管线综合支吊架实施做法的案例分享 [课程编码2265]

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+ q& B7 V/ `# Q源于山西四建集团赵鹏，分享管线综合支吊架做法案例，供大家参考借鉴。本工程机电专业包含30余个系统，管廊管线多达36支，参建单位多、操作水平良莠不齐。若所有参建单位各自为政、只考虑各自负责专业管线施工，缺乏统一协调管理，必然导致现场凌乱无章，将严重影响施工质量。

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有无综合支架效果对比

管线综合支吊架实施做法的案例分享

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无综合支架VS有综合支架

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9 B! G, e. z1 c1 r! g为此，项目部运用BIM技术对所有机电管线进行综合排布、策划综合支架方案，并承担本工程综合支架施工。
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) i: S" @$ R  C$ Q1 z: f2 R
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（一）

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管线综合排布

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$ C0 F5 g1 t% Y运用BIM技术辅助进行管线综合排布。


4 {8 V4 e, P' l& t示例1：此处共有管线36支，层叠密集，综合排布后共分8层，整齐美观。

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III区2层管线综合排布

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. ?3 y/ P9 P8 G+ ^7 D示例2：此处管线纵横交错，标高重叠，碰撞频繁，综合排布后井然有序。

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VI区3层管线综合排布

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& s, W( Z$ d1 o' D
8 S" T; ?/ r( @& V% i) Z7 E5 g9 L本工程管线综合排布原则：

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* d2 I. f  j" B; t1）预留安装维修空间；
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( o2 Z3 i, v$ O* i: [2）小管让大管、有压管让无压管、低压管让高压管；
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3）行程长的管线在上层，行程短的管线在下层；


4）管线阀门并列安装时考虑阀门及法兰保温后的间距；
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* n  j- d) W% g* T' N/ y! H
5）金属导管和金属槽盒敷设在蒸汽管下方，不小于0.5m，在上方时不小于1.0m；


6）通信桥架与其他桥架水平间距至少300mm，垂直间距至少300mm，防止磁场干扰；

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7）最上层桥架槽盖开启面至少保持50mm垂直净空。

（二）

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选型计算

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7 X1 F' }' L4 q- |以II区2层为例，依据管线综合排布策划综合支架方案。
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II区2层管线综合排布

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1.初步选择支架型钢，策划综合支架方案，创建支架三维模型。
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2.计算每处节点受力（=管道自重+满水水重+保温层重+保护层重），管道长度按4.5m计算。
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3.对支架进行受力分析。
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支架下三层占整体质量的95.5%，为方便计算，以下三层为模板创建力学模型。
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* ~7 \4 ^/ U$ s! r4.拟定计算参数。
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1）荷载放大系数：1.5；受拉杆件长细比限值：300；受压杆件长细比限值：150；横梁挠度限值：1/200。


2）设计资料
材质：Q235-B；fy=235.0N/mm²；f=215.0N/mm²；fv=125.0N/mm²；梁跨度：l0=3.51m；梁截面：[16b；强度计算净截面系数：1.00。
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/ S. K- f, p  R
2 W* n8 O/ v* v/ f! K8 T) d3）参考标准与规范：
《建筑结构荷载规范》《钢结构设计规范》《混凝土结构设计规范》
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5. 校核支架型钢及焊缝强度，经济选型综合支架型钢。

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1）计算单工况作用下截面内力（轴力拉为正、压为负）
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) @, s5 k9 Y2 q" g/ G9 M) y+ ]
/ K. w0 M$ s8 L% I: n2）计算荷载组合下最大内力= 1.2x恒载 + 1.4x活载

* x8 A; s9 n  z  N0 R- a/ g5 _
& m6 m6 W* u7 Y' K+ F3）计算抗弯强度
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4）计算抗剪强度
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5）计算梁上翼缘受集中荷载
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6）折算应力
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* G1 l! L* Z( S

4 q. P. a  J7 R" B& H7）计算节点焊缝节点处受力。经计算弯矩：0.31kN.m；剪力：0.71kN；轴力：65.33kN。采用E43型手工焊，焊缝的强度设计值ff=160.0 N/mm²。
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弯矩产生的应力

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剪力产生的应力

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轴力产生的应力
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折算应力
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/ C1 H% m% a/ }3 a以上结果均小于焊缝强度设计值时满足要求。
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6 D8 p/ a; e8 b8 r" G! l
! M3 y1 A& n  M& e5 o# ]/ X# y6. 将支架荷载逐一分配到各型材构件，汇总出锚栓所在受力，结合螺栓的允许设计强度值选定所用锚栓的类型、规格和数量。
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由计算得每根支架立柱最大轴力N=65.331KN，当砼强度为C30时，M16X110抗剪设计值V=14460N，抗拉设计值F=21010N。只承受剪力时：每根立柱需要的膨胀螺栓的数量n=N/V=65.331/14.460=4.52=5条；只承受拉力时：每根立柱需要的膨胀螺栓的数量n=N/F=65.331/21.01=3.11=4条。由此确定膨胀螺栓规格及数量。

