CN106111746A - 一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置 - Google Patents

一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，包括安装盘、多个固定支撑机构和多个活动支撑机构，固定支撑机构包括第一支撑杆和第一顶升机构，活动支撑机构包括第二支撑杆和第二顶升机构，第一顶升机构和第二顶升机构均包括安装架和移动架，安装架包括底板和第一侧板，移动架包括顶板和第二侧板，顶板顶部固定有顶升柱，第一侧板和第二侧板之间形成安装腔，安装腔内设有千斤顶，第一支撑杆外端与固定支撑机构的底板固连，第二支撑杆外端与活动支撑机构的底板固连，第一支撑杆内端与安装盘固连，第二支撑杆内端与安装盘铰接。本发明结构简单、设计合理且操作简便，能节约大量人力、财力和物力，提高了施工进度，生产制作成本极低。

Description

一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置
技术领域
本发明涉及一种内支撑装置，尤其是涉及一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置。
背景技术
近年来，在化工、建筑施工、水暖、石油、水电等行业经常采用压力钢管输送油、气、水等介质，在压力钢管制作、安装调圆后需要加装内支撑装置。一般常见内支撑装置用型钢或焊管制作成米字型结构，管节调圆后利用丝杠调节、螺栓连接调节米字型支撑长度，并顶于压力钢管内壁来保证压力钢管圆度，实现内支撑的作用。
但随着新技术、新材质的引进，大壁厚(厚度50mm以上)、高强度(材质屈服强度为600MPa或800MPa)的压力钢管大面积普遍推广，使得压力钢管的壁厚、材质强度大幅增加，在此类压力钢管制作、安装调圆后，必须使用大吨位千斤顶提供足够大的压力顶于压力钢管内壁。随着压力的增大使钢管达到设计及规范要求的圆度，直到压力钢管制作、安装施工完成，方可拆除千斤顶，否则将无法保证压力钢管的圆度要求。同时，由于高强度压力钢管不允许在管壁上直接焊接型钢式内支撑，而丝杠、螺栓式内支撑装置无法满足调圆顶升压力的要求。
针对上述情况，最直接、有效的解决方案就是增加大吨位千斤顶的数量，这样将会大大增加内支撑装置的制作成本，也会影响施工进度，产生技术、经济等一系列难题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其结构简单、设计合理且操作简便，能节约大量人力、财力和物力，提高了施工进度，生产制作成本极低，便于推广使用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：包括安装盘，所述安装盘的外周固定连接有多个固定支撑机构，所述安装盘的外周铰接有多个活动支撑机构，所述固定支撑机构包括第一支撑杆和安装在第一支撑杆外端的第一顶升机构，所述活动支撑机构包括第二支撑杆和安装在第二支撑杆外端的第二顶升机构，所述第一顶升机构和第二顶升机构的结构相同且均包括安装架和移动架，所述安装架包括底板和固定在底板顶部两侧的第一侧板，所述移动架包括顶板和固定在顶板底部两侧的第二侧板，所述顶板的顶部固定有顶升柱，所述第一侧板和第二侧板之间形成安装腔，所述安装腔内设置有用于顶升所述移动架的千斤顶，所述第一支撑杆的外端与所述固定支撑机构的底板固定连接，所述第二支撑杆的外端与所述活动支撑机构的底板固定连接，所述第一支撑杆的内端与安装盘固定连接，所述第二支撑杆的内端与安装盘相铰接。
上述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述第二支撑杆的外端两侧均固定有连接耳，所述连接耳上开有第一连接孔，所述安装盘的外周且对应第二支撑杆连接处开有U形槽和第二连接孔，所述第二连接孔设置在靠近U形槽处，所述第二支撑杆的外端经穿过第一连接孔和第二连接孔的销轴与安装盘相铰接。
上述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述连接耳和第二支撑杆之间的连接方式为焊接，所述销轴为钢筋。
