CN112628469A - 给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法以及管道结构 - Google Patents

给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法以及管道结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法，其中，双支撑杆包括两个支撑杆，每个支撑杆的两端均设有销轴，方法包括：确定双支撑杆的已知支撑点的管道温度位移；根据管道温度位移确定第一平面，其中，第一平面与管道温度位移的方向垂直且已知支撑点位于第一平面内；设置两个支撑杆位于第一平面内，两个支撑杆的延长线相交于已知支撑点；根据两个支撑杆的走向方向分别确定两个支撑杆的靠近管道的一端的销轴的中心点在管道上的安装位置；确定两个支撑杆的所有销轴的走向方向。用于实现使用两个刚性支撑协调布置就能满足应用于基本不限制温度位移的温度载荷条件下，抵抗地震等动态载荷的综合影响。

Description

给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法以及管道结构
技术领域
本发明属于管道工程技术领域，具体涉及一种给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法以及管道结构。
背景技术
工业界对管道或设备的力学计算要考虑的载荷很多，例如，核电站设计管道时需要考虑所有的温度工况条件以及综合作用，还要考虑地震等动态载荷的影响。众所周知，管道温度载荷和地震载荷是一对矛盾载荷，若要满足温度载荷的条件，需要增加管道系统的柔性(或说降低管系的刚性)，若要满足地震载荷的条件，需要增加管道系统的刚性(或说降低管系的柔性)，因而对于既要满足温度应力，同时又要满足地震应力的情况不容易实现。
工程实际中要实现对一点的动态载荷约束限制，必须要至少两个支撑才可以起到相应的作用。而目前市场上没有两个刚性支撑协调布置的技术，使其可以达到对任意给定方向上的小位移(如温度位移)都不限制，但对垂直于此方向上的整个圆周方向的位移(如地震等动态位移)有限制作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述不足，提供一种给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法以及管道结构，用于实现使用两个刚性支撑协调布置就能满足应用于基本不限制温度位移的温度载荷条件下，能够抵抗地震等动态载荷的综合影响。
本发明实施例提供一种给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法，其中，双支撑杆包括两个支撑杆，每个支撑杆的两端均设有销轴，所述方法包括：确定双支撑杆的已知支撑点的管道温度位移；根据所述管道温度位移确定第一平面，其中，所述第一平面与管道温度位移的方向垂直且所述已知支撑点位于所述第一平面内；设置两个支撑杆位于所述第一平面内，两个支撑杆的延长线相交于已知支撑点；根据两个支撑杆的走向方向分别确定两个支撑杆的靠近管道的一端的销轴的中心点在管道上的安装位置；确定两个支撑杆的所有销轴的走向方向。
优选地，根据两个支撑杆的走向方向分别确定两个支撑杆的靠近管道的一端的销轴的中心点在管道上的安装位置，具体包括：设定两个支撑杆之间的夹角α；根据所述夹角α，在管道温度位移与管道轴线所构成的第二平面的两侧对称布置两个支撑杆，以确定两个支撑杆的走向方向，或者，先设定第一支撑杆的走向方向，再根据两个支撑杆之间的所述夹角α，确定第二支撑杆的走向方向。
优选地，所述夹角α为(0°，180°]范围内的任一值。
优选地，所述两个支撑杆分别为第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆的靠近管道的一端上的销轴为第一销轴，所述第二支撑杆的靠近管道的一端上的销轴为第二销轴，根据两个支撑杆的走向方向分别确定两个支撑杆的靠近管道的一端的销轴的中心点在管道上的安装位置，还包括：根据第一支撑杆的走向方向，计算得到第一支撑杆与管道轴线之间的夹角β，其中，0°＜β≤90°；以已知支撑点为中心点，以管道轴线为横坐标，以管道轴线的垂直线为纵坐标，设置第一销轴的中心点的安装位置为(l,h)，其中，l为第一销轴的中心点与已知支撑点沿管道轴线上的安装偏移，h为第一销轴的中心点与管道轴线之间的距离；根据以下公式计算得到h，
