预应力钢筒混凝土管

1  范围      本标准规定了预应力铜筒混凝土管的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志  、包装、运输、贮存和出厂证明书等内容。     本标准适用于公称内径600～3000mm，静水压力为0.4～2.0MPa的用于地下铺设的对管体  混凝和接头密封圈无腐蚀、磨损作用的预应力钢筒混凝土管。     本标准不适用于具有腐蚀作用的水和土壤环境中使用的预应力钢筒混凝土管。  2  引用标准      GB  175  硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥     GB  700  碳素结构钢     GB  748  抗硫酸盐硅酸盐水泥     GB  912  碳素结构钢和低合金结构钢  热轧薄钢板及钢带     GB  1344  矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水     GB  5223  预应力混凝土用钢丝     GB  80767  混凝土管用混凝土抗压强度试验方法     GB/T 14684  建筑用沙     GB/T 14685  建筑用卵石、碎石     GB/T 15345  预应力混凝土输水管检验方法     GBJ  107  混凝土强度检验评定标准     JGJ  63  混凝土拌合用水标准     JC/T  747  预应力与自应力钢筋混凝土管用橡胶密封圈     JC/T  748  预应力与自应力钢筋混凝土管用橡胶密封圈试验方法  3  术语  3.1  预应力钢筒混凝土管  指在带钢筒的混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝并制作水泥砂  浆保护层而制成的管子。 3.2  内衬式预应力钢筒混凝土管  指在钢筒内壁成型混凝土层后在钢筒外表面上缠绕环向  预应力钢丝并制作水泥砂浆保护层而制成的管子。 3.3  埋置式预应力钢筒混凝土管  指在钢筒内、外侧成型混凝土层后，在管芯混凝土外表  面缠绕环向预应力钢丝并制作水泥砂浆保护层而制成的管子。  4  产品分类  4.1  分类 4.1.1  产品型号     预应力钢筒混凝土管(英文缩写为PCCP)按其结构分为内衬式和埋置式，本标准以代号PC  CPL和PCCPE表示。 4.1.2  管子压力级别     根据管道的使用条件，管子压力级别以静水压力将产品分为九级如表1。                                     表1  管子压力级别                        MPa ________________________________________________________________________________      压力级别          Ⅰ　　Ⅱ　　Ⅲ　　Ⅳ　　Ⅴ　　Ⅵ　　Ⅶ　　Ⅷ　　Ⅸ 　　静水压力          0.4   0.6  0.8   1.0   1.2    1.4   1.6  1.8   2.0          ________________________________________________________________________________  4.1.3  产品标记     产品标记以管子代号、公称内径、压力等级、标准号组成。     公称内径1000 mm、压力级别为Ⅲ级的内衬式预应力钢筒混凝土管，标记示例如下：                                   PCCPL 1000Ⅲ JC 625     公称内径2000 mm、压力等级为V级的埋置式预应力钢筒混凝土管，标记示例如下：                                   PCCPL 2000V JC 625 4.2  规格和尺寸     预应力钢筒混凝土管的外形和尺寸应分别符合图1，表2和图2，表3的规定。接头钢环形  状及尺寸如图3、表4所示。     注：经供需双方协商，可生产其它规格及尺寸的产品。                                     表2  PCCPL管基本尺寸                      mm ________________________________________________________________________________ 公称  管芯  保护  钢筒  铜筒  承口  插口  橡胶圈  接头内  接头外  有效 管子 参考 内径  厚度  层厚  厚度  外径  深度  长度   直径    间隙    间隙   长度 总长 重量 D[1]  t[c]  t[c]  t[y]  D[1]   C     E      d       J       K      Lo   L    t/m 600    40                680                                                0.33 700    45                790                                                0.42 800    50   ≥25         900                                                0.51             (净厚  ≥1.5       93    93     20      15     15     5000 5078       900    55   ≥20)        1010                                               0.63 1000   60                1120                                               0.73  1200   70                1340                                               0.99    注：管芯厚度包括钢筒厚度在内，钢筒厚度均取1.5mm；当承、插口环焊接于钢筒里面时  ，D[l]比表列数据大13mm。 ________________________________________________________________________________                           表3   PCCPE管基本尺寸                               mm ________________________________________________________________________________ 公称  管芯  保护  钢筒  铜筒  承口  插口  橡胶圈  接头内  接头外  有效 管子 参考 内径  厚度  层厚  厚度  外径  深度  长度   直径    间隙    间隙   长度 总长 重量 D[1]  t[c]  t[c]  t[y]  D[1]   C     E      d       J       K      Lo   L    t/m 1400  100               1483                                                2.00 1600  110               1683                                                2.44 1800  120               1893                                                2.88 2000  130   ≥25   　　 2093                                                3.46  2200  155  (净厚  ≥1.5 2313   108   108    20     25      25     500  5083 3.97 2400  155  ≥20)        2513                                                4.64 2600  165               2713                                                5.35 2800  175               2923                                                5.99 3000  190               3133                                                6.93     注：管芯厚度包括钢筒厚度在内，钢筒厚度均取1.5mm。      ________________________________________________________________________________                          表4  接头钢环基本尺寸                                mm ________________________________________________________________________________   管型   公称                插口环                       承口环          内径   B[s]   t[s]  W[s]   a   b   c   B[b]  t[b]  W[b]    d   e   f           600    693                             693    内    700    803                             803          800    913                             913  6.0    衬                16.0   140   22.0 9.5 11.0      ～    165   6.5  25.4 76.2            900    1023                            1023   8.0    式    1000   1133                            1133          1200   1353                            1353  ________________________________________________________________________________                         续表4 ________________________________________________________________________________         公称             插口环                 承口环   管型  内径    B[s]   t[s]  W[s]   a   b   c   B[b]  t[b]  W[b]    d   e   f          1400    1483                            1483         1600    1683                            1683         1800    1893                            1893     埋  2000    2093                            2093  6.0     置  2200    2313   16.0  140  22.0 9.5 11.0 2313  ～    165   6.5  25.4 76.2          2400    2513                            2513  10.0     式  2600    2713                            2713         2800    2923                            2923         3000    3133                            3133                   ________________________________________________________________________________  5  技术要求 5.1  原材料 5.1.1 水泥：制管应采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐  水泥，其品质应分别符合GB  175、GB 748、GB 1344的要求，其标号不低于435号。 5.1.2  砂子：管芯混凝土及水泥砂浆用砂子应符合GB/T 14684的规定，管芯混凝土应采用  中砂，保护层砂浆宜采用细砂。 5.1.3  石子：管芯混凝土用碎石、卵石或碎卵石应符合GB/T 14685的规定，石子最大粒径  不应超过25 mm，同时应不大于管芯最小混凝土层厚度的2/5。 5.1.4  水：管芯混凝土、水泥砂浆及养护用水应符合JGJ 63的要求。 5.1.5  外加剂：若使用外加剂时，外加剂不得对管子或水质产生有害影响，其品质应符合G  B 8076的要求。 5.1.6 预应力钢丝：预应力钢丝应符合GB 5223及有关标准规定。 5.1.7 钢筒及接头钢环所使用的钢板应分别符合GB 700，GB 912的规定，也可采用机械性能  相当或高于上述标准要求的钢板。 5.1.8  橡胶圈：管子接头用橡胶圈的性能和质量要求及试验方法应分别符合JC/T 747和JC/  T 748的规定。 5.2 制造 5.2.1 钢筒 5.2.1.1 钢筒由符合规定的钢板卷制焊接成圆筒体后，再将已制作好并符合要求的承、插口  钢环焊接于圆筒体两端而制成。 5.2.1.2 制作钢筒时，可以采用拼焊和搭接焊。焊缝可为纵向缝、横向缝或螺旋缝，但不得  出现十字形焊缝。对内衬式管钢筒焊缝应平整，焊缝凸起高度不应大于1.5mm。 