设计与研究*弹性支架对提高管道自然补偿能力的作用雷喜胜(深圳市安佳信物业管理有限公司,广东深圳518040)1问题的提出弹性支架分可变弹簧支架和恒力支架两类。可变弹簧支架的特点是当管道在垂直方向发生位移时,弹簧压缩或伸长,支点受力发生变化;恒力弹簧支架的特点是当管道在垂直方向发生位移时,支点受力不发生变化,其荷载变化率理论值为零。无论是何种支架,都是利用其收缩特性,保证支点不脱空,使管系的应力分布安全合理。
实际中,通过对典型的IX形(即方形)补偿的热力管线的观察分析,发现龙门顶部的两个普通活动支架由于垂直位移的影响常常脱空。这样,一方面影响管线自身的安全,另一方面,由于支架荷载的位移,临近两个低点支架往往因超载而破坏。而弹性支架用作垂直位移的支点,具有许多优点。作者简要介绍了弹性支架的选择计算,并以n形管系为例,说明弹性支架对增加管道自然补偿力的作用。
2弹簧支架的计算管道由冷变热,弹簧支架的荷载变化系数不大于35%,对于主管道不大于25%.弹簧支架的安装荷载或工作荷载均不大于弹簧的允许荷载。
弹簧串联安装时,热位移按照弹簧支架的*大允许荷载的变形量按比例分配;并联时,荷载由两侧弹簧平均承担。
2.2计算支点热位移计算,严格按照经审定的计算机程序计算。当温度较低时,计算结果与实际有差异,可支点荷载计算的实质是解决自重在各支架间的分配问题。由于管道布置形状的任意性和复杂性,要从理论上解决合理的荷载分配比较困难,现行方法有一定的经验性。常用的荷载分配方法有:吊零条件。假定每个支点处管道自重产生的位移为零。此种分配方法计算工作量很大,需上机计算。
简支梁条件。假定相邻支点间的管段为简支梁,按简支梁分配荷载。该方法计算结果与吊零条件计算结果较为接近,可手工计算。
吊零加给定荷载。对一般的支点按吊零条件计算,而对某些支点则按给定荷载计算。计算表明,该条件可满足实际需要。
根据热位移和工作荷载,查阅《实用供热空调设计手册》等资料,可选择合适的弹簧型号。
3n形管系应力分析目前管道应力计算常用的程序有:等值刚度法程序、有限单元法计算程序、SAP5程序和CAESAR管道应力分析程序。其中,CAESAR管道应力分析程序适用于管道静力、动力分析,功能相当齐全。
对于具有同一管径、同一壁厚、无分支、两端固定、无中间约束的非剧毒介质管道,只要管系具有足够的柔性,热膨胀和端点位移所产生的应力在允许者简介j甘肃天水人工程师,学士主要从事工民建结构设计施工和管理工作范围之内,并满足下式:Y管段总位移(mm);/管段在两固定点之间的展开长度(m);U管道固定点之间的直线距离(m)。
现以所示!!形管系为例,采用CAESAR程序进行应力分析计算。
质为饱和蒸汽;材质10钢;管线质量(含介质及保温材料)50N/m. n形管系示意、8为固定支架;3、6为导向支架;其余为活动支架将上述数据代入式(1),满足式(1)判别条件,说明该管段需要进行详细的应力分析。
按所示约束形式,主要计算结果如表1所列。
表1计算结果序号曾志诚。城市冷、暖、汽三联手册。北京:中国建筑工业出版社1995.