大型民用建筑空调冷却水大管径管道倒装法施工工法

大型民用建筑空调冷却水大管径管道倒装法施工工法

  在大型民用建筑集中空调系统中，管道安装为整个空调系统的关键，并且随着

建筑的大型化，空调系统的管道直径及安装高度也逐渐增大，特别是冷却水管道

管道的安装，由于管道直径大，安装高度高，加之现场安装条件的限制，使得安

装过程中，对于支架的设置，管道的运输，焊接等各个方面，必须采用一定的措

施，才能保证保证系统的安装质量。因此本工法针对这种情况，结合《中热建筑

文化中心工程》及《庄胜广场》工程的空调系统冷却水管道安装实践基础上编写

的。

1.       特点
1.1工艺简单，节价投资，不需要大型设备和机具。

1.2适用范围广，适用于各种类型的大管径管道安装。

1.3施工效率高，基本不受现场条件的限制。

2.       适用范围
本工法确定了倒装法安装大直径管道的施工工艺，明确了安装过程中采用的施工

方法、支架设置，管道焊接等的技术措施，不但适用于大型公用建筑空调冷却水

管道的安装，也适用于其它系统的大直径管道的安装。

3.       工艺原理
对于民用建筑中垂直管道的安装常规安装采用正装法，即管道从低往高逐节安装

，管道的焊接操作位置不固定的安装方法，但对于大直径管道如采用正装法施工

，必然受到管道较重无法吊装、管道竖井位置小焊接位置受限，楼层高度小管道

焊口过多等条件的限制，从而增加了安装难度及安装质量控制的难度。本工法提

出的倒装法，其原理为管道从高位向低位元安装，管道连接的所有焊口在一个位

置焊接，每焊接好一个管道后，管道向上提起，在其下部安装下一节管道，直到

整个垂直管道安装完毕。如下图1（倒装法施工原理图）

4.       工艺流程及操作方法
4.1.      工艺流程
 4.2.      操作要点
4.2.1. 安装准备及材料检验
由于民用建筑的楼层高度的限制，而管道出场时都是定长的，所以在管道安装之

前必须进行管段的划分，划分的原则是根据建筑物安装作业层的建筑高度进行划

分的，划分的长度影能够满足，切割后的管道能在该层从水平状态吊装到竖直状

态，一般大型民用建筑的一层建筑层高高于其它层的建筑高度，所以常规按照建

筑物一层的层高进行划分。同时划分管道还应考虑管道出场的长度。如建筑物一

层层高4.8m，其它层层高3.8m，而管道出场长度为8米，所以管道应按照4米进行

划分。而不应该按照4.5米进行划分

管道进场后，应进行严格的材料检验，由于大口径管道均为钢板卷焊管道，其管

道直径偏差远远高于无缝钢管，为避免管道安装过程中，错边量过大，影响焊接

质量和管道的垂直度。必须对同批管道的管道直径的误差应严格控制，其偏差壁

必须符合国家材料检验标准，允许偏差见下表：

4.2.2. 顶部及底部管道吊装支架设计、制作、安装
倒装法安装管道支架设置主要包括顶部总吊装支架设置和底部单管吊装支架两部

分

顶部吊装支架根据现场结构情况确定，如下图管道竖井紧靠剪力墙，支架采用双

牛腿支架，吊耳焊接在牛腿支架的横梁上，支架承担全部立管的荷载。底部支架

设置在二层，只负责单个管段的荷载，荷载较少，采用单悬臂支架，同时由于在

单个管段吊装完毕和上部管道对口之前不能影响对口，因此下部管道支架采用活

动形式，如下图所示，预安装管段吊起后。即撤除吊装倒链。支架设置形式如下

图

 4.2.3. 吊装支架、吊耳制作安装及吊装机具的选用
4.2.3.1.      吊装总荷载计算
施工前需计算整个管道及拟分段单个管道的吊装荷载。当全部管道安装焊接后，

其总载荷为W1，钢丝绳、卸扣、倒链重量约W2

W1=3.14*Φ*δ*H*7800

Φ:管道为直径

* :壁厚（δ）

H :管道安装高度：

W2=200kg

因此吊装总重量为W=W1+W2

 当管道为Φ630*10螺旋焊接钢管，安装高度为76米时

W1=3.14*Φ*δ*H*7800

 =3.14*0.630*0.010*76*7800

 =14072kg

W=W1+W2=14072+200=14272 kg

4.2.3.2.钢丝绳受力计算
吊装用主绳选用φ24mm，6*37公称抗拉强度为185Kg/mm2的双股钢丝绳，当安全系

数K=5时其承载力

P=2*7800=156KN＞150KN       满足要求.

4.2.3.3.卡环选用
卡环选用16#,其许用负荷为160KN＞150KN；横销螺纹M64      满足要求

4.2.3.4.吊装吊耳设计及强度验算
根据总荷载设计吊吊装如下图所示

  240
 
φ70
 
δ=20

Q235A
 
焊缝
 
4.2.3.5.焊缝强度验算
两条焊缝承载力=2*10*0.7*240*160

              =448KN＞150KN             满足要求,可靠.

4.2.3.6.吊耳强度验算
选用Q235A钢材质,其抗剪强度,fv=125N/mm2抗剪面积A=20*85=1700mm2

抗剪力= A fv=1700*125=212.5KN＞150KN   满足要求.

