平行布置的多层综合支架在轻钢厂房中的应用

肖坤明，王硕

（中冶建工集团有限公司，重庆 400050）

0 引言

随着工业建筑的发展，轻钢厂房的设计应用越来越普遍。由于它具有结构轻、跨度大、施工效率高、二次回收无污染等优点，因此广泛应用在电子产品、医药产品制造等行业。轻钢厂房室内架空管线主要包括喷淋管道、消火栓管道、线槽桥架、风管等。由于轻钢厂房横梁使用型钢，主梁高度较高，在满足设备需要室内净空高度的前提下，经常会造成架空管线施工空间小。同时，一般厂房室内无吊顶，传统支架不仅形式杂乱、施工效率低，而且影响厂房整体美观度[1]。如何通过优化架空管线及综合支架的布置，解决传统支架的施工弊端，达到综合支架统筹部署、施工效率高、节约材料、美观度高等优点，是设计及施工过程中的重点环节[2]。

1 架空管线的布置

该工程为81m x36m矩形钢框架轻钢厂房，共计四栋厂房，每栋两层，层高5.200m，楼板厚度120mm。厂房横向共计10根主梁，梁高700mm，主梁间距9000mm；每两个主梁之间共计3根次梁，梁高700mm，次梁间距2250mm；竖向共计5根主梁，梁高900mm， 主 梁 间 距 分 别 为 3450mm，8550mm，12000mm，12000mm。厂房内架空管线主要包括喷淋管道、消火栓管道、线槽、风管等。因设备高度限制，业主要求厂房净高≥3.200m。减去楼板及梁高，架空管线安装可用净空高度为98m。

1.1 喷淋管道布置

设计喷淋管道主管位于竖向主梁中间，最大管径DN150。支管位于主管两侧等距敷设。喷头为直立型上喷头，正方形等距布置，喷头间距为3000mm。由于主梁间距为9000mm，喷淋管道布置满足规范，且可以很好利用主梁间距，达到美观效果，如图1所示。

1.2 消火栓管道布置

设计消火栓主管沿厂房外墙内侧形成环网，最大管径DN100，此布置方式可减少与其它管线的碰撞。室内消火栓沿贴外墙设置，由架空主管环网沿立柱接支管引入室内消火栓箱内，如图1所示。

图1 喷淋、消火栓管道平面布置图

1.3 线槽灯具布置

设计线槽沿厂房横向方向平行布置，线槽高度50mm，间距为3000mm。灯具为长方形LED面板灯，位于线槽下方，呈正方形等距布置，间距为3000mm，如图2所示。

1.4 风管布置

设计风管沿厂房竖向方向平行布置，位于两个横向主梁中间，风管高度400mm，每个风管的风口沿竖向方向等距布置，间距为5000mm，如图2所示。

图2 线槽灯具、风管平面布置图

2 综合支架的设计

2.1 BIM技术建模

由BIM工程师、项目总工、专业技术人员组成BIM技术小组。各专业技术人员根据设计图纸要求，会同BIM工程师按照先主体后管线，从上向下依次按照结构、电气、消防、通风空调的专业顺序，在revit软件上建模。建模完成后进行碰撞检测，我们发现各专业设计标高重合率高。主要包括灯具与风管平面位置重合，喷淋支管与风管标高重合。首先通过调整风管位置及标高消除碰撞位置，由于架空管线可用净空高度小，通过调整风管标高无法满足厂房室内净空高度。同时，若使用传统支架，各专业独立设置，则支架形式混乱，且各专业在施工过程中交叉作业，支架的制作安装受到其它专业的影响。因此，BIM技术小组通过与设计沟通，提出架空管线重新分层设计，同时采用分层支架[3]。

2.2 架空管线的分层设计

上层为喷淋管道。由于设计喷头为直立型上喷头，且喷淋管道支管多，占据高度小，因此将喷淋管道设置为上层。

中层为风管。为保证室内照明，风管设置宜高于LED面板灯，且风口高度可使用风管下支管或软连接进行调整，因此风管设置在中层。

下层为线槽灯具，灯具的布置位于线槽下方。为保证室内设计照度，无阴影区域，灯具宜布置在下层。且后期线槽布线及灯具接线安装过程中，位于下层其施工界面更宽阔，可提高施工效率，同时便于后期增加布线及灯具维修。

