桌用下述允许使用的机械形武连接。8.1粘结连接粘结连接形式有三种：每一种形式的连接强度都要满足或超过5.5.1、5.5.2所述的管的环向强度和轴向强度要求8.1.1锥形承口和插口胶结粘结将压力管的连接端做成带有一定锥度的承口和插口，用适当的粘结剂将两者连接成一体。8.1.2直线承口胶结粘结将压力管的连接端做成不带锥度的承口和插口，用适当的胶粘剂粘成一体。8.1.3锥度承口和直插口连接将连接节点做成带锥度承口和直口，用适当的胶粘剂将其粘成一体。8.2外铺层连接将一定数量的增强材料用有催化剂系统的树脂基体进行浸渍，将其铺到管端结合处以连接成整体并达到压力密封要求。

27、铺层的拉伸强度不小于管体自身的强度。8.3 密封圈承、插连接管连接方式分承插连接和套管连接。必要时，密封圈式承、插口连接或套管连接纵向限位采用8.2规定的外部铺层法。8.4 机械连接机械连接包括法兰、螺纹、压缩接头或市场上现成的类似连接形式。各种机械连接在输水管管体运行的压力和温度等级下可靠性良好。9标志、包装、运输及储存9.1 标志每根管至少应在一处作上耐久标志。标志不应损伤管壁，在正常的装卸和安装中，字迹应保持清晰。标志应包括以下内容：a)管的公称尺寸； b)按第4章分类对管进行标记； c)生产企业名称、商标、批号。9.2 包装与运输a)管层与层之间用垫木隔开、摞放高度不得超过2m。在保证

28、管壁不受损伤的前提下，不同直径的管允许套装；b)管在运输及装卸过程中不应受到剧烈撞击、抛掷，除非买方另有规定，管子应按标准的商业运输条件发运；c)每件包装应附合格证。 9.3贮存摞放地应卓整，管的摞放高度不得超过2m。摞放地应远离火源，。不宜长期露天堆放。附 录 A(标准的附录)尺寸测量方法A1 管的厚度(t)的测量A1.1仪器精度为0.02mm的球形测头百分尺。A1.2方法垂直切割管端部,沿圆周至少测量7次，测点均布。A1.3计算计算所测值的算术平均值。A1.4 报告给出得到的最大厚度和最小厚度以及平均厚度。A2管的平均外径(D)的测量A2.1仪器精度为lmm测量工具A2.2 方法测量管的周

29、长值估计到小数点后一位，计算出外径值，每隔一定距离进行一次测量，共进行5次测量，取平均值。A2.3 报告报告应包括最小、最大和平均外径。A3 管的平均内径（d）的测量按式（A1）计算管的平均内径：d=D-2t（A1）式中：d平均内径，mm；D按A2测定的平均外径，mm；t按A1测定的平均厚底，mm。A4 管的长度的测量A4.1 仪器精度为1mm的钢卷尺。A4.2 方法把管放在平面上，测定长度精确到1mm。A4.3 报告给出管长度的测定值。附 录 B（标准的附录）分离盘法测定管的环向拉伸强度B1试样B1.1 试样尺寸见图B1B1.2 试样数量按GB 1446第二章。B2 试验条件B2.1 试样环

30、境条件按GB1446第三章。B2.2 试样设备按GB1446第五章。拉伸试验的分离盘见图B2，分离盘直径尺寸见表B1。B2.3 试验加载速度应为0.015 D，mm/分。注：D为管的公称直径B3 试验步骤B3.1 在试样上任取两点，只要它们相距180，并加以标注。试样表面应无划痕。B3.2 用千分尺测量环状试样任意一点的宽度和厚度。测量精度按GB 1446第四章。B3.3 把管道试样装到试验装置上的分离盘的外周缘，将选定两点放在装置的裂口处。试验设备应设计成有可能将试验管环准确地在设备上定位的特点，这样管环固定在准线中央，与试验机的附属设备的各点相连。试样与盘的接触表面要加以润滑。B3.4 均

