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室外供热管道和支吊架安装施工技术

2023-09-01 理论教育版权反馈

【摘要】：室外供热管道管径大、分支较少、管线较长，因此在施工时，应当注意管道各种支架的安装位置是否正确。热力管道支吊架的作用是支撑热力管道，并限制管道的侧向变形和位移。保温层不得妨碍热位移。

室外供热管道管径大、分支较少、管线较长，因此在施工时，应当注意管道各种支架的安装位置是否正确。热力管道支吊架的作用是支撑热力管道，并限制管道的侧向变形和位移。它要承受由热力管道传来的管内压力、外载负荷作用力（包括重力、摩擦力、风力等）以及温度变化时引起管道变形的弹性力，并将这些力传到支吊结构上去。

1.安装内容

室外供热管道和支吊架安装的内容：定位放线—支架的形式—支架的安装—热力管道安装—防腐保温。

2.安装要求

（1）定位放线。

按照图纸要求，放出管道中心线，在管道水流方向改变的节点、阀门安装处、管道分支点等位置进行放线，并在变坡点放出标高线。

（2）支架的形式。

管道支架的形式很多，按照对管道的制约情况，可分为固定支架和活动支架两类。

①活动支架。

热力管道活动支架的作用是直接承受热力管道及其保温结构的质量，并使管道在温度的作用下能沿管轴向自由伸缩。活动支架的结构形式有滑动支架、滚动支架、悬吊支架及导向支架四种。

a.滑动支架。

滑动支架分为低位滑动支架和高位滑动支架两种。低位滑动支架如图7-1所示。它是用一定规格的槽钢段焊在管道下面作为支座，并利用此支座在混凝土底座上往复滑动。图7-2所示是另一种低位滑动支架，它是用一段弧形板代替上面的槽钢段焊在管道下面作为支座，故又称“弧形板滑动支架”。高位滑动支架的结构形式类似图7-1所示的低位滑动支架，只不过其托架高度高于保温层厚度，克服了低位滑动支架在支座周围不能保温的缺陷，因而管道热损失较小。如图7-3、图7-4所示的曲面槽滑动支架和T形托架滑动支架，均为高位滑动支架。

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图7-1　低位滑动支架

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图7-2　弧形板滑动支架

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图7-3　曲面槽滑动支架

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图7-4　T形托架滑动支架

b.滚动支架。

滚动支架利用滚子的转动来减小管子移动时的摩擦力。其结构形式有滚轴支架（见图7-5）和滚柱支架（见图7-6）两种，结构较为复杂，一般只用于介质温度较高、管径较大的架空敷设的管道上。地下敷设，特别是不通行地沟敷设时，不宜采用滚动支架，这是因为滚动支架由于锈蚀不能转动时，会影响管道自由伸缩。

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图7-5　滚轴支架

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图7-6　滚柱支架

c.悬吊支架。

悬吊支架（吊架）结构简单，图7-7为几种常见的悬吊支架图。在热力管道有垂直位移的地方，常装设弹簧吊架，如图7-8所示。

设置悬吊支架时，应将它支承在可靠的结构上，应尽量生根在土建结构的梁、柱、钢架或砖墙上。悬吊支架的生根结构，一般采用插墙支承或与土建结构预埋件相焊接的方式。

d.导向支架。

导向支架由导向板和滑动支架两部分组成，如图7-9所示。通常装在补偿器的两侧，其作用是使管道在支架上滑动时不致偏离管子中心线，即在水平供热管道上只允许管道沿轴向水平位移，导向板防止管道横向位移。

