1、08/2011 水电站压力钢管设计规范水电站压力钢管设计规范（DL/T 5141-2001DL/T 5141-2001）中外技术标准对照研究成果宣讲中外技术标准对照研究成果宣讲 1.1.对照标准选取简介对照标准选取简介2.2.中外标准对照研究成果中外标准对照研究成果23.3.使用标准需关注的主要问题使用标准需关注的主要问题4 4.对标工作体会对标工作体会1 1.对照标准选取简介对照标准选取简介31.1.对照标准选取简介对照标准选取简介41.1.对照标准选取简介对照标准选取简介5u美国土木工程师协会的美国土木工程师协会的压力钢管压力钢管（20122012版本）版本）u日本闸门钢管协会的日本闸门钢
2、管协会的压力钢管设计技术标准压力钢管设计技术标准（20072007版）版）u欧洲欧洲CECTCECT的的水电站压力钢管设计制造和安装标准水电站压力钢管设计制造和安装标准（19841984版）版）62.2.中外标准对照研究成果中外标准对照研究成果7（1 1）适用范围）适用范围8 中外标准均对其适用范围做了规定：中外标准均对其适用范围做了规定：中国标准适用于水电站发电引水钢管的设计。中国标准适用于水电站发电引水钢管的设计。美国标准主要适用于压力钢管的设计、制作、安装、试验、运行美国标准主要适用于压力钢管的设计、制作、安装、试验、运行和维护等。和维护等。日本标准主要适用于水电站压力钢管的设计与施工。
3、日本标准主要适用于水电站压力钢管的设计与施工。欧洲欧洲CECT标准主要适用于水电站压力钢管的设计、制造和安装标准主要适用于水电站压力钢管的设计、制造和安装。（2 2）结构型式）结构型式9 中外标准发电引水钢管的结构型式都包括明管和埋管中外标准发电引水钢管的结构型式都包括明管和埋管。中国标准中有坝后背管型式；美、日、欧标准没有坝后背管的中国标准中有坝后背管型式；美、日、欧标准没有坝后背管的型式。型式。中国标准中地下埋管是指隧洞钢衬，美国标准是指土中埋管或中国标准中地下埋管是指隧洞钢衬，美国标准是指土中埋管或者回填管。者回填管。中国标准对回填管等没有规定；美、日标准有专门章节阐述土中国标准对回填管
4、等没有规定；美、日标准有专门章节阐述土中埋管和回填管。中埋管和回填管。（3 3）引用标准）引用标准10 中国标准将引用的标准全部列出，给出了明确的引用法规或标准。中国标准将引用的标准全部列出，给出了明确的引用法规或标准。日本标准给出了明确的引用法规或标准。日本标准给出了明确的引用法规或标准。美国标准只给出了两个最常用的规范，其它的包含在规范各章节中。美国标准只给出了两个最常用的规范，其它的包含在规范各章节中。欧洲欧洲CECT标准没有给出引用的标准。标准没有给出引用的标准。（4 4）总则）总则11中国中国标准是一本标准是一本行业规范，其中的强制性条文必须遵守；行业规范，其中的强制性条文必须遵守；
5、美国设计手册是介绍压力钢管的设计程序，美国设计手册是介绍压力钢管的设计程序，没有强制性要求，没有强制性要求，是是供缺乏经验的设计者参考；供缺乏经验的设计者参考；欧洲欧洲CECTCECT主要介绍压力钢管的计算、设计和施工，主要介绍压力钢管的计算、设计和施工，没有强没有强制性要求，是制性要求，是供业主在压力钢管招标和评标时参考。供业主在压力钢管招标和评标时参考。日本标准日本标准主要主要强调钢管设计应考虑安全、经济和技术等因素强调钢管设计应考虑安全、经济和技术等因素。（5 5）术语、符号术语、符号12中国标准中国标准DL/T 5141对规范中的术语及其定义、符号对规范中的术语及其定义、符号及其含义均
6、给出了明确定义和规定及其含义均给出了明确定义和规定。美、日、欧洲标准没查到相关汇总的定义和规定，美、日、欧洲标准没查到相关汇总的定义和规定，而而分述在各章节中。分述在各章节中。（6 6）一般管段布置）一般管段布置13 1）中、美、日、欧标准对压力钢管布置要求基本是一）中、美、日、欧标准对压力钢管布置要求基本是一致的，压力钢管的布置应根据地质条件、线路、结构型式、致的，压力钢管的布置应根据地质条件、线路、结构型式、引水方式、施工等条件确定。引水方式、施工等条件确定。2）中国标准规定明管、坝内埋管、坝后背管以及水轮）中国标准规定明管、坝内埋管、坝后背管以及水轮机前不设进水阀的地下埋管必须在管道首端
