三角形板式節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)殼安裝方法分析與創(chuàng)新

朱 旭

中國化學(xué)工程第十六建設(shè)有限公司 湖北宜昌 443000

近年來國家油料儲備量不斷提高，但也由此產(chǎn)生了油氣（化工原料、易揮發(fā)液體）蒸發(fā)、泄漏問題，不僅造成環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)?dǎo)致重大安全事故，給生命、財(cái)產(chǎn)造成不可挽回的損失。為了有效避免這類危害發(fā)生，提高儲油罐的安全性能和使用性能，在儲油罐區(qū)普遍使用鋼制網(wǎng)殼頂。三角形板式節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性好，為空間三向傳力系統(tǒng)，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)對罐頂受力均勻，對罐壁的成型及穩(wěn)定性極為有利。并且該結(jié)構(gòu)對非均布荷載不敏感，在不對稱或集中荷載作用下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性高?，F(xiàn)場安裝具有自動找圓、自動成拱成型的特征，除支座節(jié)點(diǎn)外，網(wǎng)殼安裝沒有任何現(xiàn)場焊接工作量，使網(wǎng)殼的防腐質(zhì)量得到了保證。

1 工程概況

中國化學(xué)工程第十六建設(shè)有限公司（十六化建）承建的中大石油吉爾吉斯斯坦工程項(xiàng)目位于吉爾吉斯斯坦共和國卡拉巴德市東方工業(yè)園，施工范圍包含罐區(qū)及汽車裝車設(shè)施裝置內(nèi)的2 臺3 萬m3原料油罐、2 臺7500m3油漿罐、罐區(qū)管廊的鋼結(jié)構(gòu)和工藝、汽車裝車設(shè)施區(qū)域，以及施工儲罐區(qū)域內(nèi)的工藝管道。其中2 臺3 萬m3原料油罐采用的是直徑46m 三角形板式節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)殼頂結(jié)構(gòu)，鋼網(wǎng)殼供貨形式為節(jié)點(diǎn)板、桿件、螺栓緊固件散件供貨，在施工現(xiàn)場組裝、就位。

2 三角形板式節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)殼傳統(tǒng)安裝法

三角形板式節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)殼的傳統(tǒng)安裝方法是首先將最外圈桿件用對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)板組裝成圓，然后根據(jù)圖紙桿件、節(jié)點(diǎn)板的分布位置，依次從外向內(nèi)逐圈安裝。隨著網(wǎng)殼構(gòu)件逐圈安裝，作業(yè)位置不斷升高，必須采用搭設(shè)滿堂腳手架或使用活動平臺的措施，為作業(yè)人員提供合適的作業(yè)面。

采用這種傳統(tǒng)的鋼網(wǎng)殼安裝方法主要存在兩個方面的缺點(diǎn)：

（1）采取搭設(shè)滿堂腳手架或使用活動平臺，工期較長、費(fèi)用較高。

（2）桿件、節(jié)點(diǎn)板、緊固件需人工搬運(yùn)到作業(yè)位置，而隨著網(wǎng)殼安裝的進(jìn)行，作業(yè)面往往距離罐底板數(shù)米高，增加了材料倒運(yùn)成本，降低了網(wǎng)殼安裝效率。

3 三角形板式節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)殼創(chuàng)新安裝法

那么安裝三角形板式節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)殼如何避免搭設(shè)滿堂腳手架等措施，減少高處作業(yè)，提高安裝效率呢？圍繞這個目標(biāo)，十六化建通過對施工現(xiàn)場現(xiàn)有條件的分析，制定了更加高效、簡便的安裝方法。以本項(xiàng)目3 萬m3原料油罐的直徑46m 三角形板式節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)殼安裝為例，網(wǎng)殼桿件平面圖如圖1 所示，構(gòu)件清單見表1。

表1 直徑46m 的三角形板式節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)殼的構(gòu)件清單

圖1 網(wǎng)殼桿件平面圖

三角形板式節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)殼創(chuàng)新安裝方法共分為8 個步驟，詳見圖2。

圖2 三角形板式節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)殼創(chuàng)新安裝方法流程圖

