王 龍（中國中鐵二院工程集團有限責任公司，四川成都610031）

電纜桁架敷設方案在地鐵車輛段中應用

王 龍（中國中鐵二院工程集團有限責任公司，四川成都610031）

地鐵在城市交通中扮演著舉足輕重的角色，電纜工程是地鐵建設中的關鍵環(huán)節(jié)，電纜敷設方案多種多樣，如何合理選擇、設計和實施更是一項基礎且重要的工作。本文將結合寧波地鐵天童莊車輛段電力電纜鋼桁架敷設工程，全面闡述電纜桁架敷設方案在地鐵車輛段中的應用。

電纜敷設；桁架；地鐵車輛段

如今，我國各地已經修建或正在大力修建地鐵，地鐵已經成為重要的交通設施。地鐵車輛段是整個地鐵建設中的重要一環(huán)，它擔負著地鐵車輛停放、檢查、整備、運用和修理重要職責。電纜工程對地鐵建設至關重要，對車輛段的建設亦然。隨著工程建設要求的不斷提高，對電纜工程也提出了更高的要求，電纜敷設作為重要環(huán)節(jié)，方案的設計和實施起著關鍵性作用。電纜敷設方案多種多樣，本文將結合寧波地鐵天童莊車輛段電力電纜安裝鋼桁架工程，著重介紹電纜桁架敷設方案在地鐵車輛段中的應用。

1 什么是桁架

在建筑工程中，桁架較為常見，它是由直桿在兩端相互連接而成、抗彎為主的格構式結構。桁架一般由上弦桿、腹桿組成，腹桿包括豎桿和斜腹桿。桁架中的桿件一般情況下主要承受軸線拉力或壓力，應力在截面上分布均勻，從而能夠充分利用材料的強度。桁架用料經濟，結構的自重小，在跨度較大時可以比實腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度。

由于桁架結構受力合理、計算簡單、施工方便、適應性較強，對支座沒有橫向推力，因此它在工程中被廣泛應用。在工業(yè)和民用房屋建筑中，當跨度比較大時，用桁架作為屋蓋的承重結構是經濟耐用的選擇，這時的桁架通常被稱為屋架。除了作為屋架，桁架的形式多種多樣，可以被做成簡支桁架、拱、框架及塔架等，因此桁架結構被廣泛應用于橋梁、會展中心、體育場館、高鐵站、地鐵站、高層商務樓、大型公共建筑或其他一些大跨度的場館建筑中。

2 桁架在電纜敷設中的應用

在許多大型建筑工程中，電纜工程的敷設是極其關鍵的環(huán)節(jié)。電纜工程的敷設方式選擇應綜合考慮城市發(fā)展規(guī)劃、工程條件、環(huán)境特點、電纜線路長度、類型及數量等因素，必須滿足運行可靠、便于維護的要求，且符合可靠性、實用性、經濟性、合理性的原則。

目前電纜的敷設方式主要包括直埋敷設、穿管敷設、淺槽敷設、電纜溝敷設、電纜隧道敷設、架空敷設等幾種，各種方式各有優(yōu)缺點。其中，架空敷設電纜是一種將電纜架掛在距離地面有一定高度電桿上的建筑方式，與埋地敷設電纜相比，此種方式的架設簡單，建設費用較低，對地下建筑施工的影響較小，但也存在易受外界影響、影響美觀等缺點，適用于用戶數較少而變動較大，地下敷設電纜存在困難的地方。

桁架可應用于電纜架空敷設方案中，桁架的結構簡單，自重小，受力體系簡單，適用跨度大，用料相對較少，節(jié)省資源及投資成本，設計、制作、施工都較為方便，現場焊接量較少。結合桁架的有利條件，纜桁架敷設方案在建筑工程中具有一定的優(yōu)勢，可根據工程的特點和實際情況進行設計和應用，從而滿足工程中電纜敷設的需要。

