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布线电缆桥架设计

发布日期：2005-2-22 16:51:02 作者：不详出处：中国智能建筑信息网

智能建筑的弱电系统，通常有多个信息监控和通信设施诸如BA(楼宇自动化) 、OA(办公自动化) 、CA(通信自动化)等相应的系统组成，以BA为例，除了建筑物本身的供电、供排水、空调、电梯和停车场等设施配置必要的信息监控外，还有SA(安保自动化) 、FA(消防自动化)等若干个子系统，实现系统集成或部分系统集成。根据建筑主体的功能需求来确定其等级和内容，这些系统包括不同类别的电缆和导线，其中有些是属于有源缆线(电源电压一般为DC12/24/48V和AC220V) ，有些则是无源电(光)缆线(如数据电缆、视频同轴电缆等) ，因此，在布线方式和路由选择的排列进行设计时，应该加以区别，不但应该符合规范的要求，还要考虑布线的安全性、可扩性、经济性和美观，便于维修，电缆桥架作为承载各种电缆敷设的载体，从属于布线的需要，同样应遵循上述原则加以实施。由于建筑物内多种管线平行交叉，空间有限，特别是大型写字楼、金融商厦、酒店、场馆等建筑，信息点密集，缆线敷设除了采用楼板沟槽和墙内埋管方式外，在竖井和屋内天棚吊顶内广泛采用电缆桥架，提供不同走向的布线，弱电系统的各种缆线分类布放在桥架内，其最佳路由选择和安装方式要根据走向的要求，并结合建筑结构和空调、电气等管线协商的位置加以确定，无源缆线不能与有源电缆并排铺设，受条件所限铺放同一桥架内，其间必须采用金属隔板分设，引出的缆线尽量避免平面交叉，桥架穿越楼板，墙体或伸缩缝时，应该在建筑图上标出予留相应的空洞和位置，避免因遗漏等到施工时临时钻空，可能伤及土建结构。为了防止电磁辐射的干扰(EMC) ，在桥架的设计中，应考虑桥架的封闭性。
　　一、桥架结构

　　电缆桥架分为槽式、托盘式和梯架式等结构，由支架、托臂和安装附件等组成。(参见图1所示) ，选型时应注意桥架的所有零部件是否符合系列化、通用化、标准化的成套要求。建筑物内桥架可以独立假设，也可以附设在各种建(构)筑物和管廊支架上，应体现结构简单，造型美观、配置灵活和维修方便等特点，全部零件均需进行镀锌处理，安装在建筑物外露天的桥架，如果是在邻近海边或属于腐蚀区，则材质必须具有防腐、耐潮气、附着力好，耐冲击强度高的物性特点。

　　为了减轻重量还可以采用铝合金电缆和玻璃钢桥架，其外形尺寸，荷载特性均与钢质桥架基本相近，由于铝、钢比重不同(A1=2.7，Fe=7.86) 按重量计算，铝钢之比约为1：3，根据两种材质的市场价折算，铝合金桥架的造价费用较之同类镀锌钢桥价要高出1.5~2.0倍，铝合金桥架具有美观，重量轻、安装方便等优点，近年来，铝合金桥架已在有的工程中加以应用。

　　二、桥架荷载及荷载特性　

　　1、电缆桥架的荷载

　　电缆桥架的荷载分为荷载、动荷载和附加荷载。静荷载是指敷设在电缆桥架内的电缆种类、根数、每根的外径重量/单位长度，按电缆敷设的不同路由分别列表统计。

　　动荷载是指电缆桥架安装和维护过程中施工维修人员的重量。对于轻型电缆桥架，一般不考虑动荷载，即不允许在桥架上站(行)人，如果需要考虑站人，则应将跨距适当缩小。附加荷载仅在室外是指冰雪、风和电磁力所形成的荷载，它与安装场所的地区自然气象条件和带电体的性质有关，设计中应根据各种条件加以计算。　　

