2. 0. 7 局部膜应力 local membrane stress

在内水压力作用下，因管壳不同锥体连接处母线的不连续， 造成整体结构不连续，为满足变形协调关系而产生的、沿截面厚 度均勾分布的应力，其影响范围仅限于结构局部区域

岔管规模用HD值表示，H为岔管设计内水压力（m），L 为岔管主管直径（m）

2. 0. 12扩大率

2. 0. 13肋宽比r

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肋板腰部断面宽度与肋板和管壳申面相贯线水平投影长度之 比。肋板腰部断面宽度为肋板内缘至肋板与管壳中面相贯线间的 宽度。

2.0.16平均围岩分担率average sharing ratio of surrounding rocks 岔管管壳明管状态下Mises应力平均值与埋管状态下Mise 应力平均值的差值，与明管状态下Mises应力的平均值的比值 2.0.17明管准则criterionofexposedbifurcatedpipe 在不考虑围岩联合作用条件下，按正常运行工况计算的钢岔 管的局部膜应力与弯曲应力之和以及肋板的最大应力不大于其钢 材的屈服强度。

在不考虑围岩联合作用条件下，按正常运行工况计算的钢岔 管的局部膜应力与弯曲应力之和以及肋板的最大应力不大于其钢 材的屈服强度。

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3.0.1地下埋藏式月牙钢岔管的布置应满足现行行业标 《水电站压力钢管设计规范》NB/T35056的相关规定。 3.0.2为合理控制钢岔管规模，在技术经济比较的基础上，可 适当减小钢岔管主管管径，必要时也可适当抬高钢岔管布置 高程。 3.0.3当钢岔管规模HD值不小于2500m·m时，宜采用对称 Y形布置，或尽量减少钢岔管的不对称程度。 3.0.4对称Y形月牙肋钢岔管，其分岔角与管道轴线的分岔角 宜相同；非对称Y形月牙肋钢岔管，可根据布置条件并综合考 慧钢岔管结构及水力特性要求，合理确定分岔角，钢岔管分岔角 可与管道轴线的分岔角不同

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4.0.1岔管所用钢材应根据岔管规模、使用条件、钢材性能、 制作安装工艺要求以及经济合理性等因素选定。岔管所用钢材宜 采用国家现行标准《碳素结构钢》GB/T700、《低合金高强度结 构钢》GB/T1591、《水电站压力钢管用钢板》GB/T31946、 《锅炉和压力容器用钢板》GB/T713、《低焊接裂纹敏感性高强 变钢板》YB/T4137等标准中的有关牌号钢材，也可采用现行 国家标准《高强度结构用调质钢板》GB/T16270、《压力容器用 调质高强度钢板》GB/T19189中的有关牌号钢材，其质量等级 应不低于C级。 4.0.2当采用本规范未列出的其他牌号钢材或国外标准的钢材

4.0.1密管所用钢材应根据密管规模、使用条件、钢材性能、 制作安装工艺要求以及经济合理性等因素选定。岔管所用钢材宜 采用国家现行标准《碳素结构钢》GB/T700、《低合金高强度结 构钢》GB/T1591、《水电站压力钢管用钢板》GB/T31946、 《锅炉和压力容器用钢板》GB/T713、《低焊接裂纹敏感性高强 变钢板》YB/T4137等标准中的有关牌号钢材，也可采用现行 国家标准《高强度结构用调质钢板》GB/T16270、《压力容器用 调质高强度钢板》GB/T19189中的有关牌号钢材，其质量等级 应不低于C级。 4.0.2当采用本规范未列出的其他牌号钢材或国外标准的钢材 时，其化学成分和力学性能及焊接性能不应低于本规范第4.0.1 条所列标准中同级别钢材的有关规定。 4.0.3岔管所用钢材的保证条件，应符合下列要求： 1 应进行冷弯试验。 2应保证焊接性及焊接接头部位的韧性，所用的焊材应与 母材相匹配。焊接接头的强度不应低于母材强度标准值。 3冲击韧性指标、冲击试验温度、取样部位等，应按相应 钢材国家现行标准的有关规定执行，取样方向应为横向。各工程 亦可根据具体运行条件另提补充要求。 4各工程根据具体运行条件，可对钢材的应变时效敏感性 系数或应变时效后的冲击吸收能量提出要求。 5钢岔管肋板钢材的技术要求还应符合现行国家标准《厚 度方向性能钢板》GB/T5313的有关规定，且对每一张原轧制 钢板进行检验。月牙肋钢岔管肋板2向性能级别可按表4.0.3 选用。

