综合管线落地门式支撑体系施工方法

综合管线落地门式支撑体系施工方法

胡静静，李二刚，徐金坤

（浙江省一建建设集团有限公司   杭州 310013）

[摘要] 浙江大学医学院附属第一医院余杭院区地下室面积集中，设备多，机房内管线尺寸大且密集，不同专业各自支架分别排布的常规安装方案，在空间利用、成本控制、后期运维上不够合理。统筹考虑管线的排布合理性、经济性及美观性后采用BIM技术深化设计、独立门式支架制作，在现有的支架布置情况下，增加X或Y方向上的横档。串联形成综合支撑体系，整体性好，空间利用率高，避免了支架安装对结构造成的影响，降低了管综施工的难度，也为后期检修及运维创造更多空间。

[关键词] BIM技术；门式支撑；管综；

Construction Method of Landing Portal Support SystemforIntegrated Pipeline

Jingjing Hu1, Ergang, Li, Jinkun Xu

Abstract:

The basement area Of Zhe First Affiliated Hospital Zhejiang University School Of Medicine is concentrated, with many equipment, large and dense pipelines in the computer room, and the conventional installation scheme of distributing brackets for different disciplines is insufficient in terms of space utilization, cost control, and post-operation and maintenance. Reasonable. After taking overall consideration of the rationality, economy and aesthetics of the pipeline arrangement, the BIM technology is used to deepen the design, and the independent portal support is produced. In the existing support arrangement, the rails in the X or Y direction are added. A comprehensive support system is formed in series, with good integrity and high space utilization, which avoids the impact of bracket installation on the structure, reduces the difficulty of comprehensive pipe construction, and creates more space for later maintenance and operation and maintenance..

Key words:BIM technology；portal support；Pipeline integration

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0引言[1]

随着生活水平的日益提高及建筑行业技术的发展，人们对建筑物内的居住、使用体验感要求日益提高。对于医院、商场等公共建筑而言，多数末端设备由设置于机房内的大型设备通过管线连接并拖动运转，因此机房工程管道安装的优劣在一定程度上决定了建筑工程设备安装质量的好坏。

管道支架的制作对管道安装质量起着举足轻重的作用，它直接关系到管道的承重流向及观感。对于面积小，设备多，管线尺寸大且密集的机房工程而言，设备、管道等排布复杂，设计要求合理进行设备、管道排布，既要满足外观观感，又要满足设备、管道检修空间[1]，各专业各做支架、分别排布的常规安装方案，在空间利用、成本控制、后期运维上都不够合理。目前部分机房工程在统筹考虑管线的排布合理性、美观性后会采用吊装门式综合支架体系，这可以较好的解决空间利用率低的问题，但仍存在焊接制作形变量大、吊装困难；荷载过大，对结构产生影响；运行动载，易对后置锚栓与结构连接产生影响，引起坍塌等诸多问题。

浙江大学医学院附属第一医院余杭院区项目总建筑面积30.65万m2，冷冻机房位于大楼地下室一层，结构净空仅为5.7m，包含水、电、风系统，共40余台设备。管路、桥架、专用系统管线密级且复杂，为满足吊顶标高及后期维护检修要求，需要综合排列。在综合性管道布置中运用中，门型支架运用十分灵活，多管、多排和双拼等不同的类型排列成最适用施工的形式且门型支架稳固性相当高

[2]。

在BIM发展应用的今天，多应用于管综优化设计，管道支吊架的辅助设计等涉及较少[3]。本工程利用BIM技术对管道支架进行设计排布，独立门式支架制作，在现有的支架布置情况下，增加X或Y方向上的横档。串联形成综合支撑体系，实现管架安装的稳定安全、整齐美观。

图1浙医一院效果图

1工艺原理

对于直接位于地基之上的机房工程。用两根DN200的钢管作为竖向支撑，通常设置为上下顶至结构面，也可局部设置为至第一道横档面标高为止，由现场实际决定。根据结构柱间距、管线布局，设置中间钢管立柱数量。

图2 单品落地门式独立支撑构造图

横档材料为20#工字钢，遇见结构柱固定在柱侧边，遇见钢管则焊接连接在钢管一侧。横档两端均固定好后，即可构成一个可以脱离上部结构受力的独立支撑平台。根据管道排布情况，设置横档数量及标高。为增强稳定性，在没有管线的区域也可根据构造适当设置一定量的横档，确保水平面X、Y方向上都有横档连接。由此构成落地门式综合支架体系。

将边长为100mm厚度为100mm的等腰直角三角形钢板焊接在横档与竖向钢管的连接处下方，进行受力弥补。避免竖向钢管与工字面焊接形成的直角可能存在受力薄弱、应力集中，导致稳定性不足的现象。

落地门式独立支撑体系初步构成后需进行细节处理。首先对各焊缝单独做防锈处理，其次对整个支架体系刷2道防锈漆，第一道漆干燥后方可进行第二道漆的粉刷施工。最后，为避免因机房地面潮湿、积水导致的柱脚裸露生锈，用防水砂浆做成“馒头包”对柱脚进行包裹，延长落地门式综合支架体系使用寿命。

