CN104627330B - 一种特大型储罐的施工平台系统的正装施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种特大型储罐的施工平台系统的正装施工方法，所述施工平台系统包括已安装的储罐的浮顶以及与其配合使用、固定在罐壁板上的施工平台，两者通过爬梯连接，所述施工平台分设罐体的内、外两侧，包括在罐体内侧的悬臂支架平台和间隔分布在罐体外侧的附壁滑动架。其正装施工方法包括，罐底板的组对焊接施工，以悬臂支架平台和附壁滑动架配合浮顶的罐壁板的组对焊接施工。本发明设计了与浮顶配合使用的悬臂支架平台和附壁滑动架，客服了高空利用吊车反复拆卸的弊端，只利用附壁滑动架提升平台和进行罐壁固定，节省了部分吊装台班，浮顶上升到位置后提高后续几圈壁板的安装速度并减少高空作业的时间，发挥自动焊接的优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种施工平台系统的施工方法，特别是一种特大型储罐的施工平台系统并利用浮顶充水水浮的正装工法。
背景技术
储罐制作安装中的充水水浮正装工法是一种成熟的施工工艺，是以浮顶作为主施工平台，浮顶面积大而且施工安全，外部施工平台由抗风圈做成临时吊兰平台，节约了平台用料又方便了抗风圈安装，浮顶之上旋转扒杆和吊具可以临时随机吊装钢板和重物方便安装和节省吊车台班，充水是分段进水，上水曲线缓慢，使罐基础受载均匀，同时减少了充水的工序，使得罐体水压试验及沉降观测、严密性试验同步进行，浮顶升到顶时各项试验已经完毕罐体安装完成，放水下降的同时进行罐体内外除锈防腐，缩短了工期时间，减少了高空作业，整套工艺安装成本少经济可靠。
但水浮正装工法在实际施工中也存在一些问题，由于充水受条件限制浮盘起升缓慢，若以300吨/小时离心水泵打水，按10万立方特大型储罐为例，每升高一米需要4760吨水。每层壁板的高度为2.4米左右，浮顶升到一层半壁板高度（即3.6米左右）需要17145吨水，为达到目的则需要不间断加水58个小时，加上水量的损耗，因此最少要3天工期。也就是说浮顶在起升至预定位置时，整个罐体施工是处于暂停的状态。并且由于特大型储罐的内浮顶制作安装周期也很长，大约需要一个多月的时间，因此在浮顶制作未好之前罐壁是不能施工的，要等浮顶制作完毕升到指定位置时才能罐壁板的组对焊接，大大的增加了施工周期，容易出现误工情况，并且浮顶连接外壁的吊兰平台妨碍自动焊作业，不利于大型板材的安装。
发明内容
本发明的目的是提供一种特大型储罐的施工平台系统的正装施工方法，要解决现有的水浮正装工法存在浮盘起升缓慢、工期长、不利于大型板材安装的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种特大型储罐的施工平台系统，包括已安装的储罐的浮顶以及与其配合使用、固定在罐壁板上的施工平台，两者通过爬梯连接，所述施工平台分设罐体的内、外两侧，包括在罐体内侧的悬臂支架平台和间隔分布在罐体外侧的附壁滑动架。
所述悬臂支架平台与罐壁板形成直角三角形，悬臂支架平台包括平台框、斜撑杆和面板，面板铺设在平台框上，所述平台框和斜撑杆的远罐端固定连接，所述平台框的近罐端通过端部上固定的插板与罐壁板上预设的连接插槽插接，所述斜撑杆的近罐壁端通过端部上固定的垫板与罐壁板靠紧。
