CN113846667B - 长输管道用支吊架复合结构、设计及施工方法 - Google Patents

Abstract

本公开提出了长输管道用支吊架复合结构、设计及施工方法，包括：依次连接的土建基础、连接件、管道支吊架及长输管道；所述土建基础采用单桩基础、多桩基础和/或混凝土箱型基础；所述管道支吊架包括管道支吊架根部及管道支吊架管部；所述土建基础通过连接件与管道支吊架根部连接，所述长输管道通过管道支吊架管部与管道支吊架根部连接；管道支吊架根部可用于调整不同支吊架复合结构之间轴向方向的热位移。本发明整体成本低，施工过程能耗低。

Description

长输管道用支吊架复合结构、设计及施工方法

技术领域

本公开属于支吊架技术领域，尤其涉及长输管道用支吊架复合结构、设计及施工方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前架空蒸汽管道的支架一般采用钢筋混凝土结构，此结构形式柱和基础几何尺寸较大，导致结构自重较大，结构形式不够美观，且现场施工周期比较长，施工时人工成本较高，特别是在雨季施工时，由于土方开挖、混凝土养护容易受天气变化等因素的影响而很容易造成工程进度延期。

现有技术中，专利ZL201821340247.8提供了一种架空蒸汽管道桩式支架，采用钢管桩+柱脚连接件+钢管柱的方式，实现钢管桩与管道的连接，其钢管桩为空心钢管，钢管桩内外侧均采用压力注浆，用水泥浆料和细石子包裹，钢管桩和钢管柱在地面连接处均采用混凝土包裹。但钢管桩价格昂贵，且钢管在地下易于被地下水腐蚀，特别是在沿海、盐碱地等土壤及地下水的腐蚀性较强的地区；该方案需要现场浇筑大量水泥浆料及混凝土，在施工程序上仍较复杂，例如：钢管桩和钢管柱在地面连接处采用混凝土包裹的方法，相当于在施工现场仍有大块的混凝土基础的浇筑和养护工作，仍需大量的模板支护施工作业及拆模作业；再例如：压力注浆通常是地基加固的方法，成本较高，且施工过程耗能较大。

与常规的建构筑物采用桩柱一体结构不同，长输管道采用桩柱一体结构时需要考虑的问题更复杂，比如：

长输管道，特别是对于汽水管道，为考虑正常的疏放水，需要对管道进行放坡。现有技术仅考虑了单个桩的桩柱一体，在高度方向，没有考虑管道放坡时的管道支吊架根部标高调整，因此，多个桩基础的顶部标高是有规律地变化的，目前常规建构筑物采用的桩柱一体仅考虑了单个桩的桩柱一体，没有考虑管道放坡时的管道支吊架根部标高调整的方案无法应用至长输管道中，也就是说，常规建构筑物采用桩柱一体没有遇到长输管道用支吊架复合结构在高度方向上的位置纠偏问题；在径向方向，由于被安装的管道是刚性的直线，而打桩施工的精度往往限于土建精度，低于安装精度的要求，多个桩存在中心线不完全在一条直线上的可能，因此，如果不加以控制，管道的支吊架易于在径向方向上不位于桩基础的中心，甚至当施工偏差较大时，管道支吊架会在径向方向上从桩基础上滑落，也就是说，常规建构筑物采用桩柱一体没有遇到长输管道用支吊架复合结构在径向方向上的位置纠偏问题。

长输管道，特别是热力管道存在热位移，由于桩结构的截面较小，故直接安装管道支架时，支架容易在轴向方向上滑落出桩的顶部，导致支吊架失效，而当在单桩的顶部增加承台以增加截面积防止支架滑落时，施工复杂，仍然有混凝土养护受天气变化的影响较大的问题，因此，常规建构筑物采用桩柱一体没有遇到长输管道用支吊架复合结构在轴向方向上的位置纠偏问题。

综上所述，长输管道开展低成本、高效率地工程建设，仍缺少系统、实用、完整的方法。

长输管道的支吊架分为滑动支吊架、导向支吊架、固定支吊架等，如何结合支吊架的种类，实现对长输管道的更好的支撑以避免安全性问题是需要解决的问题之一。

另外，传统需要在施工现场进行混凝土浇筑的方法，在实际的使用过程中，每次进行支护施工均需要不断进行模板安装和拆模操作，重复劳动较大，工序复杂，工期较长，影响施工的效率及质量。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了长输管道用支吊架复合结构，在采用桩柱一体结构保证施工进度的同时，也保证了安装精度。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了长输管道用支吊架复合结构，包括：

依次连接的土建基础、连接件、管道支吊架及长输管道，管道支吊架包括管道支吊架根部及管道支吊架管部；

当管道支吊架为支架时，管道支吊架根部位于管道支吊架管部的下方；当管道支吊架为吊架时，管道支吊架根部位于管道支吊架管部的上方。

所述土建基础采用单桩基础、多桩基础和/或混凝土箱型基础；

单根长输管道由多个管道支吊架支撑，每个管道支吊架对应一座土建基础；当多根长输管道平行布置时，多个管道支吊架共用一座土建基础；

所述土建基础通过连接件与管道支吊架根部连接，所述长输管道通过管道支吊架管部与管道支吊架根部连接；

所述管道支吊架根部可用于调整不同支吊架复合结构之间轴向方向的热位移。

本发明所述的多桩基础采用两个或两个以上的预应力混凝土管桩、预应力钢筋混凝土空心方桩、预制钢筋混凝土实心方桩等的组合，在两个或两个以上的桩的顶部设置连接承台或横担，实现承受比单桩基础更大的力和力矩的效果。采用多桩基础缺点是桩的数量增加，桩的材料费和施工费增加，但优点一是可以承受比同等型号的单桩的基础更大的力和力矩，二是由于径向方向上可以通过调整多桩之间的承台上面的预埋件的位置来纠偏，而几乎不受打桩的施工偏差的影响，故在管道径向方向上位置纠偏的难度大大降低。因此，在同一项长输管道工程中，优选地，既有单桩基础，又有多桩基础。其中，单桩基础用于受力相对较小的基础，例如滑动支架所生根的土建优先采用单桩基础；多桩基础用于受力相对较大的基础，例如固定支架所生根的土建基础优先采用多桩基础。

与采用混凝土箱型基础、多桩基础不同的是，当采用单桩基础时，管道径向方向上位置纠偏的难度较大，且在以往公开的技术方案中没有得到解决。

进一步的技术方案，所述长输管道为长输热力管道、长输油气管道、长输压缩空气管道、长输二氧化碳管道、长输氢气管道、长输氮气管道、长输氧气管道、长输水管道和/或长输溶液管道。

优选地，所述长输管道设置有加固肋板，以减少管道变形，增大管道跨度，所述加固肋板包括与管道方向平行布置的第一加固肋板和第二加固肋板。所述加固肋板纵向设置在管道支吊架的正上方或侧上方，所述第二加固肋板纵向设置在位于管道两个支吊架中间的管道的正下方或侧下方。加固肋板开孔，以便让管夹穿过加固肋板。

进一步的技术方案，在长输管道的两个管道支吊架中间的管道的四周也可以增加环向加固肋板，作为第三加固肋板。

优选地，加固肋板采用多瓣式管夹固定。

优选地，多瓣式管夹包含三瓣及以上抱箍时，所述多瓣式管夹的相邻的两瓣抱箍通过螺栓穿过螺栓孔并用螺母固定夹住与管道连接的第一加固肋板。所述第一加固肋板开有螺栓孔，且孔与管道无交集，通过螺栓实现多瓣式管夹在管道轴向方向的定位。

多瓣式管夹包含二瓣抱箍时，所述多瓣式管夹通过螺栓穿过螺栓孔并用螺母固定夹住与管道连接的第一加固肋板。所述第一加固肋板开有螺栓孔，且孔与管道无交集，通过螺栓实现多瓣式管夹在管道轴向方向的定位。

多瓣式管夹包含二瓣抱箍时，所述多瓣式管夹还可以通过管夹孔穿过第一加固肋板。所述第一加固肋板开有管夹孔，管夹孔的下缘与管道的上缘即外径重合，以保证加固肋板不阻挡多瓣式管夹，通过多瓣式管夹与管道的摩擦力实现多瓣式管夹在管道轴向方向的定位。

