[关键词]三维放样 管道预制 大型金属管道分段弯管
1 工程概况
1 项目简介
凤凰山体育中心项目位于成都市金牛区杜家碾片区，北星大道东侧。该项目由体育场馆及场馆配套用房构成，总建筑面积约45.5万m2，体育场馆分为专业足球场、综合体育馆，专业足球场6万座规模，综合体育馆1.8万座。项目建成后可承接国际顶级赛事及国内顶级联赛，满足体育交流、商业演出、大型综艺等多功能需要，将打造成为国际顶级赛事中心、体育专业培训中心、体育文化交流中心、体育产业发展中心。
2 弧形管道工程概况
本工程作为标志性大型体育场馆，其中弧形管道区域较多，涉及到的有体育场及体育馆的东北、东南、西北、西南四个角侧以及商业综合体的中部区域等多个区域，部分为明装管道，对管道成型效果要求极高。弧形区域安装的管道大多为DN100-DN400的大口径管道，且安装区域狭小，管道安装不便。若采用常规切割散拼施焊、异性管件连接的施工方法，速度较慢同时施工成本增加，并且成型效果难以保证。
2 常规施工方法与分段弯管施工技术比较
1 常规施工方法的弊端
采用常规的弯管安装方式斜切焊接、管件拼缝的做法，要把管道分为若干个小段，然后利用异性管件连接起来，因此需要的异性管件比较多，施工工序比较复杂，成本比较高。并且因为管道拼接焊接的接口比较多严密性得不到保障，容易造成管道渗漏等风险。斜切焊接时对斜切精度的要求很高，很小的角度误差也会影响弧形管道的成型效果，其次是安装时需要多次拼接，多次拼接的误差导致弧形管道的弧度比较难以确定，而且会导致弧形管道与直线段误差过大无法对接的情况。焊接时也会破坏管道原有的防腐层，需要另外刷涂防腐层，增加了加工成本。
2 分段弯管施工技术的特点
分段弯管施工技术作为新型施工技术因其在技术上的先进性被广泛地应用于各种场馆、业态的施工当中。相对于常规施工方法，分段弯管施工技术的安装过程更加简单、高效。采用工厂预制化管道可极大地缩短施工工期，工厂化生产也保证了管道弧度与曲率半径的统一，能很大程度上减少安装过程中产生的误差影响；分段弯管施工技术分段相较于常规施工方法的分段长，安装时采用的管件与异性管件少，也不需要制作特殊管件，减少了管件投入，简化了安装流程，极大地降低了施工成本；分段弯管施工技术运用了BIM技术进行管线的综合排布，管道分段，三维放样，读取管道信息，对管道进行编号等；管道预制完成以后，由工厂运输到现场进行验收，进行管道预拼装及压力试验，对管道预制效果进行验收，保证管道的安装质量。
3 主要施工方法
1 施工准备
依据BIM技术进行三维放样，并到现场进行实际定位弹线，在选择合理的距离确定好支架的安装位置并在施工现场做好记号，统计个数；将利用BIM技术得到的管道分段信息和编号等反馈给工厂进行预制化加工。弧形管道加工完成运输到场后，根据不同部位分开码放整齐，准备好施工机具、专业劳动力、专业技术人员；根据现场实际情况安排好施工工作面。
2 安装流程
（1）根据施工图纸，确定管道敷设路线，按照规范的固定间距在混凝土楼板、大梁上描点，确定支架固定点位，然后将预制完成的桥架安装完成。
（2）将利用BIM技术得到的管道分段信息和编号等反馈给工厂进行预制化加工。
1）弧形管道深化分段
A、利用BIM技术进行机电管线综合排布，确定安装成型位置及曲率半径。
B、通过模拟放样，每趟弧形管道进行精准计算，详细计算出每趟弧形管道的管段总长、弯曲半径、弦长和弦高等数据。
C、对弧管总长进行6米定尺分段
D、每个分段进行独立编号，保证接口位置成排成线。
E、读取弧形管道信息，为预制构件提供精确可靠地加工信息.
