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1. 混凝土管（Concrete Pipe） 给水排水管道使用的水泥管主要包括以下种类： · 整体现浇水泥管 · 非钢筋混凝土管 · 钢筋混凝土管 · 钢筋混凝土钢筒管 · 钢筋缠绕钢筒混凝土管（BWP） · 预应力钢筒混凝土管（PCCP） 坚固的结构，寿命长，附着在黑色金属上的混凝土或水泥砂浆具有天然的防腐作用，使用范围广。 整体现浇水泥管 这种管在现场制作，管径范围为300－3000mm，也包括水头达4.5m的整体非钢筋混凝土管，有些业主使用丙纶纤维做混凝土的加强材料。 预浇非钢筋混凝土管 这种管用于低压管道，通常压力低于0.075MPa，管子包括混凝土管壁和接口。 钢筋混凝土管 这种管包括附着在混凝土管壁上的钢筋笼，抵抗内压和外压。接口可以与混凝土管为一整体，或采用钢制接口环。钢筋混凝土管最高压力为0.38MPa。 钢筋混凝土钢筒管 开发这种管是为了适应比钢筋混凝土管更高的内压，它包括一个附带钢制接口环的钢筒，在钢筒上有钢筋笼，钢筒内侧有一到两层加筋层，或在外侧设有加筋笼，混凝土浇筑加筋层形成管壁。 钢筋缠绕钢筒混凝土管 这种管是一种复合设计，管子的基本元素是一个两端焊有钢质接口环的钢筒，钢筒离心浇筑水泥砂浆衬里，然后钢筋在一定的张力下连续螺旋缠绕在钢筒外壁上，用高速喷浆在钢筋上形成砂浆外涂层。 预应力混凝土管 包括两种预应力混凝土管：混凝土管芯衬里钢筒（衬里钢筒管）和管芯埋置钢筒（埋置钢筒管）。 衬里钢筒管 这种管有一个焊接钢筒，两端连接钢制接口环，然后钢筒离心衬里致密的混凝土形成管芯，高强预应力钢丝在控制的张力下直接螺旋缠绕在钢筒上，高强钢丝和钢筒用机械喷涂方法，由水泥砂浆涂层保护。钢筒衬里的混凝土通常采用离心浇筑，或径向压抹的方法。 埋置钢筒管 这种管有一个焊接钢筒，两端连接钢制接口环，埋置在一个混凝土管芯里。高强预应力钢丝在控制的张力下一层或多层缠绕在包含钢筒的混凝土管芯外面，高强钢丝由水泥砂浆外涂保护，埋置钢筒的混凝土通常在立式钢模中浇筑。 详细的断面图和接口详图参看美国水工协会（AWWA）手册M9。 技术参数和行业标准 用于生产混凝土管的美国混凝土学会（ACI），AWWA和美国试验和材料学会（ASTM）的各种标准如下： · ACI 346 现浇非钢筋混凝土管 · ASTM C14用于下水，暴雨排水非钢筋混凝土管和涵管 · ASTM C118灌溉，排水用非钢筋混凝土管 · ASTM C505灌溉用带橡胶密封圈接口的非钢筋混凝土管 · ASTM C985涵洞，暴雨排水和下水用非钢筋混凝土管 · ASTM C76涵洞，暴雨排水和下水用钢筋混凝土管 · ASTM C361低压钢筋混凝土管 · ASTM C302非钢筒钢筋混凝土管 · AWWA C300钢筒钢筋混凝土管 · AWWA C303钢筋缠绕钢筒混凝土管（BWP） · AWWA C301预应力钢筒混凝土管（PCCP） 尺寸范围 给水排水用预浇混凝土管现有尺寸从直径100mm开始，其它种类的混凝土管，如钢筒埋置混凝土管已经生产出直径6m以上的尺寸。AWWA C300和C302标准中最大直径达3660mm。 标准生产长度 混凝土压力管的标准长度通常在2.4－12m范围，ASTM C118标准低压灌溉和排水管，根据不同管径长度范围为750－1220mm。具体标准生产长度参照之前提到的标准和生产厂的技术附件。 