钢结构工业厂房综合管线支架设计与安装

叶统敏 徐雄

中国葛洲坝集团生态环境工程有限公司 湖北武汉 430000

目前流行将各种管线系统综合布置敷设，在钢结构立柱上设置牛腿，在牛腿之间设置钢梁，钢梁上设置吊架形成管线综合支架，将各种管线统一布置在管线综合支架中，但牛腿、钢梁用钢量较大，自重大，投入成本高，大大高于电缆沟和消防管道架空方案。

某钢结构工业厂房，跨度33m，柱距8m，需敷设供电电缆、控制线路、消防管道、给水管道、压缩空气管道。其中供电电缆和控制线路采用电缆桥架敷设，电缆桥架要求支撑间距不得大于2.5m，根据分析压缩空气管道和给排水管道的支撑间距分别不能超过5m和6m。在工程实施过程中设计了一种大荷载管线综合支架，具有自重轻，用钢量低，安装使用维护方便的特点，能很好的满足钢结构工艺厂房管线综合敷设的要求。

1 综合管线布置

根据管线安装规范规定，厂房内的工艺设备管线（如蒸汽管道、压缩空气管道、天然气管道等）、给排水管道和电气线路（一般采用电缆桥架布置）等布置需满足一定的安全间距，在大型钢结构工业厂房的综合管线布置中，可采用分层布置的方法，如图1，在顶层布置电气管线，采用电缆托架安装供电电缆、控制线路等，在下层分别布置给排水管线，工艺设备管线等。采用综合统一布置形式便于安装施工和检修施工，且整齐美观[1]。

图1 综合管线布置

2 综合管线支吊架的设计

在管线综合支架的初步设计方案设计中，考虑在钢柱上设置牛腿，在钢柱间设置支撑横梁作为管线综合支架，其自重大，施工难度较大，成本较高。在本工程中，设计了一种大荷载管线综合支架，具有自重轻，用钢量低，安装使用维护方便的特点，能很好的满足钢结构工艺厂房管线综合敷设的要求[2]。

在设计过程中，需充分考虑管线综合布置时的管线支撑点布置、支撑荷载的情况，首先收集综合吊架敷设管线的总重量、截面尺寸，根据布置方案确定吊架的层数、宽度、支撑间距和支撑荷载；然后根据上述参数设计吊架，先进行吊架部分的结构设计，然后进行斜拉杆的设计，斜拉杆中设置锁具螺旋扣，便于安装过程中调整吊架姿态；最后设计钢柱上的牛腿，牛腿可直接采用型钢在钢柱上焊接制作，荷载较大时使用斜撑加强。

图2 斜拉式大荷载管线综合支架

3 综合管线支吊架的制作和安装

上述设计的综合管线支吊架主要由型钢构成，主要原材料包括角钢、圆钢、连接节点的钢板、螺栓和螺旋扣等，根据设计图纸进行下料和焊接、拼装即可，加工制作方便快捷[3]。

管线敷设前，先进行综合管线支吊架的安装，其牛腿可在厂房钢柱出厂前安装，也可到现场安装，现场安装时应注意对焊接破坏的钢结构防护层进行补充防腐处理。牛腿和斜撑安装完毕后即可进行斜拉杆和支吊架的安装，因本设计方案中型钢规格不大，重量轻，可直接人力搬运安装，施工简单快捷，可明显节约工期。

4 结语

采用斜拉式大荷载综合管线支架与传统的钢梁方案对比，具有节省材料、重量轻、安装方便、施工快、成本低的优点。在本项目中，如采取现有图集做法，需使用16a型钢焊接成钢梁，且需要使用吊车进行安装，以其中一个厂房为例，需布置综合管线支架1500m，节约钢材重量23t。按支架制作费用6500元/t计算，节省制作费用14.95万元，考虑到安装过程中不需要使用起重设备，工件重量轻，便于定位，且安装工程量较少，经综合分析，节约工期约10天，节约人工费用和设备费用3.6万元[4]。

在今后的大型钢结构工业厂房的施工过程中，采用斜拉式大荷载综合管线支架可明显节省材料、人力、设备、工期，并降低成本，具有很好的推广价值。