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山西昆明烟草项目“总工上讲台”汇报材料综合支架的策划与实施设备安装分公司主讲人：赵鹏一、应用背景二、综合排布三、选型计算四、模拟试验五、方案会审六、过程控制七、实施效果综合支架的策划与实施一、应用背景本工程机电专业包含30余个系统，管廊管线多达36支，参建单位多、操作水平良莠不齐。若所有参建单位各自为政、只考虑各自负责专业管线施工，缺乏统一协调管理，必然导致现场凌乱无章，将严重影响施工质量。为此，我项目部运用BIM技术对所有机电管线进行综合排布、策划综合支架方案，并承担本工程综合支架施工。至今，各式支架已使用型钢约150t。一、应用背景无综合支架效果施工综合支架效果一、应用背景III区2层管线综合排布此处共有管线36支，层叠密集，综合排布后共分8层，整齐美观。一、应用背景VI区3层管线综合排布此处管线纵横交错，标高重叠，碰撞频繁，综合排布后井然有序。二、综合排布运用BIM技术对所有管线进行综合排布。综合排布原则：1）预留安装维修空间；2）小管让大管、有压管让无压管、低压管让高压管；3）行程长的管线在上层，行程短的管线在下层；4）管线阀门并列安装时考虑阀门及法兰保温后的间距；5）金属导管和金属槽盒敷设在蒸汽管下方，不小于0.5m，在上方时不小于1.0m；6）通信桥架与其他桥架水平间距至少300mm，垂直间距至少300mm，防止磁场干扰；7）最上层桥架槽盖开启面至少保持50mm垂直净空。三、选型计算以II区2层为例，依据管线综合排布策划综合支架方案。II区2层管线综合排布三、选型计算1.初步选择支架型钢，策划综合支架方案，创建支架三维模型。三、选型计算2.计算每处节点受力（=管道自重+满水水重+保温层重+保护层重），管道长度按4.5m计算。管径mm壁厚mm满水质量kg管道质量kg保温mm保温质量kg表面积㎡保护层kg总质量kg76418.3124831.95501.6913612.486889.82317661.777022736.5250.886098192.246016.05680215.5530921.93471481.11763258.5353.8584732976022.10020316.2878524.83701697.79572196160.265993141.846010.79196414.7900718.92078331.8187159583.7767785.5505.869425383.6596714.4557189.6019133458.784332557.285504.298875883.2922913.00455133.3728108438.2075246.17503.0139292.9390411.6092199.0006673416.818232530.65501.585915882.444499.65573658.70988483.56.995233139500.8308442.091248.26039825.086483834.32731257.04500.5906341.949947.70226319.66021三、选型计算3.对支架进行受力分析。支架下三层占整体质量的95.5%，为方便计算，以下三层为模板创建力学模型。三、选型计算4.拟定计算参数。1）荷载放大系数：1.5受拉杆件长细比限值：300受压杆件长细比限值：150横梁挠度限值：1/2002）设计资料材质：Q235-B;fy=235.0N/mm2;f=215.0N/mm2;fv=125.0N/mm2；梁跨度：l0=3.51m；梁截面：[16b强度计算净截面系数:1.00。3）参考标准与规范：《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)三、选型计算5.校核支架型钢及焊缝强度，经济选型综合支架型钢。