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图7-7　悬吊支架

（a）可在纵向及横向移动；（b）只能在纵向移动；（c）焊接在钢筋混凝土构件里埋置的预埋件上；（d）箍在钢筋混凝土梁上

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图7-8　弹簧悬吊支架

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图7-9　导向支架

1—支梁；2—导向板；3—支座

②固定支架。

热力管道固定支架的作用如下。

a.在有分支管路与之相连接的供热管网的干管上，或与供热管网干管相连接的分支管路上，在其节点处设置固定支架，以防止由于供热管道的轴向位移使其连接点受到破坏。

b.在安装阀门处的供热管道上设置固定支架，以防止供热管道的水平推力作用在阀门上造成破坏或影响阀门的开启、关断及其严密性。

c.在各补偿器的中间设置固定支架，均匀分配供热管道的热伸长量，保证热补偿器安全可靠地工作。因为固定支架不但承受活动支架摩擦反力、补偿器反力等很大的轴向作用力，而且要承受管道内部压力的反力，所以，固定支架的结构一般应经设计计算确定。

在供热工程中，常用的是金属结构的固定支架，采用焊接或螺栓连接的方法将供热管道固定在固定支架上。金属结构的固定支架形式很多，常用的有夹环式固定支架（见图7-10）、焊接角钢固定支架（见图7-11）、焊槽钢的固定支架（见图7-12）和挡板式固定支架（见图7-13）。

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图7-10　夹环式固定支架

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图7-11　焊接角钢固定支架

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图7-12　焊槽钢的固定支架

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图7-13　挡板式固定支架

夹环式固定支架和焊接角钢固定支架，常用在管径较小、轴向推力也较小的供热管道上，与弧形板滑动支架配合使用。

槽钢型活动支架的底面钢板与支承钢板相焊接，就成为固定支架。它所承受的轴向推力一般不超过50 kN，轴向推力超过50 kN，应采取挡板式固定支架。

（3）支架的安装。

管道支架形式的确定要依据管道所处位置的约束性质来进行。若管道约束点不允许有位移，则应设置固定支架；若管道约束点处无垂直位移或垂直位移很小，则可设置活动支架。

活动支架的间距是由供热管道的允许跨距来决定的。供热管道允许跨距的确定，通常按强度及刚度两方面条件来计算，选取其中较小值作为供热管道活动支架的间距。表7-1为供热管道活动支架间距表。

表7-1　活动支架间距表　单位：m

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地沟敷设的供热管道活动支架间距，表7-1中所列数值较架空敷设的值小，这是因为在地沟中，当个别活动支架下沉时，会使供热管道间距增大，弯曲应力增大，而又不能及时发现、及时检修。因此，从安全角度考虑，地沟内活动支架的间距适当减小。

固定支架间的最大允许距离与所采用的热补偿器的形式及供热管道的敷设方式有关，通常参照表7-2选定。

表7-2　固定支架最大间距表　单位：m

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支架安装一般要求如下。

①支架横梁应牢固地固定在墙、柱子或其他结构上，横梁长度方向应水平，顶面应与管子中心线平行。

②无热位移的管道吊架的吊杆应垂直于管子轴线，吊杆的长度要能调节。两根热位移方向相反或位移值不等的管道，除设计有规定外，不得使用同一杆件。

③固定支架承受着管道内压力的反力及补偿器的反力，因此固定支架必须严格安装在设计规定的位置，并应使管子牢固地固定在支架上。在无补偿装置、有位移的直管段上，不得安装一个以上的固定支架。

④活动支架不应妨碍管道由于热膨胀所引起的移动。保温层不得妨碍热位移。管道在支架横梁或支座的金属垫块上滑动时，支架不应偏斜或使滑托卡住。

⑤补偿器的两侧应安装1个或2个导向支架，使管道在支架上伸缩时不至于偏移中心线。在保温管道中不宜采用过多的导向支架，以免妨碍管道的自由伸缩。

⑥支架的受力部件，如横梁、吊杆及螺栓等的规格应符合设计和有关标准的规定。

⑦支架应使管道中心离墙的距离符合设计要求，一般保温管道的保温层表面离墙或柱子表面的净距离不应小于60 mm。

另外，管道支架的形式多种多样，安装要求也不尽一致。支架安装时，除满足上面的基本要求外，还需满足设计要求及相关标准和图集对支架安装的具体要求。

（4）热力管道安装。

①有地沟敷设管道的安装。

a.可通行和半通行地沟内管道安装。

这两种地沟内的管道可以装设在地沟内一侧或两侧，管道支架一般都采用钢支架。一般在土建浇筑地沟基础和砌筑沟墙前，根据支架的间距及管道的坡度，确定支架的具体位置、标高，向土建施工人员提出预留安装支架孔洞的具体要求。若每个支架上安放的管子超过一根，则应按支架间最小间距来预埋或预留孔洞。