5.2.1.3  制作好的钢筒，根据其规格应按式(1)计算所得蝗检验压力进行静水压试验，在达  到检验压力后恒压3min，及时检验钢筒的所有焊缝。如发现焊缝有渗漏水时应及时作好标记  ，待卸压后重新补焊，并再次进行水压检验直至钢筒的所有焊缝无渗漏为止。                               2[o]·[ty]                          P[g]=_________                 …………………………(1)                               D[l]-2[ty] 式中：P[g]——钢筒检验压力，MPa；     o——钢板承受的拉应力，卧式水压时为140MPa，立式水压底部的应力为175MPa；     D[1]——钢筒外径，mm；     t[y]——钢筒厚度，mm。 5.2.2  承、插口钢环     承、插口钢环由符合要求的钢板以一块或多块焊接而成圆环，并应用扩张机以超过钢板  弹性极限强度张拉整圆至所需尺寸。 5.2.3  管芯混凝土 5.2.3.1  管芯混凝土设计强度等级应符合GBJ 107，不得低于C40级。管芯的脱模强度不得  低于28 MPa(PCCPL管)和20MPa(PCCPE管)，管芯的缠丝强度不得低于28MPa。 5.2.3.2  从拌合的混凝土混合物中，每天或每35m[3]制作3组尺寸为150mm×150mm×150mm  的立方体试块，试块养护与管子相同。以测定管芯混凝土的28 d强度，脱模强度和缠丝强度  。 5.2.4  管芯成型及养护 5.2.4.1  PCCPL管管芯混凝土一般采用离心法成型：PCCPE管管芯混凝土一般采用立式振动  法成型。 5.2.4.2  管芯成型时钢筒应准确地固定在模具内，避免在成型过程中产生松动和位移。 5.2.4.3  管芯混凝土的养护，应采用能够满足质量要求的蒸汽养护法。 5.2.5  缠丝 5.2.5.1  管芯混凝土强度达到缠丝强度方可缠丝，同时缠丝产生于混凝土中的初始压应力  应不超缠丝时混凝土抗压强度的55％。 5.2.5.2  缠丝时，预应力钢丝在张拉控制应力下按设计的螺距呈螺旋形缠绕在管芯上，钢  丝的起如端应牢固固定；钢丝净距应不小于5mm，且不大于35mm。对PCCPL管，当钢丝直径　  ≥6mm时，螺距不应大于25mm。 5.2.5.3  双层缠丝时，内层钢丝应以水泥砂浆覆盖并进行蒸汽养护，覆盖层的净厚度不应  小于缠绕钢丝的直径，养护后水泥砂浆的抗压强度不应低于28MPa。 5.2.6  保护层制作及养护 5.2.6.1  保护层水泥砂浆的设计强度等级应不低于C30级，对PCCPE管制作保护层的水泥品  种应与管芯相同。 5.2.6.2  缠丝前，管芯表面应喷涂一层水泥净浆，制作水泥砂浆保护层后，宜再喷涂一层  水泥净浆。 5.2.6.3  保护层养护可采用蒸汽养护法或其它养护法，但必须能满足保护层的质量要求。 5.3  成品质量 5.3.1  外观质量 5.3.1.1  管子端面应与管轴线垂直。 5.3.1.2  管子承、插口端部不得有缺棱、掉角、孔洞等缺陷，管子内表面应平整，不应出  现浮渣、露石和不密实现象。 5.3.1.3  管子内表面出现的纵向裂缝宽度不得大于0.1mm，裂缝长度不得大于150mm；螺旋  状和环状裂缝宽度不得大于0.25mm；距管端300mm以内的环向裂缝宽不得大于0.4mm。 5.3.1.4  承、插口钢环工作面应光洁，不得粘有混凝土、水泥浆及其他脏物。 5.3.1.5  保护层不得出现空鼓，裂缝及剥落。 5.3.2  尺寸允许偏差     管子基本尺寸允许偏差不超过表5的规定。                            表5 管子基本尺寸允许偏差 ________________________________________________________________________________    公称      管芯  保护  管子       承口           插口              接头    端面        内径                                                            内径      厚度   层厚  总长   内径  深度  外径  长度  胶圈  胶圈  钢环  倾斜度                                                         沟深  沟宽  椭圆度       　D[o] t[o]   t[g]   L     B[b]   C    B[S]    E    c      a     ％  600～1200　±5  ±4             ±1.0  ±2   -0.2 ±2                        6                     -2   ±6                            ±0.5 ±1.0  0.5     1400～3000 ±8  ±6             ±0.2  ±3   -1.0 ±3                        9 ________________________________________________________________________________   5.3.3  内压强度与保护层渗透性 5.3.3.1  成品管在表6所示检验内压(P[t])下，恒压5min，管体不得出现爆破、局部凸起及  渗漏。                        表6  管子检验压力(P[t]值) ________________________________________________________________________________    静水压力  MPa    检验压力  MPa   0.4    0.6   0.8   1.0    1.2   11.4   1.6   1.8   2.0    内径，mm            600            0.96  1.00   1.20   1.38   1.57  1.77  1.98  2.15  2.35     700            0.96  1.00   1.20   1.38   1.59  1.78  1.99  2.20  2.45      800            0.96  1.00   1.20   1.39   1.59  1.80  2.06  2.31  2.54       900            0.96  1.00   1.20   1.42   1.65  1.86  2.13  2.34  2.56      1000            0.96  1.03   1.22   1.47   1.70  1.93  2.20  2.41  2.69      1200            0.96  1.11   1.33   1.50   1.72  1.95  2.20  2.47  2.78      1400            0.96  1.15   1.35   1.52   1.72  1.95  2.20  2.48  2.78      