华东电力设计院汽水管道支吊架设计手册

华东电力设计院汽水管道支吊架手册

使用说明

总则

支吊架的整体结构通常是由“管部”、“连接件”和“根部”三个部分所组成，管部、连接件和根部的结构型式均以标号方式表达其名称、结构型式、材料及规格，具本表示方式如下：

第一单元：占两位数，用汉语拼音字母表示，代表管部、连接件和根部各零件和部件的名称，具体表示方式如下：

管部 连接件 根部 符号 名称 符号 名称 符号 名称 吊架吊件 SD 水平管道单拉杆吊架 DJ 悬臂梁 XB 拉杆及其附件 CS 垂直管道双拉杆吊架 LG 垂直管道支架 标准件 CZ BZ 简支梁 JZ 水平管道支架 弹簧组件 SZ TH 弯头支架 滚动件和滑动件 WZ GH 三角架 SJ SS 水平管道双拉杆吊架 JG 根部加固件及其他 第二单元：阿拉伯数字表示，代表管部、连接件和根部的结构型式

管部：占一位数，除弯头支架外，通常表示为：

“1”——代表≤555摄氏度各种介质温度下的管部结构； “2”——适用于无保温管道的管部结构； “3”——代表焊接式管部结构。 “4”——代表加强焊接式管部结构。

连接件：占一位数，代表各种连接件的结构型式。

根部：占两位数，奇数表示单槽钢的结构，偶数表示双槽钢的结构。 第三单元：占一位数，用汉语拼音字母表示，代表

管部：与管道表面接触部分所使用的管部材料：

“H”——代表合金钢； “R”——代表20号钢；

当为A3钢时，则可省略不予表示。 连接件：代表：

1．螺纹连接件的螺纹旋向，以字母“Z”代表左螺纹，右螺纹者则

不表示：

2．中部弹簧组件的支吊方式 “A”——单吊板连接的弹簧； “B”——双吊架连接的弹簧； “C”——螺纹连接的弹簧。 3．未表示者则无要求。

根部：代表悬臂梁结构和简支梁结构与土建梁的支承方式： 第四单元：用阿拉伯数字表示，代表：

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管部：管子的外径（毫米） 连接件：

1．拉杆及其附件和标准件的直径（毫米）和拉杆的长度（毫米）； 2．弹簧编写及其冷态荷载（公斤力）； 3．滚筒的直径（毫米）； 4．其他连接件的编号。

根部：表示编号及支吊点距离（毫米）和主要型钢的长度（毫米）。 第五单元：占一位数，用汉语拼音字母表示，代表：

管部：

1．表示荷载等级： “Q”——轻荷载； “Z”——重荷载；

“J”——减震支架管夹。

2．表示支架支座上的特殊要求，当支座上需要带有聚四氟乙烯板作

滑动材料时，应注明有“F”字样。

连接件：表示支承底板的特殊要求，同“管部（2）” 根部：空白。

各种管部、连接件和根部型号的具体表达方式，可参阅本手册中各种结构型式的“标记示例”。

本手册所使用的单位，除特殊标明外，分别是 长度——毫米（mm）

面积——平方毫米（mm2） 重量——公斤（kg） 荷载——公斤力（kgf）

力矩——公斤力—米（kgf---m）

设计方面

一、管部

1．手册中的“管部”适用于555摄氏度蒸汽和265摄氏度水及以下介质温度的汽水管道,对于油、气管道亦可使用。选用时应根据管道运行时的介质温度选择合适的钢材。

2．“管部”中的PMAX值系指在介质温度下所允许的最大了承载能力。因此应根据管道在不同的运行工况下可能出现的最大荷载选择使用。当选用有“荷载等级”的结构时，应根据管道的设计荷载正确选用。当水平管道支吊架的设计荷载超过于荷载超过手册中允许的最大荷载时，除可缩短支吊架的设计跨距外，尚可按图1所表示的方法选择使用。

