高铁动车所检查库综合管线集成吊架系统研究

罗继华

摘要：综合管线集成吊架系统是解决管线综合布置难题的有效方式，对比分析国内外动车运用所检查库综合管线，归纳检查库库内管线的综合模式，提出了一种新型综合模式——综合管线集成吊架系统模式；其次针对管线类型，总结了管线布置原则，提出集成吊架布置基本功能，基本要求，布置形式；最后，对集成吊架系统主要零配件的安装工艺进行了具体说明。

关键词：轨道交通；综合管线；集成吊架；检查库；管线布置

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.13.092

1管线综合模式研究现状

传统动车所检查库管线综合模式主要为简易支架和综合管沟布置形式。简易支架模式具有建设初期投资小、周期短、安装灵活等优点，郑州五里堡动车所检查库即采用该模式；综合管沟模式便于集中布线、管理和维护检修，杭州、上海南动车所检查库即采用该模式。

1.1简易支架模式

简易支架模式是各专业根据需求，通过焊接和预钻孔的方式连接吊架，各专业间相互独立。具有安装简单，费用少等优点。但也存在一些问题：一是缺少系统的布局设计和综合受力分析，仅靠施工人员工作经验选用安装构件、安装位置，安全稳定性较差；二是管线布局凌乱，影响美观；三是管线和房屋受力不均，影响结构安全。

1.2综合管沟模式

综合管沟模式发展于城市地下空间设计，利用管道综合走廊将不同功能的管线有机综合的敷设在同一条隧道空间内，可实现各类管线统一规划设计、统一建设管理。综合管沟模式可有效地利用地下空间，方便管线维修、更换。但建设过程中各部门管线协调难度大，效率低下；地下管廊对通风、透气要求高；工程投资较大。

2动车所检查库管线综合模式分析

2.1检查库管线

根据对既有郑州动车所、杭州动车所、南京南动车所、汉口动车所调研情况，动车所检查库管线如表1所示。

2.2集成吊架方案研究分析

管线集成吊架系统的显著特点是实现了安装空间的合理分配与资源共享，满足功能要求，观感质量好，可减少专业间的协调工作量，提高施工工作效率。对动车所检查库结构空间狭小的特点具有良好的适应性。

2.2.1方案分析

传统管线施工作业为各专业负责设计安装本专业吊架，数量庞大空间拥挤，易造成检修通道无法设置。作业过程中，由于通风管道尺寸较大，占用了走廊宽度空间，其余专业管线吊架只能凭借设备房墙体生根固定，造成整体布局错综复杂，空间利用率低，协调工作量大。从传统的施工方法来说，简易支架不适应现阶段动车检查库内管线综合的模式。综合管沟由于前期资金投入大，周期长，对于快速发展的铁路工程，并不顺应铁路发展的快速性要求。因此，本文提出一种具有结构简单、安装方便、组合灵活、管线检修方便，可有效解决传统简支模式和综合管沟模式在施工及使用过程中各项问题的管线综合模式。

2.2.2集成吊挂方案特点

动车所检查库的风管、水管、电缆桥架及管线集中安装空间紧张部位采用集成吊挂系统方案，该系统既可以由相关厂家根据标准生产工艺流程和配套产品组合实现，也可以联合设计单位，根据现场空间条件和吊架功能需求来提供个性化设计方案，完成集成吊挂系统。该系统包含多个结构：锚固件、预埋槽钢、U型槽、转接单元、卡扣、调节式槽钢螺母和管道支托系统。管道支架的规格和位置可通过连接件灵活调节。综合管线集成吊架系统为关键受力部件，通常由单个或多个U型槽组成的刚性结构，为确保结构的安全性和稳定性，通常采用矩形支吊架形式。横梁安装在满足以后系统运行后可进行继续扩展的要求下，可结合现场实际情况进行空间位置的灵活调节。吊挂系统与墙体混凝土采用锚栓连接，与关键钢结构采用夹具免焊接方式连接，具有较高力学强度。對比分析，该系统具有吊杆使用数量少，结构强度高，空间利用率大，施工进展快，后期维护扩容方便等优点。

型钢焊接式吊挂和综合管线集成吊架两种方案比较如表2所示。

传统管线布置时常采用型钢焊接方式进行管线连接，会遇到在管线空间管理、结构受力、耐久性、检修维护、安全扩容、外观形象、施工效率和成本控制等多方面的问题，而采用成品支吊架方式进行管线综合，有效解决传统布置方式所遇到问题，具有很强的优越性。通过专项研究比选后，集成吊挂系统确实是目前检修基地的管线工艺的趋势，可一步到位，免去二次检修维护的投入和对生产的影响。

