一分公公司钢结构厂房内管道支架模块化安装新工法.doc

安徽建工集团

企 业 级 工 法 申 报 表

工法名称 钢结构厂房内管道支架模块化安装工法

类 别 工业安装工程

专业分类 工业管道

申报单位（公章） 安徽省工业设备安装

申报时间 7月20日

安徽建工集团技术质量委员会

二〇一四年印制

填 写 说 明

1．“申报单位”栏：应为工法第一完成单位。
2．“类别”栏：请在房屋建筑工程、土木工程、工业安装工程对应项中划“√”。
3.“专业分类”栏： 房屋建筑工程类别包含：（1）地基和基础（2）主体结构（3）钢结构（4）装饰和屋面（5）水电和智能（6）其它；
土木工程类别包含：（1）公路（2）铁路（3）隧道（4）桥梁（5）堤坝和电站（6）矿山（7）其它；
工业安装工程类别包含：（1）工业设备（2）工业管道（3）电气装置和自动化（4）其它。 如没有对应专业，请填写“其它”并注明自己认可专业分类。
4．“关键完成单位”栏：填写内容应和“关键完成单位意见”栏 中公章一致。关键完成单位最多 3 个。
5.“关键完成人”栏：最多填写 5 人。
6.“工法应用工程情况”栏：最少填写 2 项工程；如只填写 1 项 工程，应在申报表“工法成熟、可靠性说明”栏进行叙述。
7．工法关键技术包含相关专利，应在“关键技术及保密点” 栏注明专利名称和专利号。

工法名称
螺旋焊管在网架结构厂房内安装工法

类别
□ 房屋建筑工程
□ 土木工程
☑工业安装工程

专业分类
工业管道

关键完成单位

1、安徽省工业设备安装

联络人

叶乔亭

电话

办：
手机：

2、

联络人

电话

办：
手机：

关键完成人
姓名
工作单位
职务
电话
冯庆捻
安徽省工业设备安装江淮项目部
技术责任人
189 1960 2240
黄彦涛
安徽省工业设备安装江淮项目部
项目经理
150 5698 0669
吴叶飞
安徽省工业设备安装江淮项目部
施工员
137 2111 4298

工法 应用 工程 情况
工程名称
1、合肥格力注塑热弯无尘车间项目工程
开完工时间
.11——.09
工程所在地域
安徽合肥
工程名称
2、芜湖格力精密制造项目一期动力系统工程
开完工时间
.06——.09
工程所在地域
安徽芜湖
工程名称
3、 安徽江淮高端及纯电动轻卡建设项目车间公用系统安徽安装工程
开完工时间
.06——.09
工程所在地域
安徽合肥

工法关键技术名称、组 织评定单位和时间

无
工法关键技术获科技 结果奖励情况

无
工法关键技术获专利情 况（专利号、专利权人）

无
工法形成企业技术标准 情况

无
原工法名称、完成单位、 企业级工法同意文号及 工法编号(升级版工法
申报填写此栏)

工法内容描述：
伴随“装配式建筑”理念推广，工业厂房对模块化安装要求也越来越高。为了钢结构厂房稳定，严禁在钢梁上使用传统动火作业（切割、焊接）安装管道支架，同时民用建筑使用成品支架因荷载小而无法作工业管道支撑；本工法采取提前将梁夹和支架下好料，并在外围加工区刷漆除锈，现场和梁连接方法采取螺栓连接，支架连接处采取焊接。降低现场动火作业和刷漆作业带来安全隐患和职业健康危害。降低对厂房空间占用，为业主厂房内生产线同时安装提供了良好作业环境，加紧厂房投产速度。

关键技术及保密点：

技术水平和技术难度（和集团系统内外同类技术水平比较）：
钢结构厂房内管道支架模块化安装工法是本企业在施工过程中研究和总结形成，提升了施工单位生产效率，降低安全生产风险，降低厂房内动火作业、高空作业、刷漆作业时间，也为业主同时安装设备及生产线提供良好车间环境。实用性较强，相比现在推广成品支架更安全经济；并在安徽江淮汽车新港基地得到了验证和推广，在安徽省内工业厂房内支架安装含有较优异技术水平和推广价值。