所述平台框的远罐端的上侧间隔设有护栏插管，护栏插管中插装有护栏杆，所述护栏杆上设有定位销。
所述悬臂支架平台沿罐壁板内侧周长的2/3可拆卸设置。
所述附壁滑动架包括上人施工部、固定在上人施工部的顶端并伸出架体的“﹁”形定位防脱挂臂和定位防脱挂臂的下侧设有卡在罐壁板顶端的滚轮，所述上人施工部的近罐端设有使其在罐壁板表面滑动的导向轮。
所述上人施工部是由四根支腿、支腿间的水平连接框、对应四根支腿顶部的两个L形支架、L形支架与定位防脱挂臂之间设有的支撑斜杆a、L形支架与远罐的支腿之间设有的支撑斜杆b、L形支架3.1c与近罐的支腿之间设有的支撑杆3.9和两个L形支架之间设有的阶梯组成，所述水平连接框上设有上人面板。
一种特大型储罐的施工平台系统的正装施工法，施工步骤如下：
步骤一，罐底板的组对焊接施工；
步骤二，根据罐体环向的施工间距，在需要组对安装的罐壁板的内侧间隔焊接连接插槽，保证同一层的连接插槽在同一水平线上；
步骤三，将第一层罐壁板的第一块板与罐底板焊接在一起，并以第一块板为起点，向两侧同时安装，以此类推直至第一层罐壁板封闭；
步骤四，制作组装的悬臂支架平台，将插板与第一层罐壁板上设置的连接插槽插接，垫板与罐壁板靠紧，使悬臂支架平台牢固固定在第一层罐壁板上；
步骤五，在相邻的悬臂支架平台的平台框之间铺设面板做为临时操作面，面板与平台框之间用铁丝绑扎并固定；
步骤六，在悬臂支架平台的护栏插管中插入护栏杆，在护栏杆的顶部及中间位置的定位销上加设麻绳护栏并用绿色纱网围挡；
步骤七，在罐底板上安装浮盘组装式胎具架台，并在胎具架台上对浮顶进行组装；
步骤八，浮顶组装完毕后，采用离心泵对罐体进行充水，使浮顶升起，同时进行罐体第一层的质量指标检查；
步骤九，在悬臂支架平台上安装第二层罐壁板，将第二层罐壁板的第一块板与第一层罐壁板焊接在一起，并以第一块板为起点，向两侧同时安装，以此类推直至第二层罐壁板封闭；
步骤十，组装一组附壁滑动架，并间隔吊装挂在第二层罐壁板上；
步骤十一，将悬臂支架平台逐个拆除，在附壁滑动架上使用倒链绳索提升悬臂支架平台至第二层罐壁板处；
步骤十二，将插板与第二层罐壁板上设置的连接插槽插接，垫板与罐壁板靠紧，使悬臂支架平台牢固固定在第二层罐壁板上；
步骤十三，重复步骤九至步骤十二，附壁滑动架在组装时起到固定钢板和进出罐体的作用，悬臂支架平台则用来处理焊缝和进行缝隙微调的辅助施工，后续壁板以此类推组装，采用离心泵对已完成的罐体继续进行充水，使浮顶继续升起，同时进行已完成罐体的质量指标检查；
步骤十四，直到组装到第n层罐壁板时，浮顶起升到与待安装的罐壁板高度相当做为施工平台，工人在浮顶上进行剩余罐壁板的安装；
步骤十五，罐体附件的安装和检查。
所述焊接均使用自动焊机，并且自动焊接机安装在附壁滑动架上。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明适用于特大型立式钢制储罐，单体容积大于等于100000立方米，采用“正装法”进行施工。利用储罐外浮顶空心船舱浮盘自浮力，在充水大于浮顶自身重力之后使其向上浮动，并以此浮顶顶板表面作为操作平台，再在罐壁安装可拆卸悬臂支架平台，通过附壁滑动架将其拆卸提升跟随罐壁板升降而安装，以达到浮顶制作和浮顶起升时所等待的时间不被浪费，期间可以进行罐壁板的安装施工，使得各工序施工紧密相连同步进行。
