管道第二章之地上管道总结

第2章地上管道管道跨越山谷、河流，通过沼泽、沙漠及永久冻土带等地区时采用地面架设；油库和炼油厂中的输油管道，常设置在地面管架（管墩）上或地下管沟中；优点：不影响土壤环境，且不受地下水位的影响，检修方便，发现和清除事故容易。缺点：管道直接设置在空气中，对于非常温管增加了热冷能量的损失，限制了通道的高度，不美观。2-1

地上敷设管道的支承形式地上敷设的管道是由支架或管架支承按支架高低按管架的结构形式按支架对管道的约束形式按管道的跨越形式支承形式按支架高低分：低支架敷设中支架和高支架敷设沿墙敷设低支架敷设示例低支架敷设为了防止地面水的侵袭和节约材料，这种敷设方式的管子距地面的净空一般为0.5米左右。由于管道敷设高度较低，便于施工、维护和检修，因而有利于节约材料。缺点是线路规划不当，将严重影响交通。中支架和高支架敷设在人行交通频繁的地方，应该采用中支架，支架净空高度约为2.5~3.0米。在跨越铁路或公路的地方应该采用高支架，高支架净空高度约为4.5~6.5米，甚至更高。中高支架和低支架敷设比较，需要的投资大，耗材多，维修也比低支架困难。沿墙敷设在工厂内部，当管径不大，管数不多时可以采用悬臂托架，将管道敷设在建筑物的墙上。不需另设支柱。应校核墙体的稳定性，并应注意不要影响厂房的采光和窗扇的开启。按管衬架的席结构售形式挎分类独立砌式管蛋架：管架偷与管缎架之森间没杂有任赔何联营系结按构，承每个辣管架刮独立策地支桌承着暮管道配；T形和П形，宰它们削又可糕做成堪单层颠和双拜层，酷要根卧据安听装管筒道的龄多少期来选怠用，婶从结膊构上恩可分平为单脆片平流面管嫁架、既空间答刚架肌和塔绒架等妹。组合骨式管链架把各墓自独军立的伪管架导联接染起来封，形渗成管陪架系海统。常见葡的组小合式惜管架咳有纵舞梁式原、桁烧架式腾等。纵梁愤式管帖架比聚较宏恐伟，浇刚度能也大妄，一汉般用肚于多潮根小调直径滩管道软在一龙起平客行敷散设，贿或在榨管线悼上分白支较杏多的冈情况辰下，添如化茧工厂堆、炼苍油厂锋等工川厂内汇的室洗外管古线。按支乖架对预管道云的约赵束形浊式——固定钢支架敲和活币动支发架通常雅每隔泥一定花距离麻，就阁设置材一个偿固定贸支架般，在袭两个违固定哗支架市中间册设置帮一个高补偿缝器。两个俊固定尘支架巩之间古设活烦动支肤架，耀只作宵为管斩道支若承，业而不查约束屑管道捉的热始膨胀蹄。按管渣道的逝跨越羊形式——种类惹繁多梁式蝴管道辩跨越——以输消送管阀道作途为梁牺的跨批越“

”形刚绒架管思道跨雁越——以输酒送管秧道构带成“

”遭形刚生架适用烧于小希型河馒流跨飘越，腐且要选求常邪年水戏位较保浅，恢河床库地质召情况议较好爽，允央许在箱河流源中设盾置基促础。适用贡于小闭型河悟流跨忽越，迁充分籍利用团管道臭自身软的支写撑能庆力，钢除使表用两寇个45阿°弯头味外，拔其他副直线顶管组采装，乱结构加简单菊，施凝工方康便，侨造价括低。桁架啦式管作道跨魂越——以输箭送管旅道和榴其它就构件她组成割桁架伙结构轻型李托架披式管圣道跨样越—以管光道作欲为上狭弦杆富、钢岁索作为乱下弦翠杆组受成托谷架结盾构结构刘刚度别大，黄有良恩好的桐稳定谢性。单管斑拱跨俯越——以单湿根输耗送管雨道作跌为拱刷形的麻跨越组合醉管拱戏跨越亡－以滋输送究管道织及其添他构陈件组茎成拱略形的跨越悬缆震式管搞道跨幼越——输送皂管道饿以悬卡垂形您式吊齐挂在雕承重佩主索症上的芬跨越悬垂撞式管糠道跨衡越——输送庆管道答以悬悔垂状疾构成旅自承式的钟跨越我国役具有仿的独窄特风怕格，匙由悬摊索结月构演灰变而丘来。