BR112015025402B1 - Conjunto de armação estrutural de uma cremalheira de tubos cabeados, e, métodos para erguer a armação estrutural, para produzir pedestal de concreto e para produzir uma armação estrutural robusta de uma cremalheira de tubos cabeados - Google Patents

Abstract

conjunto de armação estrutural de uma cremalheira de tubos cabeados, e, métodos para erguer a armação estrutural, para produzir pedestal de concreto e para produzir uma armação estrutural robusta de uma cremalheira de tubos cabeados, e para afixar componentes não estruturais de uma cremalheira de tubos cabeados ao sistema estrutural principal. uma cremalheira de tubos cabeados é um conjunto de elementos estruturais colocados juntos para formar uma armação estrutural robusta para funcionar de modo similar a uma cremalheira de tubos convencional. a invenção empresa cabos de tração para suportar movimentos laterais de quadros transversais ao longo da direção longitudinal. cabos de tração são primariamente ancorados às principais estruturas de ancoragem estrategicamente localizadas em ambas as extremidades do conjunto de cremalheira de tubos cabeados. este conjunto estrutural é uma cremalheira de tubos sem reforço que elimina completamente problemas de choque de tubos com quaisquer elementos de reforço. esta inovação a presenta os benefícios estruturais de uma coluna compósita feita de aço e concreto com uma conexão completamente rígida na base, e conexões de junta completamente soldadas de colunas e vigas transversais. a invenção é um sistema estrutural único visto como um substituto adequado à cremalheira de tubos convencional.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] Esta invenção refere-se a uma cremalheira de tubos cabeados vista como uma solução para resolver os problemas atuais que envolvem o projeto, fabricação e erguimento de uma cremalheira de tubos convencional.

FUNDAMENTO

[002] Estruturas de cremalheira de tubos de aço são itens importantes na indústria de óleo e gás, refinaria de óleo, usina de gás, usina de gás natural liquefeito, usina petroquímica, usina química, usina de processamento de minérios, e usinas elétricas. Estruturas de cremalheira de tubos de aço geralmente suportam tubos empregados para transferir ou despachar qualquer líquido, gás e vapor entre equipamentos, tanques de armazenamento, áreas de serviço e linhas largas, servem também como suporte a bandejas de cabos elétricos, bandejas de cabos instrumentais, equipamento mecânico leve, vasos e plataformas de acesso a válvulas.

[003] Uma cremalheira de tubos convencional é uma armação de aço estrutural normalmente em forma de multiníveis consistindo de uma série de armações de aço transversais feitas de colunas de aço com seção H e vigas transversais de seção em I que correm ao longo do comprimento do sistema de tubos espaçadas, tipicamente, a intervalos de 6,0 metros. Armações transversais são conectadas com escoras longitudinais para formar um comprimento de 40 metros de uma cremalheira convencional. A prática normal da indústria estabeleceu um limite máximo de 50 metros para o comprimento de uma cremalheira, para permitir que cada cremalheira se mova de modo independente durante expansão termal e atividades sísmicas. Uma placa de base de aço é soldada na oficina à base de uma coluna com seção H, e durante erguimento no campo ela é montada sobre o topo de pedestal de concreto e diretamente conectada ao pedestal pelo uso de cavilhas de âncora de alta resistência com placas de base mais espessas. O lado de baixo da placa de base e o topo do pedestal de concreto servem como o ponto de interface entre concreto e estruturas de aço. Cremalheira de tubos de aço exige, tecnicamente, reforços de aço transversais e longitudinais para obter e manter estabilidade contra forças laterais, como vento e cargas sísmicas atuando em ambas as direções.

[004] Cremalheira de tubos convencionais comumente usadas na indústria nunca foram mudadas nem apresentaram inovações até a presente data. Cremalheiras de tubos convencionais apresentam vários problemas durante as fases de projeto detalhado de engenharia, fabricação e erguimento no local do projeto que exigem significativo aperfeiçoamento, ou uma nova invenção de cremalheira de tubos é significativamente necessária para superar estes vários problemas que afetam a integridade da cremalheira de tubo convencional. Estas armadilhas contribuem para atrasar a entrega e conclusão do projeto. A causa comum de atraso durante a fase de engenheiramento se deve a problemas de choque de tubos e reforços de aço transversais. Engenheiros de tubulações são firmes em sua posição de instalar tubos ininterruptos ao longo do trajeto dos tubos, os tubos devendo ficar livres de se chocar contra qualquer dos elementos de reforço. Por outro lado, engenheiros estruturais dedicados à análise estrutural insistem firmemente em que os tubos cedam passagem caso haja choque, devido ao reforço ser um elemento estrutural importante da cremalheira de tubos, necessário para manter a estabilidade lateral de estrutura e que não podem ser facilmente relocados nem removidos, a não ser que cálculos de engenharia sejam satisfeitos.

[005] Caso uma cremalheira de tubos convencional não tenha reforços transversais suficientes, engenheiros estruturais têm muito trabalho com suas análises de carga com computador para obter a estabilidade lateral da cremalheira dentro de seus limites permitidos, especialmente em casos onde cremalheiras mais altas são erguidas em locais de projeto de ventos e forças sísmicas de alta intensidade.

[006] A solução para toneladas de problemas de choque e inconformidades técnicas durante a fase de projeto detalhado para determinado projeto de refinaria é um problema tipicamente significativo e permanece como uma dor de cabeça repetida na indústria devido aos engenheiros estruturais e engenheiros de tubulações não poderem resolver facilmente problemas de choques, com muito tempo sendo despendido em discussões no local de trabalho durante reuniões de engenharia e exame de modelo.

[007] Solução alternativa comumente adotada por engenheiros estruturais para resolver problemas de choque de tubos contra reforço transversal é através do emprego de uma conexão de momento de encastramento de viga na junta de coluna de armação transversal que é teoricamente aceitável caso parâmetros sejam satisfeitos. Entretanto, para se obter uma conexão total de momento de encastramento em construções de aço, ela tem que ser uma conexão de junta totalmente soldada de uma viga em I com a coluna, ela exige atividades maciças de trabalho de soldagem no local do projeto durante a fase de erguimento, mas este método sofre pesada oposição pela equipe de construção devido a vários problemas construtivos e acarretando em maiores períodos de tempo para entrega.

[008] A indústria tentou solução pelo uso de um tipo de conexão do tipo placa parafusada para eliminar trabalho de soldagem no local, mas estrutura solução não é popularmente aceita por engenheiros estruturais devido à suposição execrável de que a conexão de placa final aparafusada pode produzir a mesma capacidade de conexão totalmente soldada. Teoria de engenharia demonstraram que uma conexão de momento de encastramento de placa aparafusada de uma viga a uma coluna pode produzir apenas uma capacidade parcial de rigidez, devido à provisão de vão de tolerância padrão entre juntas necessário para facilitar as atividades de erguimento. Pela observação simples dos detalhes apresentados, parece que a suposições feitas para análise de carga e requisitos de erguimento não são tecnicamente compatíveis. A despeito destes desencontros técnicos, a indústria ainda adotou este arranjo para evitar atividades maciças de soldagem total no local durante a fase de erguimento, o que poderia potencialmente levar à extensão de marcos de projeto exigindo custo extra ao orçamento do projeto.

[009] Insistindo em encontrar uma solução, a indústria permite uma condição de que, durante a erguimento no local, 90% da área de conexão de juntas de placas finais com cavilhas e o flange da coluna tem que ficar em pleno contato para satisfazer o requisito de engenharia sem usar uma placa de inserto para preencher o vão sempre que um vão inesperado existir entre o flange da coluna e a placa final da viga principal para uma determinada junta. Entretanto, esta condição pareceu mais uma vez ser frustrante para a equipe de erguimento de ser atingida, devido aos componentes de aço não poderem simplesmente ser erguidos caso exista vão entre juntas, devido a demandar aplicação excessiva de força de aperto às cavilhas, o que, por sua vez, se torna bastante crítico quanto ao esforço excessivo nas cavilhas. Casos de esforço excessivo em cavilhas e falhas de aperto são abundantes ainda durante o período de erguimento no local e, na maioria das vezes, causaram atraso no tempo de erguimento e alguns resultaram em acidentes menores.

