平行布置的多層綜合支架在輕鋼廠房中的應用

肖坤明，王碩

（中冶建工集團有限公司，重慶 400050）

0 引言

隨著工業建筑的發展，輕鋼廠房的設計應用越來越普遍。由于它具有結構輕、跨度大、施工效率高、二次回收無污染等優點，因此廣泛應用在電子產品、醫藥產品制造等行業。輕鋼廠房室內架空管線主要包括噴淋管道、消火栓管道、線槽橋架、風管等。由于輕鋼廠房橫梁使用型鋼，主梁高度較高，在滿足設備需要室內凈空高度的前提下，經常會造成架空管線施工空間小。同時，一般廠房室內無吊頂，傳統支架不僅形式雜亂、施工效率低，而且影響廠房整體美觀度[1]。如何通過優化架空管線及綜合支架的布置，解決傳統支架的施工弊端，達到綜合支架統籌部署、施工效率高、節約材料、美觀度高等優點，是設計及施工過程中的重點環節[2]。

1 架空管線的布置

該工程為81m x36m矩形鋼框架輕鋼廠房，共計四棟廠房，每棟兩層，層高5.200m，樓板厚度120mm。廠房橫向共計10根主梁，梁高700mm，主梁間距9000mm；每兩個主梁之間共計3根次梁，梁高700mm，次梁間距2250mm；豎向共計5根主梁，梁高900mm， 主 梁 間 距 分 別 為 3450mm，8550mm，12000mm，12000mm。廠房內架空管線主要包括噴淋管道、消火栓管道、線槽、風管等。因設備高度限制，業主要求廠房凈高≥3.200m。減去樓板及梁高，架空管線安裝可用凈空高度為98m。

1.1 噴淋管道布置

設計噴淋管道主管位于豎向主梁中間，最大管徑DN150。支管位于主管兩側等距敷設。噴頭為直立型上噴頭，正方形等距布置，噴頭間距為3000mm。由于主梁間距為9000mm，噴淋管道布置滿足規范，且可以很好利用主梁間距，達到美觀效果，如圖1所示。

1.2 消火栓管道布置

設計消火栓主管沿廠房外墻內側形成環網，最大管徑DN100，此布置方式可減少與其它管線的碰撞。室內消火栓沿貼外墻設置，由架空主管環網沿立柱接支管引入室內消火栓箱內，如圖1所示。

圖1 噴淋、消火栓管道平面布置圖

1.3 線槽燈具布置

設計線槽沿廠房橫向方向平行布置，線槽高度50mm，間距為3000mm。燈具為長方形LED面板燈，位于線槽下方，呈正方形等距布置，間距為3000mm，如圖2所示。

1.4 風管布置

設計風管沿廠房豎向方向平行布置，位于兩個橫向主梁中間，風管高度400mm，每個風管的風口沿豎向方向等距布置，間距為5000mm，如圖2所示。

圖2 線槽燈具、風管平面布置圖

2 綜合支架的設計

2.1 BIM技術建模

由BIM工程師、項目總工、專業技術人員組成BIM技術小組。各專業技術人員根據設計圖紙要求，會同BIM工程師按照先主體后管線，從上向下依次按照結構、電氣、消防、通風空調的專業順序，在revit軟件上建模。建模完成后進行碰撞檢測，我們發現各專業設計標高重合率高。主要包括燈具與風管平面位置重合，噴淋支管與風管標高重合。首先通過調整風管位置及標高消除碰撞位置，由于架空管線可用凈空高度小，通過調整風管標高無法滿足廠房室內凈空高度。同時，若使用傳統支架，各專業獨立設置，則支架形式混亂，且各專業在施工過程中交叉作業，支架的制作安裝受到其它專業的影響。因此，BIM技術小組通過與設計溝通，提出架空管線重新分層設計，同時采用分層支架[3]。

2.2 架空管線的分層設計

上層為噴淋管道。由于設計噴頭為直立型上噴頭，且噴淋管道支管多，占據高度小，因此將噴淋管道設置為上層。

中層為風管。為保證室內照明，風管設置宜高于LED面板燈，且風口高度可使用風管下支管或軟連接進行調整，因此風管設置在中層。

下層為線槽燈具，燈具的布置位于線槽下方。為保證室內設計照度，無陰影區域，燈具宜布置在下層。且后期線槽布線及燈具接線安裝過程中，位于下層其施工界面更寬闊，可提高施工效率，同時便于后期增加布線及燈具維修。

