管道支架的設(shè)計(jì)

一、首先我們應(yīng)明確哪類管架應(yīng)該土建專業(yè)設(shè)計(jì),哪類管架應(yīng)該配管專業(yè)設(shè)

計(jì)。支承管道的管架通常分為三部分：

二、屬于土建結(jié)構(gòu)部分。習(xí)慣稱之為“管架”或“管廊”，包括內(nèi)管廊和外

管廊。

三、管道與土建結(jié)構(gòu)之間相接的各種支、托、吊部分。

生根在建筑結(jié)構(gòu)上的各種支架，高度通常在2m以下。

通常第一類支架由配管專業(yè)提供條件，由土建專業(yè)設(shè)計(jì)完成；第二類支架通常

由配管專業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)；第三類支架在建筑物上的預(yù)埋件由土建專業(yè)設(shè)計(jì)，其他

部分由配管專業(yè)完成。

1.管道支架的分類及定義

按支架的作用分為三大類：承重架，限制性支架和減振架。

承重架：用來(lái)承受管道的重力及其它垂直向下荷載的支吊架。它又可分為:

剛性支吊架、可變支吊架或彈簧吊架、恒力吊架。

a、剛性支吊架：用于無(wú)垂直位移的場(chǎng)合。

①b、可變支吊架或彈簧吊架：用于有少量垂直位移的場(chǎng)合。

c、恒力吊架：用于垂直位移較大的地方。

限制性支架：用來(lái)阻止、限制或控制管道系統(tǒng)熱位移的支架。它又可分為導(dǎo)

向架、限位架和固定架。

a、導(dǎo)向架：使管道只能沿軸向移動(dòng)的支架，不允許有角位移。

②b、限位架：允許管子的某一點(diǎn)有角位移，但不允許有線位移。

C、固定架：不允許支承點(diǎn)有三個(gè)軸線的全部線位移和角位移。

減振架：用來(lái)控制或減除重力和熱膨脹作用以外的任何力（如物料沖擊、機(jī)械

振動(dòng)、風(fēng)力及地震等外部荷載）的作用所產(chǎn)生的管道振動(dòng)的支架。減振架有彈

簧和油壓式兩種類型。

2.水平管道的最大支架間距

管道支架間距是指管道的跨度。一般管道的最大支架間距是按強(qiáng)度條件及剛

度條件計(jì)算決定，取其較小值。

管道支架的設(shè)置使管道形成分段，常見(jiàn)的有幾種典型的形式：

a、單跨梁（有圖）

b、多跨連續(xù)梁（有圖）

c、L形彎管（有‘圖）

d、U形彎管（有圖）

e、三軸向彎管（有圖）

①支架間距按強(qiáng)度條件計(jì)算：

L產(chǎn)

VW

式中：一管道支架間距，；

一管子斷面系數(shù)，，通常管子的斷面系數(shù)公式為；

一管道單位長(zhǎng)度的重力，單位：：

一熱態(tài)下管材受重力荷載部分的許用應(yīng)力，，通常取：一管材在

熱態(tài)下的許用拉應(yīng)力。

②按剛度條件計(jì)算：

式中：意義同上,

-管材在熱態(tài)下的彈性模量,

一管子截面慣性矩，，；

一管子在跨中的撓度，。

按剛度條件計(jì)算時(shí)的主要因素為撓度值的選取。在裝置內(nèi)的管道，一般選用

撓度在10?20之間，推薦采用=15。對(duì)于裝置外的管道，由于常設(shè)

