高塔设备的管道在塔设备正常运行过程中会承受各种各样的力，这时都需要利用管道支架将这些力进行分摊和隔断，保证与之相连的设备管口受力和力矩在允许范围之内；管架在这个过程中不但要承受管道的垂直载荷[1]，还要承受各方面作用于管道上的力和力矩，从而限制管道位移，满足管道系统的静力和动力要求，确保管道和与之相连的塔设备的安全运行；同样，选择合理的支架类型以控制引起管道自身及支架疲劳损坏的震动也非常重要。

由于塔设备形体较高，受环境温度变化影响后伸缩量较大，当管道的变形量和塔设备的变形量大小不一致的时候，容易在塔设备的管口处形成很大的集中应力，影响管道的密封性和牢固性。因此，在管道管口处如何设置第一个管道支架，减少塔设备管口处的集中应力，成为在管道设计过程中一个经常遇到的难题[1]。本文对如何设置塔设备管道接口处的第一个管道支架来减少管道接口的应力，以及第一个管道支架与其表面的π形或L形弯之间的合适距离进行了探讨。

1 塔设备管口支架的共性问题

在利用CAESAR软件进行塔设备管道支架应力计算的时候，发现有很多设计人员在塔设备管口第一个支架的位置设置中出现了两类共性问题，下面将分别说明这两类出现问题的支架布置形式，以及其引发的问题。

1.1 第一类支架的设置形式及产生的问题

塔设备外面的接管和塔设备的管口相连后直接经过弯头转向后垂直向下，为了防止塔设备管道接口应力和力矩过大，很多管道设计人员在靠近管口的竖直段直接加设了固定或者限位刚性支架[2，3]。设置了固定或者限位支架后的管道与管架布置形式见图1。

装配式建筑是以钢结构或钢筋混凝土结构为主要受力构件，经装配连接而成的结构体系。结构完成后进入墙体安装过程，地上建筑部分基本没有湿法作业，建筑材料是由工厂加工而成的半成品，安装现场如同生产线的延续。

  

图1 第一类管架位置形式

虽然设计者在与管口相连的管道上设置了π形弯管或者L形折回段，但是却将支架设置在了π形弯管或者L形折回段的垂直管段上，相当于用支架将π形或L形弯管直接分割成了2个直管段，此时管接口和支架之间相当于只剩下直管段相连。原来的π形或L形弯并没有起到应有的补偿位移差的作用。

1.2 第二类支架的设置形式及产生的问题

智能电网的发展要立足国家能源战略，结合我国能源资源禀赋和技术发展水平，并要充分考虑未来电网的发展趋势和形态特征，解决能源电力领域的核心问题。

  

图2 第二类管架位置形式

在塔设备管口附近设置此类固定或限位刚性支架就容易出现问题：如果管子和与之相连的塔设备的温度不一致，则在塔设备管口处容易造成非常大的一次应力和力矩。例如当塔为低温塔，管道为低温管道，而塔设备温度比管子的低时，塔设备的冷缩量比管子多，那么管子相对塔设备有所伸长，塔设备的管口会受到管子对其产生的向上的力；如果管子的温度比塔设备的低，那么管子的冷缩量比塔设备多，塔设备相对管子有所伸长，此时塔设备的管口会受到管子对其向下的拉力。同理，当塔为高温塔，管道为高温管道，而塔设备温度比管子的高时，塔设备的伸长量比管子多，那么管子相对塔设备有所缩短，塔设备的管口会受到管子对其产生的向下拉力；如果管子的温度比塔设备的高，那么管子的伸缩量比塔设备多，塔设备相对管子有所缩短，此时塔设备的管口会受到管子对其产生的向上拉力。由于管口附近的支架直接通过竖直管道与管口相连，中间无折回段进行应力吸收，而固定或者限位刚性支架并不能有效地对管道接口所受的上下拉力进行有效吸收，那么由管子和设备位移差产生的力会直接附加到塔设备的管口上，超出管口的受力要求。

2 两类问题管架的修改方案

针对上述两类管架的设置形式和设置后出现的问题，笔者根据CAESAR的计算，总结出的修改方案如下。

设计者将管口附近的第一个支架设置在了π形或L形部分中间的垂直管段上，此类管架布置形式见图2。

2.1 第一类支架的修改方案

(1)修改方案1：将图1中第一类固定支架或上下限位支架修改成弹簧支架，弹簧支架可以补偿一定的位移差，减少管口的受力，但和弹簧支架在同一根管线的竖直管道方向上不再设置固定或者上下限位支架，弹簧支架的作用被取消[4]。此种修改方案一般很少采用，只是在管道管径较大、在管道上设置π形或者L形弯改变管向不容易，或者管道沿垂直方向的管段不太长的情况下才使用，如果管道较细，或者改变管向较容易的情况下，尽量使用π形弯管或者L形弯加限位支架的组合形式来代替弹簧，因为塔体上部管道支架采用弹簧，容易造成管道晃动，或者产生上下震动，容易对管口造成疲劳破坏[5，6]，按方案修改后的模型见图3。

为了尽量减小管道的变动，针对管道管径大小不同的条件，对第一类支架设置有如下2种修改方案。

  

