电缆桁架敷设方案在地铁车辆段中应用

王 龙（中国中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031）

电缆桁架敷设方案在地铁车辆段中应用

王 龙（中国中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031）

地铁在城市交通中扮演着举足轻重的角色，电缆工程是地铁建设中的关键环节，电缆敷设方案多种多样，如何合理选择、设计和实施更是一项基础且重要的工作。本文将结合宁波地铁天童庄车辆段电力电缆钢桁架敷设工程，全面阐述电缆桁架敷设方案在地铁车辆段中的应用。

电缆敷设；桁架；地铁车辆段

如今，我国各地已经修建或正在大力修建地铁，地铁已经成为重要的交通设施。地铁车辆段是整个地铁建设中的重要一环，它担负着地铁车辆停放、检查、整备、运用和修理重要职责。电缆工程对地铁建设至关重要，对车辆段的建设亦然。随着工程建设要求的不断提高，对电缆工程也提出了更高的要求，电缆敷设作为重要环节，方案的设计和实施起着关键性作用。电缆敷设方案多种多样，本文将结合宁波地铁天童庄车辆段电力电缆安装钢桁架工程，着重介绍电缆桁架敷设方案在地铁车辆段中的应用。

1 什么是桁架

在建筑工程中，桁架较为常见，它是由直杆在两端相互连接而成、抗弯为主的格构式结构。桁架一般由上弦杆、腹杆组成，腹杆包括竖杆和斜腹杆。桁架中的杆件一般情况下主要承受轴线拉力或压力，应力在截面上分布均匀，从而能够充分利用材料的强度。桁架用料经济，结构的自重小，在跨度较大时可以比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。

由于桁架结构受力合理、计算简单、施工方便、适应性较强，对支座没有横向推力，因此它在工程中被广泛应用。在工业和民用房屋建筑中，当跨度比较大时，用桁架作为屋盖的承重结构是经济耐用的选择，这时的桁架通常被称为屋架。除了作为屋架，桁架的形式多种多样，可以被做成简支桁架、拱、框架及塔架等，因此桁架结构被广泛应用于桥梁、会展中心、体育场馆、高铁站、地铁站、高层商务楼、大型公共建筑或其他一些大跨度的场馆建筑中。

2 桁架在电缆敷设中的应用

在许多大型建筑工程中，电缆工程的敷设是极其关键的环节。电缆工程的敷设方式选择应综合考虑城市发展规划、工程条件、环境特点、电缆线路长度、类型及数量等因素，必须满足运行可靠、便于维护的要求，且符合可靠性、实用性、经济性、合理性的原则。

目前电缆的敷设方式主要包括直埋敷设、穿管敷设、浅槽敷设、电缆沟敷设、电缆隧道敷设、架空敷设等几种，各种方式各有优缺点。其中，架空敷设电缆是一种将电缆架挂在距离地面有一定高度电杆上的建筑方式，与埋地敷设电缆相比，此种方式的架设简单，建设费用较低，对地下建筑施工的影响较小，但也存在易受外界影响、影响美观等缺点，适用于用户数较少而变动较大，地下敷设电缆存在困难的地方。

桁架可应用于电缆架空敷设方案中，桁架的结构简单，自重小，受力体系简单，适用跨度大，用料相对较少，节省资源及投资成本，设计、制作、施工都较为方便，现场焊接量较少。结合桁架的有利条件，缆桁架敷设方案在建筑工程中具有一定的优势，可根据工程的特点和实际情况进行设计和应用，从而满足工程中电缆敷设的需要。

3 电缆桁架敷设方案在地铁车辆段中的应用

在地铁工程建设中，电缆的敷设方案至关重要。以下将结合宁波地铁天童庄车辆段电力电缆安装钢桁架工程，介绍电缆桁架敷设方案在地铁车辆段中的应用。

3.1 工程概况

宁波轨道交通1号线一期工程是宁波市重要的民生工程，宁波轨道交通1号线是一条东西走向的重要骨干线。其中，1号线设有一座车辆段，即天童庄车辆段。该车辆段位于蔡江岸地区，属于综合性基地，设有国铁联络线，主要承担1号线机车、车辆的停放、整备清洁、技术检查、检修以及行车设施设备维护等任务，还承担着宁波轨道交通1、2、3号线车辆的厂架修任务。

对于天童庄车辆段综合管线的电缆敷设方案，原施工设计方案中，室外供电、动力照明电缆按主要路径走电缆沟、电缆小隧道，局部分支架空或者埋地敷设，电缆沟截面分1.5m、1.3m、1.1m、0.7m几种形式，深度0.4～1.32m，并设有2‰的坡度用来排水，每处最低点设有集水坑，采用小型泵抽排的方式定期排出电缆沟内的积水。但是，考虑到地面不均匀沉降可能引起一些问题，在宁波地铁天童庄电力安装钢桁架工程中增加电缆架空敷设的设计方案，根据实际情况，部分区域的电缆采用桁架结构形式，安装于结构梁或者结构顶板下。考虑部分均回流电缆的特殊性，库前咽喉区两条横穿轨道的电缆沟仍保留原方案。

3.2 电缆桁架方案设计

根据地铁车辆段的特点和管线的实际情况，本工程中采用桁架结构形式，能够便于加工制作、运输及现场安装工作，尤其在桁架结构中间设置检修马道，更有利于电力设施单位的管线铺设及检修工作。图1～3分别为桁架的三维图、立面图和剖面图。

