CN102483183A - 结构管道支承系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种管道支承系统，更具体地，涉及一种用于隧道中的具体使用的结构管道支承系统，并且旨在解决在使用用于将管道支承结构安置在隧道中的传统方法时出现的问题和困难。系统是模块化的并且基本上包括由具有圆形横截面的中空结构区段制成的撑条或梁，撑条或梁固定于隧道壁或通过螺钉紧固的梯形支承结构，所述中空结构区段的撑条或梁包括用于紧固辊支承支撑结构的一个或多个点，该辊支承支撑结构包括通过螺钉固定于辊支承支撑结构和中空结构区段的撑条或梁的结构附件或止动元件。该结构还包括用于包含通过螺钉紧固于隧道壁的附加模块的上装配区段。

Description

结构管道支承系统
技术领域
本发明涉及一种管道支承系统，更具体地，涉及一种用于隧道中的具体使用的结构支承系统。
本发明旨在利用模块化设计模式解决在使用用于将管道支承结构安装在隧道中的传统方法时出现的问题和困难。
背景技术
管道线和管线是用于输送诸如石油和其衍生物、化学产品、酒精以及水之类的流体的线，该线根据它们的应用设计为油管线、气体管线、导水管、矿石管道、聚合管道或酒精管道。利用穿过隧道和管线的在地下延伸较大距离的中型管线和大型管线建造该流动线。
传统隧道内的管道支承结构的构造不提供以特征几何学适应隧道的曲率的适应性和模块性，并且通常是过大的，在一项工程的范围内，其中预见/预计增加的管道的运输量。
在现有技术的目前的状态下，估计会在将来完成整个工程时，用于剩余线的整个支承结构的建造成为必要的事情。为了在管线的轴向方向上为组件提供稳定性(利用先前设计的方法)，该构造是必需的，该事实由于工程中考虑的过大尺寸而使工程的最终成本有效地增加。
应当指出由于现有技术不考虑该连接中的模块化设计的概念的事实，因此要求以上列举的过大尺寸。
此外，当前存在的结构要求组装、维护以及修理阶段的焊接，该焊接有效地变成该工程中的更长工作时间的原因，该工程具有人员和机器的沿着整个工地(或隧道的延伸)的流通以及与维护和修理活动相关联的过多风险。
当前结构还显示由钢丨梁区段制成的柱，该钢丨梁区段将管道限制在‘正方形’内，由此使为了维护和更换零件或构件/元件而进入该当前结构变得困难。
发明内容
本发明的目的在于经由下列技术提案解决已经在现有技术中指出的问题：
通过使用预制的并且利用螺钉安置/安装在隧道内的结构而消除用于管道支承结构的物理组装的隧道内的任何类型的焊接；
允许相对于每个管道且独立于隧道的每一侧分阶段地执行支承装置的组装，其中，对应的成本分配于每条未来线而不是分配于气体管道/油管道/管道线的成本中心；
消除钢柱(丨梁)的干涉，从而排除将管道限制在‘正方形’内，没有进入装置以允许检查、维修以及与其相关的涂漆工作；
消除头顶上的横梁的需要以及部件的调整到位——或在未来的时刻要求拆卸以允许装备、结构的部件和零件、机器等的通过——的临时安装的需要；
使可用于车辆和人员的流通的空间最大化；
使支承结构和隧道壁之间的结构界面的数量最小化，由此使错误的可能性降低，使调节和组装时间的需要减少，而不要求例如第三上侧金属插入件的使用；
使零件的数量、组件的体积以及支承元件的到隧道中的运输时的重量减少；
使组装时间大幅减少；
引起构造/设计几何学使得所有的机械应力保持在结构本身内；
在通过岩石破碎/移除获得的区段，消除取决于壁的紧固以及“混凝土柱基”(基部)的铸造的复杂性；安装的简化。
本发明以互补且非排他的方式包括利用2008年3月5日的巴西专利申请No.PI 0800385-8中描述的系统的用于管道布置的结构装置，该系统优选地利用如在2006年3月20日的巴西专利[实用新型]申请No.MU 8600496-4中描述的机动驱动辊或空转辊。
本发明涉及管道支承系统，更具体地，涉及用于隧道中的具体使用的结构管道支承系统，所述系统包括撑条或梁的设置，所述撑条或梁在其结构内接收用于机动支撑元件的支撑结构，所述支撑结构还接收焊接于中空撑条或梁的止动型支撑元件，撑条或梁具有依照隧道的几何轮廓的由不同的和模块化的区段形成的基本上圆形的形状。