h＝r+h0 (1)
其中，r为管道外半径，h0为第一销轴的中心点与管道外壁之间的距离；
根据以下公式计算得到l，
l＝h·cot(β) (2)
根据计算得到的(l,h)的值，确定第一销轴的中心点在管道上的安装位置，确定第二销轴的中心点在管道上的安装位置。
优选地，确定第二销轴的中心点在管道上的安装位置，具体包括：根据第一销轴的中心点在管道上的安装位置及两个支撑杆之间的夹角α，确定第二销轴的中心点在管道上的安装位置，其中，第二销轴的中心点与管道外壁之间的距离为h0。
优选地，所述确定两个支撑杆的所有销轴的走向方向，具体包括：根据两个支撑杆的所有销轴位于所述第一平面内，确定两个支撑杆的所有销轴的走向方向。
优选地，一种给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法还包括：在所述管道上安装两个固定组件，所述固定组件的轴线在所述第一平面内，其中一个固定组件的两端分别连接管道外壁和所述第一销轴，另一个固定组件的两端分别连接管道外壁和所述第二销轴。
优选地，固定组件包括圆管与口端，圆管的轴线位于所述第一平面内，圆管的一端与管道外壁固定连接，另一端与口端连接，口端包括圆板和支耳，所述圆板与圆管的一端固定连接，且圆板与圆管同轴设置，且圆板的直径大于圆管的直径，每个口端中支耳的数量为两个，两个支耳上对应开有与支撑杆的销轴相适配的销轴孔，以使支撑杆上的销轴卡设在两个支耳之间。
优选地，在管道上安装两个固定组件之后，一种给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法还包括：分别将两个支撑杆的远离管道的一端的销轴的中心点沿管道温度位移的方向，移动d/n的距离，其中d为管道温度位移的大小，n为正整数，将移动后的位置分别确定为两个支撑杆的远离管道的一端的销轴的中心点的安装位置。
优选地，n＝2。
相应地，本发明实施例还提供一种根据上述所述的给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法制成的管道结构，所述管道结构包括管道和双支撑杆。
本发明实施例提供的一种给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法以及管道结构，通过设置两个支撑杆位于第一平面内，以使第一平面与管道温度位移垂直，且确定支撑杆的方向、两个支撑杆靠近管道的一端的销轴的中心点在管道上的安装位置、销轴走向方向，从而实现协调布置的两个支撑杆能满足应用于基本不限制温度位移的温度载荷条件下(即两个支撑杆所在的第一平面与管道温度位移垂直)，抵抗地震等动态载荷的综合影响。也就是说使用本发明实施例的给管道施加刚性约束的双支撑设计方法所布置的双支撑杆不限制管道温度位移，仅限制与管道温度位移垂直的平面内的任意方向的地震位移。
附图说明
图1a：为本发明实施例1的管道以及给管道施加刚性约束的双支撑杆的固定组件位置示意图；
图1b：为图1a中的管道和安装双支撑杆的固定组件被第一平面截取后的剖视图；
图2：根据本发明实施例1的管道以及给管道施加刚性约束的双支撑杆的理论结构简图；
图3：根据本发明实施例1的管道以及给管道施加刚性约束的双支撑杆的结构简图；
图4：为本发明实施例1中固定组件的圆管的结构示意图；
图5：为本发明实施例1中固定组件的口端的结构主视图；
图6：为图5的俯视图。
图中：1-圆管；2-圆板；3-支耳；4-管道温度位移；5-管道；6-第一平面；7-第一销轴；8-销轴孔。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法，如图1a、图1b所示，在管道5上连接双支撑杆，其中，双支撑杆包括两个支撑杆，每个支撑杆的两端均设有销轴，此类刚性支撑杆件在市场上普遍存在，结构简单，无需特制，标准化程度高。所述设计方法包括：
步骤101，确定双支撑杆的已知支撑点的管道温度位移。
本实施例中，高温管道通常具有管道温度位移4，如图1a、图1b所示，根据温度位移计算方法确定管道5上待安装的双支撑杆的已知支撑点A的管道温度位移4，其中，管道温度位移4具有一定大小和方向，已知支撑点A为双支撑杆与管道中心线相交的交点。
步骤102，根据管道温度位移确定第一平面，其中，第一平面与管道温度位移的方向垂直且已知支撑点位于第一平面内。
本实施例中，根据管道温度位移4确定第一平面6，第一平面6应垂直于管道温度位移4，且双支撑的已知支撑点A位于第一平面6内。
