年產(chǎn)6萬噸Lyocell纖維生產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目中電纜橋架的討論

陳艷梅

（中國(guó)紡織科學(xué)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(chǎn)成本高，裝備和控制系統(tǒng)復(fù)雜，工藝、裝備、安全、自動(dòng)化控制和工程技術(shù)系統(tǒng)一體化的建設(shè)項(xiàng)目。年產(chǎn)6萬噸Lyocell纖維生產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目中，各個(gè)車間變配電室/MCC室和車間現(xiàn)場(chǎng)電纜進(jìn)出是比較多或較集中的場(chǎng)所，設(shè)計(jì)和施工時(shí)需考慮經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行及運(yùn)行安全。

1 橋架

根據(jù)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(gòu)成具有支撐電纜鋼性結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)稱橋架）。

1.1 型號(hào)代號(hào)及其參數(shù)

根據(jù)JB/T 10216—2013《電控配電用電纜橋架》查找設(shè)計(jì)所需要橋架的各項(xiàng)參數(shù)，電纜橋架可分為槽式、托盤式、梯架式和網(wǎng)格式等結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)橋架的直線段長(zhǎng)度為2m，3m，4m，6m，兩個(gè)支吊架之間間距3m為大跨距器橋架。主材的材質(zhì)如表1所示，主要結(jié)構(gòu)及代號(hào)如表2所示，主要品種代號(hào)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(zhì)

表2 主要結(jié)構(gòu)及代號(hào)

表3 主要品種代號(hào)

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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、強(qiáng)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(shè)，特別適用于高、低壓動(dòng)力電纜的敷設(shè)。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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便等特點(diǎn)，它既適用于動(dòng)力電纜的安裝，也適用于控制電纜的敷設(shè)。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(shè)計(jì)算機(jī)電纜、通信電纜、熱電偶電纜及其它高靈敏系統(tǒng)的控制電纜等，它對(duì)控制電纜的屏蔽干擾和重腐蝕環(huán)境中電纜的防護(hù)都有較好效果，其強(qiáng)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(hù)類型和相應(yīng)的使用環(huán)境條件等級(jí)

根據(jù)GB50217—2018《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)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(tǒng)單芯電纜外，宜選用鋼制材料。鋼制電纜橋架的安裝應(yīng)符合T/CECS31—2017《鋼制電纜橋架工程技術(shù)規(guī)程》的要求。在強(qiáng)腐蝕環(huán)境中，應(yīng)符合NB/T42037—2014《防腐電纜橋架》規(guī)定的防腐電纜橋架要求。用于耐火電纜型敷設(shè)時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB29415—2013《耐火電纜槽盒》的規(guī)定。不同的環(huán)境條件下，應(yīng)該匹配與之對(duì)應(yīng)的橋架并滿足該環(huán)境的使用要求，橋架防護(hù)類型和相應(yīng)的使用環(huán)境條件等級(jí)如表5所示。電纜橋架能有效地保護(hù)電纜不受外界破壞，同時(shí)也必須滿足國(guó)家要求，橋架最小板材厚度如表6所示。

表5 橋架防護(hù)類型和相應(yīng)的使用環(huán)境條件等級(jí)

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(dòng)荷載和附加荷載。靜荷載是指橋架自身的重量和橋架內(nèi)敷設(shè)的電纜重量之和，動(dòng)荷載是指電纜橋架安裝和維護(hù)過程中施工維修人員的重量。

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

表7 不同材質(zhì)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(yīng)能承受設(shè)計(jì)要求的包含其自重的總重的安全工作載荷，吊架橫檔或側(cè)壁固定的托臂，應(yīng)能承受安全工作載荷時(shí)最大的相對(duì)撓度且不應(yīng)大于其長(zhǎng)度的1/100。

電纜橋架水平敷設(shè)時(shí)，支撐間距一般為 1.5m～3m，垂直敷設(shè)時(shí)，支撐間距不大于2m。橋架彎曲半徑小于300mm，應(yīng)在距彎曲段與直線段結(jié)合處300mm～500mm的直線段側(cè)設(shè)置橋架支撐架。當(dāng)彎曲半徑大于300mm時(shí)，還需要在彎曲段中部增加設(shè)置橋架支撐架。在進(jìn)出箱、柜、變形縫以及三通處三端 500mm 內(nèi)設(shè)置橋架支撐架。