3．在吊架拉杆偏移角≤4度时，“管部”中的吊架结构强度已考虑到由于管道水平位移所产生的水平力的影响，当吊架拉杆长度较短时和支架有较大的水平位移时，应将支吊架进行偏移安装，偏移安装值和偏移安装方向应在设计方件中标明。

4．对于高温高压管道和水平力要求严格控制的支架，应在支架的支座底面和滑动、导向底板的表面装设聚四氟乙烯板作滑动材料以减少水平力的产生。

2

5．手册中的部份“管部”除可作支吊架的管部结构外，还可作减震支架和限位支架的管部结构。

6．焊接式管部（个别结构型式除外）一般使用在介质温度≤350摄氏度的管道上，与非焊接式管部并存。为了减少现场焊接和加快施工进度，在一般情况下应优先选用非焊接式管部结构。

7．在进行支吊架整体结构设计时，应遵循本手册《管部、连接件、根部配合表》中所指定的搭配原则选择使用。 二、连接件

8．本手册中的吊架连接件，大部份采用螺纹连接结构，选用时要特别注意左螺纹的使用，谨防搭配错误。

为了防上止螺纹连接发生松脱，因此在螺纹连接处必须装设扁螺母予以锁紧。

9．当吊架的根部与管部之间无拉杆长度调节措施时，一般应装设“花篮螺丝”。“花篮螺丝”应装设在便于调节的地方。

10．本手册对每种直径的拉杆编制了10种标准长度，可以组合成以分米进位的任何长度的拉杆。例如，拉杆长度为2200mm.。

当拉杆直径为?12~?20时，l=2000+200 当拉杆直径为?24~?80时，l=1500+700

拉杆与拉杆之间通常采用“连接螺母”连接。“连接螺母”没有调节长度的作用。

11．在任何情况下，确定拉杆长度应留有一定的安装和调节裕度。 当拉杆与花篮螺丝配合时，拉杆的计算长度按下列原则确定： 拉杆直径 (毫米) ≤36 >36 例：拉杆直径?48，设L=3136，则l1+l2为3000mm可选用l1-l2=1500mm；或l1=1000mm l2=2000mm

当拉杆与中间弹簧配合时，拉杆的计算长度按下列原则确定： 拉杆直径 (毫米) ≤36 >36 12．当拉杆与槽钢的垫板直接配合时，为减小拉杆的局部应力，通常应装设球面垫圈。拉杆端部露出的长度不小于表5所示的尺寸。

拉杆理论计算长度L的尾数 (毫米) ≤30 >30 <100 拉杆选择长度l (毫米) L+100-尾数 L+200-尾数 L+200-尾数 拉杆理论计算总长度L的尾数 (毫米) ≤30毫米 >30毫米 ≤40毫米 >40毫米 拉杆选择长度 (毫米) L-100-尾数 L-尾数 L-100-尾数 L-尾数 3

例1． ? () ()

13．当吊架的拉杆长度无法满足管道的水平位移时，除进行偏移安装外，在管道应力许可的情况下，可装设限位支架，在水平位移很大而又无法解决时，还可以装设单向或双向“滚动滑车”。

