低溫儲(chǔ)罐

大型低溫儲(chǔ)罐拱頂氣壓頂升施工工法適用范圍

《大型低溫儲(chǔ)罐拱頂氣壓頂升施工工法》適用于儲(chǔ)量在10000立方米及以上大型雙壁雙頂?shù)蜏貎?chǔ)罐拱頂（及其內(nèi)吊平頂）氣壓頂升安裝。

大型低溫儲(chǔ)罐拱頂氣壓頂升施工工法工藝原理

《大型低溫儲(chǔ)罐拱頂氣壓頂升施工工法》的工藝原理敘述如下：

1.氣壓頂升工法是利用空氣壓差產(chǎn)生的推力使拱頂從地面上升到設(shè)計(jì)位置。

2.利用外罐筒體與拱頂結(jié)構(gòu)，通過采取密封措施形成相對(duì)密閉的空間的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過鼓風(fēng)設(shè)備向此密閉空間強(qiáng)制送入大量的空氣從而在內(nèi)外產(chǎn)生壓力差，當(dāng)壓力差產(chǎn)生的總浮力大于需要頂升的重量并克服摩擦阻力后，拱頂開始上浮直至安裝高度，從而達(dá)到頂升拱頂?shù)哪康模梢酝ㄟ^風(fēng)門控制進(jìn)風(fēng)量使氣頂升的速度得到控制。

3.平衡系統(tǒng)的主要作用是保證拱頂在上升過程中保持平衡，并維持上升過程中的平穩(wěn)性，同時(shí)對(duì)拱頂起定位和導(dǎo)向作用，防止傾翻、旋轉(zhuǎn)錯(cuò)位和卡死。

大型低溫儲(chǔ)罐拱頂氣壓頂升施工工法施工工藝

• 工藝流程

《大型低溫儲(chǔ)罐拱頂氣壓頂升施工工法》的工藝流程見圖1。

• 操作要點(diǎn)

《大型低溫儲(chǔ)罐拱頂氣壓頂升施工工法》的操作要點(diǎn)如下：

一、外罐筒體施工和拱頂組裝

1.外罐筒體采用正裝法施工，按照從下到上的順序施工。

2.拱頂組裝前根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙將拱頂預(yù)制成半成品并妥善存放，存放應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制作存放支架避免拱頂預(yù)制件在存放期間變形。

3.預(yù)制完成后，根據(jù)拱頂結(jié)構(gòu)在儲(chǔ)罐基礎(chǔ)上安裝拱頂組裝的臨時(shí)支撐，支撐應(yīng)與拱頂弧形結(jié)構(gòu)相符，且能夠完全支持拱頂重量和保持拱頂外形尺寸。支撐安裝完成后按照對(duì)稱施工方法利用吊車將拱頂預(yù)制件吊裝到位，并采取臨時(shí)固定措施防止發(fā)生意外。

二、安裝平衡系統(tǒng)

1.平衡系統(tǒng)有兩種系統(tǒng)：貫穿式平衡系統(tǒng)（圖2）和發(fā)散式平衡系統(tǒng)（圖3）。

2.平衡系統(tǒng)的主要作用是保證拱頂在上升過程中保持平衡，并維持上升過程中的平穩(wěn)性，同時(shí)對(duì)拱頂起定位和導(dǎo)向作用。

3.貫穿式平衡系統(tǒng)

貫穿式平衡系統(tǒng)由平衡鋼纜、雙導(dǎo)向滑輪組、A形架、花籃螺絲等組成。

1）施工工藝流程（圖4）

2）平衡系統(tǒng)定位

平衡系統(tǒng)中平衡鋼纜數(shù)量一般成偶數(shù)，平衡鋼纜在圓周上均勻分布，以保證拱頂上升的平穩(wěn)。

為保證平衡系統(tǒng)定位準(zhǔn)確、分布均勻，一般使用全站儀進(jìn)行精確定位。

3）安裝A型架

A形架直接焊接在抗壓板上，A形架安裝時(shí)應(yīng)保持豎直狀態(tài)（圖5平衡系統(tǒng)A形架）。

4）開貫穿孔

平衡鋼纜穿過拱頂?shù)奈恢?，開設(shè)橢圓長(zhǎng)孔，孔應(yīng)保證拱頂在上升過程中平衡鋼纜不與拱頂發(fā)生摩擦而影響吹頂。孔的長(zhǎng)度可根據(jù)拱頂上升距離計(jì)算確認(rèn)，隨著拱頂?shù)纳仙胶怃摾|與拱頂板間的夾角α將逐漸變小，平衡鋼纜與壁板間的距離L將逐漸變小，如圖6。

