结构柱内虹吸雨水管道安装施工

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[摘 要]利用计算机技术对安装于结构柱内的虹吸雨水管道系统进行优化设计，根据系统分布情况，经过计算机放样、现场精确定位，对每段管道的长度均进行精密计算，每段管道均定位准确，保证每段管道精准对接，以保证整个管道系统的安装同心度；管道随不锈钢管混凝土柱、钢结构柱内预埋同步施工。

[[关键词]虹吸雨水管道；计算机放样；精确定位

中图分类号：TU758 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）43-0130-01

前言：某屋面工程为双曲面形式，雨水天沟底面随屋面曲线变化。屋面排水系统采用虹吸雨水排水系统，由于建筑屋面内表皮结构开放，要求虹吸雨水系统的安装在满足钢结构体系结构安全要求的同时，应与屋面结构体系紧密结合，以保证雨水系统正常运行及建筑内部视觉效果的美观。为满足建筑美观要求，采用虹吸雨水系统管道随不锈钢管混凝土柱、钢结构柱内预埋施工，形成了结构柱内虹吸雨水管道安装的施工工艺。

1、工艺特点

（1）优化设计、精准定位。对系统采用优化设计，对每段管道的长度及对接口均进行精密计算，保证每段管道准确对接。

（2）管道焊接质量高。采用不锈钢管道氩弧焊接，采用等离子切割，保证管道高质量焊接。

（3）管道安装精度高。通过优化设计，精准定位，场外加工保证了管道的安装精度。

（4）能增加建筑物的使用空间，减少装修费用。管道安装于结构柱内，有效的节约了建筑物的使用空间。

2、工艺原理

利用计算机技术对安装于结构柱内的虹吸雨水管道系统进行优化设计，根据系统分布情况，经过计算机放样、现场精确定位，对每段管道的长度均进行精密计算，每段管道均定位准确，保证每段管道精准对接，以保证整个管道系统的安装同心度；管道随不锈钢管混凝土柱、钢结构柱内预埋同步施工。

3、主要工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程（图1）

3.2 操作要点

3.2.1 管道定位原则

（1）根据深化设计和柱头出口定位，确定柱内管道的整体走向，包括入口、出口的平面定位。

（2）钢柱直径较小，内部结构复杂时，根据每根管道的定位，计算模拟出每一根钢柱内管道的穿引顺序，指导现场施工。

（3）根据结构及深化设计要求、钢管柱分节的高度、钢管柱内部空间等因素，确定柱内管道的分节高度。

管道分节高度与钢柱分节高度距离相差不能过大，否则会影响上节钢柱的吊装，同时需满足管道连接时操作空间的需求，根据结构施工条件并模拟操作确定。

（4）暗装在结构钢管柱或混凝土柱内的虹吸雨水管因受施工空间及工序交接限制施工十分困难（混凝土柱与钢结构柱间用不锈钢伸缩器连接），该管段为不锈钢管焊接安装（宜为159×4.5或133×4），其排出管应符合结构施工的限制性要求。

（5）混凝土柱内管道定位、管道下端出混凝土柱标高和位置。

管路系统中应设置足够支吊架、紧固件、固定装置，并应符合相关的国家施工验收规范，使之具有抗伸缩、防晃、抗震及防腐等功能。钢管柱内雨水立管支撑材料为非不锈钢材质时，应采取措施防止两种材料直接接触。钢结构柱与混凝土结构柱转换触交接应采用软连接进行转换连接。

3.2.2 管道焊接

（1）管道切割

不锈钢管切割采用管道专用管道切割机进行下料，确保端口质量符合全自动焊接所要求的标准。通常薄壁不锈钢管对口间隙必须在0.5mm之内。

所有不锈钢管道采用等离子切割，以高温高速的等离子弧为热源、 将被切割的金属局部熔化、并同时用高速气流将已熔化的金属吹走、形成狭窄切缝， 其不仅切割速度快、切缝狭窄、切口平整、热影响区小，工件变形度低、 操作简单， 而且具有显著的节能效果。

（2）管道坡口

焊件的切割和坡口加工宜采用机械方法，也可采用等离子弧、氧乙炔焰等热加工方法，在采用热加工方法加工坡口后，必须除去。

坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量表面的表面层，并应将凹凸不平处打磨平整。焊件组对前应将坡口及其内外侧表面不小于10 mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺及镀锌层等清除干净，切不得有裂纹、夹层等缺陷。

（3）焊接组对

管子或管件对接焊缝组对时，内壁应其平，内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%，且不应大于2mm。

（4）管道焊接

管道采用氩弧焊焊接，焊接时在管内充满氩作为保护性气体，将空气隔离在焊区之外，防止焊区氧化。焊接时应注意防护，防止射线伤害。管道焊接时严禁在坡口之外的母材表面引弧和试验电流，并应防止电弧擦伤母材。咬边应≤0.05δ且≤0.05mm，咬边总长不超过10%的焊缝周长。余高≤1+0.10b，且最大为3mm。为确保收弧处的焊接质量，在熄弧后仍必需进行持续送气保护，送气时间为5～7秒。焊完的焊缝也应该进行本能洗、钝化，使焊缝得到与母材具有类似的光泽，同时，产生钝化膜后，使焊缝处有了抗氧化的能力。不锈钢焊件坡口两侧各100mm范围内，在施焊前应采取防止焊接飞溅物沾污焊件表面的措施。现场管道安装完成后，将管道管口临时封堵，防止废弃物进入。管道焊接应严格按照操作步骤进行，确保焊接质量；管道安装定位应反复符合管道位置、管道间距、钢结构构件尺寸、混凝土柱及钢结构柱管道位置。

4、结论

该方法从管道的深化设计、管道的定位、管道的焊接、安装等主要工序说明了结构柱内虹吸雨水管道分节安装的施工工艺。由于钢管柱构件吨位大，采用分节分次吊装，柱内的虹吸雨水管道同样采用分节吊装技术，每节管道在地面穿引至钢柱内后，随钢柱一起吊装。管道从柱顶穿入，柱底穿出，钢管柱安装就位后，实施柱内雨水管道的对接连接施工。

（1）优化设计、精准定位。对系统采用优化设计，对每段管道的长度及对接口均进行精密计算，保证每段管道准确对接。

（2）管道焊接质量高。采用不锈钢管道氩弧焊接，采用等离子切割，保证管道高质量焊接。

管道安装精度高。通过优化设计，精准定位，场外加工保证了管道的安装精度。

（3）能增加建筑物的使用空间，减少装修费用。管道安装于结构柱内，有效的节约了建筑物的使用空间。

参考文献

[1] 赵志缙，赵帆.高层建筑施工（2版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2011

[2] JGJ81-2002建筑钢结构焊结技术规程[S]北京：中国建筑工业出版社，2002.

[3] 建筑施工手册（5版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.