浅析钢结构厂房内管道和支架安装方法

杨国华

中天建设集团浙江安装工程有限公司



浅析钢结构厂房内管道和支架安装方法

杨国华

中天建设集团浙江安装工程有限公司

摘 要：钢结构厂房在工业生产中的大量使用带来了辅助风、管、电路系统的排布问题，综合支吊架是在安装工程中将空调、消防、强电、弱电等各专业的支吊架综合在一起，统筹规划设计，整合成一个统一的支吊系统。大型室内工程的设备、风道、电缆桥架及各类管道的综合排布与安装往往会影响到自身及相关专业的施工进度、观感和空间的合理利用，支吊架的选择与安装又是决定设备管道综合排布是否合理、美观的前提条件。本文主要对重型钢结构厂房的支架做法和大跨距钢结构厂房支吊架安装施工方法进行剖析。

关键词：钢结构厂房；管道；支架安装

前言

在工业建设中，随着人们对建筑物的建设速度和生产效益的要求越来越高，土木工程的钢结构专业在发挥着重要作用而且正处于迅猛发展的势头。由于钢结构具有重量轻、强度高、韧性和塑性性能好、加工制作方便等诸多优点，因此，在各类工程中有广泛的应用和良好的发展前景。

对于重型工业厂房和大跨度结构车间的建设使用中，钢结构与钢筋混凝土结构、砖石结构、木结构等其他结构相比较，在性能方面凸显出独特优势。但是，在工业厂房中都有为工艺生产或建筑功能需求而设置的各种管道，比如：给排水、消防、供热、蒸汽、通风、空调以及生产工艺等各种各样的管道。在这些管道的安装过程中，均需要设置支吊架，以前钢筋混凝土结构由于跨距小，在梁、柱、板上都很容易生根安装，一般均能满足管道的安装间距要求。但是，对于钢结构厂来说，由于受跨距的制约，管道支架一般光靠柱间距的支撑是不能满足管道安装间距要求的，所以，在柱间、梁间、檩条之间需要增设支架的吊点是非常重要的。

1 重型钢结构厂房的支架做法

钢结构规范中对于钢结构的分类并没有清晰的界线，人们通常所说的重型和轻型钢结构只是相对而已，重型钢结构一般指H 型钢的钢板厚度≥25mm的钢构件。常见的重型钢结构厂房主要有箱型柱钢结构形式，此种厂房的跨度一般不是很大（约为6m～10 m 左右），结构形式一般比较规则（通常为横平竖直），承受载荷较大，在结构设计允许的载荷下，管道大部分可以沿着梁、柱直接布设，可在梁、柱的翼缘板上直接焊接支架或者加设吊点。所以，一般管道安装的难度不是很大，但是，在管道布置设计时应特别注意管道安装后对室内净空高度的影响，比如，主管道应选择合适的位置布设，同时可将支管上返后贴近次梁安装，或者有多种管道交叉时，可以在主次梁间进行跨越，以此来保证室内的美观和使用高度。

2 大跨距钢结构厂房支架安装方法

轻型钢结构是由轻型H 型钢做成的门形钢架支撑，用C型、Z型冷弯薄壁型钢作檩条、墙梁，压型钢板或轻质夹芯板作屋面和墙面的围护结构，采用高强螺栓或普通螺栓及自攻螺丝连接件和密封材料组装起来的低层和多层预制装配式钢结构房屋体系。以门式钢架结构为主，此种结构一般跨度大（约为6m～20m 左右），钢柱截面较小、钢梁以带弧线的居多，载荷较小，屋面以坡顶为多。所以，对于室内的管道安装施工带来很大的困难。一般在管道安装时，应考虑以下因素和施工方法进行安装。

（1）根据管道的安装要求和布置情况，对钢结构的荷载能力、梁柱间距以及檩条的承载能力等进行初步评价在载荷允许的情况下，尽量适当调整管道布置使钢结构的受力平衡、均匀稳定，结构安全不受影响为主。必要时应与监理工程师和设计院相关专业人员进行探讨后，确定可行性方案，然后进行安装。

（2）综合考虑管道布置的美观性、适用性和可靠性在实际工程中，我们经常发现，设计院的管道安装设计师一般在做专业设计时，很少考虑钢结构厂房的结构形式，以及施工安装的困难等因素，仅仅围绕功能需求进行设计。所以，在施工过程中，我们应根据实际情况提出设计修改建议，比如，主管道的安装应尽可能悬挂在主承重梁下或者支撑于主框架柱上，这样才能保证结构的可靠性。另外，管道安装讲究的是横平竖直，而轻钢结构的梁为了减少自重大部分下缘带有弧线，所以，在管道安装时往往与梁做不到绝对平行关系，只能参照梁的上平面或中心线与其平行布置。

