国核电力规划设计研究院有限公司 北京市 100083
摘要:本文对某工程支吊架跨度不能满足现场要求，通过增加管道截面抗弯矩的方法，使得管道跨度有14.2m提高到17.4m,满足了现场施工的要求。
关键词:支吊架；跨度
1 问题现状
1.1 背景现状
随着供热管道工程的越来越多，而在供热管道工程中，对于非直埋的蒸汽管道，管道布置过程中会遇到跨路，跨河等情况，而管道本身跨度并不足以跨越道路和河流，这就需要采用合适有效的方法来解决这个问题。
2 存在的问题
2.1 某工程跨路管道现状
某工程设计的管道尺寸为OD630X9，根据动力管道设计规范管道的最大间距:
Lmax=0.3578*
其中 W为管道截面抗弯矩，单位为cm3
Q 为管道的自重，单位kg/m
此管道的设计温度为180°C，管道保温设计为岩棉缝毡，保温密度为100kg/m3,保温厚度为110mm，通过此计算可以得出管道支吊架的强度规范支吊架的最大间距为14.2m。而因现场条件受限最小的跨度是17m。
3 解决方式
3.1 增大管道直径
加强管道的壁厚，增大管径来增加管道的跨度，通过计算可以得出如果想满足管道的17m跨距，整个管道的管径需要增大到DN900,管道壁厚为12.5mm。但是随之而来的就存在了两个问题。
其一：管道直径和厚度增加管道耗材量增加很多。其二：此管道输送的蒸汽的过热度不足。
3.2 加强管道截面抗弯矩
采用增大管道的截面抗弯矩可以在增加不多材料情况下，起到增加管道跨度的方式。是一种经济有效的方式。
4 分析计算
4.1 上加强板方式
可以采用高度a为150mm,厚度Δ来12mm的钢板来增强管道的支吊架的跨度。
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如图所示
组合断面的的中心位置为：
YS=[A1Dw/2+2aΔ(Dw+acosα/2)]/( A1Dw/2+2a)
组合断面对XS的惯性矩：
I Is=I+ A1(yS- Dw/2)2+2aΔ(Dw+acosα/2- yS)2
E=Y1+ Y2+R- yS
组合断面的抵抗矩为：WS= Is/e
加上加强板后管道支吊架的跨距变为Ls=（WS/W）1/2
将管道的设计参数带入其中，可以得出支吊架加强后管道的最大允许跨距：Ls=17.4m
关于管道刚度支吊架强度的计算，管道刚度支吊架挠度的考虑主要是基于两个方面，第一是为了管道疏水的考虑，这点管道支吊架中规定了挠度与管道的长度的相对值不能大于管道坡度的1/4.
支吊架跨中挠度的值为δ1=5*L4*q(/Et *I*384)
通过计算可以得出在跨度下支吊架的最大弯曲挠度符合规范要求。
对于蒸汽管道由于介质流速比较高，激振频率超过了30HZ,不需要通过控制管道的间距来实现控制频率。所以无需考虑固有频率的影响。
通常连续跨度的支架结构，最大的弯曲应力出现在管道的支架处，跨中的弯曲应力一般为支架处的百分之七十左右，所以，在此条件下可以不对跨中单独的进行加强。
4.2 下加强板方式
如果在跨中当支吊架的挠度不满足要求，可以在支吊架的下部增设加强板，加强板的结构如下所示：
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组合断面的中心位置：Y0=A2Y2/( A1 +A2)
Y2= Dw/2+H/2
I1=0.49(Dw4-d4),I2=SH3/12
组合断面对XS的惯性矩：
Is= I1+ A1Y02+ I2+ A2(Y2- Y0)2
可以通过增大惯性矩的方式，增大跨中的最大挠度。
可以通过增大惯性矩的方式，增大跨中的最大挠度。
5 总结
通过分析计算本工程通过上部加强板的方式，管道的跨距可以增大到17.4m，能实现管道间距跨度达到的要求，从而满足布置的要求。通过管道板的运用是一个非常行之有效的方法。
参考文献
[1]郭晓克等人 火力发电厂汽水管道设计规范 DL/T 5054.