計(jì)成有坡度的管道(2%o-5%o),其撓度采用較大值，可達(dá)38左右。

在公稱直徑600及以下的碳鋼管道，取=15,溫度在350℃

時(shí)，按剛度條件計(jì)算的值要小于按強(qiáng)度條件計(jì)算的值。因此，當(dāng)撓度較小時(shí),

在常用的管徑范圍及溫度范圍內(nèi)，管支架間距是以剛度條件控制的。當(dāng)工作溫度

較高，且管道荷載較大時(shí)，小管道往往是要按強(qiáng)度條件決定支架間距的。

管道的最大支架間距在許多參考書中都能查到，注意使用選取時(shí)應(yīng)留有余

地。

對(duì)于L形彎管，U形彎管及二軸向彎管，其允許跨度往往按下式

評(píng)定：

￡<(O.6^O.7)Lmax

式中：一各直管段相加后總長(zhǎng)。

應(yīng)指出管道荷載分布是很重要的問(wèn)題，特別是在土建設(shè)計(jì)的大跨度的桁架上。

管道的荷載分布是與支架間距有關(guān)的，如，大管支架間距較大，有的梁不支承,

荷載過(guò)于集中在少數(shù)梁上，形成支架設(shè)置與土建結(jié)構(gòu)的計(jì)算不相等，這樣引起

梁的超載。管支架設(shè)計(jì)者與土建設(shè)計(jì)者必須溝通設(shè)計(jì)條件，這是不可忽視的問(wèn)

題。

3.垂直管道的支架間距

垂直管道支架的設(shè)置，除了考慮承重的因素外，還要考慮防止風(fēng)載引起的

共振。在裝置內(nèi)較長(zhǎng)的垂直管道多出現(xiàn)在塔類設(shè)備的周圍或多層結(jié)構(gòu)建筑物內(nèi)。

對(duì)此類垂直管道設(shè)備的支架間距大致可按不保溫充水的水平管道支架間距進(jìn)行

調(diào)整。如，等。

高溫垂直管道的支架間距應(yīng)按前值減小1米，對(duì)每根垂直管，考慮熱膨脹常選

用一個(gè)承重架，其余為導(dǎo)向架。如圖

4.裝有波形膨脹節(jié)管道的支架間距

根據(jù)美國(guó)膨脹節(jié)制造商協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)裝有波形膨脹節(jié)的管道，支

架應(yīng)按左圖設(shè)置。

式中：一彈性模量，；

一慣性矩，；

一管道支架間距，；

一設(shè)計(jì)壓力，；

一膨脹節(jié)的有效面積，

一膨脹節(jié)的每波起始的彈性系數(shù)，波;

一膨脹節(jié)的每波的軸向行程，波。

5?確定管道支架位置的要點(diǎn)

①?zèng)Q定管道支架的位置主要考慮以下幾點(diǎn)：

②承重架距離不應(yīng)大于支架的最大間距。

除非采取其他增加管道跨距的措施，否則這一點(diǎn)必須嚴(yán)格執(zhí)行。有壓力脈

動(dòng)的管道還要按管道的固有頻率來(lái)決定支架間距，避免發(fā)生共振。為保證

不發(fā)生共振，通常管道的固有頻率要求在8次/秒以上。

管道的固有頻率可按下式求取：

式中：一撓度，；

g=980cw/sec2；

所以，。

梁的支承形式不同，求撓度的公式如下:

A、特定連續(xù)架（有圖）,式中

B、單跨簡(jiǎn)支架（有圖）

384EI

C、一端固定一端簡(jiǎn)支（有圖）△二

185El

D、兩端固定△，㈣

384EI

△3

E、端點(diǎn)固定的懸臂梁

8EI

③盡量利用已有的土建結(jié)構(gòu)的構(gòu)件支承，及在管廊的梁柱上支承。

④做柔性分析的管道，支架位置根據(jù)分析決定，并考慮支承的可能性。

⑤在垂直管到彎頭附近，或在垂直段重心以上做承重架，垂直段長(zhǎng)時(shí)：可

在下部增設(shè)導(dǎo)向架。

⑥在集中荷載大的管道組成件附近設(shè)承重架。

⑦盡量使設(shè)備接口的受力減小。

⑧考慮維修方便，使拆卸管段時(shí)最好不需做臨時(shí)支架。

⑨支架的位置及類型應(yīng)盡量減小作用力對(duì)被生根部件的不良影響。

6.管道布置過(guò)程中對(duì)支架位置的考慮

①配管設(shè)計(jì)人員在管道布置的過(guò)程中，應(yīng)同時(shí)考慮支架位置及設(shè)置的可能

性、合理性、經(jīng)濟(jì)性等。管道走向除了滿足安全生產(chǎn)、工藝要求、操作

方便、安裝維修方便外，還應(yīng)考慮：

②管道盡量集中布置，做聯(lián)合支架，減少分散獨(dú)立的管支架。

③管道布置應(yīng)靠近可能做支架的點(diǎn)，如靠近建筑物的墻、柱，或沿平臺(tái)下

敷設(shè)，以便利用梁柱來(lái)支承。

④盡量利用管道本身的自支承作用。例如：從管廊到某設(shè)備的管道或兩個(gè)

