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在工程建设中，电缆桥架安装是电气安装工程的主要分项工程，是电缆敷设的必要条件。电缆桥架设计是否合理既关系到桥架施工质量，又制约电缆敷设工序，会影响整个工程的电气施工进度，也会影响工程建设成本。

桥架二次设计的必要性

桥架的类别

电缆桥架是由托盘（托槽）或梯架的直线段、非直线段、附件及支吊架等组合构成，用以支撑电缆具有连续的刚性结构系统。

托盘是指由底板和侧板组成，用于直接承托电缆荷重的刚性槽形部件；梯架是指由侧板与若干根横挡构成并具有一定刚度的梯形部件。托槽即电缆槽盒，是用于将绝缘导线、电缆、软电线完全包围起来且带有可移动盖子的底座组成的封闭外壳。

桥架施工中常出现的问题

一些建设项目中，在某些管道线路密集的区域，如通道、走廊等处，由于管线（包括桥架，下同）量大，交叉碰撞多，通过工程现场协调的方式并不能完全解决如下问题。

排布紊乱，施工质量差

由于设计深度不足或者施工误差，导致同路由不同专业管线可能占位相同，但由于暖通风管尺寸大（不便拆改）、排水管要有一定坡度等原因，发现碰撞时就只能拆改桥架。另外，由于各专业施工进度不同，在桥架施工完成后导致后序其它专业施工没有工作面的情况下，也需要拆改桥架。

这不仅破坏了桥架的连贯性和整体统一性，还会造成大量弯折和异形构件的使用。由于很多弯折和异形构件要在现场制作，其施工工艺却无法达到工厂水平，导致桥架质量不一。同时，因拆改而发生的变更可能重复发生，大量的返工还会打乱施工的连续性，造成成本增加和工期延误。

距离不够，可操作性和检修维护性降低

GB-《低压配电设计规范》规定，几组电缆托盘和梯架在同一高度平行敷设时，各相邻电缆托盘和梯架间应有满足维护、检修的距离。其它规范也有相应的最小净距要求，然而由于前期规划设计时考虑不周及专业间协调不足，部分区域管线太密集，施工时为了实现线路的连续贯通，只能压缩桥架周边空间，牺牲可操作性和检修维护性。

交汇复杂，电缆桥架填充率过高

由于设计精度不够，或者多名电气设计之间沟通不足，桥架填充率无人校核，导致实际施工时填充率超限。比如某大型项目，设计院的电气专业就划分为电源、电力（动力）、电照、智能化、消防电气等多个专业，桥架根据区域由不同的人设计，相关设计师根据初期规划设计时笼统统计得出的线缆规格数量确定了其负责的桥架的规格后，其它专业在设计图上只在连接处标注上“接XXX桥架”，这导致在一些桥架交汇处电气线缆汇合后线缆量超过预计，桥架填充率过高。

折弯局促，电缆弯曲半径过小

T/CECS31-《钢制电缆桥架工程技术规程》规定，电缆桥架转弯处的弯曲半径，不应小于其内各电缆最小允许弯曲半径的最大值。然而管线密集处空间有限，弯折和变径必须在有限空间内制作，这就会造成某些电缆弯曲半径不够。

上述问题具有多发性和随意性的特点，即使是相同的图、相同的部位，也会因为施工人员不同而导致不同的结果。因此，在桥架施工前，有必要进行桥架二次设计。

桥架二次设计目的

桥架二次设计俗称“桥架套图”，是桥架施工前的重要技术准备工作。施工单位进行桥架二次设计的根本目的是保证桥架空间位置布置正确、安装走向合理，运行安全并满足施工安装、维修和敷设电缆的要求。减少可能发生的变更，避免窝工、返工，保证工程质量、进度和成本可控。

通过桥架二次设计，使得电气与建筑、暖通、消防、给排水等其它专业协调配合，检查桥架系统路径有无与其它设备、管线交叉或重叠，协调相关专业共同设计调整，确定桥架安装最佳方案和布局，绘出桥架系统的平面布置图、剖面图、局部空间图、吊装大样图等，并编写桥架安装说明书。

桥架二次设计方法

桥架二次设计流程和重点

现在很多项目会做管线综合设计，而桥架二次设计是管线综合设计的重要部分，桥架二次设计是否能够达标决定了管线综合设计成果的质量，也决定了日后维修使用是否便捷好用。因此建设方和施工方都需要重视桥架二次设计，根据工程经验，总结归纳桥架二次设计流程如图1所示。

