摘要：随着石油化工行业的蓬勃发展，石化处理装置的规模做的也越来越大，从而使得管廊的结构越来越复杂。在对钢结构管廊进行设计的时候，其中存在很多容易出错的问题，笔者结合多年管廊工程设计中的经验，对钢结构管廊设计进行概述，并对其中存在的常见问题进行分析，给出相应对策，以期能够提高管廊的设计水平，使得管廊设计可达到在经济上合理、技术上先进、工程上可靠的目标。
关键词：钢结构管廊；设计；常见问题；对策
在石油化工码头，钢结构管廊是常见的建筑物，其是一种管线敷设支托结构，现今已大量的应用到实际工程中。其广泛的应用原因是易加工，组装的时间较少，省时不费力，而这些优点也是钢结构管廊广泛应用的原因。本文主要对钢结构管廊在设计中常见的问题，以及对规范理解有偏差或错误的地方进行探讨，就此类问题进行归类整理。
1.钢结构管廊设计的概述
在石油化工行业中，钢结构管廊是常见的构筑物，其被广泛的应用到化工处理装置以及装置内个单元、建筑物和设备的连接中，其主要用来支撑电缆桥架和工艺管线。管架一般可分为独立式管架和管廊式管架两种。而钢结构管廊包括桁架式和纵梁式管架。在实际的工程中，对管架进行设计一般应注意以下方面：
（1）对工艺管道壁的最低、最高温度进行计算。
（2）管廊架平、布置图、剖面、管道规划等应满足相关要求[1]。
（3）在进行管架设计的时候应结合岩土工程地质勘查资料及工程项目拟建场地资料。
（4）对工艺管道的重量及管道内介质的重量进行计算。
2.钢结构管廊设计原则
在进行管廊设计的时候，应遵循以下原则：①管廊应在每个温度区两端设置柱间支撑，从而承受管线的不平衡水平推力。②在进行管廊结构设计的时候，可将一个温度区段看作一个计算单元，管架横梁主要承受管道的水平推力和竖向荷载。③管廊总量应传递纵向拉力，同时也应承受横向进出管线荷载和其他荷载。
3.钢结构管廊设计的常见问题及对策
（1）最小净空
常见问题：管廊在实际的工程应用中，其往往都需要跨越铁路或道路，所以跨度较大，通常会采用桁架的形式，而管道的条件中往往只对管道底标高进行要求，所示采用桁架的形式对上弦管道进行支撑，则下弦距离地面的要求不能很好的满足最小净空的要求。
解决对策：若是采用上弦支撑的方式极有可能会使得下弦至道路中心的净空不足，所以可用桁架对下弦管道进行支撑。若是净空仍不能满足标准，则应对管道的标底进行修整。在进行钢结构管廊设计的时候，应对此类问题格外注意，若是将其应用到实际的工程中，后期修整较为繁琐[2]。
（2）柱间支撑布置问题
常见问题：钢结构管廊纵向水平力都是通过纵梁进行传递的，每个独立的管架及横梁上的纵向水平力都是通过纵梁将力传递到垂直受力构件的支撑处，最终将其传递到柱和基础为主。所以在对钢结构管廊设计中的垂直支撑进行设置的时候若仅对结构本身进行考虑，则极有可能会导致水平力传送路径较长，从而极易与管道碰撞或产生较大的温度应力。
解决对策：在对管廊进行设计时，对计算单元内的垂直支撑进行布置的时候，应将其布置在主管道的管架处，此处的水平推力最大。这样进行布置不仅可以将以上问题解决，也能使得管廊更加稳定，从而避免出现碰撞的情况。而在对垂直支撑进行布置的时候应使其在管廊中部保持对称，这样使得不平衡力减少，从而节省投资资本[3]。
（3）垂直管道荷载
常见问题：在对管廊进行设计的时候，条件管道专业往往会提供纵向1延米的管道走向和重量，但是缺少经验的设计人员会根据所提供的条件，在对横梁进行布置的时候直接按照横梁左右跨间各二分之一的管道重量来考虑荷载的传递情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但其实荷载的传递情况与管道跨度和支撑位置间有密切的联系，不能仅仅根据横梁的位置判断荷载的传递。在平时对管廊进行设计的时候，其纵向柱距通常在6-9米，若是存在直径大的管道，则可以将其直接架在主梁上。跨距将平分管道的负载，这会使得主框横梁上分担的管道荷载较小，从而具有一定的危险性。