3检查库综合布线分析

结合各专业工艺管线的布置要求，对典型动车运用所检查库布线的分析，以2线检查库为例，提出动车组检查库各综合布线原则，具体各专业对应管线布置原则如表3所示。

4综合管线集成吊挂布置

4.1基本功能

（1）将消防管、空气压缩管、给水管、暖气管、电力桥架、信息桥架、安全连锁桥架等各专业管线进行综合并且分层分类支吊，并满足设计规范要求。

（2）满足各专业的规范要求支撑间距≯3米，支吊架高度需考虑足够管线安装空间及检修作业空间。

（3）库内综合支吊架需采用牛腿，桥式支吊架形式不能与天车梁连接。

（4）所有支吊架需考虑大库采光、检修工人作业空间、动车安全距离、接触网安全距离及扩容的空间。

4.2基本要求

牛腿与立柱的连接及所有支吊架的连接工艺严禁采用焊接工艺，以防破坏立柱的结构受力及防腐涂层，提供每个连接处的具体安装位置开孔尺寸及荷载。

（1）灵活方便：装配式安装，灵活组合，方便调节，便于后期维护及扩容。

（2）节约空间：将各专业管线集中布置，有效减小安装空间。

（3）防腐保障：表面钝化镀锌处理或环氧喷涂，延长使用年限。

（4）美观洁净：施工中不用焊接、预钻孔，避免对原结构的破坏与污染环境视觉美观新颖，从外观上提升工程建造品质。

4.3布置形式

综合管线集成吊挂系统以成品槽钢以及专用连接件在工地现场进行组装的装配式体系，在满足以后系统运行后可进行继续扩展的要求下，可结合现场实际情况进行空间位置的灵活调节。吊挂系统需满足相关部门的防腐和抗震等各项要求，施工作业需采用免焊接免涂刷防腐材料。在保证库房主体结构安全和吊挂受力合格的要求下，系统与混凝土结构需采用锚栓连接，与钢结构部分采用夹具和拴接形式。

集成吊挂系统以两根立柱之间的吊架作为一个单元，两根立柱距离可为6米或9米。单元体中，通过6米或9米长的方钢和槽钢搭建一悬梁，给吊架提供受力支撑点。

5综合管线吊架系统安装工艺研究

5.1前期准备

5.1.1成品槽钢存放及切割要求

（1）在搬运槽钢过程中，应注意保护槽钢表明涂层，严禁与地面发生刮擦，槽钢运输到场后的存放应尽量选在室内。

（2）槽钢在室内存放时，首先须在室内地面铺设一层防水薄膜，型钢与薄膜中间垫置两排干燥木条，防止地面潮湿而使槽钢受到腐蚀；其次尽量分开叠放不同型号的槽钢，以便于施工时的取用；如整捆型钢尚未被拆开，也须在每一层型钢之间垫干燥木条。

（3）如无室内场地存放条件下不得不选择室外时，其存放方式同样需要铺设防水薄膜与垫置干燥木条，此外，由于室外受天气原因影响较大，室外存放还须在型钢表面覆盖一层类似于防水油布类的防水层，保护其不受腐蚀。

（4）为确保现场施工作业安全，禁止槽钢堆积高度超过1米，并做好防倾覆措施，放置醒目警示标牌，严禁在堆放的槽钢上踩踏，防止意外滑落造成人员损伤。

（5）为保证切口质量，切割作业采用无齿锯或砂轮锯，及时处理切口毛刺，槽钢切割下刀必须严格按照标注尺寸要求进行操作，以保证后续安装的精确度。

（6）切割作业过程中保证切口垂直，尽量使用金属锯条，控制切割温度，防止切割截面发生变形。

（7）切割作業完毕后及时清理切口附近铁屑，并将切口打磨光滑，切口处补喷附锌漆。

5.1.2施工准备

（1）施工作业前由专业人员带领施工人员认真学习相关安装作业指导书。

（2）在施工作业前，各专业施工人员需熟练掌握施工图纸，确定布置方案，并与相关专业负责人沟通落实管线标高和空间分配。

（3）施工作业前，各施工人员熟练掌握安全须知、作业相关技术规范、操作细则和质量验收标准。

（4）支吊架制作：领取材料→配制支吊架管并组合根部→制作支吊架→集成安装

（5）所有物料严格清点，规格尺寸和数量满足设计安装需求。

（6）清点过程中发现数量或规格有误应详细记录，及时向技术人员反应并替换。

（7）准备过程中认真做好各环节的测量和检查记录。

5.2作业步骤

总体施工顺序：准备材料→安装检修平台→安装支吊架→固定管道。

5.2.1检修平台安装

（1）准备下料。

由检修平台施工节点图来选择零配件。

（2）平台组装、安装。

施工顺序：搭架铝梯→安装滑轮→安装电葫芦→安装平台→卸载工具

5.2.2支吊架安装

（1）准备下料。

①由支吊架施工节点图来选择零配件。

②切割槽钢。切割作业过程中严格按照施工图选择相应零配件，且必须根据槽钢指示刻度来准确切割，切割要求方向垂直，切口平滑。

（2）支吊架组装、安装。

核实放线位置后方可按照图纸及相关规定要求施工。

施工顺序：混凝土柱上支吊架安装→柱间超静定结构现场组装及吊装→管束安装

①立柱上支吊架安装：

按照图纸尺寸结合现场实际工况，进行槽钢下料，配件准备，如图1所示。

安装步骤：先根据施工图纸对混凝土柱上支吊架的横担位置，进行放线定位，且同一标高处的横担均须保证在同一平面，然后放线定位锚栓位置，接着安装锚栓与牛腿，再安装横担、竖杆，最后确定吊架在牛腿的位置，并用MQG-G挂具将吊架固定。

②柱间超静定结构现场组装、整体吊装，如图2所示。

组装步骤：

第一，根据图纸尺寸，组装跨间支吊架，且保证同一标高处的横担在同一水平面。

第二，严格根据图纸要求，安装跨间支吊架。

第三，定位竖杆上MQG-H铰连接件位置（连接件中心距离端部100mm～150mm）。

第四，根据《铰连接件施工方法》安装横向系杆，锁紧螺母过程须保证系杆水平。

第五，整体吊装放置在牛腿上，按照图纸尺寸，定位MQ-41D槽钢及方铁的位置，并用扣件将槽钢及方铁固定。

第六，根据《铰连接件施工方法》安装斜向系杆，两端斜向系杆锁紧螺母后需保证长度一致，与图纸符合。

③管束安装。

管束全套包含管束、管束扣垫、凸缘螺母和全牙螺杆，如图3所示。

安装方法：先安装管束于槽钢上，管道定位好后，调节管道位置后锁紧管束两端螺母。且管束组合中全牙螺杆裸露部分不得超过50mm。

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