綜合支吊架安裝施工技術(shù)研究

張寶平

（中鐵三局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，山西太原 030000）

0 引言

在安裝施工中，將供水、暖通、電力、消防等各類不同領(lǐng)域的管道綜合在一起，將其統(tǒng)籌規(guī)劃，設(shè)置一個(gè)支吊架掛架系統(tǒng)將上述各類管道集中形成一個(gè)綜合支吊掛架體系，就是安裝工程中說的綜合支吊架體系[1]。室內(nèi)施工的設(shè)備、風(fēng)管、電纜橋架的品種很多，加之各類管線排布繁雜，如果使用傳統(tǒng)的支吊方式不但對人工需求量大，且排布管線困難，易出現(xiàn)臟亂分散、占用巨大空間的情況。

在我國基礎(chǔ)建設(shè)行業(yè)中，伴隨著各式各樣廠房、展覽館、體育運(yùn)動(dòng)場館等工程不斷增加，綜合支吊架的應(yīng)用范圍越來越廣泛，對支吊架的安裝技術(shù)要求也越來越高，在現(xiàn)有的支吊架綜合安裝施工中，對高空支吊架安裝常采用搭設(shè)滿堂支架亦或是采用移動(dòng)腳手架搭設(shè)臨時(shí)平臺(tái)的方式進(jìn)行高空作業(yè)，采用此種方式，對支架等周轉(zhuǎn)材料需求大，且搭設(shè)過程消耗大量人力，同時(shí)施工效率低，安全隱患大[2]。

因此，研究怎樣在科學(xué)合理的管道綜合布置的基礎(chǔ)上做好對管道支吊掛架方案的規(guī)劃，通過建立合理優(yōu)化的管道綜合支吊掛架布置和安裝方案，能夠達(dá)到節(jié)省施工成本、提高施工效率、提高觀感品質(zhì)，并能夠最大限度節(jié)約空間[3]。

1 工程概況

北京綠隔產(chǎn)業(yè)用地項(xiàng)目位于北京市朝陽區(qū)北苑路及小營路交叉口，工程總建筑面積81558.0m2，主要功能包括商業(yè)、餐飲、影城。地上共7 層（第七層局部設(shè)夾層），建筑高度45m。七層夾層為中央放映機(jī)房，放映廳層高為13.05m，總共有7 個(gè)放映機(jī)房。在七層夾層走廊區(qū)域，各專業(yè)管道排布密集，施工區(qū)域狹窄，施工難度大，采用傳統(tǒng)的支吊架安裝技術(shù)需要搭設(shè)多層腳手架對支吊架進(jìn)行安裝，但由于施工空間的限制，多層腳手架搭設(shè)后原本狹小的空間愈發(fā)局限，無法滿足正常施工的需求，同時(shí)施工安全性也得不到保障。

2 技術(shù)原理

為了克服施工空間狹小的問題，同時(shí)提高管線施工質(zhì)量及施工效率，故研究設(shè)計(jì)一種新型綜合支吊架體系，并采用如下綜合支吊架體系施工方法。

根據(jù)預(yù)設(shè)點(diǎn)位將預(yù)埋泡沫條預(yù)埋于樓板內(nèi)，并對該樓板進(jìn)行澆筑；待樓板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，在每個(gè)所述預(yù)埋泡沫條所在位置鉆孔供植入錨栓植入；將支吊架套筒通過所述植入錨栓固定在所述樓板上；將支吊架拼接并固定抗震斜撐，其中該支吊架上設(shè)有至少1 個(gè)供風(fēng)管安裝的安裝位；將所述支吊架提升進(jìn)行安裝，以升降操作平臺(tái)作為施工平臺(tái)，將所述支吊架與所述支吊架套筒固定，并將所述抗震斜撐固定在所述樓板側(cè)面的墻壁上；對所述支吊架進(jìn)行過載實(shí)驗(yàn)；在所述風(fēng)管的內(nèi)壁安裝內(nèi)撐結(jié)構(gòu)，安裝完成后將所述風(fēng)管放置于所述支吊架的安裝位上，完成施工。

3 綜合支吊架體系設(shè)計(jì)