本发明在保持充水水浮正装法优点的同时，将悬臂支架平台和附壁滑动架作为辅助，以浮顶充水起升作为操作平台结合自动焊的施工方法。本发明使得在浮顶制作安装期间，罐壁板的安装不被停顿，利用悬臂支架平台和附壁滑动架作为临时操作面继续施工，待浮顶施工完毕充水起升到指定位置，再利用浮顶作为操作平台，方便安全的的继续进行罐壁板施工，使储罐的各个工序，例如水压试验、沉降观测、基础分部预压等都可以与罐体安装同步进行，得以缩短工期、节约措施用料、加强焊接质量。
本发明设计了与浮顶配合使用的悬臂支架平台和附壁滑动架，相比单独使用脚手架平台措施，本发明将现有工法中沿罐内侧一周的两层环形架台改为一层悬臂支架平台，且仅有整个圆周2/3的长度，节省近一半的措施用料。
本发明设计了与浮顶配合使用的悬臂支架平台和附壁滑动架，客服了高空利用吊车反复拆卸的弊端，只利用附壁滑动架提升平台和进行罐壁固定，节省了部分吊装台班，浮顶上升到位置后提高后续几圈壁板的安装速度并减少高空作业的时间，发挥自动焊接的优势。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中悬臂支架平台的侧视结构示意图。
图3是安装在罐壁板上的连接插槽示意图。
图4是图1中附壁滑动架的三维示意图。
图5是图4的侧视结构示意图。
附图标记：1－罐底板、2－罐壁板、3－附壁滑动架、3.1－上人施工部、3.1a－支腿、3.1b－水平连接框、3.1c－L形支架、3.2－定位防脱挂臂、3.3－滚轮、3.4－导向轮、3.5－支撑斜杆a、3.6－支撑斜杆b、3.7－阶梯、3.8－上人面板、3.9－支撑杆、4－浮顶支柱、5－浮顶、6－悬臂支架平台、6.1－平台框、6.2－斜撑杆、6.3－垫板、6.4－插板、6.5－护栏插管、6.6－护栏杆、6.7－定位销、6.8－连接插槽、6.9－面板、7－自动焊机、8－爬梯。
具体实施方式
实施例是一种单体容积等于100000立方米的储罐其结构形式为船舱双盘外浮顶立式储罐，罐体直径Φ80m、罐体高度21.97m,罐体总重2062吨，其中外浮顶重476吨，罐壁共计九圈壁板。
参见图1所示，这种特大型储罐的施工平台系统，包括已安装的储罐的浮顶5以及与其配合使用、固定在罐壁板2上的施工平台，两者通过爬梯8连接，所述施工平台分设罐体的内、外两侧，包括在罐体内侧的悬臂支架平台6和间隔分布在罐体外侧的附壁滑动架3。
参见图2～3所示，制作沿罐内2/3圆周长度临时可拆卸提升安装的悬臂支架平台，这种所述悬臂支架平台6与罐壁板2形成直角三角形，悬臂支架平台6包括平台框6.1、斜撑杆6.2和面板6.9，面板6.9铺设在平台框6.1上，所述平台框6.1和斜撑杆6.2的远罐端固定连接，所述平台框6.1的近罐端通过端部上固定的插板6.4与罐壁板2上预设的连接插槽6.8插接，所述斜撑杆的近罐壁端通过端部上固定的垫板6.3与罐壁板靠紧。
护栏高度为1200mm，立杆栏杆间距800mm。所述悬臂支架平台的平台框和斜撑杆采用等边角钢、插板采用槽钢、垫板采用钢板焊接而成，连接插槽选用可插入插板的槽钢。在要组装的罐壁板内侧上按位置焊接固定和三角架型脚手角平台相连的连接插槽。以方便这种悬臂支架平台插进连接插槽固定。
参见图4～5所示，制4作附壁滑动架 3包括上人施工部3.1、固定在上人施工部3.1 的顶端并伸出架体的“﹁”形定位防脱挂臂3.2和定位防脱挂臂3.2的下侧设有卡在罐壁板2顶端的滚轮3.3，所述上人施工部3.1的近罐端设有使其在罐壁板表面滑动的导向轮3.4。