2.1 方案比较

对于由H型型钢焊接而成的多榀门型钢架组成的纵横向跨距都在6 m以上的钢结构厂房，由于大部分专业管道支吊架间距都在6 m以下，甚至还有需要3 m或更小距离设置支吊架的管道，支吊架的着力点是安装的关键所在。

结合安装规范的要求，对于大跨距钢结构厂房支吊架安装的解决方案主要有以下两种途径。

（1）二次梁综合支架：在钢梁、钢柱上增做贯通型钢梁作为支点，可一次性解决支吊架着力点，但需要大量钢材，浪费材料同时给厂房增加荷载，需要重新计算厂房荷载，工程量大不利于厂房稳定。

（2）斜拉式综合支架：直接在钢柱上设置支架和在钢柱上增加固定结构作为支吊架着力点设置吊架联合使用。这种做法节省材料，施工简便，给厂房增加的荷载也非常小，是在柱间距较大和柱间无生根点的钢结构厂房管道支吊架中采用较多的方案。

2.2 支吊架结构确定

结合厂房实际结构、荷载和各类管道走向及最大载荷，经设计院计算确定支吊架的结构形式和材料规格型号，绘制支吊架制作图纸，经业主、设计单位书面确认后，方可进行制作安装。

2.3 适用范围及安装特点

斜拉式综合支吊架应用于柱间距较大，且中间无支架生根点的钢结构厂房，可将通风、空调、消防管道、工业管道、电气桥架等整合成统一的支吊系统，统筹规划，使管道、桥架排列整齐有序，安全美观，满足使用要求。

与传统管道支架施工方法相比，斜拉式综合支吊架具有以下特点：

（1）可有效利用空间，层次清晰，布局紧凑，各种管线综合部署。

（2）节约投资，节省钢材。

（3）施工简便，为交叉作业及管线布置提供了方便，各类管道桥架共用一套支吊架，节省了工期降低了施工难度。

2.4 施工工艺流程及施工注意事项

施工工艺流程：施工准备—材料进场验收—计算选型—支架基层处理—型材切割—组装焊接—刷漆—支架安装。施工注意事项：

（1）明确各专业管线走向、要求及特征，确定支架综合布局、布置间距，根据荷载通过计算书选用适当的支吊架规格材料，经设计院及甲方认可后画出施工大样图。在斜拉式支吊架系统中，计算选型是最为关键的一步，它决定了系统负荷安全与否。

（2）严格按计算书尺寸、材料进行下料，确保下料符合要求，采用机械切割，切段后清除毛刺。

（3）螺栓孔采用机械钻孔，保证螺栓孔位置、尺寸准确。

（4）组对焊接：切割好的零部件复核尺寸无误后采用夹具夹紧组对焊接，防止焊接变形。焊接现场应干燥清洁，必要时搭设防风防雨棚保证现场焊接环境。

（5）支架焊接质量应满足工艺及规范要求，不得有夹渣、气孔、咬肉、未焊透、漏焊等质量缺陷，焊接完毕后及时清理熔渣飞溅。

（6）支吊架除锈必须符合规范要求，涂刷防锈漆、防火涂料漆膜均匀、附着良好，无脱皮、漏涂、流坠和气泡等现象。

（7）支架安装时根据计算复核拉杆角度，保证支吊架承载负荷满足安全要求。

（8）有螺栓连接的连接件，必须使用双螺母固定，防止松动。

3 钢结构桁架结构的管道支架做法

在钢结构厂房的桁架内进行管道安装时，一般主要采用抱箍式管卡与受力杆件或构件进行连接。选择与支架连接的受力杆件时，一般多选择水平方向杆件。对于球形网架结构的厂房，在进行空调

或通风管道敷设时，也可以考虑直接利用网架的水平杆做支撑，从网架中穿越布置。

4结束语

综上所述，在钢结构厂房中进行管道安装时，应综合考虑各种因素进行全面分析选择与钢结构型式相适应的安装方式，以确保厂房的主辅结构以及管道安装后的使用安全和可靠性。

参考文献：

［1］GB50235-2010，工业金属管道工程施工规范［S］.

［2］GB50184-2011，工业金属管道工程施工质量验收规范［S］.

［3］GB50661-2011，钢结构焊接规范［S］.