进一步的技术方案，所述土建基础包括预应力混凝土管桩、预应力钢筋混凝土空心方桩和/或预制钢筋混凝土实心方桩。

优选地，上述在多个桩上面搭建连接用的混凝土承台或钢制横担，从而构成多桩基础。

进一步的技术方案，当所述土建基础采用预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩时，所述连接件为锚固连接件和/或调整定位连接件。

进一步的技术方案，当所述土建基础采用预制钢筋混凝土实心方桩时，所述连接件为调整定位连接件。

进一步的技术方案，所述调整定位连接件包括底板及垂直于底板平面的肋板。所述连接件的底板可以由钢板和/或槽钢、工字钢、H型钢组成。对于多桩基础而言，在多个桩上面搭建连接用的钢制横担也属于调整定位连接件的底板的一种形式，具体可以由槽钢、工字钢和/或H型钢组成。所述连接件的肋板可以由多个钢板拼装组合组成，或由钢管组成，或由槽钢、工字钢、H型钢组成。

进一步的技术方案，所述调整定位连接件还包括顶板，所述顶板焊接于肋板上方，所述肋板用于调整所述调整定位连接件的顶板的高度。

进一步的技术方案，所述锚固连接件包括底部托板、顶部支撑板、钢筋及混凝土填芯，所述底部托板和顶部支撑板之间采用钢筋焊接构成钢筋笼，所述顶部支撑板开有振捣孔，所述混凝土填芯通过振捣孔浇注。

进一步的技术方案，所述底部托板、钢筋插入到预应力混凝土管桩桩身的空心内部，所述顶部支撑板搭在预应力混凝土管桩的端头板顶部。

进一步的技术方案，利用所述振捣孔浇注混凝土，并进行振捣，混凝土被底部托板托住，待混凝土凝固后，混凝土与管桩的侧壁结合在一起，从而使得锚固连接件与管桩牢固连接。

进一步的技术方案，所述底部托板的直径比管桩的空心部分的直径略小以使装配时管桩的空心部分容纳所述底部托板；

略小是能保证所述底部托板和管桩空心之间的缝隙渗漏出去的混凝土量可忽略。

进一步的技术方案，所述顶部支撑板的直径比管桩的空心部分大，且与管桩的外径不等。所述顶部支撑板的直径与管桩的外径不等是指顶部支撑板的直径大于管桩的外径，或者小于管桩的外径，以保证焊接施工的方便和焊点的牢固；

进一步的技术方案，所述振捣孔位于顶部支撑板的中心或者顶部支撑板的其他位置，数量根据需要开设。

进一步的技术方案，所述顶部支撑板与管桩自身所带的埋件即端头板焊接。

进一步的技术方案，所述土建基础在预制时所用的混凝土添加防腐剂，钢筋采用耐蚀钢筋。

第二方面，公开了长输管道用支吊架复合结构的设计方法，包括：

根据地理信息数据将起点和终点间的长输管道划分为若干个母区域，基于划分成的若干个区域进行统一编码；

在划定的母区域内，基于工艺特点进一步划分为子区域；

计算长输管道各个支吊架处的力和力矩并进行存储，还存储有支吊架所处的母区域、支吊架所处的子区域、支吊架编号、对应编号的支吊架在X、Y、Z三个方向上传递给土建基础的力、对应编号的支吊架传递给土建基础的力矩、支吊架类型以及支吊架初步定位图；

按照固定的优先级依次选择合适的土建基础类型，作为土建基础初步选型方案；

根据土建基础初步定位图、地理信息数据和现场踏勘情况综合判断方案施工的可行性，并将土建基础初步定位图修正为土建基础定位图；

根据土建基础定位图、土建基础类型选型资料重新验算支吊架位置、管道应力、支吊架处的力和力矩、支吊架尺寸及放坡计算，并输出工艺计算书和设计图纸，其中，设计图纸至少包括管道支吊架管部选型表及尺寸、管道支吊架根部选型表及尺寸等；

基于工艺计算书和设计图纸，再根据埋件顶标高的要求，计算承台顶标高及桩顶标高，并结合受力要求，计算锚固连接件的配筋，最终形成土建用计算书和设计图纸。

进一步的技术方案，所述管道支吊架管部和根部的选择原则具体如下：

当支吊架处的管道热位移低于第一设定值时，采用双管夹，双管夹固定在滑动底座上；

当支吊架处的管道热位移大于第一设定值且小于第二设定值时，采用多管夹，多管夹固定在滑动底座上；

当支吊架处的管道热位移大于第二设定值时，采用多管夹，多管夹固定在滚动底座上；其中，第一设定值小于第二设定值。

进一步的技术方案，所述的土建基础类型的优先级是单桩基础＞双桩基础＞三桩及以上桩数的多桩基础，即：当单桩基础的承载力能满足某支吊架处的力和力矩要求时，不予考虑双桩基础、三桩及以上桩数的多桩基础；当单桩基础的承载力不能满足某支吊架处的力和力矩要求，而双桩基础的承载力能满足某支吊架处的力和力矩要求时，不予考虑三桩及以上桩数的多桩基础。

进一步的技术方案，所述的土建基础采用单桩基础和/或多桩基础时，采用统一的桩型，以降低采购周期、采购成本、施工措施费等采购、施工阶段的工程实施费用。

第三方面，公开了长输管道用支吊架复合结构的施工方法，包括：

按照土建基础定位图对土建基础进行锤击打桩；

监测土建基础顶高度，用于桩顶标高的初步监督和控制，并记录实际打桩的位置；

固定土建基础与连接件；

优选地，土建基础采用单桩基础时，具体地，单桩基础采用预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩时，先采用锚固连接件将所述预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩的桩头加固，再采用调整定位连接件将桩与滑动底座或滚动底座连接；

优选地，当土建基础采用单桩基础时，具体地，单桩基础采用钢筋混凝土实心方桩时，没有空心孔，不需进行加固，采用调整定位连接件将桩与滑动底座或滚动底座连接；

优选地，土建基础采用多桩基础时，具体地，多桩基础采用多根预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩时，先采用锚固连接件将所述预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩的桩头加固，再在各个预应力混凝土管桩顶部浇筑连接承台，承台顶部预留埋件，然后，在承台顶部的埋件上焊接定位连接件的底板，通过调整定位连接件的各个组成部件的连接关系将承台与滑动底座或滚动底座连接；

优选地，土建基础采用多桩基础时，具体地，多桩基础采用多根预应力混凝土实心方桩时，先采用锚固连接件将所述预应力混凝土实心方桩的桩头加固，再在各个预应力混凝土管桩顶部浇筑连接承台，承台顶部预留埋件，然后，在承台顶部的埋件上焊接定位连接件的底板，通过调整定位连接件的各个组成部件的连接关系将承台与滑动底座或滚动底座连接；

优选地，土建基础采用多桩基础时，具体地，多桩基础采用预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩或多根预应力混凝土实心方桩的组合时，分别按上述相应方式加固桩头后，再在各个桩的顶部浇筑连接承台，承台顶部预留埋件，然后，在承台顶部的埋件上焊接定位连接件的底板，通过调整定位连接件的各个组成部件的连接关系将承台与滑动底座或滚动底座连接。

进一步的技术方案，采用锚固连接件将预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩的桩头加固：先将底部托板、顶部支撑板和钢筋焊接组成钢筋笼，再将钢筋笼的底部托板朝下放入预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩顶部的空心孔内，将钢筋笼的顶部支撑板搭在预应力混凝土管桩的端头板顶部，该钢筋笼与管桩构成半封闭的锚固空间，用于浇注混凝土。

进一步的技术方案，土建基础采用预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩时，先将顶部支撑板与管桩的端头板点焊定位，以防止在浇筑混凝土时钢筋笼摇晃摆动，再浇筑混凝土，然后再将顶部支撑板与管桩的端头板满焊。

进一步的技术方案，所述半封闭的锚固空间，在其上部，通过顶部支撑板预留的振捣孔与大气相连通，所述半封闭的锚固空间，在其下部，由于底部托板的直径略小于管桩的内径，故从混凝土浇注施工的工程角度看，底部托板和管桩内径之间的缝隙可以忽略。