　　2、选用桥架的步骤

　　(1) 确定桥架宽度、层数、支撑点的型式和间距、以及电缆在各层桥架上的分布。

　　(2) 计算每层电缆的均布荷载(kN/m2) ，初步确定桥架的型号、规格。

　　(3) 按最大的电缆总均布荷载值来验算桥架强度。验算式如下：　　
　　　　Q使用=q1+q2　　
　　　　式中：q1 —— 电缆的均布荷载（各层的均布荷载中取最大值）（kN/m2），均布荷载是托盘、梯架或电缆槽的荷载；　　
　　　　q2 —— 考虑电缆敷设或检修时，人的重量等效的均布荷载（kN/m2），q2值的计算，人的重量一般按p=90kg计。　　
　　　　表示集中荷载和均布荷载的弯距如图2　　
　　　　按最大弯距相等的条件折算：　　
　　　　令pι/4=q2ι2/8则q2=2p/ι　　
　　　　∵P=90kg　　
　　　　∴q2=180/ι　　
　　　　式中：P —— 1人的荷载(kg)
　　　　ι —— 1个支撑点间距(若支点间距不等时取最大值) (m)
　　　　q2 —— 1人的等效均布荷载(kg/m)
　　　　根据上述初步确定的桥架型号、规格及支点间距，查阅生产厂家的样本资料，反复核查间距和桥架型号，直至满足负荷要求为止。

　　(4) 挠度
　　　　挠度值如何取定，目前尚无明确的规定，在重负区显然应考虑减小绕度，这意味着钢材的用量会相应增加，因此，计算时只要充分利用钢材的最大允许应力，并保证有足够的安全系数，一般最大挠度与跨距(支撑点间距)之比取1/250~1/150为宜。

　　三、桥架的胀缩问题

　　由于环境温度变化，钢质电缆桥架会出现热胀冷缩的现象。室外桥架受温度影响较大例如环境最高温度为40℃，最低温度为-20℃，则电缆桥架的最大收缩量按下式求得：　　
　　Δt=11.2×10-6×60deg(度) ×1000mm　　
　　由此得出结论：

　　温差为60℃时，Δι=0.672mm/m　　
　　温差为50℃时，Δι=0.560mm/m　　
　　温差为40℃时，Δι=0.448mm/m

　　工程设计中直线段电缆桥架应考虑伸缩接头，伸缩接头的间距建议按以下取定：　　
　　当温差为40℃时为50m;　　
　　当温差为50℃时为40m;　　
　　当温差为60℃时为40m;

　　四、接地

　　根据规范的有关规定，镀锌电缆桥架进行良好的接地。

　　(1) 镀锌电缆桥架直接板每个固定螺栓接触电阻应小于0.005Ω，此时电缆桥架可作为接地干线(喷粉电缆桥架不宜作接地干线) ，每个电缆桥架的电阻值可按下式计算：　
　　　　r=P.L/S
　　　　式中：P=15×10Ω-6/cm(20℃) ；
　　　　L=长度按100mm计算；
　　　　S=截面积cm2。

　　(2) 梯架于托盘的单位电阻值。

　　(3) 电缆槽的单位电阻值。

　　(4) 当电缆桥架安装连接程整体后，每根梯边(或每个电缆槽)的电阻为：
　　　　R＝L(r+1/3r')
　　　　式中：
　　　　R —— 梯边，即（电缆槽）全长总电阻（mΩ）；　　
　　　　r —— 梯边单位长度电阻（mΩ/m）　　
　　　　r' —— 直接板固定螺栓接触电阻。

　　五、桥架设计及安装要求
　　
　　1、电缆桥架作为布线工程的一个配套项目，目前尚无专门的规范指导，个生产厂家的规格程式缺乏通用性，因此，设计选型过程应根据弱电各个系统缆显得类型、数量，合理选定适用的桥架。　　
　　
　　(1) 确定方向：根据建筑平面布置图，结合空调管线和电气管线等设置情况、方便维修，以及电缆路由的疏密来确定电缆桥架的最佳路由。在室内，尽可能沿建筑物的墙、柱、梁及楼板架设，如许利用综合管廊架设时，则应在管道一侧或上方平行架设，并考虑引下线和分支线尽量避免交叉，如无其它管架借用，则需自设立(支)柱。　　
　　(2) 荷载计算：计算电缆桥架主干线纵断面上单位长度的电缆重量。　　
　　(3) 确定桥架的宽度：根据布放电缆条数、电缆直径及电缆的间距来确定电缆桥架的型号、规格，托臂的长度，支柱的长度、间距，桥架的宽度和层数。　　
　　(4) 确定安装方式：根据场所的设置条件确定桥架的固定方式，选择悬吊式、直立式、侧壁式或是混合式，连接件和紧固件一般是配套供应的，此外，根据桥架结构选折相应的盖板。　　
　　(5) 绘出电缆桥架平、剖面图，局部部位还应绘出空间图，开列材料表。

