[发明专利]一种大型低温储罐外罐钢穹顶的制作安装工法

说明书

本发明提供了一种大型低温储罐外罐钢穹顶的制作安装工法，包括以下步骤：预制架场地布置、预制架设计制作、钢穹顶梁板预制及组焊成型、穹顶模块转移、中心和边缘支撑安装、中间支撑安装及穹顶模块吊装就位、剩余环梁蒙皮板和轨道梁安装、套管螺柱附件安装、中心和中间支撑拆除。本发明研究出了穹顶模块梁的无应力组对、穹顶拱度保持技术和避免穹顶钢结构焊缝撕裂的循环交替立柱拆除法，通过总结形成本工法，在后续多台大型低温储罐建造中取得了显著效益，值得推广应用。

技术领域

本发明涉及钢穹顶技术领域，尤其涉及一种大型低温储罐外罐钢穹顶的制作安装工法。

背景技术

目前，大型低温储罐通常采用安全性相对较高的全容罐，外罐为钢筋混凝土结构，钢制内罐包括9Ni缸内罐、拱顶（碳钢穹顶、铝吊顶）、衬板、预埋件、热角保护结构等构件。穹顶由钢结构网壳和蒙皮板制作，最终需要顶升至设计标高作为外罐混凝土穹顶浇筑的“底模”。因其制作安装涉及大量径向、环向梁和蒙皮板的预制、焊接，制作精度要求高，持续时间长，若采用梁板罐内拼装则与同期进行的外罐混凝土罐壁浇筑大量交叉作业，严重相互干扰，而且局部人员、设备、工器具高度集中，大大增加了安全风险；若采用罐外预制、罐内安装，大型穹顶模块的合理划分、加工精度控制及运输、就位过程中的变形控制则是重中之重。

申请人承建了国内单体容量最大的两台22万m³LNG低温储罐（江苏滨海某储罐项目），钢穹顶半径达88m，跨度为87.86m，中心垂直高度为11.38m，穹顶网壳由96根径向梁、9圈环向梁、1个中心环、466块蒙皮板组成，超大穹顶重达829t。申请人结合国内多个大型低温储罐建造所积累的经验，将穹顶预制模块合理划分为大、小模块两类各12个和1个中心环，研究出了穹顶模块梁的无应力组对、穹顶拱度保持技术和避免穹顶钢结构焊缝撕裂的循环交替立柱拆除法，通过总结形成本工法，在后续多台大型低温储罐建造中取得了显著效益，值得推广应用。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种大型低温储罐外罐钢穹顶的制作安装工法。

具体方案如下：

一种大型低温储罐外罐钢穹顶的制作安装工法，其特征在于，包括以下步骤：预制架场地布置、预制架设计制作、钢穹顶梁板预制及组焊成型、穹顶模块转移、中心和边缘支撑安装、中间支撑安装及穹顶模块吊装就位、剩余环梁蒙皮板和轨道梁安装、套管螺柱附件安装、中心和中间支撑拆除。

作为本发明的进一步改进，所述预制架场地布置的具体步骤为：

（1）将预制架场地布置在储罐周边，减少履带吊的行走距离，但需避开塔吊的旋转半径及履带吊的行走路线；

（2）预制场地尺寸根据现场条件和预制需求确定，按满足三套预制架同时施工设置，穹顶模块预制采用三组预制架同时施工，便于预制工作按梁组对、梁焊接、蒙皮板焊接实现流水作业，降低成本；

（3）预制架场地的地坪应平整、坚实、干净，并采取排水措施，防止场地沉降。

作为本发明的进一步改进，所述预制架由底部支撑、支撑立柱、斜向支撑和上部支撑组成，整体呈扇形结构，所述预制架设计制作的具体步骤为：

（1）Tekla软件3D模型放样；由于钢穹顶为球面曲形，因而需要通过3D模型1:1放样来确定预制架支撑立柱的高度和间距，预制架的原理是，根据光的垂直投影原理，将球型曲面的钢穹顶结构投影到水平面上，在水平面上得到一个框架投影，以此投影得到的图形即为预制架的位置结构，并选择适当的点作为钢穹顶的支撑点，支撑点的原则是尽量靠近主梁和环梁的交接处，但又不能妨碍施工时环梁的安装焊接作业，也不能影响到径向梁对接缝焊接及铝吊顶吊耳的焊接，且每段径向梁最少保证有两根支撑点，预制架支撑点的数量根据储罐的大小而定，支撑点选定后，根据钢穹顶的曲面高度在软件中测量各支撑点至地面的高度，这便是预制架支撑立柱的高度；