地铁车站管线综合支吊架系统设计思路研究

1. 引言

综合支吊架是承载各种地铁内管线的重要支撑，避免了各类管线因为地铁运行中大幅度震动而产生脱落风险，是管线综合设计中的重要组成部分。AI 设计综合支吊架的过程中要考虑到综合支吊架的防火和防腐性以及减震性，确保综合支吊架可以有效抵御潮湿的环境，尤其是南方地下空间水汽十分大，从而保证地铁全生命周期安全运营。

综合支吊架系统有利于突破传统分散支架的局限，将通风、水电、通信等管线集约排布，节省隧道顶部 30% 以上空间，优化检修通道；模块化预制减少现场焊接，缩短工期 20% ，降低人工与材料成本，实现绿色建造。统一的支架系统便于管线定位、检修及后期扩容，减少维护时间 50% ；标准化构件支持灵活调整，适应线路升级需求，避免重复拆建，显著提升地铁系统适应性与经济性。

2. 综合支吊架系统设计思路

（1）统筹规划与集成设计相统一

地铁综合支吊架系统的设计核心在于多专业管线统筹与空间高效利用。设计初期需整合通风空调、给排水、消防、电力、通信等所有管线路径，精准排布管线位置，避免交叉冲突。重点考虑荷载计算：依据管线自重、介质重量、抗震要求及维护荷载，科学分配支吊架承重节点，确保结构安全，地铁内管道震动幅度较大，虽然发生地震的概率较小，但是在设计标准中通常考虑要满足 8 度抗震能力。同时采用模块化设计，如标准化的门型架、梯型架或组合式构件，提升预制化率，减少现场焊接。设计还需兼顾检修通道预留，保证管线阀门、仪表易于操作，并设置防晃支架抑制振动传导，最终实现管线布局紧凑、层次分明、维护便捷的集成化系统。

（2）安全适配和灵活扩展相统一

系统设计需深度适配地铁特殊环境，强化安全性与耐久性。材料选择耐腐蚀热浸镀锌钢或不锈钢，表面处理满足 C5 级防腐标准，抵御地下潮湿环境。结构上采用柔性连接与减振设计，如弹簧减震器或橡胶垫，有效吸收列车运行引发的震动冲击，降低噪声传递。防火性能是关键：支吊架及附件需通过耐火极限测试，通常耐火极限测试要大于 2 个小时，并预留防火封堵空间。此外，设计需具备可扩展性：支吊架间距与承载余量预留 20% 扩容空间，支持未来线路升级或设备增容；采用螺栓装配式结构，便于管线调整或更换。确保极端工况下系统稳定，为地铁安全运营提供可靠支撑。

3. 综合支吊架材料选型思路

地铁综合支吊架系统由槽钢系列、托臂系列、槽钢螺母、管束扣垫、基板、角连接件、槽钢扣件、管束及膨胀螺栓等组件协同构成，其中槽钢作为核心支撑骨架，具备抗剪、止滑及抗冲击能力，其轻量化设计搭配条形安装孔实现灵活调整与固定，当荷载较大导致刚度不足时，经力学计算可选用双拼槽钢增强承载力，并通过吊杆、垂直支撑与斜撑组合成多形态支架。

托臂作为墙体侧支撑部件，同样满足抗剪、轻量化及条形孔调节需求，亦可按荷载计算采用双拼形式，其特有的斜撑设计能提升 30% 承载力或扩大 50%间距以优化空间布局；连接系统中，槽钢螺母、扣件与角连接件实现模块化快速装配，基板配合膨胀螺栓完成结构锚固，而管束与扣垫采用免工具一体化锁扣设计，通用于所有槽钢规格，通过旋压卡扣精准固定管道并抑制振动；整套系统基于地铁管线走向定制集成方案（如并行式、层叠式），依托双槽钢补强与斜撑冗余设计保障安全，条形孔提供 ±50mm 无级调节减少 60% 现场焊接，同时预留 20% 承载余量支持管线扩容，最终形成“荷载精准传递 - 振动控制 -空间集约 - 运维可扩展”的技术闭环，实现安全可靠、施工高效及全周期适应的综合效益。

（1）多管门形吊架

多管门形吊架多用于于空调水管、消防水管、生活水管、自动灭火管道、污水管等管线系统。通过门形框架统一承载多类管道，有助于消除传统分散支架的凌乱感，大幅提升管线排布美观性。

（2）风管、水管共用吊架

在设备用房区管线密集区域，走廊空间高度可控制在 2.2-2.6 米范围内，采用综合吊架系统时，只需预先落实管线参，包括但不限于运行重量、标高关系等，经荷载计算确定吊架间距与吊杆直径后，即可快速安装吊杆；支撑槽钢凭借条形孔设计实现现场 ±50mm 高度动态优化，整套流程无需二次焊接切割，显著提升施工效率，充分体现综合吊架系统 " 前期精准计算、后期灵活适配、整体高效安装" 的核心优势。

（3）多层风管、电缆共用吊架

在车站管线综合布局中，电缆桥架因重量大且需满足电磁干扰隔离要求，通常优先设置于空间上层位置，多采用双层或多层结构以集约排布；风管系统则根据空间层级协调定位。此类高荷载桥架需配套加粗型综合吊架，通过强化槽钢截面及双拼吊杆设计承载动态负荷，其共用支架模式既确保管线间距合规性，又提升空间利用率，已成为地铁系统标准化解决方案。

4. 使用 BIM 技术应用

在综合支吊架系统设计中，建议使用 BIM（建筑信息模型）。BIM 能够实现三维可视化建模，直观展现综合支吊架在建筑空间中的布局，有助于提前发现管线碰撞等问题，减少设计错误和施工返工，提高设计质量与效率。同时，现有BIM 软件整合了各专业信息，促进多专业协同设计，使支吊架设计与建筑、结构、机电等专业无缝对接，避免因信息孤岛导致的设计冲突。

在设计施工过程，BIM 贯穿设计、施工到运维的全生命周期。设计阶段，通过 BIM 模型对支吊架进行选型、定位及力学分析，精准确定其承载能力和安装位置。施工阶段，利用 BIM 进行施工交底，指导工人现场安装，还可基于模型进行物料统计与管理，优化施工进度。运维阶段，结合 BIM 的运维管理功能，对支吊架进行定期巡检、维护计划制定及状态监测，保障系统长期稳定运行。综合支吊架BIM 二维三维设计图如图1 所示。

在使用方法上，要建立准确的建筑结构和机电管线 BIM 模型，然后在模型中插入各种支吊架构件，依据相关规范和力学原理进行设计与计算，通过软件的碰撞检测和分析功能优化设计方案，最后将 BIM 模型输出为施工所需图纸、材料清单等，指导现场施工，同时为运维阶段提供数据支持。

5. 总结

综合支吊架系统能有效支撑和固定各类机电设备、管线，确保布局整齐有序，为建筑结构提供稳固支撑，保障整体结构安全。同时，也有助于优化空间利用，便于后期检修与维护，还能减少振动与噪音，提升建筑的使用功能和舒适度，是建筑安全、高效运行的重要保障。在设计综合支吊架系统的过程中要充分考虑到不同管线的特性和抗震要求，同时学会推广利用 BIM 软件，现在的软件都融合了施工的各种模块模拟，可以实现精确布控，有助于对数据精准测算，更好确保施工安全。

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作者简介：李文俊（1996-10），性别：女，籍贯( 省市) ：云南省昆明市，民族：汉，职称：助理工程师，学历：大学本科，公司名称：，研究方向：数字化建筑设计 建筑电气设计 绿色建筑设计 结构设计 BIM技术