1）计算单工况作用下截面内力（轴力拉为正、压为负）2）计算荷载组合下最大内力=1.2x恒载+1.4x活载3）计算抗弯强度其中：γx=1.05,γy=1.20——《GB50017-2003》σ=MxγxWnx+MyγyWny三、选型计算4）计算抗剪强度τ=VSItw——《GB50017-2003》5）计算梁上翼缘受集中荷载σc=ψFtwlz——《GB50017-2003》6）折算应力σ2+σcσc-σσc+3τ2——《GB50017-2003》三、选型计算7）计算节点焊缝节点处受力。经计算弯矩：0.31kN.m;剪力：0.71kN;轴力：65.33kN。采用E43型手工焊，焊缝的强度设计值ff=160.0N/mm2。弯矩产生的应力剪力产生的应力轴力产生的应力折算应力σM=MWxτV=Vhe∑lwσN=Nhe∑lw[(σM+σN)/βf]2+(τV)2以上结果均小于焊缝强度设计值时满足要求。三、选型计算6.将支架荷载逐一分配到各型材构件，汇总出锚栓所在受力，结合螺栓的允许设计强度值选定所用锚栓的类型、规格和数量。由计算得每根支架立柱最大轴力N=65.331KN，当砼强度为C30时，M16X110抗剪设计值V=14460N，抗拉设计值F=21010N。——《陕09N4》只承受剪力时：每根立柱需要的膨胀螺栓的数量n=N/V=65.331/14.460=4.52=5条；只承受拉力时：每根立柱需要的膨胀螺栓的数量n=N/F=65.331/21.01=3.11=4条。由此确定膨胀螺栓规格及数量。三、选型计算7.邀请设计院对结构进行弯矩和剪力校核。四、模拟试验1.加工试验模型，模拟支架受力情况，对支架整体及结构的安全性能进行校核。四、模拟试验2.出具检验报告。五、方案会审综合支架施工方案策划综合支架方案（附计算书及试验报告），经建设、监理单位批准后实施。六、过程控制1.大规模门型支架调直装置2.设计加工蒸汽、凝结水导向管座3.利用综合支架搭设检修平台4.单个支架“一体多用”1、大规模门型支架调直装置综合支架普遍采用[14、[16制作安装，跨度大于3m，部分超过6m；立柱长度大于4.5m、部分达到6m；层数均在5层以上，单体重量高达1.4t。在施工过程中存在以下问题：1）支架立柱长，易变形扭曲；2）支架层数多，焊口密集、焊接应力集中，容易产生焊接变形。以上问题可能导致支架安装完成后产生局部变形，影响整体布局美观。为此，我项目部设计加工“支架调直器”对变形支架进行调整。1、大规模门型支架调直装置8层支架变形的支架1、大规模门型支架调直装置原理图1、大规模门型支架调直装置组件1限位装置俯视图限位装置采用[20制作，一侧开140X140方形口，一侧开165X120矩形口；槽钢长度据实确定，需保证方管与支架距离略大于千斤顶本体长度，小于千斤顶行程和本体长度之和。1、大规模门型支架调直装置组件1限位装置侧视图敞口一侧钻Ф30圆孔，穿入Ф25螺纹钢限制支架与限位装置的相对位移；附近焊接Ф20螺帽，调直前后千斤顶不受力时，拧紧螺栓可以防止调直器坠落。1、大规模门型支架调直装置组件2支撑装置支撑装置采用□120X120X4.5制作，插入限位装置的方形孔内，支撑千斤顶底部受力。每隔一段距离钻Ф30圆孔，可以胜任不同长度立柱调直工作。1、大规模门型支架调直装置操作步骤1、大规模门型支架调直装置2、蒸汽、凝结水导向管座模型图现场图1）凝结水导向管座：圆管上焊接钢板作为支撑立板，将矩形管切割后倒置作为限位装置，不锈钢立板与管道满焊，矩形管与底板之间衬聚四氟乙烯板减小摩擦系数并隔热。2、蒸汽、凝结水导向管座2）蒸汽导向管座壳体采用1.5X25、4.0X60mm钢带，8mm厚钢板焊接；滑动面采用聚四氟乙烯板制作，PTFE熔点327℃，使用温度250℃＞195℃，摩擦系数0.04，是固体材料中摩擦系数最低者，可以有效实现由于管道涨缩引起的滑动；壳体内衬石棉管托绝热。三维模型图2、蒸汽、凝结水导向管座定制加工图2、蒸汽、凝结水导向管座现场效果图3、利用综合支架搭设检修平台本工程多数管线标高大于5m，部分阀门标高超过3m，为了方便后期维修操作，利用综合支架搭设检修平台。制冷站机组立管支架4、单个支架“一体多用”立管与水平管共用支架，主立管支架兼顾分支管道支架。七、实施效果七、实施效果七、实施效果七、实施效果