3.1 支吊架設(shè)計(jì)

支吊架包括多個(gè)支吊架豎桿和支吊架橫桿，支吊架豎桿和支吊架橫桿之間通過彎頭支吊架連接筒和三通支吊架連接筒組裝，并用螺栓以及螺母固定形成支吊架，同時(shí)將抗震斜撐一端通過連接扣與支吊架兩側(cè)的彎頭支吊架連接筒連接。

3.2 反拉提升裝置設(shè)計(jì)

反拉提升裝置包括平臺(tái)、用于連接支吊架的繩索、與該繩索配合的繞線輪、設(shè)于平臺(tái)下方的移動(dòng)輪以及設(shè)于該平臺(tái)上的豎桿，豎桿頂部設(shè)有與繩索配合的Y型撐。在支吊架提升時(shí)，將支吊架橫桿與繩索連接，通過繞線輪將支吊架整體提升。

3.3 自穩(wěn)型升降操作平臺(tái)設(shè)計(jì)

自穩(wěn)型升降操作平臺(tái)包括底部配重車體、設(shè)于該底部配重車體底部的移動(dòng)滾輪、設(shè)于該底部配重車體頂部的交叉型鋼撐架、設(shè)于該交叉型鋼撐架頂部的操作平臺(tái)以及設(shè)于該操作平臺(tái)上的護(hù)欄，護(hù)欄上設(shè)有升降控制臺(tái)，通過該升降控制臺(tái)控制交叉型鋼撐架伸展和收縮以實(shí)現(xiàn)操作平臺(tái)的升降。交叉型鋼撐架上還設(shè)有一千斤頂，千斤頂兩端分別設(shè)置有底部撐桿和頂部撐桿，千斤頂?shù)撞繐螚U和千斤頂頂部撐桿均與交叉型鋼撐架連接，以使得能夠通過千斤頂驅(qū)動(dòng)千斤頂?shù)撞繐螚U和千斤頂頂部撐桿相對分離或靠攏以帶動(dòng)交叉型鋼撐架伸展和縮攏，升降控制臺(tái)與千斤頂通信連接。

3.4 過載試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)

過載試驗(yàn)裝置主要由以下部分組成：吊索、千斤頂固定桿、千斤頂頭部、千斤頂液壓缸、底座橡膠墊板、固定桿、平臺(tái)、底座、千斤頂固定架、移動(dòng)車輪。所述過載試驗(yàn)裝置包括與吊索遠(yuǎn)離支吊架一端連接的平臺(tái)、設(shè)于平臺(tái)下方的底座、設(shè)于該底座上的固定桿以及設(shè)于該固定桿上的千斤頂固定桿，固定桿穿過平臺(tái)并與之滑動(dòng)連接，千斤頂一端抵接平臺(tái)，另一端與千斤頂固定架連接，以使得平臺(tái)能夠在所述千斤頂驅(qū)動(dòng)下沿所述固定桿長度方向上下移動(dòng)，從而能夠帶動(dòng)吊索下降拉動(dòng)上升支吊架。

進(jìn)行過載試驗(yàn)時(shí)，將支吊架與吊索連接，利用第二千斤頂提供下壓力，使得所述吊索拉動(dòng)所述支吊架向下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)逐漸增大所述第二千斤頂?shù)膲毫χ挡粩鄿y試該支吊架的臨界承載力。