2.3 綜合支架的分層設計

輕鋼廠房H型鋼梁上不允許焊接，該工程利用H型鋼的外形特征，設計了一種H型鋼梁吊座，用做綜合支架的吊點。吊座安裝于橫向次梁上，橫向每隔一根次梁安裝一個吊座，吊座間距4500mm。豎向在次梁上等距安裝，間距為3000mm。經結構設計計算復核，采用槽鋼沿廠房橫向平行布置，豎向間距為3000mm，作為綜合支架的主要載體。每個吊座下部使用長度為400mm的10a槽鋼與平行支架焊接，這樣可使平行支架有多個等距吊點，可以增加綜合支架的穩定性和承載力。減去橫向次梁與豎向主梁之間的高差，槽鋼上部距廠房豎向主梁底部的距離為200mm，槽鋼底部距室內地坪距離為3.880m。噴淋管道主管及支管安裝于槽鋼之上，廠房中間噴淋主管位置沿廠房豎向平行布置寬度為2200mm的槽鋼支架，支架間距為3000mm，支管垂直于橫向支架，如圖3所示。

圖3 平行支架及吊座平面布置圖

風管支架位于槽鋼下部，風管頂部緊貼平行支架槽鋼底部。使用開孔器在槽鋼上鉆孔安裝絲桿，與L50x5等邊角鋼制作成風管吊架。沿廠房豎向，每根槽鋼下部安裝一個吊架。風管底部角鋼距室內地坪距離為3.430m。

線槽位于風管下部，其上部距風管下部角鋼吊架50mm，以便后期維修打開線槽蓋板。同風管吊架，使用開孔器在槽鋼上鉆孔安裝絲桿，用于線槽吊架。LED面板燈安裝于線槽下方，固定在線槽上，LED面板燈厚度20mm。LED面板燈距室內地坪距離為3.310m，滿足設計要求。

架空管線及綜合支架設計完成后，利用BIM技術建模，進行管線碰撞檢測。同時繪制出各層管線平面圖剖面圖及支架平面圖剖面圖。通過對架空管線以及綜合支架的分層布置，充分利用了高度空間，各層管線有序排列，美觀度高。

3 綜合支架施工

3.1 支架吊座的施工

提前制作好支架吊座，在輕鋼廠房二層H型鋼梁及樓板施工完成后，依據支架吊座平面布置圖，即可安裝支架吊座。根據平面圖布置尺寸，利用紅外線水平儀對吊座位置進行準確定位，依次安裝完成廠房吊座。

3.2 平行支架的施工

吊座安裝完成后，焊接垂直方向槽鋼。同時沿廠房橫向依次焊接平行支架。同理，利用紅外線水平儀對平行支架準確定位，保證平行支架在一條直線。平行支架安裝完成后，安裝噴淋管道及消火栓管道，如圖4所示。

圖4 吊座及支架圖

3.3 分層吊架的施工

噴淋管道及消火栓管道安裝、試壓、防腐工作完成后安裝風管吊架。風管方向垂直于平行支架，利用紅外線水平儀對風管吊架絲桿的開孔位置進行準確定位，確保支架的安裝精度。

風管安裝完成后，沿平行支架方向安裝線槽。線槽位于支架正下方，利用角尺，在槽鋼腿寬度位置準確定位，確保線槽吊架在一條直線。線槽安裝完成后，在線槽下部等距布置LED面板燈。

至此，綜合支架及管線施工完成。由上述可知，BIM技術應提前于現場施工，同時指導現場施工，及時規避現場施工中出現的問題[4]。同時，綜合支架及管線的分層施工，可提高施工效率，各層管線互不干擾，管線無碰撞，如圖5所示。

圖5 廠房架空管線及綜合支架圖

4 結語

輕鋼廠房施工過程中，應用BIM技術對架空管線及支架進行建模，通過對管線及支架的分層，可以充分利用廠房的高度空間。逐層施工，可以提高支架及管線安裝的施工效率。避免管線交叉及各專業施工界面交叉。同時，單根支架的多個等距吊點，可以增強支架的穩定性及承載力。通過對管線及支架的等距布置，也提高了架空管線施工的美觀度。綜上所述，我們應該結合廠房結構，各專業之間互相配合，做好支架選型，從而提高建筑品質。

[1]劉景.工業廠房綜合支架設計應用分析[J].河南科技，2017（7）：134-135.

[2]劉宇馳.綜合支架在機電安裝管線綜合平衡技術中的應用[J].建筑施工，2017，39（8）：1285-1287.

[3]吳英武，周家明，陳衛.BIM技術在建筑安裝工程中的運用[J].重慶建筑，2017，16（11）：56-57.

[4]王娜，秦宏偉，劉海鵬.新型鋼結構綜合管道支架在玻璃廠的應用[J].玻璃，2006（6）：26-27.