步骤103，设置两个支撑杆位于第一平面内，两个支撑杆的延长线相交于已知支撑点。
本实施例中，设置两个支撑杆(图1a、图1b中未示出两个支撑杆)位于第一平面6内，两个支撑杆的延长线相交于已知支撑点A(即管道温度位移4的初始节点)。由于第一平面6与管道温度位移4垂直，因此，在第一平面6内布置的上述双支撑杆将对管道温度位移4基本不施以限制，且工程中管道温度位移4的变形通常都是小变形，而与管道温度位移4垂直的第一平面6内的任意方向的地震位移等均将受到限制。
步骤104，根据两个支撑杆的走向方向分别确定两个支撑杆的靠近管道的一端的销轴的中心点在管道上的安装位置。
具体地，根据两个支撑杆的走向方向分别确定两个支撑杆的靠近管道的一端的销轴的中心点在管道上的安装位置，包括先确定两个支撑杆的走向方向，再确定两个支撑杆的靠近管道5的一端的销轴的中心点在管道5上的安装位置。
其中，确定两个支撑杆的走向方向包括步骤1041和步骤1042：
步骤1041，设定两个支撑杆之间的夹角α。
本实施例中，在安装双支撑杆前需给定两个支撑杆之间的夹角α，其中，夹角α为(0°，180°]范围内的任一值。
步骤1042，根据夹角α，在管道温度位移4与管道轴线所构成的第二平面的两侧对称布置两个支撑杆，以确定两个支撑杆的走向方向，或者，先设定第一支撑杆的走向方向，再根据两个支撑杆之间的夹角α，确定第二支撑杆的走向方向。需要说明的是，在执行完步骤1042后，已确定两个支撑杆位于第一平面6内，两个支撑杆的延长线相交于已知支撑点，且确定了两个支撑杆的走向方向。
如图2示出了两个支撑杆与管道5的位置关系，且每个支撑杆的两端均设有销轴，如图3示出了第一支撑杆与管道5的位置关系。其中，A点为已知支撑点，B点为第一销轴的中心点。一方面，由于两个支撑杆在预埋件上的固定点可以在任意位置，且两个支撑杆与厂房或其他基础的预埋件连接处的设计是非常成熟的技术。另一方面，由于管道是有直径需要考虑的，因此支撑杆靠近管道一端的固定点(图2、图3中所示B点，即支撑杆靠近管道一端的销轴中心点)就不会在已知支撑点A点处，而是与已知支撑点A有一个偏移量L，且B点与管道外壁之间也有一个安装的垂直距离h0。因此，本实施例重点要解决的问题是提供一种双支撑杆的设计方法，解决双支撑杆与管道连接处的设计连接问题。根据两个支撑杆(两个支撑杆分别为第一支撑杆和第二支撑杆，第一支撑杆的靠近管道5的一端上的销轴为第一销轴，第二支撑杆的靠近管道5的一端上的销轴为第二销轴)的走向方向分别确定两个支撑杆的靠近管道5的一端的销轴的中心点在管道5上的安装位置，具体包括步骤1043-步骤1046：
步骤1043，根据第一支撑杆的走向方向，计算得到第一支撑杆与管道轴线之间的夹角β，其中，0°＜β≤90°。
步骤1044，以已知支撑点A为中心点，以管道轴线为横坐标，以管道轴线的垂直线为纵坐标，设置第一销轴的中心点的安装位置为(l,h)，其中，l为第一销轴的中心点与已知支撑点A沿管道轴线上的安装偏移，h为第一销轴的中心点与管道轴线之间的距离。
步骤1045，根据以下公式(1)计算得到h，
h＝r+h0 (1)
其中，r为管道外半径，h0为第一销轴的中心点与管道外壁之间的距离。
根据上述计算得到的h，以及公式(2)计算得到l，
l＝h·cot(β) (2)
其中，cot()为余切函数，根据计算得到的(l,h)的值，从而确定第一销轴的中心点在管道上的安装位置。
步骤1046，确定第二销轴的中心点在管道上的安装位置。
具体地，根据第一销轴的中心点在管道上的安装位置及两个支撑杆之间的夹角α，确定第二销轴的中心点在管道上的安装位置，其中，第二销轴的中心点与管道外壁之间的距离为h0。
步骤105，确定两个支撑杆的所有销轴的走向方向。
具体地，根据两个支撑杆的所有销轴位于第一平面6内的要求，确定两个支撑杆的所有销轴的走向方向。
可选地，两个支撑杆之间的夹角α优选为90°。
本实施例中，通过设定两个支撑杆之间的夹角α为90°确定两个支撑杆所在平面及走向方向，可使安装过程简易便捷。具体地，设管道温度位移4为矢量v1，已知管道5的走向为矢量v2，两矢量叉乘可以求出矢量v3，即v3＝v1×v2。由空间几何可知，v3垂直于v1和v2。矢量v3可以是第一支撑杆的安装方向，再求矢量v4为v1与v3叉乘，即v1×v3＝v4，v4可以是第二支撑杆的安装方向，且v4与v3是垂直的，这就满足了两个支撑杆安装条件，即两个支撑杆均位于第一平面6内。而两个支撑杆的端部销轴的安装方向也很容易确定，因两个支撑杆相互垂直，所以矢量v3所在方向的第一支撑杆上的两个端部销轴的安装方向就是矢量v4的方向，同理，矢量v4所在方向的第二支撑杆上的两个端部销轴的安装方向就是矢量v3的方向。从而确定两个支撑杆和两组端部销轴均处于第一平面6内，满足对温度位移不限制，对振动位移限制的设计要求。继而根据步骤1043-步骤1046确定两个支撑杆靠近管道一端的销轴中心点的安装位置。采用该实施例的方法可降低双支撑杆的安装难度，从而提高安装效率。
