分析化工厂管廊结构设计

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1、第２９卷第１２期甘肃科技Ｖｏｌ２９Ｎｏ１２２０１３年６月ＧａｎｓｕＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪｕｎ２０１３浅谈化工厂管廊结构设计１２李杨，侯丽薇（１中国科学院研究生院，北京１０１４０８；２中国天辰工程有限公司北京分公司，北京１０１４０８）摘要：通过化工业管廊工程的设计经验，针对乌海华气项目阐述了纵梁式及桁架式钢结构管廊的设计原则，分析了确定基础柱脚标高、管廊荷载、荷载分项系数、桁架截面选择、管廊挠度等设计问题，通过合理的设计使整改管廊可靠、经济、合理，保障全厂区顺利使用及正常运营。关键词：管廊；荷载；分项系数；桁架截面；挠度中图分类号：ＴＨ１２６由于化工行业

2、各工艺装置区的复杂性和特殊性，原则，提出了设计过程中应注意的问题。对厂房在安全性及使用方式有特殊的需求。作为化工厂的第一个通道，管廊设计和建设是每个化工装置１管廊布置的重要部分。管廊与管道共同形成完整的空间体系，乌海华气项目全长约１１１６ｍ，管廊柱距多为在工厂运转中发挥着不可取代的作用。以内蒙古乌６ｍ，跨路处桁架跨度１１～１９ｍ。管廊基础采用独立海市乌海华气千里山ＬＮＧ工厂（以下简称乌海华气）基础，上部结构采用纵梁式及桁架式钢结构。如图的管廊的结构设计为例，阐述了厂房设计思路和布置１所示。图１管廊结构平面布置１１设计思路两种。管廊宽度主要由管道数量和管径大小确定，该项目管廊设计采

3、用全钢结构形式。考虑到温并且考虑一定的预留宽度。一般主管廊应留有度应力影响及上部受力问题，主体部分纵向分成若１０％～２０％的余量，并考虑其荷重。管道跨越道路干温度区段。总体原则各个温度区段的长度不大于时，一定要保证净空要求：工厂主要道路不应小于１２０ｍ，在每个温度区段两端设置纵向柱间支撑。各５０ｍ；一般道路且不是消防通道时不应小于４５ｍ；个温度区段间距２～３ｍ，以保证较小管道可以顺利铁路不应小于５５ｍ。结构设计时要注意复核跨路跨过。处是否满足净空的要求。１２管廊布置１３接收条件本工程结构形式有单柱（Ｔ型）和双柱（门型）设计过程中管道专业需要向结构专业提供结构第１２期李杨等

4、：浅谈化工厂管廊结构设计１０３设计所需条件，主要内容如下：厂家批量生产，每个柱子高度不同，生产、加工、安装１）外管廊平、立面图，管道纵横向立面图，图中都较麻烦，增加施工难度、延长工期。这两种方式都需明确管廊宽度、标高、柱距及固定管架位置，检修是可行的，经过综合比较，推荐采用第一种方式。通道，平台位置；２２管廊荷载２）管道荷载（包括：管道重力、管道介质重力、管廊荷载包括管道及电缆桥架作用在管廊上的保温重力、试压水重力、电气、仪表桥架重力及平台、垂直荷载、水平荷载、风荷载、地震荷载等，此工程典检修通道检修活荷载）；型剖面如图３所示。３）固定管架水平推力、作用点及方向；４）管道最低及最

5、高温度。２管廊设计管廊设计过程中需注意基础标高及管廊荷载，合理选取桁架截面，控制梁的挠度。２１基础标高基础标高依据厂区地形条件确定。此厂区地形西低东高，南低北高，呈双向坡度，由于场地坡度问题，造成全厂地坪标高不一致。在管廊一个温度区段内（≤１２０ｍ），地坪的高差约０５～２５ｍ。这种情况基础标高的确定可以有两种方式：１）在地坪标高差较小区域（选取２０ｍ范围内），基础顶标高一致，基础相对地面高度（ｈ２）不一致，图３管廊剖面基础底标高一致，如图２（ａ）所示基础标高方式一。２２１垂直荷载管廊垂直荷载直接影响管廊主梁、次梁的大小。管廊纵向柱距为６ｍ，本工程最小管径为ＤＮ５０，不能跨

6、越６ｍ的距离，故在３ｍ处加一次梁，用以支撑管道。在计算垂直操作荷载时，需区分作用在主次梁上的管道，这样才能精确模型，计算出合理经济截面。图２（ａ）基础标高方式一２２２水平荷载２）在全厂范围内，基础顶标高不一致，基础相管廊在管道作用下会产生纵向水平推力，水平对地面高度（ｈ２）一致，基础埋深（Ｈ＋ｈ１）一致，基推力通过横梁、纵梁、柱间支撑传递到基础，此时横础短柱长度一样，利用上部管廊钢柱高度来调节柱梁是双向受弯构件。脚标高，如图２（ｂ）所示基础标高方式二。２２３荷载分项系数管道内的介质分为气体和液体，在不同工况组合下，荷载的分项系数取值不同。因此，设计过程中对应相应的分项系数，

7、根据《化工、石油化工管架、管墩的设计规定》，载荷分项系数计算如下：当管道为液体管道时，管道内的介质重量应按照恒荷载输入，正常操作情况下，荷载分项系数：恒图２（ｂ）基础标高方式二荷载为１２；活荷载为１３；横向风荷载为１４。方式一：上部结构的钢柱高度相同，但基础浪费当管道为气体管道时，考虑到管线试压的情况，了部分混凝土；在充水试验时荷载的分项系数：恒荷载为１２；试压方式二：设计省料、经济，但上部钢柱由钢结构冲水荷载为１１；横向风荷载为１４。１０４甘肃科技第２９