供热工程中架空管道敷设的设计及施工要点

供热工程中架空管道敷设的设计及施工要点摘要：供热管道的敷设方式应根据气象、水文、地质、地形等条件以及施工、运行、维护等因素确定。室外供热管道一般敷设在地下和架空。本研究主要探讨了供热管道敷设的几个技术性问题，希望为以后的施工提供参考。关键词：供热工程；架空管道；敷设；设计；施工要点1架空敷设室外架空管道可用于地下水位高或年降雨量大、土质差、腐蚀性强、河流和铁路穿越等情况。厂区地下管道密集。如果有给水、排水、燃气、电缆等工业管道，一般采用架空管道，防止管道穿越和绕行。架空管道敷设的优点是可以节省大量工程量，降低工程成本，不受地下水影响，施工中的管道穿越问题也容易解决。其缺点是供热管道的热损失大。例如，在气候寒冷的黑龙江省采用这种铺设形式时，应采取有效的防冻措施。由于风、沙、雨、雪的侵蚀，管道保温层需要维护或更换，使用寿命短。施工过程中管道吊装和高空作业不方便，有时还会影响交通和建筑美观。特别是厂区内的输气管道，采用架空敷设。即使存在一定的燃气泄漏风险，燃气管道的管径也很大，架空敷设也非常合适。1.1地面架空敷设的分类1.1.1低支撑的铺设山区施工尽量采用低支撑敷设。管道保温层外表面与地面的净距离一般保持在0.50~1.00m。管道穿越铁路、公路时，采用三维II型管道高支撑敷设。管道扩张器宜采用II型管道，在管道最高处设置弹簧支架和放气装置，在管道最低点设置排水装置。有低砖、钢筋混凝土等。低支撑铺设是最经济的。其优点之一是，除了固定支撑材料所需的钢材或钢筋混凝土外，滑动支撑材料还可以用大量砖块或碎石建造。因此，应使用当地材料，并可大大降低管道工程的成本。二是支架铺设量小，施工维护方便，可以节省资金投资，缩短施工周期，降低维护成本。三是对于热水管道，应使用套筒膨胀机代替方形膨胀机，以节省钢材，降低管道流体阻力，降低循环水泵的功耗。应定期检查和维护，以避免因管道频繁膨胀而导致密封填料磨损和泄漏。采油厂、石化厂、发电厂等工业区的供热管道一般采用低支架敷设，可沿厂区敷设。1.1.2中间支撑铺设在行人交通频繁的路段，应使用中等支撑进行铺设。敷设时，管道保温层外侧距地面的距离一般为2.00〜2.50M。管道穿越铁路、公路时，采用穿越公路的II型管道高支架敷设。材料通常是钢、钢筋混凝土、碎石和砖。与高支架铺设相比，中支架铺设具有支架低、材料消耗少、投资小、施工维护方便等优点，工期相应缩短。2钢桁架架空段设计要点2.1钢桁架布置图钢桁梁桥长1.4公里，宽12米，高5.8米。钢桁梁桥由桩基、桥墩、混凝土盖梁、钢结构梁和上下腹杆组成。钢桁梁桥每跨设计长度分为19米、20米、23米、25米、30米和55米六种类型。一般情况下，每跨长度为25米。钢桁梁桥的高度以水利部门提供的最高洪水位为基础，以确保桥面不会被淹没在最高洪水位之下，桩基按河谷最大冲刷深度设计，确保在河流冲击下达到设计使用年限。最后，钢桁梁桥的高度基于混凝土盖梁下边缘高于河道底部的高度。一般高度为8〜12m，个体高度为16m。2.2补偿器的选择和布置在工作期间，供热管道将经历升温、升压、降温、降压的过程。在温升和升压过程中，管道会产生较大的一次应力和二次应力，叠加后传递到固定支架上。由于钢桁梁桥的特殊形式，在高温高压工况下，没有足够的空间设置大型固定支架来承受供热管道的轴向应力。在选择补偿器时，应尽可能降低轴向应力，减少钢桁梁、混凝土盖梁和桥墩承受的荷载。因此，应考虑在供热管道运行过程中不会产生盲板力的方形补偿器和内外压平衡波纹管补偿器。