支吊架的偏装

李作兰　赵巍巍　张岩

【摘 要】本文介绍了支吊架偏装的原因及支吊架偏装的目的、方式，同时也给出偏装的计算方法。并结合工程实例对支吊架的偏装方式进行详细的介绍。

【关键词】支吊架；偏装值；位移；偏装方向

引言

目前我们设计的蒸汽管道，多是采用GLIF计算软件进行计算的，其应力结果能直接输出管道的热位移。当某一点吊架水平方向的位移矢量和大于吊杆有效活动长度的1/20，或是某一点支架水平方向的位移矢量和大于托板宽度的1/4时，应根据《火力发电厂汽水管道设计技术规定》7.1.1.6的要求进行偏装。

《火力发电厂汽水管道设计技术规定》的要求是“在任何情况下管道吊架的拉杆可活动部分与垂线的夹角，弹簧吊架不得大于4°，刚性吊架不得大于3°，当上述要求不能满足时，应偏装或者装设滚动装置。

1、偏装的目的

顾名思义“偏装”就是“偏差安装”。高温管道在运行过程中，某些支吊点可能会出现水平位移较大的情况，偏差安装是为了减少由热位移引起的对管道水平方向的附加力，在安装时使支吊点在平面坐标上具有适当的偏差值，从而使支吊架处于最佳的受力状态。偏差安装是为了解决支吊架在运行过程中随热位移的方向拉杆角度偏大的问题。

如果热位移较大而不采用偏差安裝，那么支吊架在热态时就会严重倾斜，从而导致支吊架在水平方向上受力过大，使得弹簧、拉杆等附件发生变形，同时使得拉杆在垂直方向上受力不足，不能满足原设计的荷载要求，影响管系的正常运行。

2、偏装的方式

支吊架偏装分为根部偏装、管部偏装及根部管部联合偏装3种。

根部偏装是在保证管部不动的前提下对生根点进行和热位移方向一致的偏差安装。此偏装方式易于实现，但对土建钢梁的受力最为不利，生根点有可能超出土建钢梁截面的范围。但是在工程设计中，垂直管道上的支吊架如果需要偏装，只能选择此偏装方式。

管部偏装是指在保证支吊架生根点不动的前提下对管部进行和热位移方向相反的偏差安装。此偏装方式对土建搭设的钢梁使用效果最佳，但是当此点支吊架在X、Y两个方向上的热位移均较大时，在实际的施工安装过程中，就不能实现X。Y两个方向均使用管部偏装

根部管部联合偏装是指支吊架的根部和管部分别选择不同的偏装方式进行偏装，即X方向选择管部偏装，Y方向选择根部偏装，或者X方向选择根部偏装，Y方向选择管部偏装，无论怎么选择，最终目的实现拉杆的倾斜角度无论在冷态还是热态都在允许范围内。在工程设计中，水平布置的管道，经常用到的就是组合偏装方式。

如何选择偏装方式，就要根据具体情况具体分析。对于水平管段而言，当支吊架较大热位移的方向与管道轴向方向相同时，一般可以选用管部偏装，相反，当较大热位移方向在水平面内与管道轴向方向垂直时，只能选用根部偏装。当支吊点在X、Y两个方向上的热位移均较大，超出拉杆的允许偏转角度时，则需要用联合偏装的方法欲与解决，即用管部偏装解决轴线方向的热位移，用根部偏装解决垂直于轴线方向上的热位移，当然，如果此支吊点的生根梁位置合适，也可以通过根部偏装解决两个方向上的过大热位移。

3、偏装值的计算方法

管道在水平面内的偏装值为：

式中

XL——X方向冷位移矢量（mm）

XH——X方向热位移矢量（mm）

YL——Y方向冷位移矢量（mm）

YH——Y方向热位移矢量（mm）

上式中的热位移与冷位移的矢量值均取自GLIF应力计算结果文件。

总偏装值为△X与△Y的矢量和

4、偏装计算的实例

下面就以我院设计的某工程再热热段22号弹簧吊架为例进行计算。

附表1：某工程22号弹簧吊架应力计算结果

首先我们先确定是否需要偏装

位移矢量和=

支吊架正常运行时，拉杆可活动部分与垂线的夹角

根据《火力发电厂汽水管道设计技术规定》的要求，此支吊架应进行偏装。下面我们就来计算一下偏装值：

偏装值确定之后，我们再来确定偏装方向。根据图中示意的管道沿Y方向水平布置，如果采用纯根部偏装，X方向可行，Y方向偏装之后就会偏离土建结构钢梁的最佳受力截面，这种情况下最好选择组合偏装方式，即X方向根部偏装，Y方向进行管部偏装。由于根部偏装方向与位移方向相同，因此根部需向X轴正方向平移54mm，管部偏装方向与位移方向相反，管部需向Y轴正方向平移94mm，偏装后的数值如图1所示。

图1：某工程再热热段管道22号弹簧吊架

结束语

如果支吊点在平面上的热位移较大，而拉杆的有效长度很短，可能会出现偏装后仍不满足《火力发电厂汽水管道设计技术规定》的角度要求，则只能通过根部加装单向、或双向滚动装置来解决。

参考文献：

[1].《火力发电厂汽水管道设计技术规定》DL/T5054-1996

[2].《火力发电厂汽水管道支吊架设计手册》