CN112878386A - 一种便于更换的lng储罐隔震支座及更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于更换的LNG储罐隔震支座及更换方法，其包括隔震主体，隔震支座还包括安装于隔震主体上端面和/或下端面上的滑动副，每个滑动副包括主滑板、副滑板以及用于锁定主滑板、副滑板和隔震主体的连接件，当连接件解锁或拆下后，主滑板和副滑板可相对滑动。本隔震支座更换方法用到的都是轻便易操作的器械，可以克服LNG储罐的桩距较密，不利于大型机械进出的缺点；设备简单且无需顶升，可以克服LNG储罐隔震层层高较低，隔震支座的更换操作空间有限的缺点；无论LNG储罐内储液处于什么样的水准，都可以进行隔震支座的更换工作，隔震支座更换期间不影响LNG储罐的正常运营。

Description

一种便于更换的LNG储罐隔震支座及更换方法

技术领域

本发明涉及一种便于更换的LNG储罐隔震支座及更换方法。

背景技术

为了缓解国内天然气供应不足的矛盾，优化能源结构、改善生态环境、保证国民经济持续健康发展，我国需要进口更多液化天然气（LNG），并在沿海地区加速建造液化天然气接收终端、天然气管道和贮存设施。液化天然气（LNG）接收站建设及安全运营在我国中长期的能源战略中具有举足轻重的意义。

为了提高LNG储罐设施在服役期内抗震可靠性，许多储罐采用了隔震技术。迄今为止安装有隔震支座的LNG储罐已超过二十座，部分隔震结构的LNG储罐已运行了十几年，而LNG储罐的服役期为50年。根据相关调研资料显示，目前有少量的LNG储罐隔震支座出现了橡胶表层脱落的现象，储罐服役期内很有可能进行隔震支座更换，而LNG储罐隔震支座的更换技术研究鲜有报道。与建筑隔震支座的更换不同，LNG储罐隔震支座的更换有一些特殊之处，存在诸多问题。比如：（1）LNG储罐的桩距较密，不利于大型机械进出；（2）LNG储罐隔震层层高较低，隔震支座的更换操作空间有限；（3）LNG储罐内储液水准不一样，支墩轴向荷载不一样；（4）LNG储罐与支座相接触的混凝土底板平面尺寸较大，浇筑混凝土时不可避免会产生温度应力，使得安装后的支座会呈现向心偏转等。诸如此类的问题都是对隔震支座的更换极为不利的影响。但目前国内对LNG储罐隔震支座的更换技术的研究几乎没有。

发明内容

本发明的目的是提供一种便于更换的LNG储罐隔震支座。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种便于更换的LNG储罐隔震支座，其包括隔震主体，所述隔震支座还包括安装于所述隔震主体上端面和/或下端面上的滑动副，每个所述滑动副包括主滑板、副滑板以及用于锁定所述主滑板、所述副滑板和所述隔震主体的连接件，当所述连接件解锁或拆下后，所述主滑板和所述副滑板可相对滑动。

优化的，所述主滑板由镜面不锈钢板制成，锁定时，所述主滑板的镜面与所述副滑板相贴合。

优化的，所述副滑板由聚四氟乙烯或超高分子量聚乙烯制成。

优化的，所述副滑板上设有滑槽，所述主滑板上设有与所述滑槽相匹配的滑轨，所述主滑板和所述副滑板拼合时，所述滑轨设于所述滑槽内，所述主滑板沿所述滑槽的延伸方向与所述副滑板相对滑动。

优化的，所述主滑板和所述副滑板上均开设有相对应的通孔。

优化的，所述主滑板和/或所述副滑板上开设有拖拽孔。

优化的，所述隔震主体包括隔震橡胶支座以及固定设置在所述隔震橡胶支座上、下端面上的支座连接板。

优化的，所述隔震支座还包括预埋板，所述预埋板上开设有通孔，且所述预埋板上的通孔与所述副滑板上的通孔一一对应。

本发明的有益效果在于：利用主滑板和副滑板之间的光滑接触面，使副滑板能轻松移出，当副滑板移出后，在隔震主体和隔震主体所支撑的物体之间形成间隙，此时能轻松移出隔震主体和主滑板，然后便能进行新的隔震支座的安装，方便快捷，在隔震支座更换阶段可以避免顶升作业对LNG储罐结构的损伤。