14．在减震支架的支撑杆摆动角度较大的情况，一般应装设万向接头，以改善支撑杆和根部的受力状况。

15．恒力弹簧具有承受位移大，荷载稳定的优点，一般当串联两只长弹簧后尚无法满足管道的垂直位移时应选用恒力弹簧为宜。 三、根部

16．本手册中以槽钢拼装的“根部”结构，均以普通热轧槽为强度计算依据，因此，在设计选用时，不得以轻型槽钢代替，否则，必须进行强度校核。

16．各种类型的“根部”，系根据其规定的受力情况进行强度计算，如作为导向支架或固定支架时，应根据该支架受力的具体情况进行强度复核。

18．根部预埋件的位置、大小及厚度必须满足所选用的根部的几何尺寸、施焊面积和焊缝高度的需要。

19．对于钢筋混凝土结构的厂房，应优先采用带有预埋件的焊接结构根部，只有在无预埋件的条件下，才考虑采用螺纹结构的根部。

20．在荷载相同、同样受力的条件下，应优先采用双槽钢结构；在条件许可、特别是荷载较大的情况下，应优先采用“三角架”结构型式，少采用“悬臂梁”结构型式。

21．除结构特殊需要外，一般应力求避免在型钢上开孔，以确保构件的强度。当必须开孔时，应视具体情况采取必要的补强措施。

22．当在单槽钢结构下翼悬吊荷载时，应用槽钢补强板进行补强。 四．其他

23．支吊架零件、部件的开列，对于“管部”和“连接件”均以“件”为单位开列数量“根部”则可参阅本手册附录“根部材料明细表”开列具体的型钢规格及数量。

24．使用本手册的“管部”、“连接件”和“根部”所组合成的支吊架整体结构的组装图示例和表格化的表达方式，可参阅附录“支吊架表格化和整体组装图示例。” 施工方面

25．安装前应对现场的支吊架零件及部件进行质量验收，并核对到货的规格和数量是否与设计部门所开列的相符。必要时应进行分类，分项保管，防止在安装时弄错。

26．在进行支吊架整体组装时，施工人员将支吊架零件及部件按支吊架组装图或表格所规定的顺序进行组合搭配，防止上下左右搭配错误。

27．在安装有水平位移的支吊架时，应注意水平位移的方向，并根据设计提出的要求进行偏移安装。

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l 12 30 40 16 40 50 20 50 60 24 60 70 30 70 85 36 42 48 56 64 72 80 80 90 105 120 135 150 170 100 115 135 150 170 190 210 27．对于高温管道的“管部”凡需要与主管道焊接时，其焊接的工艺及热处理的技术要求，均应与主管道相同，对于垂直管道管夹式吊架，其支撑板的受力点应焊接在主管道截面的同一水平面上，以确保每块支撑板均能起到支承管道重量的作用。

28．在安装带有聚四氟乙烯板的“管部”和“连接件”时必须注意以下几点要求：

聚四氟乙烯板可以在-180摄氏度+250摄氏度的温度范围内长期使用，摩擦系数极低，是良好的滑动材料。然而，聚四氟乙烯板材料不能直接触明火，当温度高至+415摄氏度以上时即产生热老化，将激剧分解成有有剧毒气体，因此使用该材料时必须确保不得超过热老化的温度界限，以免发生中毒等意外事故。在加工聚四氟乙烯材料时，一般车削速度不宜太快，加工时禁止吸烟，避免四氟粉与火接触吸入体内。在支吊架安装时最好在焊接工作量结束后再装配聚四氟乙烯板，当无法满足上述条件时，在施焊过程中，可聚四氟乙烯板的表面用石棉布等隔热材妥善复盖，以防止电焊熔渣溅落在四氟板上。

本手册中管部配置的聚四氟乙烯板的厚度为1.5毫米，连接件配置的聚四氟乙烯板的厚度为4毫米。聚四氟乙烯板与管部或连接件的固定方式（）。

聚四氟乙烯板及固定的零件均由制造厂随支吊架本体一起供货。

29．在安装弹簧组件时，应将位移指示的一面放在便于检查的方向。弹簧上的定位销应在管道水压试验后或机组启动前方可取出，在定位销取出的过程中，对弹簧承受的荷载应进行适当的调节，以使定位销能自由地取出。

30．每根标准长度的双头螺丝拉杆，一端为短螺纹（右旋），另一端为长螺纹（右旋或左旋），短螺纹的一端通常与连接件搭配，长螺纹的一段通常与花兰螺丝或根部和水平管道双拉杆管部的槽钢横担搭配，以利于拉杆长度的调节。

31．安装带有螺纹的零件或部件时，应保证螺纹旋至足够的深度，以确保螺纹部分的承载面积。为了防止螺纹连接件之间的发生松脱，锁紧用的扁螺母应拧紧。

32．当普通螺母和扁螺母串连在一起使用时，普通螺母应安装在直接受力的位置，而扁螺母仅起锁紧作用。

33．减震支架的支撑杆的长度调节应在热状态下进行，以使减震器的弹簧作用力能自行平衡。当在运行条件下管道继续震动时，可适当调节减震上的“连接螺母”可以增加减震效果。

