工程結(jié)構(gòu)施工完畢后,系統(tǒng)管道安裝完畢后的第一步任務(wù)就是管道支架的制作安裝,作為對(duì)管道固定和承重作用至關(guān)重要的支、托、吊架,有些項(xiàng)目部在施工中卻往往因?yàn)閷?duì)它們的重要性認(rèn)識(shí)不足,因存在僥幸心里或經(jīng)驗(yàn)主義,導(dǎo)致支架的制作安裝隨意性,從而產(chǎn)生了許多管理問(wèn)題和質(zhì)量通病。所以,有必要重新學(xué)習(xí)和鞏固有關(guān)支、托、吊架的相關(guān)知識(shí),總結(jié)支、托、吊架的施工經(jīng)驗(yàn),使得相關(guān)人員在施工中做到管理上有章可循,技術(shù)上胸中有數(shù),盡量避免因支、托、吊架的問(wèn)題而產(chǎn)生的不必要的麻煩。
管道支架根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可分為固定支架、活動(dòng)支架和吊架。
1)固定支架是指將管道緊緊地固定在管枕上,整個(gè)支架固定在建筑物的托架上,從而使管道在該支持點(diǎn)上不發(fā)生任何位移和轉(zhuǎn)動(dòng)的支架。
2)活動(dòng)支架是指除承受管道重量外,還限制管道位移方向,使管道在溫度變化時(shí),按規(guī)定的方向移動(dòng),它又分為滑動(dòng)支架和滾動(dòng)支架兩種。
3)管道吊架分為普通吊架和彈性吊架兩種,普通吊架可以保證管道在懸吊點(diǎn)所在的平面內(nèi)自由移動(dòng),彈性吊架可以保證懸吊點(diǎn)在空間內(nèi)任意方向移動(dòng)。
管道支架根據(jù)安裝部位不同可分為水平管管架、立管支架和落地支架。根據(jù)管道的排布情況又將管架又分為單管、雙管和多管式管架。
按照其所固定的結(jié)構(gòu)部位不同,可將管架分為固定在墻體上的支、吊托架和固定在樓板上的支架。
管道支架施工過(guò)程中存在的問(wèn)題:
技術(shù)人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)或由施工人員隨便確定管道支架的形式,隨意選用制作材料。沒(méi)有明確的施工方案和技術(shù)交底。對(duì)于大型DN400以上和雙管管架及多管排的龍門支架以及對(duì)于大管道和大型管排的導(dǎo)向支架和固定支架型式和生根情況沒(méi)有設(shè)計(jì)人員簽認(rèn)的書面依據(jù),有的技術(shù)人員對(duì)這方面專業(yè)知識(shí)欠缺,從而導(dǎo)致支架選用的盲目性和隨意性。
支架安裝不牢固,例如在磚墻上剔洞埋設(shè)管卡時(shí),由于剔洞深度不夠,卡子燕尾被切斷,埋設(shè)卡架洞內(nèi)雜物未清理干凈,又不澆水導(dǎo)致固定不牢等。
支、吊架制作歪、扭、尺寸不準(zhǔn),與管壁接觸不緊密,必須加強(qiáng)支架制作和安裝的過(guò)程控制和質(zhì)量驗(yàn)收。
支架間距不能滿足規(guī)范要求,例如,在成排管道轉(zhuǎn)向處,為避免焊口或管道接口處承重,必須在距每一趟管道的轉(zhuǎn)彎點(diǎn)50公分以內(nèi)分別設(shè)置支架。但有些工程在施工時(shí),為了方便省事,仍然選用一個(gè)龍門支架,導(dǎo)致焊口或管道接口處承重,造成隱患。
當(dāng)兩支架之間有閥門或溝槽連接點(diǎn)時(shí),沒(méi)有單獨(dú)對(duì)它們采取加固措施。
支架制作前不除銹和先安裝后刷漆的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
支架制作過(guò)程中為了省事,焊口僅采用了點(diǎn)焊,造成支架本身不牢固,容易脫落安全發(fā)生事故。
支架安裝時(shí)對(duì)其美觀度欠考慮。
支架制作不精細(xì)。
管道支架的施工質(zhì)量要求:
固定在建筑結(jié)構(gòu)上的管道支、吊架不得影響結(jié)構(gòu)安全。