所述上人施工部3.1由四根支腿3.1a、支腿间的水平连接框3.1b、对应四根支腿3.1a顶部的两个L形支架3.1c、L形支架3.1c与定位防脱挂臂3.2之间设有的支撑斜杆a3.5、L形支架3.1c与远罐的支腿之间设有的支撑斜杆b3.6、L形支架3.1c与近罐的支腿之间设有的支撑杆3.9和两个L形支架3.1c之间设有的阶梯3.7组成，所述水平连接框3.1b上设有上人面板3.8。
实施例中，附壁滑动架 3长3.8m，宽1.6m，材料是由槽钢80×43×5mm和角钢∠50×5mm焊接而成，其中上人施工部3.1采用槽钢，水平连接框3.1b、L形支架3.1c、支撑斜杆a3.5和支撑斜杆b3.6都采用角钢∠50×5mm，小车顶部焊接2个内径100mm长度180mm滑动车轮作为滚轮，中部焊接4个外径为100mm的支撑小车轮起到控制罐壁下车与罐壁距离和导向作用。为防止滚轮和罐壁板上檐轨道脱节的安全风险，在一侧焊接2根槽钢使其成为“﹁”形定位防脱挂臂3.2，如果万一脱节时能挂在罐壁。
实施例储罐的正装施工法步骤如下：
步骤一，罐底板1的组对焊接施工；
步骤二，根据罐体环向的施工间距，在需要组对安装的罐壁板2的内侧间隔焊接连接插槽6.8，保证同一层的连接插槽6.8在同一水平线上；
步骤三，将第一层罐壁板的第一块板与罐底板焊接在一起，并以第一块板为起点，向两侧同时安装，以此类推直至第一层罐壁板封闭；
步骤四，制作组装悬臂支架平台6，将插板6.4与第一层罐壁板上设置的连接插槽6.8插接，垫板6.3与罐壁板靠紧，使悬臂支架平台6牢固固定在第一层罐壁板上；
步骤五，在相邻的悬臂支架平台6的平台框之间铺设面板6.9做为临时操作面，面板6.9与平台框6.1之间用铁丝绑扎并固定；
步骤六，在悬臂支架平台6的护栏插管6.5中插入护栏杆6.6，在护栏杆6.6的顶部及中间位置的定位销6.7上加设麻绳护栏并用绿色纱网围挡；
步骤七，在罐底板1上安装浮盘组装式胎具架台，并在胎具架台上对浮顶5进行组装；
步骤八，浮顶5组装完毕后，采用离心泵对罐体进行充水，使浮顶5升起，同时进行罐体第一层的质量指标检查；
步骤九，在悬臂支架平台上安装第二层罐壁板，将第二层罐壁板的第一块板与第一层罐壁板焊接在一起，并以第一块板为起点，向两侧同时安装，以此类推直至第二层罐壁板封闭；
步骤十，组装一组附壁滑动架3，并间隔吊装挂在第二层罐壁板上；
步骤十一，将悬臂支架平台6逐个拆除，在附壁滑动架上使用倒链绳索提升悬臂支架平台6至第二层罐壁板处；
步骤十二，将插板6.4与第二层罐壁板上设置的连接插槽6.8插接，垫板6.3与罐壁板靠紧，使悬臂支架平台6牢固固定在第二层罐壁板上；
步骤十三，重复步骤九至步骤十二，附壁滑动架3在组装时起到固定钢板和进出罐体的作用，悬臂支架平台6则用来处理焊缝和进行缝隙微调的辅助施工，后续壁板以此类推组装，采用离心泵对已完成的罐体继续进行充水，使浮顶5继续升起，同时进行已完成罐体的质量指标检查；
步骤十四，直到组装到第n层罐壁板时，浮顶5起升到与待安装的罐壁板高度相当做为施工平台，工人在浮顶5上进行剩余罐壁板的安装；
所述焊接均使用自动焊机7，并且自动焊机7安装在附壁滑动架上。