首先在施工图设计阶段，确定桥架型式、规格和路径，也初步完成管线布放原则设置。如果不进行二次设计，施工图就是现场施工的依据。而为了解决前面所述的各种问题，要进行桥架二次设计，还需要做如下工作。

管线复合

管线复合不是简单的管道叠加，而是要把所有专业管道路径进行组合，在平面图中予以体现。就是以建筑图为基础，采用专业间两两复合或者全部复合的方式，重点是复合后在图纸上仍要能够辨识出管线所属专业，这主要需运用绘图软件中图层和颜色的功能来实现。这个步骤需要负责这个工作的工程师对各专业图纸都有较深的阅读和理解，并有较强的软件操作能力。

检查分析

检查分析的目标是梳理各类管线包括桥架、线管、风管、水管、工艺管道及设备等可能重合、平行相近、交叉交汇的位置，分析相对位置和关系，包括：

a.分析重叠位置的管线关系，做平面图和剖面图，预判管线调整方式。

b.分析交叉交汇节点状况，包括管槽分支与其它主干管槽的空间关系，预判避让方法。

c.分析相互距离，包括管线检修维护的空间，以及施工安装时的工作面，这还需要考虑施工的先后顺序。

d.分析填充率，主要检查桥架交汇处、线缆汇总后的桥架填充率是否满足要求。

e.分析弯曲半径，即检查桥架拐弯和分支处电缆的弯折情况，特别是为了避让其它管道而弯折的部位。

在这几个检查目标中，第c点还需要检查分析人员了解各种管道和设备内的介质及表面温度、有无保温等参数，了解桥架安装位置的建筑部位（梁、柱、墙等）的承重能力和牢固度，了解检修维护需要和施工的工艺和工序。第d、e点则是二次设计中最容易被忽略的检查分析内容，需要引起重视。

检查分析的方法主要是平面分析和剖面分析。平面分析是在管线复合的基础上进行，而剖面分析则需要先在管线路由上确定断面位置，然后绘制剖面，分析在平面图中重合或交叉交汇的管线在这个断面上的相互关系，对于冲突的位置要予以标注。另外，管线分析还有一个重要工作是在连续路径上对多个剖面作对比分析，主要是为了检查管线的连贯性，分析在哪里会有相对位置的改变，也就是折弯、变径的地方。

综合调整

综合调整就是根据管线避让规则，如小管让大管、有压让无压等原则调整部分管线的位置和走向等，这个步骤往往与检查分析同步进行，并且会往返重复很多次。

综合调整的方法包括：

a.调位置。主要是对管线密集区域或主干路径上做管线相对位置和距离的调整，目的是保证在满足管线检修维护空间和施工操作空间需要的条件下，整体上管线相对位置维持稳定。

b.调标高。主要是为了解决两段或多段主干路径交汇处某些贯通管线无法统一高度的情况，也有因局部交叉和重叠而需要做上下翻弯的高度变化。

c.调规格。在填充率和弯曲半径检查中发现不符合要求，或者空间位置调整后仍不能解决距离不够或交叉冲突无法避免时，则要考虑调整桥架规格。

d.调路由。在前面各种调整方法都不能解决距离或重叠交叉冲突等问题的情况下，就需要考虑更改某些管线的路由。这个调整可能会导致管线的增加，并且要大规模改原施工图，其联锁反应比较大，可能导致之前做的管线复合和检查分析要全盘重做。

桥架的支吊架设计

桥架二次设计时有必要同时做出配套的支吊架设计，因为支吊架的规格、形状、位置会直接制约到桥架的位置和空间，不能到了施工时再根据管线施工情况见缝插针制作支吊架。

由于在同一路径不同位置处管线的规格数量会有变化，因此桥架的支吊架在不同部位也会不同，所以支吊架设计要包括支吊架设计平面布置定位，以及各部位的局部支吊架大样。

另外，由于其它专业管线的支吊架的规格位置会与桥架位置相互影响，因此桥架的支吊架设计最好是和其它专业的支吊架设计一起，做综合支吊架设计。

BIM技术

常规的二次设计做法是利用二维图纸，通过人工不断绘图、改图的方式来实现。现在，基于BIM技术的发展，以BIM为工具的管线综合设计也越来越多地在工程项目上得到采用。利用BIM技术的管线综合设计（包括桥架二次设计）的基本方法如图2所示，其整体流程与前面桥架二次设计流程类似，其中BIM模型搭建相当于管线复合，碰撞检测相当于检查分析，主要差别在于BIM二次设计在发现管线碰撞后要调整的是BIM模型，而传统方法是先调整二维的剖面图。

