管道支吊架是指用于支承管道或约束管道位移的各种结构的总称，但不包括土建的结构。管道支吊架的作用可以概括为三个方面：一是承受管道的重量荷载(包括自重、介质重和隔热材料重等)；二是限制管道的位移，阻止管道发生非预期方向的移动；三是用来控制管道的振动、摆动或冲击。管道支吊架（也称管道支承件）是控制管系的应力水平，保证管道长期安全运行的一系列产品，主要用于火电厂、核电厂和化工炼油企业等工程热力管道和设备的支承。

一、管道支吊架分类

根据管道相对于支撑结构的空间位置不同，管道支吊架分为支架和吊架两大类。支架是在管道支点下方直接承受管道的荷载；吊架是在管道吊点上方承受管道荷载，吊架一般以承受重力荷载为主，如图1所示。支架和吊架都可以完全或部分限制管道的向下位移，但二者的支撑效果有所不同。支架因与支撑管道之间可能存在摩擦而使得管道的水平位移受到一定的阻碍，同时产生摩擦力。支架的刚度也比较大，故其稳定性较好。吊架对管道的约束刚度相对较小（除竖直方向外），也不存在摩擦力，如果在一根较长的管中吊架用得太多，会使管系不稳定，故在一条管道中，一般不宜均用吊架进行支撑。

图1 支架和吊架示意图

根据管道支吊架具备的承载、限位和防振等三种功能，以及支吊装置各自的主要性能和用途可将其分为承重支吊架、限位支吊装置和振动控制装置等三种类型。每个管道支吊架装置都是由装在管子上的部件（管部）和固定在承载结构上的部件（根部）以及与这两类部件相连的中间部件组成，中间部件又包括支吊架装置的功能件（如恒力支吊架、液压阻尼器等）和中间联接件（如吊杆）。

1.承重支吊架

以支撑管道自重及其他持续载荷为目的的支吊架统称为承重支吊架，它主要用于防止管道因自重及其他持续载荷(如介质重量、保温隔热材料重量、雪载荷等)而导致的管道强度或刚度超出标准要求。承重支吊架按其在管道垂直位移时载荷的变化情况又可分为刚性支吊架、变力弹簧支吊架和恒力弹簧支吊架等三种。

1）刚性支吊架

刚性支吊架仅限制管道一个方向（通常为—y方向）的自由度。常用于管道在支撑点无向上垂直热位移和附加位移的情况下，或用于支撑点有较小的向下位移和附加位移但不会由此在管系中造成较大的管系力的情况下。刚性支吊架又分为刚性吊架、滑动支架和滚动支吊架，如图2～图4所示。刚性吊架是指用以承受管道自重荷载，并约束管系在支吊点处垂直位移的吊架，特殊情况下，吊杆中间设置可调螺丝，即为可调刚性支吊架，可使支吊架的高度在一定范围内得到调整，用于有少量竖直方向的热位移或附加位移的场合。滑动支架是指将管道支承在滑动底板上，用以承受管道自重荷载并约束管系在支吊点处垂直位移的支架。滚动支吊架是指将管道支承在滚动部件上，用以承受管道自重荷载并约束管系在支吊点处垂直位移的支架。

图2 刚性吊架

图3 滑动支架

图4 滚动支架

2）恒力弹簧支吊架

恒力支吊架是用以承受管道自重荷载，且其承载力不随支吊点处管道垂直位移的变化而变化，荷载保持基本恒定的支吊架，如图5所示。适用于管道支撑点垂直位移量较大或管系受力要求较苛刻的场合，可以避免管道支撑点冷态和热态的受力变化太大而导致管系本身的应力或相连设备的受力超标。恒力弹簧支吊架一般采用吊架型式，且根据受力情况可并联使用。

图5 恒力弹簧吊架

3）可变弹簧支吊架

可变弹簧支吊架是指用以承受管道自重荷载，但其承载力随支吊点处管道垂直位移的变化而变化的弹性支吊架。适用于支撑点有垂直位移、用刚性支吊架会脱空或造成过大热胀推力的场合。常用的可变弹簧支吊架有支、吊两种，根据载荷情况和受力条件还可采用串联和并联两种型式，如图6和图7所示。

图6 可变弹簧吊架

图7 可变弹簧支架

2.限位支吊装置

以限制和约束因热胀而引起的管系位移为目的支吊装置称为限位支吊装置。管系受热而发生热胀时，管系中的各点将发生位移。在管系中适当设置限位支吊装置，可控制支撑点的位移或某些方向的位移，使管系的变形或各点的位移朝着有利于保护敏感设备或有利于热补偿的方向进行。根据对管系热位移约束的方式不同限位支吊架又可分为固定支架、导向支架和限位支架三种。

1）固定支架

固定支架是指将管系在支吊点处完全约束而不产生任何线位移和角位移的刚性装置，常用于管道上不允许有任何位移的地方。固定支架一般同时又能起承重作用，常用的固定支架型式有焊接型管托和螺拴固定管托两种，如图8所示。

图8 固定支架

2）导向支架

导向支架可限制管道支撑点两个方向的线位移，因此常用于引导管道位移方向、使管道能沿轴向位移而不能横向位移的情况。当用于水平情况时，导向支架又同时能起承重作用常用的导向支架型式有管托型导向支架、光管型导向支架、管卡型导向支架等型式。如图9所示。

