年產6萬噸Lyocell纖維生產線建設項目中電纜橋架的討論

陳艷梅

（中國紡織科學研究院有限公司 ，北京 100025）

前言

Lyocell纖維是以可再生的纖維素為原料，紡絲難度大，溶劑回收要求高，生產成本高，裝備和控制系統復雜，工藝、裝備、安全、自動化控制和工程技術系統一體化的建設項目。年產6萬噸Lyocell纖維生產線建設項目中，各個車間變配電室/MCC室和車間現場電纜進出是比較多或較集中的場所，設計和施工時需考慮經濟合理、技術可行及運行安全。

1 橋架

根據JB/T 10216—2013《電控配電用電纜橋架》，電纜橋架是由電纜托盤或電纜梯架的直線段、彎通和附件及支吊架等構成具有支撐電纜鋼性結構（簡稱橋架）。

1.1 型號代號及其參數

根據JB/T 10216—2013《電控配電用電纜橋架》查找設計所需要橋架的各項參數，電纜橋架可分為槽式、托盤式、梯架式和網格式等結構，標準橋架的直線段長度為2m，3m，4m，6m，兩個支吊架之間間距3m為大跨距器橋架。主材的材質如表1所示，主要結構及代號如表2所示，主要品種代號如表3所示，常用橋架的寬度和高度如表4所示。

表1 主材的材質

表2 主要結構及代號

表3 主要品種代號

表4 常用橋架的寬度和高度

梯架的梯式電纜橋架重量輕、結構簡單、成本低、強度大、安裝方便、散熱及透氣性好，使用最小量化的連接螺栓，它適用于一般直徑較大電纜的敷設，特別適用于高、低壓動力電纜的敷設。梯式電纜橋架如圖1所示。

圖1 梯式電纜橋架

有孔托盤式電纜橋架具有重量輕、載荷大、結構簡單、安裝方便等特點，它既適用于動力電纜的安裝，也適用于控制電纜的敷設。托盤式電纜橋架如圖2所示。

圖2 托盤式電纜橋架

無孔托盤的槽式電纜橋架是一種全封閉型電纜橋架，配有蓋板，使用最小量化的連接螺栓，最適用于敷設計算機電纜、通信電纜、熱電偶電纜及其它高靈敏系統的控制電纜等，它對控制電纜的屏蔽干擾和重腐蝕環境中電纜的防護都有較好效果，其強度大，安裝方便。槽式電纜橋架如圖3所示。

圖3 槽式電纜橋架

1.2 防護類型和相應的使用環境條件等級

根據GB50217—2018《電力工程電纜設計規范》第6.2條 電纜支架和橋架，電纜支架和橋架除支持工作電流大于1500A的交流系統單芯電纜外，宜選用鋼制材料。鋼制電纜橋架的安裝應符合T/CECS31—2017《鋼制電纜橋架工程技術規程》的要求。在強腐蝕環境中，應符合NB/T42037—2014《防腐電纜橋架》規定的防腐電纜橋架要求。用于耐火電纜型敷設時，應符合現行國家標準GB29415—2013《耐火電纜槽盒》的規定。不同的環境條件下，應該匹配與之對應的橋架并滿足該環境的使用要求，橋架防護類型和相應的使用環境條件等級如表5所示。電纜橋架能有效地保護電纜不受外界破壞，同時也必須滿足國家要求，橋架最小板材厚度如表6所示。

表5 橋架防護類型和相應的使用環境條件等級

表6 橋架最小板材厚度（mm）

1.3 安全荷載

電纜橋架的荷載分為靜荷載、動荷載和附加荷載。靜荷載是指橋架自身的重量和橋架內敷設的電纜重量之和，動荷載是指電纜橋架安裝和維護過程中施工維修人員的重量。

對于輕型電纜橋架，一般不考慮動荷載，即不允許在橋架上站（行）人，如果需要考慮站人，則應將跨距適當縮小。附加荷載是指僅在室外冰雪、風和電磁力所形成的荷載，它與安裝場所的地區自然氣象條件和帶電體的性質有關，不同材質的典型橋架安裝荷載如表7所示。

表7 不同材質的典型橋架安裝荷載（N/m）

1.4 支吊架

（1）托臂：分卡接式、螺栓固定式、如沿墻托臂、立柱托臂、豎井托臂等；

（2）立柱：工字鋼立柱、槽鋼立柱、角鋼立柱、異型鋼立柱；

（3）吊架：分圓鋼單、雙桿式；角鋼單、雙桿式；工字鋼單、雙桿式；槽鋼單、雙桿式；異型鋼單、雙桿式；

（4）其他固定支架：如垂直、斜面等固定用支架。

各種型式的支、吊架，應能承受設計要求的包含其自重的總重的安全工作載荷，吊架橫檔或側壁固定的托臂，應能承受安全工作載荷時最大的相對撓度且不應大于其長度的1/100。