7、设快速闸门和必机前不设进水阀的地下埋管必须在管道首端设快速闸门和必要的检修闸门；水轮机前设进水阀的地下埋管，必须设检修要的检修闸门；水轮机前设进水阀的地下埋管，必须设检修闸门。闸门。美国标准规定对于输水系统必须在取水建筑物设事故闸美国标准规定对于输水系统必须在取水建筑物设事故闸门。门。可以看出：中美标准对压力钢管设置首部闸门的要求基可以看出：中美标准对压力钢管设置首部闸门的要求基本一致，仅对地下埋管设置闸门的规定略有区别。本一致，仅对地下埋管设置闸门的规定略有区别。（6 6）一般管段布置）一般管段布置14 3）对于弯管的转弯半径：）对于弯管的转弯半径：中国标准规定为中国标准规定为23倍管径；倍
8、管径；美国标准规定必须等于或大于美国标准规定必须等于或大于1 倍的管径，但不必大于倍的管径，但不必大于3 倍管径，当转弯半径小于倍管径，当转弯半径小于2.5倍管径时必须复核钢管应力；倍管径时必须复核钢管应力；日本标准规定为日本标准规定为3倍管径以上。倍管径以上。4）对于异型管：）对于异型管：中国标准规定进口渐变段长度不宜短于中国标准规定进口渐变段长度不宜短于1倍管径；美国标倍管径；美国标准中规定方变圆渐变段长度为准中规定方变圆渐变段长度为1.52倍管径。中美标准规定基倍管径。中美标准规定基本一致。本一致。（6 6）一般管段布置）一般管段布置15 5）中、美、日标准对镇墩的布置要求基本一致，相应
9、的）中、美、日标准对镇墩的布置要求基本一致，相应的都规定了伸缩节的设置条件。都规定了伸缩节的设置条件。中国标准建议将伸缩节设置在镇墩的下游侧；美、日标中国标准建议将伸缩节设置在镇墩的下游侧；美、日标准没有具体规定，但标准中限制伸缩节至镇墩的距离，美国准没有具体规定，但标准中限制伸缩节至镇墩的距离，美国标准更加明确提出了两者的最大间距不能超过标准更加明确提出了两者的最大间距不能超过500英尺（约英尺（约150m）。）。中国标准中规定直管段长度超过中国标准中规定直管段长度超过150m，可以在其间设镇，可以在其间设镇墩和伸缩节，直管段纵坡很缓且不超过墩和伸缩节，直管段纵坡很缓且不超过200m，可不设
10、中间镇，可不设中间镇墩，但要在管段中部设置伸缩节；日本标准中规定直管段较墩，但要在管段中部设置伸缩节；日本标准中规定直管段较长时，应考虑在中间设镇墩，镇墩的最大间距可取为长时，应考虑在中间设镇墩，镇墩的最大间距可取为120m150m。（6 6）一般管段布置）一般管段布置16 6）中、美、日标准对支座型式的划分基本一致。）中、美、日标准对支座型式的划分基本一致。中国标准将支座的型式分为：鞍形滑动支座、平面滑动中国标准将支座的型式分为：鞍形滑动支座、平面滑动支座、滚动支座、摇摆支座。支座、滚动支座、摇摆支座。美、日标准对支座型式的划分完全一致，先将支座形式美、日标准对支座型式的划分完全一致，先将支
11、座形式分为鞍形支座和环形支座，然后又将环形支座分为：滑动支分为鞍形支座和环形支座，然后又将环形支座分为：滑动支座、滚动支座及摇摆支座。座、滚动支座及摇摆支座。（6 6）一般管段布置）一般管段布置17 7）中、美、日、欧标准均规定压力钢管应布置排水措施，）中、美、日、欧标准均规定压力钢管应布置排水措施，以防止外水压力过大，以免造成压力钢管的外压失稳。并做好以防止外水压力过大，以免造成压力钢管的外压失稳。并做好灌浆，提高围岩的完整性。灌浆，提高围岩的完整性。中国和美国标准还规定应布置观测设施。中国和美国标准还规定应布置观测设施。8）中国标准对于坝内埋管和坝后背管这两种钢管型式，）中国标准对于坝内埋
12、管和坝后背管这两种钢管型式，均考虑压力钢管及外部混凝土联合承担内水荷载的作用。均考虑压力钢管及外部混凝土联合承担内水荷载的作用。而在美、日、欧标准中未查到相关资料，对于这两种型式而在美、日、欧标准中未查到相关资料，对于这两种型式的钢管均不考虑混凝土的作用，压力钢管单独承担内水荷载。的钢管均不考虑混凝土的作用，压力钢管单独承担内水荷载。（7 7）材料）材料181）钢材）钢材 a)中、美、日标准均给出了钢管用钢板应符合的技术标准。中、美、日标准均给出了钢管用钢板应符合的技术标准。中国标准详细地列出了钢管主要受力构件及明管支座可供选用的钢种；中国标准详细地列出了钢管主要受力构件及明管支座可供选用的钢
