孟加拉達(dá)舍爾甘地污水處理廠工程項(xiàng)目位于孟加拉國(guó)首都達(dá)卡市東郊,，項(xiàng)目業(yè)主為達(dá)卡市水務(wù)局(達(dá)卡供水和污水管理局),，設(shè)計(jì)污水處理能力為50萬(wàn)m3/d。該項(xiàng)目是南亞地區(qū)在建規(guī)模最大的污水處理廠,，對(duì)改善孟加拉國(guó)首都達(dá)卡市的環(huán)境具有重要的政治,、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。該項(xiàng)目由中國(guó)政府提供優(yōu)惠貸款,，工作內(nèi)容包括設(shè)計(jì),、采購(gòu)、施工和一年期運(yùn)營(yíng)維護(hù)技術(shù)服務(wù),。
該污水處理廠建筑物頂部安全通道的安全護(hù)欄采用球接護(hù)欄,，單側(cè)總長(zhǎng)度約為11500m。球接護(hù)欄也稱(chēng)球型護(hù)欄，主要采用球接垂直立柱并連接水平欄桿,。項(xiàng)目咨詢工程師批準(zhǔn)的材料是Q235A熱鍍鋅鋼,，球接護(hù)欄采用工廠生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)安裝,。根據(jù)設(shè)計(jì)采用雙球立桿,。球型欄桿具有新穎美觀、安裝方便,、免維護(hù)等特點(diǎn),，可應(yīng)用于礦山、電力,、石化,、碼頭、供水廠和污水處理廠的走道和安全防護(hù)欄,。
2015年由中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院推出的樓梯,、欄桿和欄板的標(biāo)準(zhǔn)圖集（15J403-1）中，提供了五種平臺(tái)欄桿,，即：鋼欄桿（PA型）,、不銹鋼欄桿（PB型）、玻璃鋼欄板（PC型）,、金屬板欄桿（PD型）和鋼筋混凝土欄板（PE型）,。以上五種類(lèi)型的欄桿均不宜用于污水處理廠三大池，即：初沉池,、二沉池和生化池和其他部位的工程用欄桿,，污水處理廠三大池的欄桿用于污水處理廠日常維護(hù)用，屬于非人員密集型場(chǎng)所,。
孟加拉達(dá)舍爾甘地污水處理廠平臺(tái)防護(hù)欄桿推薦的是雙球立桿,，其適合污水處理廠的特殊條件。我國(guó)尚未正式出版有球形欄桿的設(shè)計(jì)規(guī)范,。目前可查到的球型平臺(tái)欄桿的標(biāo)準(zhǔn)是由中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部推出的2020年的規(guī)范討論稿,。
了解國(guó)內(nèi)外護(hù)欄的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，特別是設(shè)計(jì)荷載,、最大允許撓度,、荷載分項(xiàng)系數(shù)的規(guī)定、錨固的設(shè)計(jì),、錨固板厚度的設(shè)計(jì)和國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)規(guī)范的差異等對(duì)于更好開(kāi)展相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作,，更好適應(yīng)國(guó)外EPC總承包工程具有現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)本文的工程實(shí)踐,，探討了國(guó)內(nèi)球接平臺(tái)欄桿規(guī)范待增加和待改進(jìn)的內(nèi)容和開(kāi)展國(guó)外EPC總承包工程對(duì)技術(shù)規(guī)范的建議,。
二,、達(dá)舍爾甘地污水處理廠應(yīng)用實(shí)踐
2.1 球接防護(hù)欄桿用材料
孟加拉達(dá)舍爾甘地污水出廠球接欄桿和錨板設(shè)計(jì)采用Q235A熱鍍鋅材料，材料的設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表4,。
2.2球接防護(hù)欄桿設(shè)計(jì)荷載
最初設(shè)計(jì)是采用國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)圖的說(shuō)明報(bào)咨詢審批,，而咨詢采用最高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即采用國(guó)標(biāo)的設(shè)計(jì)荷載,。
2.3球接防護(hù)欄桿標(biāo)準(zhǔn)尺寸
球接防護(hù)欄桿的尺寸是根據(jù)廠家已有的鋼管尺寸進(jìn)行的設(shè)計(jì),，變換不同的欄桿的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)后，確定最終的水平欄桿,、立柱,、球鉸的尺寸和厚度，見(jiàn)表5,。
2.4球接欄桿應(yīng)力和變形設(shè)計(jì)
采用1kN/m的設(shè)計(jì)荷載,，達(dá)舍爾甘地污水處理廠球接欄桿應(yīng)力和變形的設(shè)計(jì)結(jié)果列入表5。從表5可看出,，立柱管的應(yīng)力最大,，為203MPa，小于215MPa,。立管在正常使用狀態(tài)下的變形為11mm,，小于30mm。上下水平欄桿的最大位移值為2.8mm,，小于4.8mm,。孟加拉達(dá)舍爾甘地污水處理廠球接欄桿的設(shè)計(jì)滿足最為嚴(yán)格的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。上下水平欄桿和立柱管的壁厚大于規(guī)范建議值,。
2.5球接欄桿熱應(yīng)力和變形設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)考慮采用6m長(zhǎng)的鋼管做欄桿，考慮當(dāng)?shù)刈畲鬁囟忍荻?5℃的情況,，設(shè)計(jì)得出其最大的變形為2.03mm,。為消除溫度應(yīng)力，每6m長(zhǎng)的鋼管需減少3mm,。
