大型管道支吊架計(jì)算選型及安裝施工，看看大企業(yè)是怎么做的?
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難點(diǎn)：
1、管道系統(tǒng)復(fù)雜，支架形式多樣，選型難以把握，支架易變形產(chǎn)生隱患;
措施：
1、采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作;
2、進(jìn)行滿載荷計(jì)算，對(duì)支架進(jìn)行受力分析;
3、選取經(jīng)濟(jì)可靠的支架;
難點(diǎn)：
2、管道管徑大，受力集中;支架數(shù)量龐大，安全隱患點(diǎn)多;
措施：
1、對(duì)焊工進(jìn)行技術(shù)交底，選用技術(shù)過硬焊工進(jìn)行專職制作;確保焊接質(zhì)量和效率;
2、對(duì)焊縫進(jìn)行防腐處理，必要時(shí)進(jìn)行探傷檢查;
2支吊架的選型
1、計(jì)算管道重量
按設(shè)計(jì)管道支吊架間距內(nèi)的管道自重、滿管水重、保溫層重及10%的附加重量(管道連接件等)計(jì)算;
2、設(shè)計(jì)載荷
垂直荷載：考慮制造、安裝等因素，采用支吊架間距的標(biāo)準(zhǔn)荷載乘以1.35的荷載分項(xiàng)系數(shù);
水平荷載：水平荷載按垂直荷載的0.3倍計(jì)算;
不考慮風(fēng)荷載。
3、橫擔(dān)抗彎強(qiáng)度計(jì)算
橫擔(dān)存在水平推力時(shí)抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算
橫擔(dān)不存在水平推力時(shí)抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算
式中：
rx、ry ‒ ‒截面塑性發(fā)展系數(shù)
1)承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載時(shí)， rx = ry =1.05。
2)直接承受動(dòng)力荷載時(shí)， rx = ry =1。
Mx、My‒ ‒所驗(yàn)算截面繞x軸和繞y軸的彎矩(N·mm )
Wx、Wy ‒ ‒所驗(yàn)算截面對(duì)x軸和對(duì)y軸的凈截面抵抗矩(mm³ )
f‒ ‒鋼材的抗彎、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm²)
4、實(shí)例分析
現(xiàn)以兩根DN400的無縫鋼管一起做支架進(jìn)行舉例說明：
(1)支架具體數(shù)據(jù)如上圖所示，支架間距設(shè)置為4.8m一個(gè);
(2)計(jì)算管道重量：
查閱五金手冊并計(jì)算可得下表：
|
管徑（mm） |
壁厚（m） |
外徑（m） |
內(nèi)徑（m） |
每M管重（Kg） |
每M水重（Kg） |
每M保溫重量（Kg） |
每M滿水重（Kg） |
|
400 |
0.009 |
0.426 |
0.408 |
92.554 |
130.740 |
3.741 |
227.035 |
支架間距為4.8m，即每個(gè)支架相當(dāng)于要承受4.8m管道的重量
4.8mDN400無縫鋼管重量：
M=4.8*每m滿水重=4.8*230=1104kg
故受力F=M*g=11040N
(4)載荷計(jì)算
根據(jù)支架方案，建立模型，分析受力情況，找出最不利點(diǎn);
此處，先假設(shè)采用12.6#槽鋼，查閱五金手冊，其單位重量為12.4kg/m
故 其均布荷載為0.124N/mm;
槽鋼橫擔(dān)的受力為兩個(gè)集中應(yīng)力和一個(gè)均布荷載的疊加。
集中應(yīng)力受力分析圖：
均布載荷受力分析圖：
兩者疊加后彎矩圖：
由圖可知，其最不利點(diǎn)得位置，為了方便計(jì)算選取1/2處為最不利點(diǎn)，由此可根據(jù)公式得出支架標(biāo)準(zhǔn)載荷Mk=88495 N·mm
因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)荷載Mk=884951N*mm，所以垂直荷載Mx=1.35Mk
水平荷載按照垂直荷載的0.3倍計(jì)算，即水平荷載My=0.3Mx
由右表可知，
Wx=0.0621mm3
Wy=0.0102mm3
