本发明涉及一种限位装置，具体涉及一种管道单侧轴向限位装置，属于管道系统的抗震抗冲击支撑技术领域。
背景技术：
为了约束或限制管道系统在支吊处的某一个或某几个方向位移，常采用限位装置。主要承担并传递管道上受到的冲击或震动荷载。管道径向限位装置与管夹结构相似。管道轴向限位装置的理想方案是在管道两侧对称设置生根支点，这样不会对管道产生附加弯矩和弯曲应力。但往往管道只有一侧有生根支点时，只能采用单侧轴向限位装置。管道工程设计推荐的结构方案是采用径向限位装置夹紧管道，再利用夹紧力产生的摩擦阻力来传递轴向荷载。这种方案很不可靠，在震动状态下径向夹紧力极易松弛，因而摩擦阻力也就失效了。改进的方案是在径向限位装置的两侧管道上焊接轴向卡块传递轴向力。卡块的传力计算并不复杂，但这种会对管道带来附加弯矩的径向限位装置的力学计算模型与纯粹承担径向荷载的结构绝然不同，如果误用则会给工程安全带来隐患。而且这种结构耗材多，制造工艺复杂，不能补偿管道温度变化带来的变形。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种管道单侧轴向限位装置，本发明限位装置既使限位装置各零部件的结构力学清晰，易于计算，又能补偿管道温度变化引起的变形。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种管道单侧轴向限位装置，其特征是，所述限位装置包括前推拉杆、后推拉杆、轴向限位拉撑杆；前推拉杆、后推拉杆、管道之间组成三角形结构；
所述管道上沿轴向依次设置前弧板双耳销座、后弧板双耳销座；
所述前推拉杆上端设有第一双板销头，前推拉杆下端设有第一单板销头，第一单板销头设置在前弧板双耳销座内并通过前销轴相连接；
所述后推拉杆上端设有第二双板销头，后推拉杆下端设有第二单板销头，第二单板销头设置在后弧板双耳销座内并通过后销轴相连接；
所述轴向限位拉撑杆端部设有长度可调节销头，长度可调节销头端部设有关节轴承；
所述第二双板销头内侧依次设置第一双板销头、关节轴承并通过组合销轴实现前推拉杆、后推拉杆、轴向限位拉撑杆之间的连接。
优选的，所述前推拉杆的横截面为圆形，矩形或h形。
优选的，所述后推拉杆的横截面为圆形，矩形或h形。
优选的，所述前弧板双耳销座与管道焊接连接。
优选的，所述后弧板双耳销座与管道焊接连接。
优选的，所述前推拉杆与管道之间的倾斜角α为45°，前推拉杆与管道之间的倾斜角β为45°。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
第一，为工程技术人员的设计工作提供了一个合理的单侧轴向限位装置结构方案。
第二，本发明提供的三铰结构，不会在管道温度变化时引起次生应力。
第三，处于高温管道保温层内的结构，从内到外承受的温度是递减的，前后推拉杆与前后弧板双耳销座可用耐不同温度的材料制造。
附图说明
图1为本发明一种管道单侧轴向限位装置的爆炸分解图，其中h值指示前后弧板双耳销座的销孔中心到管道外表面的距离；
图2为本发明管道单侧轴向限位装置的轴向限位拉撑杆端部的长度调节销头中心装有的关节轴承与前推拉杆的双板销头及后推拉杆的双板销头用组合销轴铰接装配图；
图3为本发明管道单侧轴向限位装置的前后推拉杆的管侧单板销头与前后弧板双耳销座或用前后销轴铰接装配图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做详细的说明。
如图1-3所示，一种管道单侧轴向限位装置，包括前推拉杆6、后推拉杆13、轴向限位拉撑杆1；前推拉杆6、后推拉杆13、管道之间组成三角形结构。
管道上沿轴向依次设置前弧板双耳销座8、后弧板双耳销座11。
