压力钢管规范本

ICS27.140

P50

备案号：”47—2002

中华人民共和国电力行业标准

P

DL/T5141-2001

水电站压力钢管设计规范

Specificationsfordesignofsteelpenstocks

ofhydroelectricstations

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2001年第31号公告

2001-12-26发布

2002-05-01实施

中华人民共和国国家经济贸易委员会发布

刖5

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[1995]44号文《关

于下达1995年制定、修订电力行业标准计划项目（第二批）的通知》，下达水电规科[1997]

0023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H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1985年4月颁发

的SD144—1985《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1999年初提出征求意见稿、2000年6月提出送审稿,

并于2000年11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2001年4月完成报批稿。

本规范为推荐性行业标准，替代SD144—1985。

本规范应与GB/T50199—1994《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GB/T50199—1994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A是标准的附录。

本标准的附录B、附录C、附录D、附录E、附录F、附录G、附录H、附录J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

1范围

2引用标准

3总则

4术语、符号

5一般管段布置

5.1一般规定

5.2明管

5.3地下埋管

5.4坝内埋管

5.5坝后背管

6材料

6.1钢材

6.2止水、垫层、混凝土和钢筋材料

7水力计算

8基本设计规定

9一般管段结构分析

9.1明管

9.2地下埋管

9.3坝内埋管

9.4坝后背管

10岔管布置、结构分析

10.1布置

10.2结构分析

11构造要求

11.1一般要求

11.2明管

11.3地下埋管

11.4坝内埋管

11.5坝后背管

11.6岔管

12模型试验、水压试验

12.1模型试验

12.2水压试验

13原型观测、运行检查

13.1原型观测

13.2运行检查

附录A（标准的附录）明管结构分析方法

附录B（提示的附录）地卜埋管结构分析方法

附录C（提示的附录）坝内埋管结构分析方法

附录D（提示的附录）坝后背管结构分析方法

附录E（提示的附录）三梁岔管结构分析方法

附录F（提示的附录）月牙肋岔管结构分析方法

附录G（提示的附录）球形岔管结构分析方法

附录H（提示的附录）无梁岔管结构分析方法

附录J（提示的附录）贴边岔管结构分析方法

条文说明

1范围

1.0.1本标准适用于水电站的1、2、3级发电引水钢管的设计。水电站的4、5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SDJ12-1978《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D、作用水头H或HD）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。

1.0.2发电引水钢管的结构型式可分为：

1明管。

2地下埋管。

3坝内埋管。

4坝后背管。

5其他管型（如回填管等）。

本标准仅对前4种管型作出规定，其他管型可参照有关标准执行。

2引用标准

2.0.1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。

GB150—1998钢制压力容器

GB/T700—1988碳素结构钢

GB713—1997锅炉用钢板

GB/T3274—碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带

1988

GB/T4160—钢的应变时效敏感性试验方法（夏比冲击法）

1984

GB/T5313—厚度方向性能钢板

1985

GB6654—1996压力容器用钢板

GB11352—1989一般工程用铸造碳钢件

GB/T50199-水利水电工程结构可靠度设计统一标准

1994

GBJ17—1988钢结构设计规范

GBJ132—1990工程结构设计基本术语和通用符号

GB/T229—1994金属夏比缺口冲击试验方法

GB/T699—1999优质碳素结构钢

GB/T1591—低合金高强度结构钢

1994

GB/T2970—中厚钢板超声波检验方法

1991

DL5017—1993压力钢管制造安装及验收规范

DL5073—2000水工建筑物抗震设计规范

DL5077—1997水工建筑物荷载设计规范

DL/T709—1999压力钢管安全检测规程

DL/T5039—水利水电工程钢闸门设计规范

1995

DL/T5057—水工混凝土结构设计规范

1996

DL/T5058—水电站调压室设计规范

1996

DL/T5082-水工建筑物抗冰冻设计规范

1998

SD134—1984水工隧洞设计规范

SD303—1988水电站进水口设计规范

SDJ12—1978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

DL/T5144—水工混凝土施工规范

2001

SL62—1994水工建筑物水泥灌浆施工规范

SL105—1995水工金属结构防腐蚀规范

JB4730—1994压力容器无损检测

JB4732—1995钢制压力容器——分析设计标准

JGJ99—1998高层民用建筑钢结构技术规程

YB(T)10—1981桥梁用结构钢

3总贝U

3.0.1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。

3.0.2本标准根据GB/T50199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。

3.0.3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，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。