上述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述第一支撑杆与第二支撑杆之间固定有第一加强筋，相邻两根所述第二支撑杆之间固定有第二加强筋。
上述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述第一支撑杆与所述活动支撑机构的底板之间固定有多个第一筋板，所述第二支撑杆与所述活动支撑机构的底板之间固定有多个第二筋板。
上述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述固定支撑机构的数量为两个，两个所述固定支撑机构对称设置且两者位于同一条直线上。
上述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述活动支撑机构的数量为六个。
上述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述固定支撑机构、活动支撑机构和安装盘形成“米”字形结构。
上述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述第二侧板的下部位于第一侧板的内侧。
上述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述第一侧板和底板之间的连接方式为焊接，所述第二侧板和顶板之间的连接方式为焊接，所述顶升柱和顶板之间的连接方式为焊接，所述第一支撑杆的外端和所述固定支撑机构的底板之间的连接方式为焊接，所述第二支撑杆的外端和所述活动支撑机构的底板之间的连接方式为焊接，所述第一支撑杆的内端和安装盘之间的连接方式为焊接。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明结构简单紧凑、设计合理且使用操作方便。
2、本发明当压力钢管利用千斤顶顶升后使达到设计规范要求的圆度后，可将第一顶升机构、第二顶升机构的第二侧板与第一侧板进行角焊固定，拆除千斤顶，千斤顶可以继续用于下一节压力钢管的制作安装施工中；每节压力钢管制作安装完成，可将第一侧板与第二侧板的角焊磨掉，以重复使用。
3、本发明操作省力，方便移动，制作成本低，大大地提高工作效率，减少了大吨位千斤顶的使用数量，降低了内支撑成本，节约了工期，具有良好的经济社会效益。
下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的使用状态图。
图2为本发明安装架和移动架的位置关系示意图。
图3为本发明第二支撑杆的结构示意图。
图4为图3的侧视图。
图5为本发明安装盘的结构示意图。
附图标记说明:
1—安装腔； 2—千斤顶； 3—第一支撑杆；
4—第二支撑杆； 4-1—连接耳； 4-2—第一连接孔；
5—销轴； 6—安装盘； 6-1—U形槽；
6-2—第二连接孔； 7-1—第一加强筋； 7-2—第二加强筋；
8-1—第一筋板； 8-2—第二筋板； 9—顶升柱；
10—顶板； 11—第二侧板； 12—第一侧板；
13—底板； 14—压力钢管。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括安装盘6，所述安装盘6的外周固定连接有多个固定支撑机构，所述安装盘6的外周铰接有多个活动支撑机构，所述固定支撑机构包括第一支撑杆3和安装在第一支撑杆3外端的第一顶升机构，所述活动支撑机构包括第二支撑杆4和安装在第二支撑杆4外端的第二顶升机构，所述第一顶升机构和第二顶升机构的结构相同且均包括安装架和移动架，所述安装架包括底板13和固定在底板13顶部两侧的第一侧板12，所述移动架包括顶板10和固定在顶板10底部两侧的第二侧板11，所述顶板10的顶部固定有顶升柱9，所述第一侧板12和第二侧板11之间形成安装腔1，所述安装腔1内设置有用于顶升所述移动架的千斤顶2，所述第一支撑杆3的外端与所述固定支撑机构的底板固定连接，所述第二支撑杆4的外端与所述活动支撑机构的底板固定连接，所述第一支撑杆3的内端与安装盘6固定连接，所述第二支撑杆4的内端与安装盘6相铰接。