34．在工字钢下翼安装“工字梁夹”时，应将其双头螺柱两端的螺母拧到最小的距离，以确保夹钳与工字钢紧固定在一起。

35．当需要在施工现场加工配制的“根部”和其他零件及部件时，对槽钢和钢板允许以气割进行落料，但外形应保持整齐，尺寸力求准确。对于需要开孔的地方，则应采用机械钻孔，不得使用气割。

无论是气割或机械切削加工，均应进行毛边处理，工件上不应留有毛剌。 36．在“根部”加工和施工中，应按手册中各结构型式所要求的焊缝高度和施焊面积进行焊接，以确保加工及安装质量。在“根部”与土建结构施焊过程中，为了使焊接所产生的高温不致影响预埋件和钢筋混凝土的强度，因此，在施焊过程中，应力求缩短焊接时间，必要时，可采用时间间隔焊接。

37．当在单槽钢结构的根部承受荷载时，尽可能避免在槽钢上开孔，当必须开孔时，应考虑必要的补强措施，单槽钢结构的受力点，在条件许可时，

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应尽量靠近槽钢的腹部，以减小对槽钢的弯扭影响。

38．在安装土建结构上无预埋件而又需要敲凿土建结构构件的根部时，应尽可能地缩小对土建构件的敲凿面积和深度，力求减少由此对土建构件强度的影响。

39．本手册编制的≤350摄氏度的管部，连接件和根部，均采用A3镇静钢，施工时不得以沸腾钢代替使用。当现场需要变更设计型号、规格和材料时，应征得设计部门的同意后，方可进施工。

40．支吊架整体安装完毕后，应进行油漆，油漆的颜色和品种一般为银灰色防锈漆。

支吊架弹簧的选择及使用安装说明

一．支吊架弹簧的选择

支吊架弹簧的选用，除利用《管道静力分析程序》通过电子计算机直接选择外，还可根据管道支吊点的工作负荷和热位移的大小及方向，直接从表1-1（适用于负荷变化系数≤0.25）或表1-2（适用于负荷变化系数≤0.35）中选择弹簧型号及冷态整定负荷。

该表列出最大工作变形量分别为75、150、225毫米的ZH1、ZH2、ZH3三种变形量，20种负荷系列的弹簧工作负荷与工作负荷下变形量的关系表，弹簧在工作行程范围（最小工作负荷下变形量与最大工作负荷下变形量之间）内的相对位移量与弹簧变形量之间的关系表以及热位移向上或向下时弹簧变形量与允许最大热位移量之间的关系表。该表还用粗线条框出工作负荷的经济范围，其中粗实线框出热位移向下时工作负荷的经济范围，粗虚线框出热位移向上时工作负荷的经济范围。

该表系按《火力发电厂汽水管道设计技术规定DLGJ23-81》所采用的“热太吊‘零’”的负荷分配方法编制的。如采用“冷态吊‘零’”而使用该表时，则热位移向上查“向下”。热位移向下查“向上”。 使用举例：

例1.工作负荷Pgz=-1365公斤力，热位移Δyt=-40毫米，负荷变化系数≤0.35。

a．在表1-1中间负荷栏中的热位移向下时工作负荷经济范围内查得11号弹簧工作负荷1365公斤力。

b由负荷1365公斤力向右查负荷变化系数≤0.35，向下热位移栏得知，此时ZH2型允许最大热位移量为45.5毫米，满足热位移40毫米要求。因此，确定选用ZH211弹簧。

c.由负荷1365公斤力向右查变形量栏得知，工作负荷下变形量为130毫米，然后可算得安装负荷下变形量为130-40=90毫米。

d.由变形量ZH3栏中90毫米向左查11号弹簧的负荷（即冷态整定负荷）为945公斤力。

例2． 工作负荷Pgz=-10080公斤力，热位移Δrt=36毫米，负荷变化系数C

≤0.25

a．从表1-1的负荷栏中热位移向上时工作负荷经济范围内查得19号弹簧工作负荷为10080公斤力。

b．由负荷10080公斤力向右查负荷变化系数≤0.25向上热位移栏得知，此时ZH3型弹簧允许最大热位移量为36毫米，刚好满足要求因此选用一只ZH319弹簧。

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c．由负荷10080公斤力向右查位移量栏得知，工作负荷下位移量为39毫米，然后可算得安装负荷下位移量为39+36=75毫米。