13、种；美国标准则给出了钢管各部分适用的钢材技术标准；欧洲标准没有找到美国标准则给出了钢管各部分适用的钢材技术标准；欧洲标准没有找到钢材技术标准及钢种的具体规定。钢材技术标准及钢种的具体规定。b)中、美、日、欧标准均规定应对钢管主要受力构件所用钢材进行中、美、日、欧标准均规定应对钢管主要受力构件所用钢材进行化学成分分析和相关力学性能（拉伸和弯曲等）试验，以保证其达到相化学成分分析和相关力学性能（拉伸和弯曲等）试验，以保证其达到相应技术要求，只是各国规定的除此之外的额外试验项目略有不同。应技术要求，只是各国规定的除此之外的额外试验项目略有不同。c)中、美、日标准均以表格形式给出了钢管用钢材的各项强度
14、指标，中、美、日标准均以表格形式给出了钢管用钢材的各项强度指标，欧洲标准则是以查图并辅以公式计算的方法来求得钢材强度指标。欧洲标准则是以查图并辅以公式计算的方法来求得钢材强度指标。同时，中、美、日标准均根据不同的钢材种类和厚度，分别列出了钢同时，中、美、日标准均根据不同的钢材种类和厚度，分别列出了钢材的各项强度指标。材的各项强度指标。（7 7）材料）材料192）止水、垫层、混凝土和钢筋材料）止水、垫层、混凝土和钢筋材料 中国标准给出了伸缩节止水、法兰及人孔止水和钢管外中国标准给出了伸缩节止水、法兰及人孔止水和钢管外包垫层常用的材料名称，并给出了钢管外包垫层材料的特性包垫层常用的材料名称，并给出
15、了钢管外包垫层材料的特性要求。要求。美、日、欧标准均末找到相应具体规定。美、日、欧标准均末找到相应具体规定。（8 8）水力计算）水力计算20 1）中国标准明确列出了压力钢管水力计算的内容及成果；）中国标准明确列出了压力钢管水力计算的内容及成果；美、日、欧标准未查到相关规定。美、日、欧标准未查到相关规定。2）日本标准关于水锤压力升高值最小值规定与中国标准）日本标准关于水锤压力升高值最小值规定与中国标准一致，都不应小于正常蓄水位钢管静水压力的一致，都不应小于正常蓄水位钢管静水压力的10%。美国及欧洲标准未查到相关规定。美国及欧洲标准未查到相关规定。3）中国标准对最高及最低压力线的计算工况给出了详细
16、）中国标准对最高及最低压力线的计算工况给出了详细的说明；的说明；美国标准并未对此进行表述；美国标准并未对此进行表述；日本和欧洲标准则对最高压力线的计算做出了规定，但未日本和欧洲标准则对最高压力线的计算做出了规定，但未提及最低压力线的计算。提及最低压力线的计算。（9 9）基本设计规定）基本设计规定21 1）中国规范采用以概率理论为基础的极限状态设计法，）中国规范采用以概率理论为基础的极限状态设计法，以可靠指标量度钢管结构构件的可靠度，按分项系数表达式进以可靠指标量度钢管结构构件的可靠度，按分项系数表达式进行设计；行设计；美国标准和日本标准采用容许应力法；美国标准和日本标准采用容许应力法；欧洲标准
17、则采用安全系数法。欧洲标准则采用安全系数法。2）中国、美国和日本标准都规定了相应的焊缝系数。）中国、美国和日本标准都规定了相应的焊缝系数。（9 9）基本设计规定）基本设计规定22 3）中国、美国、日本和欧洲标准都列出了钢管可能承受）中国、美国、日本和欧洲标准都列出了钢管可能承受的荷载。的荷载。中国规范规定按承载能力极限状态设计时设计状况系数不中国规范规定按承载能力极限状态设计时设计状况系数不同，并有相应的作用分项系数；按正常使用极限状态设计时设同，并有相应的作用分项系数；按正常使用极限状态设计时设计状况系数及各种作用的分项系数则均取计状况系数及各种作用的分项系数则均取1.0。美国和日本标准没有
18、设计状况系数规定，各荷载系数均取美国和日本标准没有设计状况系数规定，各荷载系数均取1.0。4）中国规范规定当对钢管结构构件进行吊装验算时，应）中国规范规定当对钢管结构构件进行吊装验算时，应考虑钢管自重作用的动力系数；考虑钢管自重作用的动力系数；美国、日本和欧洲标准没有相关规定。美国、日本和欧洲标准没有相关规定。（9 9）基本设计规定）基本设计规定23 5）中国规范列出了各种管型按承载能力极限状态设计的具体作）中国规范列出了各种管型按承载能力极限状态设计的具体作用效应组合与计算情况，例如明管规定了用效应组合与计算情况，例如明管规定了6种计算工况种计算工况6种荷载组合，种荷载组合，地下埋管规定了地