解决对策：荷载传递与管道支撑位置是存在关联的，在对荷载进行设计的时候，应根据管道条件中管道支撑原则和支撑位置进行设计。而这也就需要管道专业具有一定的原则，在进行管道设计的时候应对管道架的主、次梁比例进行考虑。对垂直荷载进行计算的时候应根据管道的实际支撑位置对传递负荷进行计算，而不是根据横梁布置的传递进行计算。
（4）竖向电缆桥架产生的风荷载
常见问题：在进行钢结构管廊设计的时候，往往会将电缆桥架对结构产生的风荷载进行忽略。在实际的建设中，若是电缆桥架高度较高并且数量较多，则风荷载会对结构和局部构建造成较大的影响，尤其是风荷载较大的位置，往往会产生危险[4]。
解决对策：在进行钢结构管廊设计的时候，可按《建筑结构荷载规范》对电缆桥架对管廊结构产生的风荷载进行计算，若是构件直接承受电缆桥架的重量，则需要对其进行水平支撑。
（5）管道内介质量问题
常见问题：在对管道内介质量计算的时候，有按活载计算和恒载计算两种计算方式，往往人们会认为介质会在管道内活动，所以应按活载进行计算。但是在计算时往往会出现地震力偏小的情况。在实际的应用中管道介质是客观存在的，若是计算不准确极有可能会造成安全问题[5]。
解决对策：对管道内介质进行计算的时候应按恒载进行计算。
（6）构建挠度计算
常见问题：在构建管廊的时候，对构件的挠度进行计算的时候，设计人员往往只对构件的单独挠度进行关注，往往会忽视管架处在纵向的柱距内，从而无法满足管架支点最大挠度的要求。而这样极有可能是管道发生积液从而导致流组加大，增大事故发生的几率。
解决对策：在对挠度差进行计算时候，应满足装置内沿管架纵向柱距，且管架支点的最大挠度差不应大于30mm，在对外沿管架进行装置的时候，管架支点的最大挠度差不应大于40mm。
（7）角焊缝计算
常见问题：在对角焊缝连接的时候，常会出现角焊缝计算错误的情况。例如：在对角焊缝长度进行计算的时候按实际长度或将实际长度减10mm进行计算，而侧面角焊缝往往都会按照实际情况进行计算，这样就会使得计算结果出现误差，极有可能会出现事故。
解决对策：在对角焊缝长度进行计算的时候，应按照《钢结构设计规范》要求进行计算：对角焊缝长度进行计算，应取每条焊缝的实际长度在此基础上减去2hf，对侧面角焊缝的长度进行计算的时候，其长度不应超过60hf。
4.总结
在进行钢结构管廊设计的时候，上述问题看似简单，但却极易被人们忽视，若是在设计的过程中结构设计的不合理，极有可能会出现安全事故。所以在很多工程中，这些问题都会或多或少的出现，同时也会伴随一定的经济损失。在今后进行钢结构管廊设计的时候，应该对上述问题引起注意，从而使得钢结构管廊设计更加安全、合理、经济。
参考文献：
[1]雷新海.钢结构管廊的设计浅析[J].建材与装饰，2018（32）：143.
[2]张峰.钢结构管廊设计常见问题及对策[J].化工管理，2018（07）：204-205.
[3]安新，张亚婕.浅析钢结构管桁架的设计与施工技术[J].工程建设与设计，2018（04）：5-6.
[4]齐健，武婕.钢结构管廊设计[J].中国水运（下半月），2017，17（06）：290-291+294.
[5]任建淼.化工厂钢结构管廊式管架结构设计[J].江西建材，2016（14）：46.
论文作者:郭新宁
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/20
标签：管道论文; 钢结构论文; 荷载论文; 常见问题论文; 挠度论文; 在对论文; 对策论文; 《基层建设》2019年第24期论文;