第十三章 水电站的压力管道 - 图文(3)

。参阅

许应力取为0.9

水电站压力钢管设计规范(SD144-85）。 三、管身构造

压力钢管按其构造又分为无缝钢管、焊接管和箍管，其中焊接管应用最普遍。 焊接管是用钢板按要求的曲率辊卷成弧形，在工厂用纵向焊缝连接成管节，运到现场行再用横向焊缝将管节连成整体。内水压力是钢管的主要荷载，纵缝受力较大，在工厂焊接后应以超声波法或射线法作探伤检查，以保证纵缝的焊接质量。在焊接横缝时，应使各管节的纵缝错开，见图13-2。对于明管，纵缝不应布置在横断面的水平轴线和垂直轴线上，与釉线的夹角应大于10° ,相应的弧线距离应大于300mm。

图13-2 纵缝和横缝示意图

管壁厚度一般经结构分析确定。管壁的结构厚度取为计算厚度加2mm的锈蚀裕度。考虑制造工艺、安装、运输等要求，管壁的最小结构厚度不宜小于（13-4）式确定的数值δ（mm）≥D/800十4 （13-4)，式中D--钢管直径，mm 。但是，也不宜小于6mm。

为了消除辊卷和焊接引起的残余应力， 符合下列条件之一者应在卷板和焊接后作消除残余应力处理： （1）结构厚度超过下列数值：

A3-42mm；16Mn-38mm；15MnV和15MnTi-36mm。 （2)冷加工成型的管壁厚δ符合下列情况： A3和16Mn：D≤33δ；15MnV和15MnTi：D≤408。 （3)岔管等形状特殊的构件

钢管安装完毕后的椭圆度（相互垂直的两管径的最大差值与标准管径之比）不得超过0.5％。

第五节 明钢管的敷设方式、镇墩、支墩和附属设备

一、钢管的敷设方式

明钢管一般敷设在一系列的支墩上，底面高出地表不小于0.6m,这样使管道受力明确，管身离开地面也易于维护和检修。在自重和水重的作用下，支墩上的管道相当于一个多跨连续梁。在管道的转弯处设镇墩，将管道固定，不使有任何位移，相当于梁的固定端。

明钢管宜做成分段式，在两镇墩之间设伸缩节，如图13-3所示。由于伸缩节的存在，在温度变化时，管身在轴向可以自由伸缩，由温度变化引起的轴向力仅为管壁和支墩间的摩擦力和伸缩节的摩擦力。为了减小伸缩节的内水压力和便于安装钢管，伸缩节一般布置在管段的上端，靠近上镇墩处。这样布置也常常有利于镇墩的稳定。伸缩节的位置可以根据具体情况进行调整。若直管段的长度超过150m，可在其间加设镇墩；若其坡度较缓，也可不加镇墩，而将伸缩节置于该管段的中部。

图13-3 明钢管的敷设方式 二、明钢管的支墩和镇墩 （一）支墩

支墩的作用是承受水重和管道自重在法向的分力，相当于梁的滚动支承，允许管道在轴向自由移动。减小支墩间距可以减小管道的弯矩和剪力，但支墩数增加，故支墩的间距应通过结构分析和经济比较确定，一般在6～12m之间。大直径的钢管可采用较小的支墩间距。

按管身与墩座间相对位移的特征，可将支墩分成滑动式、滚动式和摆动式三种。

1.滑动式支墩

滑动式支墩的特征是管道伸缩时沿支墩顶部滑动，可分为鞍式和支承环式两种．

鞍式支墩如图13-4（a）所示。钢管直接安放在一个鞍形的混凝土支座上，鞍座的包角在120°左右。为了减小管壁与鞍座间的摩擦力，在鞍座上常设有金属支承面，并敷以润滑剂。鞍式支墩的优点是结构简单，造价较低，缺点是摩阻力大，支承部分管身受力不钧匀，适用于直径在1OOcm以下的管道。

支承环式滑动支墩是在支墩处的管身外围加刚性的支承环，用两点支承在支墩上，这样可改善支座处的管壁应力状态，减小滑动摩阻，并可防止滑动时摩损管壁，如图13-4(b）所示。但与滚动式支座相比，摩阻系数仍然较大，适用于直径200cm以下的管道。