設(shè)備間的管道，做到無(wú)需另設(shè)支架，既經(jīng)濟(jì)合理.，又滿足管道柔性的需

求。

⑤管道柔性過(guò)大時(shí)，應(yīng)增設(shè)支架減小應(yīng)力和振幅，但應(yīng)滿足管道的膨張要

求。

⑥使用波紋膨脹節(jié)時(shí)，應(yīng)考慮管內(nèi)介質(zhì)的內(nèi)壓推力。如果沒(méi)有結(jié)構(gòu)能承受

這種推力，就必須采用壓力平衡式的膨脹節(jié)。

⑦壓縮機(jī)等動(dòng)設(shè)備的出口管道，應(yīng)設(shè)置合適的支架，避免將振動(dòng)傳給其它

管道，鋼結(jié)構(gòu)或建筑物，這些支架從防振的角度，應(yīng)優(yōu)先選用滑動(dòng)支架,

而不用吊架，更不易連續(xù)使用多個(gè)吊架。

⑧管道應(yīng)靠近生根點(diǎn)，使支架構(gòu)件有良好的剛度及避免承受過(guò)大的力矩。

⑨立式設(shè)備上部管口接出的管道，從設(shè)備上支承，可使相對(duì)位移盡量小C

管道成組布置時(shí)，各管道的支承面應(yīng)取齊，以便設(shè)計(jì)支架。

采用彈簧支座或吊架時(shí)，管道與生根構(gòu)件之間應(yīng)有足夠的空間。

7.應(yīng)力分析過(guò)程中對(duì)管道支架的考慮

應(yīng)力分析與支架設(shè)計(jì)者應(yīng)對(duì)配管及土建結(jié)構(gòu)的情況詳細(xì)了解，及對(duì)整個(gè)管

道支撐系統(tǒng)進(jìn)行研究，取得一致意見(jiàn)，確定支架的位置及類型。經(jīng)過(guò)應(yīng)力計(jì)算，

如管道不能滿足要求，應(yīng)首先研究支架是否合理，能否通過(guò)限制性支架進(jìn)行調(diào)

整，改善各部的應(yīng)力分布。如不可能，應(yīng)增加管道的局部柔性。每次修改需重新

計(jì)算，直至通過(guò)為止。

應(yīng)力分析應(yīng)從比較重要、管徑大、溫度高的管道開(kāi)始，依次逐個(gè)進(jìn)行。

①在應(yīng)力分析計(jì)算之前，應(yīng)對(duì)管道支承的布置進(jìn)行檢查，檢查內(nèi)容如下：

②承重架的間距是否超過(guò)最大允許間距。

③所有支承點(diǎn)是否有可以生根的結(jié)構(gòu)。如果沒(méi)有如何解決？采用獨(dú)立的

新結(jié)構(gòu)或修改配管。

④是否有小管與計(jì)算的主管相連接？判斷小管加入計(jì)算的必要性。

⑤垂直段管段很長(zhǎng)時(shí)，承重架設(shè)在何處并研究支架的類型。

?支架生根在設(shè)備上時(shí)，支承點(diǎn)隨設(shè)備的熱膨脹發(fā)生位移是否考慮了？

⑦由于垂直管的膨脹，研究水平管上的支架脫空的可能性或產(chǎn)生支承點(diǎn)管

道應(yīng)力過(guò)大的可能性。

⑧采用的彈性支架是否合理。

⑨采用的限制性支架的位置及類型是否安全合理。

8?對(duì)管道上支托點(diǎn)位置的要求

①優(yōu)先考慮的支托點(diǎn)，是管子而不是閥門、管道附件、膨脹節(jié)等。因?yàn)楣?/p>

子的外徑是形成系列的，有利于使用標(biāo)準(zhǔn)圖和通用圖。

②一般不在水平位置的彎頭、彎管上作支托點(diǎn)，避免局部應(yīng)力增加及影響

吸收膨脹的效果；在垂直面上布置時(shí)彎頭上做支承架倒是常見(jiàn)的，但特

別重要時(shí)，高溫管道則不希望這么做。

③支托點(diǎn)應(yīng)優(yōu)先位于維修或清洗時(shí)不拆卸的直管上。

下面講一些典型配管的支架類型及位置。

9.槽、罐類設(shè)備上部接管的支架

在（b）圖中應(yīng)考慮B點(diǎn)位置支架不至于脫空；（a）圖中應(yīng)符合垂直管段導(dǎo)

