大型體育場館鋼結構網架內風管滑移安裝技術

張巖濤，薛宏軍，駱發江，李 鵬，李 艷，王 震，曾 進，哈金鵬

(中建三局集團有限公司，湖北 武漢 430040)

1 工程概況

青海省海東體育中心工程由體育場和體育游泳館組成，總建筑面積為63 345m2，主體為框架結構，其中體育場屋蓋為鋼桁架，體育游泳館屋蓋為鋼網架。由于體育游泳館的比賽大廳、泳池大廳為封閉空間，鋼網架內設有排煙、空調送風系統，共計21個風管，其中體育館14個、游泳館7個，其截面尺寸為1 250mm×800mm，每個風管長約60m。

鋼網架設計無設備層，且需安裝大量通風管道，在保證安全、考慮工期及降低成本的情況下，在跨度60m、高24m的鋼網架內安裝風管成為本項目的施工難點。通過對各種方案分析對比，確定在風管底部安裝滑移支架，通過導軌將風管滑移至指定位置，將風管滑移體系與工字鋼導軌焊接固定是行之有效的施工方式。

2 施工原理

1)根據暖通圖，在鋼網架圖紙上進行風管定位，找出風管支架安裝所涉及的下弦球。

2)因鋼網架下弦球標高不一，需對其進行復核，確定導軌支撐梁支墩的下料高度。在地面施焊，將導軌支撐梁、支墩焊接成整體。采用卷揚機將導軌支撐梁體系提升至安裝位置固定。

3)根據導軌支撐梁跨度，現場加工工字鋼導軌，采用卷揚機將工字鋼導軌提升至導軌支撐梁處，再使用倒鏈調整方向并安裝，如圖1所示。

圖1 支撐梁及導軌安裝平面

4)在工字鋼導軌的一端搭設平臺，依次組裝風管，將組裝完成的風管固定在裝有滾輪的風管支架上，沿導軌方向推動。重復上述步驟依次對風管進行組對安裝，直到風管到達指定位置，最后將風管滑移體系與工字鋼導軌焊接固定，如圖2所示。

圖2 網架內風管安裝剖面

3 主要施工技術

工藝流程為：施工準備→風管定位→導軌支撐梁下料及拼裝→導軌支撐梁安裝→工字梁導軌地面拼裝→工字鋼導軌安裝→風管滑移支架制作→風管安裝操作平臺搭設→風管組裝固定及滑移→風管滑移體系與導軌固定。

3.1 風管定位

1)水平定位 鋼結構網架施工完成并卸荷，經監測無變形后，及時進行穿插施工。根據暖通藍圖，在鋼結構網架內進行風管定位，確定風管走向，根據風管大小，結合鋼網架下弦桿、腹桿組成三角形空間，確定風管布置位置。

本項目風管尺寸為1 250mm×800mm，兩下弦球中心距為3 750mm，上弦球距下弦桿垂直距離為3 000mm，為確保風管在三角形空間內正常安裝，將風管水平居中布置。

2)豎向定位 本項目鋼結構網架為拱形結構，下弦球標高不一，為確保風管滑移安裝，軌道須水平，根據現場下弦球球頂標高，最終確定風管頂部距上弦球底部1 395mm，如圖3所示。

圖3 風管定位

3.2 導軌支撐梁下料及拼裝

為實現風管導軌在鋼網架內水平安裝，需在鋼網架內安裝導軌支撐梁(采用200mm×200mm×5mm方管,長4 150mm)。根據風管在鋼網架內豎向定位及每跨下弦球球頂標高，采用焊接鋼管(SC150)作為導軌支撐梁支墩，并找平。對不同位置支墩進行編號、下料。在地面焊接已編號的支墩與導軌支撐梁,過程中須保證導軌支撐梁支墩下料精度。

3.3 導軌支撐梁安裝

在風管安裝位置的頂部上弦球上固定1個定滑輪，利用卷揚機通過定滑輪將拼裝好的導軌支撐梁提升至網架下弦球處，為保證安裝精度，用倒鏈微調，采用水平尺監測，確保導軌支撐梁水平，再焊接固定支墩與下弦球。

重復上述步驟，完成每跨導軌支撐梁安裝，過程中采用紅外線抄平，控制其安裝高度，保證各跨支撐梁頂標高一致。

3.4 工字鋼導軌地面拼裝

根據導軌支撐梁跨度及風管寬度，用I16，└63現場拼裝導軌。導軌長度與支撐梁跨度一致，為 7 500mm，寬度與風管寬度一致，為1 250mm。為防止導軌吊裝過程中產生變形，從而影響安裝，在導軌間每隔2.5m用└63拉結。