1)管道支架在梁上安裝時(shí),膨脹螺栓位置應(yīng)處于梁的中線以上,這樣可以使管道對(duì)梁的外力,不落在梁彎矩最大的地方,管子與支架抱箍必須牢固美觀,且接觸緊密膨脹螺栓在梁上設(shè)置位置應(yīng)靠上均勻布置,對(duì)于梁高較小部位要求梁中線以上無(wú)法操作。另外,很多設(shè)計(jì)不允許在側(cè)梁上打脹栓,因此梁上設(shè)置支架也應(yīng)得到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)認(rèn)可。例如:預(yù)應(yīng)力梁上需要打膨脹螺栓時(shí),必須取得設(shè)計(jì)同意,根據(jù)預(yù)應(yīng)力施工圖紙及預(yù)應(yīng)力施工單位提供的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝圖,避免膨脹螺栓孔打到預(yù)應(yīng)力筋。
2)支架的生根結(jié)構(gòu),特別是固定支架的生根結(jié)構(gòu),應(yīng)支承于可靠的建筑結(jié)構(gòu)上,并應(yīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算。
3)支撐在磚墻上的支架,應(yīng)錨固在≥MU10磚,DN≤150mm用M2.5水泥白灰砂漿砌筑,DN≥200mm用M5砂漿砌筑。
4)DN>50mm的保溫管,DN>100mm不保溫管應(yīng)核算上部磚墻的平衡重量。
管道支架構(gòu)造及安裝方式和安裝位置必須滿足管道的承重、伸縮和固定性能,必須能保證管道及管道附件的維修方便。
1)任何支架不得與被支撐管道直接焊接。避免無(wú)法拆卸和檢修。
2)有配套支架的管道,盡量使用廠家的配套支架。
3)支架橫梁、受力部件、螺栓等所用材料的規(guī)格和材質(zhì),支架的安裝形式和方法等,應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和國(guó)標(biāo)規(guī)定。
4)有坡度的管道的管架安裝位置和高度還必須符合管道的坡度要求。
5)大直徑管道上的閥門(DN80及以上)和溝槽連接件等處應(yīng)設(shè)專用支架或采取有效的加固措施,不得用管道承受閥體和連接件的重量。
6)設(shè)備配管的支架不能遺漏,不得使柔性接頭(例如溝槽連接件)和管道接口承擔(dān)管道和設(shè)備的重量。也不能靠設(shè)備來(lái)承擔(dān)其配管的重量。
7)建筑工程暖衛(wèi)冷、熱水支管管徑小于DN25,管徑中心距墻不超過(guò)60mm可采用單管卡做托架,支架間距根據(jù)管材類別依照國(guó)家施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定間距要求確定,支架在拐彎及易受外力變形部位需加設(shè)管卡。單、雙管卡規(guī)格應(yīng)符合管道不變形、不脫落,滿足承重及管道固定牢靠的原則。
管架埋設(shè)應(yīng)平整牢固,吊桿順直,必須能保證不同類型管道支架作用。
固定支架和管道接觸應(yīng)緊密,固定應(yīng)牢靠。
滑動(dòng)支架應(yīng)靈活,滑托與滑槽兩側(cè)應(yīng)留有3-5mm的間隙,縱向移動(dòng)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求;虚L(zhǎng)度應(yīng)滿足熱變形量,以免造成支架破壞。
無(wú)熱伸長(zhǎng)管道的吊架,吊桿應(yīng)垂直安裝,有熱伸長(zhǎng)的管道支架,吊桿應(yīng)向熱膨脹的反方向偏移1/2伸長(zhǎng)量,保溫管道的高支座在橫梁滑托上安裝時(shí),應(yīng)向熱膨脹的反方向偏斜1/2伸長(zhǎng)量;
塑料管及復(fù)合管道采用金屬支座的管道支架時(shí),應(yīng)在管道和支架之間加襯非金屬墊或管套。
塑料排水管道的安裝要求:
懸吊在樓板下的UPVC排水橫支管上,若連接有穿越樓板的衛(wèi)生器具排水豎向支管時(shí),可視為一個(gè)滑動(dòng)支架。非固定支承件的內(nèi)壁應(yīng)光滑,與管壁之間應(yīng)留有微隙。
