预应力钢筒混凝土管配件标准化研究

2022年度中国混凝土与水泥制品协会混凝土科学技术奖?技术革新类项目展示

2022年度中国混凝土与水泥制品协会

混凝土科学技术奖?技术革新类

项目展示

2022年度中国混凝土与水泥制品协会混凝土科学技术奖工作于2022年5月启动，至2023年1月圆满完成。报名期间共收到有效申报项目44项。经过专家评审委员会的初评及终评，共计36个项目获奖，包括一等奖1项、二等奖16项、三等奖19项，其中“科技进步类”22项、“技术革新类”14项。

三等奖项目

预应力钢筒混凝土管配件标准化研究

主要完成单位： 北京韩建河山管业股份有限公司、万家寨水控集团阳泉水务有限公司

主要完成人： 夏晓文、李江深、陈大喜、任东钊、郝美刚

项目概况

在PCCP输水配管设计中，管线中通常含有弯管、排气三通、排泥三通及转换件等配件，因受地形的限制，涉及弯管较多，由于转弯角度的不统一，造成弯管角度的多种变化，由此造成配件通用性较差。采用了标准化配件后，不仅排气三通、排泥三通及转换件实现长度标准化，标准化弯管也仅有11.25°、22.5°、45°三种设定角度，其他角度可依靠角度组合完成，差异角度仅需PCCP借转即可。依此加工的弯管具有了互换性，减少了因弯管配套性不满足而影响工程进度的情况。由于配件的标准化归类了相近的转弯角度，明确了配件只有11.25°、22.5°、45°三种规定角度，其他角度依靠组合完成，由此决定了配件的种类大大少于传统的配件种类，简化了管线的配管设计；同时，标准化配件实现了转角固定化，可实现工厂标准化和规模化生产，减少了现场施焊作业，从而减少人为因素、环境因素的影响，进而提高生产效率、提高安装效率，缩短施工周期。

标准化配件样品示意图

主要创新点

1.PCCP配件系列的标准化分析

在 PCCP 输水配管设计中，管线中通常含有众多的弯管、排气三通、排泥三通、短管及与各种阀井相连接的转换件，通过分析比对，在拐点允许微调范围内，除弯管外，其它 PCCP 配件均可实现标准化长度； PCCP 配件标准化弯管选用 11.25 °、 22.5 °和 45 °三种角度，可以配备≤ 90 °的 8 种不同的角度，其余的角度可依靠 PCCP 管道借转性能完成。

2.PCCP配件标准化弯管几何尺寸确定

PCCP管线配管由三种角度弯头（11.25°、22.5°、45°）及自由组合的方式来实现管线转弯；通过曲率半径、最小焊缝间距、镇墩尺寸，确定标准弯头的几何尺寸。PCCP配件标准化短管选用长度设计为1200mm、2400mm，以期对标准化弯管长度进行调整和补充，以期尽可能减少拐点偏移量。通过对PCCP管线配管的分析，在拐点允许微调范围内，结合标准化短管的应用，确定排气三通、排泥三通、短管及与各种阀井相连接的转换件几何尺寸。

3.标准化配件的工厂规模化批量加工

由于采用标准化配件设计，可依据GB/T709-2019《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》标准定制钢板，进场钢板四边只需进行少量平齐处理即可裁板下料，使得钢材得到最大限度利用，不但提高了生产效率，而且节约了钢材，降低了成本。

4.PCCP标准化配件安装

PCCP标准化配件的安装与传统的PCCP配件安装程序基本一样，但PCCP标准化配件安装的优势在于PCCP标准化配件采用标准化设计后，在配件起吊标识、重心点标识已固定位置，配件吊装、安装方法统一，安装更加便捷；标准化配件的通用性，使得安装工人更快熟练掌握操作技能，提高安装速度，杜绝了配件误用；若配件发生变更，即可采用通用配件解决变更问题，保证顺利施工。

应用效果

标准化配件的研发成功，改变了传统PCCP配件的设计和制作的理念，由于标准化配件种类较少，通用性强，且已在工厂批量完成，配件运到现场，安装橡胶密封胶圈即可与PCCP连接在一起，不但装配简便，而且提高了施工效率。

由于标准化配件具有输水管线配件种类较少、生产效率高、通用性强、铺设安装简便、节约施工时间以及保护环境等优点，已经成功应用于阳泉市龙华口调水工程等项目中，市场前景非常广阔。

标准化三通示意图

标准化弯头示意图

企业介绍

北京韩建河山管业股份有限公司于2004年成立，坐落于北京市房山区美丽乡村韩村河。公司目前拥有员工1000余人，总部设有10个职能部门，投资设立山西、辽宁、安徽、河南等12个分子公司及事业部。公司作为国内专业生产混凝土管道，品种、规格较全的企业之一，多年来稳居我国PCCP行业前列。现为中国混凝土与水泥制品协会副会长单位、中国水利学会、中国水利工程协会常务理事单位。