电线电缆桥架设计

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见表2。

　　表2 梯架于托盘的单位电阻值

　　(3)电缆槽的单位电阻值见表3

　　(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

　　(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。