3.5 風(fēng)管內(nèi)壁內(nèi)撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

內(nèi)撐結(jié)構(gòu)包括與風(fēng)管內(nèi)壁四角連接的交叉斜撐、設(shè)于該交叉斜撐中心處的第一鉸環(huán)以及設(shè)于該交叉斜撐四個(gè)端部的第二絞環(huán)，每個(gè)第二絞環(huán)上設(shè)有與交叉斜撐鉸接的活動(dòng)撐桿，活動(dòng)撐桿通過活動(dòng)栓釘連接有第二固定桿，第二固定桿通過自由栓釘連接交叉斜撐，活動(dòng)撐桿安裝于風(fēng)管內(nèi)壁上，由于風(fēng)管是一段段分別安裝依次拼接的，因此風(fēng)管變形會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)風(fēng)管之間無法順利拼接，此設(shè)置，可有效防止風(fēng)管在安裝過程中或移動(dòng)過程中發(fā)生變形。同時(shí)，交叉斜撐分別位于風(fēng)管的兩端，且兩個(gè)交叉斜撐之間通過連接第一鉸環(huán)的連接桿連接，交叉斜撐上設(shè)置有固定孔，此設(shè)置，可進(jìn)一步提升風(fēng)管的抗變形能力。安裝時(shí)，將交叉斜撐分開，將交叉斜撐端部活動(dòng)撐桿打開，調(diào)整第二固定桿，將第二固定桿一端自由栓釘固定在交叉斜撐上固定孔，將內(nèi)撐結(jié)構(gòu)撐住風(fēng)管四角，將連接桿通過第一鉸環(huán)連接兩道內(nèi)撐結(jié)構(gòu)。有利于防止風(fēng)管薄壁在吊裝過程中變形，同時(shí)可作為拼接導(dǎo)向裝置。待風(fēng)管安裝完畢后，可以將內(nèi)撐結(jié)構(gòu)拆除，如此就可以重復(fù)利用。

4 工藝流程與操作要點(diǎn)

4.1 工藝流程

工藝流程如圖1 所示。

圖1 工藝流程

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)規(guī)范以及設(shè)計(jì)要求，并按照工程現(xiàn)場實(shí)際情況對各類管線進(jìn)行排布。

4.2.2 管線排布

（1）工程管線綜合布置原則：①遵循先排布大口徑管道，后排布小口徑管道的原則，像空調(diào)、排水、其他大口徑大截面的管道，在空間上的需求較大，所以需要優(yōu)先設(shè)置[4]。②分開設(shè)置強(qiáng)電管道與弱電管道，由于弱電管線易受到電磁干擾，例如電視有線電路、網(wǎng)絡(luò)線路、和其他易受到干擾的弱電線路，所以強(qiáng)電管線應(yīng)和弱電管線分開設(shè)置，最好將強(qiáng)電管道間隔于弱電管線設(shè)置，盡可能減少電磁效應(yīng)對弱電線路帶來的干擾。③盡量保證無壓管道坡度設(shè)置，由于特性不同，有壓管道不需要設(shè)置坡度便可順利實(shí)現(xiàn)排水，無壓管道由于沒有壓力僅能憑借重力排水，故需要保證無壓管道的安裝坡度，如生活污水管、雨水集水管、糞便排污管等其他無壓水管。在安裝中，有壓水管與無壓水管交叉時(shí)，有壓水管應(yīng)盡量必然無壓水管。④水電應(yīng)分離。水管與電路管道應(yīng)盡量分離設(shè)置，尤其在熱水管道、蒸汽管道四周應(yīng)避免設(shè)置電氣線路，避免造成安全隱患。

（2）綜合考慮各專業(yè)特性。①在進(jìn)行綜合支吊架施工時(shí)，要考慮各類管道的特性，規(guī)劃好各類管線的排布，例如有壓管道與無壓管道的避讓；各類水管與電路管的間隔排布；強(qiáng)電管道與弱電管道的分離設(shè)置。管線的排布遵循對應(yīng)管線按照特性排布合理，且不影響其他管線走向的原則，以此對管線進(jìn)行合理規(guī)劃并最大限度利用支吊架空間[5]。②保溫墊以及隔熱裝置的設(shè)置需要占用一定的支吊架凈空間，在進(jìn)行管線布置時(shí)應(yīng)考慮。③風(fēng)管屬于薄壁裝置，風(fēng)管外壁結(jié)構(gòu)脆弱且需要占用較大空間，我處研制的新型綜合支吊架體系將支吊架設(shè)置為雙層結(jié)構(gòu)，將體積大、重量輕的薄壁風(fēng)管設(shè)置于上層，這樣既保證了風(fēng)管的完整性，避免在安裝中風(fēng)管結(jié)構(gòu)變形，同時(shí)又能保證下層其他管線的正常安裝。④在進(jìn)行支吊架各類管線的排布時(shí)，應(yīng)考慮管線的特性以及設(shè)置要求，例如無壓水管必須保證一定的坡度才能正常排水。在進(jìn)行排布前，應(yīng)明確各類管道的布置需求，確定各類管線需要的排布空間以及管道的形式材質(zhì)以及型號(hào)。⑤在支吊架下部，為了美觀，施工方常常會(huì)設(shè)置龍骨吊頂或其他裝飾性材料，支吊架施工時(shí)應(yīng)預(yù)留其安裝空間以保證建筑通道的高度要求。