1600            0.98  1.16   1.35   1.54   1.80  2.08  2.30  2.52  2.78      1800            1.00  1.19   1.37   1.61   1.90  2.10  2.38  2.62  2.89      2000            1.04  1.23   1.44   1.71   1.97  2.25  2.55  2.80  3.02      2200            1.11  1.28   1.52   1.78   2.02  2.27  2.55  2.80  3.06      2400            1.13  1.31   1.56   1.79   2.07  2.36  2.58  2.89  3.08      2600            1.15  1.34   1.59   1.87   2.12  2.36  2.63  2.89  3.23     2800            1.19  1.39   1.65   1.92   2.20  2.42  2.73  2.93  3.31     3000            1.22  1.41   1.70   1.92   2.20  2.45  2.75  3.03  3.31  ________________________________________________________________________________      注：适用条件：管顶覆土深度0.8～2m，土孤基础(90°)；活荷载：2辆 20t汽车并列。 5.3.3.2  保护层砂浆应有足够的抗渗性，吸水面积为3000mm[2]时，在30min内平均吸水高  度不应超过35mm。 5.3.4  管子允许相对转角     管子允许相对转角列于表7。管子转角试验在表1所示压力下进行，恒压时间为5min，在  允许转角范围内接头不得出现渗漏水现象。                       表7   允许相对转角 ________________________________________________________________________________       公称直径                有效长度                允许相对转角         mm                     mm      600～1000                 5000                   1.5      1200～2000                5000                   1.0      2200～3000                5000                   0.5 ________________________________________________________________________________  5.3.5  钢环处理     成品管子运至堆场后，接头钢环外露部分应以认可的防腐材料覆盖，以防止钢环发生锈  蚀。 5.4  管子的修补 5.4.1  管子的混凝土层或保护层砂浆因加工、碰撞等原因造成缺陷，应经修补后方能出厂  。 5.4.2  管子内表面出现的纵向裂缝宽度在0.1～0.5mm范围内时，允许修补：但当纵向裂缝  宽度大于0.5mm时，该管应报废。管子内表面出现的环状、螺旋状裂缝宽度大于0.25mm时和  插口端300mm以内出现的环状裂缝宽度大于0.4mm时，允许修补。 5.4.3  修补前应清除有缺陷的混凝土或砂浆，修补用的混凝土、砂浆或无毒树脂水泥砂浆  所用的水泥品种应与管芯混凝土和保护层砂浆的相同，裂缝应用灌浆修补或环氧树脂修补补  。 5.4.4  修补的部位应根据修补材料品种采取相应的措施，以利于修补材料的粘结与固化，  确保修补质量。 5.4.5  修补的部位必须采用相应的有效的方法进行养护。  6  试验方法  6.1  用专用量具“π尺”检测承、插口环内、外径尺寸(承口工作面内径=承口外径-2倍的  钢板原度)。 6.2  用卡尺或其它量测仪器测量管子承、插口椭圆度和端面倾斜度。 6.3  采用边长为150mm的立方体试块，按GB 11837规定的具体方法进行混凝土强度检验。 6.4  钢筒水压试验及管子成品内压强度，按GB/T 15345检验，宜使用不低于1.5级的压力表  测定压力。试验时，升压速度应控制在每分钟0.1～0.5MPa。 6.5  管子的转角试验可在成品水压机上按GB/T 15345 规定进行。 6.6  保护层厚度测定、保护层砂浆吸水性检验、保护层强度测定和管子裂缝测定按GB/T 15  345规定进行。  7  检验规则  7.1  出厂检验 7.1.1  检验项目     包括外观质量、尺寸偏差、内压强度、混凝土及砂浆强度和保护层砂浆吸水性。 7.1.2  批量     同一型号、同一级别、同工艺、同材料的管子按200根为一批，不足200根也作为一批。 7.1.3  抽样     出厂检验的数量见表8。                       表8  出厂检验的抽样数量 ________________________________________________________________________________     序号                     检  验  项  目     数量，根           备注       1                        承口工作面          逐根       2                        插口工作面          逐根       3         外观质量       管体外壁            逐根       4                        管体内壁            逐根       5                        修补质量及漏修情况  逐根       6                        管内径D[o]           10       7                        管芯厚度h[l]         10       8                        承口内径B[b]         10                                承口深度 C           10                 主要尺寸指标   承口外径B[s]         10       9                        插口长度 E           10       10                       承口椭圆度％         10       11                       保护层厚度t[g]        2       12                       管体裂缝             10       13                       管体内压强度          1             在外观尺寸合                                                                     格中抽取                 强度指标       14                       混凝土强度       15                       砂浆强度               检查生产记录       ________________________________________________________________________________  7.1.4  判定      内符合5.2.3及5.3规定的管子为合格品，否则为不合格品。 