4.0.2当采用本规范未列出的其他牌号钢材或国外标准的

1应进行冷弯试验。 2应保证焊接性及焊接接头部位的韧性，所用的焊材应与 母材相匹配。焊接接头的强度不应低于母材强度标准值。 3冲击韧性指标、冲击试验温度、取样部位等，应按相应 钢材国家现行标准的有关规定执行，取样方向应为横向。各工程 亦可根据具体运行条件另提补充要求。 4各工程根据具体运行条件，可对钢材的应变时效敏感性 系数或应变时效后的冲击吸收能量提出要求。 5钢岔管肋板钢材的技术要求还应符合现行国家标准《厚 度方向性能钢板》GB/T5313的有关规定，且对每一张原轧制 钢板进行检验。月牙肋钢岔管肋板2向性能级别可按表4.0.3 选用。

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表 4.0.3月牙肋钢岔管肋板Z向性能级别

6钢岔管用钢板应按现行国家标准《厚钢板超声检验方法》 GB/T2970规定的方法，逐张进行超声波检测，碳素钢和低合 金钢应符合血级，高强钢应符合1级，厚度方向受力的月牙肋钢 岔管所用的低碳钢、低合金钢和高强钢均应符合I级。 4.0.4地下埋藏式钢岔管钢板的强度标准值与设计值应按表4.0.4 选取。当屈服强度与抗拉强度比不天于0.7时，表中所列强度标准 值fs取R；当屈服强度与抗拉强度比大于0.7时，f取0.7Rm

地下埋藏式钢岔管钢板的强度标准

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注：强度设计值f。等于强度标准值fsk除以材料性能分项系数m，m取值应按照 现行行业标准《水电站压力钢管设计规范》NB/T35056有关规定执行

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4.0.5钢材的弹性模量E。可取2.06×10N/mm，泊松比v。可

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5.0.1钢岔管结构设计应按现行国家标准《水利水电工程结构 可靠性设计统一标准》GB50199的有关规定进行承载能力极限 状态计算。钢岔管的结构安全级别及相应的结构重要性系数。 应符合表5.0.1规定。钢岔管的结构安全级别，可根据其重要性 或钢岔管规模HD值调整一个级别，但不应低于Ⅱ级

表5.0.1钢岔管的结构安全级别及相应的结构重要性系数%

5.0.5钢岔管结构设计计入的作用及其分项系数应按表5

5.0.6钢岔管结构构件吊装验算时，自重应计入动力

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表5.0.3钢岔管结构系数

注：1表中适用于焊缝系数9=0.95的情况；若≠0.95，则Y应乘以 0.95/4p。 2 水压试验情况，值应按《水电站压力钢管设计规范》NB/T35056中明 岔管结构系数的有关规定，降低10%。 3表中r、t分别代表相应锥管的公切球半径和壁厚

1表中。适用于焊缝系数=0.95的情况；若90.95，则应乘以 0.95/4。 水压试验情况，值应按《水电站压力钢管设计规范》NB/T35056中明 岔管结构系数的有关规定，降低10%。 3表中、t分别代表相应锥管的公切球半径和壁厚

