核電工程建設中卡軌的設計與安裝應用

□景 影 田昕尚

卡軌便于安裝且可調節是一種理想的固定件，主要應用于混凝土墻，具有高承載力、邊距小、易于調整、安裝時無噪音、無塵、防腐性能好的技術特性，安裝方式相較于膨脹螺栓更便捷，所以在核電工程建設中獲得廣泛應用。

一、卡軌的介紹

(一)卡軌的特點。對安全性要求較高和有抗震要求的設備物項或區域，會采用卡軌及其相應的配套緊固件，在核電工程建設中，卡軌在土建施工階段預埋入混凝土內，用特定的緊固件卡入槽口以固定物項，如電纜橋架及支吊架、電纜管及支吊架、電儀小三箱、吊車、通風管等?？ㄜ壖捌渑涮拙o固件的所有部件滿足質保等級QA1的要求，其安全級別是LS級?？ㄜ売商间摻洘彳埞に囍瞥?，表面處理采用熱浸鍍鋅工藝，耐腐蝕性好。卡軌包括兩個規格：53/34型和64/44型，其中64/44型具有更高的機械性能。

53/34型卡軌截面尺寸約寬53mm，高34mm，其機械性能滿足：在250mm錨固長度中心處的許用荷載大于22kN；二百萬次荷載差為12.0kN的疲勞試驗；許用荷載的安全系數大于3；4.其拉拔力、剪力和沿槽長度方向最大設計承載力相等。

64/44型卡軌截面尺寸約寬64mm，高44mm，其機械性能滿足：在250mm錨固長度中心處的許用荷載大于27kN；二百萬次荷載差為15.0kN的疲勞試驗；許用荷載的安全系數大于3；其拉拔力、剪力和沿槽長度方向最大設計承載力相等。

53/34型和64/44型卡軌與緊固件配套使用，配套所使用的緊固件有螺栓、螺母、平墊圈和彈簧墊圈。

(二)卡軌的優點。電纜主托盤支架和豎梯安裝最常用到卡軌固定，除了卡軌也可以采用膨脹螺栓固定，但是卡軌相比膨脹螺栓有很多優點。

1.易于調整。配套螺栓可在卡軌的鋼槽中移動，對于在卡軌上安裝的物項來說，可以有一定的調節余量，尤其當發現已安裝的物項與其他物項碰撞時需要進行移動，卡軌這一點可調節的余量就能夠發揮很大的作用，給施工帶來便利。如果使用膨脹螺栓，當器械把膨脹螺栓打入墻體內固定后，則螺栓安裝的物項不能再進行移動，如果需要移動，需解除螺栓固定，之前的開孔成為廢孔，要在廢孔旁至少100mm處才能重新打膨脹螺栓固定。

2.無噪音、無塵?？ㄜ壥窃谕两ㄊ┕るA段采用預埋的方式固定在結構墻體中，即在混凝土墻體澆注前定好位，之后澆注混凝土墻體，方便快捷，無噪音、無塵。膨脹螺栓是在后期安裝過程中需要用器械打進混凝土墻體中，逐顆固定，有噪音有塵土，操作時間更長。

3.利用率高。在一根卡軌上可以縱向安裝多個托盤支架能夠承托多層托盤，利用率高。如果用膨脹螺栓安裝，一個托盤支架需要打兩顆螺栓固定，且僅能承托一層托盤，利用率不如卡軌。

4.經濟實惠?？ㄜ壢缃褚褜崿F國產化，經濟型方面比膨脹螺栓更有優勢。

二、安裝技術要求

(一)卡軌的安裝。卡軌預埋時混凝土表面應與鋼槽表面齊平，鋼槽凸出或者凹進混凝土表面應≤10mm。因卡軌三向受力相同，所以對于傾斜度無明確要求。53/34型卡軌與64/44型卡軌對于混凝土材基的要求不太相同。

1.53/34型卡軌對于混凝土材基的要求。最小間距：400mm，適用于鋼筋混凝土,當間距擴大30%時對鋼筋無要求。邊距：至少200mm。端距：距混凝土構件邊緣至少175mm；距另外一根卡軌至少350mm，與卡軌長度無關。最小混凝土構件尺寸：高≥C+180，C為混凝土保護層(指鋼筋的保護層)依據混凝土結構設計規范GB 50010-2010選取即可；若混凝土構件中僅布置了一根卡軌時，則最小寬度是400mm。

