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压力管道技术 管道支撑 PAGE 199 第八章 管道支撑 管道的支撑设计是管道设计的一个重要组成部分，它与管道力学分析一样直接影响到管系强度的安全可靠性。第六和第七章介绍的管道力学分析都与管道的支撑有着密切的关系。换句话说，管道的力学分析是在管道布置和管道支撑设计的基础上进行的，而管道力学分析的结果反过来又影响着管道布置和管道支撑设计。另一方面，由于管道的支撑设计本身又涉及到许多力学计算，因此，本书将管道的支撑设计归入管道力学研究的范畴。一般来说，管道的支撑设计是伴随着管道布置进行的，它是由富有经验的配管工程师根据管道的走向和生根条件，初步确定管道的支撑点和支撑型式，待管系的力学分析完成之后再对其进行调整，或根据力学分析的结果进行某些支撑件的强度设计。由此也可以说，管道的支撑设计是管道布置专业和管道机械专业的交叉点。通过多年来的设计应用，目前管道的支撑件已形成系列化，并称之为管道支吊架系列，因此本章在对管道支撑的概念和支撑位置的选用进行介绍之后，重点介绍一下管道支吊架的型式选用。至于管道支吊架本身的强度设计，在某些专著或手册中已有详细的介绍，在此仅介绍一般的原则而不再展开讨论。 第一节 概述 就管道支吊架的作用而言，可以概括为以下三个方面：其一，承受管道的重量荷载(包括自重、介质重和隔热材料重等)；其二，限制管道的位移，阻止管道发生非预期方向的位移；第三，用来控制管道的振动、摆动或冲击。因此，管道支撑的位置确定、支撑型式的确定以及管道支吊架本身的强度设计也主要是围绕着上述支吊架的三个功能展开的。 一、管道支吊架的分类 根据管道支吊架的用途来分，可以分为如表8－1所示的三大类： 表8－1 管道支吊架的分类 序号大 分 类小 分 类1承重支吊架?刚性支吊架 ?可调刚性支吊架 ?可变弹簧支吊架 ?恒力弹簧支吊架 2限制性支吊架?固定支架 ?限位支架 ?导向支架3防振支架?减振器 ?阻尼器 （一）承重支吊架 以支撑管道自重及其它持续载荷为目的的支吊架统称为承重支吊架，它主要用于防止管道因自重及其它持续载荷（如介质重、隔热材料重、雪载荷等）而导致的管道强度或刚度超出标准要求。 根据管道相对于支撑结构的空间位置不同，承重支吊架可分为支架和吊架两大类。支撑件将管道支撑在它的上方时，这类支撑件叫做支架。用可以空间摆动的支撑件（吊杆）将管道吊在其下面支撑时，这类支撑件叫做吊架。支架和吊架都可以完全或部分限制管道的向下位移，但二者的支撑效果有所不同。支架因与支撑管道之间可能存在摩擦而使得管道的水平位移受到一定的阻碍，同时产生摩擦力。支架的刚度也比较大，故其稳定性较好。吊架对管道的约束刚度相对较小（除竖直方向外），也不存在摩擦力，如果在一根较长的管道中吊架用的太多，会使管系不稳定，故在一条管道中，一般不宜均用吊架进行支撑。 根据承受管道重量的特点不同，承重支吊架又分为刚性支吊架、可调刚性支吊架、可变弹簧支吊架和恒力弹簧支吊架四类。 1、刚性支吊架 刚性支吊架仅限制管道一个方向（通常为+Y方向）的自由度。它常用于管道在支撑点无向上垂直热位移和附加位移的情况下，或用于支撑点有较小的向下位移和附加位移但不会由此在管系中造成较大的管系力的情况下。 刚性支吊架是应用最多的一种支吊架。根据应用场合和生根条件的不同，常用的刚性支吊架系列有平（弯）管支托、假管支托、悬臂支架、临管支架等。有关它们的结构型式和应用将在下一节中详细介绍。 2、可调刚性支吊架 可调刚性支吊架是一般刚性支吊架的一种特殊型式，即通过旋拧可调螺丝，使支吊架的高度在一定范围内得到调整，用于有少量竖直方向的热位移或附加位移的场合。在工作工况下，当支撑点有竖直方向的热位移或附加位移时，会使管道脱离支架（俗称支架脱空）而起不到支撑作用，或使支架被顶死而产生较大的管系力，此时应采用下面将要介绍的弹簧支吊架。如果支撑点竖直方向的热位移或附加位移比较小，而且又位于容易接近的地方时，采用可调刚性支吊架比弹簧支吊架会更经济、更方便。例如，作者在平常的设计图纸校对中就发现过这种情况：一些支撑点的热位移仅几毫米，甚至仅有1mm，查其载荷变化率则不足1000N，支撑载荷也只有几千牛顿，设计人员在这种场合选用了弹簧支吊架。这显然是不经济的。可以想象或计算求证，如果此时支架在短时间内脱空或者顶死，也不会由此危及管系的强度安全，此时若选用可调刚性支架并及时进行调整，不仅可减少支撑空间，而且更方便、更经济。 3、可变弹簧支吊架 可变弹簧支吊架