管道支架是一個設計元素轉移負載從一個管到支撐結構。載荷包括管道本身的重量、管道承載的內容物、連接到管道上的所有管件以及管道覆蓋物（例如絕緣層）。管道支架的四個主要功能是錨固、引導、吸收沖擊和支撐指定的載荷。在高溫或低溫應用中使用的管道支架可能包含絕緣材料。管道支撐組件的整體設計配置取決于負載和操作條件。

這些通常是穩定或持續類型的負載，例如內部流體壓力、外部壓力、作用在管道上的重力（例如管道和流體的重量）、由于泄壓或排污產生的力、由于水/蒸汽錘效應產生的壓力波.

持續負載：

• 內部/外部壓力：用于輸送流體的管道將承受內部壓力負載。管子（例如套管式管芯或殼管式換熱器等中的管子）可能處于凈外部壓力之下。內部或外部壓力會在軸向和周向（環向應力）方向上產生應力。壓力還會引起徑向應力，但這些通常被忽略。內部壓力施加的軸向力等于壓力乘以管道的內部橫截面。F=P[πd^2/4]。如果外徑用于計算近似金屬截面作為壓力井和管道截面，軸向應力通常可以近似如下：S=Pd/(4t)
• 死重量：它是管的自重，包括流體，重量的配件和其他內嵌部件（比如閥，絕緣等）。這種類型的載荷作用于管道的整個生命周期。在水平管中，這些載荷導致彎曲，而彎矩與法向應力和剪應力有關。造成管道彎曲的主要原因有兩個：分布重量載荷（例如流體重量）和集中重量載荷（例如閥門重量）。立管（管道的垂直部分）的重量可以由立管夾具支撐。

偶爾負載：

• 風荷載：位于室外并因此暴露在風中的管道將設計為能夠承受工廠運行壽命期間預期的xxx風速。風力被建模為作用在垂直于風向的管道投影長度上的均勻載荷。各種海拔的風壓將用于使用以下公式計算風力。Fw=PwxSxA，其中Fw=總風力，Pw=等效風壓，S=風形系數，A=管道暴露面積。
• 地震荷載：地震荷載是地震工程的基本概念之一，這意味著將地震產生的攪動應用于結構。它在結構的接觸表面發生或者與地面，或與相鄰的結構，或與重力從波浪海嘯。
• 水錘：水錘（或更一般地說，流體錘）是在運動中的流體（通常是液體，但有時也是氣體）被迫停止或突然改變方向（動量變化）時引起的壓力波動或波動。水錘現象通常發生在管道系統末端閥門突然關閉，壓力波在管道中傳播時。它也被稱為液壓沖擊。
• 蒸汽錘：蒸汽錘，過熱或飽和蒸汽在蒸汽管線中由于突然關閉閥門而產生的瞬時流動所產生的壓力波動被認為是一種偶然負載。雖然流動是瞬態的，但為了進行管道應力分析，只計算沿管段容易引起管道振動的不平衡力，并將其作為靜態等效力施加在管道模型上。
• 安全閥排放：來自安全閥排放的反作用力被視為偶然負載。在開放式排放裝置中，安全泄壓閥打開后穩態流動產生的反作用力可以按照ASMEB31.1附錄II計算，并作為靜態等效力施加在管道模型上。

正如主要載荷起源于某種力一樣，次要載荷是由某種位移引起的。例如，如果連接到儲罐的管道由于儲罐沉降而向下移動，則連接到儲罐的管道可能處于負載狀態。類似地，連接到容器的管道被向上拉，因為容器噴嘴由于容器膨脹而向上移動。此外，管道可能會由于它所連接的旋轉設備的振動而振動。

位移載荷：

• 管道熱膨脹引起的負載
• 設備熱運動引起的負載

與組裝時的溫度相比，管道在分別經受更高或更低的溫度時可能會發生膨脹或收縮。次級負載通常是循環的，但并非總是如此。例如，由于罐沉降引起的載荷不是循環的。操作期間由于容器噴嘴移動引起的負載是循環的，因為在關閉期間排量被撤回并在重新啟動后重新浮出水面。承受冷熱流體循環的管道同樣會承受循環載荷和變形。