焊缝无损探伤抽查率和焊缝系数

：1根据T程具体情况，设计所提探伤要求不应低于表5.0.4所列标准。焊缝 无损探伤可选用射线探伤或超声波探伤，可用衍射时差法超声检测 （TOFD）代替射线探伤（RT），但需补充磁粉探伤（MT）。当采用超声波 探伤时，应记录缺陷波形备查。 2组合焊缝应采用100%双面双侧多角度超声波探伤（UT）。 3一类焊缝若采用超声波探伤，还应采用射线探伤或TOFD复验。复验长度 不应小于焊缝总长度的10%，当采用射线探伤复验时，每条焊缝不应少于 一张片子；对于T型接头焊缝以及肋板与管壳的组合焊缝，应进行100% 复验。 4二类焊缝经超声波探伤有可疑波形、不能准确判断时，则应采用射线探伤 或TOFD复验，复验长度不应小于焊缝总长度的5%。 5高强钢应增加表面探伤，高强钢系指R≥440N/mm且Rm≥550N/mm的 调质或非调质钢

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表 5.0.5 钢岔管结构设计计入的作用及其分项系数

注：1序号（1a）和（1b）运行情况分别对应现行行业标准《水电站压力钢管设 计规范》NB/T35056中水击压力计算的设计.T况和校核.T.况。 2表中YG、YQ分别为永久作用、可变作用的分项系数。 3 序号（6）中管道放空时通气设备造成的气压差不应小于0.05N/mm，亦 不应大于0.1N/mm

5.0.7钢岔管的设计状况及作用效应组合应按表5.0.7的规定

0.7钢岔管的设计状况及作用效应组

：组合项次中的作用序号接本规范表5.0.

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5.0.8按承载能力极限状态，各计算点的应力应符合下式要求

5.0.8按承载能力极限状态，各计算点的应力应符合下式要求

寸于基本组合，的一般表达式为

对于偶然组合，。的一般表达式为 =S(YcGk.YoQkYAAk,ak

=S(YcGk,YoQk,ak)

各计算点的应力应按第四强度理论计算，其计算式为：

面问题计算，亦可简化为下式：

=S（）=/+—0+3

中： o 以钢管应力表示的钢岔管结构构件作用组合的 设计值（N/mm）； OR 钢岔管结构构件的抗力限值（N/mm?）： S(:) 钢岔管结构构件作用组合函数：； YG、YQ 永久作用、可变作用分项系数，按表5.0.5 确定； YA 偶然作用分项系数，其值应采用1.0； Gk、Qk 永久作用、可变作用标准值； Ak 偶然作用代表值； ak 钢管结构构件的几何参数标准值： Y 结构重要性系数，按表5.0.1确定； 山 设计状况系数，按第5.0.2条确定； Yd 结构系数，按表5.0.3确定； 钢材强度设计值（N/mm），按表4.0.4确定； Ox 轴向正应力（N/mm），以拉为正；

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6o 环向正应力（N/mm），以拉为正； Or 径向正应力（N/mm），以拉为正； TaxTarTur 剪应力（N/mm）

5.0.94 钢岔管承受均布外压荷载，其抗外压稳定可按下式进行 验算：

式中：pok 径向均布外压力标准值（N/mm）； 抗外压稳定临界压力计算值（N/mm）； K 抗外压稳定安全系数，光面管管壁取2.0，加劲环 间管壁和加劲环取 1. 8.

