工程結構施工完畢后,系統管道安裝完畢后的第一步任務就是管道支架的制作安裝,作為對管道固定和承重作用至關重要的支、托、吊架,有些項目部在施工中卻往往因為對它們的重要性認識不足,因存在僥幸心里或經驗主義,導致支架的制作安裝隨意性,從而產生了許多管理問題和質量通病。所以,有必要重新學習和鞏固有關支、托、吊架的相關知識,總結支、托、吊架的施工經驗,使得相關人員在施工中做到管理上有章可循,技術上胸中有數,盡量避免因支、托、吊架的問題而產生的不必要的麻煩。

管道支架的分類:

管道支架根據結構形式可分為固定支架、活動支架和吊架。

1)固定支架是指將管道緊緊地固定在管枕上,整個支架固定在建筑物的托架上,從而使管道在該支持點上不發生任何位移和轉動的支架。

2)活動支架是指除承受管道重量外,還限制管道位移方向,使管道在溫度變化時,按規定的方向移動,它又分為滑動支架和滾動支架兩種。

3)管道吊架分為普通吊架和彈性吊架兩種,普通吊架可以保證管道在懸吊點所在的平面內自由移動,彈性吊架可以保證懸吊點在空間內任意方向移動。

管道支架根據安裝部位不同可分為水平管管架、立管支架和落地支架。根據管道的排布情況又將管架又分為單管、雙管和多管式管架。

1.jpg

落地支架安裝圖

按照其所固定的結構部位不同,可將管架分為固定在墻體上的支、吊托架和固定在樓板上的支架。

管道支架施工過程中存在的問題:

技術人員根據經驗估計或由施工人員隨便確定管道支架的形式,隨意選用制作材料。沒有明確的施工方案和技術交底。對于大型DN400以上和雙管管架及多管排的龍門支架以及對于大管道和大型管排的導向支架和固定支架型式和生根情況沒有設計人員簽認的書面依據,有的技術人員對這方面專業知識欠缺,從而導致支架選用的盲目性和隨意性。

支架安裝不牢固,例如在磚墻上剔洞埋設管卡時,由于剔洞深度不夠,卡子燕尾被切斷,埋設卡架洞內雜物未清理干凈,又不澆水導致固定不牢等。

支、吊架制作歪、扭、尺寸不準,與管壁接觸不緊密,必須加強支架制作和安裝的過程控制和質量驗收。

支架間距不能滿足規范要求,例如,在成排管道轉向處,為避免焊口或管道接口處承重,必須在距每一趟管道的轉彎點50公分以內分別設置支架。但有些工程在施工時,為了方便省事,仍然選用一個龍門支架,導致焊口或管道接口處承重,造成隱患。

當兩支架之間有閥門或溝槽連接點時,沒有單獨對它們采取加固措施。

支架制作前不除銹和先安裝后刷漆的現象時有發生。

支架制作過程中為了省事,焊口僅采用了點焊,造成支架本身不牢固,容易脫落安全發生事故。

支架安裝時對其美觀度欠考慮。

支架制作不精細。

管道支架的施工質量要求:

固定在建筑結構上的管道支、吊架不得影響結構安全。

1)管道支架在梁上安裝時,膨脹螺栓位置應處于梁的中線以上,這樣可以使管道對梁的外力,不落在梁彎矩最大的地方,管子與支架抱箍必須牢固美觀,且接觸緊密膨脹螺栓在梁上設置位置應靠上均勻布置,對于梁高較小部位要求梁中線以上無法操作。另外,很多設計不允許在側梁上打脹栓,因此梁上設置支架也應得到結構設計認可。例如:預應力梁上需要打膨脹螺栓時,必須取得設計同意,根據預應力施工圖紙及預應力施工單位提供的現場實際安裝圖,避免膨脹螺栓孔打到預應力筋。