細(xì)節(jié)要求:
安裝型鋼支架,支架螺栓孔徑≤M12支架,不得使用電、氣焊開(kāi)孔、擴(kuò)孔、切割,應(yīng)使用專用機(jī)具。螺栓孔徑>M12的管道支架如需氣焊開(kāi)孔、切割時(shí)應(yīng)對(duì)開(kāi)孔、切割處進(jìn)行銼光處理。支架孔眼及支架邊緣應(yīng)平整光滑,支架上孔眼的孔徑比所穿螺栓直徑大1~2mm為宜;支架上飛邊毛刺要及時(shí)打磨掉,其端頭要進(jìn)行倒角處理。支架上焊縫要飽滿且無(wú)夾渣,除埋入砼中的部分外,應(yīng)及時(shí)刷防銹漆做好防護(hù)處理。
支架底部倒腳,頂部鋼板四角處理為圓角。
美觀要求:
在有吊頂要求的房間,立管支架在滿足規(guī)范要求的前提下,還必須保證各相關(guān)專業(yè)施工及維修方便和室內(nèi)美觀。對(duì)于沒(méi)有吊頂要求的房間,還必須能盡量保證整個(gè)管道系統(tǒng)外露部分的整齊美觀度。立管支架一般要求以1.5~1.8m為宜。層高5m以上,平均設(shè)置兩個(gè)管卡,并確保同層支架高度一致。
由于成排管道規(guī)格不統(tǒng)一,若根據(jù)每一個(gè)規(guī)格管徑500mm設(shè)置支架,美觀性較差,可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況綜合考慮支架設(shè)置部位,在轉(zhuǎn)彎部位增設(shè)支架即可。
同一房間內(nèi)管道支架安裝高度應(yīng)與其他專業(yè)支架統(tǒng)一考慮,管井內(nèi)支架應(yīng)與其他專業(yè)公用。
空調(diào)冷凍管及冷卻管熱偏移量不大,吊桿垂直安裝可滿足要求,美觀性也能保證,不作硬性規(guī)定。
所有支架不得有松動(dòng)污染并應(yīng)有防腐,面漆涂層良好無(wú)銹蝕。
支架的制作的參考標(biāo)準(zhǔn):
內(nèi)脹栓的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)潔、明了,節(jié)省材料和人工,缺點(diǎn)是安全性不好保證。因此分工公司統(tǒng)一要求管道型號(hào)在不超過(guò)DN40的情況下使用內(nèi)脹栓,同時(shí)要配合安裝一定數(shù)量的角鋼固定支架。DN50及以上的管道用外脹栓。
內(nèi)脹栓在使用時(shí)一定要用鏨子沖擊,確保脹栓脹開(kāi),再安裝吊桿。而不能直接用吊桿直接向內(nèi)脹栓內(nèi)擰。直接向內(nèi)脹栓內(nèi)擰緊,雖然可以保證吊桿和脹栓的緊固性,但無(wú)法保證脹栓的開(kāi)度。即使將吊桿螺絲擰斷,其開(kāi)度仍不如沖擊δ的開(kāi)度好,容易造成吊桿脫落的重大問(wèn)題發(fā)生。如下圖所示:
管道支架的施工過(guò)程管理和控制標(biāo)準(zhǔn):
對(duì)于主要管道的承重支架,施工前一定要嚴(yán)格按照要求對(duì)支架進(jìn)行詳細(xì)的二次深化設(shè)計(jì)或要求設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)于自己進(jìn)行二次深化設(shè)計(jì)的主要管道承重支架施工必須有土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人的確定或簽認(rèn),并應(yīng)符合規(guī)范的原則要求。
所有的支、托、吊架在施工前必須對(duì)施工隊(duì)做好詳盡的技術(shù)交底工作。在交底中必須明確所施工程包括的管道系統(tǒng)的概況,不同系統(tǒng)管道的管材、管徑范圍,管道的保溫部位,坡度的設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。不同部位的管道支、托、吊架的形式、構(gòu)造,支、托、吊架的節(jié)點(diǎn)祥圖,最合適的管架間距,施工方法、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和需要達(dá)到的最終的美觀效果。