d．由位移量栏ZH3中75毫米向左查19号弹簧的冷态整定负荷为12600公斤力。

例3． 工作负荷Pgz=-44公斤力，热位移Δrt=+8毫米，负荷变化系数≤0.35。 a.在表1-2的负荷栏中热位移向上时工作负荷经济范围内查得02号弹簧工作负荷为44.2公斤力,向左从允许最大热态位移量栏得知ZH1型弹簧 允许最大热位移为15毫米,还有裕度。

b.由于要求热位移量小于热位移量栏得知ZH1型工作负荷经济范围内允许最大热位移量的最小值，则可选小一号的弹簧，因此查得ZH101弹簧工作负荷为44公斤力相应的允许最大热位移量为9毫米，仍有裕度。

c.查01-05号弹簧位移量栏得知,在工作负荷下的位移量为36毫米,然后可长得安装负荷下位移量为36+8=44毫米.

d.由位移量栏ZH1中44毫米向左查01号弹簧,得知其冷态整定负荷为49.3公斤力。

例4． 对于“冷态吊‘零’”工作负荷Pgz=-3625公斤力，热位移Δrt=+72

毫米，负荷变化系数≤0.25。

a.由于“冷态吊‘零’”向上热位移，故应从表1-1负荷栏中热位移向下时工作负荷经济范围内查找，得知14号弹簧工作负荷为3600公斤力和3650公斤力，其相应的允许最大热位移量（ZH3）分别为54、54.7毫米，不能满足要求，则需串联两只ZH214弹簧，用插入法可算得 允许最大热位移为72.5毫米，选用合适。

b.由06-20号弹簧位移量中查得每只ZH214弹簧相应工作负荷下的位移量为75毫米，然后可以算得弹簧在热态时的位量为75-72/2=39毫米。

C．由位移量栏ZH2中38、40毫米向左查14号弹簧相应工作负荷为2700和2750公斤力，用插入法可算得弹簧在热态时的工作负荷为2725公斤力。

应该指出：对于“冷态吊‘零’”言，如果不需要了解弹簧在热态下的工作负荷及变形量，只要进行步骤“a”即完成弹簧的选择。

二．整定式弹簧组件（TH1、TH2、TH3）使用安装说明

A．设计选用：

1．整定式弹簧的选择，宜尽量采用已审定的《管道静力分析程序》通

过电子计算机直接选择。

2．若需要根据管道支吊点工作负荷和热位移的大小及方向自行选择

整定式弹簧组件时，则可直接从表1-1（适用于负荷变化系数C≤0.25）和表1-2（适用于负荷变化系数C≤0.35）中选取。

3．当吊架弹簧组件所配的拉杆直径与“管部”或“根部”的吊杆直径

不同时，一般按弹簧组件规定的拉杆直径配制，必要时也可用吊环螺母（DJ1）、U形螺母（DJ2）、双眼吊板（DJ3）等连接件过渡。 4．与支架弹簧组件相连的管道支座均应底面带有聚氟乙烯板的支座。 B．订货要求：

安装单位向制造厂订货时应按照设计图纸详细注明以下内容：

1．工程名称

2．管道名称或代号 3．支吊架编号 4．弹簧组件型号

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5．弹簧组件整定负荷（指单只弹簧组件冷态负荷） 6．热位移值的大小及方向（指单只弹簧位移量） 7．弹簧组件的并联数及串联数 C产品验收： 1． 每个弹簧组件均由制造厂的技术检部门按技术条件及引用的有关