[0010] Para evitar esforço excessivo nas cavilhas, particularmente nos casos em que os vãos ultrapassam o limite de tolerância, uma concessão silenciosa entre equipes de construção tem aceito permitir o uso de placa de inserto para preencher vãos, uma clara violação dos parâmetros de 90% de condição de engenharia. Esta ação inapropriada por equipe de construção é tecnicamente oposta e discutida por equipe de engenharia como um desvio crítico de especificação de projeto e seriamente considerada pela equipe de controle de qualidade como prática de baixa qualidade de erguimento em aço estrutural, levando à conclusão de um comportamento de não conformação pela equipe de construção. Por sua vez, a equipe de construção se defende apontado de volta para a equipe de engenharia como a equipe mais fraca no grupo por produzir desenhos de projeto de baixa qualidade que são difíceis de construir no local do projeto, resultando em baixa qualidade de erguimento. Este circo de eventos não mudou e ainda é ativo atualmente.

[0011] Outras questões fortemente contestadas e atividades de atraso de tempo comumente vivenciadas pela equipe de construção acontecem quando uma cremalheira de tubo convencional é totalmente fabricada ou ainda pior quando é completamente erguido no local. Durante a colocação dos tubos a natureza do movimento do tubo é incontrolável e imprevisível devido à melhoria contínua dos processos de engenheiramento e mudanças com a exigência de equipamentos. Quando um tubo é movido ou realocado repentinamente para uma nova posição sem nenhuma viga em I instalada para suportar o tubo realocado, isso será uma dor de cabeça para a equipe de erguimento, pois a única solução disponível é a utilização de um trabalho de soldagem de campo para conectar uma viga em I às colunas de aço, isto é obviamente uma tarefa frustrante para a equipe de erguimento, pois requer energia extra, cabos de fiação adicionais, horas de trabalho humano, e, obviamente, vai queimar e danificar o aço estrutural revestido da oficina de pintura. Estes são casos reais no local do projeto e inúmeros deste tipo estão acontecendo ativamente a cada momento durante o erguimento de aço e durante a fase de colocação de tubo, cada caso de mudança é fortemente argumentado e contestado por todas as partes; representantes dos proprietários, consultores, engenheiros, empreiteiros EPC, e seus subempreiteiros afetados pela mudança para lidar com o impacto do cronograma, o impacto de custo e o impacto da qualidade de pintura do local ao reparar para restaurar um aço revestido da danificada oficina de pintura. Esses impactos são bastante sérios, complicados e críticos para o cronograma, custo e qualidade que está prejudicando abertamente a entrega do projeto e toda a indústria permanece impotente, pois até o presente momento, não há solução aceitável ainda disponível para lidar com o movimento de tubos que não tem qualquer impacto para as horas de trabalho humano, cronograma do projeto, custo e entrega.

[0012] Da mesma forma, um problema semelhante que é acontece normalmente com cada projeto é quando uma decisão chega tarde durante o pós-erguimento ou a fase de colocação de tubos de uma cremalheira de tubulação convencional, se uma ordem é dada pelos representantes dos proprietários para estender a cremalheira de tubulação convencional para cima, o que significa que um nível adicional de cremalheira ou do chão é necessário para atender a cargas menores, tais como linhas de cabos elétricos e de instrumentos ou linhas largas adicionais que fazem parte de um projeto de desenvolvimento contínuo, que não pode ser evitado e ignorado, alterações de última hora ao projeto deste tipo cria um impacto semelhante de problemas cumulativos e ainda mais sérios do que problemas de movimento de tubos experimentadas pela equipe de erguimento, isso também não cria argumentos sérios sobre como gerenciar os impactos associados, pois certamente isso requer trabalho de suporte através de atividades maciças de trabalho de soldagem no campo para conectar novas colunas e armações no topo de colunas erguidas de uma cremalheira de tubo convencional uniformemente estes quilômetros de estiramento em comprimento. Um soldador experiente fazendo um trabalho a quente nas alturas normalmente no topo de cada coluna localizada do quarto ao sétimo nível de uma cremalheira de tubulação convencional tem um movimento limitado do progresso, compreensivelmente, devido à sua condição de trabalho crítico, todos os requisitos de segurança devem ser respeitados os quais exigem, posteriormente, revisão e aprovação, todas as medidas de segurança devem ser plenamente satisfeitas para evitar acidente. Qualquer pessoa pode esperar um movimento lento de progresso para o trabalho de extensão que certamente vai dar enorme impacto no cronograma geral do projeto.

[0013] Do lado da engenharia na fase de pós-erguimento, nenhuma extensão adicional para cima de uma cremalheira de tubulação convencional requer uma investigação cuidadosa do projeto para certificar-se que a margem de segurança para a estabilidade lateral não foi comprometida e sim mantida dentro do limite permitido. No entanto, a maioria das cremalheiras de tubulação convencional são projetadas com um fator de segurança limitada contra a estabilidade lateral durante a fase de detalhamento da engenharia para satisfazer o orçamento estimado. Mais frequente do que o habitual, a estabilidade lateral de uma cremalheira de tubulação convencional falhou quando um ramal para cima é proposto depois de ser reinvestigado por cálculos de carga. Engenheiros estruturais lutam para recuperar o reforço lateral total devido ao espaço limitado adequado para instalar transversal preparando para combater a instabilidade e na maioria dos casos, acaba com apenas uma recuperação parcial que é um comportamento claro de cometer uma não conformidade com a integridade de engenharia em termos de estabilidade lateral. Neste ponto, os engenheiros estruturais estão em estoque, depondo suas habilidades de engenharia, e esperando e orando para que a velocidade do vento projetado de um tufão e o terremoto de magnitude projetada determinada pelos critérios de projeto não virá à vida e não irá acertar o local do projeto. Engenheiros estruturais estão tentando o seu melhor tiro para conduzir remédios, mas são suficientes para fazê-lo. Quem deve ser responsabilizado então, esta questão ficou sem resposta e a indústria manteve- se calma e continua a ser desamparada.

[0014] Soluções colaborativas feitas profissionais da indústria não estão ajudando em nada a eliminar problemas de multinível abrangendo uma cremalheira de tubo convencional isto tende a ser levado de projeto a projeto dentro da indústria, discussões entre equipes de projeto acontecendo continuamente de vez em quando. A indústria não deixou escolhas, as atividades de erguimento têm que prosseguir como planejadas para satisfazer a entrega alvo do projeto. Estes problemas de multinível permanecem sem solução, um grande desafio dirigido globalmente ao campo da prática de engenharia civil/estrutural.

[0015] A invenção de uma cremalheira de tubos cabeados é vista como uma solução total para resolver todos os problemas de multinível; afetando e prejudicando a indústria como ilustrado acima. A invenção produz uma cremalheira de tudo com reforço zero que elimina completamente o problema do choque de tubos, o pleno cumprimento de toda a indústria e códigos internacionais, satisfaz a exigência de engenharia ao analisar um quadro transversal totalmente rígido, ele retomou a integridade de engenharia, que tem sido em questionada devido à incompatibilidade técnica, na fase após o erguimento, tubos podem ser movidos ou realocados em qualquer lugar dentro da cremalheira de tubo cabeado a qualquer momento, sem um único impacto para homem-hora, cronograma do projeto, custo e entrega, na fase após o erguimento, qualquer mudança repentina de projeto para se estender para cima para um nível de cremalheira adicional a uma cremalheira de tubo cabeado é facilmente executada em sua forma mais simples, sem uma única granalha de trabalho de soldagem do campo, mas permaneceu estruturalmente estável e que oferece também um sono melhor para as equipes de engenharia e erguimento.