进一步的技术方案，通过顶部支撑板预留的振捣孔向上述封闭的锚固空间内浇注混凝土，并进行振捣；

在振捣的过程中，保证混凝土在上述封闭的锚固空间充分混合、密实结合，消除混凝土的蜂窝麻面现象，保证混凝土的强度及混凝土构件的质量。

需要说明的是，上述钢筋笼兼有模板功能，通过顶部支撑板预留的振捣孔向上述封闭的锚固空间内浇注混凝土实现了用操作简便、低能耗的振捣手段替代压力注浆，易于现场施工。

另外，上述采用锚固连接件锚固时，适合预应力混凝土管桩及预应力钢筋混凝土空心方桩。预应力钢筋混凝土空心方桩外方内圆，预应力混凝土管桩外圆内圆，内径均有空心圆孔，由于其强度不如实心桩，而长输管道特别是长输热力管道的支吊架传递给桩的扭矩、弯矩较大，若不锚固则容易导致桩头损坏，故与预制钢筋混凝土实心方桩相比，连接件增加了锚固连接件。

进一步的技术方案，调整定位连接件用于前序工序已施工完成的桩与后序工序待安装的滑动底座或滚动底座连接过程所需进行的位置纠偏。

施工时，轴向方向上，按照记录的土建基础的实际位置，计算所述不同支吊架复合结构之间轴向方向的热位移，按照第二方面所述设计方法中述及的管道支吊架管部和根部的选择原则，复核设计阶段选用对应的管道支吊架管部和管道支吊架根部，若由于施工偏差导致热位移超过设计裕量时，在施工现场向上一档选择对应的管道支吊架管部和管道支吊架根部，最终选定实际安装的管道支吊架管部和管道支吊架根部；

将调整定位连接件与管道支吊架根部进行连接；

具体地，调整定位连接件的制作及与滑动底座或滚动底座的连接步骤如下：

制作预制连接件的底板和多组不同高度的肋板，其中预制连接件的肋板用于调整高度，所述连接件的肋板可以由多个钢板拼装组合组成，或由钢管组成，或由槽钢、工字钢、H型钢组成；

选择合适高度的肋板，在桩顶焊接预制连接件的底板和合适高度的肋板；

焊接预制连接件的顶板；

安装滑动底座或滚动底座。

进一步的技术方案，上述调整定位连接件主要用于解决施工过程中前后工序在高度、轴向、径向三个方向的位置纠偏，所述前序工序指打桩，所述后序工序指安装滑动底座或滚动底座。

进一步的技术方案，前后工序在高度、轴向、径向三个方向位置纠偏的具体方法是：

施工时，针对高度方向，通过控制打桩的桩顶高度、连接件底板厚度、连接件肋板高度、连接件顶板厚度及垫板来保证支吊架复合结构根部标高逐级可调；

径向方向上，由于土建和安装的施工精度不同，所以在前序工序的施工误差导致桩中心不在一条直线上时，通过调节连接件顶板位置来确保后序工序的管道安装中心位于一条直线上；为保证肋板受力均匀，根据顶板位置和底板位置确定肋板的位置。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本公开技术方案无需模板支护施工和拆模作业，巧妙之处在于底部托板和顶部支撑板既是锚固连接件的一部分，又在施工过程中充当了钢模板的功能。相当于永久性的模板。同时实现了模板和锚固这两种用途。顶部支撑板设振捣孔也是关键特征，避免了拆模过程。整体成本低，施工过程能耗低。

本发明所述的单桩基础的混凝土养护量极少，且顶部只有振捣孔面向大气环境，不易受天气影响。

本发明所述的多桩基础，仅固定支架处有少量的混凝土养护，而固定支吊架的数量相对较少，故长输管道整体施工速度快，受天气、环境影响小，整体技术方案易于实施，且能保证安装精度。

由于标准化定制，所以管道支吊架基础的大部分建材在管桩预制厂的厂内完成，实现了装配式设计、施工，大量的定制产品，也加快了采购进度和效率，节省了社会调度的资源。进一步采用统一的桩型，可进一步降低采购周期、采购成本、施工措施费等采购、施工阶段的工程实施费用。

从复合结构的整体看，长输管道采用加固肋板和与之配合使用的管夹，实现了增大跨距、减少支吊架数量、降低总投资，其中，加固肋板开孔，以便让管夹的螺栓穿过加固肋板。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例单桩基础及调整定位连接件的主视图；

图2为本公开实施例单桩基础及调整定位连接件图1的a-a截面的俯视图；

图3为本公开实施例单桩基础及调整定位连接件图1的俯视图；

图4为本公开实施例单桩基础的桩顶混凝土填芯做法主视图；

图5为本公开实施例单桩基础的桩顶混凝土填芯做法的B-B截面俯视图；

图6为本公开实施例通过改变肋板的高度进行高度方向的位置纠偏的原理示意图(从左到右代表不同高度的肋板)；

图7为本公开实施例通过在顶板上方增加垫板及改变垫板的厚度进行高度方向的位置纠偏的原理示意图；

图8为本公开实施例由于打桩施工精度不足导致的单桩基础的桩身不在一条直线上的原理示意图；

图9为本公开实施例为应对图8所示的现场问题，通过改变调整定位连接件的顶板的位置进行径向的位置纠偏的原理示意图；

图10为本公开实施例通过采用双管夹配套滑动支座进行轴向的位置纠偏的结构示意图；

图11为本公开实施例通过采用多管夹配套滑动支座进行轴向的位置纠偏的结构示意图；

图12为本公开实施例通过采用多管夹配套滚动支座进行轴向的位置纠偏的结构示意图；

图13为本公开实施例双桩基础及其连接承台的俯视图；

图14为本公开实施例多桩基础的单桩桩顶混凝土填芯做法，以及多桩基础及其连接承台的剖视图(以图13的双桩基础及其连接承台的1-1截面为例，但本图不限适用于双桩基础，也适用于其他多桩基础)；

在多桩基础中，两个或两个以上的桩与一个承台连接，在承台顶部设置埋件，在埋件上安装管道支吊架根部。

图15为本公开实施例双桩基础的桩顶混凝土填芯做法，以及双桩基础及其连接承台图14的A-A截面的剖视图；

图16为本公开实施例三桩基础及其连接承台的俯视图；

图17为本公开实施例三桩基础及其连接承台图16的2-2截面的剖视图；

图18为本公开实施例带加固肋的长输管道的两个邻近的单桩基础及多管夹配套滚动支座的示意图；

图19为本公开实施例长输管道的加固肋开孔示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的实施例子公开的长输管道用支吊架复合结构进行了结构的改进，能够解决背景技术中的上述问题。

实施例一

参见本实施例公开了长输管道用支吊架复合结构，该实施例子以单桩为基础进行说明，长输管道用支吊架复合结构采用土建基础类型1(或称为支墩类型1)，在一根桩的上方安装长输管道的支架，包括：

参见附图1-5所示，自下而上依次布置的预制桩、连接件、管道支架根部、管道支架管部及长输管道；

所述预制桩通过连接件与管道支架根部连接，所述长输管道通过管道支架管部与管道支架根部连接；

管道支架根部可用于调整不同支架复合结构之间轴向方向的热位移，包括但不限于采用滑动底座、滚动底座调整长输管道的轴向位移等。

管道支架管部指各种型式的管夹，包括但不限于单管夹、双管夹、多管夹等。

在该实施例子中，一根长输管道对应多个管道支架，一个管道支架对应一个预制桩。需要说明的是预制桩为土建基础的一种。

上述长输管道为长输热力管道和/或长输油气管道和/或长输压缩空气管道和/或长输二氧化碳管道和/或长输氢气管道和/或长输氮气管道和/或长输氧气管道和/或长输溶液管道。

优选的，所述长输管道采用加固肋板以减少变形，增大管道跨度。所述加固肋板包括与管道方向平行布置的第一加固肋板和第二加固肋板。所述加固肋板纵向设置在管道支吊架的正上方或侧上方，所述第二加固肋板纵向设置在位于管道两个支吊架中间的管道的正下方或侧下方。所述第一加固肋板开孔，以便让管夹穿过加固肋板。