悬索欣式管鬼道跨舱越——输送挑管道叛以平倦直形伤状吊草挂在胞承重斥主索绞上的捞跨越斜拉读索管忠道跨类越—输送止管道员用多且根斜方向张世拉钢扯索连推结于毕塔架偷和锚姿固墩码上的缩慧跨越采用驶多根碌密集荡的钢陪丝绳股斜向脉张拉今管道蛾，两兵端用交塔架秩作为冠其支纳座，族使管纽奉道水企平受柄拉，恢解决揪大口呈径管够道的截跨越蜡难题泽。结构仇形式攻的选烘择原著则当管疗径小伯于DN房诚30狮0的大承型跨恐越工示程,宜选柿用悬兽链、拜悬缆瞧结构牌。当管盗径大踢于DN壶30震0的大姥型跨钉越工穗程,宜选伶用悬盼索、疗斜拉雷索或样其组居合结约构。当管辈径大伟于DN逮30垒0的中妖型跨怪越工捉程,宜选钟用组甜合管耕拱、醒轻型坛托架故、桁想架结川构。移当河牌床稳肾定、精无通吓航要京求时,亦可愉选用缘瑞连续费梁式泰结构模。小型狡跨越读工程,宜选括梁式裤、单吹管拱阴、“π”型刚哭架、覆轻型霞托架重、桁渡架等境结构驾。国内帅管道骄跨越赵结构淋设计罗技术码总体盐水平奏国际秀领先泄。国内催居于封领先给水平疤的是薪四川缠石油遮设计庙院和创长庆扒管道溉局设香计院芳等。阳另外喝非石晌油行攀业的址建设卡设计宇单位,如华奋东和挖华南百地区墨部分另城市妈的市斗政设欺计院借在长融距离策输水删管道龄跨越绸上也凯建成虚了一古批大撑跨度童斜拉湖索管动道跨涝越。斜拉身索管如道跨菊越—我国礼首先戚成功唉应用寇于大容型管遭道跨怖越设锹计。悬缆卸式管室道跨滴越—我国塔具有遇的独偷特风果格，璃由悬绑索结中构演就变而锄来。我国让发展珠情况2-胜2架空缝管道扣的载艘荷计责算除管猜道输萝送介严质的鸭内压炼外，围架空输管道岸上还生作用宗有多弃种形绳式的护载荷乌。载荷怎计算垂直认载荷水平劣载荷轴向财载荷1．垂直翁载荷垂直桑载荷领包括抓管道盖自重释、保句温结诵构重逝量、豪管内疮输送乳介质幻玉重量赔、管惧道附越件重而量；气体置管道宝在某元些情足况下异尚应春考虑展水压见试验纱时的车水重建；必要辫时考缓虑弹座簧支滚吊架烦产生堪的作往用载诱荷和即位移潮；低支乒架敷撒设时扑要考或虑行索人的织重量忆；明设奶管道放要考狼虑冰叫雪载库荷和解积灰叼载荷仗等。总垂四直载味荷载荷糠系数管道治单位碰长度孤自重仅，N/堤m管道辟单位搁长度厚上保躬温层稿重量薪，N/得m管道层单位脖长度灰内所俗输送狭的液载重，耻按充则满管榨道截母面计召算，N/造m管架酬间距己，当曲管架堤两侧拿的间俭距不府等时畏，取布其平挥均值,m2．水诉平（惊横向买）载农荷——风载喜荷载荷蔑系数风载童体型雀系数肃，架补空管召道风民载体缺型系愚数，底见表2-叶2风压觉高度傲变化梨系数春，见蜘表11智-2基本震风压保值(又称雕标准驶风压锤值)，取冲决于鸽管架吐所在第地点句，它恩是指哗空旷常地区10旁m高处30年一质遇的10分钟滑最大锻平均及风压吴值N/方m2，见裁表11示-1对于瞧拐弯繁或附梦近设册有支响管的街固定昏管架蓬，尚酸有拐烈弯管艺或支纸管传蹲来的管侧向弃水平剂推力掉。对于撇拐弯熔或附扛近设截有支艘管的母活动耗管架脊，其瞒管架数顶尚皆有因僚管道傅横向蜘位移堂引起优的横晓向摩畜擦力畜。3．轴向注载荷管道漏的轴题向摩哲擦力管道腾内压线引起塌的不晴平衡吸轴向挺力补偿纷器的纲反弹席力为了腥适应咳管道迷热膨市胀的垒要求究，在育架空菜管道表中多羽设有煌补偿稍器，久一般宣设置既在两闯个固拖定管缝架之炊间，框当管托道受投热膨朝胀时誉，补帖偿器线被压滩缩变体形，骗由于婚补偿紧器的个刚度嘴，将反产生腾一个树抵抗既压缩留的力中量。2-逗3管道坛跨度南计算地上麻管道劝，隔—定的眯距离辉就要慰用管尖架（滥管墩脸）、存吊架隆、托训架来窄支承胜。两支晋承间光的距撕离称再为管棚道跨装度。跨度喊计算缴是地驳上管愤道设语计中略的重障要部贪分。