楊國(guó)華

中天建設(shè)集團(tuán)浙江安裝工程有限公司

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淺析鋼結(jié)構(gòu)廠房?jī)?nèi)管道和支架安裝方法

楊國(guó)華

中天建設(shè)集團(tuán)浙江安裝工程有限公司

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)廠房在工業(yè)生產(chǎn)中的大量使用帶來(lái)了輔助風(fēng)、管、電路系統(tǒng)的排布問(wèn)題，綜合支吊架是在安裝工程中將空調(diào)、消防、強(qiáng)電、弱電等各專業(yè)的支吊架綜合在一起，統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì)，整合成一個(gè)統(tǒng)一的支吊系統(tǒng)。大型室內(nèi)工程的設(shè)備、風(fēng)道、電纜橋架及各類管道的綜合排布與安裝往往會(huì)影響到自身及相關(guān)專業(yè)的施工進(jìn)度、觀感和空間的合理利用，支吊架的選擇與安裝又是決定設(shè)備管道綜合排布是否合理、美觀的前提條件。本文主要對(duì)重型鋼結(jié)構(gòu)廠房的支架做法和大跨距鋼結(jié)構(gòu)廠房支吊架安裝施工方法進(jìn)行剖析。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)廠房；管道；支架安裝

前言

在工業(yè)建設(shè)中，隨著人們對(duì)建筑物的建設(shè)速度和生產(chǎn)效益的要求越來(lái)越高，土木工程的鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)在發(fā)揮著重要作用而且正處于迅猛發(fā)展的勢(shì)頭。由于鋼結(jié)構(gòu)具有重量輕、強(qiáng)度高、韌性和塑性性能好、加工制作方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，在各類工程中有廣泛的應(yīng)用和良好的發(fā)展前景。

對(duì)于重型工業(yè)廠房和大跨度結(jié)構(gòu)車間的建設(shè)使用中，鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、磚石結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等其他結(jié)構(gòu)相比較，在性能方面凸顯出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。但是，在工業(yè)廠房中都有為工藝生產(chǎn)或建筑功能需求而設(shè)置的各種管道，比如：給排水、消防、供熱、蒸汽、通風(fēng)、空調(diào)以及生產(chǎn)工藝等各種各樣的管道。在這些管道的安裝過(guò)程中，均需要設(shè)置支吊架，以前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于跨距小，在梁、柱、板上都很容易生根安裝，一般均能滿足管道的安裝間距要求。但是，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)廠來(lái)說(shuō)，由于受跨距的制約，管道支架一般光靠柱間距的支撐是不能滿足管道安裝間距要求的，所以，在柱間、梁間、檁條之間需要增設(shè)支架的吊點(diǎn)是非常重要的。

1 重型鋼結(jié)構(gòu)廠房的支架做法

鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的分類并沒(méi)有清晰的界線，人們通常所說(shuō)的重型和輕型鋼結(jié)構(gòu)只是相對(duì)而已，重型鋼結(jié)構(gòu)一般指H 型鋼的鋼板厚度≥25mm的鋼構(gòu)件。常見的重型鋼結(jié)構(gòu)廠房主要有箱型柱鋼結(jié)構(gòu)形式，此種廠房的跨度一般不是很大（約為6m～10 m 左右），結(jié)構(gòu)形式一般比較規(guī)則（通常為橫平豎直），承受載荷較大，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)允許的載荷下，管道大部分可以沿著梁、柱直接布設(shè)，可在梁、柱的翼緣板上直接焊接支架或者加設(shè)吊點(diǎn)。所以，一般管道安裝的難度不是很大，但是，在管道布置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意管道安裝后對(duì)室內(nèi)凈空高度的影響，比如，主管道應(yīng)選擇合適的位置布設(shè)，同時(shí)可將支管上返后貼近次梁安裝，或者有多種管道交叉時(shí)，可以在主次梁間進(jìn)行跨越，以此來(lái)保證室內(nèi)的美觀和使用高度。