BIM技术与传统的用二维图做桥架二次设计的方法比较起来有如下优点：①可视化，三维图像可以模拟施工现场，易于观察理解；②检查分析快捷，冲突点发掘全面，位置精准；③转化为二维施工图便捷迅速；④专业协调性好，各专业可以协同操作，时间效率高。

不过现阶段BIM技术也存在一些不足，比如：①费用高，现阶段BIM制图一般会单独收费，对于传统的建设和施工单位来说这是“额外成本”；②BIM设计脱节，在工程总进度计划中缺乏BIM设计阶段，常导致BIM设计和现场施工同时进行；③BIM技术人员短缺或专业配置不足。

桥架二次设计要点

桥架填充率

GB-规定，电缆在托盘和梯架内敷设时，电缆总截面积与托盘和梯架横断面面积之比，电力电缆不应大于40%，控制电缆不应大于50%。

而在年的T/CECS31-中对桥架填充率要求有所放宽，规定电缆在托盘、梯架及网格式金属电缆托盘内的填充率：动力、照明电缆不应超过50%、弱电及控制电缆不应超过70%，且宜预留10%～25%的工程发展裕量。

桥架弯曲半径

GB-《建筑电气工程施工质量验收规范》规定，电缆梯架、托盘和槽盒转弯、分支处宜采用专用连接配件，其弯曲半径不应小于梯架、托盘和槽盒内电缆最小允许弯曲半径。GB-《电气装置安装工程电缆线路施工及验收标准》规定电缆最小弯曲半径应符合表1规定。

桥架的位置

T/CECS31-规定，电缆桥架敷设路径宜避开可能受到机械损伤、振动、腐蚀、紫外线照射及热辐射的地方。电缆桥架不宜安装在热力管道的上方及腐蚀性液体管道的下方；对于腐蚀性气体的管道，当气体的比重大于空气时，宜安装在其上方，当气体的比重小于空气时，宜安装在其下方。

GB-规定，当设计无要求时，电缆梯架、托盘和槽盒宜敷设在易燃易爆气体管道和热力管道的下方；配线槽盒与水管同侧上下敷设时，宜安装在水管的上方；与热水管、蒸汽管平行上下敷设时，应敷设在热水管、蒸汽管的下方，当有困难时，可敷设在热水管、蒸汽管的上方，相互间距离要满足相关要求。

另外，GB-还规定，不同电压、不同用途的电缆，不宜敷设在同一层桥架上，包括：①1kV以上和1kV以下的电缆；②同一路径向一级负荷供电的双路电源电缆；③应急照明和其他照明的电缆；④强电和弱电电缆。如受条件限制需安装在同一层桥架上时，应用隔板隔开。

桥架的距离与各种管道的距离

T/CECS31-规定，电缆桥架与各种管道平行或交叉时，其最小净距应符合表2的规定，且托盘、梯架周围的空间应满足线缆敷设、维护的需要。

而GB-规定，配线槽盒与热水管、蒸汽管平行上下敷设有困难时，可敷设在热水管、蒸汽管的上方，相互间的最小距离宜符合表3的规定。

对比表2和表3可以发现，T/CECS31-对与热力管道的净距要求比GB-要严苛一些，由于前者时间更近，建议以前者为准。

层间距离

GB-《电力工程电缆设计标准》规定，电缆支架、梯架或托盘的层间距离应满足能方便地敷设电缆及其固定、安装接头的要求，且在多根电缆同置于一层情况下，可更换或增设任一根电缆及其接头。GB-规定，层间净距不应小于2倍电缆外径加10mm，35kV及以上高压电缆不应小于2倍电缆外径加50mm。

当设计无要求时，电缆支架、梯架或托盘的层间距离最小值可按表4确定。

另外，GB-对不同类型线缆距离也有规定，即电缆托盘和梯架多层敷设时，控制电缆间不应小于mm；电力电缆间不应小于mm；非电力电缆与电力电缆间不应小于mm；当有屏蔽盖板时，可为mm。

以上规定有些地方存在差异，建议以严苛的为准，这样能保证符合所有规范。

与建构筑物距离

GB-规定，电缆支架最上层距电缆沟盖板、隧道、封闭式工作井顶部、夹层顶板或梁底、厂房构筑物顶板或梁底的净距允许最小值应满足电缆引接至上侧柜盘时的允许弯曲半径要求，且不宜小于表4的规定；采用梯架或托盘时，不宜小于表4的规定加80～mm（T/CECS31-规定最上层电缆桥架距楼板或沟顶的净距离为表4的规定加mm）；最上层支架、梯架或托盘距厂房内其它设备的净距不应小于mm，当无法满足时应设置防护板。