5）安裝雙導(dǎo)向滑輪組

雙導(dǎo)向滑輪組應(yīng)根據(jù)貫穿孔的位置進(jìn)行安裝，同時(shí)保證平衡鋼纜位于貫穿孔中間，防止鋼纜與拱頂摩擦。

6）安裝平衡鋼纜

平衡鋼纜從一點(diǎn)開始沿著一個(gè)方向順序安裝，單根平衡鋼纜中間不得有接頭。鋼纜一端固定在罐內(nèi)側(cè)的錨固點(diǎn)上，一端通過花籃螺絲固定在抗壓板或者外罐外側(cè)的吊耳上。

在吹頂前對(duì)每根平衡鋼纜施加相同的預(yù)緊力。

4.發(fā)散式平衡系統(tǒng)

發(fā)散式平衡系統(tǒng)由頂部支撐架、底部固定塊、滑車、滑輪等組成。

1）施工工藝流程（圖7）

2）平衡系統(tǒng)定位

與貫穿式平衡系統(tǒng)相同。

3）安裝T形架

（1）確保支架是垂直安裝并沿圓周對(duì)稱分布；

（2）確保支架上部的橫向部件的方向是沿罐的徑向，并通過罐的中心軸線。

以上兩項(xiàng)是氣壓升頂?shù)闹匾?，必須確保其安裝的正確性。

4）安裝中心滑輪

（1）單個(gè)滑輪的走繩方向都是指向同一個(gè)中心；

（2）每個(gè)滑輪都能自由的旋轉(zhuǎn)；

（3）滑輪的內(nèi)側(cè)走繩應(yīng)從鏜孔垂直的穿過，不會(huì)與鏜孔邊緣產(chǎn)生摩擦；

（4）每個(gè)滑輪輪軸都應(yīng)涂上潤(rùn)滑油。

中心滑輪是由單滑輪構(gòu)成的組合件，在制作過程中須嚴(yán)格控制以上各項(xiàng)。

5）安裝底部固定塊

底部固定塊安裝在中心滑輪的正下方，與罐底中心的預(yù)埋螺栓相連接，是平衡鋼絲繩下部的固定點(diǎn)。

6）安裝支撐滾輪及滑車

支撐滾輪作用是支撐鋼絲繩不與拱頂接觸，并引導(dǎo)鋼絲繩運(yùn)轉(zhuǎn)。

（1）滾輪底座與拱頂可靠的焊接固定；

（2）滾輪與側(cè)板之間有合適的間隙，輪子與軸之間能自由的旋轉(zhuǎn)；

（3）滾輪安裝方須指向罐的中心，并與對(duì)應(yīng)的中心滑輪成同一直線；

（4）滾輪表面應(yīng)清理干凈，保持光滑，保證運(yùn)行中不會(huì)損壞鋼絲繩。

導(dǎo)向滑車是改變鋼絲繩走向的部件，在升頂過程中改變鋼絲繩走向和引導(dǎo)鋼絲繩運(yùn)轉(zhuǎn)。導(dǎo)向滑車安裝在拱頂?shù)耐膺吘?，并?T"形架的下方，與對(duì)應(yīng)的支撐滾輪成同一直線。

7）安裝平衡鋼纜

（1）平衡鋼絲繩安裝

平衡鋼絲繩的一端固定在外罐，然后跨過"T"形支撐架，繞過拱頂上側(cè)邊緣的滑輪，再跨過拱頂上部的支撐滑輪，最后繞過拱頂中心的滑輪，與罐中心底部的固定塊連接固定。

首先安裝有拉力計(jì)的四個(gè)鋼絲繩，并對(duì)此四個(gè)鋼絲繩施加相同的預(yù)緊力，然后以四個(gè)有拉力計(jì)的鋼絲繩為基準(zhǔn)安裝其他各組鋼絲繩。

（2）鋼絲繩的預(yù)緊和檢測(cè)

①為了使每根鋼絲繩的預(yù)緊力保持一樣力度，在氣升頂前必須檢測(cè)鋼絲繩的預(yù)緊力。以四組裝有拉力計(jì)的鋼絲繩的狀態(tài)檢測(cè)其他各組鋼絲繩?？捎靡韵聝煞N方法進(jìn)行檢測(cè)∶

