综合管廊支架选用及其受力计算

韩军伟　王玉玲

摘要：随着城市建设的快速发展，城市中综合管廊工程规模越来越大，建设也越来越规范。由于综合管廊工程非常复杂，涉及的方面比较多，因此，在工程中仍然有很多地方需要研究，在这其中有一方面非常值得研究，那就是综合管廊的支架项目。综合管廊的支架选择受多种因素所影响，支架大体可以分为两部分，一部分为电力通信使用的支架，另一部分是与热力相关所使用的支架。

关键词：综合管廊 支架选用 受力计算

一、引言

通常情况下，使用钢筋混凝土结构作为综合管廊的主体，为了确保主体结构的稳定性，需要将混凝土埋一定的深度才行。主体结构只要保证稳定性即可达到要求，在实际应用中，其重点还是在于管廊内部的设计，其中管线设计是其中重要的一项内容，管线的设计分两部分组成。分别是管道的支墩和线缆的支架。其中管道的支墩结构简单、受力明显，因此只要达到受力要求即可；然而线缆的支架设计影响的因素有很多，如支架的形状和材料；支架的受力是否均匀，是否会造成管廊的主体稳定性不合格等等。因此本文作者通过对支架的材料、形状等要求入手，对综合管廊中所需支架的标准进行全面分析，总结出支架的要求以及受力的计算。

二、综合管廊支架的材料和形状的要求

因为综合管廊有一百年的使用要求，所以对其支架的材料必须满足这个基本要求，材料的选择则不能随便，必须具备防火、耐腐蚀、强度高等要求。此外使用时必须有相关部门的检测报告和技术说明。其中对于电力通信和热力的支架。由于其要求不一样所以支架的选择也有一定的不同。用于电力通信的支架一般有两种选择，一是金属支架：另一是玻璃钢等复合材料的支架。金属支架通常情况下会选用钢支架、铸铁支架、铝合金支架。这三种支架都有自身的优缺点。其中铸铁支架的费用比较少。但是耐腐性方面会比较差，并且自身的重量很大；铝合金支架的重量轻，耐久性也比较强，并且也不导电，在对支架重量方面有要求的地方可以选用此支架，但是费用相对要高一些。无论选择哪种支架，其表面必须做一定的防腐，并且金属材质的支架在安装时一定要接地。玻璃钢等复合材料支架的优点很多，其中有强度高、自身重量较轻，耐腐蚀性强等优点：缺点就是老化现象比较严重。由于自身的优势，所以目前这种支架的使用越来越多。用于热力支架一般没有那么复杂。当地面空间不足的时候。热力管理才需要使用支架。其热力支架有以下几种方式，其中包括：固定支架、可移动的支架、导向支架等。不管使用哪种方式的支架，通常情况下其材质都会选择钢结构，因为热力管道对支架受力的要求比较高。

三、综合管廊支架的几何要求

1.电力通信支架。管廊支架一般有以下几点要求：上下相邻的两个或者多个支架间的距离有一定要求：对竖向支架的长度有一定的要求；支架与管廊方向的长度要求；对单独一根支架托臂长度的要求。

上下相邻的两个或者多个支架间的距离一般控制在30～50厘米之间，可以根据电纜的重量、电压来调整之间的距离；对于竖向支架的长度要求，以水平支架为起点，竖向长度为10～30厘米之间，根据现场环境来调整长度的值：支架与管廊方向的长度一般采用80～150厘米之间，根据现场的实际管线的质量来调整长度的值，此外，如果架设的电缆是低压的话应该选择最小值；相反，高压的话应选择最大值：最后对单独一根支架的托臂长度一般取60～100厘米之间，根据电缆的重量、多少来调整长度值。

2.热力支架。对于热力支架的几何要求是通过受力情况来确定的。支架的间距应确保每个支架受力均匀，同时需要确保管道的刚度、强度等要求。此外，还需要根据管道的粗细来决定之间的距离，例如，以外径是350毫米的管道来说。支架间最大距离可以达到90米以上：对于外径为450毫米的管道来说，其支架间的最大距离是20米。

四、管廊支架的受力分析

1.电力通信支架。电力通信支架受力主要来自三方面：①来自线缆本身的重量，包含了桥梁支架的重量：②来自线缆所受的牵引力；③由于管廊的上升、下降，电缆与支架之间有摩擦力，这部分力由支架承担。

以E形支架（7层，层间距300，支架长600）为例，支架采用的是玻璃钢材质，材质满足要求。支架上架设的电缆为10KV，每层4根，自身重量为16.98千克，米，支架间距为80厘米。

要想计算单根托臂的扰度，我们根据单根托臂的模型简化图来计算。已知托臂质量Gl为2千克，也就是0.02KN，P1=P2=P3=P4=0.2×0.8=0.16KN。

根据上面的计算公式，得出W1+W2+W3+W4=0.2mm

此外通过计算得出托臂固定螺栓的强度、立柱化学锚栓的强度三项都符合相应要求，因此可以确定E型支架设计结构可行，并且在余量方面有要求。

2.热力支架。要想研究明白热力支架的受力分析，其主要是对固定支架的分析。热力支架受力主要有管道的重力、管道内不平衡的内压力、摩擦力等。其受力的计算方法，可以参考相应的热力管网的设计标准。里面有相应的标准数值，对受力的计算有相当大的帮助。计算的过程是先计算固定支架的推力，在计算支架的受力；计算方面可以采用有限元的简化法；在分析其受力的时候，可以假设两个固定支架中间的管道被切断。分析其受力情况。

五、结束语

综上所述，综合管廊支架在选择时需要具备相应的技术要求，才能满足综合管廊的工程要求。本文对综合管廊支架所需要的技术标准进行整理分析。得出支架在选择不同材料时会有不同的优缺点，根据这些优缺点来确定使用什么材质。此外，支架在安装建设时，需要满足什么样的几何要求，最后对所建设的管廊支架工程，对其是否满足要求的计算进行分析。希望通过本文的探究与分析，对以后综合管廊支架选择与计算上有一定的帮助，从而促进城市综合管廊的长远发展。