火力發(fā)電廠廠區(qū)綜合管道支架設計心得

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

摘要：本文結合庫車電廠2x330mw機組技改工程，總結了廠區(qū)綜合管道支架布置的一般原則及采用薄壁離心鋼管、熱軋h型鋼梁為管架柱梁構件時的計算方法 

關鍵詞：廠區(qū)綜合管道支架 ；薄壁離心鋼管  abstract: combined with the 2x330mw unit technical transformation project, this paper summarizes the general principle of the factory pipe support arrangement and the calculating methods of using the thin wall centrifugal steel, hot-rolled steel beam h for pipe rack column beam member.  key words: plant pipe bracket; thin wall centrifugal steel  中圖分類號：tu7 文獻標識碼： a文章編號：2095-2104（2012）  廠區(qū)綜合管道支架在火力發(fā)電廠的構筑物中，就結構單體而言，并非復雜。然而，由于一方面管架較長，涉及到道路、廠區(qū)地下設施及建（構）筑物、設備等眾多頭緒，另一方面土建設計人員需和各工藝專業(yè)不停協(xié)調。因此管架設計一直是比較繁瑣的。本文根據庫車電廠2x330mw工程的管架設計及現場施工的實際問題，對廠區(qū)管架的布置及計算做一簡析，以資參考。  1.綜合管架的布置和類型  1.1管架柱定位的基本原則  管架的走向及初步定位應從整體出發(fā)，統(tǒng)一規(guī)劃，做到管架和建（構）筑物在平面和豎向上相互協(xié)調、交叉合理、有利廠容?？傮w來說，管架宜平行于道路或建（構）筑物，應不影響交通運輸、人流通行、消防和檢修。另外，多管共同敷設時，應力求管道荷載分布合理和避免相互影響。以上各項在土建施工圖前已由總圖和各工藝專業(yè)大致考慮。土建專業(yè)應在此基礎上根據“安全、經濟、美觀”的原則確定各管架柱的柱距及根據地下設施和建（構）筑物的具體情況調整管架柱的定位。  管架之間的距離從根本上是由管道或電纜橋架的最小支撐點距離所決定的。但土建專業(yè)對支撐點的設置有如下兩種方式：  ①支撐點直接在支架梁上。  ②在支架柱頭間增設縱向梁或桁架，在縱向梁或桁架間再設次橫梁作為支撐點。  以上②實際上是通過增加上部結構而減少柱及其基礎，這樣在一定的跨度、高度范圍內不但可以做到經濟合理，而且拉開了柱距，協(xié)調美觀。這一點，在工藝專業(yè)管道布置時就應綜合考慮，以本工程為例，機務專業(yè)將管道分為兩層，下層大管道，支撐間距6m，上層小管道，支撐間距3m。由此，取柱距6m，上層設通長鋼梁。  管架位置的確定還要考慮管架與道路及建（構）筑物的關系。一般情況下，管架柱外邊與路邊的凈距應>1m，當管架跨路時，梁底距路面的高度應>5m。管架柱應盡量避開建筑物門窗正對的位置，以免影響出入及通風采光。管架柱外邊距建筑物外墻邊應>1.5m（無門窗墻壁）、>3m（有門窗墻壁）。  1.2管架與障礙物交叉碰撞問題及其解決  管架與障礙物的交叉碰撞分為地上和地下兩種。地上部分一般在總圖上有明確的反映，易于把握。但需注意在總圖上沒有反映的地上部分，如：  設備及相近的管道。在現場就有管架和輔機樓外儲氣罐位置重疊的情況。  非道路的通道。如煤場邊的管架需局部抬高以進出推煤機。  