[0016] Mais interessante, a invenção irá minimizar significativamente os argumentos do local de trabalho e vai tornar a vida de trabalho do engenheiro mais fácil o seu respectivo local de trabalho um ambiente de trabalho mais relaxado para eles. Da mesma forma, a invenção também vai ajudar as equipes de fabricação e erguimento no local do projeto para acelerar seus trabalhos com menor estresse, economia de tempo e qualidade de erguimento satisfatória. Além de resolver, todos os problemas atuais experienciado a partir de uma cremalheira de tubos convencional, a invenção da cremalheira de tubo cabeado parece beneficiar o sucesso da indústria por economizar grande tonelagem de aço, redução massiva de homens-hora, e encurtamento do tempo de entrega do projeto significa um início mais cedo da produção.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0017] A invenção descreve soluções técnicas dirigidas a uma cremalheira de tubos cabeados, de um cabo estrutural com função similar à cremalheira de tubos cabeados, mas de características e métodos de criação inteiramente diferentes. A armação é composta de elementos estruturais inteligentemente arranjados e projetados de forma inovadora a desempenhar funções únicas e permite ainda a colaborar essas funções com outros elementos estruturais, quando montados e construídos juntos produziram uma cremalheira de tubos cabeados robusta, estável, livre de choque, de melhor qualidade e de custo eficiente capaz de resolver todas as dificuldades, adversidades de execução e os problemas técnicos que envolvendo uma cremalheira de tubo convencional. A invenção é vista como uma grande ajuda para a indústria em termos de economia de custos, economia de tempo, economia de força humana, economia de custo de equipamento, e um método muito mais simples de execução.

[0018] A invenção emprega cabos de tração ancorados a ambas as extremidades para manter movimentos laterais de quadros transversais ao longo da direção longitudinal, o quadro transversal normalmente em forma de multicamada é um tubo de reforço zero, trajeto que elimina completamente problemas de choque de tubos.

[0019] A invenção desenvolveu quadros transversais robustos e completamente rígido que representam o suporte principal de trajeto de tubos pelo emprego de colunas de seção de aço compósito ocas preenchidas com concreto. O resultado é um concreto confinado dentro da coluna de seção de aço oca. A coluna de seção de aço oca com o aumento da resistência à compressão, conectores de cisalhamento serão soldados em oficina na face interior das colunas de aço ocas para conseguir a ligação completa entre o aço e superfícies de concreto, arranjo de conectores de cisalhamento irá ser determinada por engenheiramento detalhado. A coluna compósita tem a vantagem de ser diretamente conectada ao topo do pedestal de concreto ao fazer passar através de um furo recortado da placa de base com o mesmo diâmetro da coluna de aço oca, e barras falsas de aço depois com uma altura mínima de 1 metro, são plantadas sobre o pedestal de concreto e passando também através do mesmo furo recortado da placa de base e entrando na coluna de aço oca, este arranjo produzido uma conexão totalmente rígida no nível de base quando concreto preenchido completamente curado, essa aquisição inovadora de rigidez no nível de base quase substituiu a quantidade de cavilhas de âncora de alta resistência que são comumente usadas por uma cremalheira de tubo convencional para conseguir uma conexão rígida, mas é vista pela teoria de engenharia como produzindo apenas rigidez parcial. Quando uma coluna tem uma ligação totalmente rígida ao nível de base, ela tem a habilidade para aguentar as forças laterais com margem de segurança suficiente de estabilidade lateral. Doravante, reforços verticais no nível de base não são mais necessários, produzindo, assim, um trajeto de tubo sem reforço ao nível do solo. A placa de base com um furo de corte vai exigir um mínimo em espessura e o número reduzido de cavilhas de âncora de alta resistência é principalmente apenas para fins de erguimento. A invenção tem tonelagem extremamente reduzida de placas de base de aço, placas enrijecedoras, cavilhas de âncora de alta resistência e também economizou horas de trabalho humano de fabricação apenas no nível base sozinho.

[0020] A invenção tem feito para alcançar adicionalmente rigidez completa nos níveis superiores do quadro transversal por meio de conexões de juntas de soldagem completa de colunas e vigas em I transversais principais. Isto é alcançado através do emprego de uma parte de corte da viga em I transversal principal de 600 mm de comprimento, uma extremidade da parte de corte da viga em I principal é completamente soldada à coluna compósita através dos enrijecedores de anel colocados na parte superior e na parte inferior alinhada em conformidade com os flanges da viga e também um enrijecedor de anel extra é colocado no meio de cada junta. A coluna oca de aço e a viga em I de corte é um item soldado em oficina antes da entrega do local, a outra extremidade de um comprimento de 600 mm é para ser conectada, em seguida, a viga em I principal transversal através de uma conexão com cavilha simples durante a fase de erguimento, e as conexões com cavilha de extremidade da viga em I principal transversal e a viga em I de corte é feita simetricamente em relação à outra extremidade. O ponto de união da viga em I transversal principal localizada a no mínimo 600mm da face da coluna teve a vantagem de estresses internos reduzidos permitidos teoricamente como locais seguros quando unindo vigas com cavilhas, quando existe um interstício entre as juntas, além da tolerância do interstício permitida que é sempre esperada em todos os trabalhos de erguimento, o emprego de uma placa de inserção para encher interstícios é tecnicamente permitido por todos os padrões, devido à sua localização segura. A inovação de um quadro transversal completamente rígido a partir do nível de base até níveis superiores tem resolvido problemas de engenharia e erguimento, por exemplo, produziu um quadro transversal sem reforço, o principal trajeto de tubo a partir do nível do solo todo o trajeto até os níveis superiores da cremalheira de tubo cabeado eliminando totalmente as chances de tubos conflitantes com qualquer elemento de reforço, isso satisfez, teoricamente, um contato de 100% da viga à junta de coluna através de uma conexão totalmente soldada, eliminou a tensão excessiva das cavilhas de conexão usadas pelo método convencional, resolveu incompatibilidade técnica entre a Análise de Carga e os desenhos, alcançou melhor qualidade de conexão, e economizou enorme quantidade de horas de trabalho humano durante a fase de montagem de quadros transversais.

[0021] Durante erguimento no local, estruturas de âncora que adotaram as mesmas técnicas características de quadros transversais que devem ser estabelecidas primeiro, tendo que ser erguidas em locais determinados e tendo que ser preenchidas com concreto antes dos quadros transversais para dar tempo suficiente de cura, o concreto tendo que ser curado antes da realização de qualquer trabalho de ancoragem. Antes do erguimento de quadros transversais no local do projeto, cada quadro transversal é montado em uma posição nivelada estabelecida pela formação de cavilha dos itens revestidos e fabricados por oficina de pintura a partir das juntas da coluna inferior para as da coluna superior, a conexão de colunas é um flange simples a formação de cavilhas do flange, em seguida, ao lado está a conexão de vigas em I de corte e da viga em I transversal principal, conexão de união de vigas também é feita por uma cavilha simples, os elementos montados quando completamente feitos formarão um conjunto de quadros transversais, a equipe de montagem seguirá inteiramente o mesmo procedimento para outros quadros transversais e assim por diante. Um guindaste com lança com distribuidor será usado para levantar os quadros transversais montados em qualquer um todo ou por segmentos, dependendo do tamanho do quadro em uma posição desejada; fixação temporária com tensor afixado nos dois lados da coluna e ancorados aos lados dos pedestais de concreto será usada para apoiar durante erguimento e fazer a sintonização fina de ajuste para manter quadros transversais erguidos em um alinhamento vertical.

