核電工程建設(shè)中卡軌的設(shè)計與安裝應(yīng)用

□景 影 田昕尚

卡軌便于安裝且可調(diào)節(jié)是一種理想的固定件，主要應(yīng)用于混凝土墻，具有高承載力、邊距小、易于調(diào)整、安裝時無噪音、無塵、防腐性能好的技術(shù)特性，安裝方式相較于膨脹螺栓更便捷，所以在核電工程建設(shè)中獲得廣泛應(yīng)用。

一、卡軌的介紹

(一)卡軌的特點。對安全性要求較高和有抗震要求的設(shè)備物項或區(qū)域，會采用卡軌及其相應(yīng)的配套緊固件，在核電工程建設(shè)中，卡軌在土建施工階段預(yù)埋入混凝土內(nèi)，用特定的緊固件卡入槽口以固定物項，如電纜橋架及支吊架、電纜管及支吊架、電儀小三箱、吊車、通風(fēng)管等?？ㄜ壖捌渑涮拙o固件的所有部件滿足質(zhì)保等級QA1的要求，其安全級別是LS級。卡軌由碳鋼經(jīng)熱軋工藝制成，表面處理采用熱浸鍍鋅工藝，耐腐蝕性好?？ㄜ壈▋蓚€規(guī)格：53/34型和64/44型，其中64/44型具有更高的機械性能。

53/34型卡軌截面尺寸約寬53mm，高34mm，其機械性能滿足：在250mm錨固長度中心處的許用荷載大于22kN；二百萬次荷載差為12.0kN的疲勞試驗；許用荷載的安全系數(shù)大于3；4.其拉拔力、剪力和沿槽長度方向最大設(shè)計承載力相等。

64/44型卡軌截面尺寸約寬64mm，高44mm，其機械性能滿足：在250mm錨固長度中心處的許用荷載大于27kN；二百萬次荷載差為15.0kN的疲勞試驗；許用荷載的安全系數(shù)大于3；其拉拔力、剪力和沿槽長度方向最大設(shè)計承載力相等。

53/34型和64/44型卡軌與緊固件配套使用，配套所使用的緊固件有螺栓、螺母、平墊圈和彈簧墊圈。

(二)卡軌的優(yōu)點。電纜主托盤支架和豎梯安裝最常用到卡軌固定，除了卡軌也可以采用膨脹螺栓固定，但是卡軌相比膨脹螺栓有很多優(yōu)點。

1.易于調(diào)整。配套螺栓可在卡軌的鋼槽中移動，對于在卡軌上安裝的物項來說，可以有一定的調(diào)節(jié)余量，尤其當(dāng)發(fā)現(xiàn)已安裝的物項與其他物項碰撞時需要進行移動，卡軌這一點可調(diào)節(jié)的余量就能夠發(fā)揮很大的作用，給施工帶來便利。如果使用膨脹螺栓，當(dāng)器械把膨脹螺栓打入墻體內(nèi)固定后，則螺栓安裝的物項不能再進行移動，如果需要移動，需解除螺栓固定，之前的開孔成為廢孔，要在廢孔旁至少100mm處才能重新打膨脹螺栓固定。

2.無噪音、無塵。卡軌是在土建施工階段采用預(yù)埋的方式固定在結(jié)構(gòu)墻體中，即在混凝土墻體澆注前定好位，之后澆注混凝土墻體，方便快捷，無噪音、無塵。膨脹螺栓是在后期安裝過程中需要用器械打進混凝土墻體中，逐顆固定，有噪音有塵土，操作時間更長。

3.利用率高。在一根卡軌上可以縱向安裝多個托盤支架能夠承托多層托盤，利用率高。如果用膨脹螺栓安裝，一個托盤支架需要打兩顆螺栓固定，且僅能承托一層托盤，利用率不如卡軌。

4.經(jīng)濟實惠?？ㄜ壢缃褚褜崿F(xiàn)國產(chǎn)化，經(jīng)濟型方面比膨脹螺栓更有優(yōu)勢。

二、安裝技術(shù)要求

(一)卡軌的安裝。卡軌預(yù)埋時混凝土表面應(yīng)與鋼槽表面齊平，鋼槽凸出或者凹進混凝土表面應(yīng)≤10mm。因卡軌三向受力相同，所以對于傾斜度無明確要求。53/34型卡軌與64/44型卡軌對于混凝土材基的要求不太相同。

1.53/34型卡軌對于混凝土材基的要求。最小間距：400mm，適用于鋼筋混凝土,當(dāng)間距擴大30%時對鋼筋無要求。邊距：至少200mm。端距：距混凝土構(gòu)件邊緣至少175mm；距另外一根卡軌至少350mm，與卡軌長度無關(guān)。最小混凝土構(gòu)件尺寸：高≥C+180，C為混凝土保護層(指鋼筋的保護層)依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50010-2010選取即可；若混凝土構(gòu)件中僅布置了一根卡軌時，則最小寬度是400mm。

2.64/44型卡軌對于混凝土材基的要求。最小間距：500mm，適用于鋼筋混凝土,當(dāng)間距擴大30%時對鋼筋無要求。邊距：至少250mm。端距：距混凝土構(gòu)件邊緣至少225mm；距另外一根卡軌至少450mm，與卡軌長度無關(guān)。最小混凝土構(gòu)件尺寸：高≥C+200，C為混凝土保護層(指鋼筋的保護層)依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50010-2010選取即可；若混凝土構(gòu)件中僅布置了一根卡軌時，則最小寬度是500mm。