工法成熟、可靠性说明（当该工法应用工程实例少于 2 项时填写）：

工法应用情况及应用前景：
钢结构厂房内管道支架模块化安装工法，4月至12月应用于合肥江淮汽车高端及纯电动轻卡建设项目车间公用系统安装工程。
涂装车间是汽车四大生产工艺（冲压、焊装、涂装、总装）中设备最多、管线最复杂、施工单位和人数最多车间，为了车间工艺设备同时安装，我单位采取了对传统支架模块化安装方案，相比较冲压车间采取成品支架方案，能承受较大荷载，安全系数高（江淮冲压车间采取成品支架发生了排水管道和电气母线在调试过程中大量坠落现象，详见附图）
实践证实，该项技术实用性较强，适适用于工业厂房网架内管道安装。是工业厂房中模块化安装思想表现。也从侧面证实现在推广成品支架和抗震支吊架临时不符合大型工业厂房需求，无法在经济性、安全性、使用性满足业主单位和施工单位要求。
经济效益和社会效益（包含节能和环境保护效益）
钢结构厂房内管道支架模块化安装工法，4月至12月应用于合肥江淮汽车高端及纯电动轻卡建设项目车间公用系统安装工程。
关键效益以下：
1、 降低在厂区内动火、高空、刷漆作业时，从而保障了施工安全生产和职业健康；杜绝管道支架直接焊接对钢结构厂房稳定性带来影响。
2、 降低对厂房内生产环境影响，可同时进行流水线和设备安装，加紧厂房投产时间。
3、 对于加工区内污染物高效、快捷处理，降低对环境影响。

关键完成 第一完成单位（公章）
单位意见

年 月 日

其它完成单位（公章）

年 月 日

评审委员会
推荐意见
主任委员：
年 月 日

集团企业
技术质量委员会
审定意见
主任：
年 月 日
（公章）

钢结构厂房内管道支架模块化安装工法
1．序言
伴随“装配式建筑”理念不停深入和对国外汽车厂房建造参观和学习；环境保护、经济、投产进度快厂房模块化施工被越来越多相关从业者所重视。传统涂装车间投产步骤（厂房公用动力系统安装——设备安装——装饰）时间长；车间内部即是堆放原材料仓库，也是原材料刷漆、切割、焊接加工区。施工带来固体废弃物和气味较大影响厂区环境和职员职业健康，分散原材料加工点也给集中处理污染物带来较大难度。为了处理这一问题在江淮涂装车间安装投产过程中业主提出了采取“空间管理+模块化安装”；依据要求我单位实施管线模块化安装方案。
涂装车间是汽车四大生产工艺（冲压、焊装、涂装、总装）中设备最多、管线最复杂、施工单位和人数最多车间。在同时施工有车间消防、装饰、工艺空调、车身电泳、车身输送线、车身调漆、车身喷漆等十几家单位，高峰期车间施工人数超出300人。
涂装车间为门式钢架结构：高26米、占地面积18867平方米、建筑面积43568平方米；共三层，其中一层为车身电泳和小修层，二层为车身喷漆层，三层为空调设备层，为厂房内空间和设备提供冷热源和新风。
我企业承接关键工程量为车间电线电缆149995米，多种配电箱180套，桥架及母线7682米，给排水、热水、压缩空气、天然气等管道等累计13695米。

2．模块化施工特点和要求
1、比传统支架施工效率高，比成品支架安全性可靠，经济；降低车间内动火作业、高空作业、刷漆作业。
2、全部材料及设备采取模块化设计，采取螺栓、法兰、卡箍、丝扣、热熔等连接方法，厂区内有车间主任签发动火证方可进行动火作业；
3、全部焊管、螺旋管管道、板材和型材，必需清除浮锈后分别喷涂上两遍防锈底漆和面漆，不许可现场刷漆；
4、采取模块化设计加工，提前量好管道及支架尺寸并下料，材料进场前应为半成品，不许可现场切割作业；
5、车间内不得存放超出5天施工材料，油漆、氧气乙炔瓶等。
6、服从车间内空间管理，按时移交和转移工作区和车间内临时加工区。

（厂区外部型材和管材集中加工区）

3．适用范围
钢结构厂房车间内综合管道线路支架安装。

（江淮汽车涂装车间二层设备层） （江淮汽车涂装车间三层空调层）

(管道支架和楼板梁螺栓连接) （企业教授检验支架安全性）
4． 工艺原理
依据各路水、电、气、暖通管线设计图纸合理部署支架位置和节点图；测量车间楼板梁尺寸，制作加工梁夹板。在集中加工区对夹板和型材进行除锈刷漆，下料编号。依据现场空间分配和要求，合理进行各区间施工进度。

5．工艺步骤及操作关键点
5.1工艺步骤

图1：管道支架模块化施工工艺步骤图
5.2操作关键点
5.2.1施工前准备
1、综合电气、给排水、暖通、动力图纸将车间内电气桥架和母线、自来水、复用水、冷水、热水、压缩空气、天然气、风管等管线综合在一张图纸上（推荐使用BIM综合管线技术），依据设计规范、安全规范、车间要求确定各管路标高、位置、间距和施工次序。