2.6錨板厚度和錨板受壓承載能量設(shè)計(jì)
采用美國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（AISC360-05）對(duì)錨板厚度進(jìn)行了校核,，計(jì)算得到在外部荷載作用下，錨板厚度的最小值為0.70mm,，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)圖集規(guī)定,，錨板的最小厚度不得低于8mm。實(shí)際采用的是12mm厚的錨板,，設(shè)計(jì)滿足要求,。錨板的尺寸為150毫米×150毫米.采用AISC360-05對(duì)錨板承載壓力進(jìn)行了設(shè)計(jì)校核，結(jié)果表明,，采用錨板得尺寸滿足要求,。
2.7膨脹螺栓設(shè)計(jì)
錨板下部的膨脹螺栓采用的是咨詢指定的產(chǎn)品,。根據(jù)螺栓孔的間距和外部荷載，設(shè)計(jì)對(duì)膨脹螺栓的承載能力和拔出力進(jìn)行了計(jì)算,，結(jié)果滿足要求,。
2.8球鉸、水平欄桿,、垂直立桿,、間尺寸相容性檢查
設(shè)計(jì)對(duì)球鉸與水平欄桿和垂直立桿尺寸相容性進(jìn)行了檢查，其結(jié)果滿足要求,。
三,、問(wèn)題討論
3.1設(shè)計(jì)荷載：
美標(biāo)的欄桿設(shè)計(jì)荷載是考慮車(chē)輛交通的設(shè)計(jì)荷載，在無(wú)交通荷載作用下的欄桿設(shè)計(jì)荷載是否需超過(guò)美標(biāo)規(guī)定值,，值得商榷,。采用英標(biāo)的國(guó)外廠家球接防護(hù)欄桿的設(shè)計(jì)，其尺寸小于中國(guó)的設(shè)計(jì),。這是由于采用荷載標(biāo)準(zhǔn)不同所致,。污水處理廠工程屬于非人群聚集區(qū)，其荷載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是否需按最高荷載確定是值得商榷的,。
3.2球接欄桿設(shè)計(jì)規(guī)范
我國(guó)尚未正式出版球接欄桿設(shè)計(jì)規(guī)范,，目前只有討論稿。因無(wú)正式的規(guī)范,，該類(lèi)型的欄桿的名稱(chēng)并沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)定,，“球接欄桿”的稱(chēng)謂似乎好于“球型欄桿”。討論稿只對(duì)應(yīng)力計(jì)算和位移計(jì)算有示例,，但對(duì)其他細(xì)節(jié)尚未做詳細(xì)的規(guī)定,，未包括本文中的設(shè)計(jì)內(nèi)容。在孟加拉達(dá)舍爾甘地污水處理廠建設(shè)項(xiàng)目,，最初咨詢工程師審核承包人的設(shè)計(jì)時(shí),，認(rèn)為錨固板的設(shè)計(jì)厚度不夠，需提交設(shè)計(jì)校核并給出依據(jù),。因而,，完善的設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)工程才具有指導(dǎo)意義。
3.3設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)
國(guó)內(nèi)工程只需參照標(biāo)準(zhǔn)圖即可施工,。而國(guó)外EPC總承包工程（包括設(shè)計(jì)施工工程）中,，咨詢工程師要求承包人給出設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)以及詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙,。設(shè)計(jì)規(guī)范越詳細(xì),，指導(dǎo)性才越強(qiáng)。
在國(guó)際工程中采用英美標(biāo)準(zhǔn)往往容易順利通過(guò)咨詢的審核和審批,，而采用中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)其咨詢審核的時(shí)間非常長(zhǎng),。我國(guó)球接欄桿設(shè)計(jì)規(guī)范,，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌尚有不少工作待做。
3.4關(guān)于EPC總承包合同中的技術(shù)書(shū)
在國(guó)外EPC總承包工程合同執(zhí)行階段,，咨詢工程師往往對(duì)合同價(jià)格并不關(guān)心,，工程質(zhì)量是咨詢工程師首要考慮因素。設(shè)計(jì)師為能完成設(shè)計(jì)任務(wù),，往往需要做配合工作,。因而，國(guó)外EPC總承包工程,，若能在合同中明確細(xì)化設(shè)計(jì)參數(shù)和材料標(biāo)準(zhǔn),，則在項(xiàng)目執(zhí)行階段可避免在討論設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、材料標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)參數(shù)上浪費(fèi)大量的時(shí)間,，真正做到合同對(duì)執(zhí)行的雙方公正合理,。
孟加拉污水處理廠球接欄桿采用中國(guó)的荷載標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，采用了美國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)錨板厚度和承載壓力進(jìn)行了必要的復(fù)核,，對(duì)膨脹螺栓的拔出力和承載能量進(jìn)行了必要的計(jì)算,。本工程的設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐對(duì)完善行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)展類(lèi)似國(guó)外總承包工程可提供一定的借鑒作用。