為加大保險(xiǎn)系數(shù)，此處當(dāng)所用材料為剛性材料，無塑性。截面塑性發(fā)展系數(shù)都取1。即Rx=Ry=1
鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值采用鋼材Q235的數(shù)據(jù)，為215N/mm2，即f=215 N/mm2;
將數(shù)據(jù)代入橫擔(dān)抗彎強(qiáng)度公式
即可知所驗(yàn)算材料型號(hào)是否符合受力要求。各種型號(hào)型鋼計(jì)算結(jié)果如下表：
|
槽鋼型號(hào) |
Mk |
Mx（N*mm） |
My（N*mm） |
Wx（mm3） |
Wy（mm3） |
結(jié)果（N/mm2） |
鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)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 |
1、膨脹螺栓受力計(jì)算
膨脹螺栓設(shè)計(jì)參數(shù)如右表：
|
YG3型膨脹螺栓 |
拉力值KN |
剪力值KN |
|
M12 |
12.97 |
8.93 |
|
M16 |
24.5 |
16.86 |
|
管徑（mm） |
壁厚（m） |
外徑（m） |
內(nèi)徑（m） |
每M管重（Kg） |
每M水重（Kg） |
每M保溫重量（Kg） |
每M滿水重（Kg） |
|
400 |
0.009 |
0.426 |
0.408 |
92.554 |
130.740 |
3.741 |
227.035 |
總重量為M=230*4.8*2=2208Kg
故F=Mg=22080N=22KN
假設(shè)使用M12膨脹螺栓，共計(jì)12個(gè)，則，能承受的剪力值為107.16KN
為管道重量的5倍。
此處，每個(gè)支架使用M12的膨脹螺栓12個(gè)，完全能夠承受此種支架方案的受力。
2、葫蘆噸位確定：
一次性吊裝2根DN400管道，每根管道長24米。DN400管道重量為92.5KG/M。故管道總重量為M=2*24*92.5=4440KG。
每根支架總長度為3米，與管道一次性固定3根支架。12.6#槽鋼重量為12.4KG/M。
故支架總重量為M=3*3*12.4=111.6KG
支架與管道總重量為M=4440KG+111.6KG=4551.6KG
吊裝過程采用4個(gè)葫蘆同時(shí)均勻受力，此處每個(gè)葫蘆承受的重量為4551.6/4=1137.9KG
葫蘆采用3噸位的能夠滿足;
4成品支架展示
支架大樣圖及完成照片展示：
5施工保障措施
1、質(zhì)量保障措施
(1)、所以進(jìn)場材料全部進(jìn)行驗(yàn)收，從材料源頭開始控制質(zhì)量，杜絕使用不合格產(chǎn)品。
(2)、所有焊工實(shí)名制管理，確保每道焊縫合格，對(duì)于焊縫全數(shù)檢查。
(3)、支架所有焊縫采用專職焊工焊接，對(duì)于焊縫進(jìn)行防腐處理。
2、成品保護(hù)措施
所有材料堆放于干燥、干凈的場地，防止腐蝕。
3、安全保障措施
(1)、現(xiàn)場必須正確佩戴安全帽，高空作業(yè)必須正確佩帶安全帶，腳手架、施工吊架搭設(shè)驗(yàn)收合格，嚴(yán)禁酒后進(jìn)入施工現(xiàn)場作業(yè)，施工負(fù)責(zé)人對(duì)施工人員做好相關(guān)應(yīng)急工作。
(2)、管道吊裝所用繩索、葫蘆及其他工具，在使用前一定檢查合格，存在安全隱患的禁止使用。
(3)、在梁上部臨時(shí)設(shè)置的吊裝點(diǎn)一定要焊接牢固，吊裝前要有專人檢查，才能使用。
(4)、吊裝管道時(shí)要有足夠的人手，不能盲目施工，現(xiàn)場要有專人負(fù)責(zé)指揮，起吊速度不宜過快，確保吊裝安全順利進(jìn)行。
(5)、特殊工種必須有操作證件，當(dāng)現(xiàn)場進(jìn)行電氣焊作業(yè)時(shí)，操作人員必須對(duì)現(xiàn)場周圍進(jìn)行檢查是否存在易燃易爆物品，如果存在不安全因素，應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，移動(dòng)可燃物品隔離，設(shè)專業(yè)人員攜帶干粉滅火器監(jiān)護(hù)。
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