4萬(wàn)m3儲(chǔ)罐正裝法施工中的網(wǎng)殼施工工藝

龐 冠

中國(guó)成達(dá)工程有限公司，四川成都 610041

3 萬(wàn)m3以上的大型節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格拱頂儲(chǔ)罐的施工通常采用正裝法[1-2]，從底部開始逐圈向上安裝壁板。頂圈壁板的環(huán)梁安裝好后在罐底拼裝網(wǎng)殼，然后通過均布焊接在罐壁及環(huán)梁上的數(shù)組起吊裝置將網(wǎng)殼提升至環(huán)梁上進(jìn)行安裝固定。通常為了防止邊緣節(jié)點(diǎn)盤與罐壁和環(huán)梁相撞，邊緣節(jié)點(diǎn)盤不安裝，這容易導(dǎo)致網(wǎng)殼在安裝及提升的過程中變形，較難控制網(wǎng)殼的圓度，由此需要增加一些輔助裝置對(duì)網(wǎng)殼進(jìn)行重心拉緊調(diào)整。

在內(nèi)蒙古榮信化工有限公司年產(chǎn)40 萬(wàn)t 煤制乙二醇及30 萬(wàn)t 聚甲氧基二甲醚循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范項(xiàng)目成品罐區(qū)裝置3 臺(tái)4 萬(wàn)m3三角形網(wǎng)格拱頂儲(chǔ)罐施工中，采用半圓形臨時(shí)邊緣節(jié)點(diǎn)盤實(shí)現(xiàn)網(wǎng)殼在罐底的全部拼裝。在網(wǎng)殼拼裝的同時(shí)焊接組裝罐頂環(huán)梁，在罐頂壁板及環(huán)梁上設(shè)置24 組懸挑提升架，將網(wǎng)殼整體提升到環(huán)梁上方，然后將半圓形臨時(shí)邊緣節(jié)點(diǎn)盤更換為正式節(jié)點(diǎn)盤，并安裝支座就位。該施工工藝僅使用一臺(tái)50 t 吊車進(jìn)行材料倒運(yùn)，網(wǎng)殼安裝及提升過程安全可靠，操作簡(jiǎn)單靈活，從根本上避免了網(wǎng)殼提升過程與環(huán)梁的碰撞，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和推廣應(yīng)用價(jià)值。

1 儲(chǔ)罐及其網(wǎng)殼的特性

本項(xiàng)目中儲(chǔ)罐內(nèi)徑48 000 mm，支撐網(wǎng)殼支座的環(huán)梁上表面距離罐底邊緣板上表面25 814 mm，罐體共由12 圈壁板構(gòu)成。其中頂圈壁板厚度8 mm，材質(zhì)Q235B；底圈壁板厚度29 mm，材質(zhì)Q345R；環(huán)梁（外徑48 380 mm/內(nèi)徑47 660 mm）材質(zhì)為Q345R，厚度14 mm。

儲(chǔ)罐拱頂網(wǎng)殼為三角形網(wǎng)格，短程線桿系布置，板式節(jié)點(diǎn)體系。節(jié)點(diǎn)網(wǎng)殼為由11 圈節(jié)點(diǎn)桿件圍成的同心圈梁構(gòu)成的，桿件與桿件之間由一對(duì)上下圓形節(jié)點(diǎn)盤通過高強(qiáng)螺栓連接，每一圈節(jié)點(diǎn)盤數(shù)量均為6 的倍數(shù)?？拷绊敼?jié)點(diǎn)盤的第一圈有6 對(duì)節(jié)點(diǎn)盤，按等差數(shù)列往下逐圈增加6 對(duì)節(jié)點(diǎn)盤，直至增加到第八圈的48 對(duì)節(jié)點(diǎn)盤，第九圈至第十一圈均為48 對(duì)節(jié)點(diǎn)盤。邊緣節(jié)點(diǎn)盤連接支座，將整個(gè)網(wǎng)殼支撐在罐壁環(huán)梁上，見圖1。整個(gè)網(wǎng)殼用到的材料見表1。

圖1 網(wǎng)殼支撐于環(huán)梁上示意

表1 網(wǎng)殼材料

2 網(wǎng)殼安裝技術(shù)措施

罐壁板垂直度驗(yàn)收合格后，頂圈壁板焊接環(huán)梁，保證環(huán)梁的水平度偏差不超過5 mm，環(huán)梁橢圓度直徑偏差在30 mm 以內(nèi)，同時(shí)在罐底板上組裝三角形節(jié)點(diǎn)網(wǎng)殼。與邊緣支腿連接的節(jié)點(diǎn)圓盤下邊緣超過環(huán)梁內(nèi)徑80 ～100 mm，若在提升網(wǎng)殼前將此節(jié)點(diǎn)圓盤安裝好，提升到頂部前節(jié)點(diǎn)圓盤會(huì)和環(huán)梁相撞，無(wú)法繼續(xù)提升，網(wǎng)殼無(wú)法就位。為此單獨(dú)采購(gòu)制作了48 組臨時(shí)邊緣節(jié)點(diǎn)盤（半圓）。臨時(shí)邊緣節(jié)點(diǎn)盤的直徑與正式的節(jié)點(diǎn)盤直徑相同，厚度為14 mm。臨時(shí)邊緣節(jié)點(diǎn)盤與桿件的連接見圖2。

圖2 臨時(shí)邊緣節(jié)點(diǎn)盤與桿件的連接

（1）搭設(shè)基準(zhǔn)面。由于罐下部DN600 的人孔中心距罐底板800 mm，為了在網(wǎng)殼組裝過程中不擋住人孔，方便人員進(jìn)出及材料倒運(yùn)，以離罐底約400 mm 高度的水平面作為網(wǎng)殼安裝的基準(zhǔn)面，組成這個(gè)基準(zhǔn)面的是焊接在罐壁上的48 組16 號(hào)工字鋼，見圖3。

