浅谈综合支吊架在天津地铁6号线中的应用实践

余佳欢

中铁上海设计院集团有限公司天津分院 天津 300000

引言

近年来，随着地铁建设的迅猛发展，地铁工程对于设计的要求逐渐提高。地铁工程不同于一般民建工程项目，设备系统较为复杂，管线种类、数量不断增加，且站内设备安装空间有限，综合管线的设计难度日趋明显。在设备区走廊、公共区吊顶内、穿越屏蔽门和卷帘门等特殊部位处矛盾更加突出。为解决此类问题，在综合管线设计中引入综合支吊架，就显得尤为重要。

天津地铁6号线一期南段，综合管线设计与BIM模型结合，从设计阶段对管线排布进行全过程优化，减少、避免在机电安装过程中出现碰撞，空间不足，交错缠绕等安装、检修困难的问题，具有一定前瞻性。线路开通后，运营使用反馈良好。

天津6号线一期南段的许多地下二层岛式车站，在车站的综合管线和支吊架的设计、施工中产生的问题极具代表性。本文以该项目中此种车站为例，阐述综合支吊架在地铁工程中的应用。

1 主要设计原则和标准

天津6号线的综合支吊架的应用范围主要包括站厅层（公共区吊顶内及设备和管理用房走廊）、站台层（两端用房外侧站台走道上方吊顶内及公共区吊顶内）。站厅、站台公共区吊顶顶部控制标高为：站台层为3.55m，站厅层为3.85m，设备区（非运输通道、非吊顶区域）为2.5m。

主要涉及的专业包括：通风空调系统，水系统，强电系统，弱电系统以及气体灭火系统等。管线类型包括：大小系统风管、空调冷冻水管、空调冷却水管、生产生活给水管、污水管、废水管、雨水管、消防给水管、气灭管、供电电缆、动照电缆（桥架）、通信、信号电缆（桥架）、FAS/BAS电缆（桥架）等。

支吊架通过后锚固螺杆与主体结构相连，支吊架采用12号和14号槽钢。支吊架以矩形支吊架为主；管线安装方式以托为主，部分可采用吊设的安装方式。支吊架间距通常为1.5m[1]，当需要避开风口、三通等，走廊内拐弯处需支吊架时，该支架现场制作安装。在满足检修空间的条件下，尽量向上布置，组合纳入同层吊架，减少空间占用和支吊架耗材。桥架穿螺栓与支吊架横担固定，风管在支吊架横担上两侧加固定卡，水管通过卡箍、吊卡、管托固定在支吊架横担上，所有管线紧固牢固，防止晃动侧移。支吊架构件设计满足现行的《钢结构设计规范[2]》GB 50017和《建筑结构荷载规范[3]》GB 50009的相关规定。

2 工程特点

采用综合支吊架整理设备和管理用房区、公共区吊顶内的管线，具有以下优点：

能够综合考虑各专业的管线布置，各专业的管线纳入统一的吊架中，管线支吊结合，解决空间紧张问题。

能够逐层、统一考虑预留检修空间。

管线纳入吊架内能够优化走廊内的视觉效果。

图1 甲车站公共区连接物业开发区走廊吊架效果

3 工程中遇到的问题及处理

3.1 水管吊装

图2 乙车站某支吊架现场侧吊情况

在综合管线布置中，常有最下层出现只有消防水管的情况，在设计综合支吊架时，为节省支架材料及空间、减少管线纳入上层吊架带来的路径弯折，此类水管常被设计为吊装形式。但造成了一些问题。首先，消防管等有压水管工作时压力会造成管卡和螺丝松动脱落，导致水管掉落伤人的危险；第二，在吊装时抱箍的固定螺丝及螺母会凸出横杆向上延伸，水管所在的上层横担电缆桥架或风管无法稳定固定。

在施工过程中，施工单位为解决桥架和风管的固定问题，将水管侧吊安装。但此做法不满足设计[4]要求且仍无法消除水压对管卡和螺丝造成的风险。最终经过对水管路径的调整，将吊装的水管均调整至横杆上。

3.2 吊架过窄

在管线较少区域有时会出现单一管线、桥架利用吊架的情况，在处理这样的位置时，不应紧贴管线和桥架设计，须预留一定的安装空间，以避免吊架安装误差或因固定构件螺丝占用空间引起管线、桥架无法通过的情况。