②彎曲量檢測(cè)法。

檢測(cè)方法：使用拉力計(jì)，檢測(cè)其彎曲量δ。其他每根鋼絲繩都按此方法檢測(cè)，通過調(diào)節(jié)花籃螺絲，使彎曲量與基準(zhǔn)鋼絲繩的彎曲量數(shù)值δ相同。

③振動(dòng)數(shù)檢測(cè)

振動(dòng)檢測(cè)是給立面上的基準(zhǔn)鋼絲繩以10秒的振動(dòng)數(shù)值，并以此為準(zhǔn)，通過調(diào)整花籃螺絲，使其他鋼絲繩的振動(dòng)數(shù)與其相同。這種方法需要在一定的高度才能夠檢測(cè)，對(duì)于操作比較復(fù)雜，僅作為一個(gè)參考的方法。

三、密封系統(tǒng)

1.密封系統(tǒng)是在吹頂過程中在罐內(nèi)保持一個(gè)密閉的空腔，使得罐內(nèi)部保持一定的壓力，從而產(chǎn)生浮力使拱頂上升。良好的密封系統(tǒng)能夠保證吹頂?shù)馁|(zhì)量、提高工作效率和減少能耗。

2.密封位置主要包括拱頂與壁板之間的密封、外罐施工通道的密封及其他需要密封的位置。

1）拱頂板和壁板間存在的縫隙是吹頂時(shí)空氣泄露的主要原因，在吹頂前必須封閉。由于拱頂和壁板都是圓弧形式，且壁板與拱頂板在吹升過程中有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以此處的密封也是整個(gè)密封系統(tǒng)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2）兩塊密封板之間采用搭接形式，必須保證足夠的搭接長(zhǎng)度。用于密封的薄膜拼接處亦采用搭接形式，并用膠帶粘牢。

3）外罐施工通道采用鋼板進(jìn)行密封，鋼板與壁板及底板之間的縫隙采用焊接進(jìn)行密封。密封使用的鋼板與外罐壁板間采用搭接形式。在臨時(shí)鋼板上開設(shè)進(jìn)風(fēng)口、壓力測(cè)試系統(tǒng)和人員通道。

四、壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在吹升拱頂時(shí)為了保證拱頂?shù)钠胶猓绊數(shù)纳仙俣扔袊?yán)格的限制，就必須嚴(yán)格控制風(fēng)壓和風(fēng)量。則就需要一個(gè)能夠有效的監(jiān)控內(nèi)部壓力的系統(tǒng)，可采用連通管作為壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

1.為了能夠保證測(cè)量的準(zhǔn)確性選擇直徑為12毫米的玻璃管，玻璃管中間用透明軟膠管連接。

2.計(jì)算玻璃管長(zhǎng)度∶L:H=P/ρg。

式中H——頂升壓力產(chǎn)生的水柱高度；ρ——水的密度，ρ=1000千克/立方米；g——重力加速度，g=9.8牛/千克。

3.用透明軟膠管將兩根玻璃管連接成U形管形式，并固定在木板上，在木板上標(biāo)出刻度線或固定卷尺來觀察水柱的上升情況，水柱應(yīng)達(dá)到玻璃管長(zhǎng)度的1/3，中間不得有氣泡存在。

4.在水柱的最低點(diǎn)處做標(biāo)記，并在壓力達(dá)到要求時(shí)水柱應(yīng)在的位置處用紅色筆做出標(biāo)記；如果清水不利于觀察可在水中加入少量的紅色墨水。

5.玻璃管一頭通罐內(nèi)，一頭接大氣。

6.壓力測(cè)試系統(tǒng)在整個(gè)吹頂系統(tǒng)中設(shè)兩個(gè)，一個(gè)設(shè)在風(fēng)機(jī)操控人員旁邊，讓風(fēng)機(jī)操控人員更好的控制風(fēng)量、風(fēng)壓。一個(gè)設(shè)在頂部平臺(tái)上，以便上面的監(jiān)控人員隨時(shí)監(jiān)控整個(gè)頂升過程。

五、動(dòng)力系統(tǒng)

動(dòng)力系統(tǒng)是為吹頂提供動(dòng)力，由若干風(fēng)機(jī)組成。

風(fēng)機(jī)的選擇原則應(yīng)能保證吹頂過程中最大風(fēng)量和風(fēng)壓的要求，為保證吹頂順利進(jìn)行，通常滿足吹頂要求的情況下增加1~2臺(tái)風(fēng)機(jī)作為備用。

