城市軌道交通通信系統外場設備支吊架制作安裝經驗

吳俊紅，白明濤

（中鐵一局集團電務工程有限公司，陜西 西安 710054）

城市軌道交通通信工程施工，需安裝大量攝像機、監視器、顯示屏、無線天線、子鐘等外場設備，通過支吊架固定在頂板、立柱或過梁上。支吊架是外場設備安裝的一個重要組成部分，起著承受荷載、限制位移和控制擺動、振動或沖擊等作用，不僅要求選型得當、布置合理，而且要求美觀、安全。支吊架一旦失效，將使設備墜落、損壞，對現場人員的生命安全構成巨大威脅，甚至發生惡性事故，影響安全。

支吊架制作長期以來一直是困擾城市軌道交通通信工程安裝的難題之一。設備廠商提供的外場設備支吊架，由于受建筑結構、空間高度、裝修方式或其他專業橋架、管線、設備等影響，在大多情況下，其荷載、長度、強度、固定方式和穩固性等無法滿足現場需要。實際施工時，需因地制宜，設計、制作和安裝合適的設備支吊架，以使所安裝設備達到可靠使用的目的。基于此，我方通過重慶、上海、廣州等城市軌道交通通信項目施工，不斷改進、總結，在支吊架制作方面摸索出一定經驗。制作的支吊架牢固、美觀、實用，施工快捷、安全、靈活、簡便，操作人員易于掌握，現場使用效果理想。

1 外場設備支吊架要求

1.1 滿足不同結構及裝修風格要求

城市軌道交通車站結構、裝修風格各異，有地下站、高架站、地面站等形式，站臺層有工字鋼結構、拱形結構、網狀結構等裝修型式，站廳層有網格、鋁塑板、鋁扣板、掛片等裝修型式，墻面有石材、鋁塑板等型式，即使為同一區域，裝修高度及型式也可能不同；而且受橋架、管線及其他專業設備影響，很多情況下，支吊架處于密如蛛網的管系中，不僅受力復雜、工作條件多變，且往往受到位置的限制，以致結構、形狀多樣，給制作安裝帶來不便。現場需針對不同建筑結構、裝修方案，采用不同的支吊架型式，既滿足技術規范、功能及防護等級要求，又與站臺、站廳層結構、裝修風格相適應。

1.2 滿足安全性、穩固性、可靠性要求

監視器、時鐘、顯示屏等外場設備重量重，需考慮承重要求，攝像機等設備對圖像穩定性、觀測角度要求極其嚴格，考慮風力、車輛振動、人為及施工碰撞，會造成支吊架晃動引起圖像抖動，影響觀察。以下情況，造成支吊架制作安裝較為困難：為保持外場設備距地高度及便于觀察維護，有的支吊架桿很長，但需保持支吊架與地面垂直，否則影響站臺美觀；有的外場設備支吊架與鋼架結構連接體部位型式不一、粗細不一，有的與地面呈一定斜角，制作根法蘭時需注意角度，見圖1；裝修專業結構鋼架、龍骨等為避免變形，不允許進行電，焊、打眼作業，需采取夾板式、包柱式等型式進行固定安裝。因此，支吊架可靠性、安全性和穩定性必須滿足需要。

圖1 較長的吊桿連接體傾斜角度很大，仔細計算確保吊桿垂直

1.3 滿足調整、拆裝等安裝維修要求

由于裝修前很多外場設備安裝位置、高度，地面標高不能明確，支吊架安裝位置、長度有可能隨時變化，一旦具備條件，制作安裝往往只需很短時間，處理不好會對現有裝修產生很大影響；部分裝修為整體裝修，支吊架伸出裝修層時開孔困難，需準確合適，過大會造成封堵困難，過小支吊架無法穿過；現場施工中其他專業吊裝、搬運等都可能對支吊架造成破壞及影響等。所以支吊架必須可以快速拆裝，以應對各種緊急情況，便于對外場設備進行維修。