如图所示的剖面中左侧水管和右侧最上方通信桥架都存在空间不足问题。

3.3 走廊空间过窄制约吊架宽度

在丙车站的设计中，因外部条件制约，该站的A/D出入口被设计为顶出出入口，走廊空间尤其紧张，加大了站厅层设备和管理用房区域管线综合的设计难度。大里程端的走廊宽度以满足疏散要求为原则，设计为1.2m宽。风管需由机房经此走廊通向各设备房间。由于风管截面较大，支吊架设计时没有考虑与主体结构相接的锚固螺杆和竖向杆件的关系，竖向杆件过于贴墙，且风管紧贴吊杆，在实施时不得不临时调整风管尺寸，以满足安装及实施空间的需求。

3.4 次梁与吊架

6号线的综合管线设计通过BIM建模协调碰撞，解决了较多平面中不易发现、难以协调的问题。但在建模的过程中未体现结构次梁，导致部分原本空间紧张的部分管线与次梁碰撞后无法通过的情况。

丁车站站台层屏蔽门控制室风管图纸标高3.8m，由于BIM建模未体现次梁，风管实际安装标高仅为3.4m，和隔墙桥架3.2m孔洞碰撞。控制室内大小风管过孔洞后与检修室内构造柱发生碰撞，现场孔洞按隔墙孔洞图预留。在结合现场孔洞、风管、桥架、吊架条件后，最终经环控专业核算，以减小风管截面的方式解决此问题。

甲车站设备区走廊次梁局部突出墙体，位置与走廊内锚固螺杆连接件部分重叠，造成锚固螺杆只能有半侧固定到结构构件上，锚固不牢固。经过对局部管线布置调整，下调一组桥架，将吊杆向走廊内移动锚固至顶板。

3.5 楼梯下三角空间与管线、吊架关系

丙车站D出入口位于车站小里程端，顶出于主体内。在BIM建模时未搭建楼梯支撑墙以及区域结构墙板。未能如实体现走廊转折处平面与楼梯板的竖向提升段交汇情况，造成对此区域分析不足。支吊架在此走廊转折处前后为考虑安装和检修方便将FAS、通信和动照桥架一字型布置，如按原设计标高，将没有足够的平面空间通过。在施工时，安装单位按降标高贴墙下行的方式处理，但在管线改变路径后，无法满足走廊净宽疏散要求。由于土建条件限制，管线在此走廊内通行确有困难，最终将三种吊架改为经环控机房绕行后，再进入走廊。

图3 丙车站管线调整前情况

3.6 施工时序

戊车站小里程端临近空调机房的走廊处管线条件复杂，三通管线和过路管线并存，对两侧房间隔墙孔洞和综合支吊架安装的准确性要求较高，同时应以正确的时序施工，才能确保整体支吊架的顺利完成。

在安装过程中，由于综合支吊架组别配置错误且下层消防水管先于通信桥架安装，造成局部水管占用通信桥架的吊架位置，通信桥架安装时向上调整，占用部分上部空间；与此同时，由空调机房穿出进入设备房间的风管隔墙孔洞位置预留与图纸有偏差，与通信桥架路径碰撞，无法完成穿越。

经过现场协调，调整安装有误的支吊架后，将下部水管移至设计位置，再进行风管安装，最后完成通信桥架安装。

综合支吊架是整合复杂管线的有效途径，不但体现管线的秩序，并且对管线标高变化有着严格要求，如在施工之初按由上至下顺序施工，则能够避免在下层管线变标高时错入其他吊架层的问题。

4 结束语

天津地铁6号线车站采用综合支吊架设计，有效地归纳整理了设备和管理用房区域走廊内的管线，在走廊宽度较小的条件下，实现2.5m净高的走廊设计，走廊管线规整有序、走廊通透美观。本文结合地铁6号线管线综合的设计经验及施工配合要点，得出如下结论：

合理控制管线吊装设计，避免有压管吊装，对不得不做吊装的管线和区段进行吊装构件的验算。有压管道应根据规范要求单独增设支架固定，防止管道打压的轴向冲击力对支吊架的冲击，综合支吊架只承担重力荷载。

重视管线复杂部位的次梁、特殊位置楼扶梯下的三角空间等对管线和吊架布置的影响，吊架应避免设置在有次梁的部位；

吊架设计应预留合理的安装和检修空间；

管线综合及综合吊架设计对于施工时序有较强的要求性及制约性，在综合吊架的设计过程中，需要对施工时序引起重视；

结合本项目的设计及现场配合，建议在遇到综合管线通过走廊时，应特别考虑综合支吊架在通过设备运输路径时对设备运输净高的影响，当在有设备夹层时，土建应预留合理的层高以满足综合支吊架和设备运输的需要。