如何从设计标准中,选用合理的检查井盖?

作者丨范安宁

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检查井盖是通往地下设施出入口顶部的封闭物,凡是安装雨污、自来水、电信、电力、燃气、热力、消防、环卫等公用设施的地方都需要安装检查井盖。随着经济的快速发展,我国基础设施也迎来了一个大规模建设周期,井盖在城市规划、道路建设和建筑配套工程中得到了广泛应用。但是,工程中井盖被碾压而破损情况时有发生,导致市政道路及设施安全性降低,对公共安全带来了一定隐患。本文立足国内外检查井盖设计标准,简述各类型检查井盖的设计标准要求,分析不同类型井盖设计标准之间的差异,为检查井盖在实际工程中的选用提供基本依据。

一、检查井盖设计标准

目前,我国主要执行的检查井盖设计标准有:《检查井盖》GB/T23858-2009、《铸铁检查井盖》CJ/T 3012-1993、《再生树脂复合材料检查井盖》CJ/T 121-2000、《钢纤维混凝土检查井盖》GB26537-2011、《钢纤维混凝土检查井盖》JC889-2001、《聚合物基复合材料检查井盖》CJ/T 211-2005、BS EN124:1994 Gully tops and manhole tops for vehicular and pedestrian areas–Design requirements,type testing,marking,quality control 《车用及行人用区域下水道盖板和人孔盖板-设计要求、类型试验、标记、质量控制》(欧洲(英国)标准)。

其中,欧洲标准《车用及行人用区域下水道盖板和人孔盖板-设计要求、类型试验、标记、质量控制》EN124:1994是国际上通用的井盖设计标准,由欧洲标准化委员会(Comité Européen de Normalisation法文缩写CEN)于 1994年6月6日批准通过,适用各种材质的井盖,该标准是毫无争议的国际标准。欧洲以外的国家均执行该标准,说明该标准具有先进性和权威性。

(一)《车用及行人用区域下水道盖板和人孔盖板-设计要求、类型试验、标记、质量控制》EN124:1994

1 范围:适用于有效孔径达到或超过1000mm,安装区域限定(受行人及车辆交通所限)下水道盖和人孔盖。

3 定义:有效孔径(CO)、有效面积,如下图

4 等级:下水道井盖或人孔盖分为:A15、B125、C250、D400、E600和F900六级。

5 安装地点:要根据安装地点的不同恰当的选择下水道井盖或人孔盖的等级,根据安装地点的不同划分为从第一组到第六组:

第一组 A15  只允许人和自行车通行的区域;

第二组B125  人行道、行人区及其类似区域;停车场或停车台;

第三组C250 专用于道路边沟渠的下水道井盖,这些沟渠的位置到行车道

的最大距离为0.5m,到行人道的最大距离为0.2m,

第四组D400 道路的行车道(包括人行道)、硬路肩以及停车区,路上行驶的各类型的车辆;

第五组E600 承受大荷载的区域,如飞机库、飞机跑道;

第六组F900 承受特别大荷载的区域,如飞机跑道。

7.2 人孔盖所用的通风口的最小面积应满足下表要求

 

7.4 嵌入深度:对于级别为D400、E600和F900下水道井盖或人孔盖,其嵌入深度应至少为50mm。

8.1 试验荷载:对有效孔径(CO)≥250mm下水道井盖或人孔盖,试验荷载应满足下表,对有效孔径(CO)<250mm下水道井盖或人孔盖,试验荷载应按下表所示CO/250数值倍增。

(二)《检查井盖》GB/T23858-2009

1 范围:适用于安装在绿化带、人行道、非机动车道、机动车道、停车场、码头、机场跑道等地面井座净开孔(CO)不大于900mm的金属及非金属材料检查井盖。

4.1.1 检查井盖按承载能力划分为如下六级:

A15  B125  C250  D400  E600  F900

4.1.2 检查井盖按使用场所分为如下六组:

第一组 A15 绿化带、人行道等禁止机动车驶入的区域;

第二组B125 人行道、非机动车道、小车停车场及地下停车场

第三组C250 住宅小区、背街小巷、仅有轻型机动车或小车行驶区域,道路两边路缘石开始0.5m以内;

第四组D400 城市主路、公路、高等级公路、高速公路等区域;

第五组E600 货运站、码头、机场等区域;

第六组F900 机场跑道等区域。

以上六组类型井盖的试验荷载分别为15、125、250、400、600、900。(单位kN)

4.1.3 规格分为人孔和非人孔;人孔按井座净开孔(CO)分为四类:600、700、 800和900;单位(mm)。


 