最下层支架、梯架或托盘距电缆沟沟底、隧道、工作井底部垂直净距不宜小于mm；距夹层地坪、楼板的最小净距不宜小于表5的规定；距厂房内地坪、楼板底部的最小净距不宜小于0mm；在公共廊道中无围栏防护时，距地坪或楼板底部的最小净距不宜小于1mm。不过，在T/CECS31-中规定，除安装在机房、管廊等电缆专用通道内或有工艺要求外，电缆桥架水平敷设时底部距地面的高度不宜低于2mm。

支吊架

T/CECS31-要求确定电缆桥架的支吊架的跨距时，应满足所选托盘、梯架及网格式金属电缆托盘规格的承载能力，以及安全工作载荷下的相对挠度不应大于其跨距的1/。电缆桥架水平安装时，宜按载荷选取最佳跨距作支撑，且支撑点间距不宜大于0mm，当不能满足要求时，宜采用大跨距电缆桥架。支吊架的间距也可按厂家提供的产品特性数据选用。如果桥架支吊架设计还包含了其它专业管线的支吊架，那还要考虑到水、暖、风等其它专业管道的荷载。

桥架弯通段的支吊架，当弯通的弯曲半径小于mm时，应在距弯通与直线段结合处～mm的直线段侧设置一个支吊架；当弯通的弯曲半径不小于mm时，尚应在弯通段中部增设一个支吊架。垂直单层布置托盘、梯架时，支架间距不应大于0mm；多层布置时，支架间距应通过结构计算确定。立柱应与托盘、梯架层间的距离以及配置层数要求相适应。

另外，GB-还规定，金属槽盒直线段宜在槽盒接头处，以及槽盒首端、终端及进出接线盒mm处设置吊架或支架。

二次设计应用案例总结

在某产业基地项目，1#楼建筑面积.75m2，由设计院做BIM设计，实际执行中出现了如下问题：①设计师对工程了解不足，不能结合工程施工技术和流程，忽略施工工序和施工操作面需求，BIM设计导出的管线综合图实用性不强；②BIM设计主要由一位BIM工程师负责，BIM设计启动晚，跟设计团队沟通协调不畅，其设计进度慢，也未能及时响应设计变更，导致BIM出图时大量桥架和其它专业管线已经在施工，没有发挥预想的作用。

该产业基地项目2#楼建筑面积.11m2，在1#楼完工后开工，施工时由机电总包用传统二维制图方式来做管线综合设计，相对于1#楼的施工，大大减少了管线冲突情况，也降低了施工中变更洽商的数量。不过也存在如下问题：①管线复合后读图比较困难，管线矛盾全部靠人眼观察识别，而工程师读图程度也不够透彻，缺乏管线连贯性考虑，管线综合设计深度比较浅，现场实施时仍然出现大量自制异形桥架或联通件的情况；②负责管线综合设计的工程师专业性不强，其对电气规范和检修使用需求了解有限，综合调整的过程中又经常忽略了管壁或保温厚度、法兰和操作手柄的空间等，最后仅能保证管线在图上可通，但未保证桥架和线缆敷设能够满足规范，桥架二次设计质量仍有待提高。

结语

为了解决电气安装工程中桥架常出现的排布混乱、桥架弯折和自制异形件多、可操作性和检修维护性低、桥架填充率高、电缆弯曲半径小等问题，有必要进行桥架二次设计。桥架二次设计以施工图为基础，以相关规范要求为设计要点，通过管线复合、检查分析、综合调整等方法确定桥架安装最佳方案和布局，绘制出桥架系统的平面布置图、剖面图等技术资料指导施工，可大大提升施工效率，降低建设成本，不过在实际应用时，若要提高桥架二次设计质量，提高管线综合指导施工的效果，仍需要在以下几方面予以加强：①二次设计要密切联系工程，根据施工工艺排好各类管线的施工工序，保证后序工作的工作面；②二次设计团队要加强与施工图设计团队的沟通，及时得到设计变更信息并随之调整，减少无用功；③成本允许的情况下尽量利用BIM技术，并要在工程总进度计划中为BIM设计预留时间。

本文载于《建筑电气》年第11期，详文请见杂志。

版权归《建筑电气》所有。

作者：

薛成林，男，北京秦淮数据有限公司，高级工程师。

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