多年前我刚学管道设计的时候，当时的系主任就告诉我，管道本身不难，难的是把布置、材料、应力，甚至工艺、安全从技术上联系起来，整合起来。难的是作为设计院的牵头专业，管理上其中之一就是协调上下游的进度和质量。在这些年的职业生涯中，我深信不疑，并不断践行。今天，我们分几期来讲讲管道与应力结合的一些好案例。本文内容来自郑茂定、黄振仁、徐志远编著的《管道支架设计计算》一书，但我们压力管道人精心编辑，加入了很多自己的见解。下文中RS代表滑动承重架、GS代表导向架、AS代表固定支架、SS代表弹簧支架、DS代表限位支架。图文编号与原文一致钢结构配管支架，不再更改。 今天我们来谈谈典型的管道支架的类型和位置。
罐体设备上部管道支架设计
图4.6.1为常用做法，每根管道设滑动承重架，当垂直管段较长时，可加设导向架，支架均在设备上扎根。
图4.6.1(c)中，应考虑B点的位置不致造成括号内空洞，长度h应满足图3.2及表3.2的要求，另外，当管道的工作温度与设备的工作温度相差较大时钢结构配管支架，应验算AB段的柔性。
塔设备管道支架设计
塔管道通常采用支撑方式支撑在塔壁上，如图4.6.2所示。第一支撑通常尽可能靠近设备管口，以减少设备管口与支撑点之间的相对热膨胀位移，减小热膨胀的反作用力。若第一支撑与管口之间的管道柔性不够，可改变管道走向，适当增加管道的柔性，如图4.6.2（d）e）（f）所示。图（a）中表示第一承重架承受的载荷过大，安装承重架时，应设置第二承重架，但第二承重架应为弹簧架（SS）。图（b）中下部接口管道的承重架与管口位于同一标高，有利于热膨胀。
泵管支架设计
泵的管道布置方式有多种，限于篇幅，只能作简要介绍。图4.6.3（a）中RS-I支架通常可制成高度可调的承重支架；DS-1为限位支架。保持泵进口处水平管轴线不发生偏移，使泵口不致受到过大的弯矩；RS-2支架为滑动支架，应注意若距弯头距离过小则会出现空管现象；DS为水平的图4.6.3（c）中RS-3、RS-4不需要可调支架。支架较高时，通常由两段组成，利于滑动，减小弯头处弯矩。如图5.4.1.2-1所示，应按图4.6.3（d）校核管道的固有频率。必要时可在SS-2以下垂直管段加限位框架。该管道为常温管道。 RS-5 由带凸耳的地面钢架支撑。此类型不适用于高温管道。
另外，对于大型水泵出水管，还应注意止回阀关闭时的推力作用，在止回阀、截止阀附近应有坚固的支撑，以承受水击和重力载荷。
当泵进水管水平连接于泵口时，有时泵体较大，泵口下方的泵体有热膨胀，若滑动支架离泵口太近，往往因泵管口受应力限制而无法通过柔度分析。
离心式压缩机及涡轮支架设计
离心压缩机及汽轮机管线是装置中对管线及支架设计要求最高的部分，制造厂家将设备管口受力限制到很低的程度，除管线的柔性外，还必须通过支架的合理设计，将压缩机及汽轮机管口受力及压力控制在允许值以下。下面列举几种管线布置方式及其支架位置，供设计参考。
从图4.6.4可以看出，靠近设备管口的支架多为弹簧支架，对于带有阀门的部位，应考虑管道的刚度，如图4.6.4（b）所示，使阀门开启或关闭时，管道不致受到扭曲、弯曲或摇动；必要时，应在某些地方设置控制位移方向的限位架，如图4.6.4（d）所示。有时限位架与设备管口在一条直线上，如图4.6.4（c）所示。这些例子说明，对于该类型的管道，确定支架的类型和位置有一定的规律。另外，必须严格根据柔度计算结果确定管道支架的位置和类型。
当压缩机、涡轮机管道开口朝下时，为使管道能轴向移动，常采用图7.6.2-1所示的支架，压缩机、涡轮机管道支架间距应比一般支架大，而涡轮机管道支架间距小，约为一般管道支架间距的1/3-1/2。