1.4 滿足走線功能要求

設備電源線、控制線、信號線等從管槽引出后進入設備，如線纜外露較多會顯得凌亂，且易積塵，擦拭清洗困難。如考慮在支吊架內走線，走線隱蔽、封堵容易且能起到屏蔽作用。

2 工藝創新和改進

本方吸取以往支吊架制作的經驗教訓，對支吊架制作進行了以下創新和改進。

2.1 利用計算機制作模型效果圖

本方根據現場測試數據及安裝設備圖像資料，利用計算機計算相關曲線參數，制作不同的三維模型示意圖，見圖2。通過分析優化，確定支吊架型式，保證支吊架與鋼架結構、裝修風格適應配套，以保證支吊架配套美觀、法蘭連接堅固、安裝誤差最小、下料準確方便、材料損耗最少、確保安裝更準確、快捷。

圖2 吊裝支吊架計算機三維模型示意圖

2.2 制作軟件進行匯料統計

支吊架按規范、現場及設備情況選用強度和剛度相適應的型式與規格，種類數量繁雜，材料統計難度大。本方利用計算機制作相應軟件進行材料統計匯總工作，統計現場需加工制作的支吊架數量、位置、類型、尺寸等具體數據，根據輸入的支吊架型號，自動拆分材料，自動輸出材料料單和支吊架匯總料單，解決了以上問題，提高了效率。

2.3 采用線切割工藝精確加工

每組支吊架都根據具體情況而設計，考慮風力及其他原因會引起設備晃動，支吊架根法蘭必須與站臺結構連接體緊貼并箍緊，其圓弧應均勻，且與所抱鋼架直徑配套，與地面垂直。但每個鋼架結構連接體的情況不一致，為保證連接緊密，本方測量并計算出弧形鋼架相關曲線參數，采用線切割工藝精確加工根法蘭，確保支吊架滿足要求。

2.4 組合式加工確保安裝調整

支吊架如在使用現場加工，需配備電焊機、切割機、砂輪機等加工機具，搬運、存放困難，還需解決加工用電；另外，現場材料多、作業場地有限、人員雜、通風及光線差、安全隱患多、效率低。由于地面標高等影響，支吊架長度不能一次到位，有可能隨時變化。為便于施工、維修和高度調整，本方采用組合式支吊架，將支吊架分成根法蘭、吊桿、設備法蘭等3部分，根據需要進行組合選用，固定部分每間隔1 cm打孔用于伸縮調節，另一端焊接根法蘭用于生根；活動部分一端套絲扣或裝設備法蘭連接設備，一端每隔1cm打孔用于伸縮調節，每套支吊架根據情況均有10mm～600 mm的調整量。所有支吊架均可實現快速拆裝，預先制作出支吊架的半成品，現場工程師根據現場情況，及時組織加工人員進行配合，根據需要對半成品支吊架進行調整，減少現場加工量，提高效率。

2.5 合理利用原有支吊架保證使用效果

攝像機、監視器等供貨商提供的支吊架與設備配套，部分有調節俯仰角度、左右方位等功能，本方制作時在征得設備供貨商同意的情況下，針對原有支吊架合理改造，根據需要適當取舍，采用套絲、焊接、法蘭連接等方法進行調整等改造，吊桿外徑、型式和顏色盡量保持一致，充分利用原吊架功能，保證使用效果。

3 外場設備支吊架制作安裝要點

3.1 支吊架制作安裝基本流程

審核圖紙→圖紙定位→現場定位→測量→型式確定→下料加工→防腐處理→安裝→調整→設備安裝。

3.2 外場設備定位、測量

外場設備定位、支吊架測量是設備安裝工作中重要的一個環節，應派出具有豐富施工經驗的技術人員參加，根據初步確定設備布置，現場核實方案可行性，綜合考慮各種因素，精心測量，優化比選方案，確定支吊架型式、材質，最終達到方案切實可行。