图3 使用弹簧支架

(2)修改方案2：将塔设备接口与第一个支架间的直管段修改成π形弯管或者L形弯折回段。当管子和塔设备之间由于温度产生位移差时，可以通过π形弯管或者L形折回段的变形来进行一些位移补偿，从而减小设备管口的力。这种通过改变设备管口附近的走向来改变管口力的方法最为常用。

从上面的论述我们知道，管口的第一个支架一般设置在π形或L形弯的正下方，那么支架与π形或L形弯之间的距离取多大比较适宜呢?根据大量分析可总结得出塔设备管口下第一个管道支架的应力，支架到π形和L形弯之间的距离示意见图5。

2.2 第二类支架的修改方案

在这2种方案中，优先选择改变管道走向、不改变支架位置的形式。如果要改变支架的位置，则需和设计人员相沟通，按照这2种方案修改后的模型图与图4类似。

(1)修改方案1：修改管道支架的位置。将管道支架的位置下移，一直移到π形或L形下端的竖直管段上去，此时的π形或L形就完全暴露出来，可以起到吸收位移差的作用。

(2)修改方案2：修改π形或L形的位置。如果支架到管口的垂直段较长，此时将管架下移将会增大管口的受力。合适的修改方法就是将支架下端的折回段取消，将支架和管口之间的垂直管段修改成为π形或L形，同样可以起到吸收位移差的作用。

由于此类管道之前已经设置了π形或L形弯管段，只是支架的位置设置不理想，所以在尽量减少管道变动的前提下，修改方案如下。

根据样本的类别y(y∈{-1,+1})，然后通过(1)式计算出每个样本类别中样本的奇异值加入新测试样本xnew，再计算xnew的奇异值xnew。然后得到奇异值序列测试样本的P值由随机性检测函数(2)式给出：

  

图4 设置π形弯管或者L形弯

3 支架到π形或L形弯之间的距离

测试结果显示，ZK1号孔岩石密度介于2.61～2.71 g/cm3，平均值2.65 g/cm3，比较稳定；导热率介于2.36～4.49 W/(m·K)，平均值3.32 W/(m·K)，比较恒定；岩石放射性铀含量介于(4.44～44.6)×10-6，平均值13.95×10-6，随深度变化幅度较大；钍含量介于(7.01～29.6)×10-6，平均值19.34×10-6，随深度变化幅度较大，钾含量介于(4.11～5.19)×10-6，平均值4.68×10-6，比较恒定，见图2。

上述发现，构成了马克思在“强调自然”和“强调政治”“联盟”的意义上，接受费尔巴哈的重要原因。恩格斯后来回顾这段历史时曾经提到：“‘体系’被炸开并抛在一旁了，矛盾既然仅仅存在于想象之中，也就解决了。……我们一时都成为费尔巴哈派了。”(马克思、恩格斯，2012c：228)然而，并不为恩格斯所知晓的，或者说为马克思所刻意隐匿起来的是，后者一段失败了的费尔巴哈式的理论建构——《1844年经济学哲学手稿》中的异化劳动理论。

  

图5 支架到π形或L形弯之间距离示意

取图5中管道示例作为说明对象，管口第一个支架到图中π形或L形弯的距离L1确定。一般取500～1 000mm为宜，如果L1太短，容易造成图5中所示的2个弯头应力过大的情况；如果L1太长，容易造成上述2个弯头之间的直管段产生较大幅度的变形[7]。

4 结语

(1)高塔设备管口第一个支架的设置一般采用弹簧支架或在支架和管口之间设置π形或L形弯，来吸收管道和塔设备因变形不同步而产生的应力和变形。

(2)高塔设备管口第一个支架不要设置在π形或L形弯的垂直管段上，防止支架将π形或L形弯截断成两个直管段，从而失去π形或L形弯对管段应力的吸收作用。

(3)高塔设备管口的第一个支架与其和设备管口之间π形或L形下端之间的距离一般取500～1 000mm较为适宜。

1.2.2 藏羊肉存储运输技术落后 由于青海省藏羊生产地没有完善的冷链存储运输体系，在当地藏羊屠宰后，其肉品大多以胴体肉和冷冻肉的形式进行储存和运输。据相关研究表明冷冻的运输方式会造成藏羊肉的汁液流失率、蒸煮损失率、挥发性盐基氮和菌落总数显著增大，对藏羊肉的品质产生严重的不良影响[2]。而常温胴体肉的运输方式不能长距离的运输，严重影响了特色藏羊肉的推广，制约了藏羊产业的发展。

参考文献：

[1]丘平.管道支架设置若干问题浅议 [J].石油化工设计，2010，27(4)：44-46.

[2] 张芳.管道支架设计 [J].山西化工，2006，26(1)：56-57.

[3] 郭立宏.管道支架的合理设计 [J].有色冶金设计与研究，2010，31(4)：45-48.

[4] 曹芙波，魏宏刚，桑冬梅.独立式管道支架的加固设计 [J].工业建筑，2007，37(1)：65-68.

[5] 谭卫兵.对管道支架的再认识 [J].攀钢技术，2002，25(3)：85-87.

[6] 何岩松.浅析管道支架的布置与选型 [J].河北电力技术，2000，19(6)：52-54.

[7] 刘文遐.综合管道支架的设计与改进 [J].内蒙古电力技术，2007，25(2)：39-42.