[0022] Uma vez que todos os quadros transversais tenham sido erguidos e completamente alinhados, cabos de tração horizontal são instalados continuamente de uma extremidade da estrutura de ancoragem até a outra extremidade. Estruturas de ancoragem são obviamente localizadas em ambas as extremidades do comprimento da cremalheira de tubo desempenhando um papel primordial para a invenção. O tensor conectado a cada cabo colocado entre os quadros transversais será usado para afinar os ajustes incrementais necessários para se obter um alinhamento perfeitamente vertical dos quadros. Estes cabos de tração atuarão como suportes laterais permanentes destinados a conter movimentações laterais menores de quadros transversais ao longo da direção longitudinal. A composição inventiva de um quadro transversal é teoricamente provada ser altamente resistente contra as forças laterais em ambas as direções transversais e longitudinais. Tomando os benefícios da estabilidade estrutural, estribos da viga em I convencionais já não são necessários como um suporte primário para quadros transversais convencionais ao longo da direção longitudinal. Como uma substituição, cabos de tensão com manilhas e tensores são empregados de forma inovadora para substituir seção de viga em I sólida convencional popularmente usada como um estribo longitudinal para a cremalheira de tubo convencional. As etapas inventivas para usar cabos de tensão como substitutos sobre os estribos de viga em I de aço longitudinal economizou grandes toneladas de aço aproximadamente 95% do seu peso e, subsequentemente salvou enorme quantidade de custo do aluguel de equipamentos de guindaste normalmente usados para levantar estribos longitudinais durante o erguimento, economizou custo de camionagem de entrega de materiais de oficina de fabricação para o local. Tem grandes descontos também para a hora de trabalho humano durante a fabricação, trabalhos de soldagem em oficina e revestimentos em oficina de vigas em I do estribo. As atividades de erguimento de instalação de cabos mais leves sobre peso pesado de vigas em I de estribo tem reduzido significativamente a carga da equipe de erguimento para fazer um exercício bem leve de cabeamento e trabalhos de aperto funciona apenas uma atividade que um erguidor experiente nunca pensou. A resistência de projeto e capacidade de cabo de tensão, manilhas, tensor, e placas de reforço são determinadas por cálculos de engenharia.

[0023] Após conclusão do cabeamento e seus trabalhos de aperto, concreto estrutural é preenchido utilizando um bombeamento controlado e um ligeiro uso de vibrador é requerido para evitar vazio dentro das colunas de aço ocas. Nenhuma atividade adicional na cremalheira de tubo cabeada preenchida é permitida após o preenchimento de concreto para evitar distúrbios do concreto fresco até que o período de cura do seja alcançado. Um procedimento padrão ou declaração de método de acordo com os códigos internacionais serão preparados em conformidade para orientar a equipe de preenchimento. Uma vez que a cura é feita, atividade assentamento de tubo pode começar a trabalhar confortavelmente ao longo do trajeto de tubo sem qualquer problema de choque.

[0024] Outro elemento importante da invenção é através do emprego de dois tipos de vigas em I longitudinais móveis destinadas para apoiar tubos que entram e saem do trajeto de tubo, um é a viga em I longitudinal primária colocado dentro do nível de cremalheira, e a viga em I longitudinal intermédia colocada entre os níveis de cremalheira. A viga em I longitudinal primária é instalada por uma conexão com cavilha simples apenas à placa de reforço da coluna compósita, que vai substituir um cabo de tensão em uma baía particular, quando necessário para suportar um tubo ou tubos entrando ou saindo transversalmente do trajeto de tubo apenas no nível da cremalheira. A viga em I longitudinal primária tem a capacidade de ser movida ou realocada em qualquer lugar a qualquer dado momento ao longo do nível de cremalheira entre quadros transversais, se e quando de repente um engenheiro de tubulação ordena para realocar um tubo ou tubos para a outra baía da cremalheira de tubo que normalmente acontece durante a fase de colocação de tubo, que, a recoloção será feita de imediato sem problemas técnicos, contenção de custos, e sem um único trabalho de soldagem de granalha de campo.

[0025] Da mesma forma, a viga em I longitudinal intermediária colocada entre os níveis da cremalheira conseguiu melhor flexibilidade em comparação com a primeira. A diferença é que a viga em I longitudinal intermediária não usa uma placa de reforço soldada às colunas compósitas. Um método inovador é desenvolvido adicionalmente para empregar um sistema de preensão por cavilha capaz de ser encaixado na superfície das colunas compósitas, um tipo de preensão por cavilha de conexão às colunas tem a capacidade de executar movimentos ilimitados, permite ser colocado em qualquer lugar a partir do topo para o fundo da altura da coluna entre os níveis de cremalheira, ou até mesmo pode ser movido para outros níveis e outras baías. Durante colocação de tubo na fase de pós erguimento, o cenário mais frustrante e desafiador experimentado pela equipe de erguimento é quando um tubo ou tubos são movidos ou realocados para uma nova posição com uma viga vazia para apoiar o tubo ou tubos realocados, que, certamente, requer trabalho de suporte com trabalhos de soldagem de campo massivo. A invenção de uma cremalheira de tubo cabeada emprega um método de preensão por cavilha que vai seguir o movimento do tubo ou dos tubos que quando realocados em qualquer lugar dentro da cremalheira de tubo cabeada em um determinado momento, este pode ser instalado instantânea e precisamente para suportar um tubo ou mais tubos realocados sem uma granalha única do trabalho de soldagem do campo. Esta é uma inovação de soluções indisputável para resolver uma dor de cabeça interminável de movimentos de tubo que está acontecendo de vez em quando durante a colocação de tubos em cada projeto da refinaria. A invenção de uma cremalheira de tubo cabeada elimina absolutamente todos os argumentos sérios no local do projeto, pois não há mais nada a ser contestado; a solução não tem qualquer impacto para as horas de trabalho humano, cronograma do projeto e custo. A resistência de projeto e a capacidade do sistema de preensão por cavilha é determinada pelo cálculo de engenharia.

[0026] A invenção tem desenvolvido e empregado adicionalmente flanges de tubos soldados na oficina para ambas as extremidades de cada comprimento da coluna de aço, exceto para a extremidade inferior que emprega uma placa de base furada apropriada para a montagem no pedestal, em cada extremidade de um comprimento de uma coluna fabricada na oficina permite que um flange simples se forme unindo-se por cavilha das colunas durante a fase de montagem e erguimento, no topo de cada coluna erguida é temporariamente cegada com flange de placa de aço com cavilha junto com o flange de recepção Quando uma súbita mudança de projeto, que, levantada, exige uma extensão para cima da cremalheira de tubo cabeada, a equipe de erguimento vai simplesmente fazer uma atividade livre de estresse para executar a ordem de alteração a qualquer momento por simplesmente remover a tampa em cavilha e permitir que os novos conjuntos de colunas fabricadas e armações a serem unidas imediatamente usando um flange que se forma por conexão em cavilha para todas as colunas afetadas sem granalha única de trabalho de soldagem em campo, então o trabalho inteiro adicional será feito em conformidade seguindo os mesmos procedimentos de erguimento. Isto é, um simples unidor de colunas é feito com alguns minutos de exercício apenas pela equipe de erguimento, mas dificilmente lutou em um trabalho de cremalheira de tubo convencional.

[0027] Uma miscelânea de componentes não estruturais de cremalheiras de tubos é conectada ao sistema estrutural principal através do enganchamento por conexão em cavilha, por exemplo, passadiços, bandejas de cabos, poço de escada, escadas de saída, meio suporte de tubos menores. Montagem de enganchamento não estrutural será desenvolvida de modo independente para acomodar requisitos individuais de projeto. Tal desenvolvimento poderia prosseguir pelo uso de abordagem convencional ou inovadora para fazer parte desta invenção com potenciais emendas futuras para prover itens não estruturais.