3.2.1 外場設備定位

施工現場綜合管線復雜，空間分割密集度高，如果盲目施工可能造成返工，為保證支吊架在有限空間規范安裝，統一支吊架位置、標高、間距、限界等非常重要。需及時與設計單位、運營單位溝通，了解設計思路、了解使用維護要求，現場核對風水電、FAS/BAS、低壓配電、信號等相關專業管線設備，并認真查看車站結構、空間尺寸、孔洞預留，核對現場實際與設計文件之間有無差異；積極與土建、裝修、供配電、信號、通風、給排水、AFC、FAS/BAS、屏蔽門等相關專業保持聯系，依據施工設計和綜合管線設計，會同其他承包商一起協商核定方案，并報監理及設計等審批；工程實施中互通信息，積極協調施工程序，減少干擾，共同協商創造互利的施工環境。

聯系設備供貨商，詳細了解外場設備尺寸、重量等詳細數據，了解固定方式、安裝要求、安裝附件型式、設備性能及環境要求，以保證安裝效果最佳。

定位原則：既要考慮承重美觀，又要滿足設備維修、調整要求；安裝位置符合設計圖紙，安裝高度滿足防范要求，要求到接縫邊緣距離應能滿足螺栓受力要求；考慮安裝點裝修高度、顏色、材質等，燈光、順光逆光、干擾等；考慮司機、值班員、車長、乘客等觀察角度、習慣，甚至視角誤差；為保證觀察監視效果，考慮其他專業的終端設施，如廣告牌、導向牌、燈具、風口及立柱等相互遮擋，協調避讓等。

通信外場設備避讓原則：為保證安裝穩定牢靠，對顯示屏、時鐘等對位置要求不嚴格的外場設備，通過業主、設計等現場確認，可適當合理調整到有梁、柱及易于生根位置，可為其他設備避讓；監視器、攝像機等對位置要求極嚴格的設備必須協調其他專業設備避讓。

3.2.2 支吊架測量

現場測量是支吊架制作的重點，根據設計文件、技術規范對設備安裝高度和位置進行核對，并參考設備（含附件）尺寸，確定支吊架型式和長度，按照前期測量和計算的安裝件至地面及站臺邊沿的實際距離，分別利用吊線錘、鋼尺等確定位置，同時在固定點上作出相應標記，以保證后期安裝的準確性。

根法蘭等部分非標件設計和生產需要測量后的數據進行，且其測量結果直接影響生產，特別是非標件的生產是影響總體工期的關鍵因素。需由經驗豐富的技術人員對每處安裝部位進行精確測繪，認真計算相關曲線，對安裝位置反復核準。測量所選擇的基準面和測點應有足夠的代表性，測點數應保證安裝的最小誤差，確定正確位置，“位置”就是指平面的縱、橫向位置和標高。

支吊架根據設備大小、重量和現場情況可設計成“I”型、“L”型、門型、三角型等型式，門型吊架主要為位置確定受其他管槽影響時采用，三角型支吊架主要對超長支吊架增加穩固性時使用。支吊架要布置在靠近荷載的地方，以減少偏心荷載和彎曲應力，特殊情況可考慮和其他專業外場設備共用支吊架。可調支吊架的拉伸或壓縮量應按要求進行計算，針對不同的裝修風格，盡量將調整部分推延到隱蔽處調整解決，以保證美觀。

固定方式可采用預埋、包柱式、螺栓固定、射釘固定和焊接固定等。必須具備生根條件的支吊架應盡可能利用建筑物、構筑物的梁柱作為生根點，生根點的構造滿足生根件的要求。安裝位置及類型盡量減少作用力對被生根部件的不良影響，當設備較重時，有關支吊架對于梁、板、柱、鋼架等結構強度的影響，需經結構專業設計人員驗算，特殊點應做荷載試驗（使用承重物懸掛于支吊架上，荷載為設備及支吊架自重及工作荷載總合的2倍，懸掛時間為12 h。試驗結果安裝牢固，支吊架、構架未變形為合格）。

