高跨钢屋架结构厂房屋顶照明灯具安装技术

高跨钢屋架结构厂房屋顶照明灯具安装技术

严振兴

中国核工业华兴建设有限公司  江苏南京

【摘要】高跨钢屋架结构厂房采用钢梁做屋架，轻质隔板为屋面板，根据设计承重、受力以及轻质屋面板的泄爆要求，厂房的灯具安装作业不允许在钢屋架钢梁及屋面板上进行任何焊接和钻孔安装作业。该结构类型的工艺厂房通过优化灯具排布、地面预制加工包卡、管内先穿线后敷设等技术，保证了施工质量，加快了施工进度，提高了工作效率。

【关键词】高跨钢屋架结构；预制加工；包卡安装；提高效益；

1工程概况

本工程位于兰州新区化工园区，新建厂房按照功能分为两部分：第一部分为主工艺厂房群；第二部分为辅助工艺厂房群；第一类：高跨轻质钢屋架屋面结构厂房内灯具安装；第二类：高跨现浇混凝土顶板厂房灯具安装。由于工艺厂房跨度大层高不标准，根据工艺设备及工艺流程需求，厂房高度从11m~36m不等，本工程为一个群体工程，共计单体子项23个，其中高跨钢屋架结构厂房共计18个，单体现浇顶板厂房共计5个，设计照明灯具形式均为工厂无极灯、防腐无极灯、防爆无极灯，数量共计1500余套。

2 工程特点分析

2.1单层厂房跨度大、高度高、地面空间狭小

主工艺厂房群结构形式均为钢屋架结构厂房，厂房跨度从8m~33m不等，单层厂房高度从11m~36m不等。所有钢屋架结构屋面灯具安装标高均超过10米以上。

厂房里设有室内钢平台、局部设备平台、室内工艺设备基础等，结构类型多样。

各类别设备配置的工艺管线多，设备周边管线排布密集。

未敷设管线的地面区域狭小，无法利用升降平台，进行高空施工作业。

施工难点：根据该军工工业厂房性质以及设计要求，该种轻质钢屋架结构屋面采用钢梁做屋架，轻质隔板为屋面板，屋面为人字形屋面，根据设计要求为了不影响钢结构的承重、受力要求，灯具安装的支架不得在钢梁和屋面隔板的C型槽钢上焊接和钻孔连接。

2.2 安装工艺要求高

纯化萃取工艺厂房群根据设计要求为了不影响钢结构的承重、受力要求、屋面板的泄爆要求，安装作业不允许在钢屋架钢梁及轻质屋面板上进行任何焊接和钻孔作业，这就要求厂房内的安装工程的施工工艺精度高、安装工艺精准、安装稳固，灯具安装满足照度设计要求的同时，又要达到美观、牢固、高效、经济的效果。

3工艺流程

根据工程特点高处作业频繁，采用科学合理的施工方法，保证施工阶段目标如期完成，灯具安装施工流程如下：

明配电管的防腐、套丝、切割(地面上完成)→灯具支架、管道支架的预制加工(地面上完成)→灯具组装(地面上完成)→灯具单体试运行(地面上完成)。

4主要施工方法

根据工业厂房性质以及设计要求，为了不影响钢结构的承重、受力及轻质屋面板的泄爆等要求，灯具安装的支架不得在钢梁和屋面隔板的C型槽钢上焊接和钻孔连接；根据此要求，采取包卡连接方式，即通过镀锌扁钢预制加工制作C型包卡夹具来固定灯具。

4.1钢梁预制加工C型包卡加工流程

预制的C型钢梁包卡，采用镀锌扁钢进行人工或机械煨弯，根据不同钢屋架结构厂房钢梁厚度的不同，C型包卡的煨弯夹具厚度相应调整，厚度与钢梁厚度基本保持一致或偏大2~3mm，夹紧稳固装置同样采用镀锌扁钢煨Z字弯，下料结束后统一对Z字弯进行机械钻孔，以保证后期螺栓穿孔紧固。灯具安装的挂钩或固定部位可以采用焊接方式直接焊接在C型包卡底边，这样既满足设计要求，又满足现场安装需求。