在第二层壁板组装前，将2/3圆周长度的悬臂支架平台安装在第一层壁板的指定位置，用来组装固定第二层壁板，围板时由中间第一张向两边安装，安装完2/3圆周长度的第二层壁板时将其中的悬臂支架平台移动到余下1/3圆周长度处继续组装第二层壁板，第二层壁板组对完毕后，利用吊车将8组附壁滑动架挂在第二层壁板的上檐，用倒链绳索将第一层壁板固定的悬臂支架平台提升至第二层壁板处用来处理第三层壁板，附壁滑动架在组装第三层壁板时起到固定钢板和进出罐体的作用，悬臂支架平台则用来处理焊缝和进行缝隙微调等辅助工作，后续壁板以此类推组装，直到组装到第四层壁板浮顶起升到位。
步骤八中，充水浮顶起升作为操作平台，第一层壁板组装完毕后开始进行浮顶的预制安装。浮顶在罐内预制是在专用的浮顶临时胎具架台上安装的，浮顶临时胎具架台组立时的坡度与图纸要求的浮顶坡度一致。搭设浮顶临时胎具架台时，将浮顶支柱4直立，根据浮舱底板位置调整浮顶支柱4的高度，使浮顶支柱4顶部在同一水平面上。浮顶支柱4间通过型钢连接，布满整个罐底。
浮顶施工完毕进行各项试验检查及底漆防腐后，采用400吨/小时的离心泵进行充水，10万立方储罐罐体总高21.78m，壁板共计9层，每层壁板2.4m高度，每层壁板高度需要4629吨水才能达到，按照充水流量浮顶升完每层壁板高度需要12个小时，以此类推水浮大约浮顶自重使其起升到第四层壁板指定位置需要4天时间，而浮顶预制完毕约32天左右，总计36天时间。每层壁板单独由附壁滑动架配合悬臂支架平台进行组对大约需要9天时间组装到第四层壁板需要36天，因此同步施工36天之后第五层到第九层壁板就由浮顶作为平台进行施工了。由于有浮顶这种稳固平台，不用再来回拆卸悬臂支架平台节省了时间，同时利用晚上时间进水，之后每层壁板组对大约只需要4天时间就可完成。之后以此类推，大大的加快了施工进度，如果因为水源原因而引起浮顶起升缓慢，可以继续采用附壁滑动架配合悬臂支架平台持续安装，促使工程不间断循环施工。
Claims (5)
1.一种特大型储罐的施工平台系统的正装施工方法，其特征在于，该特大型储罐的施工平台系统，包括已安装的储罐的浮顶（5）以及与其配合使用、固定在罐壁板（2）上的施工平台，两者通过爬梯（8）连接，其特征在于：所述施工平台分设罐体的内、外两侧，包括在罐体内侧的悬臂支架平台（6）和间隔分布在罐体外侧的附壁滑动架（3）；
所述悬臂支架平台（6）与罐壁板（2）形成直角三角形，悬臂支架平台（6）包括平台框（6.1）、斜撑杆（6.2）和面板（6.9），面板（6.9）铺设在平台框（6.1）上，所述平台框（6.1）和斜撑杆（6.2）的远罐端固定连接，所述平台框（6.1）的近罐端通过端部上固定的插板（6.4）与罐壁板（2）上预设的连接插槽（6.8）插接，所述斜撑杆的近罐壁端通过端部上固定的垫板（6.3）与罐壁板靠紧；
所述平台框（6.1）的远罐端的上侧间隔设有护栏插管（6.5），护栏插管（6.5）中插装有护栏杆（6.6），所述护栏杆（6.6）上设有定位销（6.7）；
该特大型储罐的施工平台系统的施工步骤如下：
步骤一，罐底板（1）的组对焊接施工；
步骤二，根据罐体环向的施工间距，在需要组对安装的罐壁板（2）的内侧间隔焊接连接插槽（6.8），保证同一层的连接插槽（6.8）在同一水平线上；
步骤三，将第一层罐壁板的第一块板与罐底板焊接在一起，并以第一块板为起点，向两侧同时安装，以此类推直至第一层罐壁板封闭；