2)支架的生根結構,特別是固定支架的生根結構,應支承于可靠的建筑結構上,并應經過計算。

3)支撐在磚墻上的支架,應錨固在≥MU10磚,DN≤150mm用M2.5水泥白灰砂漿砌筑,DN≥200mm用M5砂漿砌筑。

4)DN>50mm的保溫管,DN>100mm不保溫管應核算上部磚墻的平衡重量。

管道支架構造及安裝方式和安裝位置必須滿足管道的承重、伸縮和固定性能,必須能保證管道及管道附件的維修方便。

1)任何支架不得與被支撐管道直接焊接。避免無法拆卸和檢修。

2)有配套支架的管道,盡量使用廠家的配套支架。

3)支架橫梁、受力部件、螺栓等所用材料的規格和材質,支架的安裝形式和方法等,應符合設計要求和國標規定。

4)有坡度的管道的管架安裝位置和高度還必須符合管道的坡度要求。

5)大直徑管道上的閥門(DN80及以上)和溝槽連接件等處應設專用支架或采取有效的加固措施,不得用管道承受閥體和連接件的重量。

6)設備配管的支架不能遺漏,不得使柔性接頭(例如溝槽連接件)和管道接口承擔管道和設備的重量。也不能靠設備來承擔其配管的重量。

7)建筑工程暖衛冷、熱水支管管徑小于DN25,管徑中心距墻不超過60mm可采用單管卡做托架,支架間距根據管材類別依照國家施工驗收規范規定間距要求確定,支架在拐彎及易受外力變形部位需加設管卡。單、雙管卡規格應符合管道不變形、不脫落,滿足承重及管道固定牢靠的原則。

8)水平鋼管管道支架的最大間距必須符合下表規定:

管架埋設應平整牢固,吊桿順直,必須能保證不同類型管道支架作用。

固定支架和管道接觸應緊密,固定應牢靠。

滑動支架應靈活,滑托與滑槽兩側應留有3-5mm的間隙,縱向移動量應符合設計要求;虚L度應滿足熱變形量,以免造成支架破壞。

無熱伸長管道的吊架,吊桿應垂直安裝,有熱伸長的管道支架,吊桿應向熱膨脹的反方向偏移1/2伸長量,保溫管道的高支座在橫梁滑托上安裝時,應向熱膨脹的反方向偏斜1/2伸長量;

塑料管及復合管道采用金屬支座的管道支架時,應在管道和支架之間加襯非金屬墊或管套。

塑料排水管道的安裝要求:

間距必須符合下表規定:

懸吊在樓板下的UPVC排水橫支管上,若連接有穿越樓板的衛生器具排水豎向支管時,可視為一個滑動支架。非固定支承件的內壁應光滑,與管壁之間應留有微隙。

細節要求:

安裝型鋼支架,支架螺栓孔徑≤M12支架,不得使用電、氣焊開孔、擴孔、切割,應使用專用機具。螺栓孔徑>M12的管道支架如需氣焊開孔、切割時應對開孔、切割處進行銼光處理。支架孔眼及支架邊緣應平整光滑,支架上孔眼的孔徑比所穿螺栓直徑大1~2mm為宜;支架上飛邊毛刺要及時打磨掉,其端頭要進行倒角處理。支架上焊縫要飽滿且無夾渣,除埋入砼中的部分外,應及時刷防銹漆做好防護處理。

支架底部倒腳,頂部鋼板四角處理為圓角。

美觀要求:

在有吊頂要求的房間,立管支架在滿足規范要求的前提下,還必須保證各相關專業施工及維修方便和室內美觀。對于沒有吊頂要求的房間,還必須能盡量保證整個管道系統外露部分的整齊美觀度。立管支架一般要求以1.5~1.8m為宜。層高5m以上,平均設置兩個管卡,并確保同層支架高度一致。

由于成排管道規格不統一,若根據每一個規格管徑500mm設置支架,美觀性較差,可以根據現場情況綜合考慮支架設置部位,在轉彎部位增設支架即可。

同一房間內管道支架安裝高度應與其他專業支架統一考慮,管井內支架應與其他專業公用。

空調冷凍管及冷卻管熱偏移量不大,吊桿垂直安裝可滿足要求,美觀性也能保證,不作硬性規定。

所有支架不得有松動污染并應有防腐,面漆涂層良好無銹蝕。

支架的制作的參考標準:

內脹栓的優點是簡潔、明了,節省材料和人工,缺點是安全性不好保證。因此分工公司統一要求管道型號在不超過DN40的情況下使用內脹栓,同時要配合安裝一定數量的角鋼固定支架。DN50及以上的管道用外脹栓。

內脹栓在使用時一定要用鏨子沖擊,確保脹栓脹開,再安裝吊桿。而不能直接用吊桿直接向內脹栓內擰。直接向內脹栓內擰緊,雖然可以保證吊桿和脹栓的緊固性,但無法保證脹栓的開度。即使將吊桿螺絲擰斷,其開度仍不如沖擊δ的開度好,容易造成吊桿脫落的重大問題發生。如下圖所示:

2.jpg

管道支架的施工過程管理和控制標準:

對于主要管道的承重支架,施工前一定要嚴格按照要求對支架進行詳細的二次深化設計或要求設計單位進行設計,對于自己進行二次深化設計的主要管道承重支架施工必須有土建結構設計人的確定或簽認,并應符合規范的原則要求。

所有的支、托、吊架在施工前必須對施工隊做好詳盡的技術交底工作。在交底中必須明確所施工程包括的管道系統的概況,不同系統管道的管材、管徑范圍,管道的保溫部位,坡度的設計和規范要求。不同部位的管道支、托、吊架的形式、構造,支、托、吊架的節點祥圖,最合適的管架間距,施工方法、質量標準和需要達到的最終的美觀效果。

一般來說,室內管道支架的做法和所選材料必須符合《室內管道支架及吊架》03S402的相關要求,彎管支座安裝的做法和所選材料必須符合《給水排水標準圖集S4(一)》的要求。

目前建筑安裝設計施工圖往往對支架的具體所涉及給以忽略,特別是各類大型大型支架,由施工單位按“標準圖集”任意選用或由施工人員隨意確定安裝,容易出現安全質量問題,如支架脫落、固定不牢等。而管道支架安裝如果過于保守,不但會無端增加建筑結構的承重,還會導致施工成本增加,因此,對于我們施工單位的相關專業技術人員來說,必須具備對支、托、吊架選擇和相關的設計專業知識。

對于支架膨脹螺栓的選擇,不同規格、不同形式的膨脹螺栓進行拉拔及剪切試驗,提供技術員參考數據,作為一定范圍內統一的使用標準。

對于穿透樓板吊桿頂部應進行處理,避免出現絲扣被拉脫發生安全質量事故。

在大型設備吊裝時也應考慮吊點的安全性。

當管道口徑較大、重量較重或整個系統管道流向相同、路由相同,而且管道間距較接近時,應選用統一管排托架或龍門形管架。

對于大管道和大型管排的導向支架和固定支架型式和生根情況必須有設計人員簽認的書面依據。

龍門形管架施工前一定要嚴格按照要求對支架進行詳細的二次深化設計或要求設計單位進行設計,并必須經過承重計算和土建結構設計人的確定或簽認。這種管架在結構鋼筋綁扎施工過程重,在成排管道的兩側結構墻(或柱)或上側的頂板(或梁)上進行預埋鐵的安裝,在安裝過程中注意預埋鐵的彎鉤必須和墻體或柱內的受力鋼筋綁扎緊密,牢固。

考慮到管排需進行綜合排布,因此在結構施工中設置預埋鐵做法不具備操作性。在頂板上固定支架時,應考慮樓板承重載荷。龍門架應考慮本體穩定性,需增加斜撐或三角板加固。當龍門架寬度超過。。。m時,在中部應增加立桿。

詳細的受力計算步驟如下:

對圖紙進行支架的深化設計

首先對現有的圖紙進行支架的深化設計,確定各個部位支架的間距,并在圖紙上標明具體位置。并以洽商或工作聯系單的形式經過專業設計人員的簽認。

支吊架拉力計算

第一步,根據圖集《室內管道支架及吊架》(03S402)查出管道(如為保溫管道應為帶保溫的管道)重量。

對于加厚管道,應根據每米鋼管質量的計算公式計算出它的每米重量A:

A=24.6616δ(D-δ)/1000,其中D為外徑,δ為壁厚。

第二步,根據設計簽認的“支吊架”深化圖紙及上述計算數據,用下式計算出每個的膨脹螺栓須承受的力B(KN):

B=A*N1*L/N2,其中N1為管道的根數,L為相鄰兩支架之間的間距,N2為膨脹螺栓的個數。

第三步,查出圖集《室內管道支架及吊架》(03S402)中P關于該的錨栓抗拉極限荷載,抗剪極限荷載,找出兩荷載均大于且接近深化設計荷載的膨脹螺栓為所需的螺栓型號。

第四步,焊縫形式的選擇及拉力的復核計算。以下圖為例。

3.jpg

第一步,支吊架拉力:

(1)根據圖集《室內管道支架及吊架》(03S402)P.6,DN500無縫鋼管在帶保溫的情況下為365.9kg/m,但這個數據是壁厚在9mm時得出的;由于本工程DN500的冷卻水管的厚度為11mm,根據每米鋼管質量的計算公式:

W=24.6616δ(D —δ)/1000,其中D為外徑,δ為壁厚;因此加厚DN500的冷卻水管每米重量約為:W加厚=*W標準*11*(530-11)/9*(530-9)=356*1.22=434.32kg/m。

(2)根據設計簽認的“支吊架”深化圖紙及上述計算數據,每個M16的膨脹螺栓須承受:434.32*2*4.75/8=515.751kg,即5.16KN。

(3)圖集《室內管道支架及吊架》(03S402)中P.9關于M16的錨栓抗拉極限荷載為9.22KN,抗剪極限荷載為5.91KN,均大于深化設計荷載,故M16的膨脹螺栓的選取滿足本工程需要。

(4)焊縫問題

A處焊縫:

因16#槽鋼厚度為6mm,焊腳尺寸取hf=6mm,采用三面圍焊,焊縫計算長度為:

lw=160×2+63×2=446mm

故此處焊縫的可承載 N=446×0.7×6×160=299712N≈299.7KN

另外A處焊縫拉力需滿足5.16KN×4/2=10.32KN<299.7KN,故A處焊縫滿足拉力需要;

B處焊縫:

此處焊縫長度為160/0.45=355.56mm,拉力V=1032KN;

M=(1/8)*pl=(1/8)×20.64×1.2=3.1KN*M,W=bh2/6=25600mmN;

σ=M/W=3.1×106=121N/mm2。

Т=1.5V/ lw*t=1.5×10.32×103/160×6=16N/mm2。

由此得出目前此拉力下焊縫長度單位拉力為:

σ2+3Т2=1212+3*16.12=124N/mm2。

而實際單位焊縫長度可承受拉力為185 N/mm2,故B焊縫也滿足拉力需要。

成排管道轉向處,為避免焊口或管道接口處承重,必須在距每一趟管道的轉彎點50公分以內分別設置支架。具體做法見下圖:

補償器兩側應加設導向支架,使管道在伸縮時不發生偏移。具體做法見下圖:

4.jpg

蒸汽管路因熱膨脹量大,因此不建議采用吊架形式,統一為龍門架能比較安全。

有冷熱水的管道的吊桿不應垂直安裝,如在常溫條件垂直安裝,當管道內通入熱水后將產生一定的熱位移,使得原的管道吊桿偏移。有時產生的管道位移將會造成相當程度的損害。所以在安裝管道吊桿時要考慮提前預留位移的偏差量,以吊桿的垂直位置為基準,偏向位移的相反方向,按照位移的1   /2傾斜安裝。如下圖所示:

5.jpg

相關管道支架較好做法的照片資料庫:

6.jpg