1.風(fēng)壓計(jì)算∶P=N/S。

式中P——風(fēng)壓；N——吹頂總重；S——頂升作用的面積（按拱頂最大橫截面積計(jì)算）。

2.風(fēng)量計(jì)算：Q=kV/T。

式中Q——頂升需要的風(fēng)量；k——風(fēng)量泄漏系數(shù)；V——頂升所需要的空氣量；T——頂升所需要的時(shí)間。

3.根據(jù)計(jì)算的風(fēng)壓和風(fēng)量選擇風(fēng)機(jī)，并確定需要的風(fēng)機(jī)數(shù)量。風(fēng)機(jī)安裝在外罐施工通道密封板上，風(fēng)機(jī)與外罐施工通道密封之間根據(jù)實(shí)際情況制作風(fēng)道進(jìn)行連接。

六、吹頂

1.吹頂由于存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，為保證吹頂順利進(jìn)行，選擇經(jīng)驗(yàn)豐富的人員組成吹頂工作小組，主要負(fù)責(zé)吹頂各準(zhǔn)備工作情況的檢查，各系統(tǒng)安裝質(zhì)量，吹頂工作的協(xié)調(diào)。

2.吹頂前會(huì)同有關(guān)人員共同檢查密封系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)、壓力測(cè)試系統(tǒng)及吹頂施工準(zhǔn)備工作。

3.在拱頂上升的初始階段拱頂可能會(huì)有輕微的震動(dòng)，會(huì)對(duì)平衡系統(tǒng)和密封系統(tǒng)產(chǎn)生影響，并有可能使部分工裝夾具產(chǎn)生松動(dòng)，罐內(nèi)需要4~6個(gè)人在里面檢查密封系統(tǒng)和平衡系統(tǒng)，以確保其功能正常。

4.如果當(dāng)壓力已經(jīng)達(dá)到所需壓力后而拱頂還未上升，則應(yīng)停止吹頂工作，待進(jìn)一步檢查確認(rèn)后再進(jìn)行吹頂工作。

5.如果在頂升過程中拱頂失去平衡，在平臺(tái)上的工作人員必須在工作小組組長(zhǎng)的指揮下利用花籃螺絲通過拉緊或放松鋼纜的方式來調(diào)整拱頂。

6.所有的檢查工作和準(zhǔn)備工作應(yīng)在吹頂?shù)那耙惶旖Y(jié)束。

7.在吹頂前確認(rèn)每個(gè)人都知道自己的職責(zé)和工作，并清楚在何種情況下開始自己的工作。

8.吹頂工作應(yīng)在工作小組組長(zhǎng)的統(tǒng)一指揮下進(jìn)行。

9.吹頂前確認(rèn)所有的對(duì)講機(jī)是否都能正常工作，并檢查電池是否充滿電。

10.準(zhǔn)備一臺(tái)發(fā)電機(jī)備用、并確保在停電的情況下能馬上正常工作。

11.吹頂過程中拱頂?shù)纳仙俣缺仨殗?yán)格按照要求執(zhí)行，在拱頂上升過程中或拱頂還沒有完全用卡具與抗壓環(huán)連接前，不允許有人員在拱頂上。如果由于特殊原因需要人員在上面工作時(shí)必須將安全帶固定在可靠的位置上。

12.在吹頂過程中人員不能站在A形架后面。

13.當(dāng)平衡鋼纜離開抗壓環(huán)后，將用于保護(hù)鋼纜的鋼管拿掉。鋼管見圖8。

14.當(dāng)拱頂與抗壓環(huán)緊密接觸后，控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，保持拱頂處于平衡狀態(tài)，并迅速用卡具將拱頂與抗壓環(huán)固定，并將拱頂點(diǎn)、焊在抗壓環(huán)上?？ň咴诠绊斏蠎?yīng)均勻分布，每隔1.2米設(shè)一個(gè)卡具。在吹頂前將U形卡焊接在拱頂板上。

15.在拱頂與抗壓環(huán)焊接牢固后關(guān)閉風(fēng)機(jī)。

《大型低溫儲(chǔ)罐拱頂氣壓頂升施工工藝及其平衡導(dǎo)向裝置》涉及一種低溫儲(chǔ)罐拱頂?shù)捻斏┕すに嚕绕渖婕耙环N超大型的低溫儲(chǔ)罐拱頂?shù)拇禋忭斏┕すに嚰捌淦胶鈱?dǎo)向裝置。