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图文总结管道支架安装

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工程结构施工完毕后,系统管道安装完毕后的第一步任务就是管道支架的制作安装,作为对管道固定和承重作用至关重要的支、托、吊架,有些项目部在施工中却往往因为对它们的重要性认识不足,因存在侥幸心里或经验主义,导致支架的制作安装随意性,从而产生了许多管理问题和质量通病。所以,我们有必要重新学习和巩固有关支、托、吊架的相关知识,总结支、托、吊架的施工经验,使我们的相关人员在施工中做到管理上有章可循,技术上心中有数,尽量避免因支、托、吊架的问题而产生的不必要的麻烦。

管道支架的分类

管道支架根据结构形式可分为固定支架、活动支架和吊架:

固定支架是指将管道紧紧地固定在管枕上,整个支架固定在建筑物的托架上,从而使管道在该支持点上不发生任何位移和转动的支架。

活动支架是指除承受管道重量外,还限制管道位移方向,使管道在温度变化时,按规定的方向移动,它又分为滑动支架和滚动支架两种。

管道吊架分为普通吊架和弹性吊架两种,普通吊架可以保证管道在悬吊点所在的平面内自由移动,弹性吊架可以保证悬吊点在空间内任意方向移动。

管道支架根据安装部位不同可分为水平管管架、立管支架和落地支架。根据管道的排布情况又将管架又分为单管、双管和多管式管架。


落地支架安装图

按照其所固定的结构部位不同,可将管架分为固定在墙体上的支、吊托架和固定在楼板上的支架。

管道支架施工过程中存在的问题

技术人员根据经验估计或由施工人员随便确定管道支架的形式,随意选用制作材料。没有明确的施工方案和技术交底。对于大型DN400以上和双管管架及多管排的龙门支架以及对于大管道和大型管排的导向支架和固定支架型式和生根情况没有设计人员签认的书面依据,有的技术人员对这方面专业知识欠缺,从而导致支架选用的盲目性和随意性。

支架安装不牢固,例如在砖墙上剔洞埋设管卡时,由于剔洞深度不够,卡子燕尾被切断,埋设卡架洞内杂物未清理干净,又不浇水导致固定不牢等。

支、吊架制作歪、扭、尺寸不准,与管壁接触不紧密,必须加强支架制作和安装的过程控制和质量验收。

支架间距不能满足规范要求,例如,在成排管道转向处,为避免焊口或管道接口处承重,必须在距每一趟管道的转弯点50公分以内分别设置支架。但有些工程在施工时,为了方便省事,仍然选用一个龙门支架,导致焊口或管道接口处承重,造成隐患。

当两支架之间有阀门或沟槽连接点时,没有单独对它们采取加固措施。

支架制作前不除锈和先安装后刷漆的现象时有发生。

支架制作过程中为了省事,焊口仅采用了点焊,造成支架本身不牢固,容易脱落安全发生事故。

支架安装时对其美观度欠考虑。

支架制作不精细。

管道支架的施工质量要求

固定在建筑结构上的管道支、吊架不得影响结构安全

管道支架在梁上安装时,膨胀螺栓位置应处于梁的中线以上,这样可以使管道对梁的外力,不落在梁弯矩最大的地方,管子与支架抱箍必须牢固美观,且接触紧密。

膨胀螺栓在梁上设置位置应靠上均匀布置,对于梁高较小部位要求梁中线以上无法操作。另外,很多设计不允许在侧梁上打胀栓,因此梁上设置支架也应得到结构设计认可。例如:预应力梁上需要打膨胀螺栓时,必须取得设计同意,根据预应力施工图纸及预应力施工单位提供的现场实际安装图,避免膨胀螺栓孔打到预应力筋。