1.5 附件

橋架的附件主要有調(diào)寬片、調(diào)高片、直接片、彎接片、調(diào)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(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)需要配置。

2 工程設(shè)計(jì)

2.1 項(xiàng)目概況

年產(chǎn)6萬噸Lyocell纖維生產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目主要由原液紡絲、原液制備和后處理三個(gè)車間組成。每個(gè)車間內(nèi)均設(shè)置變配電室/MCC室，各種電纜經(jīng)過電纜夾層的轉(zhuǎn)換，通過電纜橋架將電纜敷設(shè)至現(xiàn)場(chǎng)車間末端負(fù)載。

本工程原液紡絲的車間內(nèi)工藝設(shè)備管道最為錯(cuò)綜復(fù)雜，橋架分別穿梭在梁底和管道之間，原液制備車間罐體錯(cuò)落不一、凈空較低，后處理車間的烘干機(jī)和精煉機(jī)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(yuǎn)端縱向?yàn)?0m，橫向?yàn)?0m。

綜合各車間的建筑物特點(diǎn)，變配電室 / MCC室進(jìn)出車間電纜的數(shù)量 ，投資成本等多 種因素考慮，設(shè)計(jì)中采用高150mm，每段長(zhǎng)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(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)專業(yè)根據(jù)條件計(jì)算承重梁的大小，電氣專業(yè)需要提條件給結(jié)構(gòu)專業(yè)預(yù)埋橋架支撐的扁鐵。根據(jù)供電電纜的數(shù)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(jù)設(shè)計(jì)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(zhǎng)度的重量如表8所示（表8僅為參考，在具體工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該咨詢生產(chǎn)制作廠家）。

表8 估算邊高150mm電纜橋架單位長(zhǎng)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(zhǎng)方形原液車間長(zhǎng)邊一角且只能從這個(gè)方向敷設(shè)電纜橋架至車間內(nèi)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(shè)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(jìn)車間內(nèi)部后，從車間的一層至上層在每一層的公共走廊進(jìn)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(shè)至設(shè)備末端，垂直方向應(yīng)與水平方向垂直貫通，沿著工藝管線的方向從東向西敷設(shè)至設(shè)備末端。兩個(gè)方向的橋架應(yīng)該隨著末端設(shè)備的減少，電纜層數(shù)也隨之減少，于梁下安裝電纜橋架，或根據(jù)實(shí)際需要確定高度。

設(shè)計(jì)平面圖時(shí)，由于電纜的層數(shù)和高度有可能會(huì)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(shù)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(nèi)側(cè)。橋架之間縫隙須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，確保一個(gè)系統(tǒng)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(zhǎng)方形的三個(gè)邊與車間進(jìn)項(xiàng)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(shè)備相對(duì)的集中。設(shè)計(jì)時(shí)，出線不多，電纜橋架兩層就夠使用。

電纜橋架的敷設(shè)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(jìn)車間內(nèi)部后，根據(jù)設(shè)備的布置，以變配電室/MCC室為中心放射狀敷設(shè)橋架至末端設(shè)備。與車間貼鄰其中一面墻體從電纜夾層的一個(gè)方向電纜橋架敷設(shè)至整個(gè)一層，與之對(duì)應(yīng)另一面墻體敷設(shè)電纜橋架至建筑物的二層。也可以實(shí)行第二個(gè)方案，同一個(gè)方向一層和二層共同敷設(shè)橋架，這樣可以更加靈活，不必上下垂直敷設(shè)，具體還需要看設(shè)備的布置。

2.3.3 后處理車間

變配電室/MCC室位于長(zhǎng)方形后處理車間長(zhǎng)邊的中間且只能從這個(gè)方向敷設(shè)電纜橋架至車間內(nèi)部，其余三邊位于共用工程區(qū)域。由于現(xiàn)場(chǎng)的成套打包機(jī)、烘干機(jī)等大型成套的設(shè)備中，只有配電箱放置于變配電室/MCC室,其余控制箱設(shè)置于現(xiàn)場(chǎng)，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(shè)備的末尾，東西貫穿至設(shè)備末尾，兩層橋架就滿足使用需求，是典型的樹狀式敷設(shè)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(qiáng)電橋架，一層弱電橋架。根據(jù)施工實(shí)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(shè)水管或者工藝管道居多，盡可能地在橋架下面預(yù)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(yīng)按圖優(yōu)化后做到距離最短，滿足施工安裝及電纜敷設(shè)的要求，梯形或有孔托盤水平敷設(shè)時(shí)距地高度不得低于2.5m，橋架垂直安裝時(shí)，在距地 1.8m 以下部分應(yīng)加金屬保護(hù)， 單敷設(shè)在電氣專用房間內(nèi)除外。線槽、無孔托盤距地高度不得低于 2.2m，但敷設(shè)在電氣專用房間（如 配電室、電氣豎井等）內(nèi)除外。