[0028] A invenção é totalmente inédita para a indústria, uma revelação de soluções técnicas vista como provendo maiores benefícios à indústria por economizar tonelagem de aço estrutural, tempo e dinheiro durante fase de projeto de engenharia, fase de fabricação em oficina e, finalmente, fase de erguimento no local. Com exceção de suas grandes economias comerciais, a invenção tem demonstrado adicionalmente como as questões difíceis e complicadas importam em uma cremalheira de tubo convencional e se tornam transformadas em uma coisa simples.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0029] A figura 1 é uma vista em perspectiva mostrando armação estrutural de cremalheira de tubos cabeados com cremalheira de 5 níveis, cabos de tração ancorados em ambas as extremidades usando estruturas de Ancoragem Tipo 1 (reforçadas diagonalmente) localizadas em ambas as extremidades de um comprimento de cremalheira.

[0030] A figura 2 é uma vista em perspectiva mostrando armação estrutural de cremalheira de tubos cabeados com cremalheira de 7 níveis, cabos de tração ancorados em ambas as extremidades usando estruturas de Ancoragem Tipo 2 (reforçadas verticalmente) localizadas em ambas as extremidades de um comprimento de cremalheira.

[0031] A figura 3 mostra um perfil longitudinal de cremalheira de tubos cabeados com cremalheira de 5 níveis, cabos de tração ancorados com uso de estruturas de Ancoragem Tipo1 (reforçadas diagonalmente) localizadas em ambas as extremidades de um comprimento de cremalheira.

[0032] A figura 4 mostra um perfil longitudinal de cremalheira de tubos cabeados com cremalheira de 7 níveis, cabos de tração ancorados com uso de estruturas de Ancoragem Tipo2 (reforçadas verticalmente) localizadas em ambas as extremidades de um comprimento de cremalheira.

[0033] A figura 5 mostra uma seção transversal de cremalheira de tubos cabeados com cremalheira de 5 níveis. Os desenhos mostram um trajeto de tubo livre com um elemento sem reforço. Tubos serão colocados ininterruptamente ao longo do trajeto de tubo, uma vista longa desejada pelos Engenheiros de Tubulação.

[0034] A figura 6 mostra uma seção transversal de cremalheira de tubos cabeados com cremalheira de 7 níveis. Ela tem todas as características mesma, funções e benefícios da Figura 5. A invenção ilustra ainda que, mesmo quando a cremalheira está ficando mais alta, elementos de reforço ainda não providos e o trajeto do tubo ainda desfruta de um ambiente sem choque em condição estável.

[0035] A figura 7 mostra um desenho ampliado de estruturas de Ancoragem Tipo 1 (reforçadas diagonalmente). A figura geométrica proveu um elemento da diagonal contra a forças para puxar a tração dos cabos.

[0036] A figura 8 mostra um desenho ampliado de estruturas de Ancoragem Tipo 2 (reforçadas verticalmente). O reforço vertical é primariamente usado como estrutura de ancoragem para a maioria das cremalheiras de 7 níveis ou mais fortemente carregadas, especialmente em locais de projetos de fortes ventos e elevadas forças sísmicas, quando uma estrutura de ancoragem diagonalmente reforçada não mais resiste.

[0037] A figura 9 mostra um desenho ampliado de uma Viga em I a uma união de viga em I usando uma conexão por cavilha simples apenas localizada a uma distância mínima de 600 mm a partir da face da coluna. Os dois seguimentos da viga em I transversal, o corte e a área principal são do mesmo tamanho e especificação do material, uma vez unido, se torna um comprimento completo da viga em I principal transversal.

[0038] A figura 10 mostra um desenho ampliado de uma Viga em I cortada completamente soldada à Junta de Coluna, isto é um item soldado em oficina antes da entrega do local. Este desenho ilustra uma aplicação genuína de uma Conexão de Momento de Encastramento em uma junta de coluna usando 3 enrijecedores de anel completamente soldados à coluna e servindo como um receptor da viga em I cortada.

[0039] A figura 11 mostra desenho ampliado de Placas de Ligação com furos de fendas totalmente soldados aos enrijecedores de anel de Coluna como um item soldado em oficina. Placas de Ligação proveem cabos de tração colocados em cada nível de cremalheira.

[0040] A figura 12 mostra um desenho ampliado de Barras de Reforço Falsas plantadas no pedestal de concreto com altura mínima de 1,0 metro passando através do furo da placa de base para permitir que uma coluna sólida de concreto produza, desse modo, uma conexão totalmente rígida na base. A abordagem inventiva para usar barras falsas substituiu completamente o uso de cavilhas de Âncoras de alta resistência convencionais normalmente enormes em tamanhos e números para apoiar a placa de base no pedestal de concreto, as cavilhas de âncora mostradas no desenho serão provavelmente apenas para fins de erguimento.

[0041] A figura 13 mostra um desenho típico de viga em I longitudinal primária instalada ao nível da cremalheira para suportar tubos entrando e saindo da cremalheira de tubo cabeado. A conexão é apenas um pino simples às colunas, ele pode ser realocado em qualquer lugar ao longo do nível da cremalheira quando em caso de mudanças de locais de tubos.

[0042] A figura 14 mostra um desenho típico de viga em I longitudinal intermediária instalada entre níveis de cremalheiras, isto emprega um sistema de preensão por cavilha simples de conexão às colunas, isto permite ser colocado em qualquer lugar a partir do topo até o fundo da altura da coluna entre níveis de cremalheira, ou pode ser até mesmo movido a outros níveis e outras baias a qualquer dado tempo, uma banda de borracha ou de material equivalente poderia ser colocado entre a junta para evitar contato direto de superfícies de aço para minimizar acúmulo de ferrugem.

[0043] A figura 15 mostra haste de tração de cabo com manilha para servir de reforço cruzado plano (ver figura 15) para resistir a forças torcionais aplicadas no flange de topo da viga principal devido a forças de ancoragem e atrito de tubos, e que será enganchado na localização desejada dentro do conjunto de cremalheira, projeto detalhado e conexão tipo fixada serão desenvolvidos para conformar com requisitos de tubulação.

[0044] A figura 16 é um cabo guia provisório usado durante erguimento de quadros transversais ancorados às laterais do pedestal de concreto ao longo do eixo geométrico longitudinal usando um conjunto de tipo de pino de extremidade de anel pré-incorporado aos lados do pedestal de concreto durante o preenchimento do concreto.

DESCRIÇÃO DETALHADA E MELHOR MODO DE IMPLEMENTAÇÃO

[0045] A invenção busca reorganizar as coisas. Uma cremalheira de tubos cabeados 10 e 10a, como mostrada nas figuras 1 e 2, funcionará de modo totalmente similar à cremalheira de tubos convencional, mas com uma composição estrutural, aparência física e métodos de criação muito diferentes.

[0046] A invenção é um conjunto inteligente de elementos estruturais significativos montados de modo a formar uma armação estrutural simplesmente constituída de materiais de construção localmente disponíveis, como: coluna de aço oca tubular 11 (seção circular, quadrada, retangular e hexagonal), com enrijecedores de aço de anel 23 uma placa de base 12 com um furo cortado com o mesmo tamanho e abertura da coluna tubular oca, uma haste de cabo de tração 13 com manilha 14 em uma extremidade e tensor na outra extremidade, uma viga em I transversal de corte 17 soldada à coluna compósita, a viga em I transversal principal 15, uma viga em I longitudinal primária 16, uma viga em I longitudinal intermediária 27 com sistema de conexão por preensão 26 à coluna compósita, barras de aço falsas 32, e um material misturado com concreto A composição de materiais acima, os métodos de injeção e funções colaborativas de cada elemento formando o sistema estrutural resultaram na produção de uma armação estrutural mais robusta de estrutura de cremalheira de tubos com quantidade muito menor de tonelagem de aço envolvida, muito mais fácil de ser projetada, fabricada e erguida.