图2：涂装车架一层管线部署平面图

2、计划管道支架平面图和各节点支架大样图

图3：G-015型支架平面部署图（局部）

图4：G-015型支架节点大样图

3、测量楼板梁尺寸，确定梁夹尺寸。

图5：楼板梁尺寸详图
现场实际测得楼板梁尺寸共有A/B/C3种型号，设计配套夹板分别是450/350/300三种型号。一套夹板包含：上夹板2个，下夹板1个，螺栓4套、圆钢2个。
夹板统一采取150mm宽，,14mm厚钢板，钢板孔径均为18mm,螺栓采取8.8级黑螺栓M16*70，圆钢采取20#(因楼板梁需要刷防火预料，所以圆钢厚度大于楼板梁厚度)

图6：梁夹尺寸详图
5.2.2 集中加工区除锈刷漆，预制下料
涂漆前应用电动钢丝刷清除管道表面铁锈、焊渣、毛刺、油、水等污物，阀门、法兰表面应用手工清理。
涂漆施工程序：第一层底漆或防锈漆，直接涂在管道表面上，和表面紧密结合，起防锈、防腐、防水、层间结合作用；第二层面漆（调和漆和磁漆等），涂刷精细，使管道取得要求色彩；第三层是罩光清漆。

图7：集中加工区管道和型材除锈刷漆

图8：集中加工区夹板除锈刷漆
5.2.3安装梁夹和支架框架
依据支架节点图和梁夹型号用升降车安装管道夹板和支架框架，支架底部横档和管道安装时连接。考虑到桥架和管道型号，现场管道支架部署间距3m，为方便后期管线架设，横担和管线一起后期架设。

图9：车间一层安装D轴线管道支架

图10：梁夹板安装
梁夹板安装次序：先将上夹板和两块下夹板分别用两颗螺栓连接；然后将组装好梁夹板挂在楼板梁下，调整位置后、将剩下两颗螺栓安装；最终将圆钢卡入上下夹板之间，拧紧螺栓，调整水平。
5.2.4架设管线和焊接横担
依据支架节点大样图逐层安装管道和底部横担，同层管道安装先大管后小管，先焊接后卡箍。
管道吊装时先用电动葫芦将大管调到指定标高，然后间隔焊接横担，从而确保支架有效空间为6m，方便小管穿插进入支架，等小管安装结束后，将间隔横担焊接支架上。
为方便焊接管道焊口转动焊接确保焊接质量，先将焊接管道对口焊接，然后安装卡箍和丝扣管道。
高层安装完成后，安装底层。

图11：管线和支架横担安装

6． 材料和设备
6.1梁夹材料表
序号
材料名称
规格型号
数量
1
下夹板
450*150*14mm
100块
2
下夹板
400*150*14mm
320块
3
下夹板
350*150*14mm
150块
4
上夹板
210*150*14mm
200块
5
上夹板
180*150*14mm
640块
6
上夹板
160*150*14mm
300块
7
螺栓
8.8级 M16*70mm
2280套
8
20#圆钢
L=150mm
1140根
9
防锈漆
红丹漆
200kg
10
面漆
磁漆
200kg
6.2机械设备表
序号
设备名称
规格型号
数量
1
吊车
QY-25T
1
2
升降车
H=11m
2
3
起重葫芦
2T
4
4
电焊机
沪焊Z-200
2
5
红外线水平仪
LD光源
2
6
移动空压机
0.6m³/min
1
7
切割机
3.8Kw
3
7． 质量控制
质量控制关键点
1、支架水平度检验：支架横担水平度检验，采取红外线水平仪放线和检验。精度要求：5mm±1mm。
2、中心度检验：梁夹中心线、管道中心线采取红外线水平仪防线和检验。精度要求：±1mm/1m 每米误差在1毫米之内。
3、涂漆前应清除被涂表面锈质、焊渣、毛刺、油水等污物。
4、涂漆施工环境必需清洁、无煤烟、灰尘及水汽；环境温度宜在15～35℃之间，相对湿度在70％以下。如遇雨和降雾时，应停止施工。。涂漆要求均匀，每层不宜过厚，不得漏涂；每涂一层漆后，应有一个充足干燥时间；待一层真正干燥后才能涂下一层。涂层质量应使漆膜附着牢靠，颜色一致，无剥落、皱纹、气泡、针孔等缺点，涂层应完整、无损坏、无漏涂。
8．安全方法
8.1 安全组织方法
（1）建立有效安全组织机构；焊工、起重工必需持证上岗，选择人员需能够进行高空作业。
（2）建立安全保护责任体系，施工方案必需向参与施工工作人员进行交底。
（3）全部进入现场人员必需戴安全帽，登高作业人员须系安全带。现场吊装作业和使用升降车作业实施指挥者负责制，并明确指挥命令下达程序。
（4）凡参与支架和管道安装施工人员必需坚守岗位，并依据指挥者命令进行工作。
（5）现场全部些人员服从车间安全管理生产条例和现场安全员指挥。