2.3 综合支架的分层设计

轻钢厂房H型钢梁上不允许焊接，该工程利用H型钢的外形特征，设计了一种H型钢梁吊座，用做综合支架的吊点。吊座安装于横向次梁上，横向每隔一根次梁安装一个吊座，吊座间距4500mm。竖向在次梁上等距安装，间距为3000mm。经结构设计计算复核，采用槽钢沿厂房横向平行布置，竖向间距为3000mm，作为综合支架的主要载体。每个吊座下部使用长度为400mm的10a槽钢与平行支架焊接，这样可使平行支架有多个等距吊点，可以增加综合支架的稳定性和承载力。减去横向次梁与竖向主梁之间的高差，槽钢上部距厂房竖向主梁底部的距离为200mm，槽钢底部距室内地坪距离为3.880m。喷淋管道主管及支管安装于槽钢之上，厂房中间喷淋主管位置沿厂房竖向平行布置宽度为2200mm的槽钢支架，支架间距为3000mm，支管垂直于横向支架，如图3所示。

图3 平行支架及吊座平面布置图

风管支架位于槽钢下部，风管顶部紧贴平行支架槽钢底部。使用开孔器在槽钢上钻孔安装丝杆，与L50x5等边角钢制作成风管吊架。沿厂房竖向，每根槽钢下部安装一个吊架。风管底部角钢距室内地坪距离为3.430m。

线槽位于风管下部，其上部距风管下部角钢吊架50mm，以便后期维修打开线槽盖板。同风管吊架，使用开孔器在槽钢上钻孔安装丝杆，用于线槽吊架。LED面板灯安装于线槽下方，固定在线槽上，LED面板灯厚度20mm。LED面板灯距室内地坪距离为3.310m，满足设计要求。

架空管线及综合支架设计完成后，利用BIM技术建模，进行管线碰撞检测。同时绘制出各层管线平面图剖面图及支架平面图剖面图。通过对架空管线以及综合支架的分层布置，充分利用了高度空间，各层管线有序排列，美观度高。

3 综合支架施工

3.1 支架吊座的施工

提前制作好支架吊座，在轻钢厂房二层H型钢梁及楼板施工完成后，依据支架吊座平面布置图，即可安装支架吊座。根据平面图布置尺寸，利用红外线水平仪对吊座位置进行准确定位，依次安装完成厂房吊座。

3.2 平行支架的施工

吊座安装完成后，焊接垂直方向槽钢。同时沿厂房横向依次焊接平行支架。同理，利用红外线水平仪对平行支架准确定位，保证平行支架在一条直线。平行支架安装完成后，安装喷淋管道及消火栓管道，如图4所示。

图4 吊座及支架图

3.3 分层吊架的施工

喷淋管道及消火栓管道安装、试压、防腐工作完成后安装风管吊架。风管方向垂直于平行支架，利用红外线水平仪对风管吊架丝杆的开孔位置进行准确定位，确保支架的安装精度。

风管安装完成后，沿平行支架方向安装线槽。线槽位于支架正下方，利用角尺，在槽钢腿宽度位置准确定位，确保线槽吊架在一条直线。线槽安装完成后，在线槽下部等距布置LED面板灯。

至此，综合支架及管线施工完成。由上述可知，BIM技术应提前于现场施工，同时指导现场施工，及时规避现场施工中出现的问题[4]。同时，综合支架及管线的分层施工，可提高施工效率，各层管线互不干扰，管线无碰撞，如图5所示。

图5 厂房架空管线及综合支架图

4 结语

轻钢厂房施工过程中，应用BIM技术对架空管线及支架进行建模，通过对管线及支架的分层，可以充分利用厂房的高度空间。逐层施工，可以提高支架及管线安装的施工效率。避免管线交叉及各专业施工界面交叉。同时，单根支架的多个等距吊点，可以增强支架的稳定性及承载力。通过对管线及支架的等距布置，也提高了架空管线施工的美观度。综上所述，我们应该结合厂房结构，各专业之间互相配合，做好支架选型，从而提高建筑品质。

[1]刘景.工业厂房综合支架设计应用分析[J].河南科技，2017（7）：134-135.

[2]刘宇驰.综合支架在机电安装管线综合平衡技术中的应用[J].建筑施工，2017，39（8）：1285-1287.

[3]吴英武，周家明，陈卫.BIM技术在建筑安装工程中的运用[J].重庆建筑，2017，16（11）：56-57.

[4]王娜，秦宏伟，刘海鹏.新型钢结构综合管道支架在玻璃厂的应用[J].玻璃，2006（6）：26-27.