前推拉杆6上端设有第一双板销头5，前推拉杆6下端设有第一单板销头7，第一单板销头7设置在前弧板双耳销座8内并通过前销轴9相连接。
后推拉杆13上端设有第二双板销头14，后推拉杆13下端设有第二单板销头12，第二单板销头12设置在后弧板双耳销座11内并通过后销轴10相连接。
轴向限位拉撑杆1端部设有长度可调节销头3，长度可调节销头3端部设有关节轴承4；所述第二双板销头14内侧依次设置第一双板销头5、关节轴承4并通过组合销轴2实现前推拉杆6、后推拉杆13、轴向限位拉撑杆1之间的连接。
前推拉杆6的横截面为圆形，矩形或h形。
后推拉杆13的横截面为圆形，矩形或h形。
前弧板双耳销座8与管道焊接连接。
后弧板双耳销座11与管道焊接连接。
前推拉杆6与管道之间的倾斜角α为45°，后推拉杆13与管道之间的倾斜角β为45°。
在管道同一轴向母线上限位支点的前后焊接前弧板双耳销座8和后弧板双耳销座11，用于传递轴向限位力f的分力fα和fβ,并承担因单侧限位产生的附加弯矩引起的径向推拉力p，前弧板双耳销座8和后弧板双耳销座11的前销轴9和后销轴10的中心与轴向限位拉撑杆1端部的长度调节销头3中安装的关节轴承4中的组合销轴2形成一个传力三角形，将单侧轴向限位力f分解成二个斜向推拉力qα和qβ，这两个推拉力在前后弧板双耳销座处又分解为轴向力fα和径向力p以及轴向力fβ和径向力p。斜向推拉力qα和qβ分别由前推拉杆6和后推拉杆13承担和传递。为了满足销轴铰接的要求，前后推拉杆6和13的管侧采用第一单板销头7和第二单板销头12，在与轴向限位拉撑杆1的关节轴承4处采用第一双板销头5和第二双板销头14。
前后推拉杆的力学设计主要是抗拉、抗压强度计算和压杆稳定计算，单耳和双耳孔板计算以及焊缝连接计算。前后弧板双耳销座的力学设计主要是双耳孔板计算和焊缝连接计算以及销轴抗剪抗弯计算。
对前后推拉杆6和13抗压稳定最合理的横截面是圆管。
高温管道配置的单侧轴向限位装置中前后推拉杆6和13处于高温环境，需用耐高温的高合金钢材制造，按原材料来源亦可采用矩形管截面或h形截面。
实施例：
1、不同斜角α和β组合时，各零部件的荷载
fα＝f·ctgα/(ctgα+ctgβ)；fβ＝f·ctgβ/(ctgα+ctgβ)
p＝f/(ctgα+ctgβ)；
典型的α和β组合时，各零部件荷载与轴向限位荷载f的比值见表1：
表1各零部件荷载与轴向限位荷载f的比值(α＝60°或45°)
表2各零部件荷载与轴向限位荷载f的比值(α＝30°或90°)
前后推拉杆6和13的倾斜角α和β越小，各结构的荷载也小，但结构所占空间长度也大。从表1中看出，α和β角均取45°为最优。
2、零部件材料的选择
按gb/t17116.1-2018《管道支吊架第1部分：技术规范》的6.3.10条规定：“直接与管道接触的支吊架零部件设计温度应取管道的设计温度。对于高温管道，用于支吊架零部件的强度计算和材料要求的温度，从管道外表面的设计温度算起，可按温降2.2℃/mm计算。”
当管道内介质温度为650℃时，若前后弧板双耳销座8和11的销孔中心到管道外表面的距离h与前后推拉杆6和13的管侧单板销头7和12的圆弧半径r之差h-r大于50mm时，按上述计算公式650℃-2.2×50℃＝540℃。则前后推拉杆6和13及管侧单板销头7和12可采用耐550℃钢材制作。
本发明一种管道单侧轴向限位装置，将单侧轴向限位拉撑杆经前后两根斜向的推拉杆与焊在管道上的前后销座各自铰结连接，形成一个传力三角形；将单侧轴向限位荷载分解成对管道的推拉力；三铰结构能适应管道温度变化时的热胀冷缩，不会产生次生应力；因而各零部件受力计算简单，设计和运行的安全可靠性高。