本发明还提供了一种隔震支座的更换方法，所述隔震支座为上述隔震支座，所述更换方法包括以下步骤：

A.利用支撑系统作为旧隔震支座的转换承载构件，对旧隔震支座所支撑的物体进行无顶升支撑；

B.拆除旧隔震支座的连接件，使旧隔震支座的主滑板和副滑板可相对滑动；

C.取出旧隔震支座的副滑板，使旧隔震支座的隔震主体和隔震主体所支撑的物体之间形成间隙；

D.取出隔震主体和主滑板；

E.安装新隔震支座；

F.拆除支撑系统。

优化的，所述支撑系统包括多个支撑单元，每个所述支撑单元包括钢结构支撑、千斤顶、以及钢垫板，步骤A中需要先进行结构设计计算，结构设计计算的内容包括：更换支座处的桩承台所受轴力、储罐外罐底板裂纹限值；然后进行钢结构支撑设计，钢结构支撑设计包括支撑强度计算、根据结构设计阶段得到的桩承台所受轴力计算确定钢结构支撑的截面、支撑稳定性验算、所述钢垫板的厚度计算以及液压千斤顶的吨位计算；最后进行钢结构支撑的制作、安放以及千斤顶的安放，同步检测混凝土底板应力应变和裂纹监测。

优化的，拆除旧隔震支座前需要对所述旧隔震支座的支座连接板上的螺栓孔位进行测定，加工新隔震支座时，按照测定的螺栓孔位对新隔震支座螺栓孔进行加工。

优化的，步骤C中，取出旧隔震主体时，将传力板抵在旧隔震主体的一侧，与传力板相连接的牵引装置设置在旧隔震主体的另一侧，沿水平方向将所述旧隔震主体拉出。

优化的，步骤E中，安装新隔震支座前，对新隔震支座进行加工、检测。

本发明的有益效果在于：本隔震支座更换方法用到的都是轻便易操作的器械，可以克服LNG储罐的桩距较密，不利于大型机械进出的缺点；设备简单且无需顶升，可以克服LNG储罐隔震层层高较低，隔震支座的更换操作空间有限的缺点；无论LNG储罐内储液处于什么样的水准，都可以进行隔震支座的更换工作，隔震支座更换期间不影响LNG储罐的正常运营。

附图说明

附图1为实施例一中隔震支座的结构示意图；

附图2为实施例二中隔震支座的结构示意图；

附图3为实施例一和二中主滑板的结构示意图；

附图4为实施例一和二中副滑板的结构示意图；

附图5a为实施例三中主滑板和副滑板的连接结构示意图；

附图5b为实施例三中主滑板的结构示意图；

附图5c为实施例三中副滑板的结构示意图；

附图6为旧隔震支座的副滑板被拉出的示意图；

附图7为旧隔震支座的隔震主体被拉出的示意图；

附图8为新隔震支座安装的示意图；

附图9为更换方法的流程示意图；

附图10为两点支撑单元布置图；

附图11为两点支撑单元的结构示意图；

附图12为三点支撑单元布置图；

附图13为新隔震支座的支座连接板的螺栓孔位预偏示意图；

附图14为隔震支座与LNG储罐的连接结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

下面结合附图所示的实施例对本发明作以下详细描述：

实施例一

如图1、3、4所示，便于更换的LNG储罐隔震支座包括隔震主体1、安装于隔震主体1下端面上的滑动副2以及固定于钢筋混凝土承桩台上的预埋板3，每个滑动副2包括主滑板21、副滑板22以及用于锁定主滑板21、副滑板22和隔震主体1的连接件23。主滑板21和副滑板22上均开设有相对应的通孔24。预埋板3上开设有通孔24，且预埋板3上的通孔24与副滑板22上的通孔24一一对应。副滑板22上开设有拖拽孔221。连接件23包括穿设于通孔24内的锚栓231和套筒232，以及与锚栓231螺纹连接的螺栓233，套筒232套设于锚栓231上。