一般來(lái)說(shuō),室內(nèi)管道支架的做法和所選材料必須符合《室內(nèi)管道支架及吊架》03S402的相關(guān)要求,彎管支座安裝的做法和所選材料必須符合《給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集S4(一)》的要求。
目前建筑安裝設(shè)計(jì)施工圖往往對(duì)支架的具體所涉及給以忽略,特別是各類大型大型支架,由施工單位按“標(biāo)準(zhǔn)圖集”任意選用或由施工人員隨意確定安裝,容易出現(xiàn)安全質(zhì)量問(wèn)題,如支架脫落、固定不牢等。而管道支架安裝如果過(guò)于保守,不但會(huì)無(wú)端增加建筑結(jié)構(gòu)的承重,還會(huì)導(dǎo)致施工成本增加,因此,對(duì)于我們施工單位的相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō),必須具備對(duì)支、托、吊架選擇和相關(guān)的設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)。
對(duì)于支架膨脹螺栓的選擇,不同規(guī)格、不同形式的膨脹螺栓進(jìn)行拉拔及剪切試驗(yàn),提供技術(shù)員參考數(shù)據(jù),作為一定范圍內(nèi)統(tǒng)一的使用標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)于穿透樓板吊桿頂部應(yīng)進(jìn)行處理,避免出現(xiàn)絲扣被拉脫發(fā)生安全質(zhì)量事故。
在大型設(shè)備吊裝時(shí)也應(yīng)考慮吊點(diǎn)的安全性。
當(dāng)管道口徑較大、重量較重或整個(gè)系統(tǒng)管道流向相同、路由相同,而且管道間距較接近時(shí),應(yīng)選用統(tǒng)一管排托架或龍門形管架。
對(duì)于大管道和大型管排的導(dǎo)向支架和固定支架型式和生根情況必須有設(shè)計(jì)人員簽認(rèn)的書面依據(jù)。
龍門形管架施工前一定要嚴(yán)格按照要求對(duì)支架進(jìn)行詳細(xì)的二次深化設(shè)計(jì)或要求設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì),并必須經(jīng)過(guò)承重計(jì)算和土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人的確定或簽認(rèn)。這種管架在結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎施工過(guò)程重,在成排管道的兩側(cè)結(jié)構(gòu)墻(或柱)或上側(cè)的頂板(或梁)上進(jìn)行預(yù)埋鐵的安裝,在安裝過(guò)程中注意預(yù)埋鐵的彎鉤必須和墻體或柱內(nèi)的受力鋼筋綁扎緊密,牢固。
考慮到管排需進(jìn)行綜合排布,因此在結(jié)構(gòu)施工中設(shè)置預(yù)埋鐵做法不具備操作性。在頂板上固定支架時(shí),應(yīng)考慮樓板承重載荷。龍門架應(yīng)考慮本體穩(wěn)定性,需增加斜撐或三角板加固。當(dāng)龍門架寬度超過(guò)。。。m時(shí),在中部應(yīng)增加立桿。
詳細(xì)的受力計(jì)算步驟如下:
對(duì)圖紙進(jìn)行支架的深化設(shè)計(jì)
首先對(duì)現(xiàn)有的圖紙進(jìn)行支架的深化設(shè)計(jì),確定各個(gè)部位支架的間距,并在圖紙上標(biāo)明具體位置。并以洽商或工作聯(lián)系單的形式經(jīng)過(guò)專業(yè)設(shè)計(jì)人員的簽認(rèn)。
支吊架拉力計(jì)算