向架間距離的要求，對(duì)高溫管段應(yīng)檢查A—B段柔性。

10.塔類設(shè)備管道的支架（有圖）

①A支架通常盡量靠近設(shè)備管口，以減小設(shè)備口和支承點(diǎn)的相對(duì)熱膨張位

移，減小熱膨脹的反力。

④②如A支架至管口間的管道柔性不夠，可改變管道走向，適當(dāng)增加管道

的柔性。

⑤③如垂直段較長(zhǎng)，A點(diǎn)荷載過(guò)大，應(yīng)增設(shè)B支架承重，B支架應(yīng)采用彈

簧架。

⑥下接口管道的承重架位置設(shè)在與管道口相同的標(biāo)高對(duì)熱膨脹有利。

n.泵管道的支架（這里僅講一例）

（a）圖中RS—1支架，通常可以做成可調(diào)節(jié)高度的承重架；DS—1是限

位架，使泵入口水平管的軸線保持無(wú)偏移；泵口不至于承受過(guò)大的彎矩，RS

一2支架為滑動(dòng)架，成注意至彎頭的距離如過(guò)小將會(huì)脫空。DS是水平限位架,

對(duì)于大型的水泵出口管要注意止回閥關(guān)閉時(shí)的推力的作用。在止回閥及切斷閥

附近應(yīng)有堅(jiān)固的支架，以承受水擊及重力荷載。

12.安全閥管道的支架

安全閥的管口承受外載引起的彎矩要求盡量小，以免閥體變形，影響閥的

性能。當(dāng)支架設(shè)計(jì)時(shí)，除承受管道重力荷載外，還應(yīng)注意泄放流體時(shí)產(chǎn)生的反力

及其方向。

安全閥出口管第一個(gè)支架應(yīng)盡量生根在剛度較大的結(jié)構(gòu)上。

安全閥突然開(kāi)啟，容易產(chǎn)生振動(dòng)。特別是大口徑、大壓差的安全閥應(yīng)注意防振。

出口管為氣液兩相時(shí)，更應(yīng)注意防振及避免水擊。

13.管廊上管道的支架

①管廊上管道支架的間距，受到管廊結(jié)構(gòu)的梁及柱間距的限制。小管道支架

間距用3m,大管道支架間距用6m,最常用的，對(duì)于小管道的最大允許

支架間距小于3m時(shí)，最好利用大管支承小管，或在管廊的梁兩側(cè)另增加

懸臂梁。

②a、固定點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在主梁上，不要設(shè)置在次梁上。（有圖）

b、盡量使用固定架兩側(cè)的推力相差不大。（有圖）

c、需要設(shè)波紋撮脹節(jié)或冗型補(bǔ)償器時(shí)，應(yīng)按可能采用的冗型補(bǔ)償器或波

紋膨脹節(jié)的補(bǔ)償量確定。（有圖）

③在有橫向引出管道的接點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)向架與接點(diǎn)或彎頭的距離不宜太近：以

免影響管道的柔性。

三種常用的n型補(bǔ)償器形式。（有圖）

14.管道支吊架的設(shè)計(jì)溫度

和管道直接接觸的支吊架部分的設(shè)計(jì)溫度取管道內(nèi)部的介質(zhì)溫度，不與管道直

接接觸或管道保溫層外側(cè)的支吊架部分的設(shè)計(jì)溫度，取介質(zhì)溫度的1/3或環(huán)

境溫度，以二者較高的為準(zhǔn)。

15.管道支架生根的結(jié)構(gòu)型式

常見(jiàn)的生根位置有：⑴生根在設(shè)備上；⑵生根在混凝土結(jié)構(gòu)上；⑶生根在墻上；

⑷生根在地面上；⑸生根在基礎(chǔ)上；⑹生根在鋼結(jié)構(gòu)上；⑺生根在大管上。

⑴在設(shè)備上生根

在設(shè)計(jì)從設(shè)備上生根的支架時(shí)，要求在設(shè)備上預(yù)焊生根件。這主要是因?yàn)樵O(shè)