支架的生根结构,特别是固定支架的生根结构,应支承于可靠的建筑结构上,并应经过计算。

支撑在砖墙上的支架,应锚固在≥MU10砖,DN≤150mm用M2.5水泥白灰砂浆砌筑,DN≥200mm用M5砂浆砌筑。

DN>50mm的保温管,DN>100mm不保温管应核算上部砖墙的平衡重量。

管道支架构造及安装方式和安装位置必须满足管道的承重、伸缩和固定性能,必须能保证管道及管道附件的维修方便。

任何支架不得与被支撑管道直接焊接。避免无法拆卸和检修。

有配套支架的管道,尽量使用厂家的配套支架。

支架横梁、受力部件、螺栓等所用材料的规格和材质,支架的安装形式和方法等,应符合设计要求和国标规定。

有坡度的管道的管架安装位置和高度还必须符合管道的坡度要求。

大直径管道上的阀门(DN80及以上)和沟槽连接件等处应设专用支架或采取有效的加固措施,不得用管道承受阀体和连接件的重量。

设备配管的支架不能遗漏,不得使柔性接头(例如沟槽连接件)和管道接口承担管道和设备的重量。也不能靠设备来承担其配管的重量。

建筑工程暖卫冷、热水支管管径小于DN25,管径中心距墙不超过60mm可采用单管卡做托架,支架间距根据管材类别依照国家施工验收规范规定间距要求确定,支架在拐弯及易受外力变形部位需加设管卡。单、双管卡规格应符合管道不变形、不脱落,满足承重及管道固定牢靠的原则。

水平钢管管道支架的最大间距必须符合下表规定

公称直径(mm)

15

20

25

32

40

50

70

80

100

125

支架最大间距(m)

保温管

2

2.5

2.5

2.5

3

3

4

4

4

6

不保温管

2.5

3

3.5

4

4.5

5

6

6

6

6

公称直径(mm)

150

200

250

300







支架最大间距(m)

保温管

6

6

6

6







不保温管

6

6

6

6







管架埋设应平整牢固,吊杆顺直,必须能保证不同类型管道支架作用。

固定支架和管道接触应紧密,固定应牢靠。

滑动支架应灵活,滑托与滑槽两侧应留有3-5mm的间隙,纵向移动量应符合设计要求。滑托长度应满足热变形量,以免造成支架破坏。

无热伸长管道的吊架,吊杆应垂直安装,有热伸长的管道支架,吊杆应向热膨胀的反方向偏移1/2伸长量,保温管道的高支座在横梁滑托上安装时,应向热膨胀的反方向偏斜1/2伸长量;

塑料管及复合管道采用金属支座的管道支架时,应在管道和支架之间加衬非金属垫或管套。

塑料排水管道的安装要求

间距必须符合下表规定

管径(mm)

40

50

75

110

125

160

间距(m)

0.4

0.5

0.75

1.1

1.25

1.6

悬吊在楼板下的UPVC排水横支管上,若连接有穿越楼板的卫生器具排水竖向支管时,可视为一个滑动支架。非固定支承件的内壁应光滑,与管壁之间应留有微隙。

细节要求

安装型钢支架,支架螺栓孔径≤M12支架,不得使用电、气焊开孔、扩孔、切割,应使用专用机具。螺栓孔径>M12的管道支架如需气焊开孔、切割时应对开孔、切割处进行锉光处理。支架孔眼及支架边缘应平整光滑,支架上孔眼的孔径比所穿螺栓直径大1~2mm为宜;支架上飞边毛刺要及时打磨掉,其端头要进行倒角处理。支架上焊缝要饱满且无夹渣,除埋入砼中的部分外,应及时刷防锈漆做好防护处理。支架底部倒脚,顶部钢板四角处理为圆角。

美观要求

在有吊顶要求的房间,立管支架在满足规范要求的前提下,还必须保证各相关专业施工及维修方便和室内美观。对于没有吊顶要求的房间,还必须能尽量保证整个管道系统外露部分的整齐美观度。立管支架一般要求以1.5~1.8m为宜。层高5m以上,平均设置两个管卡,并确保同层支架高度一致。

