一种新型厂房电缆夹层结构及其实施方法与流程

本发明涉及一种新型厂房电缆夹层结构，属于水利水电工程监测技术领域。

背景技术：

电缆夹层，是指供敷设进入控制室和(或)电子设备间内仪表、控制装置、盘、台、柜电缆的结构层。目前，国内水电站发电厂房设计过程中，常于副厂房电气二次设备较多的楼层下布置电缆夹层。

如图4所示的水电站厂房常规性电缆夹层，其实施过程主要分为三步：(1)在水电站项目可行性研究阶段参考同类型工程初步确定相应电缆夹层框架结构的层高度、设计荷载等设计参数，统一纳入厂区整体结构设计；(2)实施阶段根据建筑结构的常规做法，浇筑钢筋混凝土排架柱以形成单独或综合布置的电缆夹层；(3)根据机电及控制设备的布置，在电缆夹层中完成电缆走线及摆放，一般使用电缆盒分层堆放电缆。尽管传统型式的电缆夹层具有结构稳定、施工方案成熟等优点，然而，现有的设计和施工仍存在许多不足之处：

(1)设计精度偏低。因为水电站、工业控制楼在可行性研究阶段设计过程中，电气设备等由于招标采购等影响因素难以定型，各专业设计精度难以精确计算电缆用量及其占用空间，实际操作过程中一般参考同类型或同等规模工程的电缆夹层进行设计，导致实施阶段的空间不足或浪费。

(2)电缆摆放受限因素多。传统采用钢筋混凝土框架结构电缆夹层时，受厂房结构整体受力、楼板开孔限制及空间规划影响，电缆布局空间受限，电缆走线不能最优，导致部分电缆浪费。

(3)造价偏高。钢筋混凝土框架结构施工周期长，特别当电缆数量较少且需要设置电缆夹层的情况下，在厂房各层功能及造价限制下，额外施工一层混凝土板梁不仅增加施工时间，亦增加了施工造价。

(4)难以改造。传统框架结构的电缆走向在设计阶段受楼板开孔控制，后期若需要对厂内电气设备进行升级改造，则需要调整楼板的开孔，需对楼层的整体受力及部分结构进行加固，成本较高、难度大且不易实施。

此外，传统的钢混电缆夹层结构还存在结构型式复杂、不易快速施工等问题，限制了厂房内部的电缆的灵活布置及升级改造。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种新型厂房电缆夹层结构及其实施方法，以解决上述背景技术中提到的问题。

本发明是这样实现的：一种新型厂房电缆夹层结构，包括由工字钢一和工字钢二构成的电缆夹层外侧整体受力框架，其中，工字钢一通过螺栓或预埋板焊接方式与楼板连接，作为钢结构电缆夹层的纵向外侧框架，工字钢二通过螺栓或预埋板焊接方式与楼板及工字钢一连接，作为钢结构电缆夹层的横向外侧框架；在前述的外侧整体受力框架内部设有由槽钢一和槽钢二构成的内部受力网架体系，其中，槽钢一通过焊接方式与前述的外侧整体受力框架连接，作为钢结构电缆夹层的内侧纵向受力杠件，槽钢二通过焊接方式与前述的外侧整体受力框架及槽钢一连接，作为钢结构电缆夹层的内侧横向受力杠件；由前述的外侧整体受力框架和前述的内部受力网架体系共同构成整体空间网架结构，在该整体空间网架结构中按照电缆走向纵横摆放设有电缆一和电缆二。

与现有水工电缆沟结构相比，本发明具有以下明显的优点：

(1)设计精度高。本发明钢结构夹层只需在厂房框架结构施工时预留一定的层高即可，可待电气设备均采购到位后施工，其钢结构框架可根据实际敷设的电缆数量及走向进行调整平面尺寸型式及空间层高，有效提高预留空间的使用效率，电缆布置更加紧凑。