備造價(jià)高，制造和檢驗(yàn)要求高，如果現(xiàn)場(chǎng)安裝支架在設(shè)備壁上直接焊接，許多

設(shè)備需要重新檢驗(yàn)。

對(duì)于經(jīng)過(guò)熱處理或應(yīng)力消除的設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，在設(shè)備殼體上焊接應(yīng)被禁止，因?yàn)?/p>

焊后殘余應(yīng)力會(huì)影響設(shè)備的防腐能力和機(jī)械性能，還可能出現(xiàn)變形。對(duì)于非金屬襯里的設(shè)備,

現(xiàn)場(chǎng)焊接會(huì)損壞內(nèi)襯，如橡膠，塑料，玻璃等，從而導(dǎo)致設(shè)備不能使用。

常用的預(yù)焊件結(jié)構(gòu)：

①在設(shè)備壁上貼鋼板，a。（有圖）

②單立板，b。（有圖）

③帶筋板的立板，co（有圖）

④多筋板與端板，do（有圖）

在支架與預(yù)焊件使用螺栓連接時(shí)，應(yīng)注意各種螺栓適合的工作溫度。

通常6?350℃,可使用Q235-A材質(zhì)；351?575℃,應(yīng)用耐熱鋼，如螺栓

（35CrMo）螺母（45號(hào)）；5?-20℃可使用35CrMoA或16Mn；—21℃以下應(yīng)

使用奧氏體不銹鋼作為螺栓材料?。另外，應(yīng)盡量在保溫層以外使用螺栓連接，可

使用普通材料的螺栓（8.8級(jí)）。

貼板結(jié)構(gòu)在鋼板周邊焊接，如板過(guò)大受力不好，鋼板超過(guò)200X200時(shí)，最

好采用左圖結(jié)構(gòu)，用四塊拼成。尤其對(duì)球面圓柱面尤為必要。

在設(shè)備上使用三角架，如設(shè)備的兩個(gè)生根件之間殼體又有熱膨脹，而三角架則

在環(huán)境溫度下，處理不好，三角架和設(shè)備壁都會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力。因此，這種

情況應(yīng)盡量不使用三角架。否則需在結(jié)構(gòu)上采取措施。如a圖。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)將預(yù)焊件的位置、荷載（力，力矩），預(yù)焊件的尺寸提供給

設(shè)備設(shè)計(jì)者，以滿足支架設(shè)計(jì)的要求。

⑵在混凝土結(jié)構(gòu)上生根

管道布置在建筑物內(nèi)時(shí)，管道支架在混凝土結(jié)構(gòu)上生根是常見(jiàn)的.通常采用

的方法有：

①預(yù)埋鋼板；②型鋼；③套管；④在混凝土結(jié)構(gòu)上鉆孔后用膨脹螺栓固定。

①預(yù)埋鋼板便于支架安裝，可適應(yīng)施工中較大的位置偏差，廣泛用于柱、

梁、樓板、基礎(chǔ)等的表面。

②預(yù)埋型鋼常用于梁、柱、基礎(chǔ)等的拐角處，這種長(zhǎng)條預(yù)埋件，通常用于

支架位置不確定時(shí)，還可起到保護(hù)梁、柱的作用。

預(yù)埋套管數(shù)量可根據(jù)工程需要，大多數(shù)采用1寸鋼管（DN25）,可穿過(guò)M20

和M24的螺栓以連接支架構(gòu)件。

膨脹螺栓用于支架生根，優(yōu)點(diǎn)是不需預(yù)埋，缺點(diǎn)是有時(shí)位置不適合會(huì)碰上

混凝土內(nèi)的鋼筋，且不適用于振動(dòng)和有沖擊荷載的場(chǎng)合。

為保證生根件有足夠的強(qiáng)度，應(yīng)將荷載包括力和彎矩，扭矩等應(yīng)提交給土

建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者，只提供預(yù)埋板的尺寸是不夠的。

對(duì)無(wú)預(yù)埋件的情況下，可采用雙頭螺柱夾緊型鋼構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，使之抱在柱