7 [9 M( F6 V9 |" K! a. B4 t
& R! G9 @6 q8 @. G) O' n. D9 a7. 邀请设计院对结构进行弯矩和剪力校核。
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（三）

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模拟试验

9 `1 c9 d5 a4 H) r7 R5 v
  }* y# k0 y1 H' f8 L
1. 加工试验模型，模拟支架受力情况，对支架整体及结构的安全性能进行校核。
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. F9 S4 D' Q: o! F- f2. 出具检验报告。
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（四）

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方案会审

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策划综合支架方案（附计算书及试验报告），经建设、监理单位批准后实施。
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综合支架施工方案

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（五）

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过程控制

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1.大规模门型支架调直装置
. E0 _1 H2 ~/ O5 ~% n
' ~' t& P" x3 H; ~
4 _& z4 b6 ~; h# [$ `* H% h综合支架普遍采用[14、[16制作安装，跨度大于3m，部分超过6m；立柱长度大于4.5m、部分达到6m；层数均在5层以上，单体重量高达1.4t。
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% _+ O: b8 w0 L+ {. h7 R
在施工过程中存在以下问题：

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1）支架立柱长，易变形扭曲；
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2）支架层数多，焊口密集、焊接应力集中，容易产生焊接变形。
2 }1 m& y+ m# I) Q$ M1 I' q! L
; \, t: O# @: c. s% g6 r2 V8 c
- s& V# r8 H3 p' r以上问题可能导致支架安装完成后产生局部变形，影响整体布局美观。

7 q- b: z( e: h
2 m  V* j! B* t% R8 L为此，项目部设计加工“支架调直器” 对变形支架进行调整。

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原理图

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- I8 ^' `; s5 ~  s1 Z8 {4 {' B限位装置采用[20制作，一侧开140X140方形口，一侧开165X120矩形口；槽钢长度据实确定，需保证方管与支架距离略大于千斤顶本体长度，小于千斤顶行程和本体长度之和。
. n! n4 _0 R( A8 a

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组件1 限位装置俯视图

. A7 k' A2 w. X- n敞口一侧钻Ф30圆孔，穿入Ф25螺纹钢限制支架与限位装置的相对位移；附近焊接Ф20螺帽，调直前后千斤顶不受力时，拧紧螺栓可以防止调直器坠落。

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组件1 限位装置侧视图

- L. L- l' w+ |
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% O5 b+ T- h9 v1 Z. y6 ]支撑装置采用□120X120X4.5制作，插入限位装置的方形孔内，支撑千斤顶底部受力。每隔一段距离钻Ф30圆孔，可以胜任不同长度立柱调直工作。

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. G) x4 |' `0 Z, i5 O4 M

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组件2 支撑装置

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操作步骤

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" }( G. b5 h3 W6 q; \2. 设计加工蒸汽、凝结水导向管座
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' ^9 q* N* Z9 _& f4 C) F1）凝结水导向管座：圆管上焊接钢板作为支撑立板，将矩形管切割后倒置作为限位装置，不锈钢立板与管道满焊，矩形管与底板之间衬聚四氟乙烯板减小摩擦系数并隔热。

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模型图及现场图

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, k. @5 ~! r7 [6 T$ ?2）蒸汽导向管座
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壳体采用1.5X25、4.0X60mm 钢带，8mm厚钢板焊接；滑动面采用聚四氟乙烯板制作，PTFE熔点327℃，使用温度250℃＞195℃，摩擦系数0.04，是固体材料中摩擦系数最低者，可以有效实现由于管道涨缩引起的滑动；壳体内衬石棉管托绝热。
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三维模型图

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) z( `) o1 j, d/ A& s/ C' P, B

定制加工图

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现场效果图

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3.利用综合支架搭设检修平台


% Z; W" i1 d3 ^8 U$ d本工程多数管线标高大于5m，部分阀门标高超过3m，为了方便后期维修操作，利用综合支架搭设检修平台。
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制冷站机组立管支架

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$ s. [( J9 K! A/ w. s1 ]7 J' h" u4.单个支架“一体多用”
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. q) S# I4 J* i5 f* `. a, s: {
1 O( N) l1 }( `5 L9 B* y7 ~/ M2 `立管与水平管共用支架，主立管支架兼顾分支管道支架。
3 g; u$ L% A$ p# K  v* t

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工程实施效果欣赏

' f3 R& T4 m1 [
9 D" h1 D: |) C! W( {/ F

3 t% C4 u  k+ n& I2 R

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