安全阀管道支撑设计
安全阀管口处受外载荷引起的弯矩应尽可能小，避免阀体变形，影响阀门性能。支架设计时，除承受管道重力载荷外，还应注意排放流体时产生的反力及其方向，排放反力可按第7章公式（7.4.2）计算。有的安全阀进口管道小于出口管道直径，应注意强度计算。安全阀出口管道第一根支架的扎根点比较重要，不宜扎根在柔性钢结构上，支撑点的垂直热位移应尽可能小，扎根点应合理选择，以便采用刚性支撑。在温度较高的管道上，阀门出口的水平段“L”应足够长，见图4.6.5-1（a），这样支架不至于被掏空，使安全阀突然开启，容易引起振动。 特别是大口径、大压差的安全阀，更应注意防振，出口管道为气、液两相时，更应注意防振，避免产生水击。
图4.6.5-1为安全阀通向大气的管道支撑位置示例。
图 4.6.5-2 是排入压力释放主管的出口管的管道支架示例。
控制阀组管道支撑设计
控制阀组最常见的布置方式为垂直布置，如图4.6.6-1所示，此种阀组通常支撑在管道弯头下方，对于常温管道，可采用固定支架，但如有热膨胀的管道，应一头安装固定架，另一头根据挠度计算的要求安装滑动架或导向架。其他注意事项见7.5.2。
如果阀组很长，只在两端支撑，阀组中间下垂会比较大，应在中间加一个支架，最好用可调支架，方便安装，这样中间可以固定支架；膨胀时向两端移动，见图4.6.6-2。
综合管廊管道支架设计
管廊上管道支架的间距受管廊结构梁柱间距限制，小管道支架间距为3m；大管道支架间距为6mt，为最常用。当小管道最大允许支撑间距小于3mm时，最好采用大管道支撑小管道，或在管廊横梁两侧增设管道悬吊梁，如图4.6、7所示。因此，在管线研究中，应提前规划好布置，对于大口径管道，有时只需支撑主梁，就已足够。
这里不需要讨论滑动支架的位置问题，主要讨论在楼道上设置限制性支架的问题。
4.6.7.1 支架固定要点
（1）一般应安装在柱轴线主梁上，不要安装在次梁上。
（2）尽量保持固定架两侧推力差别较小。
（3）当有波纹管膨胀节时，应按3.4的要求设置支架。当有门型膨胀弯头时，固定点之间的最大距离应根据门型弯头的尺寸确定。
4.6.7.2 对于直管段很长的管道，有时需要设置导向架。
（1）导向架的间距与相应的轴向力、管道直径有关，见公式（3.5-3）和公式（3.5-4）。
（2）当水平引出的管线有连接点时，导向架与连接点或弯头（沿管线走廊纵向）的距离不宜过近，且管道应具有一定的柔性。
（3）当设置门型伸缩弯头时，图4.6.7.2（3）中4-5点与6-7点之间的距离应适当，可根据柔性分析确定。同时，管道的横向位移不宜过大。另外，1-2点之间的管道应具有足够的柔性，还应注意导向架的位置，导向架应满足柔性要求。
4.6.7.3 轴向限位器
（1）要合理分配长管道的热位移值，控制各管段在允许应力范围内。有时可采用定值限制。
（2）管道进行柔性分析后，确定极限框架的点，若该点无梁，常采用耳轴与拉杆相结合的结构，并将生根点设置在柱或梁上。
4.6.7.4闸门弯头布置与支架设置对比
从图4.6.7.4-1可以看出，管道与廊道梁的相对位置有两种情况：图（a）优于图（b），因为图（b）中JK、MN管段过长，管道容易下垂。
图4.6.7.4-2所示为门式膨胀管延长臂较短，在廊道钢结构宽度范围内，并增加了构件，使支撑合理。
压力管道人员须知
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