19、下埋管规定了4种工况种工况4种荷载组合等。种荷载组合等。美国标准规定钢管使用情况有美国标准规定钢管使用情况有6种，荷载组合共种，荷载组合共21种；种；日本标准则只计算管内满水时、管内充水时和管内放空时三种日本标准则只计算管内满水时、管内充水时和管内放空时三种工况；工况；欧洲标准列表说明了各种管型需考虑的计算工况和荷载状况。欧洲标准列表说明了各种管型需考虑的计算工况和荷载状况。6）中国、日本和欧洲标准均采用第四强度理论（剪切变形能量）中国、日本和欧洲标准均采用第四强度理论（剪切变形能量理论）计算等效应力。理论）计算等效应力。美国美国ASCE标准采用最大剪应力理论。标准采用最大剪应力理论。7）抗外
20、压稳定安全系数的取值，中国规范取）抗外压稳定安全系数的取值，中国规范取1.82.0；美国标；美国标准和日本标准取准和日本标准取1.52.4；欧洲；欧洲CECT标准则没有具体规定。标准则没有具体规定。（1010）一般管段结构计算）一般管段结构计算241）明管）明管 a）中国和日本标准均给出了明管的管壁、镇墩、支墩上的作用）中国和日本标准均给出了明管的管壁、镇墩、支墩上的作用力；美国标准给出了镇墩设计中作用在镇墩上的作用力。力；美国标准给出了镇墩设计中作用在镇墩上的作用力。b）中国规范列举了应力分析的不同方法，并提出对于钢管管壁，）中国规范列举了应力分析的不同方法，并提出对于钢管管壁，两支座间跨中
21、部分纵向按连续梁计算，在支承环、加劲环附近应计两支座间跨中部分纵向按连续梁计算，在支承环、加劲环附近应计算局部应力。算局部应力。美国和日本标准是从环向应力、纵向应力等具体应力种类方面说美国和日本标准是从环向应力、纵向应力等具体应力种类方面说明了结构的应力，并列举出应力计算公式。明了结构的应力，并列举出应力计算公式。c）对于支承环的受力，中国规范采用弹性力学和结构力学方法）对于支承环的受力，中国规范采用弹性力学和结构力学方法即可由管壁应力计算求得支撑环的内力；即可由管壁应力计算求得支撑环的内力；美国标准提出，支承环应力分析中应将支承环与压力钢管相交处美国标准提出，支承环应力分析中应将支承环与压力
22、钢管相交处的环向应力与纵向应力进行组合，从而得到最大支承环应力。的环向应力与纵向应力进行组合，从而得到最大支承环应力。（1010）一般管段结构计算）一般管段结构计算251）明管）明管 d）对于管壁抗外压分析，中国规范给出了管壁抗外压稳定分析和加劲）对于管壁抗外压分析，中国规范给出了管壁抗外压稳定分析和加劲环抗外压强度及稳定分析；环抗外压强度及稳定分析；日本标准给出了无加劲环和有加劲环两种情况下的抗外压稳定计算公式；日本标准给出了无加劲环和有加劲环两种情况下的抗外压稳定计算公式；欧洲标准给出明管临界外压计算公式，并考虑了加劲环的稳定性。欧洲标准给出明管临界外压计算公式，并考虑了加劲环的稳定性。e
23、）对于镇墩、支墩的要求，中国、美国、日本标准均指出，镇墩、支）对于镇墩、支墩的要求，中国、美国、日本标准均指出，镇墩、支墩宜设置在稳固的岩基上，以满足承载力和稳定要求。墩宜设置在稳固的岩基上，以满足承载力和稳定要求。中国规范提出，对于一些稳固欠佳的岩基，应考虑地基不均匀沉降、抗中国规范提出，对于一些稳固欠佳的岩基，应考虑地基不均匀沉降、抗倾覆验算等；倾覆验算等；美国标准提出，镇墩、支墩处基础的移动是不允许的，对于不好的地质美国标准提出，镇墩、支墩处基础的移动是不允许的，对于不好的地质材料，要求有补救措施；材料，要求有补救措施；日本标准提出，对于不能满足要求的岩基，应采取必要的措施对地基基日本标
24、准提出，对于不能满足要求的岩基，应采取必要的措施对地基基础进行处理，采用桩基，或对基础进行灌浆处理；础进行处理，采用桩基，或对基础进行灌浆处理；欧洲标准指出，业主可根据厂家明确的作用在支墩和支座上的力，来判欧洲标准指出，业主可根据厂家明确的作用在支墩和支座上的力，来判断地基承载力是否可以满足要求。断地基承载力是否可以满足要求。（1010）一般管段结构计算）一般管段结构计算261）明管）明管 f）对于钢管振动方面，中国规范建议明管进行振动分析以）对于钢管振动方面，中国规范建议明管进行振动分析以防止共振；防止共振；美国标准提出通过对压力钢管进行三维有限元的静、动力美国标准提出通过对压力钢管进行三维
