独立式管道支架加固设计

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1、独立式管道支架加固设计　　摘要：本文介绍了管道支架的种类，重点介绍独立式管道支架的受力特点及破坏形式；通过一工程实例说明独立式管道支架在工程实际中的应用及加固形式。关键词：管道支架；荷载组合；抗震设防烈度；加固；抗震构造措施中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：管道支架是钢铁冶金行业的一种重要的特种结构,它主要支撑架空管道；这种结构数量大、分布广，计算比较复杂；而且多数管道支架的工作环境恶劣，锈蚀严重或焊口开焊时有发生。经常造成管道支架事故的发生。因此对管道支架的加固，保证管道支架的安全工作刻不容缓。本文对独立式管道支架的加固设计进

2、行了探讨。1管道支架分类6支架分独立式管道支架和组合式管道支架。其中独立式管道支架根据管道支架在管路上的作用不同，分为固定管道支架和活动管道支架。固定管道支架与管道之间不产生相对位移；活动管道支架则允许管道与管道支架之间产生相对位移，不约束管道的热变形。活动管道支架根据结构特征不同，又分为刚性管道支架、柔性管道支架和半铰接管道支架等。组合式管道支架就是采用某些辅助结构，把各自独立的管道支架联系起来，形成一个大跨度支撑管道的管道支架系统。分为纵梁式、吊索式和悬索式管道支架。2管道支架加固设计要求钢结构管道支架常存在如下缺陷：管道支架上缺少防

3、管线震落措施；横梁有挠曲或节点开焊；管道支架立柱歪斜；管道支架立柱和横梁连接不牢；横梁上无管托或管托断裂。由于管道支架的上述缺陷，常造成管线折断，带来较大的经济损失。因此，必须进行管道支架的加固。管道支架一般由管座、管道支架柱、管道支架梁和基础等组成。对活动管道支架的改造可利用改变管托的方法，达到减小管道对支架作用力的目的。比如将钢管托改为橡胶（聚四氟乙烯）管托，因为钢管托与管道支架上预埋钢板的摩擦系数为0.3，而聚四氟乙烯管托的摩擦系数为0.1，这样管道对管道支架作用的轴向水平推力，仅为原来水平推力的三分之一，从而使支架加固简化或免于加

4、固。但应根据具体情况和橡胶管托系列产品酌情使用，还应考虑橡胶老化后能更换的可能性。3管道支架的抗震验算6管道支架是支撑管道的结构，管道在一定程度上也支撑着管道支架，两者形成一个空间体系而共同工作。管道支架荷载主要考虑工艺提供的水平推力和风荷载，管道支架抗震要求主要与设防烈度、管道敷设方式和管道与管道支架在地震时的工作状态有关。对于固定管道支架抗震等级不能低于三级，活动管道支架抗震等级不能低于四级。需要注意为防止地震时管道由管道支架上滑落，需要采取必要的抗震构造措施并进行抗震验算。4工程实例4.1工程概况某焦炉炉段管廊支架由22个独立管道钢

5、支架组成，支架为空间桁架，上面主要布置煤气管道、蒸汽管道、氨水管道等。由于长期暴露在室外，加之年久失修，管道支架钢结构锈蚀严重，部分支架杆件屈曲。4.2管道支架荷载调查管道内的介质及管道的型号和数量参见表1。其中蒸汽管道、热水管道外包保温层，保温层为100mm厚岩棉。表1管道支架荷载统计4.3管道支架承载力验算以其中一管道支架为例进行承载力验算：1.计算荷载(1)永久荷载包括管道自重；内衬、保温层、管道内介质自重；管道附件和操作平台自重；(2)风荷载：由于管道两旁是较高的厂房，且风荷载效应远小于地震荷载效应，所以风载可忽略不计。62.承载

6、力验算管道支架的间距为6m，钢材材质为Q235钢，依据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001进行荷载组合：由永久荷载效应控制的组合：S＝1.35×1708.72×6×9.8=133.54kN由于管道在支架上布置较均匀，忽略偏心影响；所以管道支架所承受的轴力为：133.54×1000/4+1.5×3×9.03×9.8×1.35＝33923N表2支架立柱承载力计算4.4固定管道支架的抗震验算根据现场损坏的支架资料分析，对于滑动管道支架，当管道采用滑动方式铺设时，因其承担的地震作用最大值小于或等于静力计算时的最大摩擦力，因此，滑动管道支架

7、可以不作抗震计算。1.计算简图由于管道纵向刚度远远大于横向刚度，而且管道支架重量与管道重量相比可以忽略，故计算模型可简化为只沿管道横向的单质点体系。2.抗震承载力计算6计算单元的选取为每个管道支架左右各取1/2长度作为一个计算单元，忽略各计算单元之间在地震力作用下的相互作用；重力荷载代表值Geq为：管道(包括内衬、保温层和管道附件)和操作平台，采用自重标准值的100%；管道内介质，采用自重标准值的50%；管道支架，采用自重标准值的25%。该地区的抗震设防烈度为7度，由《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，水平地震作用标准值计算见表

8、3。表3水平地震作用力计算考虑地震荷载组合，支架立柱承载力计算见表4。表4考虑地震力组合支架立柱承载力计算考虑地震荷载组合，支架斜腹杆承载力计算见表5。表5考虑地震力组合支架斜腹杆承载力计算经