[0047] Durante o erguimento do local da cremalheira de tubos cabeados, estruturas de ancoragem têm que ser primeiro estabelecidas, tendo que ser erguidas em locais determinados e preenchidas com concreto antes dos quadros para se ter tempo suficiente de cura, o concreto tendo que ser curado antes de qualquer trabalho de ancoragem ser executado. Antes do erguimento de quadros no local, cada armação é montada por cavilhas de itens fabricados de colunas e vigas juntos em uma posição de disposição nivelada a montagem podendo ser feita sobre cada uma peça caso a cremalheira só tenha 3 níveis ou menos, ou poderia ser feita com 2 ou 3 segmentos, dependendo do tamanho e altura de quadro transversal, o ponto de corte ficando no ponto de união das colunas onde um flange com cavilha simples ao flange de união é empregado. O guindaste com lança com cunha será uado para içar os quadros montados como um todo ou por segmentos para uma posição desejada, com guias temporárias com tensor sobre ambos os lados de quadro serão usadas durante erguimento para manter os quadros içados em alinhamento vertical.

[0048] Uma vez que todos os quadros transversais para um comprimento de cremalheira tenham sido erguidos e alinhados, hastes de cabo de tração horizontal permanente com tensor são instaladas em cada nível de cremalheira para interconectar uma série de quadros transversais totalmente às estruturas de ancoragem, o apero horizontal de cabos de tração sendo determinado por cálculo de engenharia destinado a estabilizar movimentação lateral potencial de quadros transversais em aplicações de carga máxima. Uma vez que os quadros estejam totalmente ancorados e inspecionados, grades estruturais de concreto são preenchidas nas colunas de aço ocas dos quadros, o procedimento de despejo de concreto e requisitos de cura sendo desenvolvidos separadamente de acordo com normas industriais e práticas de construção.

[0049] O sistema estrutural da cremalheira de tubos cabeados é um conjunto de 6 componentes principais para manter o sistema estrutural totalmente funcional. Cada componente é ilustrado abaixo com suas respectivas e colaborativas funções que transformam esta inovação em coisa real. Esta invenção é vista como uma mudança da face de refinaria de óleo, usina de gás, usina de gás natural liquefeito, usina petroquímica, usina química, usina de processamento de minérios, e usinas elétricas PRIMEIRO COMPONENTE (figuras 5 e 6) Quadros transversais rígidos constituídos por: a) Coluna de seção de aço oca com conexão rígida de suporte fixo na base- A invenção está associada uma seção de aço tubular oca 11 (seção circular, quadrada, retangular e hexagonal) como material mais apropriado para ser usado como colunas permitindo uma tecnologia de coluna compósita governar. A intenção inventiva de usar seção de aço oca é produzir uma conexão totalmente rígida na base, simplesmente pelo emprego de cavilhas barras falsas 23 implantadas no pedestal de concreto 21 (ver figura 12) passando totalmente através de uma abertura de furo recortada da placa de base 12 para dentro da coluna de aço oca. Uma média de 4 cavilhas de âncora 31 é suficiente para suportar as colunas durante o período de erguimento, uma vez que os quadros estejam instalados e alinhados, concreto de grade estrutural será despejado para permitir coluna compósita mais robusta com total rigidez na base onde reforços verticais não são mais necessários no nível do solo produzindo, assim, um trajeto de tubo sem reforço.

[0050] A invenção de uma conexão rígida pode garantir a obtenção de 100% de estabilidade lateral no nível de base com suficiente fator de segurança, produzindo uma conexão de base rígida genuína de quadro transversal, exigindo apenas espessura mínima de placa de base, placa enrijecedora mínima e menor quantidade de cavilhas de âncora. Quando forças de momento aplicadas à base são suficientemente grandes, engenheiros estruturais projetariam simplesmente maior diâmetro de colunas de aço ocas juntamente com barras de aço falsas exigidas calculada para produzir uma capacidade de momento maior do que as foças aplicadas. Adicionalmente, cálculo de engenharia é muito mais simples de ser executado, economizando muito tempo na oficina de fabricação, e o trabalho de erguimento se torna mais simples com apenas 4 cavilhas de âncora necessitando ser apertados.

[0051] Para manter a coluna compósita atuando como uma coluna, conectores de cisalhamento são empregados para serem soldados à face interna da coluna oca acessível à soldagem, o tamanho e espaçamento de conectores sendo determinados por cálculo de engenharia. Provisão de reforço de aço ser aplicado às barras falsas no interior da coluna de aço é opcional, ou será determinada por cálculo, e métodos de colocação de barra sendo desenvolvidos separadamente de acordo com as práticas e padrões da indústria. Coluna de aço tubular oca pode ser facilmente unida verticalmente pelo uso de conexões aparafusas de flange com flange, a união podendo variar do mesmo tamanho de colunas superpostas umas às outras, ou uma redução de tamanho de coluna pode ser realizada no nível superior. b) Conexões de momento de encastramento de juntas de viga com coluna. (Figura 9 e 10). A inovação empregou uma viga em I transversal cortada 17 de 600 mm de extensão para ser soldada diretamente à face a coluna 11. Este arranjo obteve total rigidez nas juntas de viga e colunas, produzindo, desse modo, quadros transversais completamente enrijecidos, através de enrijecedores de anel 23 dispostos alinhados com flanges de viga em cada nível de cremalheira, enrijecedores de anel adicionais serão colocados no meio quando viga maior for usada, a viga transversa principal sendo unida na outra extremidade da viga em I cortada 17 a 600 mm fora da face da coluna 11 (ver figura 10) que exigem apenas um projeto de conexão mais simples devido a sua localização de ponto de união segura.

[0052] Conexões de juntas totalmente soldadas de viga e colunas produzem capacidade de total de momento de encastramento para todas as juntas dos quadros transversais, elimina a provisão de reforços verticais nos níveis superiores da cremalheira de tubos cabeados, assim produzindo em um trajeto de tubo sem reforço nos níveis superiores. Antes da dispensação para o local, a viga em I transversal cortada é completamente soldada à coluna de aço oca como um item fabricado.

[0053] Os quadros transversais de cremalheira de tubos cabeados reivindicados (ver figuras 5 e 6) serão todos erguidos no local por conexões com cavilha simples, mas obtendo total capacidade de momento de juntas, sem nenhum trabalho de soldagem de granalha de campo no local. Cálculo de engenharia e análise e carga são satisfeitos sem desencontros técnicos, sem desvios e concessões à especificação do projeto, uma demanda 100% compatível com requisito de engenharia e satisfação das demandas de construtividade.

SEGUNDO COMPONENTE,

[0054] Estruturas de âncora (ver figura 7 e 8) - desempenham um dos mais inovadores papéis da invenção, por ser onde todas as cargas laterais serão neutralizadas e resistidas. Estruturas de âncora 19 e 20 servem como pontos de âncora para todos os cabos de tração 13, estas estruturas sendo estrategicamente localizadas em ambas as extremidades de cada comprimento total de conjunto de cremalheira de tubos cabeados. Estes são apenas dois tipos principais destacados, mas a invenção não está limitada a: Tipo 1 (ver figura 7) para prover cremalheiras de tubos de 6 níveis ou menos, e Tipo 2 (ver figura 8) para prover 7 níveis de cremalheiras de tubos e mais, outros tipos podendo ser desenvolvidos dentro do contexto do Tipo 1 e 2. Estruturas de âncora são projetadas para suportar estabilidade longitudinal contra cargas de âncoras. Estruturas de âncora têm, primeiro, que ser estabelecias durante erguimento no local da cremalheira de tubos cabeados, necessitando ser erguidas em determinados locais e ser preenchidas com concreto de grade estrutural antes dos quadros, para haver tempo suficiente de cura de concreto. O concreto deve estar curado antes de qualquer atividade de ancoragem. Cálculos de engenharia validará a rigidez lateral das estruturas de âncora para o Tipo 1 e 2. No entanto, quando uma cremalheira de tubo cabeado com sub- ramificação é relativamente pequena com tamanho inferior a 3 níveis e um pouco carregada, fixação simples similar à fixação de erguimento 28 será o suficiente para ser usado como âncoras na outra extremidade usando uma ancoragem de concreto.