與各建筑物接口部分，需檢查建筑物墻體留孔及埋件位置。  地下碰撞在現場發(fā)生的次數較多。主要碰撞對象有如下三種：  與溝道的碰撞。  與建筑物基礎的碰撞。  與地下管道的碰撞。  這其中尤其以③居多，且如果管道為非壓力管道，現場解決困難。  解決以上碰撞，從根本上應在設計時加強對總圖及工藝專業(yè)設備布置的了解。在碰撞節(jié)點處按實際放樣，調整管架的位置或基礎形狀、埋深，與工藝專業(yè)協(xié)調解決。在這里需注意的是盡量不要讓管道布置在基礎以下，以免受壓。  1.3管架的分類  一般電廠工程涉及到的管架分類如下：  按用途分為固定支架和滑動支架。  按結構類型分為門型支架和t型支架。  按歸口專業(yè)分為：機務、化學、暖通、除灰、電氣等。  分述如下：  1.3.1 固定支架的位置由工藝專業(yè)確定（一般應選用低支架），由于固定支架的縱橫向外力都較大，且在梁上還作用有扭矩，在設計時，固定支架可采用縱向兩榀四柱式支架，且在兩榀支架間加設支撐。  1.3.2在一般情況下都應選用門型支架，在局部管道根數較少（≤4）、荷載及工況基本相同的的情況下，選用了t型支架，但每邊懸挑長度應≤500。  1.3.3提出管架按歸口專業(yè)分類，是為了便于協(xié)調及查閱。如電氣橋架分散于各專業(yè)中反映，而橋架的支撐間距為≤2m，要求嚴于一般的管道，因此對橋架必須專門設置通道。另外，管架和各建筑物接口時，其間距可能滿足管道要求但>2m,此時同樣需加設橋架通道。  2.綜合管架的計算  在設計中，管架的橫向跨距、縱向間距應盡量相同，以減少支架類型，這樣，管架的梁柱構件類型可盡量減少，使管架整潔美觀，節(jié)點數量減少，便于施工；另一方面也減少了計算的工作量。在庫車電廠2x330mw工程中，選用薄壁離心鋼管和軋制h型鋼作為管架的梁柱基本構件。  2.1基礎埋深及基礎型狀的選擇  庫車電廠2x330mw管架地質情況如下：  ①礫砂、①1中粗砂、①2粉細砂、①3粉土、②中粗砂、②1粉細砂、②2粉土、③粉土、④粉細砂  從以上情況看，最好選用①土做持力層（基礎底面標高大約-2.500）。但就實際情況而言，一方面管架的垂直力較小，而水平力較大，如深埋，基礎底面積由pmax<1.2f決定，會出現埋深越大，基礎底面積越大的情況。這樣，不但增加了桿件的長度，而且基礎也會變大，很不經濟。同時，由于深挖施工時需考慮放坡、降水等，會增加施工難度。另一方面，綜合管架為二類構筑物（相當于《建筑抗震設計規(guī)范（gb50011-2010）》中的丙級），且本期管架高度不大，荷載也較小。綜上所述，最終采用①土做持力層（基礎底面標高-2.500），對地基土層未做處理。但對基礎和上部結構做如下處理：  2.1.1一般情況下將門架兩柱基礎相連做成一個整體性、剛度較好的整體條形基礎。在轉角受力復雜處，各柱做獨立基礎，但在各獨立基礎間用連梁連接。  2.1.2上部結構如前所述，在柱頂用通長鋼梁連接，既可以為管道提供支撐點，同時也加強了管架上部結構的整體剛度。  以上處理方式符合《建筑抗震設計規(guī)范》表3.3.6的要求。  2.2薄壁離心鋼管和軋制h型鋼組合管架的計算  薄壁離心鋼管作為一種復合結構，可以充分發(fā)揮鋼和混凝土兩種材料的物理力學特性，克服兩者單獨使用的弱點。而軋制h型鋼由于質量向翼緣分布，在同等用鋼量的情況下，比工字鋼具有更大的抗彎模量（ei）。兩者都是成型產品，現場拼裝，施工方便、快捷。  在計算時采用pk程序。由于梁柱材料不同，因此，必須按照相同抗彎剛度比的原則將梁柱轉化為同一材料（以下設為混凝土），才能進行輸入。轉化過程如下：  2.2.1計算ei(柱):ei(梁)，其中ei(柱)應為鋼壁和內側混凝土的ei之和。