預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)工藝技術(shù)規(guī)程
2005-04-11 00:00
1.總則
1.1 為提高預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)制造水平，加強企業(yè)管理，保證產(chǎn)品質(zhì)量，特制訂本規(guī)程。
1.2 本規(guī)程適用于按JC625《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》標(biāo)準(zhǔn)并參照ANSI/AWWAC301《輸水和輸其它液體用的預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土壓力管》、ANSI/AWWAC304《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管設(shè)計規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)。
1.3 本規(guī)程適用于生產(chǎn)公稱直徑600mm—3400mm，靜水壓力為0.4MPa—2.0MPa的預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管。生產(chǎn)其他規(guī)格和壓力的管材，可參照本規(guī)程執(zhí)行。
1.4 生產(chǎn)過程中的安全技術(shù)、勞動保護(hù)等，按國家有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
1.5 本規(guī)程如與國家有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)抵觸時，按國家有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
1.6 各企業(yè)應(yīng)遵守本規(guī)程的技術(shù)要求，結(jié)合實際，制訂本企業(yè)操作規(guī)程。
2.原材料
2.1 水泥：制管應(yīng)采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥或抗硫酸鹽水泥，其品質(zhì)應(yīng)分別符合GB175《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》、GB1344《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥》、GB748《抗硫酸鹽硅酸鹽水泥》的要求，其水泥強度等級不低于32.5。
2.2 粉煤灰：可用粉煤灰取代部分水泥拌制管芯用混凝土。粉煤灰取代水泥應(yīng)不超過水泥用量的20%，粉煤灰的品質(zhì)應(yīng)符合GB1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)不低于Ⅱ級粉煤灰的要求。
2.3 砂子：管芯混凝土及保護(hù)層砂漿用砂質(zhì)量符合GB/T14684《建筑用砂》的規(guī)定。配制混凝土用砂宜采用細(xì)度模數(shù)Mx為3.2-2.3的中粗砂，制作保護(hù)層用砂宜用Mx為2.2-1.6的細(xì)砂。
2.4 石子：管芯混凝土采用碎石或卵石，其顆粒直徑宜在5mm—30mm，石子最大粒徑應(yīng)不大于管芯混凝土壁厚的2/5，質(zhì)量符合GB/T14685《建筑用卵石、碎石》的規(guī)定。
2.5 水：拌和混凝土和砂漿用水，應(yīng)符合JGJ63《混凝土拌和用水》的要求。
2.6 外加劑：根據(jù)不同品種水泥和管芯成型方法的不同，經(jīng)試驗選用合適的外加劑，但所加的外加劑不得對管材或水質(zhì)產(chǎn)生有害影響，其品質(zhì)應(yīng)符合GB8076《混凝土外加劑》的要求。
2.7 鋼材