2 大跨距鋼結(jié)構(gòu)廠房支架安裝方法

輕型鋼結(jié)構(gòu)是由輕型H 型鋼做成的門形鋼架支撐，用C型、Z型冷彎薄壁型鋼作檁條、墻梁，壓型鋼板或輕質(zhì)夾芯板作屋面和墻面的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)螺栓或普通螺栓及自攻螺絲連接件和密封材料組裝起來(lái)的低層和多層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系。以門式鋼架結(jié)構(gòu)為主，此種結(jié)構(gòu)一般跨度大（約為6m～20m 左右），鋼柱截面較小、鋼梁以帶弧線的居多，載荷較小，屋面以坡頂為多。所以，對(duì)于室內(nèi)的管道安裝施工帶來(lái)很大的困難。一般在管道安裝時(shí)，應(yīng)考慮以下因素和施工方法進(jìn)行安裝。

（1）根據(jù)管道的安裝要求和布置情況，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的荷載能力、梁柱間距以及檁條的承載能力等進(jìn)行初步評(píng)價(jià)在載荷允許的情況下，盡量適當(dāng)調(diào)整管道布置使鋼結(jié)構(gòu)的受力平衡、均勻穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)安全不受影響為主。必要時(shí)應(yīng)與監(jiān)理工程師和設(shè)計(jì)院相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行探討后，確定可行性方案，然后進(jìn)行安裝。

（2）綜合考慮管道布置的美觀性、適用性和可靠性在實(shí)際工程中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)院的管道安裝設(shè)計(jì)師一般在做專業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，很少考慮鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)形式，以及施工安裝的困難等因素，僅僅圍繞功能需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。所以，在施工過(guò)程中，我們應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況提出設(shè)計(jì)修改建議，比如，主管道的安裝應(yīng)盡可能懸掛在主承重梁下或者支撐于主框架柱上，這樣才能保證結(jié)構(gòu)的可靠性。另外，管道安裝講究的是橫平豎直，而輕鋼結(jié)構(gòu)的梁為了減少自重大部分下緣帶有弧線，所以，在管道安裝時(shí)往往與梁做不到絕對(duì)平行關(guān)系，只能參照梁的上平面或中心線與其平行布置。

2.1 方案比較

對(duì)于由H型型鋼焊接而成的多榀門型鋼架組成的縱橫向跨距都在6 m以上的鋼結(jié)構(gòu)廠房，由于大部分專業(yè)管道支吊架間距都在6 m以下，甚至還有需要3 m或更小距離設(shè)置支吊架的管道，支吊架的著力點(diǎn)是安裝的關(guān)鍵所在。

結(jié)合安裝規(guī)范的要求，對(duì)于大跨距鋼結(jié)構(gòu)廠房支吊架安裝的解決方案主要有以下兩種途徑。

（1）二次梁綜合支架：在鋼梁、鋼柱上增做貫通型鋼梁作為支點(diǎn)，可一次性解決支吊架著力點(diǎn)，但需要大量鋼材，浪費(fèi)材料同時(shí)給廠房增加荷載，需要重新計(jì)算廠房荷載，工程量大不利于廠房穩(wěn)定。

（2）斜拉式綜合支架：直接在鋼柱上設(shè)置支架和在鋼柱上增加固定結(jié)構(gòu)作為支吊架著力點(diǎn)設(shè)置吊架聯(lián)合使用。這種做法節(jié)省材料，施工簡(jiǎn)便，給廠房增加的荷載也非常小，是在柱間距較大和柱間無(wú)生根點(diǎn)的鋼結(jié)構(gòu)廠房管道支吊架中采用較多的方案。

2.2 支吊架結(jié)構(gòu)確定

結(jié)合廠房實(shí)際結(jié)構(gòu)、荷載和各類管道走向及最大載荷，經(jīng)設(shè)計(jì)院計(jì)算確定支吊架的結(jié)構(gòu)形式和材料規(guī)格型號(hào)，繪制支吊架制作圖紙，經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)單位書面確認(rèn)后，方可進(jìn)行制作安裝。

2.3 適用范圍及安裝特點(diǎn)

