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中图分类号:TU74文献标识码: A 文章编号:
一、绪论空调水管道担当着输送冷热媒等流体的功能,空调水管道的施工所需的施工时间及任务量占据着暖通系统的大部分,而暖通系统施工的任务量在机电安装工程中占据非常大的比例,并且其形象进度经常反映整个机电工程的施工进展情況。因而在机电安装过程中经常以空调水管道的施工作为关键线路,以管道系统的水压试验作为一个关键节点进行控制。对于大型工业建筑,由于其功能及工艺的要求,冷热负荷比较大,空调设备比较多,空调水管道规格比较大,而且数量多。因而,如何科学合理的组织空调水管道的施工,以及施工过程中采取何种施工技术,就成了暖通系统施工中一项关键的任务。本文主要阐述了某工程成排大型空调水管道的施工技术。
二、系统概况该工程空调系统管道主要有低温冷水(7~14℃)、中温冷水(14~21℃)和低温热水(42~32℃)。管道从综合动力站通过连廊接至楼内,各种主管道路由相同,都是并排布置,每排管道数量从6根到12根不等,主干管约7600米,规格DN250~DN800。主干管主要布置在三层南侧空调机房、四层北侧空调机房、四层南侧空调机房。其中四层北侧管道数量最多,管径最大,本文主要是阐述该处大管道的施工技术。
三、管道支架本工程空调机房内的各专业管线排布都经过深化设计,确定了每根管线的具体排布位置。如下图所示就是四层空调机房内的一个剖面,空调水管是成排布置,其上方有空调风管、电缆桥架等管线。因而成排空调水管应优先考虑共用管道支架。由于同一支架上承载的管道数量及管道规格在目前相关的规范及图集无法直接找到可以引用的支架形式及各部件所采用的规格。针对成排管道支架展开了以下几方面工作。
图3-1
3.1荷载计算选取典型剖面进行荷载计算,每一段中选取管径最大且管道数量最多的剖面。如本工程四层空调机房6-6剖面荷载计算如下:空调水管(保温)D720每米重量630kg,共2根; D630每米重量480kg,共2根;D529每米重量365.9kg,共2根;D426每米重量为255.7kg,共2根; D273每米重量112.3kg ,共2根;D219每米重量为77.53kg,共1根; D73每米重量为14.11kg,共1根;总计12根。每米荷载F1为37kN。
3.2支架间距根据《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50234-2002规定DN200以上管道最大支架间距可以为7.5~9.5米。根据上面荷载计算结果,如果选用最大支架间距则每个支架总荷载将达到277KN。此荷载造成楼板和结构梁的集中荷载,超出设计安全值,因而必须缩小支架间距以达到结构所允许的范围。本工程四层空调机房沿管道方向的柱子间距为8.1米,中间有两道结构次梁,间距为2.7米,所以考虑由结构次梁承受荷载,支架间距选择与次梁等距。
3.3支架形式根据确定的2.7米支架间距计算支架荷载为100KN。经过结构核算,如果支架形式选取两端落地支撑门型架或两端悬挂固定门型架都会造成楼板和结构梁的集中荷载超出设计安全值。所以最终确定为一侧上部悬挂、一侧落地支撑的支架形式,将管道荷载分别分配至四层楼板和顶板。
3.4受力计算根据上面已计算出的支架荷载、已确定的支架间距和支架形式,进行支架的受力计算,以确定支架和螺栓选用的规格,并对支架的稳定性和安全性进行验算。
