三角形板式節點鋼網殼安裝方法分析與創新

朱 旭

中國化學工程第十六建設有限公司 湖北宜昌 443000

近年來國家油料儲備量不斷提高，但也由此產生了油氣（化工原料、易揮發液體）蒸發、泄漏問題，不僅造成環境污染和經濟損失，甚至會導致重大安全事故，給生命、財產造成不可挽回的損失。為了有效避免這類危害發生，提高儲油罐的安全性能和使用性能，在儲油罐區普遍使用鋼制網殼頂。三角形板式節點鋼網殼結構整體強度、剛度、穩定性好，為空間三向傳力系統，網殼結構對罐頂受力均勻，對罐壁的成型及穩定性極為有利。并且該結構對非均布荷載不敏感，在不對稱或集中荷載作用下結構的穩定性高。現場安裝具有自動找圓、自動成拱成型的特征，除支座節點外，網殼安裝沒有任何現場焊接工作量，使網殼的防腐質量得到了保證。

1 工程概況

中國化學工程第十六建設有限公司（十六化建）承建的中大石油吉爾吉斯斯坦工程項目位于吉爾吉斯斯坦共和國卡拉巴德市東方工業園，施工范圍包含罐區及汽車裝車設施裝置內的2 臺3 萬m3原料油罐、2 臺7500m3油漿罐、罐區管廊的鋼結構和工藝、汽車裝車設施區域，以及施工儲罐區域內的工藝管道。其中2 臺3 萬m3原料油罐采用的是直徑46m 三角形板式節點鋼網殼頂結構，鋼網殼供貨形式為節點板、桿件、螺栓緊固件散件供貨，在施工現場組裝、就位。

2 三角形板式節點鋼網殼傳統安裝法

三角形板式節點鋼網殼的傳統安裝方法是首先將最外圈桿件用對應的節點板組裝成圓，然后根據圖紙桿件、節點板的分布位置，依次從外向內逐圈安裝。隨著網殼構件逐圈安裝，作業位置不斷升高，必須采用搭設滿堂腳手架或使用活動平臺的措施，為作業人員提供合適的作業面。

采用這種傳統的鋼網殼安裝方法主要存在兩個方面的缺點：

（1）采取搭設滿堂腳手架或使用活動平臺，工期較長、費用較高。

（2）桿件、節點板、緊固件需人工搬運到作業位置，而隨著網殼安裝的進行，作業面往往距離罐底板數米高，增加了材料倒運成本，降低了網殼安裝效率。

3 三角形板式節點鋼網殼創新安裝法

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

表1 直徑46m 的三角形板式節點鋼網殼的構件清單

圖1 網殼桿件平面圖

三角形板式節點鋼網殼創新安裝方法共分為8 個步驟，詳見圖2。

圖2 三角形板式節點鋼網殼創新安裝方法流程圖

（1）網殼安裝前，應按圖紙構件清單，對桿件和節點板進行分類擺放、清點。

（2）網殼安裝應根據廠家提供的桿件平面圖，預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點板相對位置，從中心向外圈擺放在罐底板上。對于有左、右板區分的節點板，以桿件G- 6 位置作為參考，G- 6 順時針方向側用左板，逆時針方向側用右板,網殼構件每1/ 6 區域為對稱布置。

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

圖3 使用龍門架提升網殼

（5）網殼組裝到第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，另設置兩根斜拉撐，以保證抱桿的穩定性，如圖4 所示。

圖4 使用抱桿提升網架

（6）桿件和節點板組裝后，檢查節點板上螺栓安裝質量。

（7）網殼采用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殼

（8）網殼起升就位后，網殼支座與支撐圈梁焊接牢固，如圖6 所示。

圖6 直徑46m 三角形板式節點鋼網殼安裝完成圖

4 創新安裝法常見問題及處理

4.1 問題一：網殼安裝初期，部分節點板無法安裝

處理方法：每種編號節點板有Φ390mm、Φ380mm兩種規格，其中Φ390mm 節點板應安裝在構件節點上部，Φ380mm 節點板應安裝在構件節點下部。網殼安裝初期易混裝，導致出現部分節點板無法安裝的情況。

4.2 問題二：使用抱桿系掛10t 手拉葫蘆提升網殼時，桿件吊點位置出現較大變形

處理方法：吊點應設置在靠近節點板位置，并在吊點位置增加槽鋼[12 措施桿件，用以分散吊點受力，由此可避免桿件吊點位置出現較大變形。

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

處理方法：最外圈網殼桿件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，應按圖7 所示設置楔鐵，以保證桿件G- 1 能穩定坐落在液壓頂升裝置的起升板上，便可避免最外圈網殼桿件G- 1 被頂升處出現較大變形。

圖7 楔鐵設置示意圖

5 經濟效益對比分析

三角形板式節點鋼網殼傳統與創新安裝方法的技術經濟效益對比分析見表2。

表2 三角形板式節點鋼網殼安裝方法技術經濟效益對比分析表

通過質量、安全、工期、成本四個指標對傳統安裝方法與創新安裝方法的技術經濟效益進行對比分析，可以發現，三角形板式節點鋼網殼創新安裝方法避免了傳統安裝方法所需要的搭設滿堂腳手架等措施，較大程度減少了高處作業，提高了網殼安裝效率，增加了鋼網殼的安裝技術經濟效益。