上。

在柱間加梁的情況最好采用牛腿的結(jié)構(gòu)，以免鋼梁受溫度變化對(duì)預(yù)埋件產(chǎn)生過(guò)

大的力。

穿過(guò)樓板的垂直管道，需要在樓板面做固定支架時(shí)，常在樓面孔周圍預(yù)埋鋼板,

或在開(kāi)孔附近預(yù)埋套管，用螺栓連接。

⑶在墻上生根

在墻上生根的支架以懸臂和三角架為主。通常的做法有：墻上預(yù)留孔，砌預(yù)

制塊（帶有預(yù)埋鋼板），以及采用膨脹螺栓固定等。

①施工比較方便。（有圖）

②需要提前做預(yù)制塊，以便砌墻時(shí)使用，受力較好。（有圖）

③臨時(shí)轉(zhuǎn)孔安裝膨脹螺栓，只能用于荷載小的場(chǎng)合。（有圖）

在墻上生根支架，承載不能過(guò)大，應(yīng)注意驗(yàn)算生根點(diǎn)以上的磚墻高度。

H>—\1.02--0.625+0.6258

Bh\h）

式中：一需要的填充墻高度，；

一管道的垂直荷載，；

一混凝土塊寬度，；

一混凝土塊厚度，或磚墻厚度，；

一懸臂的計(jì)算長(zhǎng)度，。

生根點(diǎn)沒(méi)有足夠的磚墻重量壓住是不安全的。

在墻上生根除了考慮混凝土的許用壓應(yīng)力外，還要考慮磚的許用壓應(yīng)力只有

10O

⑷生根在地面上

在水泥鋪砌的地面上做支架生根，由于鋪砌面會(huì)受氣候的影響，容易產(chǎn)生熱脹

冷縮而開(kāi)裂變形，特別是受土壤冰凍層的影響而變形隆起等情況。因此，在地

面上生根只限于不重要管道，并有柔性荷載小，地面變形對(duì)管道無(wú)影響的條

件。

⑸在基礎(chǔ)上生根

管道支架的荷載較大，（1000N以上），或者管道有振動(dòng)，或?qū)χЪ艿闹С?/p>

要求高時(shí)，應(yīng)在基礎(chǔ)上生根。

基礎(chǔ)的大小和埋深與荷載，地耐力，凍土深度等有關(guān)，應(yīng)有土建設(shè)計(jì)者決

定。

①基礎(chǔ)頂部的生根結(jié)構(gòu)，通常有三種：

②預(yù)埋鋼板；

③預(yù)埋地角螺栓；

預(yù)留孔，基礎(chǔ)預(yù)留孔的深度一般為20?30倍螺栓的直徑。二次灌漿層的厚度一

般在20?30之間。

⑹在鋼結(jié)構(gòu)上生根

支架在鋼結(jié)構(gòu)上生根是最常見(jiàn)的，通常采用焊接或用螺栓連接于梁或柱上。

采用焊接的居多，這本于設(shè)計(jì)和施工都比較方便、靈活。如果荷載較大，生根部

位應(yīng)盡量位于主梁或柱上。若在次梁上應(yīng)靠近梁和柱的接點(diǎn)，以減小梁的變形,

應(yīng)盡量避免使梁受扭（有圖）。

為避免型鋼的翼緣扭曲，常在受力處增加筋板（有圖）。

如果管道荷載較大，可盡量不用懸臂梁，以避免產(chǎn)生不必要的扭矩。

在柱上生根經(jīng)常采用懸臂梁或三角架。當(dāng)柱子較細(xì)時(shí)，也要避免受扭曲。在鋼

結(jié)構(gòu)上生根不需要預(yù)埋件，但是荷載的條件仍是需要的。否則，土建結(jié)構(gòu)的設(shè)

計(jì)中缺少部分荷載（特別是大與5000N以上的荷載）是不安全的。

另外，彈簧支座或聚四氟乙烯滑動(dòng)板支于梁上時(shí)，常需將梁局部加寬。在靠近

螺栓附近，必須采用筋板加強(qiáng)。

⑺在大管上生根

小管道的支架間距不能太大，有時(shí)在大管與小管一同敷設(shè)時(shí)，可采用大管

支承小管的方法。其形式如左圖。

圖中小管必須是滑動(dòng)支承。

16.輔助鋼結(jié)構(gòu)