3.5支架安装本工程支架连接采用焊接形式连接。支架安装分为两个阶段进行,第一阶段为管道就位前,第二阶段为管道就位后。由于本工程管道支架间距比较小,为了方便管道从楼板到支架上的吊运和就位,在就位前每三个支架位置(间距8.1米)安装一个支架,管道全部就位后再将剩余支架安装到位。本工程同一机房内的管道支架的横担长度和上沿标高都相同,因而为了确保每个支架都均匀受力和美观,支架的定位必须准确,因而支架的测量定位工作必须做好。本工程支架根部钢板的安装位置采用红外线放线仪和拉线相结合的方法,确保在同一条直线上。支架竖杆的定位采用红外线放线仪和竖杆两端双拉线相结合的方法,确保竖杆安装位置在同一立面上。支架横担采用红外线放线仪和横担两端双拉线及水平仪复核相结合的方法,确保支架横担上沿标高一致,安装位置在同一平面上。根据支架图纸和测量定位的结果并对现场情况进行实际测量,现场下料并进行支架预制。根部钢板固定好后进行支架的组装焊接,为了确保支架的受力,每个型钢接缝处都必须采用双面焊接,而且焊缝高度都要满足要求。支架安装完成后经现场检查确认合格后进入下一道工序。
四、材料运输机房距地面高差23.6米,需用钢材总量约780吨,其中支架用型钢约230吨,钢管用量约550吨。单根最重的型钢为HW300*300型支架横担,单根长度9米,单根重量约1吨;单根最重的钢管为D720*8钢管,单根长度12米,单根重量约1.7吨。材料运输分为两个阶段:型钢运输和钢管运输。首先进行型钢的运输,支架安装期间进行钢管的运输。
4.1垂直运输1、吊装位置的设置钢材垂直运输选用汽车吊吊运方案。吊装前先根据钢材的使用位置分布情况设置吊车的吊装位置。2、吊装顺序的安排根据管道安装顺序的安排,钢材吊装顺序与管道的安装顺序一致。四层机房划分为东、中、西三个施工段,施工顺序是东西两段先施工,完成后转入中段施工。因而在吊装时按照上述的顺序组织吊装。3、材料一次运输4、材料吊装
4.2水平运输由于钢材重量较重,为了避免在堆放过程中材料过于集中,对建筑物的结构造成损伤,因而需要一边吊装一边搬运至指定地点分开码放。材料楼内运输时首先确定材料的码放地点,在码放地点先摆放好方木用于码放钢材,运输通道清理干净。钢材吊到卸货平台后直接卸在小推车上,然后直接运至码放地点,以减少材料的二次码放和搬运的中间环节,同时也节省了大量的人工,誊清了场地,为后续施工创造了作业条件。
五、管道安装管道安装是本工程管道工程中最重要也是工程量最大的环节,经过前期的准备工作以后,进入管道安装阶段。
5.1施工顺序主管道的施工顺序如下:测量放线 → 管道吊装 → 木托安装 → 管道就位 → 管道焊接 → 返弯处管道碰头及焊接 → 水压试验 → 管道冲洗 → 管道保温 → 管道标识
5.2管道吊装管道在第一阶段的支架安装完成后进行就位。管道就位前在支架横担上标出管道中心线的位置,根据深化图纸的位置和间距确定管道的位置,在同一支架横担上标出所有管道中心线的位置,要求同一管道必须在同一条直线上。
5.3管道焊接焊接质量必须作为重点项目进行控制,主要就以下为控制重点:1、根据公司的焊接工艺评定制定本工程的焊接作业指导书。2、挑选优秀的焊工施焊,焊工在施焊前应认真熟悉作业指导书,严格按照给定的焊接工艺和焊接技术措施进行施焊。3、对焊接材料进行严格控制。4、坡口加工:管道焊接前必须按要求打坡口。5、焊口位置:管道对接焊口,距支吊架边缘至少50mm,两个对接焊口间距离不得小于管子直径,且不得少于150毫米。6、管道组装:管道在组装前应将焊口表面及附近母材内、外壁的油、漆、垢、锈等清理干净,直至发出金属光泽,清理范围为每侧各为10~15mm。管道对口时要求做到内壁齐平,并且对于两根管道的螺旋焊缝应错开。7、质量检验:本工程非常重视焊接质量的检查和检验工作,设置专职质量检查员,执行自检与专业检验相结合的办法,包括焊接前、焊接过程中和焊接结束后三个阶段的质量检查。
5.4水压试验由于本工程空调水系统主管道水容量大,为了缩短注水时间,减少出现漏水需维修时的泄水量,水压试验分系统单独试验,低温热水、低温冷水、中溫冷水各自的供回水管道作为一个试验段。试验要求按照规范要求进行。
七、结论通过对本工程空调水系统成排大管道施工技术的总结,为今后的空调水系统管道施工特别是类似工程在以下几方面可提供借鉴和参考:工期特别短的情况下的施工组织和施工部署,大管道的施工技术,成排管道的大跨度支架的选型及施工方法,管道的吊运技术及组织方法,管道焊接控制等。同时也为今后的施工组织、施工方案的确立和施工技术的确定提供一种思路。
