储罐网壳施工技术对比

储罐网壳施工技术对比

赵宇

锦州石化工程建设监理有限公司 辽宁锦州 121000

摘　要:介绍20000m3拱顶储罐网壳施工，采取倒装安装网壳施工方法，有别于通常的施工工艺，它有效地解决了罐体施工周期紧促的要求，并减少与其他安装施工工序交叉作业的矛盾，节省了大量的时间和费用。

关键字：网壳 倒装法 储罐 　

目前随着大型油罐建设越来越多，适用于大型油罐罐顶的网壳结构也多种多样，而三角形板式节点网壳制作简单、安装方便、节点刚性连接牢固、外形美观等多种优点广泛应用。中石油某石化公司近几年在多个项目储罐建设中，考虑到减少物料的蒸发损失及外界环境对物料质量的影响，均采用了内浮顶形式（内浮盘及固定罐顶组成），固定罐顶由三角形板式节点网壳和蒙皮组成。网壳结构如图1所示，此种结构是将一系列的钢杆作用到板式节点上，按一定规律组成网格，使其成为一个完整的整体，它兼具杆系和壳体的性质，传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力，受力合理。

图1 网壳结构图

1 概述

中石油某石化公司在2016年-2018年先后两个项目（油品车间低凝柴油储罐项目和库区煤柴油罐组项目）都为20000m³固定拱顶储罐，但在网壳施工时，采取了不同施工方案，针对两种不同方案确定及实施中存在的影响进度、人工、施工机具的因素进行施工方案及其实施结果对比。20000m³拱顶储罐直径为37m，高22 m，网壳边缘支座36套，杆件HN200 mm ×100 mm的558根，节点板12mm厚度的199对，每个板式节点有72套螺栓M12×35，每台网壳安装螺栓高达14328套，螺栓安装工程量大，质量上螺栓紧固安装合格率要达到100 %，网壳整体安装要保证拱顶结构的曲率半径（1.2倍储罐直径）满足设计要求，同时施工保证安全。

2 网壳安装实施

在低凝柴油储罐项目网壳安装中采用的是正装法，从外向里、集中向心逐圈安装，最外圈安装到位后将最外侧节点与边梁焊接固定，然后逐层向中心分片安装就位（见图2）。而库区煤柴油罐组项目采用的是倒装法，在罐底从中心向外放射型组装，随安装高度逐步升高，最后吊装就位后将外侧网壳节点与边梁焊接固定就位（见图3）。

图2 低凝柴油储罐网壳正装法安装施工过程

图3 煤柴油储罐网壳倒装法安装施工过程

低凝柴油罐项目，三台20000m³拱顶储罐，网壳安装采用的是正装法，需要在顶圈壁板焊接结束后进行，首先确认各个网壳支座在罐顶支撑槽钢圈上的均布位置，将最外面两圈网壳在罐底组装成片，然后25T吊车配合将各片吊装就位，将最外侧网壳节点与边梁焊接固定，并做好各片网壳的支撑。待最外圈网壳全部就位后，连接并紧固各片间的连接螺栓，使最外圈网壳形成一个整体并具备承重能力，而后逐层向中心分片安装。这里需要考虑到储罐跨度大，为防止网壳变形，储罐内需不断搭设支撑保证网壳节点不产生塌落现象。而且操作人员需搭设几台不断移动的脚手架配合，该移动式脚手架根据网壳高度不同进行调整和移动。

煤柴油罐组项目，四台20000m³拱顶储罐，网壳安装采用的是倒装法，不需要等待顶层壁板安装合格，仅需要罐底铺满就可进行，首先确认罐底中心，在罐底中心位置搭设中心平台，开始组装网壳最中心一圈，最先围绕中心节点板（下设三脚架）松散的组装，待最内圈的环圈网杆和主轴网杆（即指向顶心的网杆）全部连接完毕后再拧紧螺栓，组装完毕后利用简易三角架和手动葫芦配合，将钢丝绳绑在起吊节点上，拉升中心网壳到一定高度，然后向外扩散组装第二圈网壳，随后一层一层的向外组对下一个外环圈，依照环圈网杆和主轴网杆的次序搭建。从第4圈开始，在起吊节点位置放置带有5吨或10吨手动葫芦的三角架，每间隔3个节点放置1个三角架，依次类推，逐圈向外进行安装，直到除网壳支座外的全部构件及节点组装完毕，最外一个环圈用承力圈将所有外圈的网杆连接起来，使网壳形成一个整体的结构，确认网壳支座安装位置，利用多台三角架拉升，使支座就位，最后焊接支座到圈梁上。需要注意的是网壳落地以前，需将所有节点螺栓拧紧。经验收，网壳节点无变形情况，拱顶弧度满足设计要求。施工顺序见（图4）

图4 网壳倒装法施工顺序

3 施工方案对比

实际现场实施后，经统计，同样的20000m³储罐网壳安装，采用正装法施工周期15天，投入作业人员25人，另需1台25T吊车的配合材料吊运和网壳局部调整作业，而且还要等待顶圈壁板和槽钢圈梁安装合格后进行，在网壳施工过程中，储罐其他安装施工都无法进行，网壳施工过程中，还需要严控高空作业风险，增加了安全投入。而另一个项目采用倒装法施工，安装周期为7天，作业人员14人，需1台25T吊车在材料进入罐内时以及施工结束时三脚架吊出配合，需2台班，并且网壳施工仅需底板铺满就可进行，罐底中心组装中心网壳的同时，周边顶圈壁板和圈梁施工也可进行（施工周期为5天），两者施工留有较大安全间距，不会造成交叉作业，该施工无高空作业，施工风险较小。

从以上阐述中，可以看到，正装法投入的人力资源是倒装法大约两倍，吊车配合台班也较多，总投入相比较大。施工周期方面，正装法施工周期是倒装法的两倍，费时费力，若工期较短的前提下，无法为总体施工工期提供较大优势保障。安全方面，正装法施工过程中，施工人员需要在移动式脚手架上高空作业，施工过程中要不断移动脚手架，并要随着网壳弧度增高或降低调整脚手架高度，这些都增加施工工作量，又增加高空作业风险指数。而倒装法施工过程中，作业人员只需要始终在储罐底板上操作，施工仅仅是将各构件和节点板搬运到正确位置，把螺栓紧固和调整三脚架的位置即可，作业安全风险指数较小，且管理方更容易监控质量。

4 结语

从两个项目施工过程中，很明显可以得到，网壳倒装法安装拥有着明显的技术优势。

1. 网壳组装提升技术。它的组装半径变大的同时，利用三角架和手动葫芦同步提升，逐步使网壳整体提升到位，进行底座焊接，在施工过程中，质检人员可以不断在地面严控螺栓施紧质量，最终大大控制了网壳变形率。

（2）网壳、顶圈壁板同步施工技术。利用罐底作为作业场地，先在罐底板上搭设中心平台，然后由内向外辐射组装网壳，在此施工期间，同时可安装顶圈壁板和圈梁，提高了施工效率。

总之，该种施工方式增进了效率，提高了质量，减少了安全风险，资源投入也较小。所以在之后的大型网壳施工中，我们完全可以采取倒装安装网壳施工。

参考文献

1 GB50128-2014 立式圆筒形钢制焊接储罐施工规范

2 上海宝山石油机械厂提供的三角形板式节点刚网壳施工安装图纸

3 JGJ7-2010 网壳结构技术规程

4 马道航.储罐的铝合金网壳拱顶的施工方法[J].化工设备与管道,2005年第4期

5 魏洁.李祥宾.5万m3大型储罐网壳的施工技术[J].石油库及加油站,2012,21(3):1-2