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管道抗震支吊架的选用及设置

作者: 来源: 日期:2020/12/11 9:14:05 人气:1885

在进行管道设计时,首先要考虑满足工艺要求,还要考虑设备、管道及其组成件的受力状况,以安全运转。管道应力分析是涉及多学科的综合技术、是管道设计的基础。在管道应力分析过程中,正确设置抗震支吊架是一项重要的工作。抗震支架选型得当,布置合理,所设计的管系不仅美观,而且经济安全。


1、作用管道支吊架主要有以下几个方面的作用:

(1)承受管道的重量荷载(包括管道自身载荷、隔热或隔声结构载荷和介质载荷等)。

(2)用于限制、控制和约束管道在任一方向的变形。

(3)用于限制或缓和往复式机泵进出口管道和由地震、风压、水击、安全阀出反力等引起的管道振动。

2、位置及类型

管道抗震支吊架的位置及其类型对已定管系的受力状态的影响很大,主要有两个方面:

(1)对管系的应力分布状态、应力值、管系的端点作用力和力矩有影响,因为这种管系端点的荷载将会传递到与该管端相连接的设备上。因此,抗震支架设置得当,能改善管系中的应力分布和端点受力以及力矩状况。因此,管系的柔性不但受到管系形状的影响,也受到所选定支吊架位置和类型的影响。

(2)支吊架的设置非常灵活,可变化的范围较大。支吊架的位置、数量和形式选择往往因人而异。对同一个管系存在着多种支吊架设置方案,不同的设置形式将反映出不同的应力分布,应力值及端点受力。因此,在进行管道设计时,为使管系具有足够的柔性,除了应注意管系走向和形状外,支架位置和型式也是相当重要的。

2.1间距

支吊架间距尤其是水平管道的承重支吊架间距不得超过管道的允许跨距,以控制其挠度不超限。一般连续敷设的管道允许跨距应按三跨连续承受均布荷载时的刚度条件计算,按强度条件校验,取刚度条件决定的跨距和强度条件决定的跨距中两者的小值。

2.2柔性

尽量利用管道的自支承作用,少设置或不设置支架。要利用管系的自然补偿能力合理分配支吊架点和支吊架类型。

2.3位移

有管托的管道纵向位移不得超过管托的长度;管托长度应留足余量,并敷设的管道横向位移不得影响相邻管道。

2.4生根条件

必须具备生根条件的支吊架一般可生根在地面上、设备或构筑物上。

2.5类型

(1)抗震支吊架从限制性可分为3类:固定架、导向架和支托架(或单向止推架)。

(2)抗震支架从力学性能又分为刚性支架和弹性支架。

2.5.1刚性支架

从理论上说,刚性支架的刚度为无穷大,在外力荷载的作用下没有变形,一般用在无垂直位移的地方。

2.6位置

确定管道支吊架位置有以下要点:

(1)承重架距离应不大于满足管道刚度及挠度要求下的间距。

(2)在管道垂直段弯头附近,或在垂直段重心以上做承重架,垂直段长时,可在下部增设导向架。

(3)在集中荷载大的管道组成件附近设承重架,设在弯管道和大直径三通式分支管附近。

(4)尽量使设备接口的受力减小。如支架靠近接口,对接口不会产生较大的热胀弯矩。

(5)支架的位置及类型应尽量较小作用力对被生根部件的不良影响。

(6)对于复杂的管道,尤其是需要作详细应力计算的管道,还应根据应力计算结果调整其支吊架的位置。

(7)在敏感的设备(泵、压缩机)附近,应设置支架,以防止设备口承受过大的管道荷载。

(8)往复式压缩机的吸入或排出管道以及其他有强烈振动的管道,宜单独设置支架(支架生根于地面的管墩或管架上),以避免将振动传递到建筑物上。

(9)安全泄压装置出口管道应根据需要,考虑是否设置支架。

(10)除振动管道外,应尽可能利用已有的建筑物构筑物的梁柱作为支架的生根点,且应考虑生根点所能承受的荷载,生根点的构造应能满足生根条件的要求,

(11)管道支吊架应设在不妨碍管道与设备连接和检修的部位,考虑维修方便,使拆卸管段时不要做临时支架。

3、选用原则

(1)选用管道支吊架时,应按照支承点所承受的荷载大小和方向、管道的位移情况、工作温度、是否保温或保冷以及管道的材质等条件选用合适的支吊架。

(2)设计时应尽可能选用标准管托、管卡、管吊。焊接型的管托、管吊比卡箍型的管托、管吊节省钢材且制作简单和施工方便。

(3)防止管道过大的横向位移和可能承受的冲击荷载,以管道只沿着轴向位移一般在下列条件的管道上设置导向管托。

(4)热胀量超过100mm的架空敷设管道应选用加长管托,以免管托落到管桥梁下。

(5)支架生根在钢质设备上,若设备需热处理时,应给设备专业提供垫板委托。当设备为合金材质,垫板材料应与设备材质相同。

(6)生根在设备或土建平台上荷载较大的支架位置、标高和荷载应事先与相关专业联系。

(7)凡需要限制管道位移量时,应考虑设置限位架。


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