浅谈大高跨屋盖网架大型金属风管施工技术

浅谈大高跨屋盖网架大型金属风管施工技术

成凡、郭金龙、王浩、李林、肖景泓

（中建八局西南公司，成都， 610000）

摘要：本文以成都凤凰山体育公园项目体育馆屋盖网架的大型金属风管施工为例，从网架风管BIM深化设计、风管受力分析、支架安装、制作安装、严密性试验、保温施工、成品保护、风管随网架整体滑移等八个方面阐述了大高跨屋盖网架大型金属风管从深化设计到施工完成的整体方案，可为后续类似项目业态提供参考借鉴。

关键词：大高跨屋盖网架 大型金属风管施工 BIM

0 引言

大型体育馆由于赛事要求高，屋面钢结构网架内设有空调、通风及防排烟系统，风管截面大、操作空间小、精度要求高，且风管支管众多，质量重。若在网架施工完毕再进行安装，需搭设满堂脚手架、或采用利用检修马道满铺跳板的形式，高空拼接、吊装工作量巨大，不但存在较大的质量、安全风险，而且施工工序繁琐、难度大，会极大影响整个项目的施工工期，方案的技术经济性指标差。

针对大型赛事体育馆屋面风管安装研究，本项目采用大高跨屋盖网架大型风管施工技术，通过对屋盖钢结构、防火涂料、机电安装进行合理的施工部署，实施流水线施工工序，风管安装过程中与钢结构、防火等相关专业密切配合、穿插施工。在风管安装作业时间短、作业空间受限情况下，采用新技术、新材料使得网架风管支架安装便捷、快速、安全、高效，有效缩短风管安装时间，保障网架滑移周期内风管安装完成，整体同步滑移。

1 工程概况

成都凤凰山体育公园项目，位于四川省成都市金牛区，由一座6万座的专业足球场、一座1.8万座的综合体育馆、配套商业、R1绿地及配套用房构成，合同额约45亿，总建筑面积45.6万平方米，合同总工期730个日历天，比同规模场馆工期短近一年。体育馆大高跨屋盖网架平面为椭圆形，纵向长约为183m，横向宽约为153m，悬挑长度为19m-24m，下弦杆水平跨度6m-10m，上下跨度4m-9m，采用正放四角锥网架结构。其施工采用搭建室外高空拼装平台（160mx30m），钢结构网架分6榀拼装、滑移（10天/榀）。

网架内通风工程主要由空调风系统、防排烟系统组成，风管总面积约7500㎡。空调风系统设有80个φ450桶形喷射型风口，采用顶送顶回的方式，将冷/热空气送至比赛大厅及观众席，最大尺寸为1.4mx1.4m；东南西北四角共设有4个排烟系统，最大尺寸为1.8mx1.4m，单根质量重达62.22kg。此外，风管保温约330m³。项目在综合管理中，深入分析研究，建立BIM模型，结合屋盖钢结构施工方案，采用风管安装随网架整体同步滑移施工方案。

2 大高跨屋盖网架大型金属风管施工工艺流程

2.1 BIM深化设计

在正式施工前，基于设计图纸建立网架钢结构和风管BIM模型，利用BIM技术对网架风管进行深化设计，并对方案的优缺点进行过会讨论，确定最优方案。在满足设计要求的基础上对网架内的风管路由进行合理的空间排布及优化，避免风管与钢结构弦杆碰撞冲突，优化风管支架，指导现场高效施工，节约施工周期。

2.2 风管受力分析

在正式施工前，根据方案确定的风管支吊架形式以及支吊架布置点，通过对屋面风管支吊架负荷进行计算，并将各点负荷反馈到网架受力图纸上，由钢结构施工单位、设计院对钢网架和临时支撑体系进行受力复核，保证滑移的安全性。

2.3 风管支架安装

由于钢结构球节点及弦杆间距较大，经研究风管支架采用新型材料，使用“H”型钢、C型钢、可调式连接件/L型连接件、高强度专用卡箍及螺栓拼装组成，支架与弦杆采用高强度卡箍螺栓固定，卡箍与弦杆支架采用橡胶垫片隔离，避免电化学腐蚀。支架高度及平整度可通过可调式连接件及L型连接件进行微调，保障固定支架的平整度和成线性。风管固定支吊架间距2~3m，球节点附近采用固定支架固定于腹杆上，球节点之间采用钢丝绳吊架，保证风管支吊架间距满足规范要求。风管与横担之间采用镀锌扁钢进行固定。防止风管四周滑移。

图1 风管支架安装示意图

2.4 风管制作安装

为缩短风管安装工期，减少风管的漏风量，提高风管的制作安装合格率，屋面网架的风管全部采用角钢法兰连接。风管安装采用在高空作业平台上搭设移动式平台且固定牢固，人工抬吊为主、局部位置辅以吊装配合的方式进行网架上风管的安装。支架安装完成后，风管在移动平台上分段拼装连接，再采用C型钢反抱固定于支架横担，牢固可靠。风管与网架同弧度加工制作，通过弧度计划分解至每节风管，计算出风管上边长1240mm，风管下边长1225mm，通过上下边找差，保证风管与网架整体弧度一致，成型美观。

2.5 风管严密性试验

由于风管在屋顶施工，质量要求高，若不能够在前期将质量控制在合理范围内，后期整改难度极大，因此，需要严格进行相关试验以保证风管的质量。为确保工程质量，网架风管拼装完成后，对每榀网架内风管按规范进行严密性试验，6榀网架共进行6次严密性试验，均满足规范要求。

2.6 风管保温施工

在风管严密性试验后进行风管保温施工，风管采用铝镁质进行保温，保温厚度为50mm，保温材料之间接缝必须采用专用胶粘剂粘结，将管材套装在管道上，挤压接缝处使接缝处紧密结合，每间隔一定距离后用10cm胶带环向缠绕固定，并用复合胶抹缝密封，接口处杜绝任何缝隙存在，若胶粘剂干燥后仍有缝隙需在缝隙处充填保温涂料。

2.7 风管成品保护

在网架风管铝镁质保温完毕后，用塑料薄膜对保温风管进行包裹，防止钢结构刷漆和下雨对保温层破坏。

2.8 风管随网架整体滑移

各榀网架内风管成品保护完成后，随网架整体同步滑移。第一榀滑移完成后，紧接着进行第二榀拼装，风管同步开展施工，保证风管接口连续，避免后续再上屋面进行接口处理；后在网架拼装平台上完成前后悬挑段的风管安装。

3 结语

经计算，相对传统施工方式，网架风管施工工期缩短率为50%，施工成本降低率为45.92%。通过对大高跨屋盖网架大型金属风管施工技术的创新应用，总结提炼出一套完整的施工技术方法，在大幅缩短施工工期的同时有效地提升了工程施工品质，真正意义上的实现了降本增效及快速建造，圆满完成了大型金属风管与网架整体同步滑移施工，也为后续同行及同业态的项目提供了参考依据。

参考文献

[1] 张岩涛,薛宏军,骆发江.大型体育场馆钢结构网架内风管滑移安装技术.施工技术，2021.

[2] 王海,钟书吉,郑云德.超大规格风管的安装施工.机电工程技术,2021.

[3] 李康佳,肖敏,肖创.整体提升钢结构网架超大口径螺旋风管同步安装施工技术.科技成果,2019.

[4] 刘志刚,詹磊.浅谈基于BIM技术的预制装配式风管安装施工技术.中国建材科技,2021.