进一步的，在长输管道的两个管道支架中间的管道的四周也可以增加环向加固肋板，作为第三加固肋板。

进一步的，采用加固肋板增大长输管道跨度时，为了避免位于支架处的长输管道的第一加固肋与支架本身的管部碰撞导致的支架管部安装困难，本发明采用多瓣式管夹与加固肋板配套使用。

其中，多瓣式管夹包含三瓣及以上抱箍时，所述多瓣式管夹的相邻的两瓣抱箍通过螺栓穿过螺栓孔并用螺母固定夹住与管道连接的加固肋板。所述加固肋板开有螺栓孔，且孔与管道无交集，通过螺栓实现多瓣式管夹在管道轴向方向的定位。

多瓣式管夹包含二瓣抱箍时，所述多瓣式管夹通过螺栓穿过螺栓孔并用螺母固定夹住与管道连接的加固肋板。所述加固肋板开有螺栓孔，且孔与管道无交集，通过螺栓实现多瓣式管夹在管道轴向方向的定位。

多瓣式管夹包含二瓣抱箍时，所述多瓣式管夹还可以通过管夹孔穿过加固肋板。所述加固肋板开有管夹孔，管夹孔的下缘与管道的上缘即外径重合，以保证加固肋板不阻挡多瓣式管夹，通过多瓣式管夹与管道的摩擦力实现多瓣式管夹在管道轴向方向的定位。

预制桩采用预应力混凝土管桩、预应力钢筋混凝土空心方桩和/或预制钢筋混凝土实心方桩等。

当所述预制桩采用预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩时，所述连接件为锚固连接件和/或调整定位连接件。

在一实施例子中，作为简化，锚固连接件的顶部支撑板可以兼做调整定位连接件的底板，即一个部件实现两个功能。

锚固连接件和管桩实际上在空间上有犬牙交错的关系，以实现锚固的功能。

当所述预制桩采用预制钢筋混凝土实心方桩时，所述连接件包括调整定位连接件。

调整定位连接件包括底板及垂直于底板平面的肋板，调整定位连接件还包括顶板，所述顶板焊接于肋板上方。所述肋板用于调整所述调整定位连接件的顶板的高度。所述肋板的形状可以有多种形式，包括但不限于钢板的组合、型钢的组合、钢管等。为保证肋板受力均匀，根据顶板位置和底板位置确定肋板的位置，例如当采用钢板的组合作为肋板时，可以分别调整不同钢板的位置来保证肋板受力均匀。

所述锚固连接件包括底部托板、顶部支撑板、钢筋、混凝土填芯等，所述底部托板和顶部支撑板之间采用钢筋焊接构成钢筋笼，所述顶部支撑板开有振捣孔。所述预应力混凝土管桩主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。所述底部托板、钢筋插入到预应力混凝土管桩桩身的空心内部，所述顶部支撑板搭在预应力混凝土管桩的端头板顶部。

利用所述振捣孔浇注混凝土，并进行振捣，混凝土被底部托板托住，待混凝土凝固后，混凝土与管桩的侧壁结合在一起，从而使得锚固连接件与管桩牢固连接。优选地，通过振捣孔浇注的混凝土可以采用C40微膨胀混凝土填芯。

本发明上述方案，混凝土养护量少，且顶部只有振捣孔面向大气环境，不易受天气影响。

底部托板和管桩空心之间的缝隙渗漏出去的混凝土量可忽略。

底部托板的直径比管桩的空心部分的直径略小以使装配时管桩的空心部分容纳所述底部托板；略小的定义是能保证所述底部托板和管桩空心之间的缝隙渗漏出去的混凝土量可忽略。由于商品混凝土通常工程中的石子是按级配(粒径)来分的，故综合考虑工程实施的便捷性，优选的方案是底部托板的半径与管桩的空心部分的半径之差小于30mm，且在施工便捷的前提下，半径之差越小越好。

顶部支撑板的直径比管桩的空心部分大，且与管桩的外径不等，即：顶部支撑板的直径大于管桩的外径，或者小于管桩的外径，以保证焊接施工的方便和焊点的牢固；所述顶部支撑板的形状可以有多种形式，包括但不限于圆形、正方形、长方形等。

振捣孔位于顶部支撑板的中心或者顶部支撑板的其他位置，数量根据需要开设。

顶部支撑板与管桩自身所带的埋件即端头板焊接。

底座为固定底座、限位底座、滑动底座或滚动底座，根据管道系统的设计需求选用。

管桩在预制时所用的混凝土添加防腐剂，钢筋采用耐蚀钢筋。

在一实施例子中，长输管道用支吊架复合结构采用土建基础类型1(或称为支墩类型1)，在一根桩安装一根长输管道的滑动支架。

在另一实施例子中，长输管道用支吊架复合结构采用土建基础类型1(或称为支墩类型1)，在一根桩安装多根并行布置的长输管道的滑动支架，所述土建基础类型1(或称为支墩类型1)为多根并行布置的长输管道的滑动支架所公用。

实施例二

该实施例公开了长输管道用支吊架复合结构，该实施例子以双桩为基础进行说明，长输管道用支吊架复合结构采用土建基础类型2(或称为支墩类型2)，在两根桩的中间搭建混凝土承台或钢制横担，在混凝土承台的上方安装管道的支架，或者在钢制横担上安装管道的支架，或者在混凝土承台的下方安装管道的吊架，或者在钢制横担的下方安装管道吊架，优选地，用于在混凝土承台的上方安装一根长输管道的受力、受弯矩较大的固定支架，参见附图13-15所示，复合结构的其余结构参见实施例子一，此处不再赘述。

在另一实施例子中，长输管道用支吊架复合结构采用土建基础类型2(或称为支墩类型2)，在两根桩上方的承台上安装多根并行布置的长输管道的多个限位支架或固定支架，所述土建基础类型2(或称为支墩类型2)为多根并行布置的长输管道的多个限位支架或固定支架所公用。

实施例三

该实施例公开了长输管道用支吊架复合结构，该实施例子以三桩为基础进行说明，采用土建基础类型3(或称为支墩类型3)，在三根桩的中间搭建承台，在承台上安装管道的支架，优选地，用于安装一根长输管道的受力、受弯矩较大的固定支架，参见附图16-17所示，复合结构的其余结构参见实施例子一，此处不再赘述。

在另一实施例子中，长输管道用支吊架复合结构采用土建基础类型3(或称为支墩类型3)，在三根桩上方的承台上安装多根并行布置的长输管道的多个限位支架或固定支架，所述土建基础类型3(或称为支墩类型3)为多根并行布置的长输管道的多个限位支架或固定支架所公用。这里需要说明的是，上述桩的数量可以进行实际需要进行调整，当然，桩的数量在三根以上也在本申请的保护范围之内，此处不再进行详细说明。

需要说明的是，采用多桩基础时，即便径向方向位置纠偏的难度大大降低，甚至不需要定位连接件中采用调整底板和顶板的相对位置来纠偏，本发明所述的其他技术特征也有用。例如：若使用预应力混凝土管桩、预应力钢筋混凝土空心方桩，则仍使用本发明所述的锚固连接件。

另外，关于如何选用支墩，可采用支墩选用表，参加表1。从支墩选用表中可以直观看出，滑动支架与固定支架的组合，包含有桩的数量和支墩类型。表1中的A1即本申请所述的土建基础类型1(或称为支墩类型1)，对应的桩数量为1；表1中的B1即本申请所述的土建基础类型2(或称为支墩类型2)，对应的桩数量为2；表1中的C1即本申请所述的土建基础类型3(或称为支墩类型3)，对应的桩数量为3。由于土建基础类型1和土建基础类型2均有承台，故在表1中可读取承台基底标高。表1中的桩名称代表桩的型号，表1中的桩名称ZH1代表土建基础类型1的统一桩型，表1中的桩名称ZH2代表土建基础类型2和土建基础类型3的统一桩型，由于ZH2仅比ZH1高一档(在具体案例中体现为桩ZH2比桩ZH1的直径大100mm)，故施工机械不变，仅更换桩的夹具即可，故可以最大限度的降低施工措施费、材料费等，进而最大限度的降低工程总造价。表1中的M400X400表示40cm长、40cm宽的方形埋件，表1中的M650X650表示65cm长、65cm宽的方形埋件。