可选地，给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法还包括：在管道上安装两个固定组件。其中，固定组件的轴线在第一平面内，其中一个固定组件的两端分别连接管道外壁和第一销轴，另一个固定组件的两端分别连接管道外壁和第二销轴。
本实施例中，如图1a、图1b所示，固定组件包括圆管1与口端，圆管1的轴线位于第一平面6内，圆管1的一端与管道5的外壁固定连接(如焊接连接)，另一端与口端连接。圆管1与管道5外壁连接的一端呈马鞍形，圆管1远离管道5外壁的一端可以是两种结构，一种是空心圆管结构，另一种是在该空心圆管结构上增加一个圆形板结构(如图4所示)，该圆形板结构所在平面与圆管1的中心轴线垂直。本实施例中采用第一种圆管1结构。如图5所示，口端包括圆板2和支耳3，圆板2与圆管1的一端固定连接(如焊接连接)，且圆板2与圆管1同轴设置(即圆板2所在平面与圆管1的轴线垂直)，且圆板2的直径大于圆管1的直径以便于固定连接，每个口端中支耳3的数量为两个，如图6所示，两个支耳位于以圆板2直径为中心线的对称位置，且与圆板2垂直，且两个支耳上对应开有与支撑杆的销轴相适配的销轴孔8，以使支撑杆上的销轴卡设在两个支耳之间。在固定连接圆管1和口端之前，圆管1与口端可在两部件的接触面进行相对的旋转运动，即通过调整圆管1与口端的焊接位置和方向，最终调整两个支耳上的销轴孔的轴线方向。根据设计要求，需要满足支撑杆的端部销轴均处于第一平面6内的要求，从而确定圆管1与口端的焊接位置和方向。
可选地，在管道上安装两个固定组件之后，给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法还包括：分别将两个支撑杆的远离管道的一端的销轴的中心点沿管道温度位移的方向，移动d/n的距离，其中d为管道温度位移的大小，n为正整数，将移动后的位置分别确定为两个支撑杆的远离管道的一端的销轴的中心点的安装位置。
可选地，分别将两个支撑杆的远离管道的一端的销轴的中心点沿管道温度位移的方向，移动d/n的距离，其中，n＝2。
本实施例中，如图3所示，设管道温度位移为d，管道直径为D，根据步骤1043-1046计算出B点的安装位置，即确定了第一支撑杆的第一销轴7的B点位置。图3中，第一支撑杆的另一端的销轴的中心点为C点，实际安装时，将C点的安装位置按照管道温度位移大小的一半(即d/2)沿管道温度位移方向移动至E点，以保障管道温度位移变化对反力影响最小。以上处理的原因在于：理论上当有管道温度位移发生时，中心点将发生变化，上述实施例中假设的第一平面就不成立了，若仍按第一平面进行安装的双支撑杆将会对管道温度位移产生限制作用，其作用以附加力P的形式出现，它的方向就是管道温度位移的方向。当管道温度位移越大，产生的附加力P就越大，它会对管道温度位移起限制作用，与要解决的技术问题不符。为把对管道温度位移的限制作用力的影响降到最低，可以事先就在管道温度位移方向上，移动管道温度位移值的一半，则可能产生的影响就会在-P/2和+P/2之间，这就是移动d/2的目的。实际上，这些影响在实际工程中的作用是非常小的，例如几个销轴的间隙，对于支架点处几毫米的位移，都是可以忽略其影响的。图3中的F点是最后在预埋件上的生根点，与最后的部件实际尺寸有关，这里仅给出示意。
通过确定支撑杆的走向，继而确定固定组件的安装高度及支撑杆端部销轴的方向，实现支撑杆的一端与管道外壁的连接设计，使得在管道的任意位置施加刚性约束更具有操作可行性，使得双支撑装置的安装更加简便。上述实施例提供的一种给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法，具有如下有益效果：
(1)由于两个支撑杆均处于与管道温度位移垂直的第一平面内，因此双支撑杆能够在不增加温度应力的情况下，产生抵抗地震应力的效果，满足工程上高温管道的运行需求。