31、匀连续地对试样施加载荷，直到破坏。记录破坏载荷，若试样没有完全破坏或断续破坏，则该试样作废，另取试样补充。B4 环向拉伸强度按式（B1）计算：a = Pb/（2b）（B1）式中：a试样拉伸强度，kN/m：Pb最大或拉断载荷，kN：b试样宽度，m。B5 试验结果和试验报告按GB1446第六章、第七章图B2 环向拉伸试验的分离盘表B1 分离盘直径尺寸管 公 称 直 径内 径 系 列外 径 系 列1009897150148148200197198250247246300296292350346360400395390450445440500494486600593582700692678800792

32、7769008928721000992968120011901162140013901356160015881550180017881740200019881936注：分离盘直径（工作面）加工精度为h10 ,粗糙度Ra=6.4m附录C（标准的附录）轴向与环向拉伸强度试验的试样C1 轴向拉伸强度试验的试样对不同壁厚的加砂管进行试验时，其试样形状尺寸见图C1和表C1。C2 环向拉伸强度试验的试样对不同壁厚的加砂管进行试验时，其试样形状及尺寸见图C2和表C2。图C1 试样形状表C1 轴向拉伸试样尺寸 mmt772222w131925L575765W0192935L0165246300G505058D

33、115115130R767676图C2 试样形状表C2 环向拉伸试样尺寸 mmt772222w131925L575765W0192935L0165246300G505058D115115130R767676附 录 D(提示的附录)埋地压力管的设计D1 介绍埋地玻璃钢管道的结构设计程序包括确定设计条件，选择管材压力等级和相应的管材性能，选择安装参数并完成适当的计算，以确保管材符合D7部分的设计要求，如果计算结果不满足要求，必须提高安装参数或选择不同特性的管材，或者两者同时进行并重新计算。本节不包括特殊情况所需要的特殊资料和计算(见D9部分)在玻璃钢管道的设计中既采用了准确的计算又有经验的方法，除

34、了进行短期试验外，在模拟应用条件下通过对从长期试验中获得的数据进行统计推断，将许多性能极限确定为50年，利用相应的设计系数通过折减性能极限值获得设计应力值和设计应变值。设计系数的建立是为了在材料特性发生变化时，以及发生设计计算中未能预计到的载荷情况时满足管道在设计使用寿命内的性能，设计系数是建立判断以往经验和正确的工程原理基础上的。本节所讨论的设计方法适用于均匀管壁和加肋管壁，进行加肋管材设计时，部分计算公式必须加以改进以满足加肋管特殊性能要求，另外，为满足加肋管的设计要求，可采用本标准未提及的计算方法。D2 设计术语本节讨论的埋设管的设计采用以下定义工作压力Pw指系统在标准运行条件下介质预期

35、的最高长期运行压力。压力等级P c指在没有其他荷载的情况下，压力管道所承受的最大压力。波动压力P s指瞬时高于工作压力的压力，有时也叫作水锤，是由系统中的阀门操作，泵的启动、停止等引起介质流速变化造成的。波动允许值P sa指在不改变压力等级的条件下，管道所适应的压力波动量，可根据配水系统通常遇到的压力波动预测波动允许值。静采压设计并基准HDB指压力管的长期静水压环向强度，根据本标准附录E规定的试验方法和详细评价程序确定。设计系数FS指将特定的力学和物理性能折算成计算的设计值而采用的特定数，其值大于1。参数指本章中的方程式所用参数的定义，见D3。D3设计条件设计条件的确定极大地取决于介质流量及流

