余建文 劉保東 馮 杰 易顯平 徐乾章
中建三局第二建設工程有限責任公司 湖北 武漢 430074
傳統(tǒng)的城市地下綜合管廊、地鐵、隧道機電工程施工中存在大量的重復性工作,例如明配管安裝等,以往一般采用人工彎管的異形線管。因施工人員技術水平參差不齊,施工的精度、質量不能夠滿足業(yè)主或監(jiān)理的要求,造成大量整改或返工。本文介紹一種彎管新技術,即通過分析線管材質、規(guī)格尺寸等材料力學性能以及相關試驗,確定該種規(guī)格材質線管的回彈系數,從而制作出異形線管彎管一次成形彎管器[1-3]。該彎管器由高效、高品質、標準化的工廠預制化加工,并在現(xiàn)場裝配化施工,施工理念符合目前機電工程高效工業(yè)化建造要求,值得在城市綜合管廊、地鐵、隧道等項目中大力推廣應用。
南寧五象管廊全長6.1 km,分方形、圓形艙,方形艙長3.8 km、圓形艙長2.3 km。其中,圓艙管廊內供電橋架分布于管廊側邊,頂部氣體滅火系統(tǒng)、燈具、消防煙感等接線均由橋架配管至管廊中央頂部,配管部分呈一個標準的半圓形明配,管廊全段線管均為重復性施工作業(yè)。
一次成形彎管器包括底座、圓弧直徑底面、圓弧內支撐、扁鋼工作面、起點插管器、軸承、手柄、滑輪以及終點停止角鋼等。利用底座作為支撐,利用角鋼作為圓弧直徑來制作標準半圓弧,圓弧使用扁鋼作為工作面,利用軸承作為圓心,以手柄長度為半徑,手柄底部與軸承相連,上部與滑輪相連,將線管放置于工作面和滑輪之間,推動手柄使滑輪在工作面滑動將線管壓制成所需的弧度。依據實際情況,在使用同批次、同規(guī)格、同型號線管的情況下,使用相同材質制作的異形線管彎管器,當保證常規(guī)彎曲角、強度系數、硬度系數均相同時,決定線管回彈系數的因素就是相對彎曲半徑。
以城市綜合管廊圓艙中彎弧形線管為例,根據施工圖中管廊圓艙段的形狀,制作彎弧形彎管器。
由于材料的回彈與材料的規(guī)格型號、屈服強度、力學性能、受力情況等有關,通過回彈規(guī)律研究,發(fā)現(xiàn)彎曲角、相對彎曲半徑、材料的強度系數和硬度指標對回彈有影響。通過計算,得出理論條件下滿足圓艙管廊的明配線管彎管器的彎折半徑。
通過理論計算確定弧形彎管器的彎折半徑,考慮到不同批次、不同廠家的線管質量存在差異,我們也進行了實體制作以驗證計算的誤差,確定滿足現(xiàn)場條件的實際尺寸(圖1~圖3)。根據實際情況進行多組試驗,依據試驗數據,確定本次使用線管的相對回彈系數。
圖1 弧形彎管器設計
圖2 弧形彎管器實物
圖3 不同半徑的異形線管彎管器
本批次φ20 mm線管壁厚為1.65 mm,抽樣檢測實際為1.62~1.68 mm,誤差系數范圍為0.03 mm。試驗用的線管從本批次隨機抽取,試驗用線管長度為2 800 mm,抽樣檢測實際為2 795~2 805 mm,誤差系數范圍為10 mm。經計算,得出彎管器的理論半徑為1 120 mm,本次制作的異形線管彎管器半徑分別為1 200、1 100、1 000、900 mm,試驗數據如表1所示。
表1 異形線管彎管器的試驗數據
通過多組試驗,確定在異形線管彎管器半徑為1 000 mm時,回彈后的線管弧度滿足施工現(xiàn)場要求,并用于批量化彎管。
使用時,將直線管插入彎管器的底部起點角鋼孔中,將線管固定,然后從底部推動手柄使滑輪沿著半圓弧扁鋼工作面進行滑動,滑動時滑輪施加作用力于工作面上的線管,滑輪滑過的地方線管就出現(xiàn)和扁鋼工作面相同的弧度,手柄到達終點停止角鋼時,線管就成為與工作面相同弧度的弧形線管了。該技術有效地解決了人力彎曲時無法準確把握彎曲弧度的問題,能夠達到很好的施工效果(圖4、圖5)。
圖4 弧形線管彎管流程
圖5 線管彎出效果
將加工廠預制好的弧形線管運輸至廊內安裝區(qū)域,按施工圖紙位置進行裝配式安裝。
通過費用比較可知,采用基于工廠預制化的弧形線管彎管一次成形施工技術后,可節(jié)省人工費40%、節(jié)省材料費14%,達到了降本增效的目的。
該技術基于工業(yè)化理念,實現(xiàn)材料的工廠預制化,減少現(xiàn)場制作的人工浪費,提升整體的施工效率,具有很高的產業(yè)化前景。
針對當前建筑行業(yè)人工成本及材料成本不斷上漲的現(xiàn)狀,如何有效地降低施工成本,是每個工程企業(yè)的當務之急。由高效、高品質、標準化的工廠進行預制化加工,再在現(xiàn)場進行裝配化施工的理念,符合目前機電工程高效工業(yè)化建造要求,值得大力推廣應用。