(2)由于支撑杆为通用件，且支撑杆与管道之间起连接作用的固定组件的结构简单，零部件数量较少，使得安装方便快捷，且采用实施例中的给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法安装的双支撑杆，可以避免使用阻尼器，降低了管道建设成本。
(3)由于实施例中设计的固定组件可与管道外壁的任意位置进行焊接连接，因此对采用实施例中的给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法安装的双支撑杆的安装条件无限制，适用性广。
(4)给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法中将两个支撑杆之间的夹角设定为90度，可降低安装难度，提高安装效率。
实施例2：
本实施例提供一种根据实施例1中的给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法制成的管道结构，管道结构包括管道和双支撑杆。其中，管道为高温管道，具有管道温度位移导致的轻微变形。双支撑杆用于针对管道的振动位移施以刚性约束，而不限制管道温度位移。避免使用阻尼器，从而降低管道布置的建设成本。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法，其中，双支撑杆包括两个支撑杆，每个支撑杆的两端均设有销轴，其特征在于，所述方法包括：
确定双支撑杆的已知支撑点的管道温度位移；
根据所述管道温度位移确定第一平面，其中，所述第一平面与管道温度位移的方向垂直且所述已知支撑点位于所述第一平面内；
设置两个支撑杆位于所述第一平面内，两个支撑杆的延长线相交于已知支撑点；
根据两个支撑杆的走向方向分别确定两个支撑杆的靠近管道的一端的销轴的中心点在管道上的安装位置；
确定两个支撑杆的所有销轴的走向方向。
2.根据权利要求1所述的给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法，其特征在于，根据两个支撑杆的走向方向分别确定两个支撑杆的靠近管道的一端的销轴的中心点在管道上的安装位置，具体包括：
设定两个支撑杆之间的夹角α；
根据所述夹角α，在管道温度位移与管道轴线所构成的第二平面的两侧对称布置两个支撑杆，以确定两个支撑杆的走向方向，或者，先设定第一支撑杆的走向方向，再根据两个支撑杆之间的所述夹角α，确定第二支撑杆的走向方向。
3.根据权利要求2所述的给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法，其特征在于，所述夹角α为(0°，180°]范围内的任一值。
4.根据权利要求2所述的给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法，其特征在于，所述两个支撑杆分别为第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆的靠近管道的一端上的销轴为第一销轴，所述第二支撑杆的靠近管道的一端上的销轴为第二销轴，
根据两个支撑杆的走向方向分别确定两个支撑杆的靠近管道的一端的销轴的中心点在管道上的安装位置，还包括：
根据第一支撑杆的走向方向，计算得到第一支撑杆与管道轴线之间的夹角β，其中，0°＜β≤90°；
以已知支撑点为中心点，以管道轴线为横坐标，以管道轴线的垂直线为纵坐标，设置第一销轴的中心点的安装位置为(l,h)，其中，l为第一销轴的中心点与已知支撑点沿管道轴线上的安装偏移，h为第一销轴的中心点与管道轴线之间的距离；
根据以下公式计算得到h，
h＝r+h0 (1)
其中，r为管道外半径，h0为第一销轴的中心点与管道外壁之间的距离；
根据以下公式计算得到l，
l＝h·cot(β) (2)
根据计算得到的(l,h)的值，确定第一销轴的中心点在管道上的安装位置，
确定第二销轴的中心点在管道上的安装位置。
5.根据权利要求4所述的给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法，其特征在于，确定第二销轴的中心点在管道上的安装位置，具体包括：
根据第一销轴的中心点在管道上的安装位置及两个支撑杆之间的夹角α，确定第二销轴的中心点在管道上的安装位置，其中，第二销轴的中心点与管道外壁之间的距离为h0。
6.根据权利要求5所述的给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法，其特征在于，所述确定两个支撑杆的所有销轴的走向方向，具体包括：
根据两个支撑杆的所有销轴位于所述第一平面内，确定两个支撑杆的所有销轴的走向方向。