4术语、符号

4.0.1术语及其定义

1明管exposedpenstock

暴露在大气中的压力钢管。

2地下埋管undergroundpenstock

埋入岩体中，钢管与围岩之间充填混凝土的压力钢管。

3坝内埋管embeddedpenstockwithindam

埋设在混凝土坝体内的压力钢管。

4坝后背管penstocklaidondownstreamfaceofdam

敷设在混凝土坝下游坝面，外包钢筋混凝土的压力钢管。

5岔管branchpipe

压力钢管分岔处的管段，包括岔管主体及部分主管和支管。

6三梁岔管three—girdersreinforcedbranchpipe

分岔处用U形梁及腰梁加强的岔管。

7月牙肋岔管crescent—ribreinforcedbranchpipe

分岔处用插入管内的月牙形肋板加强的岔管。

8球形岔管sphericalbranchpipe

主管和支管用球壳连接，连接处用补强环加强的岔管。

9无梁岔管shelltypebranchpipe

分岔处用多节锥管和部分球壳组成的岔管。

10贴边岔管hemreinforcedbranchpipe

分岔破口边缘用贴焊的补强板加强的岔管。

11镇墩anchorblock

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。

12支墩support

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。

13鞍形滑动支座saddlesupport

钢管支承在马鞍形垫板上的滑动支座。

14平面滑动支座slidingringgirdersupport

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。

15滚动支座rollingringgirdersupport

支柱底部装有短轮的一种支承环式支座。

16摇摆支座rockingringgirdersupport

支柱为双较连接或带弧面工字形结构的一种支承环式支座。

17水锤waterhammer

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）。

18抗外压稳定临界压力criticalexternalcompressiveresistanceofbuckling

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。

19加劲环stiffenerring

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。

20支承环supportingring

钢管与支柱间起支承和径向约束作用的环状结构。

21阻水环cut-offcollar

钢管（或钢衬）始端起截水作用的环状结构。

22止推环thrustcollar

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。

23内圈（外圈）钢筋hoopreinforcementnearinside（outside）ofconcretelining

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。

24锚筋anchoragebar

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。

25管壁等效翼缘宽度equivalentflangewidthofpipeshell

按T形截面计算时，环（肋）•侧参与计算的管壁宽度。

26垫层cushion

在混凝土埋管中，为使钢管按•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。

27伸缩节expansionjoint

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。

28伸缩管expansionpipe

用以替代伸缩节并允许适量变位的管段。

29预留环缝preformedcircumferentialweldingseam

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。

30止水填料（止水材料）packingmaterial

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。

31焊缝系数weldingseamcoefficient

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1.0的钢材强度折

减系数。

32焊接应力weldingstress

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。

33钢管圆度偏差penstockroundnesstolerance

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。

34壁厚裕量additionalthickness

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。

35水压试验hydrostaticpressuretest

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。

36防腐蚀措施anti-corrosivemeasure

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。

4.0.2符号及其含义

1材料性能

Ec——混凝土弹性模量；

Er——围岩弹性模量；

民——钢材弹性模量；

Ko一围岩单位弹性抗力系数；

&——钢板抗拉、抗压、抗弯强度设计值；

工——混凝土抗拉强度设计值；

fy——钢筋抗拉强度设计值；

ar-围岩膨胀系数：

as——钢材线膨胀系数；

rr一围岩重度（重力密度）；

rs-----钢材重度：

----水重度；

%——混凝土泊松比；

%一围岩泊松比；

外—钢材泊松比；

。b——钢材抗拉强度；

。e.——判别混凝土开裂的拉应力取值；

。R——压力钢管结构构件的抗力限值；

。Ry——钢筋受拉的抗力限值；

。s---钢材屈服点。

2作用和作用效应

H-作用水头（以水柱计的压力）；

M---截面上的弯距；

N----截面上的轴向力；

V一截面上的剪力；

p---内水压力（实为内水压力压强）；

Pi——钢管传至混凝土层的内水压力；

P2——围岩分担的最大内压；

Per---抗外压稳定临界压力（临界外压）；

Po---径向均布外压力；

——钢管轴向（X向）正应力；

。”——钢管环向正应力；

。「一钢管径向正应力；

Tg、T仆T”---钢管剪应力。

3几何参数

AR——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）；

D——钢管内径、主管内径；

IR——支承环、加劲环有效截面对重心轴的惯性矩；

R——支承环、加劲环有效截面重心轴处的半径；

SR——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；

WR——支承环、加劲环有效截面对重心轴的抗弯截面模量；

ZR——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：

h——加劲环截面高度：

I——加劲环间距；

/——钢管内半径、主管内半径；

rb----支管内半径；

rs——球壳内半径；

/—钢管管壁厚度；

ts——球壳厚度。

4其他

aC1——混凝土拉应力限制系数;