36、速极限、压力、管线标高及有关的地理位置、地形、占道权以及安装需要的考虑。本附录采用的普通参数定义如下：B弹性支撑经验系数(无量纲)； Bd管道起拱线处沟槽宽度，mm；D平均直径，mm；Df形状系数(表Dl，无量纲)；DL挠曲滞后系数(无量纲)；E环向弯曲弹性模量，MPa(Nm2)；E土壤反作用组合模量，Nm2；Eb管区回填土壤反作用模量，Nm2；En管道标高处原土壤反作用模量,Nm2；EH环向拉伸弹性模量，MPa；F单位管道长度上的荷载，NmFS设计系数；H管顶以上埋设深度，m；h管顶以上地面高度，MPa；hw管顶以上水位高度，mm；HDB静水压设计基准，MPa(应力基准)或mmmm(应变基准

37、)；ID管内径，mm；I单位长度管环弯曲惯性矩，mm4mm；If冲击系数，(无量纲)；K=（2nL/D）2Kx管道基床系数(无量纲)；L刚性环向加强筋间距，mm；L1管顶深度处行进方向的轮载区宽度，m(见图D-2)；L2管顶深度处与行进垂直方向的轮载区宽度，m(见图D-2)；n屈曲时的波数，n2；OD管外径，mm；P车辆通过时的载荷(轮载)，N；Pc压力等级，MPa；Ps波动压力，MPa；Psa波动压力允许值，MPa；Pv管内真空压力，MPa；Pw工作压力，MPa；qa许用屈曲压力，MPa；qu无侧限抗压强度，ton/m2；r管道平均半径，mm；rc回圆系数(无量纲)；Rw水的浮力系数(无量纲

38、)Sb长期环弯曲应变，mm/mm；Sc土壤支撑组合系数(无量纲)；Si环向拉伸强度，MPa；Sr压力等级时的环向拉伸应力，或应变，mm/mm；SN管壁刚度，N/m2；t管壁结构层厚度，mm；tL内衬厚度，mm；tt管壁结构层和内衬层的总厚度，mm；Wc作用于管道上的垂直土壤载荷，N/m2；WL作用于管道上的活动载荷，N/m2；s土壤比重，N/m3；w水的比重，Nm3；Vhl泊松比(环向施加应力)；Vlh泊松比(轴向施加应力)；y管径垂直挠曲的预计值，mm；ya管径垂直挠曲的最大允许值，mm；b由于挠曲引起的最大环弯曲应力，MPa；c组合载荷引起的大应力，Mpa；pr内压引起的工作压力，MPa；

39、d最大允许长期安装挠曲值，mm；b由于挠曲引起的最大环弯曲应变，mm/mm；c组合载荷引起的最大应变，mm/mm；pr内压引起的工作压变，mm/mm。D3.1 水头损失玻璃钢管由于其内表面光滑，不易产生腐蚀馏和腐蚀作用，摩擦阻力小，水头损失明显比其它管材小，这反映在典型的Manning长期流动系数值n为0.009，Hazen-Williams C为150，设计人员在确定设计条件时可以考滤选用这些值。D3.2波动压力对于给定的系统设计参数，可根据以管材弹性模量和厚度与管径比计算波动压力，在设计阶段应确定是否会有过大的波动压力产生，提供自动波动压力释放措施，或选择较高压力等级，以及预先排除这种过大

40、波动压力产生的条件。D3.3基本设计条件在进行设计计算前应确定的设计条件是：1)管道的公称直径(本标准表l、表2)：2)工作压力Pw(D7.1.2部分)；3)波动压力Ps (D7.1.3部分)；4)管区辅设深度处原土材料与回填材料的土壤条件(D7.3.8部分)；5)回填土比重s(D7.3.5部分)；6)最大覆盖土深度和最小覆盖土深度(D7.3.5部分)；7)车辆载荷P(D7.3.6部分)；8)负压Pv(D7.5部分)；9)平均使用温度和最大使用温度(D9部分)。D4管道特征管道的压力等级通常是以D7部分的工作压力、波动压力以及外载荷条件为基础来确定的，在平均使用温度与最高使用温度条件下的管道性

