一种基于压力监测的管道支架的制作方法

1.本发明涉及一种管道支架，具体是一种基于压力监测的管道支架。


背景技术：

2.石油化工工程多建于沿海地区，沿海地区淤泥质土、软黏性土等软土分布较广，支撑地面管道的管墩基础如无桩基承担，屡见不均匀沉降。工程中管墩基础的不均匀沉降可能导致部分管道支架失去支撑作用，且复杂地形的不均匀沉降一般难以计算且不易肉眼察觉，而不能得到及时的处理，有效支撑的管道支架间距将超过管道的最大跨距，长期作用将对管道极其不利。工程中一般在管墩基础中设置沉降观测标来观测沉降，然后将沉降的管墩抬升并对下部地基进行加固处理。上述技术有两个缺点：一、管墩自身的沉降量并不能直接反应其是否仍有效支撑管道；二、地基处理的过程极为复杂且耗时耗力。
3.cn208280265u公开的一种抗沉降塑料管道支架，通过检测埋地塑料管道的压力和变形，获取支架姿态，并以弹簧支撑的方式，提高管道寿命的支架，该管道支架以埋地塑料管道为背景，虽以压力检测判断沉降，但其中所指移动终端并未说明，管道支架的调节方式没有涉及，且该管道支架所用检测手段复杂、成本较高，所涉各传感器也无详尽说明。cn106958691a公开的一种可适应沉降的自动调整输油管道支架，通过桁架形式的滑动斜杆的方式令管道支架实现可升降的目的以适应沉降，但是并无检测手段以判断何时需要调节。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种基于压力监测的管道支架，该管道支架以压力监测代替传统的沉降监测，可适应沉降，且结构简单、成本低、应用范围广。
5.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于压力监测的管道支架，包括混凝土管墩基础、管托、若干橡胶垫、报警器、若干角部调节柱和中心调节柱，所述的管托用于支撑管道，每根所述的角部调节柱和所述的中心调节柱的顶端和底端分别与所述的管托和一个所述的橡胶垫连接，所述的若干角部调节柱沿所述的管托的周向间隔布设，所述的中心调节柱位于所述的若干角部调节柱的内侧，所述的若干角部调节柱和中心调节柱用于支撑所述的管托并调节所述的管托的高度和水平度，所述的若干橡胶垫分别埋设于所述的混凝土管墩基础，每个所述的橡胶垫由多片橡胶片、多片钢板和多根应变检测棒组成，所述的多片橡胶片上下依次设置，相邻的两片橡胶片之间夹设有一片钢板，所述的多根应变检测棒分别埋设于所述的橡胶垫并垂直穿设于所述的多片钢板，每根所述的应变检测棒的上端面和下端面分别与最顶层和最底层的钢板的上端面和下端面平齐，每根所述的应变检测棒分别经线路与所述的报警器电连接，所述的报警器用于将所述的多根应变检测棒传送的应变信号分别转换为压力信号以实时监测所述的管道作用在所述的管托不同位置的压力值并在有压力值低于设定值时发出警报信号。
6.本发明管道支架在管托与混凝土管墩基础之间设置具有特定结构及组成的橡胶垫，将多根应变检测棒置于橡胶垫内部，并由钢板定位，不受外部环境因素干扰，保证多根应变检测棒的稳定性以及耐久性。橡胶垫具有可压缩性，在受到压力时变形更为明显。橡胶垫埋设于混凝土管墩基础，目的是限制橡胶垫的侧向变形，防止由于侧向变形引起的误报警。多根应变检测棒用于检测橡胶垫受力后的变形，并将应变信号分别通过线路传送至报警器，由报警器将应变信号分别转换为压力信号，以实时监测管道作用在管托不同位置的压力值并在有压力值低于设定值时发出警报信号。当报警器发出警报，通过若干角部调节柱和中心调节柱调节管托的高度和/或水平度，使管托不同位置的受压状态趋于正常，从而管道支架可以正常工作并适应沉降，而不必进行复杂的工程修复措施。
7.本发明管道支架的监测思路为压力监测而非沉降监测，压力监测更直观、更有效、更及时。本发明对管道作用在管托不同位置的压力值进行实时监测，监测的压力值直接反应管道支架对管道的支撑作用是否有效，监测手段简单、直接、有效。
8.作为优选，所述的多根应变检测棒分别由体型半导体材料制成。体型半导体材料制成的应变检测棒的耐久性、稳定性和灵敏性好，可确保变形检测的准确度。在实际应用中，也可以选用其他压阻式应变检测棒。
9.作为优选，每根所述的角部调节柱由第一套筒和第一螺杆组成，所述的第一套筒与一个所述的橡胶垫连接，所述的第一螺杆的下段与所述的第一套筒螺纹连接，所述的第一螺杆的顶端与所述的管托螺纹连接；所述的中心调节柱由第二套筒和第二螺杆组成，所述的第二套筒与一个所述的橡胶垫连接，所述的第二螺杆的下段与所述的第二套筒螺纹连接，所述的第二螺杆的顶端与所述的管托螺纹连接，所述的报警器装设于所述的第二套筒的外壁。上述角部调节柱和中心调节柱结构简单、可靠，通过调节第一螺杆和/或第二螺杆的高度位置，即可方便地调节管托的高度和/或水平度，操作简单。
