机电安装工程管理型支吊架施工工法
1前言
随着我国国民经济的快速增长，一些高层、超高层建筑如雨后春笋般的拔地而起，人们对于管线、强弱电桥架等美观、安全的要求也越来越高。管理型支架是在安装工程中将给排水、空调通风、消防、强电、弱电等机电安装工程各专业的支吊架综合在一起，统筹规划设计，整合成一个统一的支吊架系统。管理型支吊架的最大的优点是不同专业的管线使用一个综合支架，采用管理型支吊架技术能更好地进行综合支架的选择和计算，减少支架的使用，合理利用空间，同时降低成本，管线综合布置紧凑美观。
大型安装工程的设备、强弱电桥架、风道及各类管道的传统排布方法与安装往往会影响到本身及相关专业的施工进度、观感和空间的合理利用，且材料浪费、造价高，而管理型支吊架的选择与安装克服了上述问题。管理型支吊架统筹考虑了管线的综合布置技术，而管线综合布置技术为建设部十项新技术之一。该工法在管线综合布置中取得了很好的效果，经潍坊市科学技术局鉴定为省内领先水平。
2 工法特点
2.1 实行动态控制，施工方便。图纸制作、处理、审核全在现场，使与机电工程有关的管理及施工人员均通过图纸对所涉及的专业内容进行管理调整，及时掌握变更的状况。根据深化好的综合支架的图纸，能较快完善节点设计和施工详图设计。使空调水系统、空调风系统、消防喷淋主管、强弱电桥架，可以采用同一支吊架，在施工前支架均已布置安装完成。省去了穿插安装支吊架的复杂过程，提高了工作效率。
2.2 能主动进行成本控制。支吊架综合后，可以减少钢材用量，节约成本。同时采用管理型支吊架可减少施工完成后的拆改工作量，排布好管线可减少窝工损失、降低人工费用等。
2.3 避免交叉冲突，有效利用空间。管理型支吊技术就是在满足各种管线布置的前提下，有效地控制整体占用空间，提高吊顶标高。在保证功能情况下，解决管线设备的标高和位置问题，避免交叉时产生冲突，同时还要配合并满足结构及装修的各个位置要求。
2.4 维修简便，布局清晰。在排列各种管线时考虑了施工顺序对不同管线的要求及运行管理维修的需要，解决了先施工的管线或桥架不影响后续施工的管线或桥架，还考虑了需要维修和二次施工管线的安排。 同时支吊架的减少，均匀合理布置管理型支吊架，使管线走势清晰，明朗。
2.5 数据准确，安全可靠。大型安装工程进行支吊架设计时，都提前考虑所有被支吊物最大应力时的叠加，考虑计算管线及其介质（水及电缆等等）的荷载。而在工程施工中，支吊架的实际受力并不是如此，例如水平力同时达到相同方向的最大值等。因此，此支吊架的施工工法是非常安全可靠的。
3 适用范围
管线支吊架综合布置施工工法主要适用于多专业或多分包单位施工的建筑机电安装工程管理，尤其适用于大型或复杂的机电工程总承包管理。同时也适用于市政工程中的道路、桥梁、电缆沟等的配套管线工程。尤其对于多种管线布置，而且空间有限的超高层或复杂精细车间，特别是对于大型办公楼、商场酒店等公共建筑工程的公共走廊等管线集中的场所。
4 工艺原理
管理型支吊架综合布置施工工艺是首先要根据图审中心审定的图纸，确定机电安装部分都存在哪些专业：强弱电桥架、新风及排烟风管、消防喷淋管道、空调供回水管道、VRV多联机铜管及凝结水管、煤气管道及设备的安装等等，再根据各专业安装标高及设计要求，参考各个专业相关规范规定，与现场实际情况相结合进行深化设计，策划制定出合理的综合支吊架安装方案，最后根据策划确定的方案进行支架的断面设计、下料、制作、安装、校正、过载试验等。
5 施工工艺流程及操作要点
5.1 工艺流程
安装准备→综合支吊架方案设计大样→所承管线荷载及支吊架的计算及策划→管理型支吊架制作→管理型支吊架安装→过载试验。
5.2 操作要点
5.2.1 安装准备
1. 对图纸和策划的施工方案或施工组织设计已经进行详细的技术交底；
2. 材料、施工人员、施工机具等能保证正常施工；
3. 施工现场的用水、用电和材料贮放场地条件能满足需要。
5.2.2综合支吊架设计大样