2.7.1 按口鋼環(huán)及鋼筒所使用的鋼板應(yīng)分別符合GB700《碳素結(jié)構(gòu)鋼》、GB912《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼、熱軋薄鋼板及鋼帶》的規(guī)定，其屈服強度承插口環(huán)不低于207MPa，50mm標(biāo)距內(nèi)的斷裂伸長率應(yīng)大于20%，鋼筒用鋼鈑不宜低于215MPa，50mm標(biāo)距內(nèi)的斷裂伸長率應(yīng)大于15%。
2.7.2 承插口鋼環(huán)斷面形狀及幾何尺寸應(yīng)符合設(shè)計要求，表面光滑，無重皮、毛刺及麻面。
2.7.3預(yù)應(yīng)力鋼絲應(yīng)符合GB5223《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲》標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。待使用的鋼絲，質(zhì)檢部門在核實鋼絲生產(chǎn)廠家“質(zhì)量合格證”的前提下，需做如下檢驗或試驗：
2.7.3 1從每批鋼絲中取樣做國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗拉、伸長率、反復(fù)彎曲的力學(xué)性能試驗。
2.7.3.2 扭轉(zhuǎn)試驗：從每批鋼絲中取樣作扭轉(zhuǎn)試驗，試樣標(biāo)距250mm時的扭轉(zhuǎn)次數(shù)，對Φ5mm不能少于8次，Φ6mm～Φ7mm不能少于6次。達(dá)到規(guī)定扭轉(zhuǎn)次數(shù)后，檢查無徑向、螺旋向裂縫為合格；扭轉(zhuǎn)斷裂后的斷口應(yīng)平整，無撕裂并檢查無徑向、螺旋向裂縫。
2.8橡膠圈
2.8.1 管子接頭用橡膠圈的直徑和環(huán)內(nèi)徑應(yīng)符合設(shè)計要求。性能、質(zhì)量要求及試驗方法應(yīng)分別符合JC/T747《預(yù)應(yīng)力與自應(yīng)力鋼筋混凝土管用橡膠密封圈》及JC/T748《預(yù)應(yīng)力與自應(yīng)力鋼筋混凝土管用橡膠密封圈試驗方法》的規(guī)定。
2.8.2公稱直徑1600mm及以上的管材相配套的橡膠圈，每個膠圈上的拼接點數(shù)應(yīng)不多于兩個，且拼接點之間的最小長度應(yīng)不小于600mm，對帶拼接點的膠圈，每個拼接點都須進(jìn)行檢驗。即將其至少拉伸至原長的2倍，扭轉(zhuǎn)360°，目測每個經(jīng)拉長的拼接點，拼接點處無剝離、裂縫為合格。
3.制作鋼筒
3.1 鋼筒是由承口環(huán)、插口環(huán)、筒體三部分組成。鋼筒焊接可采用自動埋弧焊、氣體保護(hù)焊或人工電弧焊。
3.2 鋼承插口環(huán)由符合要求的鋼板焊接成圓環(huán)，并應(yīng)用脹圓機擴漲整圓到所需尺寸。
3.2.1 承口環(huán)：按設(shè)計要求的板厚及尺寸下料、對口焊接成圓環(huán)，焊縫及周圍的焊渣應(yīng)清除干凈并磨平，經(jīng)扳邊成所需的形狀，然后漲圓成型至設(shè)計直徑。
3.2.2 插口環(huán)：用符合設(shè)計要求的異型鋼按要求尺寸下料，對口焊接成圓環(huán)，對口焊縫及周圍的焊渣必須清除干凈并磨平，然后漲圓成型至設(shè)計直徑。
3.3 筒體：采用由符合設(shè)計要求的冷軋或熱軋薄鋼板卷制焊接而成。筒體成型可采用螺旋式或拼接式。
3.3.1 螺旋式制筒應(yīng)先將合格的承插口環(huán)按要求固定在制筒機芯模上，制筒時遵照下列各款：
3.3.1.1 放板機所用鋼板寬度以及邊線與制筒機之間的角度應(yīng)調(diào)整至互相適應(yīng)。
3.3.1.2 薄板起點斜角應(yīng)與板寬、角度以及鋼筒直徑相適應(yīng)。
3.3.1.3 放板機的放板、制筒機的卷板、焊機的焊絲，三者的行走速度應(yīng)同步，按規(guī)定的參數(shù)進(jìn)行焊接，如有漏焊可用人工補焊。
3.3.2 拼接式制筒由剪板、拼接、卷筒、組裝等工序組成。
3.3.2.1 筒板薄板按設(shè)計長度在剪板機上定長剪切下料和切邊。
3.3.2.2 按管徑的圓周尺寸和寬度進(jìn)行拼板，板間可采用對接、搭接，應(yīng)保證平板尺寸正確。