3 電纜桁架敷設方案在地鐵車輛段中的應用

在地鐵工程建設中，電纜的敷設方案至關重要。以下將結合寧波地鐵天童莊車輛段電力電纜安裝鋼桁架工程，介紹電纜桁架敷設方案在地鐵車輛段中的應用。

3.1 工程概況

寧波軌道交通1號線一期工程是寧波市重要的民生工程，寧波軌道交通1號線是一條東西走向的重要骨干線。其中，1號線設有一座車輛段，即天童莊車輛段。該車輛段位于蔡江岸地區(qū)，屬于綜合性基地，設有國鐵聯絡線，主要承擔1號線機車、車輛的停放、整備清潔、技術檢查、檢修以及行車設施設備維護等任務，還承擔著寧波軌道交通1、2、3號線車輛的廠架修任務。

對于天童莊車輛段綜合管線的電纜敷設方案，原施工設計方案中，室外供電、動力照明電纜按主要路徑走電纜溝、電纜小隧道，局部分支架空或者埋地敷設，電纜溝截面分1.5m、1.3m、1.1m、0.7m幾種形式，深度0.4～1.32m，并設有2‰的坡度用來排水，每處最低點設有集水坑，采用小型泵抽排的方式定期排出電纜溝內的積水。但是，考慮到地面不均勻沉降可能引起一些問題，在寧波地鐵天童莊電力安裝鋼桁架工程中增加電纜架空敷設的設計方案，根據實際情況，部分區(qū)域的電纜采用桁架結構形式，安裝于結構梁或者結構頂板下?？紤]部分均回流電纜的特殊性，庫前咽喉區(qū)兩條橫穿軌道的電纜溝仍保留原方案。

3.2 電纜桁架方案設計

根據地鐵車輛段的特點和管線的實際情況，本工程中采用桁架結構形式，能夠便于加工制作、運輸及現場安裝工作，尤其在桁架結構中間設置檢修馬道，更有利于電力設施單位的管線鋪設及檢修工作。圖1～3分別為桁架的三維圖、立面圖和剖面圖。

圖1 桁架三維圖

由于桁架架構抗彎強度大，不需要在頂板拉豎桿，只需在每個結構梁底安裝就可以，跨度可以做的較大，桁架每隔1m要設置橫檔，方便電纜敷設，桁架荷載按不小于400kg/m考慮。

電纜分為控制及輔助電源電纜、動照電纜、直流電纜、環(huán)網電纜，各類電纜沿支架水平敷設，排列整齊，不同電纜應分層敷設，避免相互干擾，高壓電纜應敷設在上層。電纜敷設高度保持一致。

圖2 桁架立面圖

圖3 桁架剖面圖

風管是用于空氣輸送和分布的管道系統(tǒng)，風管一般體積較大，繞道困難，電纜桁架在設計和搭建過程中需要避讓風管，采用下穿風管的方式。

電纜桁架下可設置懸挑平臺，以通過平臺上檢修通道，同時需要修建鋼爬梯通往平臺。懸挑平臺的平臺板最外沿和桁架的立柱對齊。平臺的三面均設有防護欄，高0.9m，防止施工人員不慎掉落，減少事故的發(fā)生。懸挑平臺底部設有一個45°的斜支撐，用以加強縱向剛度，保持縱向穩(wěn)定，使平臺整體結構不變形，達到更好的支撐作用。

3.3 架設高度分析

桁架的架設高度主要受兩方面因素的影響：①結構底梁；②風管。

3.3.1 結構底梁的影響

梁底高程按以下公式計算：

梁底高程=梁頂高程-每個梁的高度

經測算，某區(qū)的梁頂高8.7m，該段最大梁高為2.4m，則最大梁底高程，即桁架限高6.3m。

3.3.2 風管的影響

風管沿梁底敷設，經測算，某區(qū)的風管頂距離梁底0.1m，風管高0.6m，結構梁梁底最低高程7.5m，風管底高程6.8m。受風管高程6.8m的影響，桁架框架高程不超過6.6m。