图1 桁架三维图

由于桁架架构抗弯强度大，不需要在顶板拉竖杆，只需在每个结构梁底安装就可以，跨度可以做的较大，桁架每隔1m要设置横档，方便电缆敷设，桁架荷载按不小于400kg/m考虑。

电缆分为控制及辅助电源电缆、动照电缆、直流电缆、环网电缆，各类电缆沿支架水平敷设，排列整齐，不同电缆应分层敷设，避免相互干扰，高压电缆应敷设在上层。电缆敷设高度保持一致。

图2 桁架立面图

图3 桁架剖面图

风管是用于空气输送和分布的管道系统，风管一般体积较大，绕道困难，电缆桁架在设计和搭建过程中需要避让风管，采用下穿风管的方式。

电缆桁架下可设置悬挑平台，以通过平台上检修通道，同时需要修建钢爬梯通往平台。悬挑平台的平台板最外沿和桁架的立柱对齐。平台的三面均设有防护栏，高0.9m，防止施工人员不慎掉落，减少事故的发生。悬挑平台底部设有一个45°的斜支撑，用以加强纵向刚度，保持纵向稳定，使平台整体结构不变形，达到更好的支撑作用。

3.3 架设高度分析

桁架的架设高度主要受两方面因素的影响：①结构底梁；②风管。

3.3.1 结构底梁的影响

梁底高程按以下公式计算：

梁底高程=梁顶高程-每个梁的高度

经测算，某区的梁顶高8.7m，该段最大梁高为2.4m，则最大梁底高程，即桁架限高6.3m。

3.3.2 风管的影响

风管沿梁底敷设，经测算，某区的风管顶距离梁底0.1m，风管高0.6m，结构梁梁底最低高程7.5m，风管底高程6.8m。受风管高程6.8m的影响，桁架框架高程不超过6.6m。

3.4 桁架安装工艺和用材

3.4.1 钢桁架材料要求

宁波地铁天童庄电力安装钢桁架工程采用方管桁架结构，主管采用口型100×100×5.0，腹管采用口型80×80×5.0，材质为Q235B级钢，大部分桁架结构中的杆件均在节点处采用焊接连接。

考虑到宁波地区邻近海边，空气富盐化，有较强的腐蚀性，故本工程中的所有材料均采用镀锌材料。

3.4.2 型钢加工制作流程

本工程中，钢桁架加工采用分榀在工厂切割、拼装及焊接，图4为型钢加工制作流程图。

图4 型钢加工制作流程图

由图中可知，型钢的加工制作必须经过放样、号料、切割、矫正和成型、边缘加工（包括端部铣平）、构件组装（组装时需要根据本工程实际情况将构件组装成吊杆、腹杆两种形式）、焊接等严格的流程。

3.4.3 安装施工

钢结构的安装流程图如图5所示。

图5 安装基本流程图

吊装前清除柱身上的油污、泥土等杂物以及连接面上的浮锈。检查钢柱质量符合设计要求和现行规范 （GB50205-2001）的规定后，在柱身上测放出十字中心线并在上下端适当部位用白色或红色油漆标出中心标记，以便就位对中和校正钢柱垂直偏差用。在构件弹线的同时，按照施工图，核对构件上的编号标记，若存在不齐全、不明显的现象，应加以补编，不易判别方向的应在构件上加以标明，以免装错。将吊索具、操作爬梯、缆风绳、防坠器等附件固定在钢柱相应位置上，固定要稳固可靠。

为了加快进度，本工程进行分组安装，同步和交叉施工。桁架安装采用在桁架下面搭设移动脚手架作为施工平台，在施工平台上进行桁架拼装及焊接工作。

其中，施工平台为可滑移脚手架，脚手架平台必须具备足够的承载能力，平台的堆放荷载为100kg/m2，施工活荷载为100kg/m2，该脚手架平台采用φ48×3.0钢管扣件式脚手架。脚手架上满铺竹排板，围栏密布安全网，围护网高度为1.2m。

桁架的安装可按以下步骤进行：首先，在平台上安装竖向吊杆桁架；其次，在两榀竖向吊杆中间安装腹杆桁架；第三步，安装中间走道板及栏杆。以此类推，完成所有桁架的安装。

3.5 桁架方案的优缺点

电缆架空敷设方案采用桁架结构，能够很大程度上避免管线频繁交叉的问题；方便设置检修通道，便于进行管线铺设及检修维护；同时，盖下的空间可以充分利用。但是这种方案也存在一定的弊端，例如：电缆敷设比较困难，对安装工艺要求较高；由于设有马道，横向宽度较宽；电缆明敷，对盖下建筑景观产生一定影响。

4 结束语

本文结合宁波地铁天童庄电力安装钢桁架工程，分别从电缆桁架方案设计、架设高度分析、钢桁架材料要求、加工制作流程、安装施工等方面介绍了电缆桁架敷设方案在地铁车辆段中的应用模式，并分析了桁架方案的优缺点，可以为国内类似的地铁车辆段电缆桁架敷设方案提供一定的参考和借鉴。

[1]王兴龙.地铁信号设备室内电缆敷设方式分析[J].低碳地产，2015（12）.

[2]杨镇宇.浅谈地铁车站电力电缆施工[J].建筑工程技术与设计，2014（17）.

[3]缪 东，肖 俊.轨道交通车辆段的室外管线综合设计[J].现代城市轨道交通，2011（5）：50～52.

[4]《电缆敷设国家标准》（GB50217-94）[S].

U231

A

2095-2066（2016）36-0242-03

2016-12-13

王 龙（1984-），男，工程师，硕士研究生，主要从事轨道交通设计方面工作。