電纜橋架水平敷設時，支撐間距一般為 1.5m～3m，垂直敷設時，支撐間距不大于2m。橋架彎曲半徑小于300mm，應在距彎曲段與直線段結合處300mm～500mm的直線段側設置橋架支撐架。當彎曲半徑大于300mm時，還需要在彎曲段中部增加設置橋架支撐架。在進出箱、柜、變形縫以及三通處三端 500mm 內設置橋架支撐架。

1.5 附件

橋架的附件主要有調寬片、調高片、直接片、彎接片、調角片、固定壓板、隔板、終端封頭、鎖扣、彈簧卡子等，具體的附件應根據設計需要配置。

2 工程設計

2.1 項目概況

年產6萬噸Lyocell纖維生產線建設項目主要由原液紡絲、原液制備和后處理三個車間組成。每個車間內均設置變配電室/MCC室，各種電纜經過電纜夾層的轉換，通過電纜橋架將電纜敷設至現場車間末端負載。

本工程原液紡絲的車間內工藝設備管道最為錯綜復雜，橋架分別穿梭在梁底和管道之間，原液制備車間罐體錯落不一、凈空較低，后處理車間的烘干機和精煉機占地空間空曠且較高。各車間建筑縱向軸寬14m，橫向軸寬12m，層高7.5m，梁高500mm～1400mm不等。供電最遠端縱向為90m，橫向為50m。

綜合各車間的建筑物特點，變配電室 / MCC室進出車間電纜的數量 ，投資成本等多 種因素考慮，設計中采用高150mm，每段長度6m和2m，梯式、槽式和托盤式鋼制熱鍍鋅橋架的寬度分別為100mm，200mm，400mm，600mm，800mm。

2.2 橋架安裝荷載的確定

橋架設計時，結構專業根據條件計算承重梁的大小，電氣專業需要提條件給結構專業預埋橋架支撐的扁鐵。根據供電電纜的數量，局部采用一層梯形橋架，一部分采用一層槽式橋架和二層梯形橋架，一部分采用一層槽式橋架和三層梯形橋架，具體根據設計確定選擇橋架樣式。橋架主干線縱斷面上估算邊高150mm電纜橋架單位長度的重量如表8所示（表8僅為參考，在具體工程設計時應該咨詢生產制作廠家）。

表8 估算邊高150mm電纜橋架單位長度的重量

2.3 橋架的布置方案

2.3.1 原液車間

變配電室/MCC室位于長方形原液車間長邊一角且只能從這個方向敷設電纜橋架至車間內部，其余三邊位于車間外部。電纜的出線比較集中。電纜橋架的敷設方案是從一層電纜夾層引出至變配電室/MCC室與靠近車間的外墻后進車間內部后，從車間的一層至上層在每一層的公共走廊進行垂直方向貫通。同一高度樓層沿著工藝管線的方向從南至北平行敷設至設備末端，垂直方向應與水平方向垂直貫通，沿著工藝管線的方向從東向西敷設至設備末端。兩個方向的橋架應該隨著末端設備的減少，電纜層數也隨之減少，于梁下安裝電纜橋架，或根據實際需要確定高度。

設計平面圖時，由于電纜的層數和高度有可能會不同，一定要考慮橋架前后和左右的銜接貫通，如果橋架前端是四層，中間三層，后端四層，那么前端和中間橋架只能銜接三層，第四層中間斷開。橋架由四層變成三層或者二層，只能連接層數相同的橋架。橋架與橋架之間用連接板連接，連接螺栓采用半圓頭螺栓，半圓頭在橋架內側。橋架之間縫隙須達到設計要求，確保一個系統的橋架連成一體。

2.3.2 原液制備車間

原液制備車間變配電室/MCC室位于車間中心且長方形的三個邊與車間進項貼鄰，故電纜橋架從一層電纜夾層引出至變配電室/MCC室出線至車間的方案比較靈活。由于原液制備車間樓層較低，設備相對的集中。設計時，出線不多，電纜橋架兩層就夠使用。

電纜橋架的敷設方案是從一層電纜夾層引出至變配電室/MCC室與靠近車間的外墻后進車間內部后，根據設備的布置，以變配電室/MCC室為中心放射狀敷設橋架至末端設備。與車間貼鄰其中一面墻體從電纜夾層的一個方向電纜橋架敷設至整個一層，與之對應另一面墻體敷設電纜橋架至建筑物的二層。也可以實行第二個方案，同一個方向一層和二層共同敷設橋架，這樣可以更加靈活，不必上下垂直敷設，具體還需要看設備的布置。

2.3.3 后處理車間

變配電室/MCC室位于長方形后處理車間長邊的中間且只能從這個方向敷設電纜橋架至車間內部，其余三邊位于共用工程區域。由于現場的成套打包機、烘干機等大型成套的設備中，只有配電箱放置于變配電室/MCC室,其余控制箱設置于現場，減少了很多控制電纜。這樣后處理車間主橋架只要兩層橋架，南北貫穿至設備的末尾，東西貫穿至設備末尾，兩層橋架就滿足使用需求，是典型的樹狀式敷設橋架。