3.3 支吊架材料選用

根據現場測量結果，計算支吊架承載能力，確定其結構型式、材質，根據承重要求選用管材厚度，使其滿足承載要求，并節省材料、方便施工。材料本著經濟、合理的原則選用，通常選用鋼管、不銹鋼管，吊頂內較隱蔽可適當采用角鋼、槽鋼或通絲，根法蘭根據固定型式可選用扁鋼、鋼板、槽鋼、卡箍等，最好套用規格化的型材和標準元件，并使其既滿足工況要求，又能與所支撐材料匹配。

3.4 支吊架加工制作

支吊架型式和加工尺寸符合現場要求，制作支吊架的鋼材應平直，無明顯扭曲，切口無卷邊和毛刺；下料誤差應小于5 mm，使支吊架的拼接平直，尺寸準確，外形規矩；鉆眼應采用機械加工，不得采用氣（電）割，以免影響美觀及支吊架的剛度、強度；焊接采用手工電弧焊，由持證焊工施焊，點焊高度為焊腳的2/3，焊點長度視距離施工件及焊縫位置而定，宜均勻，并填滿弧坑，焊點無漏焊、欠焊或焊接裂紋等缺陷；纜線進出孔孔徑大于線纜外徑，位置合理。

加工完畢后用角磨機打磨平滑，非不銹鋼件要進行防銹和噴塑處理，如用于露天或潮濕環境應進行熱鍍鋅處理。清除支吊架表面的灰塵、污垢、銹斑、焊渣等雜物后，采用空壓機對鋼材噴漆進行防腐，噴漆厚度均勻，不得出現脫皮、起泡、起皺、針孔、流淌和漏噴現象。外漆顏色為金屬色或與設備顏色一致，并考慮與安裝處裝修色配套。所有加工好的支吊架均標明編號，方便使用。

3.5 支吊架安裝防護

設備支吊架安裝采取首件樣板制，第一套設備支吊架制作安裝完成后，經業主、監理工程師檢查，確認合格并統一工藝后，作為樣板全線推廣。

支吊架安裝必須根據現場的施工條件和材料的進場情況，結合土建、裝修、水暖等工程進展情況，采取條件成熟一處、安裝一處、調整一處的方式，統一協調，合理組織人員和機具，采取靈活機動的施工方法，確保安裝的順利進行。

安裝人員必須有一定的工藝知識，把設備精度與安裝允差結合起來考慮，使偏差向有利方面積累，以最終確保設備的使用性能。

支吊架牢固地固定在梁、墻、立柱或其他結構物上，安裝要做到橫向水平，線性良好，視覺、外觀效果良好，如有抗震要求時，應考慮加固措施。裝修層開孔需聯系專業人員采用專用工具進行，我方安排專人配合，嚴禁私自開孔。如設備周圍為難于拆裝的整體裝修板材，應協調裝修單位預留好檢修孔，為以后運營維護和檢修提供方便。

安裝鉆孔時選用規定規格的鉆頭或專用鉆頭，嚴格按規定孔深和角度進行鉆孔，確保孔位不發生偏斜。每個區域的支吊架安裝完成后，采用水準儀和經緯儀對支吊架的吊桿進行調正、調平，按照安裝需求調整到需要的標高。

支吊架安裝完成后設置或粘貼明顯的標識信息，為防止其他專業進行噴涂等作業污染支吊架，采用廢報紙或塑料帶將支吊架包裹進行保護，并派專人定期巡查，發現有丟失、損壞情況時，及時處理。

4 結論

我方成功完成了上海、重慶等城市軌道交通通信系統外場設備支吊架的配套加工，經驗收測試，其強度、穩定性均達到要求，效果良好，滿足設備安裝及使用維護要求。

支吊架安裝只是外場設備安裝的一道工序，施工中，需嚴格作好每道工序的施工，只有真正做到“作好本道工序，服務下道工序”，才能創造一個良好的施工環境，保障整體工程的質量。