2安装方案

2.1技术准备

1)根据设计图纸整理排布综合管线，绘制综合管线排布平面图和剖面图。

2)根据平剖面图，进行管道荷载受力分析。选用DN200焊接钢管做支架立柱，20#工字钢作为支架横档。

3)绘制机房1:1三维模型、单品支架做法细节模型和落地式综合支架体系整体模型。在综合管线模型上布置钢管立柱的落脚点。

4)根据模型剖面图制定支架横档的标高、数量，布置完成后再次进行受力复核。并报建设、监理、设计单位确认施工做法。

5)机房地面垃圾灰尘清理，地面测设放样、支架焊接。

2.2 钢管立柱安装

1)定位。用“十字线法”画出立柱圆心所在位置，再画出边长300mm的正方形。由地上引测至顶板上，及时复测和校验。

2)据放样位置安装300*300*10mm钢板，作为支架生根点。采用四颗M16的膨胀螺栓先固定钢板对角，再一一固定剩下的两个角。

3)钢管立柱安装

焊接钢管下料，除锈。顶板上预先固定吊环，架设手动葫芦，作为牵引设备，将钢管立起来。利用红外线水平仪校准钢管立柱垂直度。钢管顶部和底部点焊固定，再沿着管道一圈开始施焊，使立柱与顶部和底部钢板连接牢固。

2.3横档安装

1)在工字钢两端面画线，用等离子切割机挖DN200的弧面并复核弧度，使得凹弧面与圆柱的凸弧面相切。“工”字钢上腿上侧和下腿上侧弧面单面坡口，坡口角度为45°，坡口深度10mm；腹板双面坡口，坡口角度45°，坡口深度为 4.5mm。

2)根据剖面大样，找到横档面标高位置，分别在立柱上标记。用红外线水平仪校准横档两端标记是否在同一水平线上。

3)借助顶板上手动葫芦，将4m长的20＃工字钢提升至指定位置，调整至合适位置时点焊固定。

4)根据现场实际情况，若横档刚好遇到结构柱，那就可以直接固定在结构柱的侧面。

图3 横档固定在结构柱侧面

图4 连接处节点三角钢板加强

2.4直角三角形加固件焊接

为了减少横档与立柱连接处的应力集中，我们特意在此节点增加了腰长为100mm、厚度为10mm的等腰三角形钢板作为加强。

2.5防腐和标识

1)用磨光机去除焊渣、检查焊缝质量合格后，我们就所有焊缝位置涂抹第一道防锈漆。

2)待焊缝第一道防锈漆完全干燥以后，对所有立柱和横档涂刷两道防锈漆和两道白色面漆。

3)为了起到防撞警示目的，在立柱距离建筑完成面以上1m范围，涂刷黄黑相间的警示色环。

3保证措施

3.1质量控制措施

1)遵照执行我国现行验收规范等相关规范标准和技术要求。

2)进场相关材料、机具设备需符合进场及验收要求，均具有合格证。

3)DN200钢管立柱安装需检测垂直度，横档安装需检验水平度，焊接完成后需检查焊缝是否存在气孔、夹渣、咬边等质量问题，保证焊接牢固，钢管立柱、横档承重可靠。

4)建立施工的质量管理保证体系，完善施工质量管理人员的岗位职责。

3.2安全环保措施

1)焊接人员需持证上岗，且必须经过专项技术交底及安全交底。施工过程中全程在动火作业区摆放灭火器，远离易燃易爆品。

2)横档安装过程中，人员不得站立在作业区域的下方，与安装作业区域保持一定安全距离。

3)管道安装完毕后，对钢管立柱、横档进行标高复查。

4)施工场地保持整洁，及时清扫、洒水，减少地面扬程。

5)根据模型对钢管立管长度、工字钢横档用量进行提前计算、规划，尽量避免产生废料；对已经产生的废料，进行有效的回收处置。

4结语

落地门式综合支架体系在借鉴传统吊式综合支架前提下，采用逆向思维，后来将立柱倒转，改成落地式。较传统方式更具稳定性和整体性，同时降低了机房管道安装工程的施工难度，为施工提供了新的思路，也为后期运维创造了更多空间，推动了机房设备安装技术的进步。

1)钢管立柱和工字钢横担位置精准定位。借助BIM进行综合管线预排布，确定各系统管线的平面走向和标高分层。

2)工字钢横担与圆管立柱的准确连接。将工字钢端截面磨成一个凹弧面，保证弧面半径和圆钢外径凸弧面相切。在工字钢断面的凹弧面的基础上，对工字钢上下腿的上侧和腹板两侧进行坡口，保证焊接质量。

3)结构安全。落地安装可避免吊装方式以及管道运行动载的后置锚栓对结构的破坏，保证了结构的合理受力，最大可能的减少了支架、管道重量及安装作业对结构安全性的影响。

4)经济效益显著。落地支架之间形成体系，整体性好，空间利用率高，预留空间充足，便于后期上人检修、管线添加等；充分为后期机房运维考虑，节约后期成本，提高了经济效益。

参考文献：

[1] 许华春，庄国强．机电工程综合管线优化中BlM技术的应用[J]福建建设科技，2014(2)：54—55．.

[2] 杨殿华. 门型支架在管道安装中的应用[J]. 建材与装饰，2016：222.（页码之间用“-”）

[3]刘济凡,熊峰.基于BIM的管道支吊架辅助布置系统[J].土木建筑工程信息技术,2015, 7(001):30-36.

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*[作者简介] 胡静静，工程师，E-mail: 1369544114@qq.com