卢佳华;汤毅;陈晓文
【摘 要】以国家会展中心(上海)综合体项目为例,针对工程中层高、空间跨度大等难点,提出了利用风管总管与钢结构桁架整体吊装结合利用悬挂式升降平台安装支管及风口的解决方案,节约了成本,保证了工期,同时提高了施工人员高空施工的安全性.
【期刊名称】《建筑热能通风空调》
【年(卷),期】2016(035)006
【总页数】4页(P82-85)
【关键词】超高大空间;双层螺旋保温风管;悬挂式升降平台
【作 者】卢佳华;汤毅;陈晓文
【作者单位】上海市安装工程集团有限公司技术中心;上海市安装工程集团有限公司技术中心;上海市安装工程集团有限公司技术中心
【正文语种】中 文
国家会展中心（上海）由国家商务部和上海市政府合作共建，总建筑面积147万m2，
地上建筑面积127万m2，是目前世界上面积最大的建筑单体和会展综合体。综合体可展览面积50万m2，包括40万m2的室内展厅和10万m2的室外展场，其中室内展厅均为超高、超大空间，单层展厅净空高度达到近40 m，双层展厅首层层高16 m，二层净空高度达到22 m，其中单层展厅为无柱空间，每个展厅屋面由16榀钢桁架结构组成，屋面单榀桁架最大跨度达108 m。展厅内螺旋风管主要分布在屋面钢桁架结构内，如图1，桁架内上层为排烟兼排风风管，下层为空调送风管。空调送风管为大口径双层螺旋保温风管，桁架内总管直径为800 mm～2000 mm；排烟兼排风风管为大口径单层螺旋风管，桁架内总管直径为1000 mm～1400 mm，一标段桁架内安装的螺旋风管展开面积达8万m2。
在大空间、大跨度的建筑物内安装风管，往往会遇到以下几个方面的难题：
1）风管的拼接、组装等均在高空完成，施工时具有较大风险；
2）风管口径大，重量重（一节直径为1600 mm，长度为3 m的双层螺旋保温风管的重量约320 kg），风管在高空运输及安装难度十分大；
3）由于净空高，风管在高空难以定位，风管水平度调节难度大；
4）风管吊架不允许在钢桁架上焊接，还需考虑桁架受力平衡；
5）本项目工期十分紧张，有四个展厅需提前交付，展厅桁架内风管安装工期为90天。
3.1 风管连接形式
本项目中桁架内上层单层螺旋风管为排烟兼排风风管，按GB50243-2002《通风与空调工程施工质量验收规范》[1]要求采用角钢法兰连接，下层双层螺旋保温风管为空调送风管，采用芯管连接较为美观，芯管连接示意图如图2。
芯管及镀锌钢带板材厚度见表1，芯管长度为200 mm，镀锌钢带宽度为138 mm。
首先，将芯管一端插入内层螺旋风管内，再套入另一节螺旋风管，完全插好后，用5×19型自攻螺丝从内向外把芯管与内层螺旋管固定。在用自攻螺丝固定内接芯管时，自攻螺丝需固定在离管口边25 mm处，自攻螺丝间距130 mm。
然后，用玻璃棉将两节双层螺旋风管之间的缝隙填满，用宽度为138 mm、长度为双层螺旋风管外层周长的镀锌钢带将接缝封闭，用5×19型自攻螺丝从外向内把镀锌钢带与外层螺旋管固定，自攻螺丝同样固定在离管口边25 mm处，间距为130 mm。
由于风管直径较大，在风管自重的影响下，风管无法保持正圆形态，对风管吊装、管段连接等带来困难，因此根据世博中国馆大口径双层螺旋保温风管的施工经验[2]，对大口径螺旋风管进行了加固，加固形式见图3，加固尺寸见表2。
3.2 风管支吊架形式
1）桁架内风管支吊架采用抱箍及吊杆组成。抱箍根据风管及上弦杆外径尺寸采用40×4镀锌扁钢制作，抱箍内垫橡胶衬垫，吊杆采用φ10镀锌丝杆，采用双吊杆固定，
吊杆根部用抱箍固定在两根上弦杆上，见图4。
2）支管支吊架采用抱箍、定型扣件及吊杆组成。抱箍根据风管外径尺寸采用40×4镀锌扁钢制作，抱箍内垫橡胶衬垫，吊杆采用φ10镀锌丝杆，吊杆用定型扣件固定在檩条上，定型扣件是一种适用于工字钢的吊架扣件，见图5。
3）支吊架间距。按照《通风与空调工程施工质量验收规范》要求，当1000 mm≤风管直径<1500 mm时，水平风管支架间距2 m；当1500 mm≤风管直径≤2000 mm时，水平风管支架间距1.5 m。
3.3 吊装方案