中空撑条或梁通过直接紧固于隧道的壁或经由梯形混凝土柱基安装在隧道内，附接于壁包括金属支承元件的将要随后用螺钉将撑条或梁拧紧于壁的在先安装。
根据本发明的系统的结构支承方案受到航空结构——更具体地，机身——启发，并且设计成承受大量的载荷和应力。
如可以从附图中理解的，根据本发明的支承系统由于预见允许通过用螺钉拧紧于已经存在的结构而安装的附加模块而消除工程的任何超大尺寸，由此甚至不为了在管路的轴向方向上为组件提供稳定性，免除对建造用于估计在未来安装的附加线的整个支承结构的需要。
根据本发明的系统提供预制的并且能够用螺钉拧紧用于隧道内的组装——用于管道支承系统的物理组装——的结构，利用马达驱动辊执行管道的布置。
该技术概念允许支承组件的相对于每个管道且独立于隧道的每一侧的分阶段的组装，其中，对应的成本分配于每条未来线而不是分配在气体管道/油管道/管道线的成本中心上。
根据本发明的基本支承结构概略地包括紧固于隧道的壁或借助于利用螺钉的梯形支承结构的圆形横截面的中空撑条或梁，所述中空撑条或梁包括用于紧固辊支承支撑结构的一个或多个点，该结构包括通过螺钉固定于辊支承支撑结构和所述中空结构区段撑条或梁的结构附件或止动元件，结构还包括用于包括通过螺钉紧固于隧道壁的附加模块的上装配区段。
对包括在根据本发明的系统中的结构的紧固仅在每个金属插入件中提供一个紧固螺栓，其中，(壁上的)每个支撑件总共仅有两个螺钉，并且只有两个螺钉用于地板。
如可以从附图中得出的，根据本发明的系统消除钢柱(“丨梁”)的干涉而不使管道限制于‘正方形’，允许自由进入以用于检查、维修行动、涂漆以及甚至更换，并且消除头顶上的横梁的需要以及待调整到位的部件——或由于具有可以超过其限制的高度和大小而在未来的时刻要求拆卸以允许装备、结构的部件和零件、机器等的通过——的临时安装的需要，并且附加地，根据本发明的系统还使用于车辆和人员的流通的空间限额最大化。
与现有技术相比，本发明的另一个明显优点在于如下事实：存在支撑件和隧道壁之间的减少的数量的结构界面，由此使错误的可能性降低，使调节和组装时间的需要减少，此外，不存在使用第三上侧金属插入件的需要，从该事实有效地得出零件的数量的、组件的体积的以及支撑件的到隧道中的运输时的重量的减少。
根据本发明的系统构想成考虑到需要引起构造/设计几何学使得所有的机械应力保持在结构本身内以相互抵消。利用平衡成最大的内部地作用的应力的矢量构件，仅传递残余外部应力，并且这些应力总是在混凝土的压缩的方向上出现。因此，我们获得较少取决于壁附件的保持能力的支承系统。根据本发明的支承结构的特征形状的技术效果借助于还为特征的紧固装置和元件提供完美的支撑和矢量平衡。
此外，在通过岩石破碎/移除获得的区段，根据本发明的系统消除了悬挂于壁的附接件以及铸造“混凝土柱基”(基部)的复杂性，仅要求——如有必要——用于支撑支撑件的非常简单且扁平几何形状的基部。
附加地，本发明提供可移除的“起重臂”的在每个支撑件中的安装以帮助机动辊的提升和剩余未来区段(模块)——待安装用于支承未来要布置的管道——的提升。
具体实施方式
通过下列附图说明根据本发明的管道支承系统的优选实施方式：
图1包括根据本发明的系统的示意图，该示意图显示隧道的壁(1)和地板(2)，中空撑条或梁(3)分别借助于紧固元件(4)和螺钉(9)附接在其中，所述附图还显示用于管道(8)的辊(7)的支撑件(5)以及用于支撑件和结构(3)的借助于紧固元件(10)的互相连接的止动元件(6)；
图2涉及在其中显示已经出现在图1中的元件的结构系统的示意图，附加地出现了设置在中空撑条或梁(3)的上部(11)上的可移除“起重臂”(12)和用于紧固其它的支承结构(5)的孔(14)；
图3涉及结构系统的示意图，该示意图显示已经包括在图1和2中的元件，并且以视图附加地示出支撑元件(13)和沿着中空撑条或梁(3)安装的、用于不同大小的管道(8)的其它的支撑件(5)，关于根据本发明的系统的模块化能力，该视图旨在是示例性的而不是限制性的；