（3）利用計(jì)算機(jī)BIM 技術(shù)對支吊架各管道安裝進(jìn)行模擬布置，確認(rèn)滿足施工要求后最終確定支吊架安裝布置方案。

通過以上3 種方法，結(jié)合工程現(xiàn)場實(shí)際情況，對支吊架的安裝以及管線排布進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，最終使得整個(gè)方案切實(shí)可行。

4.2.3 預(yù)埋泡沫條

在樓板澆筑時(shí)，將泡沫條預(yù)埋在規(guī)劃的支吊架與樓板結(jié)合處，而后澆筑樓板混凝土。

4.2.4 安裝支吊架套筒

將預(yù)埋泡沫條處鉆孔，由于有泡沫條故鉆孔過程會(huì)十分輕松，待鉆好孔后，將支吊架套筒埋入樓板內(nèi)。

4.2.5 支吊架預(yù)拼

在地面上將支吊架預(yù)拼裝好，將支吊架橫桿與豎桿通過支吊架彎頭連接筒和三通連接筒連接并通過螺栓固定。

4.2.6 支吊架安裝

將支吊架通過反拉提升裝置上的吊索固定住支吊架兩豎桿，同時(shí)工人站在自穩(wěn)型升降操作平臺(tái)上，將支吊架通過反拉提升裝置提升到樓板底部，工人將支吊豎桿與樓板上支吊架套筒通過螺栓固定完成支吊架安裝。

4.2.7 支吊架過載試驗(yàn)

通過支吊架過載試驗(yàn)裝置上兩條吊索與支吊架橫桿連接，打開過載試驗(yàn)裝置液壓千斤頂，通過千斤頂連接平臺(tái)向下運(yùn)動(dòng)使得支吊架收到向下拉力，以此測試支吊架抗壓性能。

4.2.8 風(fēng)管安裝

將風(fēng)管在地面預(yù)拼接兩段，通過風(fēng)管內(nèi)壁內(nèi)撐裝置，將兩端風(fēng)管薄壁撐起，工人使用自穩(wěn)型升降平臺(tái)將風(fēng)管抬至支吊架風(fēng)管安裝位置，待風(fēng)管安裝至預(yù)定位置后，插除一節(jié)風(fēng)管內(nèi)壁內(nèi)撐裝置，安裝到風(fēng)管安裝方向下一段，以此作為風(fēng)管安裝導(dǎo)向裝置，完成下一節(jié)風(fēng)管的安裝。

5 結(jié)語

（1）與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)通過在樓板預(yù)設(shè)預(yù)埋泡沫條，有利于樓板鉆孔時(shí)避開鋼筋骨架同時(shí)降低鉆孔難度。

（2）在地面上拼接支吊架，可以減少高空作業(yè)同時(shí)降低安裝作業(yè)上部空間需求。

（3）采用升降操作平臺(tái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)腳手架，作業(yè)靈活，能夠有效節(jié)省搭設(shè)腳手架的時(shí)間，提高施工效率。

（4）通過對支吊架進(jìn)過載實(shí)驗(yàn)，可以及時(shí)處理不合格的支吊架，從而保證支吊架的質(zhì)量合格。

（5）通過在風(fēng)管內(nèi)安裝內(nèi)撐結(jié)構(gòu)，有利于防止風(fēng)管薄壁在吊裝過程中變形，同時(shí)可作為拼接導(dǎo)向裝置。

（6）本裝置體系除了支吊架和風(fēng)管，其余用于施工的絕大多數(shù)裝置和零件均可以回收重復(fù)利用，可進(jìn)一步降低施工成本，更加環(huán)保。