①支架輔助鋼結(jié)溝介于管部附著件和被生根件之間，懸臂梁、三角架等結(jié)

構(gòu)都屬于輔助鋼結(jié)構(gòu)。

②懸臂架和三角架

a圖是最典型的懸臂架，生根部受彎矩，端部撓度較大，L通常W500niri；

b圖在根部設(shè)加強(qiáng)筋板，可減少根部的彎矩及撓度；

③c圖為變截面懸梁架，可采用大槽鋼一分為二制作；

④d圖為三角支架可承受較大的力和力矩，L>750mm,但一般不大于

1500mmo

⑤帶水平斜撐的三角架

⑥如果水平力較大，常在三角架橫向構(gòu)件同一高度處增加斜水平支撐，可

顯著降低水平彎矩。但應(yīng)注意斜支撐不要碰到其他管道或其他構(gòu)件，并

在有牢固的生根點(diǎn)時(shí)方采用。

⑦上懸式型鋼支架

17.剛性吊架

通常指圓桿吊架。一般在上部結(jié)構(gòu)及下部結(jié)構(gòu)中均為較接。當(dāng)管道有水平位

移時(shí)，吊桿成傾斜位置，有水平分力。但吊架的水平位移量是有限制的，移動(dòng)范

圍和桿長(zhǎng)成比例。一般吊桿的轉(zhuǎn)角為20,。角應(yīng)控制在4。以下，以避免吊桿

對(duì)管道產(chǎn)生過(guò)大的水平力及荷載轉(zhuǎn)移。

在有熱膨脹的管道中，經(jīng)常采用較小的偏移量S,（L為拉桿長(zhǎng)度）。吊桿

的承重應(yīng)留有余地，要考慮圓桿的腐蝕量及鄰近支架轉(zhuǎn)移荷載的可能性。

選用圓桿吊架時(shí)，應(yīng)注意各種剛性吊架都有其最小的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度。選用時(shí)，總

長(zhǎng)度應(yīng)大于通用圖中最小結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度。桿的直徑按荷載決定，10mm以下一般不采

用。Q235-A碳鋼吊桿作用拉應(yīng)力宜控制在70以內(nèi)。

不宜連續(xù)使用過(guò)多的吊架，在有振動(dòng)的管道中不宜使用。

圓桿吊架的中部常帶有花藍(lán)螺栓，便于調(diào)節(jié)長(zhǎng)度，同時(shí)需配有鎖緊螺母，以免

松動(dòng)。

18.滑動(dòng)支架

管道下方有可支承的土建結(jié)構(gòu)時(shí)，常選用滑動(dòng)支架，管托是比較經(jīng)濟(jì)且簡(jiǎn)

單的滑動(dòng)架，常采用T形，H形型鋼及鋼板制造。

滑動(dòng)架有水平摩擦力，對(duì)抑制振動(dòng)優(yōu)于吊架。滑動(dòng)架多時(shí)，傳遞到固定點(diǎn)上

的水平力較大。有時(shí)選用帶聚四敘乙烯滑動(dòng)板的支架，以降低水平摩擦力，一般

當(dāng)垂直荷載在1噸以上時(shí)可考慮使用。

聚四氟乙烯滑動(dòng)板是工廠生產(chǎn)的專用產(chǎn)品，由聚四氟乙烯板與鋼板制成，

安裝在設(shè)備支座及管托等下面。通常可使用一對(duì)四氟乙烯滑動(dòng)板，或一塊滑動(dòng)板

與不銹鋼板配合使用。

摩擦系數(shù)：

對(duì)不保溫的大口徑（DN300以上）及重要管道的下面應(yīng)焊接防止磨損的保護(hù)

板。水平管的管托在支架中屬于標(biāo)準(zhǔn)架，長(zhǎng)度是定長(zhǎng)的，（300,450）必要時(shí)可

特殊加長(zhǎng)。

管托支耳設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)防止熱態(tài)滑落，對(duì)熱位移較大處的管托應(yīng)仔細(xì)計(jì)算，

偏置安裝（與位移方向相反）管托偏置是。

穿樓板的熱管道尤其要注意，E值應(yīng)滿足熱位移要求，避免管道與樓面管結(jié)

構(gòu)相部，且不宜小于50mm。彈簧支架應(yīng)與樓面相接，支耳應(yīng)有足夠長(zhǎng)度，避免

滑落，邊緣最遠(yuǎn)應(yīng)不越過(guò)彈簧支架中心20mm.

