一、管道支吊架的分类和结构形式
1. 分类
①. 承重架 包括滑动架、杆式吊架、恒力架、可变(变力)弹簧支吊架和滚动架等。
②. 限制性支架 包括限位架、定值限位架、导向架和固定架等。
③. 减振架 包括弹簧式、油压式、摩擦式、黏性减振器等。
2. 结构形式
①. 标准支架
指整个结构各部位的尺寸都是不变的,如各类管托就是标准支架,选用时根据管径、材料等写明型号即可。标准支架结构形式见表3-12.
②. 通用支架
指管道支架的形式已确定,而各部尺寸需在选用时确定。其结构形式见表3-13.
二、支架选用及间距
1. 支架选用
在管道施工中,管道支架是管道工程上必用的且种类繁多的构件,有一部分由设计确定,但大多数由施工人员在施工现场自行决定。在选用各种管架时,根据支架的功能和受力情况进行正确的选择、计算和合理设置,是保证管道安全经济运行的重要的一环。对于支架的选择、要遵循下列原则。
①. 支架的选型和设置应符合设计文件的规定,应能正确地支撑管道,并能满足管道的强度和刚度、管道的介质工作压力和工作温度、管道投入运行时的位移和补偿、管道安装的实际位置等各方面的综合要求。
②. 支架应能承受管道在安装状态、工作状态及预计工作状态中的一些偶然外荷载的作用。
③. 支架应尽量选择型号相同的标准支架,以便成批生产和加快施工速度。
④. 应选用制作简单、施工方便、应用较多的焊接型支架。
⑤. 在直管段上的两个补偿器之间,或无补偿装置、有热位移的直管段上只允许设置一个固定支架。
⑥. 水平安装的方形补偿器或弯管附近,应采用滑动支架,以便管道在温度变化而引起伸缩时能够自由地做轴向和横向移动。
⑦. 在管道上无垂直位移或垂直位移很小的地方,可设置活动支架或刚性吊架。活动支架形式应根据管道对摩擦作用的不同要求来选择。
a. 对由于摩擦而产生的作用无严格限制时,可采用滑动支架。
b. 当要求减小管道轴向摩擦作用力时,可选用滚柱支架。
c. 当要求减小管道水平位移的摩擦作用力时,可采用滚珠支架。
⑧. 在填料函式补偿器和波形补偿器两侧,应设置1~2个导向支架,以使管道运行时不至于偏离中心线。在铸铁阀件两侧宜设置1~2个导向支架,使铸铁阀件少受弯矩作用。
⑨. 在管道具有垂直位移之处,应设弹簧吊架;当不便设弹簧吊架时,也可设弹簧支架;当同时具有水平位移时,应采用滚珠弹簧支架。但管道吊架现场装配工作量大,耗钢材多,且不利于管道的稳定及消震,所以除架空管道不便装设滑动支架时装设吊架外,应尽量少采用吊架。
在同一管道上不宜连续使用过多的吊架,应在适当位置设置型钢支架,以防止管道摆动。
2. 支架间距
管道支架的间距应符合设计文件的规定。当设计文件无规定时,可参考相关的管道设计手册确定。
确定支架间距时,应考虑管子、管子附件、保温结构及管道内介质重量对管子造成的应力和应变不得超过允许的范围。如管道内的介质是气体或蒸汽,一般应将水压试验时管内水的重量作为介质重量来考虑。在较重的管道附件旁应设支架,以承受其荷重。支架最大允许间距主要是由管道所承受的垂直方向荷载来决定的,它应满足强度条件和刚度条件。根据计算结果取其中的较小值作为最大允许间距。
水平直管段支架间距是以承受均布荷载来计算的。
①. 固定支架安装位置的确定
固定支架的安装位置由设计人员根据需要在图纸上予以确定。一般是考虑热力管道自然补偿、补偿器补偿的需要。同时固定支架位置的确定应不超过表3-14规定的间距值。
②. 活动支架安装位置的确定
活动支架安装位置一般设计不予明确,必须由施工现场参照表3-15 的规定值具体定位。
三、管道支架的安装
1. 支架安装的一般要求
管道支架安装前,应对所要安装的支架进行检查,支架的规格尺寸应符合设计要求。固定后的支架位置应正确,安装要平整牢固,与管子接触要良好。
对于有坡度要求的管道,支架的标高、坡度必须符合设计要求。支架的坡度和标高应根据两点间的距离和坡度的大小,算出两点间的高差,然后在两点间拉一条直线,按照支架的间距在墙上或构筑物上画出每个支架的位置。
固定支架应严格按照设计要求安装,并在补偿器预拉伸前固定。在无补偿装置、有位移的直管段上,不得安装1个以上的固定支架。
吊架安装时,吊杆要垂直,其长度应能调节。但管道有热位移时,吊杆应在位移相反方向按位移值的1/2倾斜安装。对两根热位移方向相反或位移值不等的管道,不能使用同一吊架。
导向支架或滑动支架的滑动面应平整洁净,不得有歪斜和卡涩现象,安装位置应从支承面中心向位移反向偏移,偏移值为位移值的1/2。
弹簧吊架的安装高度应按设计要求调整,并做好记录。待系统安装、试压完毕后,方可拆除弹簧的临时固定件。
铸铁管或大口径管道上的阀门应设有专用支架,不得使管道承力。
2. 常用支架的固定方法
①. 直接埋入墙内的支架 一般先在砖墙或混凝土墙上预留孔洞,安装时可先将孔洞内的碎砖和尘土清除,用水冲洗干净,将支架横梁埋入墙内,埋人深度一般不得小于150mm,填塞1:3水泥砂浆,填塞密实并凝固后即可,如图3-11所示。
②. 预埋件焊接支架 对于钢筋混凝土构件上的支架,可在预制或现浇钢筋混凝土时,在支架的位置预埋钢板后,将支架横梁焊接在预埋的钢板上,如图3-12所示。
③. 用膨胀螺栓或射钉固定支架 当钢筋混凝土结构上未预埋焊接支架的钢板时,可采用膨胀螺栓或射钉(吊架不能用射钉)固定支架。
用膨胀螺栓安装支架时,首先在安装支架的位置钻孔,孔的直径与套管的外径相等,深度与螺栓长度相等。将套管套在螺栓上并将螺母带在螺栓上,将螺栓打入孔内,待螺母接触孔口时,用扳手拧紧螺母。随着螺母的拧紧,螺栓被向外拉动,螺栓的锥形尾部便把开口的套管尾部胀开,使螺栓和套管一起紧固在孔内,这样就可以在螺栓上安装支架横梁了,如图3-13所示。
用射钉固定支架时,先用射钉枪把射钉射入安装支架的位置,然后用螺母将支架横梁固定在射钉上,如图3-14所示。