3.3.2.3 筒體卷筒在卷板機上進(jìn)行，往返卷曲后點焊對接固定，然后進(jìn)行合縫焊接、整圓，以確保筒體直徑和圓度。
3.3.2.4 將接口環(huán)與筒體在組裝臺上進(jìn)行組裝，檢查鋼筒長度及端面傾斜度無誤后點焊牢固，進(jìn)行接口環(huán)與筒體的環(huán)向焊接。
3.3.3 鋼筒的焊縫可為縱向縫、橫向縫或螺旋縫，但不得出現(xiàn)“＋”字形焊縫。
3.3.4 PCCP-E鋼筒上的凹凸不平若與表面誤差大于10mm，應(yīng)在澆灌混凝土前整平。PCCP-L管纏絲后，不允許因鋼筒凹凸不平而造成預(yù)應(yīng)力鋼絲與鋼筒之間出現(xiàn)1.6mm以上的凈空。錯位搭接焊的鋼筒，其最大凈空不得大于1.6mm加鋼筒的徑向厚度。
3.4水壓試驗
3.4.1 制作好的鋼筒必須逐個經(jīng)過水壓試驗，合格后方可進(jìn)行管芯成型。
3.4.2 水壓試驗可采用臥式或立式檢驗。對于臥式檢驗，鋼筒的鋼板計算拉應(yīng)力應(yīng)為140MPa；對于立式檢驗，鋼筒底部鋼板的計算拉應(yīng)力應(yīng)為175MPa，依此按其規(guī)格計算所得的檢驗壓力進(jìn)行靜水壓試驗，在達(dá)到檢驗壓力后恒壓3min，無滲漏點為合格。
3.4.3 水壓試驗時，應(yīng)對鋼筒進(jìn)行全面檢查，并在所有出現(xiàn)滲漏的部位作出標(biāo)記；卸壓后重新補焊，并需再次水壓，直至合格。
3.5 每個鋼筒都應(yīng)清除粘附的油灰異物等，以免影響混凝土或砂漿與鋼筒的粘接。
4.管芯制作
4.1 管芯混凝土成型：PCCP-L宜采用離心法，PCCP-E宜采用立式振動法，也可用其他可行的方法成型管芯。
4.2 管芯混凝土設(shè)計強度等級：如采用立方體試件，則應(yīng)符合GBJ107《混凝土強度檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》，并不得低于40MPa；如采用圓柱體試件，則應(yīng)符合AWWAC301標(biāo)準(zhǔn)，并不得低于32MPa。使用的配合比應(yīng)首先在試驗室進(jìn)行試配，以符合技術(shù)要求的最佳配合比，經(jīng)過了小批量生產(chǎn)的驗證后才能正式使用。
4.3 混凝土攪拌
4.3.1 材料稱量應(yīng)準(zhǔn)確，其誤差范圍：水泥及粉煤灰±1%、外加劑±2%、砂石±3%。攪拌第一盤料時應(yīng)適當(dāng)增加水泥用量。
4.3.2 混凝土宜用強制式攪拌機攪拌。
4.3.3 拌合用水應(yīng)計量準(zhǔn)確，混凝土坍落度PCCP-L宜控制在3cm～6cm，PCCP-E宜控制在5cm～10cm。
4.3.4 混凝土攪拌時間不宜少于2min(摻加外加劑時不宜少于3min)，確保拌和均勻。
4.3.5 拌制的混凝土應(yīng)制作試塊，用于脫模強度、纏絲強度、28天強度試驗。對每天成型的不同配合比混凝土至少制作2組試件，測定28天強度，從每天成型的不同配合比混凝土制作1組試件，測定纏絲強度。
4.3.6 冬季生產(chǎn)時，按照國家有關(guān)的冬季混凝土施工規(guī)程執(zhí)行。
4.4 離心成型混凝土管芯
4.4.1 鋼筒入模：模具與鋼筒間宜墊有若干道厚度適當(dāng)?shù)南鹉z條，應(yīng)使鋼筒在模內(nèi)固定。
4.4.2 離心轉(zhuǎn)速分低、中、高速三級，高速時管芯線速度應(yīng)大于600m/min,慢、中、高速的時間和速度根據(jù)不同的管徑調(diào)整。
4.4.3 混凝土料宜在規(guī)定時間內(nèi)連續(xù)均勻投入，低速旋轉(zhuǎn)布料均勻，高速旋轉(zhuǎn)使其充分密實，將內(nèi)壁凸出的石子打掉，清除多余浮漿，使內(nèi)壁平整。
4.5 立式振動成型混凝土管芯
4.5.1 管模的整理及鋼筒的入模
4.5.1.1 管模必須清理干凈，用毛刷或噴射方法，均勻噴涂隔離劑。
4.5.1.2 內(nèi)模插銷堅固到位后，套入鋼筒，并檢查是否到位。
4.5.1.3 頂蓋就位，使鋼筒與管模的中心保持一致。