表1

实施例四

该实施例公开了长输管道用支吊架复合结构，该实施例子采用土建基础类型4(或称为支墩类型4)，在常规的混凝土箱式基础上安装管道的支架，优选地，用于安装一根长输管道的受力、受弯矩较大的固定支架，特别是多桩基础施工所用的施工机械进出较难的场地上的固定支架，此处不再赘述。

在另一实施例子中，长输管道用支吊架复合结构采用土建基础类型4(或称为支墩类型4)，在一座土建基础上安装多根并行布置的长输管道的限位支架或固定支架，所述土建基础类型4(或称为支墩类型4)为多根并行布置的长输管道的限位支架或固定支架所公用。

实施例五

本实施例公开了长输管道用支吊架复合结构的设计方法，涉及多专业高效协调方法、统一标识编码、设计选型方法等，具体包括：

步骤一：总图运输专业根据地理信息数据将起点和终点间的长输管道划分为若干个母区域，例如在选定的两条道路之间划为A区，在选定的另两条道路之间划为B区。划分成的若干个区域便于设计过程和施工过程统一编码，便于设计过程中各个专业的配合协调和数据融合，便于施工标段的划分、施工招标、施工准备及移交后的生产运维管理。总图运输专业将以上分区资料向土建专业、工艺专业提供。

步骤二：工艺专业按照步骤一划定的母区域逐一进行管道应力初步计算，在步骤一划定的母区域内，对于具有工艺特点的子区域，进一步划分，例如A区的某两个固定支架之间划为A1区。

工艺专业计算长输管道各个支吊架处的力和力矩，整理成表格，表格中至少包括支吊架所处的母区域、支吊架所处的子区域、支吊架编号、对应编号的支吊架在X、Y、Z三个方向上传递给土建基础的力、对应编号的支吊架传递给土建基础的力矩、支吊架类型(如固定支架、限位支架、滑动支架)、支吊架初步定位图等。工艺专业将以上支吊架应力初步计算资料向土建专业提供。

优选地，X、Y、Z三个方向分别对应长输管道布置的轴向方向、径向方向、高度方向；

另一优选地，X、Y、Z三个方向分别对应地理信息的东西方向、南部方向、高度方向。

步骤三：土建专业按照支吊架编号逐一核算，并在土建基础类型1、2、3中按照固定的优先级依次选择合适的土建基础类型，并整理成图表，称为土建基础初步选型方案；所述的土建基础类型的优先级是土建基础类型1＞土建基础类型2＞土建基础类型3，即：当土建基础类型1的承载力能满足某支吊架处的力和力矩要求时，不予考虑土建基础类型2、土建基础类型3、土建基础类型4；当土建基础类型1的承载力不能满足某支吊架处的力和力矩要求，而土建基础类型2的承载力能满足某支吊架处的力和力矩要求时，不予考虑土建基础类型3。土建专业将以上土建基础类型初步选型资料和土建基础初步定位图向总图运输专业提供。其中，土建基础类型1指单桩基础，土建基础类型2指双桩基础，土建基础类型3指三桩及以上桩数的多桩基础。

步骤四：总图运输专业根据土建基础初步定位图、地理信息数据和现场踏勘情况综合判断方案施工的可行性，并将土建基础初步定位图修正为土建基础定位图。例如判断可供打桩施工机械进出场的施工便道的空间，若周围的地理空间不满足打桩机械进出场(例如基础周边有国防电缆、河道、不可拆除的低空电缆等)，则总图运输专业和土建专业共同将所涉及的部分基础的、步骤三给出的支吊架土建基础初步选型方案修正为土建基础类型4。总图运输专业将以上土建基础定位图向工艺专业、土建专业提供。

步骤五：土建专业将土建基础类型1、2、3统一桩型，或者经核算后，在施工机械不需增加种类、仅更换桩的夹具的情况下，对于局部受力稍大、稍小的基础可以采用统一的桩型的上下1～2档的桩型，以应对不同支吊架传递给土建基础的力和力矩的变化，最大限度的降低工程造价。土建专业整理出与支吊架编号对应的土建基础类型，对于土建基础类型1、2、3应至少包括桩型，形成图表，并将以上土建基础类型选型资料向工艺专业提供。

步骤六：工艺专业根据土建基础定位图、土建基础类型选型资料重新验算支吊架位置、管道应力、支吊架处的力和力矩、支吊架尺寸、放坡计算等，并出具工艺专业的计算书和设计图纸。在设计阶段选择双管夹配套滑动支座、多管夹配套滑动支座、多管夹配套滚动支座等管道支吊架管部和管道支吊架根部的组合形式。图10为本公开实施例通过采用双管夹配套滑动支座进行轴向的位置纠偏的结构示意图；图11为本公开实施例通过采用多管夹配套滑动支座进行轴向的位置纠偏的结构示意图；图12为本公开实施例通过采用多管夹配套滚动支座进行轴向的位置纠偏的结构示意图。

所述的支吊架位置包括X、Y、Z三个方向的坐标，其中Z方向的坐标指管道中心处的标高。管道中心处的标高结合选定的双管夹配套滑动支座、多管夹配套滑动支座或多管夹配套滚动支座的高度方向的尺寸，以及定位连接件的顶板、肋板、底板的设计高度，可以计算出土建埋件的顶标高，如表1所示。工艺专业整理出埋件尺寸需求图表和埋件顶标高需求图表，并向土建专业提供。在施工过程中，根据土建基础施工过程中的高度偏差，调整定位连接件的连接件底板厚度、连接件肋板高度、连接件顶板厚度及垫板的实际尺寸，实现管道与土建基础连接的高度方向的位置纠偏，详见本申请所述的施工方法。

步骤七：土建专业根据埋件顶标高的要求，计算承台顶标高、桩顶标高等，并结合受力要求，计算锚固连接件的配筋等，最终形成土建专业的计算书和设计图纸。

上述步骤二中，针对长输管道工程在规划、设计、建设、运维管理等全寿命周期内的统一管理问题，避免管理混乱，长输管道采用统一标识编码，通过提高管理效率实现节省管理成本及建设、运维等全寿命周期成本的目的。

总体结构如下：XX+XX+XX-XX

1、首位：采用字母+数字的方式确定管道介质和母区。字母代表管道内的介质，例如蒸汽管道采用“蒸汽”的汉语拼音首字母Z，压缩空气管道采用“空气”的首字母K。数字代表以重要地理标志为分界，例如两条主干道之间为一个区域，一条主干道与一条河流之间为一个区域。编码的数字自管道始端向管道末端逐渐增大或逐渐缩小，如从A到Z。

2、中位：在一个区域内，根据应力计算等管道计算的要求，进一步分区，例如根据固定支架进行分区，采用字母+数字的方式确定子区。字母代表管道计算的种类，例如应力计算采用“应力”的汉语拼音首字母Y。例如Y-A1代表按照应力计算给A大区内的管道进一步分为子区A1，子区，具体为A大区内的第一个固定支架和第二个固定支架之间的管段及其所处的地理区域，Y-A2代表A大区内的A2子区，具体为A大区内的第二个固定支架和第三个固定支架之间的管段及其所处的地理区域。

3、末位：代表该管段上的阀门、设备。例如Y-A1-B1代表Y-A1管段上的第一个补偿器，Y-A1-ZF1代表Y-A1管段上的第一个主管道上的阀门；Y-A1-SF1代表Y-A1管段上的第一个疏水管道上的阀门。

4、补充位：可以补充该设备在全寿期内的更换次数，例如Y-A1-B1-1代表自建设期完成、竣工投产移交后，第一次更换Y-A1管段上的第一个补偿器。

以上首位、中位、末位、补充位之间的连接，可以采用连字符，也可以不采用连字符。

首先由设计单位的总图运输专业的人员对首位进行编码，然后由设计单位的管道工艺专业的人员对中位、末位进行编码，最后由运维单位对更换的管道及其附属设备进行补充位的编码。

上述编码得到的管理界面清晰，便于建设期内的设计单位、施工单位、采购单位的融合和交流，不易出现管理错误，缩短了施工周期；具有设备元件更换记录的功能，便于运营期内的运营单位进行后续编码，便于全寿期管理。以自然的地理标志为大区的分界，特别适合长输管道的管理。