(2)电缆摆放、走向相对自由。在框架顶部设置易开孔的钢板，上下层之间电缆连通不受钢混结构受力体系的限制，便于布置。

(3)施工速度快。钢筋混凝土框架结构施工周期长，采用钢结构材料组装电缆夹层，框架焊接成型快，顶板采用钢板铺装后再行装修，可快速施工。

(4)后期升级改造成本低。采用钢结构框架，后期根据实际需要，可在保证稳定前提下对盖板进行开孔或闭孔，亦可更换盖板型式；当需要大范围的改动时，可对钢框架结构进行整改(通过切割、焊接型式增加或减少钢结构框架)，成本低，施工快。

(5)便于维修。各部分构件均是采用焊接或螺栓型式连接，易于采用标准件进行更换。

附图说明

图1为本发明的电缆数量较少情况下的新型电缆夹层；

图2为本发明的电缆数量较多情况下的新型电缆夹层；

图3为本发明的新型电缆夹层的剖面布置图；

图4为现有技术中的水电站常规电缆夹层(底视图)。

附图中的标记为：1-工字钢一，2-工字钢二，3-槽钢一，4-槽钢二，5-电缆一，6-电缆二，7-盖板一，8-盖板二，9-工字钢一组合结构，10-工字钢二组合结构，11-支撑杠件，12-结构柱，13-楼板，14-电缆开孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明是这样实施的：

如图1-3所示，工字钢一1和工字钢二2构成电缆夹层外侧整体受力框架，两者之间可采用焊接方式连接成一个整体。工字钢一1和工字钢二2的尺寸及选型根据需求调整。当电缆数量较少(见图1)时，可只设置一层钢结构框架；当电缆数量较多(见图2)时，可根据实际要求，设置相应层数的钢结构外侧框架。

槽钢一3和槽钢二4可依据上部空间需求布置，与工字钢一1和工字钢二2进行焊接，形成整体空间网架结构。电缆一5和电缆二6根据设计电缆走向在钢结构空间网架中摆放。

盖板一7根据槽钢一3和槽钢二4分割的平面确定尺寸，根据其空间荷载确定板厚或其结构型式，可采用钢板切割而成。盖板二8可根据电缆夹层上部电缆走向的要求进行开孔，开孔尺寸及位置由电缆的空间布局确定。工字钢一组合结构9及工字钢二组合结构10根据电缆的空间摆放层数确定其层数。

另外，可在工字钢一1和工字钢二2、槽钢一3和槽钢二4组成的空间结构中根据电缆的走向情况，其空间内部设置电缆支撑杠件11(见图3)，可采用钢筋进行焊接。

具体实施过程是这样的：首先在厂房楼层结构中预留一定空间作为电缆夹层的放置空间。预留空间可参考同类型工程初步拟定，实施时的多余空间可以单独分隔开作为它用。浇筑完预留空间外侧结构后即可施工本发明内容。

第一步：施工提前放样后，将工字钢一1通过螺栓或预埋板焊接方式与楼板连接，作为钢结构电缆夹层的纵向外侧框架；工字钢二2通过螺栓或预埋板焊接方式与楼板、工字钢一1连接，作为钢结构电缆夹层的横向外侧框架；工字钢一1和工字钢二2构成电缆夹层外侧整体受力框架。

第二步：槽钢一3通过焊接方式与外侧整体受力框架连接，作为钢结构电缆夹层的内侧纵向受力杠件；槽钢二4通过焊接方式与外侧整体受力框架及槽钢一3连接，作为钢结构电缆夹层的内侧横向受力杠件，槽钢一3和槽钢二4形成内部受力网架体系。

第三步：根据实际电缆的布置、走向等确定支撑杠件11的空间布局，支撑杠件11可采用钢筋，支撑杠件11可与工字钢一1和工字钢二2进行平面内连接，当电缆重量较大时，支撑杠件11可竖向布置，与槽钢一3和槽钢二4形成竖向的受力体系，确保电缆摆放的稳定性。

第四步：根据设计确定的电缆走向，在前三步形成的空间结构中摆放电缆一5和电缆二6，电缆外侧可根据电磁屏蔽或安全需要加装电缆盒。

第五步：根据槽钢一3和槽钢二4分割的平面确定尺寸等确定每块盖板二8的尺寸，盖板二8的厚度需根据其受力状态确定，可采用钢板。盖板二8可根据电缆上下层的贯通要求进行开孔，开孔面积不宜过大，以免影响盖板二8的使用。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。