[0055] Tipo-1, estruturas de âncora reforçadas diagonalmente (figura 7) 19 - são produzidas pelo mesmo projeto e materiais do quadro transversal, o conjunto sendo constituído por um quadro vertical 191 localizado na última fila de um quadro diagonal 192 inclinado para posição externa, com os dois tendo uma junta comum na borda de topo soldada através de uma placa de conexão 193. Para completar a estrutura de ancoragem, as vigas em I de pequeno tamanho 194 são instaladas em cada nível de cremalheira para reforçar o conjunto de ancoragem ao longo eixo geométrico longitudinal adotando a mesma estratégia de conexão de junta. Placas de ligação 195 com furos fendilhados para prover conexão por pino de cabos de tração são providas em cada nível de cremalheira da estrutura de ancoragem. Estratégia de montagem e erguimento é similar à dos quadros transversais.

[0056] Tipo 2, estruturas de âncora de reforço vertical (figura 8) 20- são feitas com o mesmo projeto e materiais do quadro transversal, a composição sendo feita de pelo menos duas filas de quadros transversais verticais 201, 202, conectados um ao outro com vigas em I de pequeno tamanho 203 em todos os lados longitudinais em cada nível de cremalheira, reforços cruzados diagonais 204 usando seção em H de pequeno tamanho para ser instalada entre níveis de cremalheira do topo do pedestal até o nível de topo, reforços transversais usam apenas uma conexão de junta do tipo presa para placas de ligação 205. Placa de ligação de âncora 206 é similar à placa de ligação 18. O conjunto e a estratégia de erguimento são similares à dos quadros transversais.

TERCEIRO COMPONENTE (Figura 9),

[0057] Haste de cabo de tração com manilha em uma extremidade e com tensor na outra extremidade 13 e 14 - Este componente é um da parte mais dramática da inovação e um atrativo para o sistema estrutural. A presente invenção inova ainda os suportes laterais usando hastes de cabo de tração 13 substituindo as seções de viga em I convencionais originalmente usadas por cremalheira de tubo convencional como esteios longitudinais para interconectar a série de quadros transversais ao longo do eixo geométrico longitudinal. Razões credíveis são, primeiramente, evidentes que quando todos os tubos estão completamente instalados na cremalheira de tubos, ele basicamente auxilia a enrijecer o eixo geométrico longitudinal do trajeto de tubo e relativamente suporta os quadros transversais contra qualquer movimentação de quadro individual. Em segundo lugar, os arranjos de interconexão de vários tubos atados às vigas em I transversais está provada para prover reforço dos quadros transversais que ajudam significativamente a alcançar estabilidade longitudinal do conjunto de cremalheira de tubos. Em último lugar, a invenção recebe o benefício estrutural da robustez de quadros transversais que requerem apenas suporte mínimo longitudinal. Tamanho e resistência de material de cabo de tração, manilha, tensor e placas de ligação serão determinados por cálculo de engenharia.

[0058] Durante erguimento de quadros transversais guias são temporariamente usadas para manter os quadros alinhados em posições verticais, isto podendo ser feito pelo emprego de uma ou mais âncoras de conjunto de tipo de pino de extremidade de anel 29 embutidas na porção lateral de pedestal de concreto 21 (ver figura 12) nos locais em que a guia de erguimento deve ser conectada por pino usando manilha. Quando todos os quadros estão eretos e completamente instalados em posição final, hastes de cabo de tração serão agora instaladas horizontalmente em todos os níveis da cremalheira para finalmente interconectar quadros ao longo de toda a extensão às estruturas de ancoragem. Cada comprimento de cabo localizado em cada baía suportando os quadros é conectado por pino nos furos entalhados de placas de ligação e, na outra extremidade, tensor está empregado para controlar alinhamento incremental.

[0059] A prática na indústria permite que uma cremalheira de tubos convencional tenha um comprimento máximo de 50 metros para permitir expansão termal durante condição operacional e liberar energia durante ações sísmicas. Interessantemente, conjunto de cremalheira de tubos cabeados tem um potencial de atingir 100 metros, devido à expansão termal ser controlada individualmente por furos entalhados dentro das placas de conexão sobre cada quadro e, do mesmo modo, energia sísmica ser liberada diretamente dentro dos furos entalhados. Caso 100 metros de extensão sejam adotados, pelo menos 2 quadros de mesma distância são suportados com guia de tensão diagonal para reduzir cargas de tensão nos pontos de âncora principais.

QUARTO COMPONENTE,

[0060] Material de concreto- é um elemento chave usado para o sistema estrutural que ajuda a produzir elemento vertical sólido robusto. O confinamento do concreto dentro de uma seção de tubo de aço representa um papel importante no aumento de forças de concreto estrutural compressivas de aproximadamente 60%, tornando, assim, uma coluna compósita em um elemento vertical robusto. Concreto de grade estrutural é despejado nas colunas de aço ocas após todos os quadros transversais terem sido eretos, perfeitamente alinhados, estáveis verticalmente e totalmente ancorados às estruturas de ancoragem. Após o concreto ser curado, a cremalheira de tubos cabeados produz quadros transversais robustos com total rigidez na base das colunas, física e teoricamente provados como altamente resistentes a forças laterais em ambas as direções transversal e longitudinal. Concreto misturado, exigência de cura, procedimento e métodos de despejo serão desenvolvidos consequente e separadamente para ajuste a exigências de projeto.

QUINTO COMPONENTE

[0061] Vigas em I longitudinais móveis (ver figuras 13 e 14) - Outro elemento importante da invenção está empregando dois tipos de vigas em I longitudinais móveis destinadas para suportar requerimentos de tubulação para lidar com tubos entrando e saindo do trajeto de tubo, uma é a viga em I longitudinal primário 16 a ser colocada dentro do nível de cremalheira, e a viga em I longitudinal intermediária 27 a ser colocada entre os níveis de cremalheira. A viga em I longitudinal primária é instalada por uma conexão em cavilha simples apenas na placa de ligação 18 das colunas compósitas, ela irá substituir um cabo de tensão 13 em uma baía particular quando uma viga em I longitudinal é necessária para suportar um tubo ou tubos entrando ou saindo transversalmente do trajeto de tubo em apenas níveis de cremalheira. Isto pode ser recolocado para qualquer baía ao longo do nível de cremalheira em qualquer dado momento, sem um único trabalho de soldagem de granalha de campo.

[0062] Da mesma forma, a viga em I longitudinal intermediária 27 a ser colocada entre os níveis da cremalheira tem maior flexibilidade em comparação com a primeira. A invenção desenvolveu-se ainda para empregar um sistema de conexão de preensão por cavilha 26 capaz de ser encaixada na superfície das colunas compósitas, tem a habilidade de executar movimentos ilimitados, permite ser colocado em qualquer lugar a partir do topo para o fundo da altura da coluna entre os níveis de cremalheira, ou até mesmo pode ser movido para outros níveis e para outras baías. Durante a fase de pós erguimento no tubo, o cenário mais frustrante e desafiador experimentado pela equipe de erguimento é quando há uma alteração no projeto de um tubo ou tubos são movidos ou realocados para uma nova posição com uma viga vazia para suportar o tubo ou tubos realocados, que certamente requerem trabalho de suporte com trabalhos de soldagem de campo massivo. A invenção de uma cremalheira de tubo cabeado empregando um método de preensão por cavilha vai seguir o movimento do tubo ou tubos quando realocados para qualquer lugar dentro da cremalheira de tubo cabeado, em qualquer dado momento, ela pode ser instalada imediatamente e precisamente para suportar um tubo ou tubos realocados sem um único trabalho de soldagem de granalha de campo. Esta é uma inovação inquestionável de solução para resolver uma dor de cabeça interminável de movimentos de tubo que está acontecendo de vez em quando durante o tubo que fica em cada projeto da refinaria. A invenção de uma cremalheira de tubo com elimina absolutamente todos os argumentos sérios no local do projeto, porque não há nada mais a ser contestado; a solução não tem qualquer impacto para horas de trabalho humano, cronograma do projeto e custo.