（1）網(wǎng)殼安裝前，應(yīng)按圖紙構(gòu)件清單，對桿件和節(jié)點(diǎn)板進(jìn)行分類擺放、清點(diǎn)。

（2）網(wǎng)殼安裝應(yīng)根據(jù)廠家提供的桿件平面圖，預(yù)先在罐底板上劃線放樣。

（3）按照罐底板上劃線放樣的桿件和節(jié)點(diǎn)板相對位置，從中心向外圈擺放在罐底板上。對于有左、右板區(qū)分的節(jié)點(diǎn)板，以桿件G- 6 位置作為參考，G- 6 順時針方向側(cè)用左板，逆時針方向側(cè)用右板,網(wǎng)殼構(gòu)件每1/ 6 區(qū)域?yàn)閷ΨQ布置。

（4）由網(wǎng)殼中心節(jié)點(diǎn)板開始連接桿件，順序由中心向外，逐圈安裝。為保證網(wǎng)殼自身拱度及安裝方便，設(shè)置6個龍門架系掛2t 手拉葫蘆，用以提升網(wǎng)殼，輔助安裝，如圖3 所示。

圖3 使用龍門架提升網(wǎng)殼

（5）網(wǎng)殼組裝到第5 圈時，2t 手拉葫蘆的起重能力不能滿足要求，更換為12 根均勻分布的抱桿系掛10t 手拉葫蘆。抱桿用“7 字碼”固定在罐底板上，另設(shè)置兩根斜拉撐，以保證抱桿的穩(wěn)定性，如圖4 所示。

圖4 使用抱桿提升網(wǎng)架

（6）桿件和節(jié)點(diǎn)板組裝后，檢查節(jié)點(diǎn)板上螺栓安裝質(zhì)量。

（7）網(wǎng)殼采用24 臺液壓頂升裝置起升，整體就位于支撐圈梁上，如圖5 所示。

圖5 液壓頂升裝置起升網(wǎng)殼

（8）網(wǎng)殼起升就位后，網(wǎng)殼支座與支撐圈梁焊接牢固，如圖6 所示。

圖6 直徑46m 三角形板式節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)殼安裝完成圖

4 創(chuàng)新安裝法常見問題及處理

4.1 問題一：網(wǎng)殼安裝初期，部分節(jié)點(diǎn)板無法安裝

處理方法：每種編號節(jié)點(diǎn)板有Φ390mm、Φ380mm兩種規(guī)格，其中Φ390mm 節(jié)點(diǎn)板應(yīng)安裝在構(gòu)件節(jié)點(diǎn)上部，Φ380mm 節(jié)點(diǎn)板應(yīng)安裝在構(gòu)件節(jié)點(diǎn)下部。網(wǎng)殼安裝初期易混裝，導(dǎo)致出現(xiàn)部分節(jié)點(diǎn)板無法安裝的情況。

4.2 問題二：使用抱桿系掛10t 手拉葫蘆提升網(wǎng)殼時，桿件吊點(diǎn)位置出現(xiàn)較大變形

處理方法：吊點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在靠近節(jié)點(diǎn)板位置，并在吊點(diǎn)位置增加槽鋼[12 措施桿件，用以分散吊點(diǎn)受力，由此可避免桿件吊點(diǎn)位置出現(xiàn)較大變形。

4.3 問題三：使用液壓頂升裝置起升網(wǎng)殼時，最外圈網(wǎng)殼桿件G- 1 被頂升處出現(xiàn)較大變形

處理方法：最外圈網(wǎng)殼桿件G- 1 安裝后，桿件翼緣板是傾斜的。因此桿件G- 1 被液壓頂升裝置頂升的位置，應(yīng)按圖7 所示設(shè)置楔鐵，以保證桿件G- 1 能穩(wěn)定坐落在液壓頂升裝置的起升板上，便可避免最外圈網(wǎng)殼桿件G- 1 被頂升處出現(xiàn)較大變形。

圖7 楔鐵設(shè)置示意圖

5 經(jīng)濟(jì)效益對比分析

三角形板式節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)殼傳統(tǒng)與創(chuàng)新安裝方法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益對比分析見表2。

表2 三角形板式節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)殼安裝方法技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益對比分析表

通過質(zhì)量、安全、工期、成本四個指標(biāo)對傳統(tǒng)安裝方法與創(chuàng)新安裝方法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行對比分析，可以發(fā)現(xiàn)，三角形板式節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)殼創(chuàng)新安裝方法避免了傳統(tǒng)安裝方法所需要的搭設(shè)滿堂腳手架等措施，較大程度減少了高處作業(yè)，提高了網(wǎng)殼安裝效率，增加了鋼網(wǎng)殼的安裝技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。