若進場單根工字鋼長度不足7.5m，2根工字鋼采用手工焊焊接，在工字鋼腰部采用120mm×200mm×10mm鋼板進行補強，并滿焊。

3.5 工字鋼導軌安裝

在已安裝的支撐梁上部，同風管走向的網架上弦桿上安裝2個定滑輪，其間距同支撐梁跨度。利用卷揚機通過定滑輪將拼裝好的工字鋼導軌提升至支撐梁處，架設紅外水平儀，使用倒鏈微調導軌位置、方向，保證工字鋼導軌位于支撐梁中間，并監測導軌安裝的順直度，最后將導軌與支撐梁焊接固定。

工字鋼導軌長度同支撐梁跨度，與支撐梁焊接固定時，導軌端頭應在支撐梁中間。重復上述步驟，完成工字鋼導軌的安裝，最后對導軌接頭打磨處理，以便后續風管滑移安裝時能順利向前推動，工字鋼導軌如圖4所示。

圖4 工字鋼導軌

3.6 風管滑移支架制作

風管滑移支架由水平支架(└50)、U形擋板(定制10mm厚成品U形鋼板，兩側帶孔)、滾輪(定制帶軸的成品滾輪)組成，按風管寬1 250mm，水平支架下料長度為1 350mm。在U形擋板外側距水平支架兩端頭35mm處，焊接固定擋板與支架(見圖5)。在固定好的U形擋板中間安裝滾輪，完成風管滑移支架制作。

圖5 風管滑移支架制作

3.7 風管安裝操作平臺搭設

在風管安裝的一端，采用鋼管或成品移動架搭設操作平臺，其平臺作業高度與工字鋼導軌一致，平臺作業面需容納2人及2節標準風管。

3.8 風管組裝固定及滑移

根據風管支架間距規范要求(支架間距≤3m)，本項目風管標準節為1.25m，按間距2.5m設置滑移支架。在地面對風管標準節進行編號，從首節開始，每隔一節安裝滑移支架，支架置于風管中間。

利用卷揚機或倒鏈將風管按編號運輸至操作平臺，將首節風管水平放置于導軌上，調整風管位置，使滾輪位于導軌中間，用螺栓固定第2節風管與首節風管，人工向前推動一標準節距離；用螺栓固定第3節風管與第2節風管，繼續向前推動一標準節距離，重復上述步驟依次對風管進行組對安裝，直到風管到達指定位置，風管滑移如圖6所示。

圖6 風管滑移

3.9 風管滑移體系與導軌固定

風管就位后，為防止風管脫軌，在風管兩端將滑移支架U形擋板與工字鋼導軌焊接，做最終固定。

4 施工效果

4.1 經濟效益

建筑工程施工成本主要包括各種人工、設備及材料成本等，采用網架內風管滑移安裝技術，相比于常規搭設滿堂架，其優勢主要體現在降低人工和材料成本，具體經濟效益分析如表1所示。

表1 經濟效益分析 萬元

常規滿堂架搭設施工，架體搭設、拆除35d，風管安裝30d，合計65d；采用此風管滑移工法，通過卷揚機、倒鏈等簡易設備僅需45d即可完成風管安裝，縮短施工周期，降低成本。

4.2 社會效益

鋼結構網架內風管滑移安裝技術，可解決體育場館鋼結構網架內風管安裝難題，在地面拼裝、操作平臺組裝滑移，降低高空作業風險，保證作業人員安全，縮短施工工期，提高施工效率，受到監理、建設單位一致好評，具有很大的應用價值。

5 結語

大型體育場館鋼網架內風管滑移安裝技術，與常規搭設滿堂架或使用登高車安裝風管方法相比，節省了大量人工、材料、機械，降低成本；采用抱箍將風管與滑移支架鉸接固定，通過滑移支架底部滾輪、U形擋板將風管水平放置于工字鋼導軌上，導軌、支撐梁、支墩與下弦球焊接，形成風管與鋼網架整體體系，與傳統風管固定方法相比，可減少振動及噪聲；有效解決傳統安裝帶來的施工周期長、支架生根難、操作難度大等問題，實現無設備層的鋼網架內風管安裝，具有很強的實際操作性，可為后續類似工程施工提供參考。