图4涉及在其两个实施方式或形态中安装在隧道中——即，直接固定于隧道的壁和地板(2)，或通过基部和梯形元件(13)固定于混凝土基部(2)或锚定元件——的根据本发明的系统的说明性立体图，其中，所述描绘显示已经在上面图1至3中描述的元件；
图5A和5B涉及根据本发明的系统的支撑件(5)的说明性视图，该说明性视图在其中显示为了辊和/或止动元件的附接而钻的孔(16)和用于将所述支撑件(5)拧紧于中空撑条或梁(3)的开口(16)；
图6涉及安装在隧道中的根据本发明的系统的说明性立体图，该说明性立体图显示在上面图1至5B中先前描述的元件；
图7涉及安装在隧道中的根据本发明的系统的说明性立体图，该说明性立体图显示在上面图1至5B中先前描述的元件，其中，重点在处于其安装状态的辊上；
图8涉及在其两个实施方式或形态中安装在隧道中——即，直接贴附于隧道的壁和地板(2)，或借助于基部和梯形元件(13)贴附于混凝土基部(2)——的根据本发明的系统的说明性立体图，所述描绘显示已经在上面图1至3中描述的元件，其中，重点在处于其安装状态的辊上；
图9涉及视图，其中，重点在处于它们的安装状态的两个辊(7)和支撑元件(13)，所述描绘显示已经在上面图1至3中描述的元件，其中，重点在处于其安装状态的辊上；以及
图10涉及在其两个实施方式或形态中安装在隧道中——即，直接附接于隧道的壁和地板(2)，或借助于基部和梯形元件(13)附接于混凝土基部(2)——的根据本发明的系统的说明性立体图，所述描绘显示已经在上面图1至3中描述的元件和在每个梁中多于一个辊的放置，并包括管道的描绘；
除了优选的实施方式之外，本发明还包括构想用于一个单管或管道的布置和可靠支承的机动或自供能的辊的升降器(或支撑件)的变体。如可以在图11和12中注意的，结构限制于必需的弧，在示出的情况下，该必需的弧对应于相对较低水平的位置处(接近隧道的地板)的线(管线或管道线)的安装的位置，而在期望将管线安装在更高的位置处的情况下，升降器将具有用于多条线的支承的已经描述的形状。
构造装置可以变化——包括或不包括中心孔(可以在图11至18中看到)，并且其目的是：(a)允许管、电缆管以及任何其它的导体的通过；(b)允许在升降器的内部中执行检查；和/或(c)为了便于隧道中的组装操作中的处理，使结构重量减少。
此外，如在图13和15中示出的情况下发生的，驱动系统(马达驱动系统、减少以及驱动辊系统)可以安置在借助于螺钉或另一种紧固器联接于升降器的互补结构中。为了纠正未对齐，防止隧道的土建结构的典型尺寸质量危害管线的对齐，该装置的目的是允许有意地包括在法兰的孔中的隔离物和间隙的使用。
在壁和地板提供必需的对齐的情况下，结构可以是整体的(没有升降器和驱动组件的结构之间的划分，并且因此没有用螺钉拧紧的水平法兰)。在该情况下，如在图12、14、16、17和18中出现的，驱动组件(辊和驱动装置)可以直接安置于该整体结构。
该升降器变型的结构的构造——与用于多个管的升降器相似——可以经受较小的变型，存在地板和/或壁的结构特征应当要求的、包括的附加上或下紧固点。在该情况下，为了容纳更大数量的附接锚定螺栓、销或螺钉，如图13所示，横向“臂”可以以更大数量的形式出现，并且下基部板可以是纵向更大或横向更大的。
以上说明——尽管其广阔——但不排除最终源于本发明的其它的形态，在不同构造模式方面或在新颖特征方面，也不排除可以设想为本发明的实际应用中的发展的结果的其它的形态，并且因此，本发明不应当被认为限制于本文中的以上描述的主题。

Claims (18)

1.一种结构管道支承系统，其特征在于包括升降器的确定装置，所述撑条或梁在其结构中容纳用于支承自供能/马达驱动的支撑元件的部件，所述部件被螺钉拧紧于所述梁，所述部件还容纳焊接于所述升降器的止动型支撑件，所述撑条或梁具有基本上圆形的形状、由不同或模块化的区段构成、并且依照其中放置所述撑条或梁的隧道的几何轮廓，所述撑条或梁通过直接紧固于所述隧道的壁而安装在所述隧道中。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，紧固于所述壁包括在先安装金属支撑件用以随后将所述撑条或梁螺钉拧紧于所述壁。