步骤四，制作组装悬臂支架平台（6），将插板（6.4）与第一层罐壁板上设置的连接插槽（6.8）插接，垫板（6.3）与罐壁板靠紧，使悬臂支架平台（6）牢固固定在第一层罐壁板上；
步骤五，在相邻的悬臂支架平台（6）的平台框之间铺设面板（6.9）做为临时操作面，面板（6.9）与平台框（6.1）之间用铁丝绑扎并固定；
步骤六，在悬臂支架平台（6）的护栏插管（6.5）中插入护栏杆（6.6），在护栏杆（6.6）的顶部及中间位置的定位销（6.7）上加设麻绳护栏并用绿色纱网围挡；
步骤七，在罐底板（1）上安装浮盘组装式胎具架台，并在胎具架台上对浮顶（5）进行组装；
步骤八，浮顶（5）组装完毕后，采用离心泵对罐体进行充水，使浮顶（5）升起，同时进行罐体第一层的质量指标检查；
步骤九，在悬臂支架平台上安装第二层罐壁板，将第二层罐壁板的第一块板与第一层罐壁板焊接在一起，并以第一块板为起点，向两侧同时安装，以此类推直至第二层罐壁板封闭；
步骤十，组装一组附壁滑动架（3），并间隔吊装挂在第二层罐壁板上；
步骤十一，将悬臂支架平台（6）逐个拆除，在附壁滑动架上使用倒链绳索提升悬臂支架平台（6）至第二层罐壁板处；
步骤十二，将插板（6.4）与第二层罐壁板上设置的连接插槽（6.8）插接，垫板（6.3）与罐壁板靠紧，使悬臂支架平台（6）牢固固定在第二层罐壁板上；
步骤十三，重复步骤九至步骤十二，附壁滑动架（3）在组装时起到固定钢板和进出罐体的作用，悬臂支架平台（6）则用来处理焊缝和进行缝隙微调的辅助施工，后续壁板以此类推组装，采用离心泵对已完成的罐体继续进行充水，使浮顶（5）继续升起，同时进行已完成罐体的质量指标检查；
步骤十四，直到组装到第n层罐壁板时，浮顶（5）起升到与待安装的罐壁板高度相当做为施工平台，工人在浮顶（5）上进行剩余罐壁板的安装；
步骤十五，罐体其余附件的安装和检查。
2.根据权利要求1所述的一种特大型储罐的施工平台系统的正装施工方法，其特征在于：所述悬臂支架平台（6）沿罐壁板内侧周长的2/3可拆卸设置。
3.根据权利要求1所述的一种特大型储罐的施工平台系统的正装施工方法，其特征在于：所述附壁滑动架（3）包括上人施工部（3.1）、固定在上人施工部（3.1） 的顶端并伸出架体的“﹁”形定位防脱挂臂（3.2）和定位防脱挂臂（3.2）的下侧设有卡在罐壁板（2）顶端的滚轮（3.3），所述上人施工部（3.1）的近罐端设有使其在罐壁板表面滑动的导向轮（3.4）。
4.根据权利要求3所述的一种特大型储罐的施工平台系统的正装施工方法，其特征在于：所述上人施工部（3.1）是由四根支腿（3.1a）、支腿间的水平连接框（3.1b）、对应四根支腿（3.1a）顶部的两个L形支架（3.1c）、L形支架（3.1c）与定位防脱挂臂（3.2）之间设有的支撑斜杆a（3.5）、L形支架（3.1c）与远罐的支腿之间设有的支撑斜杆b（3.6）、L形支架（3.1c）与近罐的支腿之间设有的支撑杆（3.9）和两个L形支架（3.1c）之间设有的阶梯（3.7）组成，所述水平连接框（3.1b）上设有上人面板（3.8）。
5.根据权利要求1所述的一种特大型储罐的施工平台系统的正装施工方法，其特征在于：所述焊接均使用自动焊机（7），并且自动焊机（7）安装在附壁滑动架上。
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