4.5.1.4 外模到位前，將預(yù)埋件用螺栓緊固在外模兩端的正確位置上。
4.5.2 澆灌混凝土
4.5.2.1 澆灌混凝土?xí)r應(yīng)采取措施，使內(nèi)側(cè)混凝土的澆灌面高于外側(cè)混凝土的澆灌面，并保持在一定的高差。每次澆灌的時間間隔不大于30min，加料時開啟振動器，直至混凝土表面無氣泡后停止振動。
4.5.2.2 加料到插口端面時，內(nèi)側(cè)混凝土應(yīng)與插口端面相平，并用特制的高差尺測量外側(cè)混凝土料面，保證達(dá)到設(shè)計尺寸。
4.6 蒸汽養(yǎng)護(hù)
4.6.1 管芯成型后，按規(guī)定的蒸養(yǎng)制度進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，升溫速度不得大于25℃/h，最高溫度PCCP-L不應(yīng)大于80℃，PCCP-E不宜大于60℃。
4.6.2 根據(jù)季節(jié)和氣候的變化，按試驗室經(jīng)過試驗選定的蒸養(yǎng)制度進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，經(jīng)蒸養(yǎng)后的管芯脫模強度，采用立方體試件時，PCCP-L不宜低于28MPa,PCCP-E不宜低于20MPa；采用圓柱體試件時，PCCP-L不宜低于21MPa,PCCP-E不宜低于16MPa。
4.6.3 應(yīng)采取措施使外露混凝土表面保持濕潤，促進(jìn)混凝土強度增長。
4.7 吊拆模時應(yīng)注意環(huán)境溫度與管芯溫度的溫差，避免溫差過大引起管芯開裂，并要注意輕起輕放，以免碰壞承插口端混凝土和管芯混凝土。
5 管芯纏絲
5.1 纏繞環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼絲應(yīng)采用機械法。
5.1.1 管芯脫模后冷至常溫方可纏絲，且在管芯成型后21d之內(nèi)必須纏絲完畢，纏絲時管芯混凝土強度應(yīng)達(dá)到設(shè)計纏絲強度，且纏絲對混凝土產(chǎn)生的初始應(yīng)力不應(yīng)超過纏絲時混凝土強度的55%。
5.1.2 混凝土管芯外表面，凡直徑達(dá)8mm的混凝土孔穴及6mm以上的錯位缺陷應(yīng)進(jìn)行修補。
5.1.3 被纏的預(yù)應(yīng)力鋼絲要預(yù)繞在滾筒上，在預(yù)繞時進(jìn)行盤間的鋼絲接頭，鋼絲接頭可用搭接綁扎，搭接長度由試驗確定，要求試驗強度不低于母材的最小抗拉極限強度。
5.2 纏繞預(yù)應(yīng)力鋼絲時，應(yīng)同時用10.8(水泥水)的水泥凈漿均勻噴涂在管芯表面上。
5.3 根據(jù)設(shè)計要求的鋼絲品種、直徑、張力值(控制應(yīng)力)和間距進(jìn)行纏絲。
5.3.1 鋼絲端部應(yīng)可靠錨固，錨固力應(yīng)不小于鋼絲的控制應(yīng)力，端部鋼絲不得密繞。
5.3.2 在纏絲過程中，纏絲張拉力的正常波動偏離平均值不應(yīng)超過10%。在管芯兩端的第一圈，其張力可為設(shè)計張力的50%。
5.3.3 纏絲過程中的張拉力必須通過自動儀表連續(xù)記錄繪制成張力曲線，編號、存檔。 5.3.4在纏絲過程中不得進(jìn)行鋼絲接頭，如有斷絲情況發(fā)生，應(yīng)將已纏在管子上的鋼絲全部拆除并重新進(jìn)行纏絲。
5.4 管芯纏繞鋼絲應(yīng)均勻，在管長方向60cm纏絲范圍內(nèi)，圈數(shù)不得少于設(shè)計圈數(shù)的0.5圈。
5.5 雙層纏絲，內(nèi)層鋼絲應(yīng)以水泥砂漿覆蓋并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，覆蓋層應(yīng)平整，凈厚度不應(yīng)小于鋼絲的直徑，纏絲時水泥砂漿強度不應(yīng)低于28MPa。
6.制作保護(hù)層
6.1 制作砂漿保護(hù)層宜用輥射噴漿法，管芯纏絲后16h內(nèi)應(yīng)完成砂漿保護(hù)層的制作。
6.2 輥射保護(hù)層的同時，應(yīng)在管芯表面上噴涂10.8(水泥水)的水泥凈漿。