41、能应征求生产厂家意见或查询其技术资料，本标准给定的环向刚度值，轴向强度以及环向拉伸强度值仅是最低要求，对于具体的管道产品，这些J性能可能明显地高于规定，管道设计可能要求材料性能和结构能力大于本标准所给定的最低值，进行设计计算需要川到的管道性能包括：1)结构层公称厚度t和内衬层厚度tL(本标准)；2)环向拉伸弹性模量EH(D7.1.1部分)；3)静水压设计基准HDB：4)环弯曲弹性模量E(D7.2部分)；5)最小管道刚度等级EID3。(本标准)；6)长期环弯曲强度Sb(D7.2.2部分)；7)泊松比VhI、VIh(D7.5部分)。D5安装参数必须根据现场情况和所计划的安装方式加以核定的主要参数有

42、回填到管道周围(管区)的回填土类型，压实程度以及管道标高处的原土特性，这些参数的初步选择可按现行的标准规范，项目的土壤报告，生产厂家的建议以及以往的经验进行，一定的土壤类型和夯实程度的组合极大程度地取决于设计计算需要的下列值；1)基床系数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)挠曲滞后系数DL(D7.3.3部分)；D6设计程序根据D3到D5确定的设计条件，管材性能和主要安装参数须根据设计计算检验对D7部分的满足程度，根据可能采用的应力基准或应变基准，建立特殊产品的性能极限，进行设计计算，根据设计计算确定管材是否满足D7部分的要

43、求，步骤如下；1)根据HDB和管道尺寸计算Pc(D7.1.1部分)；2)校验工作压力Pw(D7.2部分)；3)校验波动压力Ps(D7.1.3部分)； 4)由环弯曲计算许用挠度(D7.2部分)；5)确定土壤载荷Wc和活载荷WL(分别为D7.3.5和D7.3.6部分)；6)计算土壤反作用组合模量E(D7.3.8部分)；7)校验挠曲预测值y/D(D7.3部分)；8)校验组合载荷(D7.4部分)；9)校验屈曲(D7.5部分)。D7设计计算和要求D7.1内部压力D7.1.1压力等级Pc，压力等级与管的静水压强度HDB有关，由式（D-1）(D-2)确定：应力基准HDB：Pc(HDBFS)(2tD)(D一1

44、)应变基准HDB：Pc(HDBFS)（2EHtD）(D一2)式中：Pc压力等级，MPa；HDB静水压设计基准，MPa(应力基准)，或mmmm(应变基准)；FS最小设计系数1.8；t管壁结构层厚度，mm；D管平均直径，mm，如下计算：对内径ID系列管(表1，本标准)D=ID+2tL+t对外径OD系列管(表2，本标准)D=OD-t式中：tL内衬厚度(如果存在)，mm；ID管内径，mm；OD管外径，mm；EH管壁环向拉伸弹性模量，MPa。静水压设计基准(HDB)：不同的玻璃钢管道产品其静水压设计基准HDB亦应不同，这取决于结构层和内衬层所用材料及其组成方式，静水压设计基准HDB可通过管壁结构层环向应

45、力政环向应变加以定义。温度和使用寿命：制造商应对每一种玻璃钢管道产品在可控制温度条件下按本标准附录E所列试验方法确定静水压设计基准HDB，通常要求产品寿命为50年，温度升高时的使用寿命与所用材料及管壁结构形式有关，应用于高温条件时管道的HDB值应与制造商协商。设计系数：在进行管道内压设计时，需要两个独立的设计系数。第一设计系数是短期最大环向拉伸强度Si和压力等级Pc下的环向拉伸应力Sr之比，这个系数保证在短期峰值压力条件下的应力或应变不超过管材的短期静水压强度，本标准表4所给出的环向拉伸强度即根据初始静水压强度确定，其最小设计系数为4.0。第二个设计系数是HDB与压力等级Pc下的环向应力或应变

