大口徑空調立管固定支架設計及安裝施工技術

易少兵，高 文，李生兵，李 黎

（武漢建工集團股份有限公司，湖北武漢 430023）

0 前言

隨著公共建筑物高度和規模的增加，空調系統負荷也隨之增加，需大口徑、大流量、高壓力的管道系統來維持整個建筑物空調系統負荷需求。在整個高層建筑物中，空調系統大口徑立管安裝必須科學、合理的設置固定支架。然而，在傳統空調系統安裝工程施工方法中，大口徑空調立管固定支架設計及安裝往往籠統地參照規范化或標準化圖集，易導致支架選材過大而造成不必要的浪費，或采用經驗判斷，導致支架選材過小而造成空調系統支架扭曲變形，影響整個空調系統質量安全。隨著可持續發展的綠色施工理念不斷推行，建筑行業對空調系統管道安裝質量要求越來越高，傳統空調系統安裝工程施工方法日益受到限制。大口徑空調立管固定支架設計及安裝施工工藝和方法正是為了適應這一形勢而發展起來。

武漢國際博覽中心洲際酒店是武漢市重點工程，是武漢國際博覽中心、會議中心配套超五星級酒店，總建筑面積240 360平方米，地上193 861平方米，地下46 499平方米。武漢國際博覽中心洲際酒店一層平面功能包含了酒店團隊入口大廳、商業、酒店后勤配套及消防控制中心等，二層平面功能包含酒店大堂、風情街、商業，三、四層為酒店餐飲功能區，五層以上為酒店式辦公區和超五星級酒店客房，建筑總高度為94.45米。武漢國際博覽中心洲際酒店空調水系統大口徑供、回水立管采用DN300～DN400螺旋電焊鋼管，從地下室冷凍機房內分水器、集水器引出、引入，經管井送至各個功能區域末端。大口徑空調立管固定支架設計及安裝施工技術在該項目中的成功運用，效果顯著，有效保障了施工質量和安全、提高了施工效率、縮短了施工周期、降低了施工成本、節約了資源，獲得建設單位、監理單位、設計單位及相關單位的一致好評。

1 技術原理

大口徑空調立管固定支架設計及安裝施工技術是在傳統空調系統安裝工程施工技術的基礎上不斷改進、在工程實踐中不斷摸索、總結而形成的。

對于DN300以上不同管徑的空調立管，必須配套使用相應規格的支架橫梁型材、普通螺栓、墊木、焊條、斜支撐鋼板、弧形鋼板。根據現場的實際情況，對各支架橫梁型材進行準確下料，利用普通C級六角螺栓將墊木與鋼托板緊固，確保普通C級六角螺栓與支架橫梁表面垂直，再將錨塞式膨脹螺栓固定在剪力墻、樓板上，確保錨塞式膨脹螺栓中心與墻面及樓板面垂直。各支架橫梁型材之間焊接成“橫擔式”，橫擔式固定支架與錨塞式膨脹螺栓精準對接緊密固定。在管道末端750 mm處焊接4塊10 mm厚弧形鋼板，確?；⌒武摪逯行呐c管同心，在呈對稱分布地2塊弧形鋼板上各焊接1塊厚度為10 mm斜支撐鋼板，確?；⌒武摪濉⑿敝武摪逯行呐c管同心，呈對稱分布。立管精確吊裝落位后，在剩余呈對稱分布的弧形鋼板處各焊接1塊10 mm厚斜支撐鋼板，斜支撐鋼板、鋼托板進行雙面角焊，焊接牢固，確保焊縫飽滿、表面清理干凈并作防腐處理。

2 技術特點

2.1 大口徑空調立管固定支架設計選材科學合理，減少了材料浪費，節約了施工成本。

2.2 大口徑空調立管與斜支撐鋼板之間焊接弧形鋼板，是在傳統空調系統安裝工程的基礎上，增加的一道新的工序，增大了固定支架與大口徑空調立管之間的焊接面積，有效地減少施工過程中由于斜支撐鋼板與空調立管之間焊接面積小、焊接面受熱不均而造成“燒穿”、“弧坑”、“未焊透”等問題產生。

2.3 大口徑空調立管與固定支架之間的同步配合安裝，不僅提高了施工效率，而且有效地控制了空調立管及固定支架的安裝質量，提高了空調系統安裝工程安裝的成型效果。

3 關鍵技術

3.1 支架設計及制作

（1）支架設計

根據工程項目的質量要求及工程項目中空調系統安裝工程的設計特點，科學合理的設置固定支架。橫擔式固定支架具有制作簡單、操作方便，穩定性及安全性高，支架與管道之間、支架與建筑結構之間連接可靠等優點，是大口徑空調立管固定支架設計首選方案?；炷凛S心抗壓、受壓或受拉的強度設計值、鋼材的抗拉、抗壓、抗剪強度設計值、鋼材與鋼鑄件的物理性能指標、角焊縫及對接焊縫的強度設計值、普通螺栓連接的強度設計值是大口徑空調立管固定支架設計中的關鍵控制點，需根據現場的實際情況不斷復核驗算，予以嚴格控制。通過工程實踐中的不斷總結，得出了大口徑空調立管固定支架設計方案，設計方案科學、合理，有效地減少了材料浪費、確保了空調系統的功能性與安全性。大口徑空調立管固定支架設計方案如圖1。