7.2  型式检验 7.2.1  检验和要件     有下列情况之一时，一般应进行型式检验：     a)新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；     b)正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变可能影响产品性能时；     c)产品长期停产后恢复生产时；     d)国家质量监督机构提出进行型式检验要求时。 7.2.2  检验项目     包括外观质量、尺寸偏差、内压强度、混凝土及砂浆强度、保护层砂浆吸水性和管子转  角。 7.2.3  批量     型式检验的批量，同出厂检验。 7.2.4  抽样      型式检验的抽样数量见表9。 7.2.5   判定     符合5.2.3及5.3规定的管子为合格品，否则为不合格品。                  表9  型式检验的抽样数量 ________________________________________________________________________________      序号             检  验  项  目              数量，根          备注       1                      承口圈工作面            10        2                      插口圈工作面            10      3       外观质量       管体外壁                10      4                      管体内壁                10           5                      修补质量及漏修情况      10       6                      管子内壁                10      7                      承口内径B[b]            10      8                      承口深度 C              10      9                      插口外径B[s]            10     10                      插口长度 E              10     11        主要尺寸指标  承口椭圆度％            10          从根10中随机抽取     12                      插口椭圆度％            10     13                      端面倾斜度              10      14                      保护层厚度t[g]           2     15                      管体裂缝                10     16                      管子内压强度 P[t]        2         从根10中随机抽取     17                      转角接头密封性能         2         从根10中随机抽取     18      物理力学性能    砂浆保护层吸水性        10            19                      混凝土强度              5组        检查记录     20                      砂浆强度                5组        检查记录 _______________________________________________________________________________   8  标志、运输和保管   8.1  每根管子出厂前，应在管上标明：生产厂厂名，商标、产品标记、生产日期和“严禁  碰撞”字样。 8.2  长途运输时，管子的承、插口端应妥善包扎，以防管子滚动碰伤。 8.3  吊装时，严禁用钢丝绳穿心吊。 8.4  管子应按不同型号、规格分别堆放。 8.5  管子允许的堆放层数列于表10。                            表10  管子允许的堆放层数 _______________________________________________________________________________              公称内径mm                              堆放层数               600～900                                  3              1000～1200                                 2 　　　　　　　≥1400                                   1或立放              _______________________________________________________________________________ 8.6  堆放时、上、下层垫木应对齐，垫木的厚度以不接触承、插口为准，垫木支点距管端  距离不超过管子的1/5。 8.7  在干燥气候条件下，应加强管子的后期养护工作。   9  出厂证明书         出厂证明书应包括以下内容：     a)型号、规格、压力等级、数量、编号及执行标准；     b)外观检查结果，产品结构尺寸及承、插口图示；     c)水压检验结果；     d)混凝土设计强度等级；     e)钢材标准强度，延伸率；     f)钢丝标准强度、直径及缠丝螺距；     g)橡胶圈检验合格证；     h)生产日期和管子出厂日期；     i)生产厂厂名及商标；     j)生产厂质量检验员及检验部门签章。                             __________________     附加说明：     本标准由全国水泥制品标准化技术委员会提出并归口。     本标准由国家建筑材料工业局苏州混凝土水泥制品研究院、山东电力管道工程公司、吉  林电力管道工程公司等单位负责起草。     本标准主要起草人：魏峰、李启德、陆传荪、余洪方。     本标准委托国家建筑材料工业局苏州混凝土水泥制品研究院负责解释。