獨立式管道支架的加固設(shè)計

獨立式管道支架的加固設(shè)計摘要：本文介紹了管道支架的種類，重點介紹獨立式管道支架的受力特點及破壞形式；通過一工程實例說明獨立式管道支架在工程實際中的應(yīng)用及加固形式。關(guān)鍵詞：管道支架；荷載組合；抗震設(shè)防烈度；加固；抗震構(gòu)造措施ThereinforcementdesignoftheindependentpipelinesupportAbstract:Thepaperintroducedthekindofthepipelinesupport,theimportantpartisloadbearingcharacterandtheformofdestruction.Italsoexplainedhowtousetheindependentpipelinesupportinengineeringpracticallyandthereinforcementstyle.Keywords:pipelinesupport;loadcombination;seismicfortificationintensity;reinforcement;detailsofseismicdesign管道支架是石油、化工、冶金和火力發(fā)電等行業(yè)的一種重要的特種結(jié)構(gòu),它主要支撐架空管道；這種結(jié)構(gòu)數(shù)量大、分布廣，計算比較復(fù)雜；而且多數(shù)管道支架的工作環(huán)境惡劣，銹蝕嚴(yán)重或焊口開焊時有發(fā)生。經(jīng)常造成管道支架事故的發(fā)生。因此對管道支架的加固，保證管道支架的安全工作刻不容緩。本文對獨立式管道支架的加固設(shè)計進行了探討。1管道支架分類支架分獨立式管道支架和組合式管道支架。其中獨立式管道支架根據(jù)管道支架在管路上的作用不同，分為固定管道支架和活動管道支架。固定管道支架與管道之間不產(chǎn)生相對位移；活動管道支架則允許管道與管道支架之間產(chǎn)生相對位移，不約束管道的熱變形?；顒庸艿乐Ъ芨鶕?jù)結(jié)構(gòu)特征不同，又分為剛性管道支架、柔性管道支架和半鉸接管道支架等。組合式管道支架就是采用某些輔助結(jié)構(gòu)，把各自獨立的管道支架聯(lián)系起來，形成一個大跨度支撐管道的管道支架系統(tǒng)。分為縱梁式、吊索式和懸索式管道支架。2管道支架加固設(shè)計要求鋼結(jié)構(gòu)管道支架常存在如下缺陷：管道支架上缺少防管線震落措施；橫梁有撓曲或節(jié)點開焊；管道支架立柱歪斜；管道支架立柱和橫梁連接不牢；橫梁上無管托或管托斷裂。由于管道支架的上述缺陷，常造成管線折斷，帶來較大的經(jīng)濟損失。因此，必須進行管道支架的加固。管道支架一般由管座、管道支架柱、管道支架梁和基礎(chǔ)等組成。對活動管道支架的改造可利用改變管托的方法，達到減小管道對支架作用力的目的。比如將鋼管托改為聚四氟乙烯管托，因為鋼管托與管道支架上預(yù)埋鋼板的摩擦系數(shù)為0.3，而聚四氟乙烯管托的摩擦系數(shù)為0.1[4]，這樣管道對管道支架作用的軸向水平推力，僅為原來水平推力的三分之一，從而使支架加固簡化或免于加固。3管道支架的抗震驗算管道支架是支撐管道的結(jié)構(gòu)，管道在一定程度上也支撐著管道支架，兩者形成一個空間體系而共同工作。管道支架荷載主要考慮工藝提供的水平推力和風(fēng)荷載，管道支架抗震要求主要與設(shè)防烈度、管道敷設(shè)方式和管道與管道支架在地震時的工作狀態(tài)有關(guān)。對于固定管道支架抗震等級不能低于三級，活動管道支架抗震等級不能低于四級。需要注意為防止地震時管道由管道支架上滑落，需要采取必要的抗震構(gòu)造措施并進行抗震驗算。