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6.0.1钢岔管体形设计应考虑结构特性和水力特性的要求。 6.0.2钢岔管支管管径，宜按与钢岔管主管等流速原则拟定。 6.0.34 钢岔管分岔角可在55°～90°范围内选取。非对称Y形钢 岔管分岔角宜为55°～70°；对称Y形钢岔管分岔角宜为65°～80° 6.0.4钢岔管的扩大率宜在1.1～1.2范围内选取。 6.0.5钢岔管分岔前后可采用单锥或多锥。当钢岔管规模HL 直大于1500m·m时，钢岔管分岔前后宜采用多锥。多锥钢岔 管体形（图6.0.5）中各主、支锥腰线转折角宜平缓，合理分配 分岔角，使各折角点应力分布相对均匀，主、支锥腰线转折角限 值见表6.0.5。钢岔管体形确定宜进行多方案比较，选取较小尺 寸的岔管，对多锥钢岔管C。宜取较小值，C22宜取较大值，

表6.0.5主、支锥腰线转折角限值

管，岔管壁厚相同时，C2可较天，但不宜

6.0.6肋板的肋宽比可在0.20～0.50范围内选取。非对称Y 形钢岔管，助宽比宜在0.30～0.45范围内选取：对称Y形钢岔 管，肋宽比宜在0.25～0.35范围内选取。 6.0.7肋板的内缘曲线宜优先选用椭圆曲线，并通过有限元计 算优化内缘曲线方程；也可采用抛物线。 6.0.8初步拟定体形参数后，可根据本规范附录A的方法确定 分管体形，重要的分管宜通过有限元结构计筒进行优化

6.0.8初步拟定体形参数后，可根据本规范附录A的

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图6.0.5多锥钢岔管体形

一主管；2一支管；3一主锥管；4一支锥管；5一公切球；6一月牙助

6.0.9对称Y形钢岔管水头损失系数可按表6.0.9初步确定 非对称钢岔管水头损失系数可按《水电站调压室设计规范》NB T35021有关规定初步确定，最终水头损失宜通过水力数值计算 或模型试验确定

6.0.9对称Y形钢岔管水头损失系娄

2对于其他分岔角的岔管水头损失系数可按此表内插计算选取

2对于其他分岔角的岔管水头损失系数可按此表内插计算选取

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7.0.2当考虑钢岔管与围岩共同承担内水压力设计时，围岩覆

盖厚度应满足本规范附录B中第B.1.2条的有关要求。当 覆盖厚度不满足要求时，应按现行行业标准《水电站压力钢 计规范》NB/T35056的有关规定执行

7.0.3与围岩共同承受内水压力的钢岔管结构设计应符合

1钢岔管设计宜采用三维有限元法进行结构分析，合理模 拟围岩的约束和缝隙值， 2考虑围岩分担内水压力设计的钢岔管应满足明管准则。 3钢岔管洞段的围岩压力应由洞室的支护和回填混凝土共 司承担，钢岔管不承担围岩压力

变形模量、单位弹性抗力系数、泊松比等地质力学参数宜由野列 式验确定，计算取值应考虑爆破松动、邻近洞室和临空面对上述 地质参数的影响

7.0.5钢岔管与围岩联合

7.0.6钢岔管承受的地下水压力值，应根据勘测资料、水库和

8钢岔管结构设计宜采取下列

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1按本规范附录B与钢岔管公切球直径相同的地下埋藏式 圆柱管计算钢岔管平均围岩分担率，确定钢岔管所分担的内水压 力，再根据钢岔管所分担的内水压力，按膜应力和局部应力分别 估算壁厚，取其大值。管壁厚度可按下列公式计算： 按膜应力估算管壁厚度

按局部应力估算管壁厚度

kipir: tyl OR,COSA

k2pir; CR, COSA

式中：tyl、ty2 分别按膜应力、局部应力估算的钢岔管壁厚 (mm); 钢岔管承担的内水压力值（N/mm）： 该节管壳计算点到旋转轴的旋转半径（即垂直 距离），对于等径管即为钢管半径（mm）； 该节钢管半锥顶角（°）； 腰线转折角处应力集中系数，对月牙肋钢岔管 取1.0~1.1; k2 腰线转折角处应力集中系数，按图7.0.8 选取； OR,OR2 分别按膜应力、局部膜应力十弯曲应力计的抗 力限值（N/mm）。 2 肋板厚度可按1.9倍～2.3倍的钢岔管最大壁厚估算。 3宜进行有限元分析和结构优化设计。 7. 0.9 在进行钢岔管有限元结构分析时，应遵循以下规定： 1 肋板宜选择实体单元模拟；管壳宜选择壳单元模拟；埋 管状态下，钢衬与围岩的联合作用应采用接触单元模拟。 2有限元网格的单元最大边长与公切球半径的比值不宜大 于0.10。