25、有限元的静、动力分析来确定钢管振动频率，从而避免发生共振；分析来确定钢管振动频率，从而避免发生共振；日本标准提出应求出钢管的固有频率，避免该频率在水压日本标准提出应求出钢管的固有频率，避免该频率在水压变动频率附近。变动频率附近。（1010）一般管段结构计算）一般管段结构计算272）地下埋管）地下埋管 a）对于地下埋管抗外压分析，中国规范提出光面管抗外压稳定）对于地下埋管抗外压分析，中国规范提出光面管抗外压稳定分析常用的公式有分析常用的公式有伏汉公式伏汉公式（E.W.Vaughan）、）、包罗特公式包罗特公式（H.Borot）、）、阿姆斯图兹公式阿姆斯图兹公式（E.Amstutz）和）和孟泰尔孟
26、泰尔公式公式（R.Montel）。加劲环式埋管的管壁临界外压采用明管的）。加劲环式埋管的管壁临界外压采用明管的米赛斯公米赛斯公式式（R.Von Mises）。）。美国标准，在地下埋管抗外压分析中，常用的有美国标准，在地下埋管抗外压分析中，常用的有阿姆斯图兹公式阿姆斯图兹公式（E.Amstutz）和）和雅可比森公式雅可比森公式（Jacobsen）。）。日本标准，在地下埋管抗外压分析中，对没有加劲肋的钢管，一日本标准，在地下埋管抗外压分析中，对没有加劲肋的钢管，一般按般按阿姆斯图兹公式阿姆斯图兹公式（E.Amstutz）公式计算；有加劲肋时，一般）公式计算；有加劲肋时，一般用用铁木辛柯公式铁木辛柯
27、公式（S.Timoshenko）；加劲肋的临界外压一般采用）；加劲肋的临界外压一般采用阿姆斯图兹公式阿姆斯图兹公式（E.Amstutz）。）。（1010）一般管段结构计算）一般管段结构计算282）地下埋管）地下埋管 b）对于地下埋管围岩的工程地质条件，中国规范提出，）对于地下埋管围岩的工程地质条件，中国规范提出，地下埋管应查明围岩的工程地质条件，且对于重要工程，围岩地下埋管应查明围岩的工程地质条件，且对于重要工程，围岩的的Er、Er0、K0、泊松比、泊松比r等地质参数宜由野外试验确定；等地质参数宜由野外试验确定；美国标准提出，每次地质勘察中，要收集场地的背景材料美国标准提出，每次地质勘察中，要
28、收集场地的背景材料和特殊资料，且资料必须满足按可以接受的可信度水平对土的和特殊资料，且资料必须满足按可以接受的可信度水平对土的性能进行预测的要求。性能进行预测的要求。c）对于地下埋管承受的地下水压力值，中国规范提出，）对于地下埋管承受的地下水压力值，中国规范提出，该值由多种因素确定；该值由多种因素确定；日本标准指出，地下水渗透压力可取预定地下水位引起的日本标准指出，地下水渗透压力可取预定地下水位引起的外压，当钢管周围设置了排水设备则可降低设计压力。外压，当钢管周围设置了排水设备则可降低设计压力。（1010）一般管段结构计算）一般管段结构计算293）坝内埋管）坝内埋管 中国规范对坝内埋管结构分析
29、作了具体的规定；中国规范对坝内埋管结构分析作了具体的规定；而美国、日本和欧洲标准均没有相关规定。而美国、日本和欧洲标准均没有相关规定。4）坝后背管）坝后背管 中国规范对坝后背管结构分析作了具体的规定；中国规范对坝后背管结构分析作了具体的规定；而美国、日本和欧洲标准均没有相关规定。而美国、日本和欧洲标准均没有相关规定。（1111）岔管布置、结构分析）岔管布置、结构分析301）布置）布置 a）中国、美国、日本、欧洲标准均要求岔管布置应合理，）中国、美国、日本、欧洲标准均要求岔管布置应合理，不应产生较大的应力集中和变形。过水时，水流平顺，避免或不应产生较大的应力集中和变形。过水时，水流平顺，避免或减
30、少涡流和振动，以减小水头损失。制作费用经济合理。减少涡流和振动，以减小水头损失。制作费用经济合理。b）中国规范对于岔管轴线和底部高程有一定的布置要求；）中国规范对于岔管轴线和底部高程有一定的布置要求；日本、美国标准对此没有明确的规定。日本、美国标准对此没有明确的规定。c）中国规范要求在岔管底部最好设置排水管；日本、美）中国规范要求在岔管底部最好设置排水管；日本、美国标准对此没有明确的规定。国标准对此没有明确的规定。d）对于岔管的分类，中国、美国、日本标准基本一致。）对于岔管的分类，中国、美国、日本标准基本一致。（1111）岔管布置、结构分析）岔管布置、结构分析312）结构分析）结构分析 a）对
31、于作用在岔管上的力，中国规范提出，对于未埋设）对于作用在岔管上的力，中国规范提出，对于未埋设在镇墩内部的岔管应考虑温度荷载，并与支管段一起进行结构在镇墩内部的岔管应考虑温度荷载，并与支管段一起进行结构分析。分析。美国标准规定当温度荷载较为显著时（温度应力大于基美国标准规定当温度荷载较为显著时（温度应力大于基本允许应力的本允许应力的10%），还需要计算其他附属构件的温度应力。），还需要计算其他附属构件的温度应力。日本标准仅对管内充水工况考虑温度荷载。日本标准仅对管内充水工况考虑温度荷载。b）中国规范规定岩石埋深足够时，经论证后结构分析计）中国规范规定岩石埋深足够时，经论证后结构分析计算中可计入部