4工程實例4.1工程概況某焦?fàn)t爐段管廊支架由22個獨立管道鋼支架組成，支架為空間桁架，上面主要布置煤氣管道、蒸汽管道、氨水管道等。由于長期暴露在室外，加之年久失修，管道支架鋼結(jié)構(gòu)銹蝕嚴(yán)重，部分支架桿件屈曲。鮮4.簡2昂管道支架令荷載調(diào)查伸管道內(nèi)的考介質(zhì)及管稻道的型號伍和數(shù)量參冤見丟表隙1貓。其中蒸好汽管道、舅熱水管道住外包保溫學(xué)層，保溫鼻層為懸100m鬧m民厚巖棉。話表卸1翠銷管道支架吹荷載統(tǒng)計慰物質(zhì)貌型號升數(shù)量珍介質(zhì)質(zhì)鴉量熟kg/m寨管道質(zhì)面量答kg/m食保溫質(zhì)吳量愧kg/m炭合濕計矛kg/m捆熱水尖219掘×就8撓2睜34.9蟻7序41.6啦3煉8.4押170.蕩0扮蒸汽鑄219帥×拴8紅1增－浸41.6愈3酸8.4里50.0蔽3閉氨水鏡426輩×草10拴2界135.類92遺103.調(diào)09消－賴478.齒02璃氨水殼273×柜8認(rèn)1徹55.1垃5抖52.7?。?07.毒85矛煤氣升12止2楚0王×柴14柔1芹－珠416.莊88悄－敘416.桐88菜煤氣作1420追×燭14衣1帽－海485.蓬94被－恭485.碑94殺總計戰(zhàn)－糖8騰－泰－兔－偉1708救.72雁4.沃3爪管道支架足承載力驗雞算堂以其中一榜管道支架護為例進行勇承載力驗己算：（截前面如配圖校1外所示）禁1慎.啦計算荷載帖(1)設(shè)此永久荷載星包括管道鍵自重；內(nèi)汗襯、保溫芳層、管道甚內(nèi)介質(zhì)自括重；管道輪附件和操頂作平臺自憐重；造(2)局血風(fēng)荷載：航由于管道資兩旁是較宴高的廠房丟，且風(fēng)荷帽載效應(yīng)遠狡小于地震底荷載效應(yīng)學(xué)，所以風(fēng)沒載可忽略帆不計。擠2柴.焰承載力驗歡算猴管道支架師的間距脖為迫6芽m飾，鋼材材踩質(zhì)玩為爐Q23鵲5刃鋼，依據(jù)藍《建筑結(jié)贈構(gòu)荷載規(guī)畢范俯》忽GB50服009-國200寶1每進行荷載盯組合：坑由永久荷呈載效應(yīng)控除制的組合濾[1]淺：小S葬＝矮1.35極×170幫8.72栗×6×9底.8呀=湖133.公54k乓N硬兩由于管道帽在支架上夸布置較均縮勻，忽略濟偏心影響秀；所以管晴道支架所塑承受的軸續(xù)力為：邊133.想54×1易000/游4+1.俯5×3×南9.03漢×9.8猴×1.3貪5縫＝形3392紡3N租表尖2他厚支架立柱恩承載力計全算茅桿件內(nèi)殺力鎖kN惡截面規(guī)瞎格那mm埋截面面司積封cm香2巡計算長惠度星cm洪回轉(zhuǎn)半糞徑幸cm淚長細(xì)比番穩(wěn)定系數(shù)恐強暴度仇N/mm萬2革33.9鳴23政L75×貓8械11.5艷150巴1.47袍102逼0.54窄2碗54.4墳由透表石2葉：遵；滿足承鄰載力要求倦。雹4.4栽頃固定管道糞支架的抗筍震驗算自根據(jù)震害茂資料分析良，對于滑顧動管道支腿架，當(dāng)管蔽道采用滑叛動方式鋪郊設(shè)時，因箏其承擔(dān)的而地震作用牢最大值小詳于或等于挪靜力計算邪時的最大蕉摩擦力，畏因此，可鞠滑動管道封支架可以宜不作抗震暴計算。蝕1苗.飽計算簡圖閉由于管道通縱向剛度擠遠遠大于單橫向剛度摩，而且管鳳道支架質(zhì)讓量與管道島質(zhì)量相比違可以忽略偽，故計算良模型可簡而化為只沿材管道橫向妥的單質(zhì)點洗體系。械2醉.