（2）支架制作

對于不同管徑的空調立管，必須配套使用相應規格的支架橫梁型材、普通螺栓、墊木。根據工程實踐中的不斷總結出支架橫梁選型表（表1），按照支架橫梁選型表來選擇相應規格的支架橫梁型材、墊木、普通C級六角螺栓。根據現場的實際情況，對各支架橫梁型材進行準確下料，利用普通C級六角螺栓將墊木與鋼托板緊固，確保螺栓與支架橫梁表面垂直，外露絲扣不應少于2扣。各橫梁型材之間以及橫梁與鋼板之間按照圖2、圖3、圖4焊接，采用E43型焊條、直（交）流電焊機焊接牢固，確保焊縫飽滿。支架清理后，進行防腐處理，各支架型材內外各表面刷兩遍防銹漆。

圖1 大口徑空調立管固定支架設計方案（橫擔式固定支架）

表1 支架橫梁選型

3.2 支架橫梁安裝固定

（1）在鋼筋混凝土剪力墻體及建筑樓板提前放線確定好的部位，利用電錘打孔，根據錨塞式膨脹螺栓選型表（表2）選擇相應規格的錨塞式膨脹螺栓固定在剪力墻、樓板上，確保錨塞式膨脹螺栓中心與墻面及樓板面垂直，外露絲扣不應少于2扣；

（2）將制作好的固定支架與錨塞式膨脹螺栓對接，確保對接準確，緊固錨塞式膨脹螺栓。

3.3 弧形鋼板與立管焊接

在管道末端750 mm處焊接4塊厚度為10 mm弧形鋼板，確?；⌒武摪逯行呐c管同心，如圖5。

3.4 立管吊裝

（1）在吊裝空調立管端口處焊接U形接口，在呈對稱分布地2塊弧形鋼板上各焊接1塊厚度為10 mm斜支撐鋼板，確保弧形鋼板、斜支撐鋼板中心與管同心，呈對稱分布，斜支撐鋼板與鋼托板中心對稱緊密貼合，并保證斜支撐鋼板底表面離建筑結構地坪220 mm?？照{立管與弧形鋼板、弧形鋼板與斜支撐鋼板焊接如圖6、圖7。

（2）將空調立管及單筒慢速電動卷揚機（單筒慢速50 kN）勾連，慢慢啟動單筒慢速電動卷揚機（單筒慢速50 kN）倒順開關，施工人員平穩扶住并旋轉空調立管，確?？照{立管安裝不與固定支架碰撞，在剩余呈對稱分布的弧形鋼板處各焊接1塊厚度為10 mm斜支撐鋼板，確保矩形支撐鋼板與斜支撐鋼板中心線垂直，并保證斜支撐鋼板底表面離建筑結構220 mm；

圖2 1-1剖面圖

圖3 2-2剖面圖

圖4 3-3剖面圖

表2 錨塞式膨脹螺栓選型

圖5 弧形鋼板與立管焊接示意圖

圖6 弧形鋼板與斜支撐鋼板焊接立體示意圖

圖7 弧形鋼板與斜支撐鋼板焊接平面示意圖

（3）使用氧氣乙炔將輔助吊裝U形接口切割掉，并作防腐處理，確保管道完好、無損壞；

3.5 立管與固定支架連接

（1）采用E43型焊條、直（交）流電焊機在剩余呈對稱分布的弧形鋼板處各焊接1塊厚度為10 mm斜支撐鋼板，確保矩形支撐鋼板與斜支撐鋼板中心線垂直對斜支撐鋼板、鋼托板進行雙面角焊，焊縫焊角長度為8 mm，焊接牢固，確保焊接飽滿，焊縫表面清理干凈；

（2）在鋼托板下面放置墊木，確保墊木與鋼托板中心線重合，并采用普通六角螺栓M16×120（4.8C級） 將橫擔支撐與鋼托板固定，如圖8。

3.6 驗收

大口徑空調立管固定支架安裝完成后，進行質量驗收。根據文獻[1]、文獻[2]要求，支架橫梁安裝橫平豎直，端面垂直允許偏差控制在1.0～1.5 mm內，支架與管道之間焊接，管道側的咬邊量不得大于0.1管壁厚，支架表面噴涂的漆膜，應均勻、無堆積、皺紋、氣泡、漏涂等缺陷，連接螺栓外露絲扣不應少于2扣，螺母在同側，均勻擰緊，螺栓緊固后不應低于螺母平面。

圖8 斜支撐鋼板與鋼托板、墊木連接固定示意圖

4 主要材料與設備

（1）主要材料見表3。

（2）主要施工機具設備見表4。

5 結論

大口徑空調立管固定支架設計及安裝施工技術，在武漢國際博覽中心洲際酒店項目中的成功運用，不僅有效地杜絕了因支架選材過小造成管道支架扭曲變形而影響整個空調系統質量安全，或支架選材過大造成不必要的浪費等問題，保障了施工安全，充分發揮了空調系統的實用功能，而且通過優化了固定支架設計及安裝方案，有效地控制了大口徑空調立管與固定支架的同步配合安裝質量，提高了施工效率，縮短了施工周期，節約了施工成本，是一項施工性強的現代綠色施工技術。

表3 主要材料表

表4 主要機具設備表

一種用于大口徑空調立管的橫擔式固定支架于2014年12月2日被國家知識產權局正式授權為一種實用新型專利。

［1］GB50243-2002.通風與空調工程施工質量驗收規范［S］.

［2］中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中華人民共和國建設部.通風與空調工程施工質量驗收規范［M］.北京：中國計劃出版社，2002.

［3］中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中華人民共和國建設部.GB50205鋼結結構工程施工質量驗收規范［M］.北京：中國計劃出版社，2002.