4.2钢梁C型包卡制作示意图

图１：Ｃ型包卡制作示意图

4.3 钢梁C型包卡安装效果图

图2：Ｃ型包卡安装效果图

5质量控制

1根据高跨厂房实际情况，准确测量各个子项钢梁的宽度和厚度；

2采用镀锌扁钢进行下料，下料尺寸要考虑煨弯长度，考虑钢梁厚度以及适当的间隙余量，余量为2~3mm为宜；

3制作Ｃ型卡子煨弯采用煨弯，利用扁钢宽度及厚度加工一个夹板模型；

4制作Ｚ型固定卡子采用煨弯，固定螺栓孔必须采用台钻统一钻孔，严禁气焊吹孔；

5灯具挂钩与Ｃ型包卡扁钢焊接，挂钩孔必须采用台钻统一钻孔，严禁气焊吹孔；

6焊接处做好防腐处理，根据钢梁表面防火涂料颜色，C型包卡为美观外表面防腐漆保持与钢结构防火涂料颜色一致（根据具体情况而定）；

7电源管支架做法与灯具C型包卡一致，根据电源管的管径大小，合理布置支架的数量（一般为3m一个支架）；电源管C型包卡伸出挑檐不宜过长，电源管与包卡挑檐采用U型卡环固定；

8根据不同厂房的钢梁大小不一致，分批在加工车间批量加工制作包卡，电源管可在地面完成管内穿线工作，与灯具连接采用金属软管，接线在接线盒内完成；

9批量的安装材料在地面预制加工，所有配件在地面做好防腐处理；

6包卡载荷能力测试

建筑电气工程施工质量验收规范（GB50617-2010）要求，质量大于3kg 的悬吊灯具，应固定在吊钩上，吊钩的圆钢直径不应小于灯具挂销直径，且不应小于6mm；采用钢管作灯具吊杆时，钢管应有防腐措施，其内径不应小于10mm，壁厚不应小于1.5mm；质量大于10kg 的灯具，其固定装置应按5 倍灯具重量的恒定均布载荷全数强度试验，历时15min，固定装置的部件应无明显变形。

根据现场实际情况计量本工程工艺厂房照明灯具的总质量（包含：整套灯具质量、吊杆质量、挂钩质量、导线质量）范围为2.6Kg~7.5Kg ；我们按照规范灯具质量大于10Kg的要求做承载试验，我们选择50Kg的砝码配重进行强度试验，静置15min后，发现包卡部件无任何明显变形；根据现场现有条件我们将砝码配重追加到80Kg时，静置15min后，发现包卡部件任然无明显变形情况，根据此试验可以判定C型包卡的承载力能满足灯具安装固定承载力的规范要求。

7结论 

经过对比传统的方法和改进后的方法后得出结论：与传统的方法相比较，包卡技术不仅避免了设计不能影响钢结构的承重、受力及屋面板的泄爆等弊端要求，而且大大提高了工作的效率，不仅后期拆卸方便，也提高了产品的美观性能，同时也保证了质量可靠性能；通过地面预制加工C型包卡的使用安装方法使施工进度和施工质量得到了很大的提高；值得推广，值得同类项目参考使用！

参考文献：

【1】中华人民共和国住房和城乡建设部，GB50617-2010建筑电气照明装置施工与质量验收规范，北京：中国计划出版社，2011.

【2】中华人民共和国住房和城乡建设部，GB50254-2014电气装置安装工程低压电器施工及验收规范，北京：中国计划出版社，2014.

【3】中华人民共和国住房和城乡建设部，GB500058-2014爆炸危险环境电力装置设计规范，北京：中国计划出版社，2014.

【4】中华人民共和国住房和城乡建设部，GB50303-2015建筑电气工程施工质量验收规范，北京：中国计划出版社，2015.