2.64/44型卡軌對于混凝土材基的要求。最小間距：500mm，適用于鋼筋混凝土,當間距擴大30%時對鋼筋無要求。邊距：至少250mm。端距：距混凝土構件邊緣至少225mm；距另外一根卡軌至少450mm，與卡軌長度無關。最小混凝土構件尺寸：高≥C+200，C為混凝土保護層(指鋼筋的保護層)依據混凝土結構設計規范GB 50010-2010選取即可；若混凝土構件中僅布置了一根卡軌時，則最小寬度是500mm。

(二)卡軌的切割。當卡軌需要切割時，確保錨桿端距為35mm～38mm。每根卡軌必須至少帶有兩個錨桿，才可以使用，錨桿間的間距是250mm。在設計過程中，選擇卡軌的長度要考慮到切割要求，因此卡軌長度最短選擇320mm，即包括兩個錨桿間的長度250mm加兩個錨桿的端距長度35mm。為了便于計算，通常情況下利用公式：卡軌長度=250*n+70(n為1、2、3…)來大致選擇卡軌長度?？ㄜ壊豢梢云唇影惭b。雖然在給結構專業的設計提資階段，可以任意提資卡軌長度，但是到了現場施工階段，預埋卡軌會根據卡軌的切割要求進行切割，所以作為設計人員在設計階段盡可能地做到嚴謹，以避免現場施工時遇到不必要的問題。

(三)卡軌螺栓的安裝端距和間距。53/34型與64/44型卡軌螺栓最小間距為100mm。必須保證每個螺栓均安裝在兩個錨腿之間的范圍。在設計時，托盤支架的圓板固定在卡軌上用到的螺栓間距經常會小于100mm：圓板高度是200mm，螺栓在圓板的上半部和下半部各有一顆，距離圓板中心均是61mm，當兩個圓板上下緊挨著固定時，上面圓板的下半部螺栓和下面圓板的上半部螺栓間距為78mm，就會出現螺栓間距小于100mm的情況。對于這種情況，卡軌廠家經過計算，雖然理論上不滿足螺栓的安裝要求，但是考慮到相鄰兩個螺栓并非連接在同一個圓板上，應無使用風險。另外在橋架設計時，經過計算，圓板中心距離卡軌端部200mm，可以保證每個螺栓均安裝在兩個錨腿之間的范圍。

三、卡軌在核電廠中的常見應用

(一)用于托盤支架的安裝。

1.墻壁上預埋。預埋件是支架生根的重要結構部件，在土建施工圖編制之前要由布置或設備專業給結構專業提資料，最終在結構圖紙中體現?？ㄜ壥穷A埋件的一種，電纜主托盤S1型支架主要用64/44型卡軌安裝，根據主托盤的合理布置情況，選取支架類型確定支架位置，卡軌靠支架位置定位，將定位好的卡軌預埋位置和長度提資給結構專業。依據《在地震條件下電纜橋架的安裝說明》中：S1型支架類型安裝最大間距為1.5m，可以確定卡軌的間距最大也為1.5m。電纜主托盤S1型支架也可以用膨脹螺栓安裝，但考慮到多種因素，將膨脹螺栓作為次要選擇，當施工時卡軌位置偏離或遺漏預埋時采用。

2.孔洞內預埋。對于比較厚的墻體中的孔洞(例如800mm墻厚)，電纜需要在洞內進行電纜敷設，電纜懸空長度較長需要在孔洞內進行支撐，由于孔洞內打膨脹螺栓難度較大，因此需要在孔洞內預埋卡軌，保證托臂的安裝。孔洞內預埋的卡軌類型是64/44型?？锥磧阮A埋卡軌需要考慮到孔洞內防火封堵所占用的空間，提資確定預埋位置時，在孔洞一側預留出至少200mm寬用于防火封堵。孔洞內預埋的卡軌長度最好是比孔洞高度長一點，因為卡軌端部不能安裝配套螺栓，且要保證受力在卡軌的螺桿之間。

(二)用于豎梯的安裝。豎梯有專門的支撐，可直接固定垂直敷設的電纜，也可使用垂直安裝的電纜梯架，在實際應用時常考慮R1、R2、R3三種類型，豎梯安裝主要用到的是53/34型卡軌。豎梯由每隔500mm(最大距離)安裝的一個橫檔組成，R1、R3型豎梯的橫檔與混凝土墻平行，R2型豎梯的橫檔與混凝土墻垂直，它們都可以通過預埋卡軌和膨脹螺栓安裝。

四、結語

本文結合工程實例，從安裝技術要求和常見安裝類型對卡軌在核電廠的應用進行了分析，并指出設計中需要注意的事項，對后續類似項目的設計可起到一定的啟發和指導作用。在今后類似的設計中，根據用戶使用情況的反饋和設計研究的深化，會改進不足，提供更加完善的設計方案。