允许内压和安全系数 非钢筋混凝土管的允许内压取决于裂缝扩展的经验数据，非钢筋混凝土管不能用于高压场合，按照ASTM C505标准生产的非钢筋混凝土管推荐的压力范围在0（重力流）到9m水头。安全系数与混凝土许用应力有关，通常采用企口缝连接。橡胶圈，胶泥，砂浆和包扎带通常被用于接口的密封。 钢筋混凝土管和整体现浇混凝土管按照组合荷载设计，包括内压，恒荷载和活荷载。按照AWWA C302生产的钢筋混凝土管的最大允许内压是0.38MPa，ASTM C361标准生产的管最大允许内压为0.38MPa，安全系数与混凝土和预应力钢筋许用应力相关。 钢筋缠绕钢筒混凝土管最高压力为2.76MPa，真对不同项目管道设计成能够承受特殊荷载，建议的安全系数为2.0。 埋置钢筒管和衬里钢筒管按照组合应力设计，包括瞬时压力和活荷载。PCCP管可以设计工作压力超过2.76MPa，其安全系数与混凝土和钢材的许用应力相关。 承受外荷载能力 刚性管道设计考虑将外荷载通过管壁传递到管底基础。当管周荷载，包括管外水压，均匀分布时管子是最坚固的；当管顶线或点荷载，到管底也是线或点反作用力，此时的管子是最弱的。 虽然大部分混凝土管被认为是刚性管，但是当进行外荷载分析计算时，AWWA M9建议将钢筋缠绕钢筒管看作是半刚性管，因为当它变形时，承受外荷载能力不仅来自于管自身的强度，而且还有管周土的支撑。 埋深范围从1.5m到最深，对于一些加强钢筋混凝土厚壁管，可达30m。参照前面所列的标准，确定在外荷载下的最大和最小埋深要求。 制管材料描述 非钢筋混凝土管材料内容包括骨料，水泥，水和一定比例的添加剂。钢筋混凝土管和钢筒管材料内容还包括钢筋或钢网，以及钢筒所用的钢材。 内外防腐保护 混凝土管有很多种喷涂和内衬保护。如果水中有腐蚀介质或废水中有硫化氢等危害，管道内壁有时采用PVC，环氧，涂胶内衬以防止冲刷的危险。 混凝土管也可外涂保护，以减小腐蚀土壤对管道的损害。AWWA手册M9有一章是腐蚀环境下的设计要求，内容包括高氯，高硫酸，酸性条件和杂散电流干扰环境下的各种保护方法。 接口 管道接口对于任何管材来说都是薄弱环节。好的柔性连接能够适应管道温度变化和干湿交替产生的纵向位移，以及有时发生沉降时竖向调整。为了防止管子拔出，压力管道靠近管件和阀门的接口有时需设计成限制性连接。 混凝土管有多种形式的接口，包括企口缝，混凝土承插和钢制承插环连接。一些相对压力较低的混凝土管在接缝处填充胶合物以减少泄漏和渗漏，而对高压的混凝土管通常设计成胶圈密封。ACI混凝土管手册中第五章有各种管道接口的详图，以及承插连接和密封材料。 放置密封圈的沟槽其形状用于定位胶圈，而不要求承载管子的重量，当管子安装对中后，胶圈被压缩在沟槽里，形成一个水密封接口。根据生产厂，胶圈可以是不同形状，通常在施工现场安装。 一些钢筒管要求在接缝处留有外灌浆间隙，在现场用编织带裹住接口，用钢带固定，水泥浆从一侧倒入，并从另一侧流出，完成后编织带仍将保留在接缝处。 钢制接口内通常用水泥砂浆填充管端的间隙（或者叫勾缝）。 钢筒管的限制性接口可以采用许多方法和装置，包括焊接，法兰连接，卡具，卡套螺栓，卡环式连接。AWWA手册M9有一章节是关于管件和附件的设计。 管件 低压混凝土管可以按照一定角度将一根管切割成两段，然后旋转包裹混凝土制作弯管，其它形状的管件，如三通，也可按照此法制作。高压混凝土管需要用钢管件制作弯头，通常在钢制管件上外涂和内衬混凝土或水泥砂浆。 开孔方法 开孔鞍座通常用来在现有混凝土管道上开孔，出水口可以旋进或法兰连接。AWWA手册M9有一章节是关于开孔步骤和两种鞍座，一种是用带缠绕管道，另一种是用一种附件与混凝土钢筋连接。 