8.2 安全技术方法
（1）起重机械和升降车必需符合《起重机械安全规程》要求。确保安全限位装置齐全有效。
（2）高空作业人员衣着要灵便，严禁穿硬底鞋和带钉易滑鞋。高空作业所用材料要堆放平稳，工具及小零件应随手放入工具袋内，上下传输对象严禁抛掷，一律使用吊绳。入场操作人员衣袋零物要清除。
（3）现场升降车和电动葫芦在使用前需无负载运行一次，无异响确定正常运转后才能进行施工作业。
9．节能环境保护方法
1、建立健全节能管理制度，项目开工前认真编制用电计划，专员负责用电、控电、节电管理。办公室内空调、饮水机等用电设备应人走机停；办公区、宿舍区提倡使用限流器和高效节能长寿命照明灯具，杜绝非正常见电和长明灯，消除安全隐患。职员淋浴提倡使用太阳能和空气能。
2、认真落实实施当地环境保护相关政策、法规，对全体施工人员进行环境保护知识、法规宣传教育，把做好环境保护工作和坚持文明施工变为每个职员自觉行动，编制环境保护实施计划。
3、对集中加工区周围环境每七天进行清理，保持作业现场清洁卫生，加工区内设置材料转运区、除锈区、刷漆区、油漆废桶区、钢材废料区、休息区，各区域垃圾各自集中摆放；集中送废品站。
4、车间内部施工做到工完场清，确保自己施工空间内卫生情况达成车间管理要求，对现场固体废弃物实施分类管理，回收利用，做好公共部位环境卫生清扫工作，废弃物集中放置到厂区集中垃圾站。

10． 效益分析
从安全性、经济性两个方面分析模块支化架、传统支架、成品支架效益。
1、安全性
模块化支架安装是在传统现场制作安装支架基础上进行优化升级而成，其安全性能和传统支架一致，已经过大量厂房车间验证。
而成品支架现在仅在设计规范上提出，没有国家层面施工规范和验收规范，市场材料良莠不齐，荷载能力现在达不到工业厂房需求，江淮汽车新港基地发生了两起电气母线和管道在调试生产时因支架原因发生坠落安全事故（其它单位施工）。

发生坠落管道是在冲压车间压力排水管道，该压力排水管道也从我单位施工涂装车间经过，我单位采取模块化支架未出现任何质量安全事故，安全性可靠。

涂装车间压力排水管道
2、经济性
模块支架和传统支架采取材料是型材和板材，连接方法关键是焊接，而模块支架连接方法全部为螺栓连接，即使轻便美观不过配件较多而且价格昂贵，安装复杂。

成品支架在消防管道上应用
因业主模块化安装需求，我单位对于单根管道和桥架采取了成品支架安装。共采购C型钢4446米，含配件费用共557246元（详见下表），平均每米成品支架材料成本125元。
而传统支架采取6号槽钢每米重量6Kg，承受力也比C型钢更强（C型钢最大尺寸为6#），每米传统支架成本为33元（5500元/T）。
每米模块支架成本约为70元（多出37元为梁夹板和螺栓价格）。所以从材料成本上传统支架最经济、成品支架最昂贵、模块支架居中。此次综合使用支架约为10000米，对比成品支架节省55万元。
从时间成本上成品支架连接件种类和数量较多，对安装人员素质和耐心要求也更高、安装时间长（江淮车间支架坠落事件成品支架厂家调查认为部分支架存在安装不规范，连接件使用混乱、锁紧螺栓未正确使用也是一部分原因）；
模块支架集中除锈刷漆、下料预制、安装流水线式作业，操作简单，施工效率提升，从而节省了大量时间成本。
从管理成本上，模块支架包含到材料种类较少、采购方便、运输储存条件要求低、验收简单。

