管道支吊架方案：大型管道支吊架计算选型及安装施工

来源：中建三局、百度文库

版权归原作者所有

1

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；

2

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：

管径（mm）	壁厚（m）	外径（m）	内径（m）	每M管重（Kg）	每M水重（Kg）	每M保温重量（Kg）	每M满水重（Kg）
400	0.009	0.426	0.408	92.554	130.740	3.741	227.035

（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：

槽钢型号	Mk	Mx（N*mm）	My（N*mm）	Wx（mm3）	Wy（mm3）	结果（N/mm2）	钢材抗拉强度设计值（N/mm2）
12.6	749778	1012200	303660	62100	10200	81.30021	215
10	748087	1009917	302975	39700	7800	113.4383	215
8	746679	1008017	302405	25300	5790	162.47894	215
6.3	745693	1006686	302006	16100	4500	228.77545	215

3

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：

YG3型膨胀螺栓	拉力值KN	剪力值KN
M12	12.97	8.93
M16	24.5	16.86

DN400无缝钢管重量表：

管径（mm）	壁厚（m）	外径（m）	内径（m）	每M管重（Kg）	每M水重（Kg）	每M保温重量（Kg）	每M满水重（Kg）
400	0.009	0.426	0.408	92.554	130.740	3.741	227.035

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；

4

成品支架展示

支架大样图及完成照片展示：

5

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。

,