管道安装前，须检查支架的牢固性和标高。然后根据管道保温层表面与沟墙间的净距要求（见表7-3），在支架上标出管道的中心线，就可将管道就位。若同一地沟内设置多层管道，则最好在下层的管子安装、试压、保温完成后，再逐层向上进行安装。

表7-3　地沟敷设有关尺寸　单位：m

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b.不可通行地沟内管道安装。

在不可通行地沟内，管道只设一层，且管道均安装在混凝土支墩上。支墩间距即为管道支架间距，其高度应根据支架高度和保温厚度参照表7-3确定。支墩可在浇筑地沟基础时一并筑出，且其表面须预埋支撑钢板。要求供回水管的支墩错开布置。

因不可通行地沟内的操作空间较狭小，故管道安装一般在地沟基础层打好后立即进行，待水压试验合格、防腐保温做完后，再砌筑墙和封顶。

②直埋敷设管道安装。

a.沟槽开挖及沟基处理。

沟槽的开挖形式及尺寸是根据开挖处地形、土质、地下水位、管数及埋深确定的。沟槽的形式有直槽、梯形槽、混合槽和联合槽四种，如图7-14所示。

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图7-14　沟槽断面形式

（a）直槽；（b）梯形槽；（c）混合槽；（d）联合槽

直埋热力管道多采用梯形槽。梯形槽的沟深不超过5 m，其边坡的坡度与土质有关。施工时，可参考表7-4所列数据选取。沟槽开挖时应不破坏槽底处的原土层。

表7-4　梯形槽边坡

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因为管道直接坐落在土壤上，沟底管基的处理极为重要。原土层沟底，若土质坚实，可直接坐管；若土质较松软，应进行夯实。砾石沟底，应挖出200 mm，用好土回填并夯实。

b.热力管道下管施工。

直埋热力管道保温层的做法有工厂预制法、现场浇灌法和沟槽填充法三种。

（a）工厂预制法：下管前，根据吊装设备的能力，预先把2～4根管子在地面上先组焊在一起，敞口处开好坡口，并在保温管外面包一层塑料保护膜；同时在沟内管道的接口处挖出操作坑，坑深为管底以下200 mm，坑处沟壁距保温管外壁不小于200 mm。

（b）现场浇灌法：采用聚氨基甲酸酯硬质泡沫塑料或聚异氰脲酸酯硬质泡沫塑料等，一段段地进行现场浇灌保温，然后按要求将保温层与沟底间孔隙填充砂层后，除去临时支撑，并将此处用同样的保温材料保温。

（c）沟槽填充法：将符合要求的保温材料，调成泥状直接填充至管道与沟周围的空隙间，且管顶的厚度应符合设计要求，最后进行回填土处理。

c.管道连接、焊口检查及接口保温。

管道就位后，即可进行焊接，然后按设计要求进行焊口检验，合格后可做接口保温工作。注意接口保温前，应先将接口需要保温的地方用钢刷和砂布打磨干净，然后采用与保温管道相同的保温材料将接口处保温，且与保温管道的保温材料间不留缝隙。

如果设计要求必须做水压试验，可在接口保温之前、焊口检验之后进行试压，合格后再做接口保温。

d.沟槽的回填。

回填时，最好先铺70 mm厚的粗砂枕层，然后用细土填至管顶以上100 mm处，再用厚土回填，要求回填土中不得含有直径30 mm以上的砖或石块，且不能用淤泥土和湿黏土回填。当填至管顶以上0.5 m时，应夯实后再填，每回填0.2～0.3 m，夯击三遍，直到地面。回填后沟槽上的土面应略呈拱形，拱高一般取150 mm。