1. 根据安装各相关专业图纸，参照土建及装饰图纸，对支吊架设计大样进行策划和细化。设计选择支吊架方案时，执行国家建筑标准设计图集《室内管道支架和吊架》03S402、《金属、非金属支吊架》08K132、《电缆桥架安装》04D701-3、05系列工程建设标准设计图集《管道支架、吊架》05YS9、《通风与空调工程》05N4等。结合不同的现场施工情况（例图5.2.2-1、例图5.2.2-2）和用途进行自主调整和变更（如例图5.2.2-3）。
图5.2.2-1 （XX1#办公楼走廊管线桥架布置详图）
图5.2.2-2 XX大厦车库管理型支吊架（工程实例）
2. 本设计仅考虑支吊架本身的强度与变形。当管径较大时，有关支吊架对于梁、板、柱、钢架等结构强度的影响，须经结构专业设计人员验算。
图5.2.2-3 支吊架设计大样参考图
5.2.3所承管线荷载及支吊架的计算及策划
1. 各专业管线荷载计算
1）设计荷载
垂直荷载：考虑制造、安装等因素，采用管架间距的标准荷载乘1.35的荷载分项系数。
水平荷载： 按垂直荷载的0.3倍计算。
地震荷载： 按地震设防烈度≤8度计算地震作用。不考虑风荷载。
2）设备按动载承重计算；风道按风道自重（有的需含保温）计算；电缆桥架按承载电缆重量及桥架自重之合计算。（设备、风道、电缆桥架、各类管道自重设备、风道自重参照设备出厂合格证、五金手册及检测报告具体数据）。
3）各类管道重量按保温管与不保温管两种情况计算。
a 保温管道：按设计管架间距的管道自重、满管水重、60mm厚度保温层重以及以上三项之和10%的附加重量计算。保温材料容量按岩棉100kg/m3计算。
b 不保温管道：按设计管架间距内的管道自重、满管水重及以上两项之合10%的附加重量计算。
各类钢制管道自重，管径DN15～DN150按照国家标准GB/T3092-93《低压流体输送用焊接钢管》的普通钢管，管径DN200～DN500按照国家标准GB8163-87《输送流体用无缝钢管》的最小壁厚管重计算。塑料管道自重，管径DN15- DN315的按照国家标准GB/T10002.1-1996《给水用硬聚氯乙烯管材》的管重计算。
c 各种管道间距管重均未计入阀门重量（弯管托座管重包括阀门重量），当管架中有阀门时，在阀门段应采取加强措施。
2.支吊架计算
1）吊杆
吊杆按轴心受位构件计算，并考虑了一定的腐蚀余量。吊杆净截面积An按下式计算，并满足国标GB/T17116.3。吊杆最大使用荷载见下表。
3）连接计算
焊接连接及螺栓连接按钢结构设计规范的有关公式，计算所需焊缝长度及连接螺栓大小。
受弯梁绕度和受压构件长细比的规定，受弯梁绕度不宜大于L/200（L为受弯构件的跨度，对悬臂梁和伸臂梁为悬伸长度的二倍）。受压构件的允许长细比不宜超过120.
4）综合管架：计算管重不足5kg的按5kg计算，超过5kg的按10kg进位化整，如22.8化整为25kg。
5.2.4管理型支吊架制作
1. 型钢进场经监理工程师验收后，采用角向磨光机对钢材进行除锈；除锈完成后，采用空压机对钢材喷漆进行防腐。并根据设计详图，用砂轮切割机对横担切割下料、钻孔，清理时必须使用专用锉刀和除毛刺器，对于使用锯断或高速锯齿切断的型钢，一定要用锉刀对转角处进行倒角处理，做好防腐。吊杆按吊装高度要求下料，用全丝螺丝制作吊杆。
2. 管道吊架由吊架根部、吊杆、横担和管卡四部分组成，可根据需要进行组合选用，适合于批量生产。同时还应注意，吊架根部的吊杆直径必须与各吊架横担的吊杆直径相同。
3. 有工程防震要求较高时，应在管卡部位的周围衬垫3mm的橡胶软垫。特殊环境下用的支吊架要进行酸洗或热镀锌处理。
4. 对于配电室等桥架更为密集的场所，可以加工立杆多孔式支架，便于现场安装，灵活处理，同时，根据现场需要可以批量加工，加快工程施工进度。如图5.2.4。
5.2.5管理型支吊架安装
机电安装工程一般均为多家专业施工单位施工，为避免相互间的施工冲突，必须先确定施工顺序，掌握新风排烟道、水暖大管等体量大的先行施工，排水、空调凝结水管等无压管道再行施工（确保坡度合理、排水通畅），其他后续施工的原则。
1. 明确支架的综合布局，确定支架布置间距、形式、规格型号，利用计算机画出初步施工布置图，明确布置方案，体现出管理型的特点。
