弹簧支吊架是诸多支吊架中的一种。由于热力管道在运行过程中,会受到弹簧支吊架与其重量不平衡的附加力,而且管道垂直位移越大,其荷载变化率也越大。按可变弹簧支吊架规定,弹簧荷载变化系数不大于25%,为了把荷载变化率控制在这个范围内,弹簧支吊架只适用于管道垂直位移不太大的场合。
支架间距尤其是水平管道的承重支架间距不得超过管道的允许跨距(即管道的间距),以控制其挠度、弯曲应力和剪切应力不超限。一般连续敷设的管道允许跨距(L)应按三跨连续梁承受均布荷载时的刚度条件计算,按强度条件校验,取两者中的小值。
弹簧支吊架具体强度刚度应该按照标准《电厂动力管道设计规范》(G764-2012)中10.2.2条公式计算。另外注意在水平管道方向改变处,两个支吊架间距的管子展开长度不应超过水平直管允许间距的0.75倍,其中一个支吊架应靠近弯管或者弯头的位置。
支、吊架弹簧应进行下列试验:
1.全压缩变形试验:将弹簧压缩到各圈相互接触保持5分钟,卸载后变形不超过自由高度的2%,如超过应重复试验,两次试验变形总和不得超过自由高度的3%;
2.工作载荷压缩试验:在工作载荷下,弹簧压缩量应符合设计要求
弹簧支吊架必须严格按照要求定位和装配。在施工过程中,定位装置应保持不动,直到整个管系安装完毕且试压完成后,管系升温前将定位装置取出,使弹簧正常工作。否则,会出现弹簧卡死、绕中心轴歪斜等现象,造成弹簧支吊架失效。管系运行前,必须仔细检查定位装置是否取出,使弹簧正常发挥作用。此外,在管系处于冷态时,如果弹簧支吊点处荷载过大,也会使弹簧装置变形,甚至毁坏。因此,往往要增加保护装置,如弹簧箱,加厚壳体钢板等措施。
弹簧支吊架适应荷载范围为200~210000N,适用热位移量为40、45、80、90、120、135mm,使用温度范围-40℃~120℃。
弹簧支吊架设置的灵活性,其可变化的范围较大。支吊架的位置、数量和型式选择往往因人而异。对同一个管系存在着多种支吊架设置方案,不同的设置型式将反映出不同的应力分布、应力值及端点受力。因此,在进行管道设计时,为使管系具有足够的柔性,除了应注意管系走向和形状外,支架位置和型式也是相当重要的。
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