大企业如何做大型管道支吊架计算选型及安装施工？

来源：机电天下

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一、重点、难点分析

难点：

1、管道系统复杂，支架形式多样，选型难以把握，支架易变形产生隐患；

措施：

1、采用优质钢材制作；

2、进行满载荷计算，对支架进行受力分析；

3、选取经济可靠的支架；

难点：

2、管道管径大，受力集中；支架数量庞大，安全隐患点多；

措施：

1、对焊工进行技术交底，选用技术过硬焊工进行专职制作；确保焊接质量和效率；

2、对焊缝进行防腐处理，必要时进行探伤检查；

二、支吊架的选型

1、计算管道重量

按设计管道支吊架间距内的管道自重、满管水重、保温层重及10%的附加重量（管道连接件等）计算；

2、设计载荷

垂直荷载：考虑制造、安装等因素，采用支吊架间距的标准荷载乘以1.35的荷载分项系数；

水平荷载：水平荷载按垂直荷载的0.3倍计算；

不考虑风荷载。

3、横担抗弯强度计算

横担存在水平推力时抗弯强度按下式计算

横担不存在水平推力时抗弯强度按下式计算

式中：

rx、ry ? ?截面塑性发展系数

1)承受静力荷载或间接承受动力荷载时， rx = ry =1.05。

2)直接承受动力荷载时， rx = ry =1。

Mx、My? ?所验算截面绕x轴和绕y轴的弯矩(N·mm )

Wx、Wy ? ?所验算截面对x轴和对y轴的净截面抵抗矩(mm³ )

f? ?钢材的抗弯、抗拉强度设计值(N/mm²)

4、实例分析

现以两根DN400的无缝钢管一起做支架进行举例说明：

（1）支架具体数据如上图所示，支架间距设置为4.8m一个；

（2）计算管道重量：

查阅五金手册并计算可得下表：

（3）计算时，以10Kg为基数，即不满10Kg的按照10Kg计算。

支架间距为4.8m，即每个支架相当于要承受4.8m管道的重量

4.8mDN400无缝钢管重量：

M=4.8*每m满水重=4.8*230=1104kg

故受力F=M*g=11040N

（4）载荷计算

根据支架方案，建立模型，分析受力情况，找出最不利点；

此处，先假设采用12.6#槽钢，查阅五金手册，其单位重量为12.4kg/m

故 其均布荷载为0.124N/mm；

槽钢横担的受力为两个集中应力和一个均布荷载的叠加。

集中应力受力分析图：

均布载荷受力分析图：

两者叠加后弯矩图：

由图可知，其最不利点得位置，为了方便计算选取1/2处为最不利点，由此可根据公式得出支架标准载荷Mk=88495 N·mm

因为标准荷载Mk=884951N*mm，所以垂直荷载Mx=1.35Mk

水平荷载按照垂直荷载的0.3倍计算，即水平荷载My=0.3Mx

由右表可知，

Wx=0.0621mm3

Wy=0.0102mm3

为加大保险系数，此处当所用材料为刚性材料，无塑性。截面塑性发展系数都取1。即Rx=Ry=1

钢材的抗拉强度设计值采用钢材Q235的数据，为215N/mm2，即f=215 N/mm2；

将数据代入横担抗弯强度公式

即可知所验算材料型号是否符合受力要求。各种型号型钢计算结果如下表：

三、螺栓及吊具选型

1、膨胀螺栓受力计算

膨胀螺栓设计参数如右表：

DN400无缝钢管重量表：

每个支架相当于承受两根4.8m DN400无缝钢管

总重量为M=230*4.8*2=2208Kg

故F=Mg=22080N=22KN

假设使用M12膨胀螺栓，共计12个，则，能承受的剪力值为107.16KN

为管道重量的5倍。

此处，每个支架使用M12的膨胀螺栓12个，完全能够承受此种支架方案的受力。

2、葫芦吨位确定：

一次性吊装2根DN400管道，每根管道长24米。DN400管道重量为92.5KG/M。故管道总重量为M=2*24*92.5=4440KG。

每根支架总长度为3米，与管道一次性固定3根支架。12.6#槽钢重量为12.4KG/M。

故支架总重量为M=3*3*12.4=111.6KG

支架与管道总重量为M=4440KG+111.6KG=4551.6KG

吊装过程采用4个葫芦同时均匀受力，此处每个葫芦承受的重量为4551.6/4=1137.9KG

葫芦采用3吨位的能够满足；

四、成品支架展示

支架大样图及完成照片展示：

五、施工保障措施

1、质量保障措施

(1)、所以进场材料全部进行验收，从材料源头开始控制质量，杜绝使用不合格产品。

(2)、所有焊工实名制管理，确保每道焊缝合格，对于焊缝全数检查。

(3)、支架所有焊缝采用专职焊工焊接，对于焊缝进行防腐处理。

2、成品保护措施

所有材料堆放于干燥、干净的场地，防止腐蚀。

3、安全保障措施

(1)、现场必须正确佩戴安全帽，高空作业必须正确佩带安全带，脚手架、施工吊架搭设验收合格，严禁酒后进入施工现场作业，施工负责人对施工人员做好相关应急工作。

(2)、管道吊装所用绳索、葫芦及其他工具，在使用前一定检查合格，存在安全隐患的禁止使用。

(3)、在梁上部临时设置的吊装点一定要焊接牢固，吊装前要有专人检查，才能使用。

(4)、吊装管道时要有足够的人手，不能盲目施工，现场要有专人负责指挥，起吊速度不宜过快，确保吊装安全顺利进行。

(5)、特殊工种必须有操作证件，当现场进行电气焊作业时，操作人员必须对现场周围进行检查是否存在易燃易爆物品，如果存在不安全因素，应采取相应的保护措施，移动可燃物品隔离，设专业人员携带干粉灭火器监护。