饒抗震承載亞力計算耍計算單元插的選取為客每個管道敬支架左右拜各益取仙1/旋2忙長度作為渡一個計算逐單元，忽根略各計算退單元之間圣在地震力盲作用下的關(guān)相互作用邁；重力荷戚載代表壇值牌G后eq澤為：管攻道背(鞏包括內(nèi)襯組、保溫層綠和管道附不件也)壇和操作平灶臺，采用強自重標(biāo)準(zhǔn)筋值里的符100福%粱；管道內(nèi)息介質(zhì)，采趴用自重標(biāo)爐準(zhǔn)值衛(wèi)的洲50開%撥；管道支盛架，采用誘自重標(biāo)準(zhǔn)掉值網(wǎng)的匠25%取[5]論。圖1管道支架劍該地區(qū)的袋抗震設(shè)防咬烈度葛為訪8如度，由《季建筑抗震氧設(shè)計規(guī)范遼》材GB50弦011-吼200脅1必，水平地紡震作用標(biāo)糖準(zhǔn)值計算瀉見禮表票3矮。圖1管道支架元表某3崗芳水平地震夢作用力計晌算惹重力荷載侵代表值明地震影響構(gòu)系數(shù)誤水平地震南力探88.9繼03敗0.16叮14.2慚24撐考慮地震掙荷載組合賺，支架立廁柱承載力察計算見臺表歉4療。完表睡4伐沈考慮地震汁力組合支式架立柱承忘載力計算葉重力荷載論效應(yīng)窗水平地震例效應(yīng)甚荷載組合疾效應(yīng)炭抗力效應(yīng)膚33.9添23她16.6流4鍋62.3蘆4砍134.愁01榮由腥表垂4恥：斜；支架立詠柱承載力華滿足要求詞[3]腳。擺考慮地震覽荷載組合守，支架斜概腹桿承載皂力計算見然表初5崇。葉表駁5猶考慮地震朵力組合支瓦架斜腹桿踩承載力計黎算魄桿件內(nèi)鼠力蝕kN璃截面規(guī)拴格徑mm既截面面晨積酷cm職2飄計算長各度秒cm果回轉(zhuǎn)半幸徑迎cm唇長細(xì)比就穩(wěn)定系數(shù)去強煙度兵N/mm療2算10.7攝2妄L75×缺5酸7.38鄭290拒1.50局193剃0.19說8眨73.4強由勢表卸5代：申；斜腹桿失承載力滿容足要求襪[2]雞。羽經(jīng)現(xiàn)場檢披查發(fā)現(xiàn)，吵所有支架煩立柱與支瓜撐斜桿的田連接均未妄設(shè)置節(jié)點處板，造成月焊縫長度蘆太短，只宰能通過增從加焊腳尺截寸來滿足指承載力要悉求；所以騰建議桿件巧的連接盡底量采用節(jié)盟點板連接壩。號4.螺5胡活動管道式支架的構(gòu)慨造要求場由于活動吉管道支架獄允許管道豆與管道支僵架之間產(chǎn)炕生相對位紫移，所以糠管道與支月架之間采辨用滑動連薯接。這種護連接構(gòu)造幟既要保證鵝管道的自療由滑動，蔑又要保證引連接的安六全可靠。有該廠焦?fàn)t絲爐段管廊占支架口的即8豆#逢支架為活炮動管道支被架，構(gòu)造愧欠妥，將繳管托支架注壓在輥軸詢上，沒有句任何固定口措施。在托經(jīng)歷數(shù)載傷冷熱循環(huán)窗后，管道駛的輥軸已蹲經(jīng)與管托莫錯位（見咳圖違2屯），隨時甲有可能跌氧落。帝建議采用質(zhì)帶滑道的灶輥軸替換杯原有的輥都軸，這樣謝既能保證丹管道的自障由滑動（謙滑動的摩翻擦系數(shù)小袋），又能黃保證連接仔的安全可燦靠（管道曠和輥軸不遲至跌落）他。圖2滑動節(jié)點破壞5結(jié)論圖2滑動節(jié)點破壞栽（地1詢）管道支采架種類繁趕多，構(gòu)造橡多樣；所醒以加固的緩方法也各予有不同。鋼（叔2儀）本文僅題對獨立管龍道支架進駁行分析計遙算并提出鉤加固方案激。件（猾3遭）通過承施載力驗算充和抗震驗吐算可知，芬這種空間撕桁架式管葬道支架的勤截面承載頃力不起控那制作用，斥主要靠桿顫件的長細(xì)遮比控制；追所以在現(xiàn)逝場檢查時汁要特別注沒意斜拉桿細(xì)的焊口，世如開焊則賀原有的長池細(xì)比將增菠大一倍。誠（覆4膝）活動管講道支架管礎(chǔ)托處的構(gòu)隙造，既要扭經(jīng)濟合理寇又要安全樂可靠；本港文中的加活固方案僅汁供參考，勞希望其他躍同行共同閣探討。嫂參考文獻教：樸[1]洞GB5比0009至-200廈1昨,臣建筑結(jié)構(gòu)鈔荷載規(guī)罩范顫[S].巴[2]斜GB5襖