綜合管廊支架選用及其受力計算

韓軍偉　王玉玲

摘要：隨著城市建設的快速發展，城市中綜合管廊工程規模越來越大，建設也越來越規范。由于綜合管廊工程非常復雜，涉及的方面比較多，因此，在工程中仍然有很多地方需要研究，在這其中有一方面非常值得研究，那就是綜合管廊的支架項目。綜合管廊的支架選擇受多種因素所影響，支架大體可以分為兩部分，一部分為電力通信使用的支架，另一部分是與熱力相關所使用的支架。

關鍵詞：綜合管廊 支架選用 受力計算

一、引言

通常情況下，使用鋼筋混凝土結構作為綜合管廊的主體，為了確保主體結構的穩定性，需要將混凝土埋一定的深度才行。主體結構只要保證穩定性即可達到要求，在實際應用中，其重點還是在于管廊內部的設計，其中管線設計是其中重要的一項內容，管線的設計分兩部分組成。分別是管道的支墩和線纜的支架。其中管道的支墩結構簡單、受力明顯，因此只要達到受力要求即可；然而線纜的支架設計影響的因素有很多，如支架的形狀和材料；支架的受力是否均勻，是否會造成管廊的主體穩定性不合格等等。因此本文作者通過對支架的材料、形狀等要求入手，對綜合管廊中所需支架的標準進行全面分析，總結出支架的要求以及受力的計算。

二、綜合管廊支架的材料和形狀的要求

因為綜合管廊有一百年的使用要求，所以對其支架的材料必須滿足這個基本要求，材料的選擇則不能隨便，必須具備防火、耐腐蝕、強度高等要求。此外使用時必須有相關部門的檢測報告和技術說明。其中對于電力通信和熱力的支架。由于其要求不一樣所以支架的選擇也有一定的不同。用于電力通信的支架一般有兩種選擇，一是金屬支架：另一是玻璃鋼等復合材料的支架。金屬支架通常情況下會選用鋼支架、鑄鐵支架、鋁合金支架。這三種支架都有自身的優缺點。其中鑄鐵支架的費用比較少。但是耐腐性方面會比較差，并且自身的重量很大；鋁合金支架的重量輕，耐久性也比較強，并且也不導電，在對支架重量方面有要求的地方可以選用此支架，但是費用相對要高一些。無論選擇哪種支架，其表面必須做一定的防腐，并且金屬材質的支架在安裝時一定要接地。玻璃鋼等復合材料支架的優點很多，其中有強度高、自身重量較輕，耐腐蝕性強等優點：缺點就是老化現象比較嚴重。由于自身的優勢，所以目前這種支架的使用越來越多。用于熱力支架一般沒有那么復雜。當地面空間不足的時候。熱力管理才需要使用支架。其熱力支架有以下幾種方式，其中包括：固定支架、可移動的支架、導向支架等。不管使用哪種方式的支架，通常情況下其材質都會選擇鋼結構，因為熱力管道對支架受力的要求比較高。

三、綜合管廊支架的幾何要求

1.電力通信支架。管廊支架一般有以下幾點要求：上下相鄰的兩個或者多個支架間的距離有一定要求：對豎向支架的長度有一定的要求；支架與管廊方向的長度要求；對單獨一根支架托臂長度的要求。

上下相鄰的兩個或者多個支架間的距離一般控制在30～50厘米之間，可以根據電纜的重量、電壓來調整之間的距離；對于豎向支架的長度要求，以水平支架為起點，豎向長度為10～30厘米之間，根據現場環境來調整長度的值：支架與管廊方向的長度一般采用80～150厘米之間，根據現場的實際管線的質量來調整長度的值，此外，如果架設的電纜是低壓的話應該選擇最小值；相反，高壓的話應選擇最大值：最后對單獨一根支架的托臂長度一般取60～100厘米之間，根據電纜的重量、多少來調整長度值。

2.熱力支架。對于熱力支架的幾何要求是通過受力情況來確定的。支架的間距應確保每個支架受力均勻，同時需要確保管道的剛度、強度等要求。此外，還需要根據管道的粗細來決定之間的距離，例如，以外徑是350毫米的管道來說。支架間最大距離可以達到90米以上：對于外徑為450毫米的管道來說，其支架間的最大距離是20米。

四、管廊支架的受力分析

1.電力通信支架。電力通信支架受力主要來自三方面：①來自線纜本身的重量，包含了橋梁支架的重量：②來自線纜所受的牽引力；③由于管廊的上升、下降，電纜與支架之間有摩擦力，這部分力由支架承擔。

以E形支架（7層，層間距300，支架長600）為例，支架采用的是玻璃鋼材質，材質滿足要求。支架上架設的電纜為10KV，每層4根，自身重量為16.98千克，米，支架間距為80厘米。

要想計算單根托臂的擾度，我們根據單根托臂的模型簡化圖來計算。已知托臂質量Gl為2千克，也就是0.02KN，P1=P2=P3=P4=0.2×0.8=0.16KN。

根據上面的計算公式，得出W1+W2+W3+W4=0.2mm

此外通過計算得出托臂固定螺栓的強度、立柱化學錨栓的強度三項都符合相應要求，因此可以確定E型支架設計結構可行，并且在余量方面有要求。

2.熱力支架。要想研究明白熱力支架的受力分析，其主要是對固定支架的分析。熱力支架受力主要有管道的重力、管道內不平衡的內壓力、摩擦力等。其受力的計算方法，可以參考相應的熱力管網的設計標準。里面有相應的標準數值，對受力的計算有相當大的幫助。計算的過程是先計算固定支架的推力，在計算支架的受力；計算方面可以采用有限元的簡化法；在分析其受力的時候，可以假設兩個固定支架中間的管道被切斷。分析其受力情況。

五、結束語

綜上所述，綜合管廊支架在選擇時需要具備相應的技術要求，才能滿足綜合管廊的工程要求。本文對綜合管廊支架所需要的技術標準進行整理分析。得出支架在選擇不同材料時會有不同的優缺點，根據這些優缺點來確定使用什么材質。此外，支架在安裝建設時，需要滿足什么樣的幾何要求，最后對所建設的管廊支架工程，對其是否滿足要求的計算進行分析。希望通過本文的探究與分析，對以后綜合管廊支架選擇與計算上有一定的幫助，從而促進城市綜合管廊的長遠發展。