32、分岩体抗力；算中可计入部分岩体抗力；美国标准对此未明确指出。美国标准对此未明确指出。对于外包混凝土衬砌的作用，中国规范将混凝土衬砌与对于外包混凝土衬砌的作用，中国规范将混凝土衬砌与岔管结构当做一个整体，可进行联合受力分析。而日本标准将岔管结构当做一个整体，可进行联合受力分析。而日本标准将混凝土当做约束进行分析。混凝土当做约束进行分析。（1111）岔管布置、结构分析）岔管布置、结构分析322）结构分析）结构分析 c）中国、日本标准对于岔管壁厚都有相应的计算公式，）中国、日本标准对于岔管壁厚都有相应的计算公式，所采用的力学理论也基本一致，但所罗列的可计算的岔管类别所采用的力学理论也基本一致，但所罗
33、列的可计算的岔管类别范围不同，中国规范所覆盖的范围较日本标准大。美国标准则范围不同，中国规范所覆盖的范围较日本标准大。美国标准则叙述较为笼统，主要采用有限元法计算。叙述较为笼统，主要采用有限元法计算。d）对于抗外压稳定，中国规范规定采用与明管抗外压稳）对于抗外压稳定，中国规范规定采用与明管抗外压稳定相同的方法进行估算。未查到日本、美国标准明确规定。定相同的方法进行估算。未查到日本、美国标准明确规定。（1212）构造要求）构造要求331）一般要求）一般要求 a）管壁最小厚度要求：中、美、日标准均给出了考虑钢）管壁最小厚度要求：中、美、日标准均给出了考虑钢管制造、运输和安装因素的管壁最小厚度，欧洲
34、标准对此未作管制造、运输和安装因素的管壁最小厚度，欧洲标准对此未作详细规定。详细规定。b）对于钢板厚度变化处焊接接口坡度，中、美标准规定）对于钢板厚度变化处焊接接口坡度，中、美标准规定一致，均为一致，均为1:3的坡度，欧洲标准规定为的坡度，欧洲标准规定为1:4；中国标准给出了环向及纵向焊缝设置间距的具体要求，中国标准给出了环向及纵向焊缝设置间距的具体要求，日本及欧洲标准对纵向焊缝规定了不允许在同一直线上，且不日本及欧洲标准对纵向焊缝规定了不允许在同一直线上，且不应交叉，中国标准规定更为详细。应交叉，中国标准规定更为详细。c）关于钢管焊接焊缝，中国标准给出了按重要性分类的）关于钢管焊接焊缝，中国
35、标准给出了按重要性分类的焊缝类别，美国、欧洲标准则给出了不同焊缝形式的焊接样式。焊缝类别，美国、欧洲标准则给出了不同焊缝形式的焊接样式。（1212）构造要求）构造要求341）一般要求）一般要求 d）中国及欧洲标准给出了管口圆度偏差允许值，美国标）中国及欧洲标准给出了管口圆度偏差允许值，美国标准按端管节和管身分类，分别给出了管口圆度、周长和直线度准按端管节和管身分类，分别给出了管口圆度、周长和直线度等的容差，较中、欧标准更为详细；日本标准则规定了钢管的等的容差，较中、欧标准更为详细；日本标准则规定了钢管的周长容许误差。周长容许误差。e）中国标准规定了消除应力处理的适用范围，美、日、）中国标准规定
36、了消除应力处理的适用范围，美、日、欧标准均未对此作出规定。欧标准均未对此作出规定。f）钢管的防腐措施，中国标准仅表述了钢管防腐应考虑）钢管的防腐措施，中国标准仅表述了钢管防腐应考虑的因素，并未对具体防腐措施进行描述；美、日、欧标准均详的因素，并未对具体防腐措施进行描述；美、日、欧标准均详细给出了钢管防腐应遵循的体系、采取的措施及具体实施环境。细给出了钢管防腐应遵循的体系、采取的措施及具体实施环境。（1212）构造要求）构造要求352）明管）明管 中国标准对镇墩的混凝土强度和钢筋配置构造要求等有中国标准对镇墩的混凝土强度和钢筋配置构造要求等有明确规定；明确规定；中、美、日标准对于伸缩节的形式及长
37、度影响因素一致，中、美、日标准对于伸缩节的形式及长度影响因素一致，美国及日本标准都明确给出了伸缩节长度计算公式；美国及日本标准都明确给出了伸缩节长度计算公式；钢管进人孔的大小，中、美、日标准规定基本一致，中、钢管进人孔的大小，中、美、日标准规定基本一致，中、日标准还给出了进人孔设置间距建议值。日标准还给出了进人孔设置间距建议值。（1212）构造要求）构造要求363）地下埋管）地下埋管 中国标准规定了地下埋管回填、固结和接触灌浆的压力，中国标准规定了地下埋管回填、固结和接触灌浆的压力，且规定了钢管管壁与围岩之间的径向净空尺寸的下限值；且规定了钢管管壁与围岩之间的径向净空尺寸的下限值；中、美标准对