管道導軌（圓柱管道導軌-蜘蛛導軌）

• 剛性支撐
• 彈簧支持
• 緩沖器/減震器

剛性支撐用于限制管道在某些方向上沒有任何靈活性（在那個方向）。剛性支撐的主要功能可以是錨固、支撐、導向或支撐和導向。

1)支柱/管靴：

可以從底部或頂部提供剛性支撐。在底部支撐的情況下，通常使用支柱或管夾底座。它可以簡單地保留在鋼結構上，僅用于休息型支撐。為了同時限制另一個方向，可以使用單獨的板或提升凸耳。管錨是一種剛性支撐，它限制所有三個正交方向和所有三個旋轉方向的運動，即限制所有6個自由度。這通常是焊接或螺栓連接到鋼或混凝土的焊接支柱。如果錨栓固定在混凝土上，則需要一種特殊類型的螺栓，稱為錨栓，用于用混凝土保持支撐。在這種類型的支撐中，法向力和摩擦力會變得很重要。為了減輕摩擦效應，需要時使用石墨墊或聚四氟乙烯板。

管錨（Permali冷鞋）

2)吊桿：

它是一種靜態約束，即它設計為僅承受拉伸載荷（不應對其施加壓縮載荷，在這種情況下可能會發生屈曲）。它是剛性垂直型支撐，僅從頂部提供。它由夾子、吊環螺母、拉桿、橫梁附件組成。吊桿的選擇取決于管道尺寸、負載、溫度、絕緣、裝配長度等。因為它帶有鉸鏈和夾子，所以不會產生實質性的摩擦力。

3)剛性支柱：

它是一個動態組件，即設計用于承受拉伸和壓縮載荷。支柱可以在垂直和水平方向提供。V型支柱可用于限制2個自由度。它由剛性夾具、剛性支柱、焊接U形夾組成。選擇取決于管道尺寸、負載、溫度、絕緣、裝配長度。由于帶有鉸鏈和夾具，因此不會產生大量摩擦力。

彈簧支架（或柔性支架）使用螺旋壓縮彈簧（以適應由于熱膨脹引起的負載和相關管道移動）。它們大致分為變量努力支持和持續努力支持。兩種類型的支撐中的關鍵部件都是螺旋螺旋壓縮彈簧。彈簧吊架和支架通常使用螺旋螺旋壓縮彈簧。

1.可變彈簧吊架或可變力支持：

可變彈簧吊架

可變力支座也稱為可變吊架或變量，用于支撐承受中等（約50毫米）垂直熱運動的管道。VES單元（可變作用力支撐）用于支撐管道或設備的重量以及流體的重量（氣體被認為是無重量的），同時允許相對于支撐它的結構進行一定的運動量。彈簧支架也可用于支撐因沉降或地震而發生的相對運動的線。VES裝置的結構相當簡單，管道實際上直接懸掛在螺旋螺旋壓縮彈簧上，如下面的剖面圖所示。主要組成部分是：

1. 頂板
2. 壓力板或活塞板
3. 底板或底板
4. 螺旋彈簧
5. 螺絲扣總成
6. 鎖桿
7. 銘牌
8. 可以部分或覆蓋

通常，客戶/工程顧問在對可變工作量單位進行查詢時會提供以下數據。

1. 熱負荷
2. 熱運動（方向即向上或+和向下或-）
3. xxx負載變化百分比（LV%max），如果未指定xxxLV，則根據MM-SP58假定為25%。
4. 支撐類型，即是否懸掛式、腳踏式等。
5. 需要特殊功能，例如行程限位器（如果有）。
6. 首選表面保護/油漆/飾面。

熱負荷是“熱”條件下支架的工作負荷，即當管道從冷條件移動到熱或工作條件時。通常MSS-SP58將xxx負載變化（通常稱為LV）指定為25%。

管道支架由多種材料制成，包括結構鋼、碳鋼、不銹鋼、鍍鋅鋼、鋁、球墨鑄鐵和FRP復合材料。大多數管道支架都涂有涂層以防止潮濕和腐蝕。一些腐蝕保護方法包括：噴漆、鋅涂層、熱浸鍍鋅或這些方法的組合。在FRP復合管支架的情況下，不存在形成腐蝕單元所需的元素，因此不需要額外的涂層或保護。