夕——焊缝系数。

5一般管段布置

5.1一般规定

5.1.1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。

5.1.2钢管顶部至少应在最低压力线以下2m。

5.1.3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。

5.1.4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。

5.1.5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）卜游必须设置通气孔（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。

5.1.6钢管转弯半径可采用（2〜3）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）。

5.1.7进口渐变段长度不宜短于1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1.0〜1.2。设有

钢衬的渐变段，应采取措施防止钢衬失稳。

5.1.8在钢管最低点宜设排水设施。

5.1.9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。

5.2明管

5.2.1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、地卜埋管或

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。

5.2.2为避免钢管・•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。ij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。

5.2.3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。

5.2.4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。

5.2.5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150m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200m,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。

5.2.6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。

5.2.7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。

5.2.8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。

5.2.9管道两侧边坡应满足稳定要求，土质边坡宜进行砌护。

5.3地下埋管

5.3.1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。

5.3.2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。

5.3.3洞井型式（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。

5.3.4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。

5.4坝内埋管

5.4.1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。

5.5坝后背管

5.5.1管道平面布置宜位于坝段中央，对于拱坝宜沿径向布置。

5.5.2上弯管段和下弯管段的转弯半径宜采用管径的（2〜3）倍。

5.5.3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。

6材料

6.1钢材

6.1.1钢管所用钢材的技术要求应符合现行国家标准GB/T699、GB/T700、GB/T

1591、GB/T3274、GB/T5313、GB6654、GB11352等的规定。

6.1.2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）可采用卜列钢种：Q235-

C、D级碳素结构钢,Q345—C、D级及Q390—C、D级低合金结构钢;20R、16MnR、I5MnNbR、

15MnVR等压力容器钢；07MnCrMoVR,07MnNiCrMoVDR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。

明管支座辑轮可采用下列钢种：Q235—A、B、C级钢；Q345—A、B、C级钢；30、

35、40、45优质碳素结构钢；ZG230—450,ZG270—500,ZG310—570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。

6.1.3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：

1需经冷弯的构件应作冷弯试验。

2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DL5017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。

3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。

4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。

5对调质状态供货的07MnCrMoVR,07MnNiCrMoVDR钢板，其技术要求和取

样方式应按GB150的规定执行。

6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GB/T

5313的规定，且应对每一•张原轧制钢板进行检验。

7钢板的超声波检测可根据工程实际情况提出具体要求。

6.1.4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6.14-1。表中所列，若

钢板屈服点。s和抗拉强度。b的比值（屈强比）不超过0.67,强度标准值中的启取为。S；若

屈强比大于0.67,fsk取为0.67。bo

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6.142。表中所列，若屈强比不超过0.75,启取为。s；若屈强比大于0.75,6取为

0.75o⑺

表6.1.4-1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:N/mm2（N/mm2与MPa等值）

钢钢号交货厚度常温强强度标准值人强度设计值f

度指标

种（标准）状态mm屈服抗抗拉抗端面抗拉抗端

点拉抗不剪承压抗压剪面

强抗弯抗弯承

度压

Os0b,4k,Ak启k人Afee

碳Q235热轧W16235375235135375215125320

素(GB/T700)>16〜225225130205120

钢40215215125200115

>40〜205205120190110

60

>60〜

100

碳Q345热轧W16345470315180470290165410

素(GB/T1591)>16〜325315180290165

钢35295295170270155

>35〜275275160250145

50

>50〜

100

低Q390正火〈16390490330190490295170415

合(GB/T1591)>16〜370

金35350

钢>35〜330

50

>50〜

100

容20R热轧6~16245400245140400225130345

器(GB6654)（可要>16〜235235135215125

钢求正36225225130205120

火）>36〜

60

16MnR热轧>60~205390205120390190110335

(GB6654)（可要100

求正

火）

15MnNbR正火6~16345510340195510310180440

(GB6654)>16〜325490325185490300175425

36305470305175470280160410

>36〜285460285165460260150400

60275450275160450250145390

>60〜

100

>100〜

120

15MnVR正火10〜16370530355205530320185450

(GB6654)>16〜360530355205530320185450

36350520350200520315180440

>361

60

07MnCrMoVR调质6~16390530355205530320185450

07MnNiCrMoVDR>16〜370510340195510305175430

36350490330190490295170415

>36〜

60

16〜50490610410240610370215515

优30热轧W250295490295170490270155425

质35315530315180530290165460

碳40335570335190570305175495

素45355600355205600325185520

钢(GB/T699)