38、于灌浆孔的封堵、加劲环及阻水环的设置中、美标准对于灌浆孔的封堵、加劲环及阻水环的设置原则基本一致。原则基本一致。（1212）构造要求）构造要求374）坝内埋管）坝内埋管 中国标准对坝内埋管的安装、回填管周围混凝土的温控中国标准对坝内埋管的安装、回填管周围混凝土的温控措施提出了要求，钢管在跨越坝体纵缝时应使纵缝与管轴垂直，措施提出了要求，钢管在跨越坝体纵缝时应使纵缝与管轴垂直，对与混凝土连接的钢管始端提出了必须设置阻水环的构造要求。对与混凝土连接的钢管始端提出了必须设置阻水环的构造要求。美、日、欧标准均未对坝内埋管做描述。美、日、欧标准均未对坝内埋管做描述。（1212）构造要求）构造要求385）
39、坝后背管）坝后背管 中国标准主要规定了坝后背管外包混凝土的强度、钢筋中国标准主要规定了坝后背管外包混凝土的强度、钢筋布置构造要求，明确了钢管纵缝与环向钢筋接头之间应满足的布置构造要求，明确了钢管纵缝与环向钢筋接头之间应满足的要求。要求。美、日、欧标准均为对坝后背管做描述。美、日、欧标准均为对坝后背管做描述。（1212）构造要求）构造要求396）岔管）岔管 中国标准对岔管为满足水流流态要求而需设置的导流板中国标准对岔管为满足水流流态要求而需设置的导流板等相关结构做出了规定，且大型岔管管壁厚度级差不宜大于等相关结构做出了规定，且大型岔管管壁厚度级差不宜大于4mm；美、日、欧标准对岔管相关的计算有描
40、述，但并未明确美、日、欧标准对岔管相关的计算有描述，但并未明确岔管在体型上应满足的构造要求。岔管在体型上应满足的构造要求。（1313）模型试验、水压试验）模型试验、水压试验401）模型试验）模型试验 中国标准对钢管结构模型试验作了详细规定；中国标准对钢管结构模型试验作了详细规定；而美、日、欧标准均无类似规定。而美、日、欧标准均无类似规定。（1313）模型试验、水压试验）模型试验、水压试验412）水压试验）水压试验 a）中、美、日标准对水压试验均无强制要求，中国标准）中、美、日标准对水压试验均无强制要求，中国标准要求对部分特殊、新型结构和构件进行水压试验；要求对部分特殊、新型结构和构件进行水压试
41、验；美、日标准倾向于用无损探伤来代替水压试验；欧洲标美、日标准倾向于用无损探伤来代替水压试验；欧洲标准对是否必须进行水压试验无相应规定。准对是否必须进行水压试验无相应规定。b）中国、美国和日本标准均规定水压试验可在工厂或者）中国、美国和日本标准均规定水压试验可在工厂或者现场进行，中国标准还建议岔管宜在工厂做单体水压试验。欧现场进行，中国标准还建议岔管宜在工厂做单体水压试验。欧洲标准只对工厂水压试验作了规定。洲标准只对工厂水压试验作了规定。c）中、美、日标准均对水压试验压力取值和稳压时间提）中、美、日标准均对水压试验压力取值和稳压时间提出了要求，但压力大小和时间长短略有差异；欧洲标准没有水出了要
42、求，但压力大小和时间长短略有差异；欧洲标准没有水压试验压力和稳压时间的具体规定。压试验压力和稳压时间的具体规定。（1313）模型试验、水压试验）模型试验、水压试验422）水压试验）水压试验 d）中、美、日标准都指出需要考虑到水压试验可能和实）中、美、日标准都指出需要考虑到水压试验可能和实际运行状态不一样的情况，需要注意闷头的影响。欧洲标准无际运行状态不一样的情况，需要注意闷头的影响。欧洲标准无类似规定。类似规定。e）中、美标准对现场水压试验的充水程序作了具体规定。）中、美标准对现场水压试验的充水程序作了具体规定。日、欧标准无相应要求。日、欧标准无相应要求。f）中、美标准规定水压试验管段需要安装
43、通气阀。日、）中、美标准规定水压试验管段需要安装通气阀。日、欧标准无相应要求。欧标准无相应要求。g）中、美标准对水压试验过程的监测和控制作了详细规）中、美标准对水压试验过程的监测和控制作了详细规定；日、欧标准无类似规定。定；日、欧标准无类似规定。（1414）原型观测、运行检查）原型观测、运行检查43 1）原型观测）原型观测 仅中国规范明确规定了应进行钢管原型观测的情况及相仅中国规范明确规定了应进行钢管原型观测的情况及相应的观测项目；应的观测项目；美、日、欧标准均未有此项规定。美、日、欧标准均未有此项规定。（1414）原型观测、运行检查）原型观测、运行检查44 2）运行检查）运行检查 a）中国标