由于成排管道规格不统一,若根据每一个规格管径500mm设置支架,美观性较差,可以根据现场情况综合考虑支架设置部位,在转弯部位增设支架即可。

同一房间内管道支架安装高度应与其他专业支架统一考虑,管井内支架应与其他专业公用。

空调冷冻管及冷却管热偏移量不大,吊杆垂直安装可满足要求,美观性也能保证,不作硬性规定。

所有支架不得有松动污染并应有防腐,面漆涂层良好无锈蚀。

支架的制作的参考标准

内胀栓的优点是简洁、明了,节省材料和人工,缺点是安全性不好保证。因此分工公司统一要求管道型号在不超过DN40的情况下使用内胀栓,同时要配合安装一定数量的角钢固定支架。DN50及以上的管道用外胀栓。

内胀栓在使用时一定要用錾子冲击,确保胀栓胀开,再安装吊杆。而不能直接用吊杆直接向内胀栓内拧。直接向内胀栓内拧紧,虽然可以保证吊杆和胀栓的紧固性,但无法保证胀栓的开度。即使将吊杆螺丝拧断,其开度仍不如冲击δ的开度好,容易造成吊杆脱落的重大问题发生。如下图所示:


管道支架的施工过程管理和控制标准

对于主要管道的承重支架,施工前一定要严格按照要求对支架进行详细的二次深化设计或要求设计单位进行设计,对于自己进行二次深化设计的主要管道承重支架施工必须有土建结构设计人的确定或签认,并应符合规范的原则要求。

所有的支、托、吊架在施工前必须对施工队做好详尽的技术交底工作。在交底中必须明确所施工程包括的管道系统的概况,不同系统管道的管材、管径范围,管道的保温部位,坡度的设计和规范要求。不同部位的管道支、托、吊架的形式、构造,支、托、吊架的节点祥图,最合适的管架间距,施工方法、质量标准和需要达到的最终的美观效果。

一般来说,室内管道支架的做法和所选材料必须符合中国建筑标准设计研究院出版的《室内管道支架及吊架》03S402的相关要求,弯管支座安装的做法和所选材料必须符合《给水排水标准图集S4(一)》的要求。

目前我们的建筑安装设计施工图往往对支架的具体所涉及给以忽略,特别是各类大型大型支架,由施工单位按“标准图集”任意选用或由施工人员随意确定安装,容易出现安全质量问题,如支架脱落、固定不牢等。而管道支架安装如果过于保守,不但会无端增加建筑结构的承重,还会导致施工成本增加,因此,对于我们施工单位的相关专业技术人员来说,必须具备对支、托、吊架选择和相关的设计专业知识。

对于支架膨胀螺栓的选择,分公司将对不同规格、不同形式的膨胀螺栓进行拉拔及剪切试验,提供技术员参考数据,作为在分公司范围内统一的使用标准。

对于穿透楼板吊杆顶部应进行处理,避免出现丝扣被拉脱发生安全质量事故。

在大型设备吊装时也应考虑吊点的安全性。

当管道口径较大、重量较重或整个系统管道流向相同、路由相同,而且管道间距较接近时,应选用统一管排托架或龙门形管架。对于大管道和大型管排的导向支架和固定支架型式和生根情况必须有设计人员签认的书面依据。

龙门形管架施工前一定要严格按照要求对支架进行详细的二次深化设计或要求设计单位进行设计,并必须经过承重计算和土建结构设计人的确定或签认。这种管架在结构钢筋绑扎施工过程重,在成排管道的两侧结构墙(或柱)或上侧的顶板(或梁)上进行预埋铁的安装,在安装过程中注意预埋铁的弯钩必须和墙体或柱内的受力钢筋绑扎紧密,牢固。

考虑到管排需进行综合排布,因此在结构施工中设置预埋铁做法不具备操作性。在顶板上固定支架时,应考虑楼板承重载荷。龙门架应考虑本体稳定性,需增加斜撑或三角板加固。当龙门架宽度超过…m时,在中部应增加立杆。

详细的受力计算步骤如下:

对图纸进行支架的深化设计

首先对现有的图纸进行支架的深化设计,确定各个部位支架的间距,并在图纸上标明具体位置。并以洽商或工作联系单的形式经过专业设计人员的签认。

支吊架拉力计算

第一步、根据图集《室内管道支架及吊架》(03S402,中国建筑标准设计研究所2003.5.1实行)查出管道(如为保温管道应为带保温的管道)重量。

对于加厚管道,应根据每米钢管质量的计算公式计算出它的每米重量A:A=24.6616δ(D —δ)/1000,其中D为外径,δ为壁厚。

第二步、根据设计签认的“支吊架”深化图纸及上述计算数据,用下式计算出每个的膨胀螺栓须承受的力B(KN):

B=A*N1*L/N2,其中N1为管道的根数,L为相邻两支架之间的间距,N2为膨胀螺栓的个数。

第三步、查出图集《室内管道支架及吊架》(03S402)中P关于该的锚栓抗拉极限荷载,抗剪极限荷载,找出两荷载均大于且接近深化设计荷载的膨胀螺栓为所需的螺栓型号

第四步、焊缝形式的选择及拉力的复核计算。

以下图为例:


第一步 支吊架拉力

(1)根据图集《室内管道支架及吊架》(03S402,中国建筑标准设计研究所2003.5.1实行)P.6,DN500无缝钢管在带保温的情况下为365.9kg/m,但这个数据是壁厚在9mm时得出的;由于本工程DN500的冷却水管的厚度为11mm,根据每米钢管质量的计算公式:W=24.6616δ(D —δ)/1000,其中D为外径,δ为壁厚。

因此加厚DN500的冷却水管每米重量约为:

W加厚=*W标准*11*(530-11)/9*(530-9)=356*1.22=434.32kg/m

(2)根据设计签认的“支吊架”深化图纸及上述计算数据,每个M16的膨胀螺栓须承受:434.32*2*4.75/8=515.751kg,即5.16KN。

(3)图集《室内管道支架及吊架》(03S402)中P.9关于M16的锚栓抗拉极限荷载为9.22KN,抗剪极限荷载为5.91KN,均大于深化设计荷载,故M16的膨胀螺栓的选取满足本工程需要。

(4)焊缝问题

A处焊缝

因16#槽钢厚度为6mm,焊脚尺寸取hf=6mm,采用三面围焊,焊缝计算长度为:lw=160×2+63×2=446mm

故此处焊缝的可承载 N=446×0.7×6×160=299712N≈299.7KN

另外A处焊缝拉力需满足5.16KN×4/2=10.32KN<299.7KN,故A处焊缝满足拉力需要;

B处焊缝

此处焊缝长度为160/0.45=355.56mm

拉力V=1032KN,M=(1/8)*pl=(1/8)×20.64×1.2=3.1KN*M,W=bh2/6=25600mmN

σ=M/W=3.1×106=121N/mm2

Т=1.5V/ lw*t=1.5×10.32×103/160×6=16N/mm2

由此得出目前此拉力下焊缝长度单位拉力为

σ2+3Т2= 1212+3*16.12=124N/mm2

而实际单位焊缝长度可承受拉力为185 N/mm2,故B焊缝也满足拉力需要。

成排管道转向处,为避免焊口或管道接口处承重,必须在距每一趟管道的转弯点50公分以内分别设置支架。具体做法见下图

补偿器两侧应加设导向支架,使管道在伸缩时不发生偏移。

具体做法见下图:


蒸汽管路因热膨胀量大,因此不建议采用吊架形式,统一为龙门架能比较安全。

有冷热水的管道的吊杆不应垂直安装,如在常温条件垂直安装,当管道内通入热水后将产生一定的热位移,使得原的管道吊杆偏移。有时产生的管道位移将会造成相当程度的损害。所以在安装管道吊杆时要考虑提前预留位移的偏差量,以吊杆的垂直位置为基准,偏向位移的相反方向,按照位移的1 /2倾斜安装。如下图所示:


相关管道支架较好做法的照片资料库



水管支架-落地支架(肋板、垫板的焊接方式)


水管支架-风机盘管支管


管道安装-“羊角弯”的做法(注意焊口之间的距离)


管道安装-临时封堵


管道保温-保温穿墙套管(保温材料的长度、同心性)


风机安装-落地风机(减震器、软接、防雨罩)


机房管道安装-管道标识(标识要醒目)




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