(二)卡軌的切割。當(dāng)卡軌需要切割時，確保錨桿端距為35mm～38mm。每根卡軌必須至少帶有兩個錨桿，才可以使用，錨桿間的間距是250mm。在設(shè)計過程中，選擇卡軌的長度要考慮到切割要求，因此卡軌長度最短選擇320mm，即包括兩個錨桿間的長度250mm加兩個錨桿的端距長度35mm。為了便于計算，通常情況下利用公式：卡軌長度=250*n+70(n為1、2、3…)來大致選擇卡軌長度。卡軌不可以拼接安裝。雖然在給結(jié)構(gòu)專業(yè)的設(shè)計提資階段，可以任意提資卡軌長度，但是到了現(xiàn)場施工階段，預(yù)埋卡軌會根據(jù)卡軌的切割要求進行切割，所以作為設(shè)計人員在設(shè)計階段盡可能地做到嚴謹，以避免現(xiàn)場施工時遇到不必要的問題。

(三)卡軌螺栓的安裝端距和間距。53/34型與64/44型卡軌螺栓最小間距為100mm。必須保證每個螺栓均安裝在兩個錨腿之間的范圍。在設(shè)計時，托盤支架的圓板固定在卡軌上用到的螺栓間距經(jīng)常會小于100mm：圓板高度是200mm，螺栓在圓板的上半部和下半部各有一顆，距離圓板中心均是61mm，當(dāng)兩個圓板上下緊挨著固定時，上面圓板的下半部螺栓和下面圓板的上半部螺栓間距為78mm，就會出現(xiàn)螺栓間距小于100mm的情況。對于這種情況，卡軌廠家經(jīng)過計算，雖然理論上不滿足螺栓的安裝要求，但是考慮到相鄰兩個螺栓并非連接在同一個圓板上，應(yīng)無使用風(fēng)險。另外在橋架設(shè)計時，經(jīng)過計算，圓板中心距離卡軌端部200mm，可以保證每個螺栓均安裝在兩個錨腿之間的范圍。

三、卡軌在核電廠中的常見應(yīng)用

(一)用于托盤支架的安裝。

1.墻壁上預(yù)埋。預(yù)埋件是支架生根的重要結(jié)構(gòu)部件，在土建施工圖編制之前要由布置或設(shè)備專業(yè)給結(jié)構(gòu)專業(yè)提資料，最終在結(jié)構(gòu)圖紙中體現(xiàn)。卡軌是預(yù)埋件的一種，電纜主托盤S1型支架主要用64/44型卡軌安裝，根據(jù)主托盤的合理布置情況，選取支架類型確定支架位置，卡軌靠支架位置定位，將定位好的卡軌預(yù)埋位置和長度提資給結(jié)構(gòu)專業(yè)。依據(jù)《在地震條件下電纜橋架的安裝說明》中：S1型支架類型安裝最大間距為1.5m，可以確定卡軌的間距最大也為1.5m。電纜主托盤S1型支架也可以用膨脹螺栓安裝，但考慮到多種因素，將膨脹螺栓作為次要選擇，當(dāng)施工時卡軌位置偏離或遺漏預(yù)埋時采用。

2.孔洞內(nèi)預(yù)埋。對于比較厚的墻體中的孔洞(例如800mm墻厚)，電纜需要在洞內(nèi)進行電纜敷設(shè)，電纜懸空長度較長需要在孔洞內(nèi)進行支撐，由于孔洞內(nèi)打膨脹螺栓難度較大，因此需要在孔洞內(nèi)預(yù)埋卡軌，保證托臂的安裝?？锥磧?nèi)預(yù)埋的卡軌類型是64/44型。孔洞內(nèi)預(yù)埋卡軌需要考慮到孔洞內(nèi)防火封堵所占用的空間，提資確定預(yù)埋位置時，在孔洞一側(cè)預(yù)留出至少200mm寬用于防火封堵?？锥磧?nèi)預(yù)埋的卡軌長度最好是比孔洞高度長一點，因為卡軌端部不能安裝配套螺栓，且要保證受力在卡軌的螺桿之間。

(二)用于豎梯的安裝。豎梯有專門的支撐，可直接固定垂直敷設(shè)的電纜，也可使用垂直安裝的電纜梯架，在實際應(yīng)用時常考慮R1、R2、R3三種類型，豎梯安裝主要用到的是53/34型卡軌。豎梯由每隔500mm(最大距離)安裝的一個橫檔組成，R1、R3型豎梯的橫檔與混凝土墻平行，R2型豎梯的橫檔與混凝土墻垂直，它們都可以通過預(yù)埋卡軌和膨脹螺栓安裝。

四、結(jié)語

本文結(jié)合工程實例，從安裝技術(shù)要求和常見安裝類型對卡軌在核電廠的應(yīng)用進行了分析，并指出設(shè)計中需要注意的事項，對后續(xù)類似項目的設(shè)計可起到一定的啟發(fā)和指導(dǎo)作用。在今后類似的設(shè)計中，根據(jù)用戶使用情況的反饋和設(shè)計研究的深化，會改進不足，提供更加完善的設(shè)計方案。