4.2.1 嵌入深度(A)、井座支撑面宽度(B)和斜度(e) 

6.2.6 井座支撑面宽度B应满足下表

6.2.4 嵌入深度A应满足下表

6.2.1 检查井盖上表面应有防滑花纹,高度要求:A15、B125和C250高度为2mm-6mm;D400、E600 和F900高度为3mm-8mm;凹凸部分面积/整个面积相比≧10%,不大于70%。

6.2.5 总间隙应满足下表

6.3.1试验荷载:井盖的承载能力应符合下表的规定,对于井座净开孔(CO)<250mm井盖的试验荷载应按下表所示乘以CO/250,但不小于0.6倍表6的荷载:

7.1 试验设备

7.1.1 加载系统由加载设备、刚性垫块、橡胶垫片等组成。加载设备应当能提供试验荷载1.2倍以上的加载能力加载精度不大于±3%;试验加载装置如下图

8 检验规则

批量:产品以同一规格、同一种类、同一原材料在相似条件下生产的检查井盖构成批量。一批为500套检查井盖,不足500套时也作为一批;

(三)《铸铁检查井盖》CJ/T3012-1993

1 适用范围:安装在城市道路、公路上的检查井盖,也适用于安装在其它机动车和非机动车可能行驶或停放的地面上的检验井盖。

4.1 代号JG,结构型式:单层(D)、双层(S),主要参数:圆形井盖的公称直径(mm)或方形,矩形井盖的长(mm)×宽(mm),设计号四部分组成:

4.2 标记示例:JG-D-600。

5 承载等级

检查井盖按其承载能力不同分为重型轻型两个等级

重型(Z)用于机动车行驶、停放的道路、场地

轻型(Q)除上述范围以外的绿地,禁止机动车通行和停放的道路、场地

6.1.1 根据制作材料的不同可分为:灰口铸铁和球墨铸铁。

6.3 井盖与支座间的缝宽应满足下表要求

6.4 支座支承面的宽度应满足下表要求

6.5 井盖的嵌入深度。重型应≧40mm;轻型应≧30mm;

6.6 井盖表面应有凸起的防滑花纹;凸起高度3mm

6.10 井盖的承载的能力应满足下表要求

7.2.1 加载试验:加载设备所能施加的荷载不小于500kN,其台面尺寸必须大于检查井盖支座外缘尺寸。测力仪器的误差应低于±3%;加载装置如下图:

8 批量与抽样:采用随机抽样的方法取样,产品以同一规格、同一种类、同一原材料在相似条件下生产的检查井盖构成批量。一批为100套检查井盖,不足100套时也作为一批;每批中随机抽取20套检查。

9 每套井盖必须具有清楚且永久性的标志:a.检查井盖专用符号标志;b.承载等级(“重”或“轻”);c.用汉字标明制造厂名;d.生产年份;合格的井盖必须有合格标记。

(四)《再生树脂复合材料检查井盖》CJ/T 121-2000

1 范围:适用于安装在城市道路、公路上的检查井盖,也适用于安装在其它机动车和非机动车可能行驶或停放的地面上的检验井盖。

3.10 再生树脂复合材料是以再生的热塑性树脂和粉煤灰为主要原料,在一定温度压力下,经助剂的理化作用形成的材料。热塑性再生树脂包括聚乙烯、聚丙烯、ABS等。

4.1 产品规格

轻型、普型和重型:D500、D600、D700、D800;

4.2 型号

产品代号(RJG);结构形式:单层(1)、双层(2);承载等级:轻型(Q)、普通型 (P)、重型 (Z);主要参数圆形井盖的公称直径(mm)四部分组成;

标记示例:RJG-1-Z-600.

5.3 井盖与支座的缝宽应满足下表,井盖锥度为1:5。

5.4 支座支承面的宽度应满足下表要求

5.5 井盖的嵌入深度:重型≧70mm,普通型≧50,轻型≧20mm;

5.6 井盖表面应有凸起的防滑花纹;凸起高度≧3mm;

5.10 承载等级:按承载能力的不同分为轻型、普(通)型和重型三个等级:

5.11 井盖的承载能力应满足下表

6.1 承载能力试验

加载试验:加载设备所能施加的荷载不小于360kN,其台面尺寸必须大于检查井盖支座外缘尺寸。测力仪器的误差应低于±3%;加载装置如下图:

7.1 检验规则

批量与抽样:采用随机抽样的方法取样,产品以同一规格、同一种类、同一原材料在相似条件下生产的检查井盖构成批量。一批为100套检查井盖,不足100套时也作为一批;每批中随机抽取20套检查。

8.3合格的井盖必须有合格标记。

(五)《钢纤维混凝土检查井盖》GB26537-2011

1.适用范围:机场停机坪、港口码头、城市道路、公路、机动车辆可能行驶或停放的地下设施检查井用的钢纤维混您图检查井盖,也适用于绿化带等非机动车辆行驶或停放的通道、场地检查井用的钢纤维混凝土检查井盖。

3.4 嵌入深度:井盖与井座示意图

4.1 分类:分为圆形和矩形,也可分为单款井盖和多块井盖,如下图

4.2 等级:按承载能力分为A15、B125、C250、D400、E600、F900六级。使用场合如下:

A15级井盖, 用于绿化带和机动车辆不能行使和停放的区域。

B125级井盖,用于城市非机动车道、人行道、居民住宅小区内的道路和停车场。

C250级井盖,用于城市一般道路、公路和停车场。

D400级井盖,用于港口、码头和货运站等特种区域。

E600级井盖,用于港口、码头和货运等特种区域。

F900级井盖,用于机场停机坪,跑道两侧或特种国防工程。

4.3 标记示例:D400-φ770(表示:D400级井盖,圆形外径770mm)

6.1 外观质量:表面应有防滑花纹或图案,凹槽深度应满足:A15、B125和C250≧2mm;级井盖D400、E600和F900级井盖≧3mm;凹槽面积与整个井盖面积之比不应下于10%。

6.2 单块井盖与井座之间的缝宽不大于6mm,多块井盖组合使用时,井盖间缝平均宽应不大于3mm。

6.5 承载能力

8.3 型式检验

批量和抽样:外观质量和尺寸偏差,在不少于100套的同种类、同等级的井盖中随机抽取10套;在外观质量和尺寸偏差检验合格的井盖中随机抽取2套进行承载能力检验。

试验装置如下图

(六)《聚合物基复合材料检查井盖》CJ/T 211-2005

1 范围:适用于安装在城市道路、公路上的各种检查井盖,也适用于安装在其他机动车和非机动车可能行驶或停放的地面上的各种检查井盖。同时也适用于安装在人行道、绿化用地上的各种检查井盖。

3.9 井盖锥度:井盖上下沿外圆形成的锥度,如下图中的θ角的正切值tgθ。


 

3.11 聚合物基复合材料 Polymer matrix composites

聚合物基复合材料是利用聚合物和各种颗粒、纤维、金属等填充增强材料,通过少量添加剂及一定工艺的作用生产出的材料。聚合物基复合材料的主要原料也可以用各种废弃的颗粒、纤维代替。

4.1 产品规格及承载等级

重型(Z) D500、D600、D700;

普型(P) D500、D600、D700

轻型(Q) D500、D600、D700

4.2 产品编号

产品代号(JJG),结构形式:单层(D)双层(S)

标记示例:JJG-D-700-Z

4.3 承载等级说明

 


5.3 井盖与支座间的缝宽应符合下表要求,锥度宜为1:20-1:5;

 


5.4 支座支承面的宽度应≥0.04D(检查井盖净宽)且不应小于10mm;

5.5 井盖的嵌入深度。重型检查井盖不应小于70mm,普型和轻型检查井盖不应小于50mm。

5.6 井盖的最小重量。应满足下表要求

5.7 井盖表面应有凸起的防滑花纹,凸起高度不应小于3mm。

5.10 检查井盖的承载能力和破坏荷载应符合下表要求

6 试验装置和试验方法

6.3.2 加载设备:加载设备所能施加的荷载不小于500kN,其台面尺寸必须大于检查井盖支座外缘尺寸。测力仪器的误差应低于±2%;加载装置如下图:

7 检验规则

7.1批量和抽样 采用随机抽样的方法取样,产品以同一规格、相同原材料在相同条件下生产的检查井盖构成批量。以300套为一批。

7.2.2 每批产品随机抽取3套进行承载能力试验。

8.3 每个合格的井盖、支座上必须有检验人员打的合格标记。

二、各类井盖设计标准对比

通过对各类型井盖的规格、材质、承重等级和试验荷载等方面的介绍,可以看出,各类井盖设计标准对井盖的规定基本一致,主要差异体现在试验荷载方面,也就是井盖的承载能力差别较大,下面对比各个标准进行井盖承载力的分析。