江淮涂装车间成品支架采购清单
序号
产品型号
单位
单价(含税）
数量
总计（含税）
1
槽钢 41/2.0 热浸锌
每米
44.98
3348
150599.74
2
槽钢 62/2.5 热浸锌
每米
86.00
654
56244.00
3
双拼槽钢 41D/2.0 热浸锌
每米
105.84
444
46992.96
4
全牙螺杆 M12x3m
每米
13.50
3387
45724.50
5
槽钢端盖 41
每件
0.79
4586
3640.37
6
槽钢端盖 62
每件
1.54
598
923.01
7
P型管束 60.3
每件
7.94
18
142.88
8
P型管束 76.1
每件
11.47
191
2190.01
9
P型管束 88.9
每件
13.23
65
859.95
10
P型管束 108
每件
15.88
79
1254.20
11
P型管束 114
每件
15.88
54
857.30
12
P型管束 133
每件
15.88
55
873.18
13
P型管束 159
每件
18.08
494
8931.52
14
P型管束 219
每件
24.70
189
4667.54
15
P型管束 273
每件
33.52
54
1809.86
16
梁夹 U21-41 热浸锌
每套
23.81
2896
68965.34
17
梁夹 U82-124 热浸锌
每套
31.75
136
4318.00
18
P型保温管束 133
每套
211.24
24
5069.74
19
P型保温管束 159
每套
242.11
26
6294.86
20
P型保温管束 273
每套
330.75
82
27121.50
21
槽钢底座 21-72 热浸锌
每件
47.19
488
23027.26
22
直角连接件 4F 热浸锌
每件
15.88
1748
27751.25
23
直角连接件 2孔 热浸锌
每件
6.17
96
592.70
24
六角螺栓 M12x25 电镀锌
每件
0.73
5800
4220.37
25
六角螺母 M12 电镀锌
每件
0.35
4194
1479.64
26
六角长螺母 M12 电镀锌
每件
2.43
800
1940.40
27
槽钢螺母 M12 电镀锌
每件
4.23
6955
29444.69
28
槽钢垫片 M12
每件
2.91
4146
12067.35
29
P型连接件 62 热浸锌
每件
16.32
550
8976.00
30
槽钢底座 可调式 热浸锌
每件
85.55
120
10266.00
总计
557246

10.应用实例
采取本工法不仅大大降低了焊接和吊装工程量，降低了施工成本，缩短了工期，使工程进度得到了保障，也极大程度降低了对车间生产干扰和影响。下面是实例并所取得效益：
1、合肥格力注塑热弯无尘车间项目工程
开完工时间：.11——.09
工程地点：安徽省合肥市高新区柏堰科技园
实物工程量：安装车间管道和电气桥累计10160米，使用模块支架约3500米；经济效益达19.25万元。
存在问题：车间喷淋管道较多，共架管道较少，经济效益不显著；
改善方案：后期施工中，先依据图纸提出合理优化提议，即能缩短工期给甲方
立即投产，也能给施工单位降低成本。
2、芜湖格力精密制造项目一期动力系统工程
开完工时间：.08——.011
工程地点：安徽省芜湖市三山区
实物工程量：安装共线压缩空气、蒸汽、给水、中水、桥架管道累计7500米，使用模块支架1700米；经济效益9.35万元。
应用效果：共架管道安装增效显著，较大缩短工期。
存在问题：梁夹版在楼板梁下拼接，造成高空作业时间长，长时间租用升降车。
改善方案：将上夹板各用一个螺栓临时连接在下夹板上，在进行下一步作业。。
3、高端及纯电动轻卡建设项目车间公用系统安徽安装工程
开完工时间：.06——.09
工程地点：安徽省合肥市深圳路和莲花路JAC新港基地
实物工程量：安装车间内管道桥架23000米，使用模块支架约6000米；经济效益达33万元。
应用效果：因为模块化支架安全性在管线最复杂涂装车间生产中得到了验证，取得了业主、监理一致好评。也让江淮汽车肯定了我方在工业设备和管道安装方面前瞻性和技术水准。

1、涂装车间一层公共区域模块化支架（关键管线：消防水管、压缩空气管、强电桥架、智能化桥架、消防弱电桥架、信息桥架、照明桥架）

2、车间一层电泳工艺区域模块化支架（关键管线：电泳废水）

3、车间一层调漆工艺管中管区域模块化支架（关键管道：冷冻水和热水）

4、车间二层烘干线模块化支架（关键管线：桥架、消防水管、新风管道）

5、车间二层烘干炉区域模块化支架（关键管线：照明桥架、配电桥架、9趟DN150车间压力排水管道）

6、车间二层东侧区域模块化支架（关键管线：强电桥架、信息桥架、冷冻水管道、给水管道、复用水管道、消防管道）

7、 车间一层东侧区域模块化支架（关键管线：强电桥架、信息桥架、压缩空调管道、消防管）