　　2、如与电力电缆桥架合用时，应将电力电缆和弱电电缆各直一侧，中间采用隔板分隔。　　
　　
　　3、弱电电缆与其它低电压电缆合用桥架时，应严格执行选择具有外屏蔽层的弱电系统的弱电电缆，避免相互间的干扰。　　
　　
　　4、其它安装要求

　　(1) 电缆桥架由室外进入建筑物内时，桥架向外的坡度不得小于1/100。　　
　　(2) 电缆桥架与用电设备交越时，其间的净距不小于0.5m。　　
　　(3) 两组电缆桥架在同一高度平行敷设时，其间净距不小于0.6m。　　
　　(4) 在平行图上绘出桥架的路由，要注明桥架起点、终点、拐弯点、分支点及升降点的坐标或定位尺寸、标高，如能绘制桥架敷设轴侧图，则对材料统计将更精确。　　
　　　直线段：注明全长、桥架层数、标高、型号及规格。　　
　　　拐弯点和分支点:注明所用转弯接板的型号及规格。　　
　　　升降段：注明标高变化，也可用局部大样图或剖面图表示。　　
　　(5) 桥架支撑点，如立柱、托臂或非标准支、构架的间距、安装方式、型号规格、标高，可同意在平面上列表说明，也可分段标出用不同的剖面图、单线图或大样图表示。　　
　　(6) 电缆引下点位置及引下方式，一般而言，大批电缆引下可用垂直弯接板和垂直引上架，少量电缆引下可用导板或引管，注明引下方式即可。　　
　　(7) 电缆桥架宜高出地面2.2米以上，桥架顶部距顶棚或其它障碍物不应小于0.3米，桥架宽度不宜小于0.1米，桥架内横断面的填充率不应超过50%。　　
　　(8 )电缆桥架内缆线垂直敷设时，在缆线的上端和每间隔1.5米处应固定在桥架的支架上，水平敷设时，在缆线的首、尾、转弯及每间隔3~5米处进行固定。　　
　　(9) 在吊顶内设置时，槽盖开启面应保持80毫米的垂直净空，线槽截面利用率不应超过50%。　　
　　(10) 布放在线槽的缆线可以不绑扎，槽内缆线应顺直，槽内缆线应顺直，尽量不交叉，缆线不应溢出线槽，在缆线进出线槽部位，转弯处应绑扎固定。垂直线槽布放缆线应每间隔1.5米固定在缆线支架上。　　
　　(11 )在水平、垂直桥架和垂直线槽中敷设线时，应对缆线进行绑扎。4对线电缆以24根为束，25对或以上主干线电缆、光缆及其它信号电缆应根据缆线的类型、缆径、缆线芯数分束绑扎。绑扎间距不宜大于1.5米，扣间距应均匀，松紧适度。　　
　　(12) 桥架水平敷设时，支撑间距一般为1.5-3m，垂直敷设时固定在建筑物构体上的间距宜小于2m。　　
　　(13) 金属线槽敷设时，在下列情况下设直至架或吊架：线槽接头处；间距3m；离开线槽两端口0.5m处；转弯处。

　　5、材料统计

　　(1) 桥架：分别统计出各种型号规格桥架的全长，除一该桥架的标准长度，得出桥架的数量外，再增加1%－2%的余量。　　
　　(2) 立柱：如采用统一规格的立柱，可用桥架全长除以平均立柱间距，得出立柱数，再增加2%～4%余量。如立柱规格不一，则需分别统计。　　
　　(3) 托臂：桥架全长除以托臂平均间距，再增加1%～2%余量，极为总需量。　　
　　(4) 其它部件：按其主体数乘以一定比例(视总厂而定)求得其总数。　　
　　
　　特殊部件如垂直弯接板，转弯接板等则需分别统计。

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2005-02-22