SEXTO COMPONENTE,

[0063] Componentes variados - São componentes não estruturais a serem desenvolvidos como um conjunto de enganchamento separado para satisfazer requisitos de projeto individuais e que são conectados usando o tipo fixado em localizações desejadas durante a erguimento no local. Durante o desenvolvimento do projeto, a resistência de componentes não estruturais não será calculada, todos os desenhos detalhados de componentes variados são simplesmente desenvolvidos usando desenhos padronizados aceitos pela indústria. Cargas de entrada extras devido a estes componentes são consideradas na análise de carga do conjunto de cremalheira principal.

[0064] O conjunto de enganchamento de componentes variados de cremalheiras de tubos é listado abaixo: a) Extensão para cima da coluna- qualquer mudança possível do projeto durante a fase de engenheiramento ou na fase de pós erguimento será simplesmente conectada por um flange com cavilha ao método de flange de união na extremidade de topo da coluna, o flange receptor 25 que está temporariamente cegado com um flange de placa de aço já está sendo provido pelo conjunto estrutural como soldado na oficina à extremidade de topo da coluna de aço está pronto para receber qualquer extensão de coluna em qualquer dado momento sem um único trabalho de soldagem de granalha de campo. b) Torre de escada principal, passadiço e escada de acesso vertical para acesso operacional, manutenção e saída de emergência, serão facilmente enganchados por conexão fixada única ao conjunto de cremalheira principal, o projeto detalhado e conexão de tipo fixo sendo desenvolvidos consequentemente para satisfazer requisitos de engenharia mecânica. c) Plataformas para equipamento mais leve serão fabricadas e enganchadas ao local desejado dentro do conjunto de cremalheira, o projeto detalhado e conexão do tipo fixo sendo desenvolvidos consequentemente para satisfazer requisitos de engenharia mecânica. d) Suporte de enganchamento intermediário para tubos menores para suportar seu arqueamento entre vãos regulares, para ser fabricado e enganchado em localizações desejadas dentro do conjunto de cremalheira, o projeto detalhado e conexão do tipo fixo sendo desenvolvidos consequentemente para satisfazer requisitos de projeto. e) Reforço cruzado de plano 30 (ver figura 15) empregou cabo de tensão com tensor para resistir a forças tensionais aplicadas no flange de topo da viga em I transversal principal devido a forças na âncora de tubo e de atrito, será instalada no local desejado, conforme resolvido pela equipe de tubulação, dentro do conjunto de cremalheira, o projeto detalhado e conexão do tipo fixo sendo desenvolvidos consequentemente para satisfazer requisitos de tubulação.

Claims (4)

1. Conjunto de armação estrutural de uma cremalheira de tubos cabeados, caracterizadopelo fato de que compreende: a) um suporte completamente rígido na base empregando barras falsas conectando o pedestal de concreto (21) e a coluna compósita; b) uma placa de base (12) de aço com uma abertura de furo do mesmo tamanho que a coluna oca para permitir que as barras falsas e concretagem passem através; c) uma coluna de seção de aço oca (11), por exemplo, circular, quadrada, e retangular para ser enchida com concreto para produzir a coluna compósita após alinhamento e ancoragem serem verificados; d) uma viga em I cortada (17) com um mínimo de 600 mm a um máximo de 1000 mm em comprimento para ser completamente soldada aos enrijecedores de anel de coluna para produzir uma conexão de momento final completa genuína da viga principal transversal na junta de coluna; e) enrijecedores de anel (23) de coluna são conectados por soldagem completa à coluna de aço oca e servem como um conector para a viga em I cortada; f) estruturas de âncora (19, 20) para servir como pontos de ancoragem de cabos de tração (13) horizontais estrategicamente localizados em ambas as extremidades de cada comprimento de cremalheira de tubos, onde as estruturas de âncora compreendem colunas de aço ocas enchidas com concreto e são reforçadas para resistirem à cargas de ancoragem; g) cabo de tração (13) horizontal com manilha (14) em uma extremidade e tensor na outra extremidade, os cabos horizontais conectando todos os quadros laterais um ao outro e às estruturas de ancoragem, de modo a servir como suporte lateral para todos os quadros transversais (201, 202) até às estruturas de ancoragem, onde os quadros transversais compreendem duas colunas de aço ocas enchidas com concreto, vigas em I cortadas e vigas transversais principais; h) uma viga em I intermediária (27) longitudinal para suportar tubos entrando e saindo da cremalheira de tubo que é capaz de ser instalada em qualquer lugar dentro da altura de coluna usando simplesmente um conjunto de grampo aparafusado às duas colunas contíguas; e i) um flange cego receptor (25) localizado na extremidade superior da coluna de aço oca projetada para receber extensão para cima da cremalheira de tubo cabeado empregando um flange com cavilha (26) simples a uma conexão de flange das colunas de aço ocas.

2. Método para erguer um conjunto de armação estrutural de uma cremalheira de tubos cabeados como definida na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: a) estruturas de âncora (19, 20) devem primeiro ser estabelecidas por erguimento em locais designados e as colunas de aço ocas devem ser concretadas antes dos quadros transversais (201, 202) para dar tempo suficiente de cura do concreto; b) os quadros transversais (201, 202) serão erguidos como um todo ou por segmentos e devem ser suportados por estaiamento com 4 ou 8 nós amarrados às âncoras circulares embutidas nas porções laterais do pedestal de concreto para manter os quadros em posição vertical; c) cabos de tração (13) horizontais permanentes devem apenas ser instalados se o concreto despejado nas estruturas de âncora já estiver curado e pronto para resistir a forças de ancoragem; cabos de tensão horizontais permanentes devem apenas ser instalados de uma extremidade de estruturas de âncora (19, 20) ao primeiro quadro transversal até o último quadro e finalmente à outra extremidade da estrutura de âncora apenas após todos os quadros transversais estarem completamente erguidos e perfeitamente alinhados; e d) extensão para cima da cremalheira de tubo cabeado é executada ao remover a cobertura cega do flange de recepção (25) na extremidade superior da coluna de aço oca e instalar a nova extensão de coluna de aço oca com um flange com cavilha (26) simples para apenas uma conexão de flange.

3. Método para produzir pedestal de concreto com o conjunto de armação estrutural de uma cremalheira de tubos cabeados como definida na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: a) barras falsas (23) para colunas de aço ocas devem ser interconectadas às principais barras de aço do pedestal; b) um mínimo de 4 parafusos de ancoragem a serem usados durante a fase de erguimento de quadros transversais deve ser embutido e interconectado às barras principais do pedestal; c) âncoras circulares para fornecer estaiamento diagonal devem ser embutidas diagonalmente a ambos os lados do pedestal ao longo do eixo geométrico longitudinal da cremalheira de tubos a uma distância de 150 mm abaixo do topo do pedestal; e d) concreto deve ser despejado no pedestal apenas se os itens 3a a 3c estiverem completamente instalados.

4. Método para produzir uma armação estrutural robusta de uma cremalheira de tubos cabeados como definida na reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende: a) concreto deve ser despejado nas colunas de aço ocas de quadros transversais uma vez que os cabos de tensão horizontais permanentes estejam completamente instalados para manter todos os quadros transversais de uma extremidade da estrutura de âncora à outra extremidade; e b) o concreto despejado nas colunas de aço ocas de quadros transversais deve ser curado antes de qualquer colocação de tubos e cargas de equipamentos à cremalheira de tubos.

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