圖3 網(wǎng)殼支撐基準(zhǔn)面

（2）控制網(wǎng)殼同心度。以儲(chǔ)罐下部的人孔所在方位作為第一個(gè)臨時(shí)邊緣節(jié)點(diǎn)盤定位方位，其余臨時(shí)邊緣節(jié)點(diǎn)盤按相同的間距角度均布展開。每一個(gè)臨時(shí)邊緣節(jié)點(diǎn)盤下邊緣中心與儲(chǔ)罐內(nèi)壁的徑向水平距離控制在210 ～230 mm。第一圈桿件與臨時(shí)邊緣節(jié)點(diǎn)盤連接好后，用角鋼做臨時(shí)限位架，將角鋼焊接在基準(zhǔn)面上，用于限制網(wǎng)殼的徑向滑移。

（3）逐圈搭設(shè)連接節(jié)點(diǎn)盤。從邊緣開始，逐圈向內(nèi)向上連接節(jié)點(diǎn)盤與桿件，高處的節(jié)點(diǎn)安裝采用自制活動(dòng)平臺(tái)，活動(dòng)平臺(tái)高度隨網(wǎng)殼高度變化而變化[3]。節(jié)點(diǎn)盤與桿件連接后，用螺栓帶住即可，無(wú)需擰緊，便于安裝時(shí)調(diào)整其他位置的桿件。

（4）螺栓擰緊。從拱頂節(jié)點(diǎn)開始，逐圈向下用電動(dòng)工具擰緊螺栓，擰緊程度以將彈簧墊片壓平為準(zhǔn)。節(jié)點(diǎn)盤與桿件應(yīng)貼緊，局部縫隙不超過1 mm。

（5）敷設(shè)網(wǎng)殼十字蒙皮[4]。為了在網(wǎng)殼就位后為頂板蒙皮敷設(shè)創(chuàng)造條件，敷設(shè)十字蒙皮板作為行走通道。

（6）搭設(shè)起吊裝置。網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)桿件組裝好后安裝一圈臨時(shí)吊裝梁，吊裝梁由弧形槽鋼對(duì)扣拼焊而成[5]，拼接而成的環(huán)形吊裝梁位于邊緣節(jié)點(diǎn)盤內(nèi)側(cè)。將6 號(hào)角鋼（L60×60×5）焊接在吊裝梁與每一處臨時(shí)節(jié)點(diǎn)盤所連接的桿件之間，用于支撐整個(gè)網(wǎng)殼，如圖4所示。在臨時(shí)吊裝梁上均布設(shè)置24 個(gè)吊耳，然后在每一個(gè)吊耳對(duì)應(yīng)的方位上確定懸臂吊架的位置。將懸臂吊架的支腿分別焊接在罐壁板外側(cè)及環(huán)梁上，吊架橫梁端部焊接吊耳，將起重量10 t 的電動(dòng)葫蘆掛鉤掛在吊架吊耳上，進(jìn)行倒鏈調(diào)試檢查。

圖4 臨時(shí)吊裝梁

（7）網(wǎng)殼整體提升。為便于控制網(wǎng)殼在提升過程中的姿態(tài)偏差，提升速度不高于5 m/h，提升過程中隨時(shí)觀察有無(wú)異常，臨時(shí)吊裝梁是否平穩(wěn)，整個(gè)提升過程耗時(shí)約5.5 h。當(dāng)臨時(shí)吊裝梁上表面略高于環(huán)梁上表面時(shí)，網(wǎng)殼停止整體提升，進(jìn)行局部微調(diào)，控制臨時(shí)吊裝梁水平偏差在10 mm 之內(nèi)。

（8）更換節(jié)點(diǎn)盤并安裝支座。將臨時(shí)邊緣節(jié)點(diǎn)盤更換為正式的節(jié)點(diǎn)圓盤，并連接固定支座與節(jié)點(diǎn)圓盤，更換作業(yè)同時(shí)進(jìn)行時(shí)至少間隔兩個(gè)臨時(shí)節(jié)點(diǎn)盤。更換作業(yè)完成后，將支座緩慢落在環(huán)梁上。由于吊裝過程的偏心以及環(huán)梁本身與罐體的安裝偏心，個(gè)別支座外邊緣可能會(huì)超出環(huán)梁外邊緣，此時(shí)需要使用千斤頂進(jìn)行局部微調(diào)，將支座邊緣頂回環(huán)梁邊緣內(nèi)，見圖5。提升就位完成后的網(wǎng)殼見圖6。

支座位置調(diào)整好后將支座焊接在環(huán)梁上，最后徹底割開支撐角鋼與節(jié)點(diǎn)盤桿件的連接，將臨時(shí)吊裝梁落下至罐底，分拆后移出罐外供下一臺(tái)罐的網(wǎng)殼吊裝使用。

圖5 支座局部調(diào)整

圖6 網(wǎng)殼安裝完成

3 結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目采用臨時(shí)節(jié)點(diǎn)盤從根本上避免了網(wǎng)殼在提升過程中與罐頂環(huán)梁相撞，罐頂環(huán)梁焊接和罐底網(wǎng)殼拼裝可同時(shí)進(jìn)行，具有效率高、操作簡(jiǎn)便、安裝成本低等優(yōu)點(diǎn)，該網(wǎng)殼施工工藝可在同類大型儲(chǔ)罐正裝法施工中推廣應(yīng)用。