铸ZG230—450<100230450230130450180105290

件ZG270—500270500270155500210120325

ZG310—570310570310180570240140370

(GB11352)

注:07MnCrMoVR,07MnNiCrMoVDR钢材的技术要求应符合GB150的规定。

表6.1.4-2埋入岩体或钢筋混凝上中的钢管及地卜埋藏式

岔管所用钢板的强度标准值与设计值

单位：N/mm2

钢钢号交货厚度常温强强度标准值A强度设计值/

度指标

种（标准）状态mm屈抗拉抗拉抗端面抗拉抗端

服强度抗压.剪承压抗压剪面

点抗弯抗弯承

压

0sOb启fvk/cekkA%

碳Q235热轧W16235375235135375215125320

素(GB/T700)〉16〜225225130205120

钢40215215125200115

〉40〜205205120190110

60

>60〜

100

低Q345热轧〈16345470345200470315180410

合(GB/T1591)>16〜325325185300175

金35295295170270155

钢>35〜275275160250145

50

>50〜

100

Q390正火W16390490365210490330190415

(GB/T1591)>16~370365210330190

35350350200315180

>35〜330330190295170

50

>50〜

100

容20R热轧6〜16245400245140400225130345

(GB6654)（可要>16〜235235135215125

器求正36225225130205120

火）>36~

钢60

>60〜205390205120390190110335

100

16MnR热轧6~16345510345200510315180440

(GB6654)（可要>16〜325490325185490300175425

求正36305470305175470280160410

火）>36~285460285165460260150400

60275450275160450250145390

>60~

100

>100〜

120

15MnNbR正火10〜16370530370215530330190450

(GB6654)>16〜360530360210530325185450

36350520350200520315180440

>36〜

60

15MnVR正火6〜16390530390225530350200450

(GB6654)〉16〜370510370215510330190430

36350490350200490315180415

>36~

60

07MnCrMoVR调质16〜50490610455265610410235515

07MnNiCrMoVDR

注：07MnCrMoVR、07MnNiCrMoVDR钢材的技术要求应符合GB150的规定。

6.1.5钢板的弹性模量区可采用2.06X107/mn?,泊松比队可采用0.3,线膨胀系数a

S可采用1.2X10-5/℃,重度/可采用78.5X10-6N/mm3.

6.2止水、垫层、混凝土和钢筋材料

6.2.1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。

6.2.2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(0.5〜5.0)N/mn上垫层厚度常用范围为(4〜50)mm。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。

6.2.3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DL/T5057

执行。

7水力计算

7.0.1水力计算应包括水头损失和水锤计算，其成果应包括：

1正常运行情况最高压力线。

2特殊运行情况最高压力线。

3最低压力线。

7.0.2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DL

/T5058的规定。

7.0.3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。

7.0.4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10%。

7.0.5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：

1正常运行情况最高压力计算：

1)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。

2)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，经山本调压室或

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。

3)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。

2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。

3最低压力计算：

1）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•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。

2）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。

3）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。

8基本设计规定

8.0.1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。

8.0.2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：

1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能力计算。

2正常使用极限状态。坝后背管外包混凝土结构，应按DL/T5057及本规范的有

关规定进行裂缝宽度验算。

8.0.3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外应按GB/T

50199执行，见表8.0.3。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II级。

表8.0.3钢管的结构安全级别及结构重要性系数r0

水工建筑物级别钢管的结构安全级别结构重要性系数r0

1I1.1

2、3I]1.0

8.0.4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计。持久状况尚应进行正常使用极限状态设计；短暂状况可根据

需要进行正常使用极限状态设计：偶然状况可不进行正常使用极限状态设计。

按承载能力极限状态设计，设计状况系数沙的取值如下：

1持久状况，〃=1.0。

2短暂状况，"=0.9。

3偶然状况，犷=0.8。

按正常使用极限状态设计，设计状况系数少取为l.Oo

8.0.5按承载能力极限状态设计，设计表达式中的结构系数Q应根据管型、应力种类和内

力种类等因素按表8.0.5确定。

表8.0.5结构系数