46、Sr之比，这个系数确保工作压力下的应力或应变不超过HDB所规定的管材长期环向拉伸强度，对于压力管的设计，该系数取1.8。两个设计系数都应进行校核，哪个系数可能制约管体的设计，取决于具体管类产品的长期强度的回归特性，谨慎的工程设计在确切了解管材使用条件的前提下可能给出任一设计系数的增减变更范围。D7.12工作压力Pw，管材的压力等级应大于或等于系统的工作压力，如式(1)-3)所示：PcPw(D-3)式中：Pw工作压力，MPa。D7.1.3波动压力Ps管材的压力等级应大于或等于输水管系统中工作压力和波动压力叠加后的最大压力被1.4所除得的值，即： Pc(Pw+Ps)1.4(D-4)式中：Ps波动压

47、力，MPa。波动压力的处理反映了本标准管材和材料的特性。波动压力Ps的计算：波动压力Ps的计算依据公认的和被接受的计算理论。波动压力计算值的大小很大程度地取决于管材环向拉伸弹性模量及厚度与直径之比(tD)。因此，玻璃钢与高模量管及厚壁管或两者兼有的管相比，其波动压力计算值较低，例如模量20.680MPa，(tD)为0.01的玻璃钢压力管，流速瞬时变化为0.6m/s，计算压力增量约为0.276Mpa。波动压力允许值Psa应满足传输系统中发生的瞬时压力上升的需要，0.4Pc的波动压力允许值是根据玻璃钢管快速应变率引起强度增加而确定的，对承受快速、频繁的循环使用压力的系统应给予专门的设计考虑，对于管

48、材的特殊要求应同制造商协商。D7.2 环弯曲由管体最大许用长期垂直挠曲引起的环弯曲应变（或应力）不应大于经设计系数折算的管长期环弯曲应变能力，下列任一公式均可确保这一要求的满足：应力基础： b=DfE(ya/D)(tl/D)SbE/FS（D-5）应变基准： b=Df (ya/D)(tl/D)SbE/FS（D-6）式中：b挠曲引起的最大环弯曲应力，MPa；Df形状系数（表D-1），无量纲；ya管最大许用长期垂直，MPa；Sb管的长期环期垂直挠曲，MPa；D管平均直径，mm；FS设计系数，1.5；b因挠曲产生的最大环向弯曲弯曲应变，mm/mm；tt=t+tL，mm。D7.2.1 形状系数Df形状系

49、列与管挠曲产生的弯曲应力或应变有关，是管体刚度，管区回填材料，压实程度，管下三角支撑条件，原土壤条件和挠曲程度的函数，表D-1给出的Df值假定管下三角支撑条件不一致，挠曲至少2%3%，稳定性土壤或通过调整沟槽宽度避开了不利条件，表D-1值系针对典型的管区回填材料，对其他的回填材料，可选择每种刚度等级的最高值Df。表D-1 管区回填材料和压实程度管道刚度等级砾石*砂+自然堆放至轻微压实#中等至高度压实自然堆放至轻微压实#中等至高度压实N/m2形状系数Df（无量纲）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%的相对密度。85%的葡氏密度，40%的相对密度。D7.2.2 长期环弯曲应变Sb不同管壁结构类型和材料制成的玻璃钢管道，其长期环弯曲应变也不同，长期环弯曲应变按下述方法确定。长期环弯曲强度试验方法D7.2.2.1概要与范围本试验方法叙述了管材长期环弯曲强度Sb的试验方法，试验时使环行试样承受恒定载荷并监测破坏时间，根据破坏挠曲(应变)与时间的对数线性回归外推50年获长期环弯曲强度，建立回归线最少需要l8个数据点。D7.2.2.2试样试样应从样品管切取并且具