该压力钢管内支撑装置通过在第一支撑杆3的外端设计第一顶升机构，第二支撑杆4的外端设计第二顶升机构，当压力钢管利用千斤顶2顶升达到设计规范要求的圆度后，将第一顶升机构、第二顶升机构的第二侧板11与第一侧板12进行角焊固定，拆除千斤顶2，利用千斤顶2继续下一节压力钢管的制作安装施工中；每节压力钢管制作安装完成后，将第一顶升机构、第二顶升机构的第二侧板11与第一侧板12利用气刨刨除或磨光机打磨掉角焊焊缝，进行重复使用。因此，该支撑装置大大地提高了工作效率，减少了大吨位千斤顶的使用数量，降低了内支撑成本，节约了工期，使用效果良好，社会经济效益显著。
其中，第二支撑杆4与安装盘6采用铰接，方便内置利用完后进行第二支撑杆4的逐个拆除，压力钢管的截面为圆形，内支撑装置只能进行逐个拆除，若采用整体拆除唯有切割的方法，将会破坏内支撑装置的结构形式，造成材料浪费。第一支撑杆3与安装盘6采用焊接方式固定连接，在安装内支撑装置时先将第一支撑杆3与安装盘6进行安装，并用千斤顶2顶升，使第一支撑杆3与安装盘6处于受力状态，再将第二支撑杆4与安装盘6采用铰接安装；在拆除内支撑装置时反向进行，最后拆除第一支撑杆3与安装盘6；这样在第二支撑杆4逐个安装拆除时，第一支撑杆3与安装盘6整体均处于受力状态，可以保证内支撑装置整体的稳定性，避免倾翻。
如图2至图5所示，所述第二支撑杆4的外端两侧均固定有连接耳4-1，所述连接耳4-1上开有第一连接孔4-2，所述安装盘6的外周且对应第二支撑杆4连接处开有U形槽6-1和第二连接孔6-2，所述第二连接孔6-2设置在靠近U形槽6-1处，所述第二支撑杆4的外端经穿过第一连接孔4-2和第二连接孔6-2的销轴5与安装盘6相铰接。当管节调圆安装内支撑装置时，将单个第二支撑杆4的连接耳4-1与安装盘6的U形槽6-1对接，并用销轴5将安装盘6与单个第二支撑杆4连接起来，通过铰接方式方便内置利用完后进行第二支撑杆4的逐个拆除。
本实施例中，所述连接耳4-1和第二支撑杆4之间的连接方式为焊接，所述销轴5为钢筋。
如图1所示，所述第一支撑杆3与第二支撑杆4之间固定有第一加强筋7-1，相邻两根所述第二支撑杆4之间固定有第二加强筋7-2，第一加强筋7-1、第二加强筋7-2将相邻两根支撑杆连接成整体，形成整体受力结构，对内支撑装置起加固强度的作用。
如图1所示，所述第一支撑杆3与所述活动支撑机构的底板之间固定有多个第一筋板8-1，所述第二支撑杆4与所述活动支撑机构的底板之间固定有多个第二筋板8-2，第一筋板8-1和第二筋板8-2的数量均为多个，且多个第一筋板8-1对称布设，多个第二筋板8-2对称布设，可以使底板受力均匀，对第一支撑杆3、第二支撑杆4起加固强度的作用，避免第一支撑杆3、第二支撑杆4端部因受力过大发生变形。
如图1所示，所述固定支撑机构的数量为两个，两个所述固定支撑机构对称设置且两者位于同一条直线上，所述活动支撑机构的数量为六个；固定支撑机构纵向布置方便施工，对称布置受力均匀；增加固定支撑数量将会增加受力点，自重将会增加，增加了拆除施工难度。
如图1所示，所述固定支撑机构、活动支撑机构和安装盘6形成“米”字形结构，“米”字形结构完全对称，受力均匀，即将整圆等分为八等份，在压力钢管薄弱点十字线方向、45度方向最易发生变形，此处均有支撑机构，可以避免发生变形。
如图1所示，所述第二侧板11的下部位于第一侧板12的内侧，第一侧板12对第二侧板11起到限位作用，也方便后续固定焊接。
本实施例中，所述第一侧板12和底板13之间的连接方式为焊接，所述第二侧板11和顶板10之间的连接方式为焊接，所述顶升柱9和顶板10之间的连接方式为焊接，所述第一支撑杆3的外端和所述固定支撑机构的底板之间的连接方式为焊接，所述第二支撑杆4的外端和所述活动支撑机构的底板之间的连接方式为焊接，所述第一支撑杆3的内端和安装盘6之间的连接方式为焊接。