EN124 :1994(欧洲标准)规定的井盖荷载等级全面,使用范围明确,对照我国部分井盖标准可以看出与之存在一定差距。但是,我国《检查井盖》设计标准作为国家标准,在借鉴欧洲标准的基础上,对井盖进行了详细的分类,是设计、生产和施工各种材质井盖的主要依据。

《铸铁检查井盖》CJ/T3012-1993虽然仅简单划分重型(Z)和轻型(Q)两个等级,但规定重型井盖试验荷载为 360 kN 与《检查井盖》和EN124 :1994 规定的适合于各种机动车的 D400等级井盖试验荷载400kN相接近。而且,近二十多年的实践证明,按此试验荷载设计的井盖在道路上使用基本是安全的。

《再生树脂复合材料检查井盖》CJ/T 121-2000按照承载等级将井盖分为轻型(Q)、重型(Z)、普通型(P)。试验荷载仅为100 kN 的 普通型井盖可以适合“汽 10 级及以下车辆通行或停放场地”。试验荷载为 240 kN 的重型井盖与 EN124:1994 中规定的 C250 级井盖(250kN)和 CJ/T 3012-1993中规定的轻型井盖试验荷载(210kN)相当,但它适用于“机动车通行的道路或停车场地”,机动车道上的井盖的试验荷载设计值偏低,井盖的承载能力下降,因此,工程中存在一定安全隐患。

关于《钢纤维混凝土检查井盖》有国家标准(GB26537-2011)和建筑材料行业标准(JC 889-2001)两个标准,由于《钢纤维混凝土检查井盖》国家标准是2011修订执行的最新标准且承载等级较大,因此,本文未对(JC 889-2001)作详细介绍。JC 889-2001行业标准规定在车行道上的井盖的相应试验荷载太低,如裂痕荷载180 kN 的 A 级井盖,相当于EN124 :1994标准中 B125 型井盖和 CJ/T3012-1993 的轻型井盖,规定仅用于“人行道、非机动车道” 的井盖;而 JC889-2001中规定可以“用于机场或可供直升机起降的高速公路等特种道路和场地”,而裂痕荷载仅为105 kN 的 B 级井盖就可以用在“城市道路、公路和停车场”了,这种井盖用于城市道路易被压坏,故本文建议执行国家标准(GB26537-2011)设计及生产钢纤维混凝土检查井盖。

《聚合物基复合材料检查井盖》CJ/T 211-2005按照承载等级将井盖分为轻型、重、普通型。试验荷载仅为180 kN 的 普通型井盖可以适合“车流量较大的机动车行驶、停放的道路和场地”,比《再生树脂复合材料检查井盖》CJ/T 121-2000规定的普通型井盖试验荷载(100kN)高,但是均低于《检查井盖》中规定的 C250 级井盖试验荷载(250kN)和 CJ/T 3012-1993中规定的轻型井盖的试验荷载(210kN),因此,聚合物基复合材料检查井盖应用于机动车行驶道路中,安全度不足,工程中一定要谨慎选用。

下面我们通过表格归类对比一下各标准对井盖试验荷载的规定:

三、总结及建议

根据本文所述,《铸铁检查井盖》对重型井盖定的承载能力(360 kN)基本合理,与 EN124 :1994的 D400 井盖(400 kN) 接近。而轻型井盖(210 kN)禁止机动车行驶时,从价值工程角度分析(V=F/C),存在功能过剩,应参照《检查井盖》划分多个等级,区分不同安装地点与使用环境,则更合理、经济。《再生树脂复合材料井盖》、《聚合物基复合材料检查井盖》和《钢纤维混凝土检查井盖》规定井盖最大承载能力仅为 240kN、270kN和180kN,承载力不足,存在一定安全隐患,工程中谨慎选择。

井盖的承载能力是衡量井盖能否在道路上使用的关键指标,如果承载能力不高,使用时被压坏,则与铸铁井盖被盗并无区别。因此,不论使用何种材质井盖,在道路上使用,至少达到《铸铁检查井盖》规定重型井盖 360kN的试验荷载。

随着城市的发展,道路越来越宽,车流量越来越大,载重量越来越高, 对井盖的承载能力要求也越来越高。另外,科技的进步,带动了新型材料在复合井盖生产中的应用,在一定程度降低了生产成本和使用成本。但是,新型材料的井盖应达到《检查井盖》国家标准的承载等级,满足相应承载力要求。因此,检查井盖的选用应根据工程实际安装地点及使用环境,在满足承载力的要求下,结合施工成本、各类型井盖优缺点等因素,综合选定检查井盖。

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