4.2.3.7.机具选用
主吊装机具选用20吨电动倒链，二层单管段吊装机具选用5吨手动倒链

4.2.4. 底层水平管道及支架安装
在安装竖直管道之前，应在底层水平管道安装到位，底层支架设置好方可进行，

底层支架在竖向支架没有安装到位之前，承担整个竖向管道的荷载。竖向管道底

层支架一般采用钢管支架，支架形式如下图

 4.2.5. 管道分段切割及标示
  由于管道直径较大，且基本均为卷焊焊接钢管，造成不同根钢管之间的管径存

在一定的偏差，为降低管道切割之后，每两个管段对口偏差，应尽量保证同一根

管道切割后，在进行对口焊接，还是原先同根管道之间对口，因此管道按照底层

层高切割分段时，在切割处进行标示。从而降低对口偏差。标示方法采用油漆涂

刷（如下图示意），每个管道表示两处。

4.2.6. 管道焊接及质量控制
   每节管道吊装完毕后进行对口点焊，点焊位置沿管道周长对称布置，管道对口

点焊完毕后应进行垂直度检验，检验方法利用钢丝线坠检测钢管外壁和线坠的距

离，每次检查点不应少于三个，垂直度符合要求后方可进行焊接，所有焊口均在

一层进行焊接，如下图所示，管道焊接施工依据GB   《现场工业管道及设备焊接

验收规范》执行。

4.2.7. 管道固定及导向支架的设置安装
竖向管道焊接完毕后，为确保管道整体受力均匀，应在竖向管道顶部垂直点增设

固定支架，及滑动限位支架，如下页图所示。

固定支架采用两根10号槽钢背靠背焊接，在顶板打膨胀或预埋钢板上焊接，和管

道连接时应增焊加强板。

滑动限位支架采用40扁钢制作，采用常规滑动支架形式，滑动限位支架应每三层

设置一个，支架不应设置在焊口上，距离焊口的距离不得小于300mm。

4.2.8. 结束语
使用倒装法安装大管径管道具有很多优点，但在具体应用时应注意以下几点；

（1）    安装前必须校荷管道荷载及建筑结构的承载力，满足条件后方可使用倒

装法，特别是底部和顶部支架的设置应考虑系统投入使用后传送介质的动荷载和

静荷载及结构的承载力。

（2）    吊装机具的选用，特别是顶层主吊装机具应根据管道的总体荷载及现场

条件，如条件较好，也可选用卷扬机作为主吊装机具，效率及安全性可以提高。

（3）    在管道灌水后，应对管道支架进行复查，确保管道的位移及变性在允许

的范围之内。

5.       主要材料及机具
序号
 名称
 规格
 单位
 数量
 备注
 
1
 20吨电动倒链
 
 台
 1
 或5吨卷扬机
 
2
 5吨手动倒链
 
 台
 1
 单个管道吊装
 
3
 道木
 300*300*3000
 个
 4
 支撑支架
 
4
 型钢
 10#工字钢
 米
 10
 制作吊装支架
 
5
 
 10*槽钢
 米
 15
 制作吊装支架
 
5
 油漆
 红色
 kg
 1
 管道标示
 

6.       劳动力组织及安全
6.1. 劳动力安排
以文化中心工程DN600冷却水管道安装为例，劳动力安排见下表

工种
 人数
 岗位主要职责
 
起重工
 1
 吊装机械准备，
 
管工
 4
 管道对口，下料，支架制作安装
 
油漆工
 1
 管道防腐刷漆
 
电焊工
 2
 管道焊接
 
气焊工
 1
 管道、支架切割下料
 

6.2. 安全注意事项
（1）    操作吊装机具的人员必须为具有起重与吊装上岗证的起重工，严禁无证

上岗。

（2）    管道吊装前及吊装过程中应经常检查吊装机具的状况。如有问题必须立

即停止作业进行更换。

（3）    管道吊装、安装及焊接的整个过程中，管道竖井下方，不得站人，应采

用具有危险标示的隔离带进行隔离。

（4）    管道焊接时，竖井下方不得有毅然物品。

7.       效益分析
（1）    采用本工法可大大缩短施工工期，它比正常的正装法安装管道可提前5

到7天的施工工期。

（2）    采用本工法不用租用大型吊装设备进行吊装，且安装机具简单，投资很

小。

（3）    采用本工法基本不受现场条件的限制。

 9．质量要求

大直径垂直管安装应严格执行通风与空调工程施工质量验收规范（GB50243-2002

）、工业管道施工及验收规范（50235-97）、现场工业管道及设备施工验收规范

（GB50236-98）中有关规定 。

8.       工程实例
  本工法在“中国建筑文化中心工程”及“庄胜广场工程”空调系统冷却水管道

的安装中，均取的良好的效果。其中北京庄胜广场，冷却水管道直径Φ930*12，

垂直安装高度102米，中国建筑文化中心工程，冷却水管道直径Φ630*12垂直安装

高度76米。施工中都採用了本工法所採用的倒裝法施工工藝。

  孟庆礼

2003年12月

 大型民用建筑

空调冷却水大管径管道倒装法施工工法

  中建一局集团安装公司

2003年12