上述编码将母区(或称为大区)和子区(或称为小区)分开编码，分别由总图运输专业和管道工艺专业负责编码，便于统一协调、整合工程设计单位的专业资源，提高工程设计单位的管理效率。降低了设计单位内部、设计单位与施工单位、采购单位、建设单位、运维单位等合作单位的沟通成本。

若所有的土建基础均采用单桩基础，则固定支架、限位支架等力和力矩较大的地方的单桩承载力不够，或者需要直径极大的单桩，增加材料成本，且由于桩型不统一，增加施工机械、夹具的种类，增加了施工难度和施工措施费；若所有的土建基础均采用多桩基础，则在滑动支架等力和力矩较小的地方所留有的裕度过大，会造成投资的浪费。

本发明所述的单桩基础、多桩基础混合使用的方案，可以实现统一桩型，由于可以批量采购桩，故可减少材料采购成本；由于桩型统一，故减少了施工机械、夹具的种类，减少了施工难度和施工措施费。

进一步的，在经核算后，施工机械不需增加种类、仅更换桩的夹具的情况下，局部受力稍大、稍小的基础可以采用统一的桩型的上下1～2档的桩型，以应对不同支吊架传递给土建基础的力和力矩的变化，最大限度的降低工程造价。

进一步的，作为长输管道用支吊架复合结构整体方案的组成部分，在极少数打桩机械难以进出的场地，可以采用常规的混凝土箱型基础。

实施例六

本实施例公开了长输管道用支吊架复合结构应用于一座单桩基础对应一根管道的一个支吊架时的施工方法，包括：

步骤一：制作预制管桩及预制连接件的底板和肋板，保留顶板暂时不焊接，其中预制连接件的肋板用于调整高度，所述连接件的肋板可以由多个钢板拼装组合组成，或由钢管组成，或由槽钢、工字钢、H型钢组成；

采用步履式打桩机对预制桩进行锤击打桩，进一步地，采用改装的挖掘机及特制夹具进行锤击，必要时，例如地质硬度过高时，可增加引孔作为前置步骤；

步骤二：采用水准仪监测桩顶高度，用于桩顶标高的初步监督和控制；具体的控制方法：通过打桩机的锤击控制，控制桩顶向下降低；

步骤三：计算、选择合适高度的肋板，焊接调整定位连接件的底板和肋板，并将底板与肋板的焊接预制件与锚固连接件的顶部支撑板焊接；

步骤四：焊接调整定位连接件的顶板；在顶板上安装管道支吊架的根部，例如滑动底座、滚动底座等，如果高度不够时，可以根据需要在调整定位连接件的顶板上方增加垫板，实现高度的调节；

当径向的施工偏差较大时，步骤三仅焊接底板，肋板在步骤四中完成，当前序施工步骤的施工偏差较大时，为保证重心稳定，肋板定位也平移，根据前序施工步骤的施工偏差实现对设计值的现场反馈纠偏调整。

步骤五：安装滑动底座或滚动底座。

具体的，采用锚固连接件将预制桩的桩头加固，即：先将底部托板、顶部支撑板和钢筋焊接组成钢筋笼，再将钢筋笼的底部托板朝下放入预制桩顶部的空心孔内，将钢筋笼的顶部支撑板搭在预应力混凝土管桩的端头板顶部，该钢筋笼与管桩构成半封闭的锚固空间，用于浇注混凝土；进一步优选地，先将顶部支撑板与管桩的端头板点焊定位，以防止在浇筑混凝土时钢筋笼摇晃摆动，再浇筑混凝土，然后再将顶部支撑板与管桩的端头板满焊。

半封闭的锚固空间，在其上部，通过顶部支撑板预留的振捣孔与大气相连通，所述半封闭的锚固空间，在其下部，由于底部托板的直径略小于管桩的内径，故从混凝土浇注施工的工程角度看，底部托板和管桩内径之间的缝隙可以忽略。

通过顶部支撑板预留的振捣孔向上述封闭的锚固空间内浇注混凝土，并进行振捣；

在振捣的过程中，保证混凝土在上述封闭的锚固空间充分混合、密实结合，消除混凝土的蜂窝麻面现象，保证混凝土的强度及混凝土构件的质量。

上述钢筋笼兼有模板功能，通过顶部支撑板预留的振捣孔向上述封闭的锚固空间内浇注混凝土实现了用常规、低能耗的振捣手段替代压力注浆，易于现场施工。

要说明的时，上述采用锚固连接件锚固时，适合预应力混凝土管桩及预应力钢筋混凝土空心方桩。预应力钢筋混凝土空心方桩外方内圆，预应力混凝土管桩外圆内圆，内径均有空心圆孔，由于其强度不如实心桩，而长输管道特别是热力管道支吊架传递给桩的扭矩、弯矩较大，若不锚固则容易导致桩头损坏，故与预制钢筋混凝土实心方桩相比，连接件增加了特殊设计的锚固连接件。

而预制钢筋混凝土实心方桩是实心结构，没有空心孔，不需进行加固，仅采用调整定位连接件将桩与滑动底座或滚动底座连接即可。

调整定位连接件的作用是，通过调整底板、顶板、肋板的立体关系，实现前序工序已施工完成的桩与后序工序待安装的固定底座或滑动底座或滚动底座连接过程所需进行的位置纠偏。

调整定位连接件的制作及与滑动底座或滚动底座的连接步骤如下：制作预制连接件的底板和多组不同高度的肋板，其中预制连接件的肋板用于调整高度；选择合适高度的肋板，在桩顶焊接预制连接件的底板和合适高度的肋板；焊接预制连接件的顶板；安装固定底座或滑动底座或滚动底座。

调整定位连接件主要用于解决施工过程中前后工序在高度、轴向、径向三个方向的位置纠偏，所述前序工序指打桩，所述后序工序指安装滑动底座或滚动底座。

参见附图6-12所示，本发明的技术方案解决施工过程中前后工序在高度、轴向、径向三个方向位置纠偏的具体方法是：

(1)施工时，针对高度方向，通过控制打桩的桩顶高度、连接件底板厚度、连接件肋板高度、连接件顶板厚度及垫板来保证支吊架复合结构根部标高逐级可调。

以上方法保证了各个支吊架的根部标高逐级可调，从而在采用桩柱一体结构保证施工进度的同时，也保证了安装精度。

(2)径向方向上，由于土建和安装的施工精度不同，所以在前序工序的施工误差导致桩中心不在一条直线上时，通过调节连接件顶板位置来确保后序工序的管道安装中心位于一条直线上，桩基存在图8问题时，采用图9方案解决。图9方案采用的具体措施是：调整顶板中心线和底板中心线的相对位置，优选地，后序工序的管道安装中心线与顶板中心线对齐，前序工序的桩顶中心线与底板中心线对齐，进一步的，为保证顶板和底板之间相对均匀的传递力，可调整肋板的数量、相对位置，以钢板组成肋板为例，可增加肋板数量，其中最左侧肋板与顶板的最左侧边缘对齐或靠近，最右侧肋板与底板的最右侧边缘对齐或靠近，在最左侧肋板与最右侧肋板之间增加若干个肋板。

(3)设计时，轴向方向上，基于所述不同支吊架复合结构之间轴向方向的热位移，采用对应的管夹，具体如下：

当支吊架处的管道热位移低于第一设定值时，采用双管夹，双管夹固定在滑动底座上；

当支吊架处的管道热位移大于第一设定值且小于第二设定值时，采用多管夹，多管夹固定在滑动底座上；

当支吊架处的管道热位移大于第二设定值时，采用多管夹，多管夹固定在滚动底座上；其中，第一设定值小于第二设定值。

以DN400mm的管桩为例，当管道直径为530mm时，当热位移低于100mm的，采用双管夹搭配普通滑动底板，当热位移低于150mm的，采用多管夹(≥三个管夹)搭配普通滑动底板，当热位移高于150mm的，采用多管夹搭配滚动支座，参见附图18所示。