左圖（a）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意h值不宜過(guò)大，取值應(yīng)保證摩擦力產(chǎn)生的彎矩在允許

的范圍內(nèi)。

滑動(dòng)面以下的構(gòu)件應(yīng)為底部固定結(jié)構(gòu)的柱式架，并可以承受彎矩。另外，設(shè)

備口附近的支架應(yīng)優(yōu)先選用（c）圖的形式，避免采用b圖的形式。

19.可變彈簧支吊架

管道承重點(diǎn)如有垂直向熱位移，一般要設(shè)彈性支架。彈性架最常用的是變力

彈簧吊架和變力彈簧支座。有時(shí)為增加支架的承載能力可將幾個(gè)彈簧并聯(lián)使用（2,

4,6,8個(gè)等）。有時(shí)支點(diǎn)的位移變化太大，以致使彈簧的荷載變化率超出了允

許范圍，可將幾個(gè)彈簧串聯(lián)使用，每個(gè)彈簧可在給定的荷載變化率的條件下增

加了整個(gè)支架總的位移量。（通常串聯(lián)數(shù)不超過(guò)2個(gè)）。變力彈簧支吊架的荷載變

化率一般控制在25%以下。

工作荷載-安裝荷載彈簧系數(shù)X熱位移員

荷載變化率=x!00%=xlOO%

工作荷載工作荷載

位移量的大小隨彈簧系數(shù)而變化，所以不能認(rèn)為荷載變化率和彈簧系數(shù)成

比例；但一般情況，彈簧系數(shù)越小，荷載變化率越小。荷載變化率越高，彈簧越

接近剛性吊桿。相應(yīng)地，對(duì)管道的熱膨脹所產(chǎn)生限制越大。另外，變化率越小,

相對(duì)一定的荷載和給定的位移彈簧就越笨重。

在一般情況下，彈簧架按熱態(tài)吊零設(shè)計(jì)，即保證管道在熱態(tài)工作狀態(tài)下，

按個(gè)支撐點(diǎn)垂直位移為零設(shè)計(jì)。管道在熱態(tài)工況下具有良好的荷載分配。有時(shí)也

有特殊設(shè)計(jì)需要，對(duì)某個(gè)或某幾個(gè)彈簧支架按給定的安裝荷載安裝。

彈簧支吊架是依據(jù)熱態(tài)（工作時(shí)）的荷載及垂直向熱位移兩個(gè)條件進(jìn)行

選用的。安裝荷載兀按下式計(jì)算：

PC=PH±\^K(#)

式中：一彈簧常數(shù);

A一熱位移量；

尸“一工作荷載。

每一種K對(duì)應(yīng)一個(gè)彈簧號(hào)，K可以從彈簧系列表中查出。見(jiàn)附錄H。

一般和必須在彈簧許用荷載的范圍內(nèi)，約在?之間，并符合荷載

變化率的要求。熱位移向，時(shí)，式（井）中應(yīng)采用正號(hào)；熱位移向下時(shí)，采用負(fù)

號(hào)。出廠的產(chǎn)品應(yīng)按設(shè)定設(shè)置，并用卡板卡住彈簧在被壓縮的位置，便于安裝,

在運(yùn)行前將卡板除去。垂直向熱位移量采用筆算時(shí)，參見(jiàn)6.5介紹的算法。可

變彈簧架系列有化工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（）,或按國(guó)際彈簧系列，見(jiàn)，其中幾種結(jié)構(gòu)

型式可按需要選用。彈簧吊架因水平位移產(chǎn)生轉(zhuǎn)角的限制要求與剛性吊架相同。

轉(zhuǎn)角點(diǎn)的垂直向位移：

管道的垂直向熱位移，除了設(shè)備的熱脹所引起的以外，就是垂直管道的熱

膨脹，最典型的就是Z型管道。如圖所示，垂直