水阻系数 压力混凝土管设计中，确定水力损失最常用的方法是海澄-威廉（Hazen William）公式，美国混凝土管协会（ACPA）出版的混凝土管手册和AWWA手册M9建议管径400－1200mm的粗糙度系数C为140；管径1350－2700mm为145；管径2850mm以上为150。 对于水流未充满的管道，通常用曼宁（Manning）等式来计算水阻。ACPA的混凝土管手册建议混凝土管即使实验室试验数据n为0.009－0.010，更准确的设计取值为0.012－0.013。对于压力管道，AWWA手册M9建议当流速1m/s时n值选用0.011；当流速1.5m/s时n取值为0.010。 波速（水利瞬变研究） AWWA手册M9第三章详细讨论了波速和水利瞬变，列出了各种不同类型和等级的混凝土管计算的瞬间波速值900－1220m/s。 允许泄漏率 有钢筒和无钢筒管的允许泄露率是不同的。钢筋和非钢筋混凝土管没有钢筒，根据AWWA手册M9建议24h每km管道的允许泄漏率为2.3L/mm管径；对于钢筒混凝土管，建议24h每km管道的允许泄漏率为1L/mm管径。 修补方法 碾压和冲击会导致接口损坏，承插口开裂，也可能由于不当的安装，地质沉降和隆起，或者超载。接口损坏需更换整根管子，低压管道的接口漏水有时可以在接口处注浆来修复。 没有防腐的钢筒管也可能导致管道失效，如果没有及时发现，腐蚀会完全破坏钢筒，钢筋和钢丝，腐蚀需要大面积修复，甚至更换整段管子。 管子制作和安装时发生的损伤通常可以修复。低压管道的修复方法通常是混凝土环，环形修理夹具。对于高压钢筒混凝土管道，根据孔的尺寸来确定修补方法。孔径大于1m时需更换整节管子，或者在孔上钢板包裹焊接，钢板带两侧的钢筋与钢筒焊接在一起。 水中化合物容许含量 地下水质，输送的水质和土壤类型是确定混凝土管是否适合特定安装的重要依据。氯化物和硫化物将与胶结材料发生反应，会腐蚀混凝土管。减小氯化物和硫化物作用的方法是在混凝土混合时使用粉煤灰，二型和五型水泥，或者另加衬里和涂层。 下水管道由于水流未充满，会产生硫化氢气体，管道可以采用内防腐衬里加以保护。 安装，回填和保护的要求 管道性能不仅取决于管道设计本身，而且与管沟开挖和回填有很大关系。这些工作包括更换基础（如果需要），铺设垫层，管侧埋置材料的回填和压缩。 垫层包角定义为支撑管道竖向分布荷载的角度，刚性管设计的垫层包角为90o。做好垫层和埋置是获得良好管道性能的根本保证。埋置要求从管底向上压缩土回填到管径的37%，为了保证90o的垫层包角，需做好管腰部以下回填材料的压缩，其腰部是管底到管水平中线到管沟区域。 对柔性管周土壤的要求更严，例如钢筋缠绕钢筒混凝土管。对于柔性管道要达到设计强度和保证管圆度，管侧土需对管壁提供足够支撑，抵抗竖向荷载，要求管径70%高度的管周土有较高的压缩率，在长期管顶荷载和活荷载下提供支撑，防止变形超限。 特殊考虑 在干湿交替的土壤中易产生高浓度氯离子和游离氧，这些元素会损害管道，有必要增设防止措施，或阴极保护系统。 使用寿命 正确安装的混凝土管其使用寿命可以长达100年，或更长。美国陆军工程兵团建议预浇混凝土管的寿命为70－100年。钢筒管或预应力钢筋的腐蚀通常会引起管道的失效，对于可能腐蚀的土壤建议采用阴极保护系统以防止管道过早失效。 求购：PCCP管双密封圈承插件成品。有意者请联系夏先生，手机13901765960，电邮lianningx@163.com |
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