導向式彈簧支架的結構設計

李永波

摘要：為避免導向式彈簧支架中管道水平推力對彈簧支架的不影響，在結構設計中通過生根于現場鋼構上的導向支柱隨管道水平推力，把導向彈簧支架的功能分解成導向和彈性支撐，導向由導向支柱、間隙調整螺桿、導向擋板、導向滑板等實現，彈性支撐由彈簧支架來實現。

關鍵詞：導向彈簧支架、導向間隙可調

Abstract： In order to avoid the influence of the horizontal thrust of the pipeline on the spring support in the guided spring support， the function of the guide spring support is decomposed into the guidance and elastic support in the structural design by the guiding pillar rooted on the steel structure on site and the horizontal thrust of the pipeline ， Guidance is achieved by guide pillars， clearance adjustment screws， guide baffles， guide slides， etc.， and elastic support is achieved by spring support.

Keywords： guide spring support， adjustable guide gap

彈簧支吊架在管道系統的支撐中是一種重要的支撐形式，對管系的柔性起著至關重要的作用。在管道系統的應力分析時，為了控制管道的應力，經常需要在彈簧支架的節點控制管道的水平位移（如圖1，6150點）。由于彈簧支架中用到的彈性元件——圓柱螺旋壓縮彈簧的橫向剛度較小，橫向穩定性較差，實際的導向效果不好。

1. 通常思路的導向彈簧支架結構說明

一般管道用的彈簧支架，采用管道支座與彈簧支架配合使用，管道支座與管道采用焊接或管夾式固定，管道支座的底板擱置在彈簧支架的荷重板上。這樣，當管道由安裝狀態到工作狀態發生變形時，彈簧支座允許該支撐點有垂直向上或向下的位移，管道支座底板與彈簧支架荷重板之間也可以通過相互滑動，允許該支撐點的管道有一定的水平位移。如圖2

一般導向管道支架，是通過在管道支架的底板上加限位件，以限制管道沿徑向的移動，達到導向的目的，如圖3

導向式彈簧支架，是要求該支點在承受管道的荷載，允許管道在垂直方向有位移，同時限制管道水平方向的位移。在設計管道導向彈簧支架時，有技術人員采用了簡單的彈簧支架+導向支架的設計方案，如圖4。由于限位件在對管道進行導向過程中的反力，傳遞到彈簧支架上，彈簧支架的支柱會發生傾斜，嚴重的會防礙彈簧的垂直位移，破壞彈簧支架本身的結構，造成該支點管道的超載或失載，影響管道的安全。

2. 改進后的導向彈簧支架結構設計

針對這種情況，我們采取了創新結構的導向彈簧支架，基本設計思路是阻止橫向的反力傳遞到彈簧支架。如圖5

導向立柱生根在現場鋼構上，直接作用在管道支座的底板上，管道支座的橫向反力由導向支柱承受，彈簧支架只承受垂直方向的荷載和位移。

對于要求比較高的場合（比如壓縮機進、出口附近的管道），可以在導向立柱上設置導向間隙調整螺桿，螺桿頂端焊接導向擋板，在管道支座的底板上焊接導向滑板，這樣可以調整導向擋板與導向滑板之間的間隙，克服加工及施工誤差，實現精準導向。還可以在導向擋板與導向滑板之間設置聚四氟乙烯減摩摩擦副，以減小導向時的摩擦力。

這種結構的導向彈簧支架，也適用于水平方向的雙向導向，如圖6。

結論：通過結構上的改進，克服了彈簧支架不能承受水平荷載的弱點，有效阻止了管道的水平推力傳遞到彈簧支架，實現了穩定可靠的水平導向和彈性支撐。

參考文獻：

GB/T17116.1-2018 《管道支吊架 第一部分 技術規范》

GB/T17116.2-2018 《管道支吊架 第二部分 管道連接部件》