对于热位移较大的，采用多管夹搭配滚动支座。进一步地，滚动支座的数量可以是一个，也可以是多个。

(4)施工时，轴向方向上，按照记录的土建基础的实际位置，计算所述不同支吊架复合结构之间轴向方向的热位移，按照(3)所述设计方法中述及的管道支吊架管部和根部的选择原则，复核设计阶段选用对应的管道支吊架管部和管道支吊架根部，若由于施工偏差导致热位移超过设计裕量时，在施工现场向上一档选择对应的管道支吊架管部和管道支吊架根部。

本公开技术方案中，采用预应力混凝土管桩，或方桩。

对于固定支架，由于受力较大且方向较复杂，采用多桩加承台，如土建基础类型2、3(或者称为支墩类型2、3)所述。

对于滑动或滚动支架，也可采用多桩，例如在两根桩的中间加混凝土承台或钢制横担。

预制管桩在工厂预制所用的混凝土添加防腐剂，钢筋采用耐蚀钢筋，从而保证即使在土壤或地下水腐蚀性较强的地区，仍然具有良好的耐腐蚀性能。由于是在工厂预制，不是现场浇筑，所以保证了成品质量。

参见附图19所示，长输管道采用加固肋，当在支吊架上方采用加固肋板时，加固肋板开孔，以便让管夹穿过加固肋板。

加固肋板可采用多种型式，例如采用工字钢、扁钢、槽钢和/或H型钢等。不同加固肋板的型式可以不同，例如，第一加固肋采用工字钢，第二加固肋采用槽钢，第三加固肋采用扁钢，当然，不同加固肋板的型式也可以相同，具体型式的选择根据实际需求来选择。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (35)

1.长输管道用支吊架复合结构，其特征是，包括：

依次连接的土建基础、连接件、管道支吊架及长输管道，管道支吊架包括管道支吊架根部及管道支吊架管部；

当管道支吊架为支架时，管道支吊架根部位于管道支吊架管部的下方；当管道支吊架为吊架时，管道支吊架根部位于管道支吊架管部的上方；

所述土建基础采用单桩基础、多桩基础和/或混凝土箱型基础；

单根长输管道由多个管道支吊架支撑，每个管道支吊架对应一座土建基础；当多根长输管道平行布置时，多个管道支吊架共用一座土建基础；

所述土建基础通过连接件与管道支吊架根部连接，所述长输管道通过管道支吊架管部与管道支吊架根部连接；

所述管道支吊架根部可用于调整不同支吊架复合结构之间轴向方向的热位移；

所述长输管道设置有加固肋板；所述加固肋板包括与管道方向平行布置的第一加固肋板和第二加固肋板，所述第一加固肋板纵向设置在管道支吊架的正上方或侧上方，所述第二加固肋板纵向设置在位于管道两个支吊架中间的管道的正下方或侧下方；

所述第一加固肋板采用多瓣式管夹固定；第一加固肋板开孔；

多瓣式管夹包含三瓣以上抱箍时，所述多瓣式管夹的相邻的两瓣抱箍通过螺栓穿过螺栓孔并用螺母固定夹住与管道连接的第一加固肋板，所述第一加固肋板开有螺栓孔，且孔与管道无交集，通过螺栓实现多瓣式管夹在管道轴向方向的定位；

或者，多瓣式管夹包含二瓣抱箍时，所述多瓣式管夹通过螺栓穿过螺栓孔并用螺母固定夹住与管道连接的第一加固肋板，所述第一加固肋板开有螺栓孔，且孔与管道无交集，通过螺栓实现多瓣式管夹在管道轴向方向的定位；

或者，多瓣式管夹包含二瓣抱箍时，所述多瓣式管夹通过管夹孔穿过第一加固肋板；所述第一加固肋板开有管夹孔，管夹孔的下缘与管道的上缘即外径重合，以保证加固肋板不阻挡多瓣式管夹，通过多瓣式管夹与管道的摩擦力实现多瓣式管夹在管道轴向方向的定位。

2.如权利要求1所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，所述长输管道为长输热力管道、长输油气管道、长输压缩空气管道、长输二氧化碳管道、长输氢气管道、长输氮气管道、长输氧气管道、长输水管道和/或长输溶液管道。

3.如权利要求1所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，所述加固肋板还包括在长输管道的两个管道支吊架中间的管道的四周布置的环向加固肋板，作为第三加固肋板。

4.如权利要求1所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，所述土建基础包括单桩基础、多桩基础和/或混凝土箱型基础，其中，单桩基础与多桩基础采用的桩包括预应力混凝土管桩、预应力钢筋混凝土空心方桩和/或预制钢筋混凝土实心方桩。

5.如权利要求4所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，在多个桩上面搭建连接混凝土承台或钢制横担，从而构成多桩基础。

6.如权利要求4所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，当所述土建基础采用预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩时，所述连接件为锚固连接件和/或调整定位连接件。

7.如权利要求4所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，当所述土建基础采用预制钢筋混凝土实心方桩时，所述连接件为调整定位连接件。

8.如权利要求6或7所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，所述调整定位连接件包括底板及垂直于底板平面的肋板。

9.如权利要求8所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，所述调整定位连接件还包括顶板，所述顶板焊接于肋板上方，所述肋板用于调整所述调整定位连接件的顶板的高度。

10.如权利要求6所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，所述锚固连接件包括底部托板、顶部支撑板、钢筋及混凝土填芯，所述底部托板和顶部支撑板之间采用钢筋焊接构成钢筋笼，所述顶部支撑板开有振捣孔，所述混凝土填芯通过振捣孔浇注。

11.如权利要求10所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，所述底部托板、钢筋插入到预应力混凝土管桩桩身的空心内部，所述顶部支撑板搭在预应力混凝土管桩的端头板顶部。

12.如权利要求10所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，利用所述振捣孔浇注混凝土，并进行振捣，混凝土被底部托板托住，待混凝土凝固后，混凝土与管桩的侧壁结合在一起，从而使得锚固连接件与管桩牢固连接。

13.如权利要求10所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，所述底部托板的直径比管桩的空心部分的直径略小以使装配时管桩的空心部分容纳所述底部托板；

略小是能保证所述底部托板和管桩空心之间的缝隙渗漏出去的混凝土量可忽略。

14.如权利要求10所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，所述顶部支撑板的直径比管桩的空心部分大，且与管桩的外径不等；所述顶部支撑板的直径与管桩的外径不等是指顶部支撑板的直径大于管桩的外径，或者小于管桩的外径。

15.如权利要求10所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，所述振捣孔位于顶部支撑板的中心或者顶部支撑板的其他位置，数量根据需要开设。

16.如权利要求10所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，所述顶部支撑板与管桩自身所带的埋件即端头板焊接。

17.如权利要求1所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，所述土建基础在预制时所用的混凝土添加防腐剂，钢筋采用耐蚀钢筋。

18.长输管道用支吊架复合结构的设计方法，基于如权利要求1-17任一项所述的长输管道用支吊架复合结构，其特征是，包括：

根据地理信息数据将起点和终点间的长输管道划分为若干个母区域，基于划分成的若干个区域进行统一编码；

在划定的母区域内，基于工艺特点进一步划分为子区域；

计算长输管道各个支吊架处的力和力矩并进行存储，还存储有支吊架所处的母区域、支吊架所处的子区域、支吊架编号、对应编号的支吊架在X、Y、Z三个方向上传递给土建基础的力、对应编号的支吊架传递给土建基础的力矩、支吊架类型以及支吊架初步定位图；

按照固定的优先级依次选择合适的土建基础类型，作为土建基础初步选型方案；

根据土建基础初步定位图、地理信息数据和现场踏勘情况综合判断方案施工的可行性，并将土建基础初步定位图修正为土建基础定位图；

根据土建基础定位图、土建基础类型选型资料重新验算支吊架位置、管道应力、支吊架处的力和力矩、支吊架尺寸及放坡计算，并输出工艺计算书和设计图纸，其中，设计图纸至少包括管道支吊架管部选型表及尺寸、管道支吊架根部选型表及尺寸；