2.5 橋架敷設(shè)的位置

1）沿地面敷設(shè)

空間高度受限的區(qū)域或者樓頂區(qū)域一般會(huì)采用沿著地面敷設(shè)，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(shí)際使用高度為2m左右，可以沿著地面架起工字鋼的通長(zhǎng)支柱。

當(dāng)敷設(shè)在樓頂上時(shí)，會(huì)距樓面50mm高，每隔2m做一個(gè)支墩敷設(shè)，將橋架敷設(shè)在支墩上面。

2）沿墻面敷設(shè)

橋架敷設(shè)的區(qū)域只有墻體時(shí)，橋架可以借用墻體安裝支吊架，確定橋架的敷設(shè)高度。

3）沿梁下敷設(shè)

梁下敷設(shè)橋架，需要考慮橋架橫梁和縱梁的設(shè)計(jì)高度，不要只看其中一個(gè)梁底高度，當(dāng)柱子的寬度大于梁的寬度時(shí)，造成橋架不能貼著梁走，而且有距離差。這時(shí)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(shè)過程中穿墻或樓板的洞口時(shí)，一般會(huì)比橋架的高度和寬度大50mm，以避免建筑施工的誤差。

3 現(xiàn)場(chǎng)施工

3.1 施工方案注意事項(xiàng)

1）電纜橋架應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)荷載及設(shè)計(jì)條件在建（構(gòu)）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(yù)埋“預(yù)埋鐵件”“專用預(yù)埋螺栓”固定。

2）電纜橋架在穿過墻或樓面時(shí)，應(yīng)進(jìn)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(nèi)，其他均不應(yīng)敷設(shè)在同一根橋架內(nèi)（如：1kV 以上和 10kV以下的電纜；強(qiáng)電、弱電、控制電纜；應(yīng)急照明、其他照明電纜；向一級(jí)負(fù)荷供電的雙回路電源電纜）。

4）當(dāng)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(shí)，應(yīng)設(shè)置伸縮連接板。當(dāng)電纜橋架穿越建筑物伸縮縫時(shí)，應(yīng)設(shè)置伸縮縫或伸縮連接板。

3.2 施工方案的優(yōu)化

電氣工程設(shè)計(jì)和施工的過程中，橋架的設(shè)計(jì)和施工也是對(duì)相關(guān)人員的挑戰(zhàn)，施工過程中會(huì)因?yàn)榻ㄖ臻g和管線設(shè)置出現(xiàn)問題從而需要優(yōu)化設(shè)計(jì)。

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(jié)構(gòu)專業(yè)提開洞條件時(shí)，一定要仔細(xì)規(guī)劃橋架的敷設(shè)路由，進(jìn)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(huì)影響施工進(jìn)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(duì)橋架敷設(shè)的影響。橋架安裝前，必須與各專業(yè)協(xié)調(diào)，避免與大口徑消防管、噴淋管、冷熱水管、排水管及空調(diào)、排風(fēng)設(shè)備發(fā)生矛盾。

3）橋架的孔洞要準(zhǔn)確，否則誤導(dǎo)安裝。橋架的出戶位置一定要在施工前與施工現(xiàn)場(chǎng)的洞口核對(duì)結(jié)構(gòu)圖紙，避免橋架出戶的位置有誤，孔洞不準(zhǔn)確，誤導(dǎo)安裝，浪費(fèi)資源。

4 結(jié)論

在工程設(shè)計(jì)中，電纜橋架的設(shè)計(jì)和安裝是電氣工程建設(shè)總體進(jìn)度至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。由于前期階段設(shè)計(jì)資料缺失無法獲得準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)資料，會(huì)出現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)和施工圖紙不一致的情況。建議Lyocell纖維生產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目的施工單位根據(jù)工程實(shí)際情況，采用三維數(shù)字化軟件進(jìn)行進(jìn)一步的論證和碰撞實(shí)驗(yàn)，減少實(shí)際施工過程中的損失，提高施工的準(zhǔn)確性和規(guī)范性。