一、绪论空调水管道担当着输送冷热媒等流体的功能,空调水管道的施工所需的施工时间及任务量占据着暖通系统的大部分,而暖通系统施工的任务量在机电安装工程中占据非常大的比例,并且其形象进度经常反映整个机电工程的施工进展情況。因而在机电安装过程中经常以空调水管道的施工作为关键线路,以管道系统的水压试验作为一个关键节点进行控制。对于大型工业建筑,由于其功能及工艺的要求,冷热负荷比较大,空调设备比较多,空调水管道规格比较大,而且数量多。因而,如何科学合理的组织空调水管道的施工,以及施工过程中采取何种施工技术,就成了暖通系统施工中一项关键的任务。本文主要阐述了某工程成排大型空调水管道的施工技术。
二、系统概况该工程空调系统管道主要有低温冷水(7~14℃)、中温冷水(14~21℃)和低温热水(42~32℃)。管道从综合动力站通过连廊接至楼内,各种主管道路由相同,都是并排布置,每排管道数量从6根到12根不等,主干管约7600米,规格DN250~DN800。主干管主要布置在三层南侧空调机房、四层北侧空调机房、四层南侧空调机房。其中四层北侧管道数量最多,管径最大,本文主要是阐述该处大管道的施工技术。
三、管道支架本工程空调机房内的各专业管线排布都经过深化设计,确定了每根管线的具体排布位置。如下图所示就是四层空调机房内的一个剖面,空调水管是成排布置,其上方有空调风管、电缆桥架等管线。因而成排空调水管应优先考虑共用管道支架。由于同一支架上承载的管道数量及管道规格在目前相关的规范及图集无法直接找到可以引用的支架形式及各部件所采用的规格。针对成排管道支架展开了以下几方面工作。
图3-1
3.1荷载计算选取典型剖面进行荷载计算,每一段中选取管径最大且管道数量最多的剖面。如本工程四层空调机房6-6剖面荷载计算如下:空调水管(保温)D720每米重量630kg,共2根; D630每米重量480kg,共2根;D529每米重量365.9kg,共2根;D426每米重量为255.7kg,共2根; D273每米重量112.3kg ,共2根;D219每米重量为77.53kg,共1根; D73每米重量为14.11kg,共1根;总计12根。每米荷载F1为37kN。
3.2支架间距根据《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50234-2002规定DN200以上管道最大支架间距可以为7.5~9.5米。根据上面荷载计算结果,如果选用最大支架间距则每个支架总荷载将达到277KN。此荷载造成楼板和结构梁的集中荷载,超出设计安全值,因而必须缩小支架间距以达到结构所允许的范围。本工程四层空调机房沿管道方向的柱子间距为8.1米,中间有两道结构次梁,间距为2.7米,所以考虑由结构次梁承受荷载,支架间距选择与次梁等距。
3.3支架形式根据确定的2.7米支架间距计算支架荷载为100KN。经过结构核算,如果支架形式选取两端落地支撑门型架或两端悬挂固定门型架都会造成楼板和结构梁的集中荷载超出设计安全值。所以最终确定为一侧上部悬挂、一侧落地支撑的支架形式,将管道荷载分别分配至四层楼板和顶板。
3.4受力计算根据上面已计算出的支架荷载、已确定的支架间距和支架形式,进行支架的受力计算,以确定支架和螺栓选用的规格,并对支架的稳定性和安全性进行验算。
3.5支架安装本工程支架连接采用焊接形式连接。支架安装分为两个阶段进行,第一阶段为管道就位前,第二阶段为管道就位后。由于本工程管道支架间距比较小,为了方便管道从楼板到支架上的吊运和就位,在就位前每三个支架位置(间距8.1米)安装一个支架,管道全部就位后再将剩余支架安装到位。本工程同一机房内的管道支架的横担长度和上沿标高都相同,因而为了确保每个支架都均匀受力和美观,支架的定位必须准确,因而支架的测量定位工作必须做好。本工程支架根部钢板的安装位置采用红外线放线仪和拉线相结合的方法,确保在同一条直线上。支架竖杆的定位采用红外线放线仪和竖杆两端双拉线相结合的方法,确保竖杆安装位置在同一立面上。支架横担采用红外线放线仪和横担两端双拉线及水平仪复核相结合的方法,确保支架横担上沿标高一致,安装位置在同一平面上。根据支架图纸和测量定位的结果并对现场情况进行实际测量,现场下料并进行支架预制。根部钢板固定好后进行支架的组装焊接,为了确保支架的受力,每个型钢接缝处都必须采用双面焊接,而且焊缝高度都要满足要求。支架安装完成后经现场检查确认合格后进入下一道工序。