51、有环行截面形状，环行试样长度确定如下：表D-2管公称直径（mm）环长度（mm）300管径12.5300并且15003002515000.2倍管径25D7.2.2. 3试验条件1)温度试验温度2352)溶液 使用两种溶液：(1)碱性溶液，PH=9；(2)酸性溶液，PH=5。试验过程中溶液的PH值应保持恒定，试验开始后的第一个月每周监测一次溶液PH值，之后每月监测一次，如果一种溶液的试验结果比另一个明显的差，用“平缓”溶液进行全套的系列试验是没有必要的；D7.2.2.4设备1)加载设备试验设备应适合于对试样施加恒定载荷。2)加载可以采用平板、杆、棒对试样施加载荷，在系列试验中应采用同种形式加载。a

52、)平板板应具有足够厚度，保证试验中不发生弯曲或畸变，饭的长度应等于或大于试样长度，宽度最小为150mm。b)棒棒的接触面积至少18.75mm+6.25mm乘以最小试样长度。c)杆加载杆直径按表D-3确：表D-3管公称直径杆长度300256.5300506.25杆的长度应大于或等于试样长度。3)环境试验箱的尺寸应足够大，保证试样全部浸没在试样溶液中，试验箱对化学溶液不能有化学影响。D7.2.2.5试验程序1)加载施加到试样上的截荷应循序增加，井且使管材的直径的变化速度不超过每分钟10%，从试样完全浸泡到试验溶液中并施加完全部载荷时开始记录试验时间。2)挠曲载荷施加后直至试样破坏，周期地测量试样挠

53、曲，建议按均等的对数时间增量进行挠曲测量，二个十进位对数时问里至少测量三个数据。3)破坏下述情况出现时被认为试样已经破坏：a)管壁突然断裂b)相继读出的对数挠曲(或对数应变)与对数时问坐标斜率S等于或大于0.25，斜率计算如下：5=(1ogyf 1ogyi)(1ogTf logTi)(D-7)式中：yf最终挠曲值(管径的百分比)或应变mmmm； yi某点的挠曲值(管径的百分比)或应变mm/mm；Tf最终时问Ti与yi对应的时间c)按式D-7判定破坏时，斜率变化的始点(yi，Ti)认为是破坏挠曲和破坏时间。4)试样数量及失效点发布为了进行线性回归分析至少要求18个试验数古屯试样失效点的发布应满足

54、下述要求：时间h 失效点101000 至少4点10006000 至少3点6000以上 至少3点10000以上 至少l点D7.2.2.6 Sb的确定试验数据分析参照附录E的方法进行并外推50年，PH5和PH9环境的Sb均应确定，两者中的最低值取为Sb。1)应变基准 Sb=4.28(tt)(50)(D+502)2(D-8)式中；Sb50年破坏应变，mmmm；tt总壁厚，mm；D平均直径，mm；50外推50年挠曲值，mm。2)应力基准 Sb=(E)(4.28(tt)(50)(D+502)2(D-9)式中：Sb50年破坏应力，MPa；E弯曲模量，MPa；D7.2.3弯曲设计系数。对于承受弯曲载荷的管体

55、较完善的设计要求考虑两个独立的设计系数。第一个设计系数应考虑管体受破坏时的初始挠曲与最大许用安装挠曲相比较，根据本标准进行的管体环刚度弯曲试验，其挠曲值远远超过实际应用中的允许值极限，试验结果反映出相对于初始弯曲应变，设计系数至少为2.5。第二个设计系数是长期弯曲应力或应变与最大许用长期挠曲产生的弯曲应力或应变之比，对于玻璃钢管的设计，设计系数最小应为1.5。D7.3挠曲埋置管的安装方式应确保外载荷引起的管体垂直直径往减小量的长期值不超过D72部分规定的最大许用挠曲值(yaD)或由设计者或制造商要求的允许挠曲值(d/D)，以两者中的较小值为准，即：y/Dd/D ya/D(D10)其中：yD（D