2.4 橋架的高度

本工程采用二至四層高150mm、寬600mm的橋架。最少為一層強電橋架，一層弱電橋架。根據施工實際需要確定橋架的高度。

第一層托盤橋架高度=操作空間的高度+蓋板的高度+本層橋架及托臂的高度，橋架蓋板至梁底的操作空間的高度為200mm～300mm。

第二層梯形橋架的高度=第一層托盤橋架高度+第一層與第二層橋架的間距+本層橋架及托臂的高度。

例：橋架四層，寬600mm，高150mm，帶蓋板高10mm，本層托臂最下端的高度到橋架最底端的高度75mm，本層橋架最上端與上一層托臂最下端間隔高度為75mm。建筑層高7.5m，梁下高度+7.385 m。

以此類推，可以算出橋架從第一托盤電纜橋架到第四層梯式電纜橋架的高度1135mm。四層橋架的高度如圖4所示。一般橋架的下面敷設水管或者工藝管道居多，盡可能地在橋架下面預留出300mm的保溫厚度。

圖4 四層橋架的高度（mm）

電纜橋架總平面布置應按圖優化后做到距離最短，滿足施工安裝及電纜敷設的要求，梯形或有孔托盤水平敷設時距地高度不得低于2.5m，橋架垂直安裝時，在距地 1.8m 以下部分應加金屬保護， 單敷設在電氣專用房間內除外。線槽、無孔托盤距地高度不得低于 2.2m，但敷設在電氣專用房間（如 配電室、電氣豎井等）內除外。

2.5 橋架敷設的位置

1）沿地面敷設

空間高度受限的區域或者樓頂區域一般會采用沿著地面敷設，一般電纜夾層的建筑高度在3m左右，考慮梁體的影響，橋架的實際使用高度為2m左右，可以沿著地面架起工字鋼的通長支柱。

當敷設在樓頂上時，會距樓面50mm高，每隔2m做一個支墩敷設，將橋架敷設在支墩上面。

2）沿墻面敷設

橋架敷設的區域只有墻體時，橋架可以借用墻體安裝支吊架，確定橋架的敷設高度。

3）沿梁下敷設

梁下敷設橋架，需要考慮橋架橫梁和縱梁的設計高度，不要只看其中一個梁底高度，當柱子的寬度大于梁的寬度時，造成橋架不能貼著梁走，而且有距離差。這時就要考慮放置固定支架，固定支架的高度由上述距離差確定。

2.6 橋架洞口大小

橋架的敷設過程中穿墻或樓板的洞口時，一般會比橋架的高度和寬度大50mm，以避免建筑施工的誤差。

3 現場施工

3.1 施工方案注意事項

1）電纜橋架應根據結構荷載及設計條件在建（構）筑物的墻、柱、梁等上安裝，電纜橋架支撐架可采用金屬膨脹螺栓固定，或在砼澆筑前預埋“預埋鐵件”“專用預埋螺栓”固定。

2）電纜橋架在穿過墻或樓面時，應進行防火封堵。

3）不同電壓、不同用途的電纜，除因條件限制只能安裝在同一根采用中間隔板隔開的橋架內，其他均不應敷設在同一根橋架內（如：1kV 以上和 10kV以下的電纜；強電、弱電、控制電纜；應急照明、其他照明電纜；向一級負荷供電的雙回路電源電纜）。

4）當直線段鋼制橋架超過 30m、鋁合金或玻璃鋼制電纜橋架超過 15m時，應設置伸縮連接板。當電纜橋架穿越建筑物伸縮縫時，應設置伸縮縫或伸縮連接板。

3.2 施工方案的優化

電氣工程設計和施工的過程中，橋架的設計和施工也是對相關人員的挑戰，施工過程中會因為建筑空間和管線設置出現問題從而需要優化設計。

1）洞口位置改變，一定要將影響降低到最小。電氣人員向建筑和結構專業提開洞條件時，一定要仔細規劃橋架的敷設路由，進出墻體的高度，不宜遮擋窗戶。

2）安裝高度需要先期排查，變更會影響施工進度。后處理車間是單層廠房，“人”字坡頂。從梁底往下排布電纜橋架，不要忽略梁板對橋架敷設的影響。橋架安裝前，必須與各專業協調，避免與大口徑消防管、噴淋管、冷熱水管、排水管及空調、排風設備發生矛盾。

3）橋架的孔洞要準確，否則誤導安裝。橋架的出戶位置一定要在施工前與施工現場的洞口核對結構圖紙，避免橋架出戶的位置有誤，孔洞不準確，誤導安裝，浪費資源。

4 結論

在工程設計中，電纜橋架的設計和安裝是電氣工程建設總體進度至關重要的環節。由于前期階段設計資料缺失無法獲得準確的設計資料，會出現施工現場和施工圖紙不一致的情況。建議Lyocell纖維生產線建設項目的施工單位根據工程實際情況，采用三維數字化軟件進行進一步的論證和碰撞實驗，減少實際施工過程中的損失，提高施工的準確性和規范性。