四、材料运输机房距地面高差23.6米,需用钢材总量约780吨,其中支架用型钢约230吨,钢管用量约550吨。单根最重的型钢为HW300*300型支架横担,单根长度9米,单根重量约1吨;单根最重的钢管为D720*8钢管,单根长度12米,单根重量约1.7吨。材料运输分为两个阶段:型钢运输和钢管运输。首先进行型钢的运输,支架安装期间进行钢管的运输。
4.1垂直运输1、吊装位置的设置钢材垂直运输选用汽车吊吊运方案。吊装前先根据钢材的使用位置分布情况设置吊车的吊装位置。2、吊装顺序的安排根据管道安装顺序的安排,钢材吊装顺序与管道的安装顺序一致。四层机房划分为东、中、西三个施工段,施工顺序是东西两段先施工,完成后转入中段施工。因而在吊装时按照上述的顺序组织吊装。3、材料一次运输4、材料吊装
4.2水平运输由于钢材重量较重,为了避免在堆放过程中材料过于集中,对建筑物的结构造成损伤,因而需要一边吊装一边搬运至指定地点分开码放。材料楼内运输时首先确定材料的码放地点,在码放地点先摆放好方木用于码放钢材,运输通道清理干净。钢材吊到卸货平台后直接卸在小推车上,然后直接运至码放地点,以减少材料的二次码放和搬运的中间环节,同时也节省了大量的人工,誊清了场地,为后续施工创造了作业条件。
五、管道安装管道安装是本工程管道工程中最重要也是工程量最大的环节,经过前期的准备工作以后,进入管道安装阶段。
5.1施工顺序主管道的施工顺序如下:测量放线 → 管道吊装 → 木托安装 → 管道就位 → 管道焊接 → 返弯处管道碰头及焊接 → 水压试验 → 管道冲洗 → 管道保温 → 管道标识
5.2管道吊装管道在第一阶段的支架安装完成后进行就位。管道就位前在支架横担上标出管道中心线的位置,根据深化图纸的位置和间距确定管道的位置,在同一支架横担上标出所有管道中心线的位置,要求同一管道必须在同一条直线上。
5.3管道焊接焊接质量必须作为重点项目进行控制,主要就以下为控制重点:1、根据公司的焊接工艺评定制定本工程的焊接作业指导书。2、挑选优秀的焊工施焊,焊工在施焊前应认真熟悉作业指导书,严格按照给定的焊接工艺和焊接技术措施进行施焊。3、对焊接材料进行严格控制。4、坡口加工:管道焊接前必须按要求打坡口。5、焊口位置:管道对接焊口,距支吊架边缘至少50mm,两个对接焊口间距离不得小于管子直径,且不得少于150毫米。6、管道组装:管道在组装前应将焊口表面及附近母材内、外壁的油、漆、垢、锈等清理干净,直至发出金属光泽,清理范围为每侧各为10~15mm。管道对口时要求做到内壁齐平,并且对于两根管道的螺旋焊缝应错开。7、质量检验:本工程非常重视焊接质量的检查和检验工作,设置专职质量检查员,执行自检与专业检验相结合的办法,包括焊接前、焊接过程中和焊接结束后三个阶段的质量检查。
5.4水压试验由于本工程空调水系统主管道水容量大,为了缩短注水时间,减少出现漏水需维修时的泄水量,水压试验分系统单独试验,低温热水、低温冷水、中溫冷水各自的供回水管道作为一个试验段。试验要求按照规范要求进行。
七、结论通过对本工程空调水系统成排大管道施工技术的总结,为今后的空调水系统管道施工特别是类似工程在以下几方面可提供借鉴和参考:工期特别短的情况下的施工组织和施工部署,大管道的施工技术,成排管道的大跨度支架的选型及施工方法,管道的吊运技术及组织方法,管道焊接控制等。同时也为今后的施工组织、施工方案的确立和施工技术的确定提供一种思路。