斜拉式綜合支吊架應(yīng)用于柱間距較大，且中間無(wú)支架生根點(diǎn)的鋼結(jié)構(gòu)廠房，可將通風(fēng)、空調(diào)、消防管道、工業(yè)管道、電氣橋架等整合成統(tǒng)一的支吊系統(tǒng)，統(tǒng)籌規(guī)劃，使管道、橋架排列整齊有序，安全美觀，滿足使用要求。

與傳統(tǒng)管道支架施工方法相比，斜拉式綜合支吊架具有以下特點(diǎn)：

（1）可有效利用空間，層次清晰，布局緊湊，各種管線綜合部署。

（2）節(jié)約投資，節(jié)省鋼材。

（3）施工簡(jiǎn)便，為交叉作業(yè)及管線布置提供了方便，各類管道橋架共用一套支吊架，節(jié)省了工期降低了施工難度。

2.4 施工工藝流程及施工注意事項(xiàng)

施工工藝流程：施工準(zhǔn)備—材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收—計(jì)算選型—支架基層處理—型材切割—組裝焊接—刷漆—支架安裝。施工注意事項(xiàng)：

（1）明確各專業(yè)管線走向、要求及特征，確定支架綜合布局、布置間距，根據(jù)荷載通過(guò)計(jì)算書選用適當(dāng)?shù)闹У跫芤?guī)格材料，經(jīng)設(shè)計(jì)院及甲方認(rèn)可后畫出施工大樣圖。在斜拉式支吊架系統(tǒng)中，計(jì)算選型是最為關(guān)鍵的一步，它決定了系統(tǒng)負(fù)荷安全與否。

（2）嚴(yán)格按計(jì)算書尺寸、材料進(jìn)行下料，確保下料符合要求，采用機(jī)械切割，切段后清除毛刺。

（3）螺栓孔采用機(jī)械鉆孔，保證螺栓孔位置、尺寸準(zhǔn)確。

（4）組對(duì)焊接：切割好的零部件復(fù)核尺寸無(wú)誤后采用夾具夾緊組對(duì)焊接，防止焊接變形。焊接現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)干燥清潔，必要時(shí)搭設(shè)防風(fēng)防雨棚保證現(xiàn)場(chǎng)焊接環(huán)境。

（5）支架焊接質(zhì)量應(yīng)滿足工藝及規(guī)范要求，不得有夾渣、氣孔、咬肉、未焊透、漏焊等質(zhì)量缺陷，焊接完畢后及時(shí)清理熔渣飛濺。

（6）支吊架除銹必須符合規(guī)范要求，涂刷防銹漆、防火涂料漆膜均勻、附著良好，無(wú)脫皮、漏涂、流墜和氣泡等現(xiàn)象。

（7）支架安裝時(shí)根據(jù)計(jì)算復(fù)核拉桿角度，保證支吊架承載負(fù)荷滿足安全要求。

（8）有螺栓連接的連接件，必須使用雙螺母固定，防止松動(dòng)。

3 鋼結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)的管道支架做法

在鋼結(jié)構(gòu)廠房的桁架內(nèi)進(jìn)行管道安裝時(shí)，一般主要采用抱箍式管卡與受力桿件或構(gòu)件進(jìn)行連接。選擇與支架連接的受力桿件時(shí)，一般多選擇水平方向桿件。對(duì)于球形網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的廠房，在進(jìn)行空調(diào)

或通風(fēng)管道敷設(shè)時(shí)，也可以考慮直接利用網(wǎng)架的水平桿做支撐，從網(wǎng)架中穿越布置。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在鋼結(jié)構(gòu)廠房中進(jìn)行管道安裝時(shí)，應(yīng)綜合考慮各種因素進(jìn)行全面分析選擇與鋼結(jié)構(gòu)型式相適應(yīng)的安裝方式，以確保廠房的主輔結(jié)構(gòu)以及管道安裝后的使用安全和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

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［2］GB50184-2011，工業(yè)金屬管道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［3］GB50661-2011，鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范［S］.