2. 横梁的安装：将各种不同用途的吊梁，按照设计方案的要求，安装在不同的标高上，将吊杆安装在根部的条形孔内。支、吊、托架所用的角钢、槽钢开口朝向应一致。
3. 考虑装饰施工的吊顶龙骨施工情况，特别是主龙骨的设置，明确其布置位置，高度尺寸。要考虑细保温、隔热垫的设置高度。
4. 管理型支吊架的校正：每个区域的综合支吊架安装完成后，采用水准仪和经纬仪对综合支吊架的吊杆和吊梁进行调正、调平。
5.2.6过载试验
使用承重物悬挂于支吊架上，荷载为设备、风道、电缆桥架、各类管道及支吊架自重及工作荷载的总和的2倍，悬挂时间为24小时。试验结果应预埋件牢固、吊架根部焊接严密、支吊架未变形为合格（见图5.2.6）。
6 材料与设备
6.1 本管理型支吊架所采用的材料有槽钢、角钢、圆钢、螺母、圆垫圈、弹簧垫圈、膨胀螺栓、油漆等。槽钢、角钢执行标准GB/T706-2008，圆钢执行标准GB/T 702-2008。钢材应全部采用Q235～B钢。
6.2 支吊架所使用的标准件（平垫、弹垫、抓垫、螺栓螺母、膨胀螺栓等）应为专业厂家生产。
6.3 电焊条采用E4303号。
6.4 主要施工机具设备见表。
7 质量控制
7.1 质量标准
7.1.1《室内管道支吊架》 05R417-1
7.1.2《管道支吊架 第1部分：技术规范 》 GB/T 17116.1-1997
7.1.3《管道支吊架 第2部分：管道连接部件 》GB/T 17116.2-1997
7.1.4《管道支吊架 第3部分：中间连接件和建筑结构连接件 》GB/T 17116.3-1997
7.1.5《自动喷水灭火系统 第18部分：消防管道支吊架》GB/T 5135.18-2010
7.2 质量控制措施
7.2.1吊件加工完成，将其与原来预留的支吊架预埋铁件进行焊接，使它们连接牢固。支吊架上部应与预埋件平齐，不得超出或低于预埋件，焊缝厚度不得小于4mm，全长度满焊。支吊架的根部焊接完后，根据电缆桥架、风管、水管的设计施工图纸，结合施工现场实际情况，采用砂轮切割机和台钻，对∠40×4--∠63×6的角钢或槽钢等进行加工制作。
7.2.2支 、吊、托架要统一加工，形式一致。支吊架的角钢、槽钢的管卡眼，一律采用机械钻孔，禁止电气焊打孔。
7.2.3管理型支吊架施工技术的关键是各专业管线的协调。根据电让水，水让风的原则来进行空间布置。
7.2.4现场尺寸核实：根据初步确定布置情况现场核实方案的可行性，依据具体墙体设置情况，顶部梁板分布情况，结合盘管、风机等设备及管线、桥架的位置情况，进行方案的调整，确定支架形式、材质，型号的规格，最终达到方案切实可行。
8 安全措施
8.1进入施工现场时，作业人员一定要按要求穿戴好劳动防护用品：高空作业人员应戴好安全帽，扎好安全带；电气焊接作业人员应戴好防护镜或防护面罩；电工应戴上绝缘手套，穿好绝缘鞋。
8.2立体交叉施工时，不得在垂直面上出现高低层次同时施工的情况，确实无法错开时，应搭设防护棚，并在高空作业区设置警界线，派专人看管。
9环保措施
9.1材料堆放要做到：按成品、半成品分类，按规格堆放整齐，标牌清楚，多余物资及时回收，材料机具堆放不得挤占道路和施工作业区，现场仓库、预制场要做到内外整齐清洁安全。
9.2 施工作业面保持整洁，严禁将建筑施工垃圾随意抛弃，做到文明施工，工完场清，定点堆放。
9.3 施工中必须对噪音进行控制，尽量使用低噪声或无噪声的施工作业设置，无法避免噪声的施工设备，则应对其采取噪声隔离措施。
9.4 支吊架统一制作，统一进行防锈、刷油漆处理，避免对土建专业的墙面、地面造成二次污染。成品保护所使用过的材料，在土建专业墙面施工完毕后，及时进行有效回收，施工垃圾及时清理处理妥当，保证环境卫生。
10效益分析
10.1经济效益
10.1.1节约材料费。通过对工程技术经济指标的对比分析，管理型支吊架比普通支吊架平均节约角钢、槽钢等材料不小于21.8%。达到节能的目的。
10.1.2节约人工费。人工费除去深化设计及措施管理费用，平均节约28.6%。
10.1.3缩短工期。本综合支吊架与传统常规支架施工方法相比较，能加快安装速度，提高工效，缩短工期。降低了综合成本。
11工程应用实例