F、生成管段二维码进行集中预制加工弯管段，有助于提高生产效率，提升预制质量
2）弧形管道编码
对各区域不同管道系统建立弧形管道分段表，对每一管段进行编写所顶弧形管段的安装区域号码、管材长度和曲率半径等。
4）调整挡模间距
根据顶弯分段长度、弧度调整挡模，挡模是保证顶弯弯曲率成型效果的重要保障，其间距加大是减轻顶出力的有效措施，根据不同管道材质大小调整挡模间距。
5）试顶弯确定顶出量
试顶弯的主要目的是确定不同材质管道屈服度。屈服强度高，其回弹现象更加明显，故进行试顶弯确定不锈钢管、镀锌钢管、螺旋焊管等管道的弯管最佳顶出量，顶出量是回弹量与计算弦高值之和，经几个回合的的微量递增试顶确定，每次试定量不得大于20mm。按试顶结果对管道上其它各点进行顶弯，继续顶其它各点。
6）管段加工复核检查
采用机械顶弯的方式进行弯管。弯管完成后，对管道进行实时检查验收，对于加工偏差较大的管道及时进行调整，确认管道加工无误。
A、根据曲率半径，在加工平台上绘出管道弯曲内侧曲线，依次放置限位模板，使模板的边缘线与绘出的曲面重合。
B、将管道端口保圆模具置于管段端口，保护管段端口不随顶弯而变形。
C、启动液压顶弯机，开始弯制管道。在弯制过程中，随时注意管道的状态，避免被压坏导致材料浪费。管道初步弯制完成后，检查偏移量，若发现偏差较大，则调整挡模板位置，直至偏移量符合要求。
D、弯制完成，检查管道成型效果，测量管道端口椭圆度，确保无变形，保证管道连接严密性。
（3）弧形管道预拼装及管道压力试验
弧形管道加工完毕后，需要在对管道进行预拼装，采用相应的管道连接方式进行拼装，确保管件连接无误后进行打压检验，确保加工工程中，未对管道造成实质性的损坏。
（4）弧形管道正式安装
现场根据施工图纸及加工图纸进行安装管道。管道安装完成后，及时进行压力试验，保证管道系统的严密性。同时，应注意布置综合支架时，沿吊架的横担方向要与弧形轴线方向一致，否则会挤占安装空间，使部分管道无法连接与安装。在支架安装之前与之后，均需做好相关的定位检查工作。
3 弧形管道施工的注意事项
（1）弧形管道弯管质量控制
不允许出现凹坑、扭曲等现象。管材、管径、壁厚必须符合要求，表面光滑，无锈蚀。检查管道成型效果，确保无变形，保证管道连接严密性。
（2）镀锌管道沟槽端口变形控制
利用自主设计管口内衬保护件完成大型金属管道弯管施工，将管道端口保圆模具置于管段端口，保护管段端口不随顶弯而变形，保证弧形管道顶弯后管道无变形的渗漏风险。
（3）弧形管道曲率半径统一
通过三维放样数据，在加工平台上弹出中心线，确定顶弯距离，标注顶弯点，确保分段弯管曲率半径一致。根据管道大小及弯曲率调整挡模块间距，确保弧形管段弯曲率一致，保证管段拼装严密性。
（4）误差控制
安装时要注意管道控制误差，不能有太大的角度偏移，保证直线段与弧形管段之间连接平滑。
5 结束语
通过运用BIM技术对弧形管道进行综合排布，读取管道信息，然后进行管道的预制化加工，最后运输到现场进行安装。安装完成的管线排布合理，整体美观，极大地缩短了弧形管道的安装工期，节约了大量人工和材料成本，达到了绿色环保的效果。总的来说运用弧形管道分段弯管安装施工技术安装的弧形管道满足了管道敷设和施工要求，达到了预期的效果。
参考文献
[1] 宋彦忠，徐达，饶皓。 室内弧形走向消防管道施工方法[J]，施工技术，2014年S1期。
[2] 李雁，刘成成，公共建筑的“弧形管道安装”工艺[J]，安装，2011年01期。
[3] 柏正群，蒋正前，张汉荣，利用BIM技术提高弧形管道安装施工质量[A]，中国医学装备大会暨第27届学术与技术交流年会论文汇编[C]，2018年。
论文作者:张永盛,王皓冬,王君伟,杨建成,赵云,刘昌烨,吴
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年21期
论文发表时间:2019/11/29
标签：管道论文; 弧形论文; 弯管论文; 加工论文; 曲率论文; 管件论文; 效果论文; 《工程管理前沿》2019年21期论文;