3.如权利要求1和2中的任一项所述的系统，其特征在于，构成所述系统的结构是预制的并且能够被螺钉拧紧用以在所述隧道内组装。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的系统，其特征在于，包括为了物理组装将为所述管道提供支撑的所述结构而消除所述隧道内的任何类型的焊接。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的系统，其特征在于，所述管道的布置包括使用自供能/马达驱动的辊。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的系统，其特征在于，包括支承结构，所述支承结构包括具有圆形横截面的撑条或梁，所述撑条或梁借助于利用螺钉的梯形支承结构或借助于梯形混凝土柱基而紧固于所述隧道的所述壁，所述撑条或梁包括用于辊支撑结构的附接的一个或多个点，该结构包括通过螺钉附接于所述辊支撑结构和所述撑条或梁的结构止动或紧固元件，所述结构还包括用于包含将被螺钉拧紧于所述隧道壁的附加模块的上装配区段。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的系统，其特征在于，对包括在根据本发明的所述系统中的所述结构的紧固仅在每个金属插入件中提供一个紧固螺栓，其中，所述壁上的每个支撑件总共仅有两个螺钉，并且仅有两个螺钉用于向地板的紧固。
8.如权利要求1至7中的任一项所述的系统，其特征在于，提供在每个支撑件中的可移除的“起重臂”的安装。
9.如权利要求1至8中的任一项所述的系统，其特征在于，该系统是模块化的，并且能够包括一个或多个相互连接或非相互连接的升降器区段和用于升降器的两个或更多个支撑件。
10.一种结构管道支承系统，所述结构管道支承系统包括撑条或梁，所述撑条或梁在其结构中容纳用于支承自供能/马达驱动的支撑元件的支撑元件，所述支撑元件被螺钉拧紧于所述梁，所述部件还容纳焊接于所述梁的止动型支撑件，所述撑条或梁具有基本上圆形的形状、由不同或模块化的区段构成、并且依照其中放置所述撑条或梁的隧道的几何轮廓，所述撑条或梁通过直接紧固于所述隧道的壁而安装在所述隧道内，所述系统进一步的特征在于包括升降器的确定装置，所述升降器的确定装置按照足以放置在用于管线和/或管道线的安装的位置的弧成形。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述弧能够布置在接近所述隧道的地板的较低水平的位置处。
12.如权利要求10和11中的任一项所述的系统，其特征在于，所述梁包括使得所述梁能够支承多条线的构造。
13.如权利要求10至12中的任一项所述的系统，其特征在于，包括中心钻孔，所述钻孔的功能为：(a)允许管、电缆管以及任何其它的导体的通过；(b)允许所述梁的内部件处的检查；和/或为了便于所述隧道内的组装操作中的处理而减轻结构重量。
14.如权利要求10至13中的任一项所述的系统，其特征在于，包括机动驱动系统，该系统能够安置在借助于紧固元件联接于所述梁的互补结构中。
15.如权利要求10至14中的任一项所述的系统，其特征在于，该系统包括整体结构。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述整体结构不包括所述梁和所述驱动组件的结构之间的划分，并且不包括用螺钉拧紧的水平法兰。
17.如权利要求15所述的系统，其特征在于，包括辊和驱动装置的所述驱动组件直接安置于所述整体结构。
18.如权利要求10至14中的任一项所述的系统，其特征在于，所述结构包括附加上或下紧固点、附加横向“臂”、和/或正面和/或横向长度更大的下基部板。
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