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图7.0.8腰线转折角应力集中系数k，曲线

3运行工况有限元模型范围，主、支管直管段的长度与主、 支管半径的比值宜为3～4。 4运行工况有限元模型管端边界宜采用全约束或径向、环 向、轴线三方向位移约束。 5水压试验工况宜模拟闷头和支撑，并考虑水重和结构 自重。 7.0.10 钢岔管抗外压稳定临界压力可按本规范附录B.2计算

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8.0.1包括壁厚裕量的管壁最小厚度，除应满足承载能力要求 外，还应根据制造、运输、安装等要求，保证必需的刚度。管壁 最小厚度宜按下式计算，且不宜小于6mm。

式中：t— 钢岔管管壁厚度（mm），计算的t值若有小数，应 予进位； D一一钢岔管公切球直径（mm）。 8.0.2大型钢岔管管壁可设计为变厚，钢岔管相邻锥体壁厚差 不宜大于4mm；若厚度差大于4mm，应将较厚板的接口处刨成 1：3的坡度。 8.0.3钢岔管环向焊缝间距不宜小于10倍管壁厚度，且不宜小 于300mm。 8.0.4纵向焊缝不应布置在岔管横断面的水平轴线和垂直轴线 上，与其夹角应大于10°，且相应弧线距离应大于300mm及10 倍管壁厚度。肋板的对接焊缝不应设置在其对称轴线上，焊缝与 肋板对称轴线夹角应大于15°。相邻管节纵缝间距也应满足上述 要求。 8.0.5 岔管的下列焊缝应为一类焊缝，其他受力焊缝为二类 焊缝。 管壁纵缝、环缝。 加强肋板的对接焊缝。 3 加强肋板与管壁相接处的对接和角接的组合焊缝。 闷头焊缝及闷头与管壁的连接焊缝。 加劲环对接焊缝。 8.0.6 钢岔管制作的偏差应符合现行国家标准《水电水利工程

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压力钢管制作安装及验收规范》GB50766的有关规定：钢岔管 安装后管口圆度偏差不应大于5D/1000，且不应大于40mm。圆 变偏差测量不应少于两对管径。若钢岔管刚度不满足吊运和浇筑 管外混凝土的要求，应在钢岔管内外采取必要的加固措施

8.0.7钢岔管施焊的预热要求应符合现行国家标准《水电

8.0.8当钢岔管有下列情况之一者，应进行消除应力处理：

1结构厚度超过下列数值：Q235和Q245R为42mm， Q345为38mm、Q390为36mm。 2冷加工成型管节钢板厚度t超过下列范围：Q235及 Q345，t≥D/33；Q390，t≥D/40。 3钢岔管形状复杂，当出现本条第1款的情况且整体构件 处理困难时，可只对焊缝作局部处理。 4当采用其他钢种需进行消除应力处理时，应作专门研究 高强钢宜通过采取合理的焊接工艺及严格的质量控制以降低残余 应力，不宜采用热处理方法消除残余应力。当采用爆炸消除残余 应力或振动时效消除残余应力时，在钢岔管制作前应进行工艺试 验，确定合理的参数，以确保焊接接头的力学性能及消除残余应 力效果。 8.0.9钢岔管宜制成整体安装。分瓣组装的岔管宜减少分瓣数 以减少现场组装焊缝，且出厂前应进行整体预拼装。 8.0.10考虑锈蚀磨损，钢岔管的壁厚裕量可取2.0mm。锈蚀 和泥沙磨损较为严重岔管的壁厚裕量应作专门论证。 8.0.11钢岔管防腐蚀设计应根据流经岔管水体的流速、水质 泥沙的含量和性质，以及环境、地下水水质等条件确定。防腐蚀 方案、表面预处理、施工工艺及质量检验应按现行国家标准《水 电水利工程压力钢管制作安装及验收规范》GB50766的有关规 定执行。