44、准明确指出设计单位应向电站提交运行管理使）中国标准明确指出设计单位应向电站提交运行管理使用说明书，并应在说明书中明确规定应进行运行检查的项目及用说明书，并应在说明书中明确规定应进行运行检查的项目及其要求；其要求；美、日、欧标准均未有此类规定。美、日、欧标准均未有此类规定。b）中、美、日标准均明确给出了钢管需要运行检查的项）中、美、日标准均明确给出了钢管需要运行检查的项目及检查频率。目及检查频率。钢管运行检查的诸多项目中，中、美、日标准均共同关钢管运行检查的诸多项目中，中、美、日标准均共同关注的有：钢管振动、通气阀、钢管内部和外部状况、焊缝以及注的有：钢管振动、通气阀、钢管内部和外部状况、焊缝以
45、及镇墩和支墩稳定情况等。镇墩和支墩稳定情况等。（1414）原型观测、运行检查）原型观测、运行检查45 2）运行检查）运行检查 c）中、美标准都规定应将运行检查结果准确、全面记录）中、美标准都规定应将运行检查结果准确、全面记录下来，形成报告，并将检查结果反馈给原设计人员。下来，形成报告，并将检查结果反馈给原设计人员。d）欧洲标准的内容仅限于钢管的设计、制造和安装，没）欧洲标准的内容仅限于钢管的设计、制造和安装，没有涉及钢管运行检查方面的内容。有涉及钢管运行检查方面的内容。3 3.使用标准需关注的主要问题使用标准需关注的主要问题463 3.使用标准需关注的主要问题使用标准需关注的主要问题47 在国
46、外工程中使用本标准需关注的主要问题：在国外工程中使用本标准需关注的主要问题：（1）注意中外标准适用的范围不同。）注意中外标准适用的范围不同。中国标准适用于水电站发电引水钢管的设计。中国标准适用于水电站发电引水钢管的设计。美国标准主要适用于压力钢管的设计、制作、安装、试验、运美国标准主要适用于压力钢管的设计、制作、安装、试验、运行和维护等。行和维护等。日本标准主要适用于水电站压力钢管的设计与施工。日本标准主要适用于水电站压力钢管的设计与施工。欧洲欧洲CECT标准主要适用于水电站压力钢管的设计、制造和安标准主要适用于水电站压力钢管的设计、制造和安装装。3 3.使用标准需关注的主要问题使用标准需关注
47、的主要问题48 在国外工程中使用本标准需关注的主要问题：在国外工程中使用本标准需关注的主要问题：（2）中、美、日、欧标准的基本理论是一致的，但处理问题的）中、美、日、欧标准的基本理论是一致的，但处理问题的方法、具体细节上有差异，标准的侧重点有较大区别。因此，在进方法、具体细节上有差异，标准的侧重点有较大区别。因此，在进行水电站压力钢管设计时，应采用同一系统的设计规范和标准，不行水电站压力钢管设计时，应采用同一系统的设计规范和标准，不可交叉混用。可交叉混用。（3）使用本标准时，需与其相关的配套标准一并使用。）使用本标准时，需与其相关的配套标准一并使用。4 4.对标工作体会对标工作体会494 4.
48、对标工作体会对标工作体会50 （1）虽然我们对中外标准进行了详细的对照研究，给出）虽然我们对中外标准进行了详细的对照研究，给出了中外标准的主要异同点，但由于中外规范包含的内容众多、了中外标准的主要异同点，但由于中外规范包含的内容众多、范围广泛，很难在短期内研究透彻，所以还需要在以后的应用范围广泛，很难在短期内研究透彻，所以还需要在以后的应用中全面了解、熟悉和掌握所用标准的本质，不断提高升华。中全面了解、熟悉和掌握所用标准的本质，不断提高升华。4 4.对标工作体会对标工作体会51 （2）目前日本标准和欧洲标准应用不多，主要应用中国）目前日本标准和欧洲标准应用不多，主要应用中国标准和美国标准。标准和美国标准。中国标准是行业规范，系统的规范了水电站压力钢管的设中国标准是行业规范，系统的规范了水电站压力钢管的设计，其中的强制性条文必须遵守；美国标准是设计手册，主要计，其中的强制性条文必须遵守；美国标准是设计手册，主要目的是介绍压力钢管的设计、施工、运行和维护程序，供缺乏目的是介绍压力钢管的设计、施工、运行和维护程序，供缺乏经验的设计者参考。经验的设计者参考。无论是使用中国标准还是使用美国标准，都需要与其相关无论是使用中国标准还是使用美国标准，都需要与其相关相应的配套标准一并使用。相应的配套标准一并使用。