对比两种补偿器，方形补偿器在安装时需要在加热管道上设置90。弯头，过大的90°弯头会增加管道大面积的局部阻力；同时，方形补偿器的整体尺寸较大，需要在中间的横担上设置支架，以保证供热管网的安全稳定运行，不利于钢桁梁桥上的安装。因此，钢桁架上的供热管道选用内外均压波纹管补偿器。此外，在供热管道运行过程中，为了尽可能减小钢桁桥上固定支架的应力，采用内外压平衡波纹管补偿器对称布置的形式，即在固定支架两侧对称布置内外压平衡波纹管补偿器。2.3钢桁架验算在加热期间，管道中的介质温度较高。由于管道内外温差，管道因热膨胀和冷缩而变形。管道安装在支架上，并在支架上产生推力；同时，由于外界温度的变化，钢桁架本身也会发生一定的变形。为保证钢桁架的安全稳定，设计中采用安装在混凝土桥墩上的钢桁架作为自由端，连接山体作为固定端，承受钢结构支架变形产生的推力。因此，钢桁架的验算显得尤为重要。根据《钢结构设计规范》的规定，工程采用PKPM计算软件对钢桁架进行计算分析。在计算过程中，将钢桁架中所有构件的节点视为铰接节点，根据不同荷载的组合分布形式进行计算。根据计算结果，对钢桁架受弯构件的强度和稳定性、强度和稳定性进行了验算，同时对焊接接头进行了验算。对于钢桁架的变形，根据计算公式计算管道内外温差产生的推力引起的桁架变形和外部温度引起的变形。同时，利用Midas数值模拟软件建立模型，计算钢桁架的变形。将两种结果进行比较，以检验和优化钢桁架的设计。3钢桁架架空段施工要点3.1钢桁梁桥吊装钢桁梁桥的高度一般为8m〜12m，桁架之间设计一条宽度为4m的维修车道。施工现场主要位于汾河河道内。施工场地狭窄，无法完全组装和吊装。根据施工现场的实际情况，采用连续钢桁架多跨多工作面同时拼装、分段吊装、空气对接安装的施工方法。首先，根据钢桁架的整体结构划分组装段和吊装段；其次，根据吊装顺序，将钢桁梁桥的侧弦水平拼装在桥的一侧；然后，在对剩余构件进行水平装配和垂直装配后，对侧弦进行水平旋转和垂直装配；最后，使用起重机进行整体吊装。侧弦水平拼装：选择合适的施工场地，采用h250mmX250mmX8mmX12mmH型钢搭设，高差在5mm以内；在已安装的工作台上组装侧弦杆。侧弦的水平旋转和安装：水平装配完成后，使用大型起重机水平旋转和安装两侧的水平弦。在水平到垂直的过程中，应准确定位侧弦的水平侧和垂直侧的位置。根据平面上的测量确定准确的放置位置，并做好标记。将水平组件提升到适当位置后，安装下弦杆和上弦杆腹板梁。3.2供热管道安装钢桁梁桥上的供热管道分为两类：一类是带支架（滑动支架和导向支架）的供热管道；另一个是没有支撑的供暖管道。带支架的加热管安装在每个机架内部，不带支架的加热管安装在两个机架之间。钢桁梁桥的每跨长度不固定，但每条供热管道的长度固定在12.5m。同时，需要在管道中安装补偿器，因此经常需要增加短接头，以确保管道和补偿器的准确安装。结合现场施工的具体情况，为保证施工质量和工期，在计算机上模拟各竖井、各门架、各采暖管道、各补偿器等设施设备的安装。在确认计算机模拟结果正确后，应对所有加热管道进行编号，尤其是对带支架的加热管道的安装位置和尺寸进行进一步验证，以确保所有加热管道的所有安装数据与计算机模拟结果一致。按照计算机模拟的安装顺序和编号进行吊装，不仅有利于控制施工质量，而且有利于缩短工期。结束语总之，供热管道的敷设不仅要按照行业规范进行，还要处理好理论与实践的关系，尊重科学，科学地从实际出发。参考文献供热管道超大钢桁架