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NB/T35110—20

钢岔管安装支腿、加劲环、岔裆等部位必须加强振捣，减小岔管 与混凝土、混凝土与围岩间的施工缝隙。钢岔管外回填混凝土强 变等级不应低于C20。经研究可采用微膨胀混凝土或干缩较小的 混凝土。对于振捣困难的部位，可采用自密实混凝土。 8.0.13地下理藏式钢岔管顶部应进行回填灌浆。回填灌浆压力 不应小于0.2MPa，也不得大于钢岔管的设计抗外压压力值。 8.0.14钢岔管底部、肋板两侧应进行接触灌浆，接触灌浆压力 不宜大于0.2MPa，且应保证钢岔管在接触灌浆过程中的变形不 超过设计充许值。接触灌浆宜安排在温度较低时段进行。 8.0.15当钢分管采用高强钢制作时：回填灌浆和接触灌浆宜采 用管外预埋灌浆管路系统进行，且有可靠的质量保证措施 8.0.16固结灌浆应根据围岩地质条件、内水压力、设计假定 开挖爆破方式等，经研究后进行；固结灌浆宜在钢岔管安装前进 行或理管实施，钢岔管不宜开设灌浆孔。固结灌浆压力不宜小于 0.5MPa。如采用理埋管灌浆时，在灌浆过程中应进行安全监测 防止发生钢岔管失稳事故。 8.0.17对于非对称Y形钢岔管可在内壁肋板处设置导流板 导流板的布置和形式宜通过水力模型试验确定。导流板上宜布置 平压孔，并减少对管壳的约束。 8.0.18肋板外缘距管壳外壁的距离应满足焊接构造要求，肋板

腰部断面不宜小于50mm，

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9.1.1钢岔管可进行单体结构模型试验。当采用新材料、新设 计理论或新工艺的钢岔管时宜做结构模型试验。 9.1.2模型试验的比尺、模拟范围及作用，应根据试验目的 确定。 9.1.3钢岔管结构模型试验，宜采用仿真材料结构模型。 9.1.4钢岔管结构模型试验，实测折算为原型后的整体屈服内 水压力不得低于原型设计内水压力的2.0倍；若需做爆管试验 实测爆管内水压力安全系数不得低于3.0。 9.1.5引用结构模型试验结果，应根据模型的比尺、材料、约 束条件、相似条件等与实际结构的差别，界定结构的安全度。 9.1.6体形较复杂的1级、2级钢岔管，宜做水力学模型试验 以验证钢岔管体形合理性，并根据试验结果进行调整。 9.1.7水力学模型试验中，为减少流态不相似对水力特性的影 响，宜尽量选择较大的模型比尺。在正常运行工况下，钢岔管模 型雷诺数不宜小于3×105。

9.1.5引用结构模型试验结果，应根据模型的比尺、材料、约 束条件、相似条件等与实际结构的差别，界定结构的安全度。 9.1.6体形较复杂的1级、2级钢岔管，宜做水力学模型试验 以验证钢岔管体形合理性，并根据试验结果进行调整。 9.1.7水力学模型试验中，为减少流态不相似对水力特性的影 响，宜尽量选择较大的模型比尺。在正常运行工况下，钢岔管模 型雷诺数不宜小于3×105

9.2.1钢岔管在没有经过明确的论证和严格的过程质量控制情 况下，应进行水压试验

9.2.2钢岔管宜在工厂进行单体水压试验。

1监测项目可包括内水压力、水温、变形、管壳及肋板的 应力应变、不同压力下的进水量测试等，