吴轶雄

中国石油天然气管道工程有限公司沈阳分公司，辽宁 沈阳 110000

在石油、冶金等行业，管道支架的应用极为普遍，当管道需跨越道路或其他障碍物时，通常借助管架实现管道架空。在大跨度管道跨越方案中，钢结构架空管架因结构轻便、安装周期短、强度高、跨越能力强等优点，通常成为首选方案。钢结构架空管架因杆件数量多、空间布置复杂，通常采用三维有限元软件进行模拟分析。

1 方案基本情况

某工程钢架为某港口原油罐组区Φ711钢制原油管道过路管架，全长63.75m，钢架梁采用桁架式结构，上弦标高为10.8m，下弦标高为8.4m，管道架设于桁架梁下弦层，钢架整体结构纵向采用两跨设计，大跨33.75m，小跨27m，柱间支撑处两柱间距为3m。文章通过对柱间支撑布置于较大跨的边端（以下简称边固定）及整体结构中间处（以下简称中间固定）两种不同方案进行计算，汇总结果，进行两方案对比分析。两个方案如图1、图2所示。

图1 边固定方案

图2 中间固定方案

钢架柱HW400×400、弦杆HM340×250、腹杆P152×5材质均为Q345。环境初始温度为15℃，最高为40℃，最低为-20℃；设防烈度为6度（0.05g）；基本风压为0.6kN/m2。管道竖向荷载为25kN/m，水平荷载为7.5kN/m，于桁架梁下弦层间隔9m设管托，将相应管段荷载传递至钢架结构。

2 计算结果对比

2.1 工况组合

选取工程实际典型工况进行钢架结构分析，如表1所示，对柱底反力、杆件应力及节点位移三个方面进行对比分析。其中，定义管道竖向荷载为D，管道水平荷载为L，地震作用为EQ。

表1 荷载工况组合

2.2 反力、应力及节点位移

反力、应力及节点位移汇总如图3～图7所示。……