两种希条件芒：强度刚度一、闯按强佣度条蝇件确库定管桐道的伴跨度管道配截面忌上产风生的绿最大暮应力历不得煤超过嗽管材洲的许象用应着力。连续圆梁模培型最大雅弯矩汗和应喘力弹性塑性跨度燃设计宪公式跨长许用涨外载命综合金应力均布速载荷截面茄系数焊缝饺系数焊缝闷系数焊接情况焊缝系数η手工电弧焊0.70有垫环对焊焊接0.90无垫环对焊焊接0.70手动双面加强焊接0.95自动双面焊接1.00自动单面焊接0.80二、餐按刚熄度条紧件确盒定管阳道跨族度管道蜡在一斩定的夏跨度释下总舟有一烤定的晚挠度拖，根适据对赔挠度睁的限菜制所兰确定代的管兔道允劣许跨蜘度，足叫做嫂按刚席度条殿件确症定的检管道吧跨度两种刺情况不允仁许反跌坡允许慕一定烫程度擦反坡油气割管道绸要求航管道嫩的坡狸度和寸挠度厚限制巷在一色定范桨围内陶就可脆以，捡并不工限制搞反坡政。如输远送特毯别粘密稠介贪质的阻管道看或要详求介辟质在侮管内听能完短全自斥流放冠空的开管道遗，不跃允许禽出现选反坡青。允许钩反坡——限制旁管道锐的挠粮度Δma失x≤0到.1温Dg中跨近端箱直跨不允拴许反烦坡对于盐输油堆和输竟气管销道，肠通常盯只需回要按锹强度狡条件筛决定沿跨度侄即可捉。对于喊蒸汽税管道乌或其应它对晓挠度竭有特窜殊限馒制要湖求的爹管道剂，应剑同时谦按强爆度条卧件和差刚度甜条件落计算永跨度眉，最并后选葵用两定者中细数值邻较小胡者。2-遗4管道益热应枯力计婚算地面奥敷设肆管道明受到嘱来自锦管架蜂、连蹈接设索备等翼的约复束，穗因此太，当胡温度撇变化泽时，宾管道给必然壤发生阁变形夫，管漂壁上枣由此盗产生陈热应难力。例2-钥1：设浑油罐勤进出挨油管岩线为φ15汪9×给4.坝5钢管分，管轿材的甜弹性知模量逆为19近7.储5G冠Pa，热掌胀系奏数为1.恭22案×1合0-51/℃，啦操作骗温度访为10纱0℃，若牲安装手温度雨为0℃，当睛管线程在1点处垮固定渴时，唱求管盲线的筝热应缘瑞力和血对油碰罐的制推力颜。解：美管子存截面夕积为温差郑：△T=湿10解0℃赞-0钩℃=才10盈0℃横截团面上都的温矩度应演力：σ=1钥.2属2×律10-5×1添97挥.5班×1露09×1生00畜=2型40柏.9答5（MP赶a）管子艘对油沃罐的狸推力菠：P=σA=渔52由2.将86（KN）A=愁2.敌17安×1扎0-3m2将进妖出油摸管在曾罐前铁的固搬定点等由1点改臭至2点角形窜平面板管道暖；管系威有大尘的变商形能芬力；管道屠的热哈应力寸和对正油罐炉的推弓力大闯为降颜低。平面浊管系跃热应向力的干计算弹性迷中心纯法（税力法心）——分析筹法图解塔法——查设记计手仿册计算漆程序坡法计算变机程酬序或谨商用袍有限专元软胸件简化携计算理方法不要绍求对拐热应蔽力的督大小肠作详采细计吸算，颠只要溜求判沉断管凶道有鬼无足文够的银补偿否能力弹性辅中心嫁法弹性包中心弯法采狗用下韵列几而点假昌设：固定茂点是津无位传移无株转动晴的绝作对刚押性质端点；中间祥活动灰支架鼠的摩掩擦力盯在计乞算中汤不予劫考虑告；管系坡是按遇一根倡无重允量的季弹性贸线计剩算。计算胖热应禽力（狼弹性扔力）才的步吨骤：根据途管系雪的条事件，届确定校各有侧关数侨据（D,佩t颂,△T,处α锡,扩E,灾I阅,W）；温度楼变化权引起馋的各踪蝶方向平伸长液量（柔△x,△y）；计算陡管系辞的线良静矩岸、线限惯性蚂矩、迟线惯抽性积晒；确定喘管系犯的形梯心位翻置；计算x、y方向拘的反示力；计算叔各点但的弯刘矩，鞠求出旱管系傻最大听弯矩Mma要x；计算醒最大住弯曲开应力σma宅x=掌Mma比x/W，并借与许延用应戴力比滚较。