由于之前并无此类超高大空间施工经验，通过查阅相关资料[3]，借鉴了位于北京的中国国际展览中心（新建）项目大空间双层螺旋风管的施工经验，并与满堂脚手架方案进行综合比较见表3，综合各方面因素，认为对于本项目采用桁架内风管随桁架整体吊装，支管及风口使用悬挂式升降平台安装的方案更为合理。
3.3.1 桁架内风管安装
1）风管吊装。桁架在地面组装焊接完成后（包括完成桁架钢结构的底漆、面漆工作），在桁架两侧搭设脚手架。如图6，由于风管较重，采用12 t汽车吊将风管从桁架上方吊入桁架内，为使单节风管能从桁架上方吊入，单节风管长度确定为3 m。首先安装下层风管支吊架，待下层风管安装完毕后安装上层风管支吊架，再将上层风管吊入桁架内，待上下层风管安装完成后，风管与桁架进行整体吊装。
2）注意事项。由于展厅跨度达108 m，钢桁架分多段吊装，因此风管在桁架拼接位置断开，需在高空对桁架内风管进行对接，同时桁架内总管开有许多支管开口，在总管对接及支管连接之前，需对各开口用防雨帆布进行封堵，防止保温棉受潮及风管内壁受到污染（如图7）。另外，由于风管安装需与桁架组装穿插进行，对施工员现场动态管理能力提出了较高的要求，施工员需与钢结构专业人员密切配合，时刻关注钢结构专业的进度情况，做好风管的进场准备，风管进场数量要在保证安装需要的同时尽量避免现场的积压。
3.3.2 支管及风口安装
中国国际展览中心（新建）项目中采用自制升降平台及吊篮进行支管及风口安装，其平台同时只能上2人进行施工，风管较重，安装效率较低。根据现场实际情况，对各种工况下屋面荷载进行校核计算，并对屋面、马道等相关施工工序做了调整，解决了荷载、工序、进度等问题。最终确定了一种平台型式和施工方法：
1）悬挂式升降平台。悬挂式升降平台由固定式钢平台和可拆卸铝合金脚手板组成。固定式钢平台悬挂在桁架两侧，中间通过可拆卸铝合金脚手板将两侧的固定式钢平台连接成一个完整的操作平台。固定式钢平台由主钢梁、型钢、钢板网、焊栓节点等组成，并在现场制作，固定式钢平台长度规格有24 m、12 m、6 m和3 m，宽度均为4 m；铝合金脚手板为定型成品，单块长度4 m，宽度0.6 m。
2）悬挂式升降平台功能：a.悬挂平台可上10人，主要作为操作人员之用；b.每组悬挂平台可根据需要作垂直升降、分块和连成整体等功能；c.每组悬挂平台在地面向上提升时，可带800 kg管道构件随平台提升至安装高度；d.固定式钢平台还可作为运料平台，
可进行随运、随拆随即封闭。
3）支管及风口安装。钢平台在地面组装好后，通过4台（3t/台）链条式电动葫芦同步提升至风管安装位置，钢平台悬挂釆用吊带兜挂固定在檩条上，通过钢丝绳与平台吊点联接。如图8，首先在工况一下对排烟总管进行补段，安装排烟支管及排烟风口，并安装好工况二、工况三下所有的风管支吊架；然后通过电动葫芦将平台下降至工况二，对空调总管进行补段，安装空调支管；最后平台降至工况三，安装剩余空调支管及空调风口。风管安装完毕后平台下降至地面可通过汽车式起重机将其运至下一流水段继续使用。
4）注意事项。由于在高空作业，施工安全是尤其重用的，除了钢平台两侧有1.2 m高的护栏外，还设置有安全索。操作人员在上平台施工前必须穿戴安全带，施工时必须确保安全带扣于安全索上。
经过对方案的论证（对屋面荷载进行了各阶段的分析和校核），并对施工工序做了调整，应用此技术方案，实现了90天内完成四个展厅桁架内风管的施工，且并未影响其他专业施工，保证了总工期。
本技术方案解决了占用施工场地、高空作业的安全性以及施工效率低下等一系列高大空间桁架内大口径螺旋风管施工中的难题，通过本项目的实践，证明了此技术方案在本项目中是具有明显优势的，也是因地制宜的。并且通过对此方案中的施工技术进行总结，在未来此类项目的建设中，可推广应用。
【相关文献】
[1] 上海市安装工程集团有限公司.通风与空调工程施工质量验收规范(GB 50243-2002)[S].北京:中国建筑工业出版社,2006
[2] 许光明.世博中国馆大口径双层螺旋保温风管的施工[J].暖通空调,2010,40(8):106-109
[3] 俞丽华,李霁.大空间桁架结构螺旋风管安装方案及施工技术探讨[J].暖通空调,2009,39(4):144-147
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