本发明的工作原理为：根据不同压力钢管的内径和大吨位千斤顶的行程，确定第一支撑杆3和第二支撑杆4的长度，以及确定第二侧板11和第一侧板12的长度。当压力钢管14利用千斤顶2顶升使压力钢管14达到设计规范要求的圆度后，将第一顶升机构、第二顶升机构的第二侧板11与第一侧板12进行角焊固定，然后拆除千斤顶2，继续下一节压力钢管的制作安装施工中，第二侧板11与第一侧板12焊接固定达到替换千斤顶2支撑的目的。当压力钢管制作、安装完成后，将第一顶升机构、第二顶升机构的第二侧板11与第一侧板12利用气刨刨除或磨光机打磨掉角焊焊缝，按照支撑安装顺序反向拆除，分类存放，以重复利用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：包括安装盘(6)，所述安装盘(6)的外周固定连接有多个固定支撑机构，所述安装盘(6)的外周铰接有多个活动支撑机构，所述固定支撑机构包括第一支撑杆(3)和安装在第一支撑杆(3)外端的第一顶升机构，所述活动支撑机构包括第二支撑杆(4)和安装在第二支撑杆(4)外端的第二顶升机构，所述第一顶升机构和第二顶升机构的结构相同且均包括安装架和移动架，所述安装架包括底板(13)和固定在底板(13)顶部两侧的第一侧板(12)，所述移动架包括顶板(10)和固定在顶板(10)底部两侧的第二侧板(11)，所述顶板(10)的顶部固定有顶升柱(9)，所述第一侧板(12)和第二侧板(11)之间形成安装腔(1)，所述安装腔(1)内设置有用于顶升所述移动架的千斤顶(2)，所述第一支撑杆(3)的外端与所述固定支撑机构的底板固定连接，所述第二支撑杆(4)的外端与所述活动支撑机构的底板固定连接，所述第一支撑杆(3)的内端与安装盘(6)固定连接，所述第二支撑杆(4)的内端与安装盘(6)相铰接。
2.按照权利要求1所述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述第二支撑杆(4)的外端两侧均固定有连接耳(4-1)，所述连接耳(4-1)上开有第一连接孔(4-2)，所述安装盘(6)的外周且对应第二支撑杆(4)连接处开有U形槽(6-1)和第二连接孔(6-2)，所述第二连接孔(6-2)设置在靠近U形槽(6-1)处，所述第二支撑杆(4)的外端经穿过第一连接孔(4-2)和第二连接孔(6-2)的销轴(5)与安装盘(6)相铰接。
3.按照权利要求2所述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述连接耳(4-1)和第二支撑杆(4)之间的连接方式为焊接，所述销轴(5)为钢筋。
4.按照权利要求1所述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述第一支撑杆(3)与第二支撑杆(4)之间固定有第一加强筋(7-1)，相邻两根所述第二支撑杆(4)之间固定有第二加强筋(7-2)。
5.按照权利要求1所述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述第一支撑杆(3)与所述活动支撑机构的底板之间固定有多个第一筋板(8-1)，所述第二支撑杆(4)与所述活动支撑机构的底板之间固定有多个第二筋板(8-2)。
6.按照权利要求1所述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述固定支撑机构的数量为两个，两个所述固定支撑机构对称设置且两者位于同一条直线上。
7.按照权利要求1所述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述活动支撑机构的数量为六个。
8.按照权利要求1所述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述固定支撑机构、活动支撑机构和安装盘(6)形成“米”字形结构。
9.按照权利要求1所述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述第二侧板(11)的下部位于第一侧板(12)的内侧。
10.按照权利要求1所述的一种大壁厚高强度压力钢管内支撑装置，其特征在于：所述第一侧板(12)和底板(13)之间的连接方式为焊接，所述第二侧板(11)和顶板(10)之间的连接方式为焊接，所述顶升柱(9)和顶板(10)之间的连接方式为焊接，所述第一支撑杆(3)的外端和所述固定支撑机构的底板之间的连接方式为焊接，所述第二支撑杆(4)的外端和所述活动支撑机构的底板之间的连接方式为焊接，所述第一支撑杆(3)的内端和安装盘(6)之间的连接方式为焊接。
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