7.根据权利要求6所述的给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述管道上安装两个固定组件，所述固定组件的轴线在所述第一平面内，
其中一个固定组件的两端分别连接管道外壁和所述第一销轴，另一个固定组件的两端分别连接管道外壁和所述第二销轴。
8.根据权利要求7所述的给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法，其特征在于，固定组件包括圆管与口端，
圆管的轴线位于所述第一平面内，圆管的一端与管道外壁固定连接，另一端与口端连接，
口端包括圆板和支耳，所述圆板与圆管的一端固定连接，且圆板与圆管同轴设置，且圆板的直径大于圆管的直径，每个口端中支耳的数量为两个，两个支耳上对应开有与支撑杆的销轴相适配的销轴孔，以使支撑杆上的销轴卡设在两个支耳之间。
9.根据权利要求8所述的给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法，其特征在于，在管道上安装两个固定组件之后，所述方法还包括：
分别将两个支撑杆的远离管道的一端的销轴的中心点沿管道温度位移的方向，移动d/n的距离，其中d为管道温度位移的大小，n为正整数，将移动后的位置分别确定为两个支撑杆的远离管道的一端的销轴的中心点的安装位置，或
分别将两个支撑杆的远离管道的一端的销轴的中心点沿管道温度位移的方向，移动d/n的距离，其中d为管道温度位移的大小，n＝2，将移动后的位置分别确定为两个支撑杆的远离管道的一端的销轴的中心点的安装位置。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的给管道施加刚性约束的双支撑杆设计方法制成的管道结构，所述管道结构包括管道和双支撑杆。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010043715A (ja) * 2008-08-18 2010-02-25 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 配管曲がり部用クランプ
CN104912227A (zh) * 2015-06-18 2015-09-16 武汉建工集团股份有限公司 一种分体式屈曲约束支撑杆的端头连接节点及安装方法
CN107122529A (zh) * 2017-04-13 2017-09-01 深圳中广核工程设计有限公司 核电厂工艺管道标准支吊架管部件的分类计算方法及装置
CN107688718A (zh) * 2017-09-15 2018-02-13 中国核电工程有限公司 一种避免使用阻尼器的高温管道抗动力载荷的设计方法
CN107944135A (zh) * 2017-11-22 2018-04-20 哈尔滨工业大学 三维长管的支撑位置优化方法
CN108561497A (zh) * 2018-05-03 2018-09-21 上海核工程研究设计院有限公司 一种核工艺管道非线性抗震约束装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010043715A (ja) * 2008-08-18 2010-02-25 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 配管曲がり部用クランプ
CN104912227A (zh) * 2015-06-18 2015-09-16 武汉建工集团股份有限公司 一种分体式屈曲约束支撑杆的端头连接节点及安装方法
CN107122529A (zh) * 2017-04-13 2017-09-01 深圳中广核工程设计有限公司 核电厂工艺管道标准支吊架管部件的分类计算方法及装置
CN107688718A (zh) * 2017-09-15 2018-02-13 中国核电工程有限公司 一种避免使用阻尼器的高温管道抗动力载荷的设计方法
CN107944135A (zh) * 2017-11-22 2018-04-20 哈尔滨工业大学 三维长管的支撑位置优化方法
CN108561497A (zh) * 2018-05-03 2018-09-21 上海核工程研究设计院有限公司 一种核工艺管道非线性抗震约束装置

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