主滑板21由镜面不锈钢板制成；副滑板22由聚四氟乙烯或超高分子量聚乙烯制成；隔震主体1包括隔震橡胶支座11以及固定设置在隔震橡胶支座11上、下端面上的支座连接板12。当连接件23解锁或拆下后，主滑板21和副滑板22可相对滑动；锁定时，主滑板21的镜面与副滑板22相贴合，另一个面与隔震橡胶支座11下端面上的支座连接板12贴合。隔震橡胶支座11下端面上的支座连接板12、主滑板21、副滑板22、预埋板3依次堆叠并通过连接件23固定连接在钢筋混凝土承桩台上，同时隔震橡胶支座11上端面上的支座连接板12通过连接件23与LNG储罐相固定连接。

实施例二

如图2、3、4所示，便于更换的LNG储罐隔震支座包括隔震主体1、安装于隔震主体1下端面上的滑动副2以及固定于钢筋混凝土承桩台上的预埋板3，每个滑动副2包括主滑板21、副滑板22以及用于锁定主滑板21、副滑板22和隔震主体1的连接件23。主滑板21和副滑板22上均开设有相对应的通孔24。预埋板3上开设有通孔24，且预埋板3上的通孔24与副滑板22上的通孔24一一对应。副滑板22上开设有拖拽孔221。连接件23包括穿设于通孔24内的锚栓231和套筒232，以及与锚栓231螺纹连接的螺栓233，套筒232套设于锚栓231上。

主滑板21由镜面不锈钢板制成；副滑板22由聚四氟乙烯或超高分子量聚乙烯制成；隔震主体1包括隔震橡胶支座11以及固定设置在隔震橡胶支座11上、下端面上的支座连接板12。当连接件23解锁或拆下后，主滑板21和副滑板22可相对滑动；锁定时，主滑板21的镜面与副滑板22相贴合，另一个面与预埋板3贴合。隔震橡胶支座11下端面上的支座连接板12、副滑板22、主滑板21、预埋板3依次堆叠并通过连接件23固定连接在钢筋混凝土承桩台上，同时隔震橡胶支座11上端面上的支座连接板12通过连接件23与LNG储罐相固定连接。

实施例三

如图5a、5b、5c所示，便于更换的LNG储罐隔震支座包括隔震主体1、安装于隔震主体1下端面上的滑动副2以及固定于钢筋混凝土承桩台上的预埋板3，每个滑动副2包括主滑板21、副滑板22以及用于锁定主滑板21、副滑板22和隔震主体1的连接件23。为了在隔震支座更换阶段能够更顺利地取出副滑板22，副滑板22上设有滑槽222，主滑板21上设有与滑槽222相匹配的滑轨211，滑轨211高出主滑板21的镜面2-3mm；滑槽222凹陷深度与滑轨211的高度一致，滑轨211和凹槽都可以设置多条，且一一对应。主滑板21和副滑板22拼合时，滑轨211设于滑槽222内，主滑板21沿滑槽222的延伸方向与副滑板22相对滑动。主滑板21和副滑板22上均开设有相对应的通孔24。副滑板22上开设有拖拽孔221。预埋板3上开设有通孔24，且预埋板3上的通孔24与副滑板22上的通孔24一一对应。连接件23包括穿设于通孔24内的锚栓231和套筒232，以及与锚栓231螺纹连接的螺栓233，套筒232套设于锚栓231上。