6.3 保護(hù)層砂漿強度不低于M30級，使用的水泥應(yīng)與管芯混凝土的水泥同一品種，砂漿攪拌應(yīng)使用強制式攪拌機。輥射回彈的砂漿落料在1h之內(nèi)可作為細(xì)集料再次使用，但每次用量不得超過砂漿混合料總量的1/4。
6.4 輥射的保護(hù)層應(yīng)致密堅實，不應(yīng)有空鼓現(xiàn)象。保護(hù)層凈厚度應(yīng)不小于19mm。
6.5 保護(hù)層輥射完后，宜再噴涂一層水泥凈漿，并應(yīng)及時將插口端砂漿清理干凈，保證插口的安裝尺寸。
6.6 保護(hù)層的養(yǎng)護(hù)
6.6.1用輥射法制作保護(hù)層，可采用自然養(yǎng)護(hù)或按規(guī)定的蒸汽養(yǎng)護(hù)制度進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
6.6.2采用自然養(yǎng)護(hù)，則在保護(hù)層輥射完畢靜停至少4h之后，開始灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期最少為7d。
6.7 出廠時的保護(hù)層應(yīng)不低于設(shè)計強度的90%，當(dāng)氣溫在15℃以上及干燥氣候下，在管內(nèi)外應(yīng)間歇灑水保濕。
7.質(zhì)量控制
7.1 企業(yè)應(yīng)建立完善的質(zhì)量保證體系。
7.2 對進(jìn)廠的原材料應(yīng)實行復(fù)檢，根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)檢驗合格后方可使用。
7.3 企業(yè)應(yīng)建立滿足生產(chǎn)要求的試驗室，并配備相應(yīng)的檢驗儀器、設(shè)備。
8.修補、標(biāo)識、保管及搬運
8.1 修補：管材由于加工或吊運等原因所造成管芯和保護(hù)層的缺陷，經(jīng)質(zhì)量檢查評定可修補的應(yīng)予修補，修補后經(jīng)質(zhì)檢部門驗收合格后，方可出廠。
8.1.1 修補材料可用：混凝土或水泥砂漿、乳膠砂漿、無毒樹脂和無毒樹脂砂漿。
8.1.2 修補前應(yīng)清除有缺陷的混凝土或砂漿，清除油污，用鋼絲刷刷凈，以利于與原混凝土或砂漿面的結(jié)合。
8.1.3 修補用的水泥應(yīng)與管芯混凝土和保護(hù)層砂漿用的水泥品種相同。
8.1.4 修補的部位，應(yīng)根據(jù)修補材料品種采用相應(yīng)措施及有效的養(yǎng)護(hù)方法，以利修補材料的粘結(jié)與固化，確保修補質(zhì)量。
8.2 標(biāo)識：凡檢驗合格的成品，應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，在管身上至少應(yīng)標(biāo)明：廠名、商標(biāo)、代號、公稱直徑、壓力等級、覆土深度和“嚴(yán)禁碰撞”等字樣。
8.3 管材應(yīng)按不同規(guī)格、工壓分別堆放。
8.3.1 PCCP-L管可采用臥式堆放，其層數(shù)見表1。各層間宜用墊木或草把作支墊，并使上下支點對齊，支墊的厚度以不碰傷承口為準(zhǔn)，兩支點的間距可取3/5管長，支點距管端為1/5管長。
表1
|
公稱直徑(mm)
|
600 |
700-800
|
900-1200 |
|
層數(shù) |
4
|
3 |
2
|
8.3.2 PCCP-E管以立式存放為宜。如臥放只能在
8.3.3 條規(guī)定的支墊上單層存放。
8.4 防腐處理：管材鋼承插口環(huán)外露部分，必須清理除銹，均勻噴涂符合要求的防腐涂料。
8.5 搬運
8.5.1 裝卸搬運時，必須輕起輕放，嚴(yán)禁碰撞，不準(zhǔn)滾動搬運，必須用起重機械單根起吊。起吊時嚴(yán)禁用鋼絲繩穿心吊。
8.5.2 裝車發(fā)運時，除按8.5.1規(guī)定外，應(yīng)有防止震動、滑移、竄動的措施并與車廂綁扎牢穩(wěn)。如遇超寬、超高情況應(yīng)采取相應(yīng)措施。
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