10.作为优选，所述的管托包括上下依次连接设置的弧形板、若干肋板和支撑板，所述的弧形板的曲率半径与所述的管道的直径一致，所述的若干肋板直立设置，每块所述的肋板的顶端和底端分别与所述的弧形板和所述的支撑板连接，所述的支撑板水平设置，所述的支持板上开设有若干螺纹孔，每根所述的第一螺杆和所述的第二螺杆的顶端分别螺纹连接于一个所述的螺纹孔。上述管托结构简单、易于制作，可实现对管道的可靠支撑。
11.作为优选，所述的支撑板为方板，所述的橡胶垫的数量为五个且均为圆柱形，所述的角部调节柱的数量为四根，四根所述的角部调节柱分别对应设于所述的支撑板的四角，所述的中心调节柱对应设于所述的支撑板的中部。根据实际应用情况的不同，也可以相应改支撑板的形状及橡胶垫的数量和位置等。
12.作为优选，所述的报警器与外部控制室面板电连接，以实现对管道支撑效果的远程监测。
13.与现有技术相比，本发明具有如下优点：1、本发明管道支架以压力监测代替传统的沉降监测，不必对比地形的变化，直接监测管道支架对管道的支撑作用是否有效；2、本发明管道支架可调节管托的高度和水平度以适应沉降，保证沉降后，管道支架能够继续工作，而不必进行复杂的工程修复措施；3、本发明管道支架结构简单，成本低，且应用范围广。
附图说明
14.图1为实施例中管道支架的外观图；图2为实施例中橡胶垫的局部剖切示意图；图3为实施例中管道支架工作的原理图。
具体实施方式
15.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
16.实施例的基于压力监测的管道支架，如图1所示，包括混凝土管墩基础1、管托、五个圆柱形的橡胶垫3、报警器4、四根角部调节柱和一根中心调节柱，管托用于支撑管道，每根角部调节柱和中心调节柱的顶端和底端分别与管托和一个橡胶垫3连接，四根角部调节柱沿管托的周向间隔布设，中心调节柱位于四根角部调节柱的内侧，具体地，四根角部调节柱分别对应设于支撑板23的四角，中心调节柱对应设于支撑板23的中部，四根角部调节柱和中心调节柱用于支撑管托并调节管托的高度和水平度，五个橡胶垫3分别埋设于混凝土管墩基础1，每个橡胶垫3由多片橡胶片31、多片钢板32和由体型半导体材料制成的多根应变检测棒33组成，如图2所示，多片橡胶片31上下依次设置，相邻的两片橡胶片31之间夹设有一片钢板32，多根应变检测棒33分别埋设于橡胶垫3并垂直穿设于多片钢板32，每根应变检测棒33的上端面和下端面分别与最顶层和最底层的钢板32的上端面和下端面平齐，每根应变检测棒33分别经线路34与报警器4电连接，报警器4用于将多根应变检测棒33传送的应变信号分别转换为压力信号以实时监测管道作用在管托不同位置的压力值并在有压力值低于设定值时发出警报信号。本实施例中，报警器4采用市售产品。报警器4也可以与外部控制室面板电连接，以实现对管道支撑效果的远程监测。
17.本实施例中，每根角部调节柱由第一套筒51和第一螺杆52组成，第一套筒51与一个橡胶垫3连接，第一螺杆52的下段与第一套筒51螺纹连接，第一螺杆52的顶端与管托螺纹连接；中心调节柱由第二套筒61和第二螺杆62组成，第二套筒61与一个橡胶垫3连接，第二螺杆62的下段与第二套筒61螺纹连接，第二螺杆62的顶端与管托螺纹连接，报警器4装设于第二套筒61的外壁。
18.本实施例中，管托包括上下依次连接设置的弧形板21、若干肋板22和支撑板23，支撑板23为方板，弧形板21的曲率半径与管道的直径一致，若干肋板22直立设置，每块肋板22的顶端和底端分别与弧形板21和支撑板23连接，支撑板23水平设置，支持板上开设有五个螺纹孔，每根第一螺杆52和第二螺杆62的顶端分别螺纹连接于一个螺纹孔。
19.图3为上述管道支架工作的原理图。上述管道支架施工完成，管道置于弧形板21上且高度和水平度调节完成后，橡胶垫3受力变形，报警器4记录此时接收到的应变信号，并记录对应的橡胶垫3的状态为初始状态，后续通过多根应变检测棒33实时监测橡胶垫3的不同位置的应变值。当混凝土管墩发生沉降或倾斜时，橡胶垫3对应位置的变形减小，应变值减小，对应的应变检测棒33即向报警器4传送应变信号，由报警器4将应变信号分别转换为压力信号，实时监测管道作用在管托不同位置的压力值，并在有压力值低于设定值时发出警报信号。当报警器4发出警报，通过调节第一螺杆52和/或第二螺杆62的高度位置，即可方便地调节管托的高度和/或水平度，使橡胶垫3的变形恢复，从而管道支架可以正常工作并适应沉降，而不必进行复杂的工程修复措施。