基于工艺计算书和设计图纸，再根据埋件顶标高的要求，计算承台顶标高及桩顶标高，并结合受力要求，计算锚固连接件的配筋，最终形成土建用计算书和设计图纸；

所述管道支吊架管部和根部的选择原则具体如下：

当支吊架处的管道热位移低于第一设定值时，采用双管夹，双管夹固定在滑动底座上；

当支吊架处的管道热位移大于第一设定值且小于第二设定值时，采用多管夹，多管夹固定在滑动底座上；

当支吊架处的管道热位移大于第二设定值时，采用多管夹，多管夹固定在滚动底座上；其中，第一设定值小于第二设定值；所述多管夹为≥三个管夹；

所述的土建基础类型的优先级是单桩基础＞双桩基础＞三桩以上桩数的多桩基础，即：当单桩基础的承载力能满足某支吊架处的力和力矩要求时，不予考虑双桩基础、三桩以上桩数的多桩基础；当单桩基础的承载力不能满足某支吊架处的力和力矩要求，而双桩基础的承载力能满足某支吊架处的力和力矩要求时，不予考虑三桩以上桩数的多桩基础。

19.如权利要求18所述的长输管道用支吊架复合结构的设计方法，其特征是，所述的土建基础采用单桩基础和/或多桩基础时，采用统一桩型。

20.长输管道用支吊架复合结构的施工方法，基于权利要求18所述的长输管道用支吊架复合结构的设计方法，其特征是，包括：

按照土建基础定位图对土建基础进行锤击打桩；

监测土建基础顶高度，用于桩顶标高的初步监督和控制，并记录实际打桩的位置；

固定土建基础与连接件；

选定实际安装的管道支吊架管部和管道支吊架根部，具体地：施工时，轴向方向上，按照记录的土建基础的实际位置，计算不同支吊架复合结构之间轴向方向的热位移，复核设计阶段选用对应的管道支吊架管部和管道支吊架根部，若由于施工偏差导致热位移超过设计裕量时，在施工现场向上一档选择对应的管道支吊架管部和管道支吊架根部，最终选定实际安装的管道支吊架管部和管道支吊架根部；

将调整定位连接件与管道支吊架根部进行连接。

21.如权利要求20所述的长输管道用支吊架复合结构的施工方法，其特征是，固定土建基础与连接件时：土建基础采用单桩基础，单桩基础采用预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩时，先采用锚固连接件将所述预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩的桩头加固，再采用调整定位连接件将桩与滑动底座或滚动底座连接。

22.如权利要求20所述的长输管道用支吊架复合结构的施工方法，其特征是，固定土建基础与连接件时：当土建基础采用单桩基础，单桩基础采用钢筋混凝土实心方桩时，没有空心孔，不需进行加固，采用调整定位连接件将桩与滑动底座或滚动底座连接。

23.如权利要求20所述的长输管道用支吊架复合结构的施工方法，其特征是，固定土建基础与连接件时：土建基础采用多桩基础，多桩基础采用多根预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩时，先采用锚固连接件将所述预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩的桩头加固，再在各个预应力混凝土管桩顶部浇筑连接承台，承台顶部预留埋件，然后，在承台顶部的埋件上焊接调整定位连接件的底板，通过调整定位连接件的各个组成部件的连接关系将承台与滑动底座或滚动底座连接。

24.如权利要求20所述的长输管道用支吊架复合结构的施工方法，其特征是，土建基础采用多桩基础，多桩基础采用多根预应力混凝土实心方桩时，先采用锚固连接件将所述预应力混凝土实心方桩的桩头加固，再在各个预应力混凝土管桩顶部浇筑连接承台，承台顶部预留埋件，然后，在承台顶部的埋件上焊接调整定位连接件的底板，通过调整定位连接件的各个组成部件的连接关系将承台与滑动底座或滚动底座连接。

25.如权利要求20所述的长输管道用支吊架复合结构的施工方法，其特征是，土建基础采用多桩基础，多桩基础采用预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩或多根预应力混凝土实心方桩的组合时，分别加固桩头后，再在各个桩的顶部浇筑连接承台，承台顶部预留埋件，然后，在承台顶部的埋件上焊接调整定位连接件的底板，通过调整定位连接件的各个组成部件的连接关系将承台与滑动底座或滚动底座连接。

26.如权利要求20所述的长输管道用支吊架复合结构的施工方法，其特征是，采用锚固连接件将预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩的桩头加固：先将底部托板、顶部支撑板和钢筋焊接组成钢筋笼，再将钢筋笼的底部托板朝下放入预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩顶部的空心孔内，将钢筋笼的顶部支撑板搭在预应力混凝土管桩的端头板顶部，该钢筋笼与管桩构成半封闭的锚固空间，用于浇注混凝土。

27.如权利要求26所述的长输管道用支吊架复合结构的施工方法，其特征是，土建基础采用预应力混凝土管桩或预应力钢筋混凝土空心方桩时，先将顶部支撑板与管桩的端头板点焊定位，以防止在浇筑混凝土时钢筋笼摇晃摆动，再浇筑混凝土，然后再将顶部支撑板与管桩的端头板满焊。

28.如权利要求26所述的长输管道用支吊架复合结构的施工方法，其特征是，所述半封闭的锚固空间，在其上部，通过顶部支撑板预留的振捣孔与大气相连通，所述半封闭的锚固空间，在其下部，由于底部托板的直径略小于管桩的内径，故从混凝土浇注施工的工程角度看，底部托板和管桩内径之间的缝隙可以忽略。

29.如权利要求28所述的长输管道用支吊架复合结构的施工方法，其特征是，通过顶部支撑板预留的振捣孔向所述半封闭的锚固空间内浇注混凝土，并进行振捣；

在振捣的过程中，保证混凝土在所述半封闭的锚固空间充分混合、密实结合，消除混凝土的蜂窝麻面现象，保证混凝土的强度及混凝土构件的质量。

30.如权利要求28所述的长输管道用支吊架复合结构的施工方法，其特征是，调整定位连接件用于前序工序已施工完成的桩与后序工序待安装的滑动底座或滚动底座连接过程所需进行的位置纠偏。

31.如权利要求28所述的长输管道用支吊架复合结构的施工方法，其特征是，施工时，轴向方向上，按照记录的土建基础的实际位置，计算所述不同支吊架复合结构之间轴向方向的热位移，按照管道支吊架管部和根部的选择原则，复核设计阶段选用对应的管道支吊架管部和管道支吊架根部，若由于施工偏差导致热位移超过设计裕量时，在施工现场向上一档选择对应的管道支吊架管部和管道支吊架根部，最终选定实际安装的管道支吊架管部和管道支吊架根部；

将调整定位连接件与管道支吊架根部进行连接。

32.如权利要求31所述的长输管道用支吊架复合结构的施工方法，其特征是，调整定位连接件的制作及与滑动底座或滚动底座的连接步骤如下：

制作预制连接件的底板和多组不同高度的肋板，其中预制连接件的肋板用于调整高度，所述调整定位连接件的肋板由多个钢板拼装组合组成，或由钢管组成，或由槽钢、工字钢及H型钢组成；

选择合适高度的肋板，在桩顶焊接预制连接件的底板和合适高度的肋板；

焊接预制连接件的顶板；

安装滑动底座或滚动底座。

33.如权利要求30所述的长输管道用支吊架复合结构的施工方法，其特征是，上述调整定位连接件主要用于解决施工过程中前后工序在高度、轴向、径向三个方向的位置纠偏，所述前序工序指打桩，所述后序工序指安装滑动底座或滚动底座。

34.如权利要求33所述的长输管道用支吊架复合结构的施工方法，其特征是，前后工序在高度、轴向、径向三个方向位置纠偏的具体方法是：

施工时，针对高度方向，通过控制打桩的桩顶高度、连接件底板厚度、连接件肋板高度、连接件顶板厚度及垫板来保证支吊架复合结构根部标高逐级可调；

径向方向上，由于土建和安装的施工精度不同，所以在前序工序的施工误差导致桩中心不在一条直线上时，通过调节连接件顶板位置来确保后序工序的管道安装中心位于一条直线上；为保证肋板受力均匀，根据顶板位置和底板位置确定肋板的位置。

35.如权利要求34所述的长输管道用支吊架复合结构的施工方法，其特征是，选定实际安装的管道支吊架管部和管道支吊架根部：

按照管道支吊架管部和根部的选择原则，复核设计阶段选用对应的管道支吊架管部和管道支吊架根部。

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