3.4 桁架安裝工藝和用材

3.4.1 鋼桁架材料要求

寧波地鐵天童莊電力安裝鋼桁架工程采用方管桁架結構，主管采用口型100×100×5.0，腹管采用口型80×80×5.0，材質為Q235B級鋼，大部分桁架結構中的桿件均在節(jié)點處采用焊接連接。

考慮到寧波地區(qū)鄰近海邊，空氣富鹽化，有較強的腐蝕性，故本工程中的所有材料均采用鍍鋅材料。

3.4.2 型鋼加工制作流程

本工程中，鋼桁架加工采用分榀在工廠切割、拼裝及焊接，圖4為型鋼加工制作流程圖。

圖4 型鋼加工制作流程圖

由圖中可知，型鋼的加工制作必須經過放樣、號料、切割、矯正和成型、邊緣加工（包括端部銑平）、構件組裝（組裝時需要根據本工程實際情況將構件組裝成吊桿、腹桿兩種形式）、焊接等嚴格的流程。

3.4.3 安裝施工

鋼結構的安裝流程圖如圖5所示。

圖5 安裝基本流程圖

吊裝前清除柱身上的油污、泥土等雜物以及連接面上的浮銹。檢查鋼柱質量符合設計要求和現行規(guī)范 （GB50205-2001）的規(guī)定后，在柱身上測放出十字中心線并在上下端適當部位用白色或紅色油漆標出中心標記，以便就位對中和校正鋼柱垂直偏差用。在構件彈線的同時，按照施工圖，核對構件上的編號標記，若存在不齊全、不明顯的現象，應加以補編，不易判別方向的應在構件上加以標明，以免裝錯。將吊索具、操作爬梯、纜風繩、防墜器等附件固定在鋼柱相應位置上，固定要穩(wěn)固可靠。

為了加快進度，本工程進行分組安裝，同步和交叉施工。桁架安裝采用在桁架下面搭設移動腳手架作為施工平臺，在施工平臺上進行桁架拼裝及焊接工作。

其中，施工平臺為可滑移腳手架，腳手架平臺必須具備足夠的承載能力，平臺的堆放荷載為100kg/m2，施工活荷載為100kg/m2，該腳手架平臺采用φ48×3.0鋼管扣件式腳手架。腳手架上滿鋪竹排板，圍欄密布安全網，圍護網高度為1.2m。

桁架的安裝可按以下步驟進行：首先，在平臺上安裝豎向吊桿桁架；其次，在兩榀豎向吊桿中間安裝腹桿桁架；第三步，安裝中間走道板及欄桿。以此類推，完成所有桁架的安裝。

3.5 桁架方案的優(yōu)缺點

電纜架空敷設方案采用桁架結構，能夠很大程度上避免管線頻繁交叉的問題；方便設置檢修通道，便于進行管線鋪設及檢修維護；同時，蓋下的空間可以充分利用。但是這種方案也存在一定的弊端，例如：電纜敷設比較困難，對安裝工藝要求較高；由于設有馬道，橫向寬度較寬；電纜明敷，對蓋下建筑景觀產生一定影響。

4 結束語

本文結合寧波地鐵天童莊電力安裝鋼桁架工程，分別從電纜桁架方案設計、架設高度分析、鋼桁架材料要求、加工制作流程、安裝施工等方面介紹了電纜桁架敷設方案在地鐵車輛段中的應用模式，并分析了桁架方案的優(yōu)缺點，可以為國內類似的地鐵車輛段電纜桁架敷設方案提供一定的參考和借鑒。

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[3]繆 東，肖 俊.軌道交通車輛段的室外管線綜合設計[J].現代城市軌道交通，2011（5）：50～52.

[4]《電纜敷設國家標準》（GB50217-94）[S].

U231

A

2095-2066（2016）36-0242-03

2016-12-13

王 龍（1984-），男，工程師，碩士研究生，主要從事軌道交通設計方面工作。