图8 导向支架

3）限位装置

限位装置用于管道中需要限制某一方向或某些方向上位移的地方，它不承受管道的重量，如图9所示。它的使用可调整管道的应力分布、减小管道对设备的推力和简化管道支吊架的设计。不同结构型式的限位装置可限制管道某一方向或二个方向的线位移，也可同时限制某一、二个乃至三个方向的角位移。它的使用可以增加管系的稳定性，合理分配管系的位移。

图9 限位装置

3.振动控制装置

专门用来控制管道摆动、振动或冲击的装置统称为控制振动装置。控制振动装置不承受管系的重量，在正常情况下，不约束或较小约束管道自由的热位移。控制振动装置通常分为减振装置和阻尼装置两类。

1）减振装置

减振装置在一定程度上限制了管道的正常热位移，但能有效地控制任何频率和任何振幅的摆动或振动，适用于控制持续性的流体振动激扰的管系振动。典型减振装置如图10和图11所示。

图10 弹簧减震器

图11 轮毂式减振器组装图

2）阻尼装置

阻尼装置允许管道自由地热位移，但对低幅高频或高幅低频的摄动不能有效地控制，典型阻尼装置如图12和13所示。适用于控制冲击性的整体撮动，如主汽门快速关闭、安全阀排放、水锤等冲击激扰和地震激扰的管系振动。

图12 液压阻尼器

图13 机械式阻尼器结构图

二、管道支吊架规格型号

管道支吊架通常由管部、连接件（包括弹簧组件、附件）及根部组成。三者之间可分别组合成各种形式的支吊架。支吊架规格型号标识按管部、连接件和管部分别标识。管道支吊架标准有国标、电力行业的华北院和西北院设计标准，不同支吊架标准的标识略有不同。下面给出管部、可变弹簧支吊架和恒力弹簧支吊架的规格型号标识。

按GB/T 17116.2管部结构分为非整体式和整体式两组，每组分为水平管吊架、水平管支架、立管吊架、立管支架、绝热吊架（整体式为弯头(管)吊架）、绝热支架(整体式为弯头(管)支架)、水平管滚动吊架、水平管滚动支架和特殊用途管部9类。管部标记由管部型式编号、管道公称尺寸、管径管材代码、荷载系列代码、温度材料代码、表面处理代码、轴向和侧向位移代码7个字段组成，字段间用“—”隔开，如图14所示。

图14 管部标记表示方法

示例:

① 113-750-A-D-8-H

表示管部型式为水平管高温管箍，管道公称尺寸为DN750 ；管子为系列A钢管，设计荷载荷≤320kN，运行（使用）温度≤625℃；表面防腐处理为耐高温涂料。

② 121-1200-B-9-4-P-21

表示：管部IH型式为水平管夹支座(滑动)；管道公称尺寸为 DN1200；管子为系列B钢管；设计荷载≤123kN，运行（使用）温度≤300℃；表面防腐处理为涂料，管道在支承点的轴向位移≤100 mm，侧向位移≤50mm。

按NB/T 47039《可变弹簧支吊架》，可变弹簧支吊架型号规格标识由4部分组成，如图15所示。

图15 可变弹簧支吊架标识表示方法

示例：

① TD30A7

表示允许工作位移范围为30mm，上螺纹悬吊的可变弹簧支吊架，编号7。

按NB/T 47038《可变弹簧支吊架》，恒力弹簧支吊架型号规格标识由5部分组成，如图16所示。

图16 恒力弹簧支吊架标识表示方法

示例：

① PHA35-150/18200X-M30（或PA35-150X-M30）

表示型式为PA型、编号为35号、标准位移150 mm，标准载荷18200 N的平式A型恒力弹簧支吊架，其单向位移方向向下，外接吊杆螺纹规格M30。

② LB52-160/67208S-M56×4（或LB52-160S-M56×4）

表示型式为LB型、编号为52号、标准位移160mm，标准载荷为67208N的标准立式B型恒力弹簧支吊架，其单向位移方向向上，外接吊杆螺纹规格M56×4。

③ PD38-170/19816（S=70 ，X=100）－M36[或PD38－170（S=70，X=100）－M36]

表示型式为PD型、编号38号、标准总位移170mm，其中选用标准位移向上70mm，向下100mm，标准载荷为19816N的标准平座式D型恒力弹簧支吊架，外接吊杆螺纹规格 M36。

三、管道支吊架选用

在进行管道设计时管道支吊架型式的选用首先应根据希望支吊架所起的基本作用如承重作用、限位作用还是防振作用来确定其基本类型，然后再根据支撑点的载荷大小、位移情况、工作温度、是否隔热、管道材料、生根条件等因素确定其具体型式。

应在确保安全的前提下，优先选用标准管架；并根据支撑点所受力的大小及方向、管线位移、工作温度、保温或保冷情况、支撑管道的材质等条件选择合适的支吊架形式，所选择支吊架应能够满足管道承重、限位或防振的基本要求，除管道介质温度≥400℃的碳素钢材质的管道、低温管道、合金钢材质的管道、需要经常检修拆卸的管道、架空敷设并且不容易施工焊接的管道和非金属衬里管道外，应尽量选用焊接型的管托和管吊。标准管架不能满足要求时，应进行特殊设计。

支吊架的形式应利于现场管道的施工和检修，并且不得阻碍操作和通行，同时还应符合经济性原则。