线性种矩：线惯踢性矩每：线惯仙性积眠：管系剩形心塞：x、y方向熄的反躁力：管系苦上任随意点A0（x0,y0）的孩弯矩：例2-目2：设讯油罐朋进出蛮油管雪线为φ15医9×值4.至5钢管膝，管炕材的骗弹性拣模量射为19匠7.替5G叠Pa，热廉胀系穷数为1.南22裁×1丘0-奴51代/℃，操号作温奏度为10畏0℃，若逝安装肥温度玩为0℃，当冤管线血在2点处天固定乡丰时，倒且已乘知ab管长5m，bc管长10委m，求毛管系挡的最讲大热朽应力维。例2-舱3：将村前例臂中的对角形院管道飘在转薯角处吐采用岔曲率垄半径R=店3.篇5D≈0.骑5m的弯医管，遇其余旷条件垮不变砍，求京管系老的最锄大热路应力份。2-校5管道奇热应晕力的长补偿在温须度较重高的严管道轨系统超中，摸一般缝设置央一些庭可伸煮缩的漂装置追或弯灾曲的衫管段衣，以榴增加醒管道绞的弹孤性，无减小茂热胀恩应力重。这种溪能减干小热艺应力微的装恢置称电为补践偿器思。弯曲沟管段伸缩帮器弯曲挽管段围：L形、Z形、Π形和Ω形补反偿器Ω形补谎偿器再用于宴小口巾径管屑道。Π形补辰偿器脚应布弓置在醋补偿映段的啄中间霸位置爪，以针使两约臂伸督缩均盗衡，弱管线狠不会朝弯曲竞，充货分发颠挥补屋偿器霞的补叉偿能沃力。傲若地辣形限立制，额应在泽补偿缓器两使端对车称布请置导父向支旦座。伸缩渗装置波纹水管式驱和填患料函递式利用紧金属环本身白的弹化性伸梯缩来拜减少疾管道熔的热途应力熊，每畜个波递纹可需吸收遗膨胀撞值5-蹲15候mm。优点闻：体龟积小吧、结像构紧亿凑缺点主：易友发生许纵向怒弯曲勺，波不纹总凶数一土般不径超过6个，锦补偿妻能力农有限决。优点刊：体屈积小鹿、补牢偿能模力大缺点绘：易病泄漏壮、易子卡只有卡弯曲执管段膛不能兔满足已要求英时，虹才采躬用伸丑缩装鸽置。补偿仇器的贞设计狠计算丢方法弹性形中心紫法（各力法矿）——分析胞法（p7尸4-溜p7谅6）图解括法——查设吹计手先册计算绕程序悉法计算番机程跪序或归商用锹有限单元软鲜件简化闹计算恰方法不要第求对诵热应保力的惑大小蔬作详勾细计法算，躺只要临求判汤断管股道有验无足病够的呈补偿受能力AS醒ME艇B怒31疑.1判别蒙式管子芒的公调称直库径，m管道内在温脉度变库化时韵的自裤由位泛移，漠等于璃两个拴固定辆支座益间的尾直线权热伸具长量舞，mm两个毫固定财支座撑间管斑道的辅实际迁总长堪度，m两个摘固定剑支座踩间的济直线痒长度捧，m例2-包4：在披相距60象m的固祖定支声座的咽管道田中，森设计刷膨胀暮弯的传尺寸h。假朽定直嗓径D=社40悟6m帽m，管圾道的念安装茄温度旋为15豪℃，而判运行仍温度鸣为80你℃，管烦道材影质的着弹性最模量E=盐21剩0G炎Pa，α=坛1.弄12险×1缸0-51/折℃。解：编管道躬安装级与运爷行时壁的温柔度变斧化为闹：ΔT威=8洪0-父15冠=6绍5℃热伸绿长量餐为：△=阿α·矮U·舞ΔT校=1概.1擦2×的10抗-5先×6黑0×蚀65赶=0蛛.0含43涂68收m=薄43辛.6赶8m驻m设计自膨胀绿弯后吩，应挡用简丘易校锄核公冠式，悦得：求解蜓：h=昌1.苹46傲m2-畅6管道泼振动振动稳是一探种现庸象；结构珍振动度有巨拍大的柴危害帝性；振动良会引详起管痛道和腹管架络的疲股劳损杨坏、隆建筑疗物诱完发振贪动以赛及噪瞎声等庭。管道文产生险振动宵的原转因流体辱（气叹体或折液体昼）脉缘瑞动往复业式机悟泵进睁出口息；弯头翻、异族径管妈、控暖制阀继、盲互板等风载共振当激爹发频猫率与产系统弊某阶倒固有槽频率驼相等言时；对管龙道组丈件，遭推荐柔的最央低固惰有频朴率是30族Hz；工程播上的饺共振敏区范吓围（0.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