技术文进行验收，并附有产品合格证。

2． 订货单位应抽查交付的弹簧组件。每批产品抽查的数量为该批总

数量的2%，但不得少于5件。在抽验中如果有一件不合格，可再以加倍的数量复验，复验中若仍有一件不合格，则该批产品不予验收。

3． 按上述验收检查方法不予验收的一批产品，可由制造厂重新分选

或返修后再提交验收。 D． 安装调装：

1．安装前应根据管道安装图核对弹簧组件的管道名称或代号以及支吊架编号，谨防错用。

2．弹簧组件的安装位置应符合安装设计要求，中间弹簧组件还应尽量安装便于调整、检查的高度。 3．弹簧组件并联使用时，应该注意：

（1） 校验制造厂配制的两个弹簧组的弹簧特性及锁定负荷

是否相同或一致。

（2） 管道位置与两吊杆（或支承点）应保持等距，即使

L1=L2，以免造成支吊架偏斜、吊杆弯曲等而影响正常工作；

（3） 如限于条件而必须采用实际弹簧特性相差较大的两个

弹簧组件时，则可改变管道与吊杆（或支承点）之间的距离，具体尺寸可安下式计算：

L2=P1’L1/P2’或L2=P1（L1+L2）/P1’+P2’

式中P1’和P2’分别代表两个弹簧组件各自的实际弹簧刚度。 4．管道保温度完毕后（对水管道要求在充水状态下），旋转花篮螺丝调整负荷，使予紧定位销处于水平位置（即弹簧组件的实际负荷等于设计的管道冷态值，若定位销圆头向上倾斜，则表示实际负荷大于规定值。

5．管道水压试验或需要时，弹簧组件可处于锁定状态，使弹簧支吊架刚性支吊架使用。 E． 运行检查：

1. 运行前的查

（1） 将所有弹簧组件的定位销取出并保存备用； （2） 检查指针是否在冷态标记的位置；

（3） 检查弹簧组件在安装调试过程中有否过负荷、局部变形

或损伤。 2．运行时的检查

（1） 检查弹簧组件在管道位移过程中，是否有升降不畅或

卡煞现象；

（2） 检查指针是否在热态标记的位置，如果相差很大，就

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应调整热态标记的位置。

三．弹簧减震器的选择：

弹簧减震器是通过减震，弹簧的刚度及弹簧预压缩的初始力，以减少或消除管道由于介质的不规则流动，风力作用、水锤（或汽锤）以及地震等原因引起的周期性振动或瞬时击，它可提高整个管系的固有振动频率，使之离开因外界干扰引起的管道强迫振动上频率，从而避免管道共振现象，并减少管道由于振动产生的附加应力。

减震弹簧规格的选择取决于防止管道振动所需要的防振大小。如果可以根据管道的质量、刚度以及外界作用于管道的周期性力或冲击力，通过管道动力分析计算出所需的防振力的话，则应按照计算的精确值选择减震弹簧的规格并确定弹簧预压的初始力。否则，可根据管道的公称直径按表1-3选择减震弹簧的规格。

表1-3 规格号 适用管径DW JH101 JH102 JH103 JH104 JH105 JH106 最大工作规格号 行程h 57~89 75 JH201 108~219 JH202 245~426 JH203 457.2~630 JH204 用于DW≥660.4JH205 或其它特殊需要 JH206 适用管径DW 57~89 108~219 245~426 457.2~630 用于DW≥660.4或其它特殊需要 最大工作行程h 150

减震动弹簧的预压缩量与因管道冷缩位移而引起减震弹簧轴向位移量之和应小于减震弹簧在最大工作负荷下的变形量F2.。如果减震弹簧的预压缩量等于最小工作负荷下的变形量F1,那未因管道冷缩位移而引起减震弹簧轴向位移量应不大于减震弹簧的最大工作行程h.。

弹簧减震器在热状态运行时，如果没有管道振动力的作用，就不应对管道产生任何作用力。但当管道处于冷态（停役）时，由于冷缩位移使减震器弹簧变形量增加，因而弹簧减震器亦对管道产生附加力。管道冷态附加力根据弹簧的预压缩量与因管道冷缩位移而引起减震弹簧向位移量。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/e5p5.html