第一步,根據(jù)圖集《室內(nèi)管道支架及吊架》(03S402)查出管道(如為保溫管道應(yīng)為帶保溫的管道)重量。
對(duì)于加厚管道,應(yīng)根據(jù)每米鋼管質(zhì)量的計(jì)算公式計(jì)算出它的每米重量A:
A=24.6616δ(D-δ)/1000,其中D為外徑,δ為壁厚。
第二步,根據(jù)設(shè)計(jì)簽認(rèn)的“支吊架”深化圖紙及上述計(jì)算數(shù)據(jù),用下式計(jì)算出每個(gè)的膨脹螺栓須承受的力B(KN):
B=A*N1*L/N2,其中N1為管道的根數(shù),L為相鄰兩支架之間的間距,N2為膨脹螺栓的個(gè)數(shù)。
第三步,查出圖集《室內(nèi)管道支架及吊架》(03S402)中P關(guān)于該的錨栓抗拉極限荷載,抗剪極限荷載,找出兩荷載均大于且接近深化設(shè)計(jì)荷載的膨脹螺栓為所需的螺栓型號(hào)。
第四步,焊縫形式的選擇及拉力的復(fù)核計(jì)算。以下圖為例。
第一步,支吊架拉力:
(1)根據(jù)圖集《室內(nèi)管道支架及吊架》(03S402)P.6,DN500無(wú)縫鋼管在帶保溫的情況下為365.9kg/m,但這個(gè)數(shù)據(jù)是壁厚在9mm時(shí)得出的;由于本工程DN500的冷卻水管的厚度為11mm,根據(jù)每米鋼管質(zhì)量的計(jì)算公式:
W=24.6616δ(D —δ)/1000,其中D為外徑,δ為壁厚;因此加厚DN500的冷卻水管每米重量約為:W加厚=*W標(biāo)準(zhǔn)*11*(530-11)/9*(530-9)=356*1.22=434.32kg/m。
(2)根據(jù)設(shè)計(jì)簽認(rèn)的“支吊架”深化圖紙及上述計(jì)算數(shù)據(jù),每個(gè)M16的膨脹螺栓須承受:434.32*2*4.75/8=515.751kg,即5.16KN。
(3)圖集《室內(nèi)管道支架及吊架》(03S402)中P.9關(guān)于M16的錨栓抗拉極限荷載為9.22KN,抗剪極限荷載為5.91KN,均大于深化設(shè)計(jì)荷載,故M16的膨脹螺栓的選取滿足本工程需要。
(4)焊縫問(wèn)題
A處焊縫:
因16#槽鋼厚度為6mm,焊腳尺寸取hf=6mm,采用三面圍焊,焊縫計(jì)算長(zhǎng)度為:
lw=160×2+63×2=446mm
故此處焊縫的可承載 N=446×0.7×6×160=299712N≈299.7KN
另外A處焊縫拉力需滿足5.16KN×4/2=10.32KN<299.7KN,故A處焊縫滿足拉力需要;
B處焊縫:
此處焊縫長(zhǎng)度為160/0.45=355.56mm,拉力V=1032KN;
M=(1/8)*pl=(1/8)×20.64×1.2=3.1KN*M,W=bh2/6=25600mmN;
σ=M/W=3.1×106=121N/mm2。
Т=1.5V/ lw*t=1.5×10.32×103/160×6=16N/mm2。
由此得出目前此拉力下焊縫長(zhǎng)度單位拉力為:
σ2+3Т2=1212+3*16.12=124N/mm2。
而實(shí)際單位焊縫長(zhǎng)度可承受拉力為185 N/mm2,故B焊縫也滿足拉力需要。
成排管道轉(zhuǎn)向處,為避免焊口或管道接口處承重,必須在距每一趟管道的轉(zhuǎn)彎點(diǎn)50公分以內(nèi)分別設(shè)置支架。具體做法見(jiàn)下圖:
補(bǔ)償器兩側(cè)應(yīng)加設(shè)導(dǎo)向支架,使管道在伸縮時(shí)不發(fā)生偏移。具體做法見(jiàn)下圖:
蒸汽管路因熱膨脹量大,因此不建議采用吊架形式,統(tǒng)一為龍門架能比較安全。
有冷熱水的管道的吊桿不應(yīng)垂直安裝,如在常溫條件垂直安裝,當(dāng)管道內(nèi)通入熱水后將產(chǎn)生一定的熱位移,使得原的管道吊桿偏移。有時(shí)產(chǎn)生的管道位移將會(huì)造成相當(dāng)程度的損害。所以在安裝管道吊桿時(shí)要考慮提前預(yù)留位移的偏差量,以吊桿的垂直位置為基準(zhǔn),偏向位移的相反方向,按照位移的1 /2傾斜安裝。