56、LWc+WL）Kx/(8EID3+0.061E)l00 (Dl1)式中：yD用管平均直径的百分比表示的预计压力管的垂直挠曲值； DL挠曲滞后系数，无量纲，反映土壤的时间一压事变化率(D7.3.3部分)： Wc管上承受的垂直土壤载荷，Nm2(D7.3.5部分)；WL管上承受的活载，N/m2(D7.3.6部分)；KX基床系数，无量纲(D7.3.4部分)： EI/D3管道刚度，N/m2(D7.3.7讲分)； E土壤反作用组合模量，Nm：D7.3.1挠曲计算需要以挠曲值为输人参数的设计计算既要求出预测挠曲位yD，同时也要给出最大许用挠曲值yaD，后者是保证不超过材料的许用设计应力或应变值的必要条件，而

57、在所有的设计计算中都将使用最大允许挠曲值d/DD7.3.2挠曲预算埋在地下使用的所有柔性管都将产生挠曲，这意味着垂直直径方向尺寸减小，挠曲量是关于土壤载荷、活荷载，管道标高处的原土特性、管道回填材料及密度，管沟宽度，管下三角支撑条件和管道刚度的函数，为推算挠曲程度提出了许多理论。但是，实际使用的管道挠曲总与计算有一定的偏差，这是因为实际安装参数与计划安装参数有所区别，这些参数包括原土条件，埋设管使用、安装方法，材料及其所用设备等。负责管道安装的现场人员必须按程序操作，以确保管的长期挠曲量低于D7.2部分给定的ya值，或设计者及制造商要求的值，以两者较小值为准，按先前提供的补充数据，方程D-1l

58、可用作现场估算短期和长期挠曲水平的依据，方程D-11是lowa方程的一种的形式。1941年首先由Spangler建立，目前已经提出了许多挠曲预算计算公式，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够的精度对现场因荷载引起的挠曲程度进行合理估算。此方法没有设及由于管体自重所产生的挠曲和因管道回填夯实产生的管道初始椭圆挠曲，对于刚度为2500Nm2及其以上的管道，这两种挠曲程度很小，对于刚度低于这一值的管道，需要将这两种挠曲情况考虑进去，便于准确预算挠曲值。采用此方法是假设在现场使用适当的安装设备进行正确安装，从而能达到垫层，回填和压实程度的设计值。经验证明如果

59、设计预测值没有达到时，任何柔性管道的挠曲程度都可能高于或低于预测计算值。D7.3.3挠曲滞后系数DL挠曲滞后系数的作用是把管的即时挠曲值转换成多年后管的挠曲值，随着“土拱”作用的逐渐消失，覆土载荷会增加，这是导致管道挠曲量随时间的推移而增大的主要原因，这种现象比较明显地发生在管道埋置于地下最初的几个月内，之后会持续至几年，这取决土壤的干湿变化频率，管道挠曲量增加的另一个原因是随时间的推移管区回填材料的自密实及管体两侧原土的蠕变，后一原因要比管体上的负载增大引起的挠度增加量小得多，并且也可能无助于对埋没在相对较硬的原土壤中，管区周围有密实的砾石回填的管道发生挠曲作出解释，对管道长期挠曲预测值计算

60、时，DL取值应大于1.00。D7.3.4基床系数Kx基床系数Kx反映管底部土壤提供的支撑情况，其上分布若管床的反作用。假定管底的三角支撑并不连续(标准的直接埋设条件)，Kx值为0.1，对于均匀的基础支撑，Kx值为0.083。D7.3.5作用于管上的垂直土壤载荷Wc可以认为放置在管体上面的矩形土壤块的重量就是作用在管上的垂直土壤载荷，土壤块的高度应等于覆盖深度，宽度等于管外径。Wc=sH(D一12)式中：Wc垂直土壤载荷，N/m2s覆土载荷的单位重量，N/m3H管道顶部的埋深，m。7.3.6 作用于管上的活载荷WL下列计算假定在一条有4条车道，每条车道宽为3.7米的路面上各有一辆轮载为71170