主滑板21由镜面不锈钢板制成；副滑板22由聚四氟乙烯或超高分子量聚乙烯制成；隔震主体1包括隔震橡胶支座11以及固定设置在隔震橡胶支座11上、下端面上的支座连接板12。当连接件23解锁或拆下后，主滑板21和副滑板22可沿滑槽222的延伸方向相对滑动；锁定时，主滑板21的镜面与副滑板22相贴合，另一个面与隔震橡胶支座11下端面上的支座连接板12贴合。隔震橡胶支座11下端面上的支座连接板12、主滑板21、副滑板22、预埋板3依次堆叠并通过连接件23固定连接在钢筋混凝土承桩台上，同时隔震橡胶支座11上端面上的支座连接板12通过连接件23与LNG储罐相固定连接。

利用主滑板21和副滑板22之间的光滑接触面，使副滑板22能轻松移出，当副滑板22移出后，在隔震主体1和隔震主体1所支撑的物体之间形成间隙，此时能轻松移出隔震主体1和主滑板21，然后便能进行新的隔震支座的安装，方便快捷，在隔震支座更换阶段可以避免顶升作业对LNG储罐结构的损伤。

上述三种隔震支座的更换方法，更换方法包括以下步骤：

A.利用支撑系统作为旧隔震支座的转换承载构件，对旧隔震支座所支撑的物体进行无顶升支撑，在本实施例中旧隔震支座所支撑的便是LNG储罐001；

B.拆除旧隔震支座的连接件23，使旧隔震支座的主滑板21和副滑板22可相对滑动；

C.取出旧隔震支座的副滑板22，使旧隔震支座的隔震主体1和隔震主体1所支撑的物体之间形成间隙；

D.取出隔震主体1和主滑板21；

E.新隔震支座加工、检测、安装新隔震支座；

F.拆除支撑系统，将荷载转换到新更换的隔震支座上。对结构的裂纹、应力等监测值进行评价，完成所有的隔震支座更换工作。

支撑系统包括多个支撑单元，对于最外围的隔震支座的更换，设置两点支撑单元；对于中间的隔震支座的更换，如图10-12所示，可以设置两点支撑单元，也可以设置三点支撑单元，支撑单元的设计荷载由桩承台荷载平均分配给各支撑单元，每个支撑单元包括钢结构支撑81、千斤顶82、以及钢垫板83，支撑下部与地面接触部位采用大面积的钢垫板以降低应力、减小沉降。

步骤A中，需要先进行结构设计计算，结构设计计算的内容包括：更换支座处的桩承台所受轴力、储罐外罐底板6裂纹限值；然后进行钢结构支撑设计，钢结构支撑设计包括支撑强度计算、根据结构设计阶段得到的桩承台所受轴力计算确定钢结构支撑的截面、支撑稳定性验算、钢垫板的厚度计算以及液压千斤顶的吨位计算；最后进行钢结构支撑的制作、安放以及千斤顶的安放，同步检测混凝土底板应力应变和裂纹监测。

步骤B中，拆除旧隔震支座前需要对旧隔震支座的支座连接板12上的螺栓233孔位进行测定。如何在不对原储罐结构造成任何损伤的情况下获取隔震支座更换空间。而在LNG储罐底板大体积混凝土浇筑时，产生的温度应力使得隔震支座在水平方向上产生向心的水平位移，向心位移一般小于30mm。向心位移使得隔震橡胶支座11上下端面上的支座连接板12对应的螺栓233孔位产生一定的偏差。如图13所示，采用现场精准测量定位，在新隔震支座加工时考虑温度应力产生的螺栓233孔偏位的情况，按偏位后的孔位设置位于下方的支座连接板的螺栓233孔位，预偏方向为向心偏转的反方向，预偏位移量为温度应力引起的位移量，通过精准测绘得到。新隔震支座的位于下方的支座连接板的螺栓孔位进行预偏可以避免后期对支座进行预偏、临时固定等复杂工序；当隔震支座为原有无滑动副的设计时，支座连接板厚度取值采用原设计板厚T0加滑板厚T1（取用8mm）减去旧支座压缩变形量Δh计算得到。

步骤C中，取出旧隔震主体1时，将传力板抵在旧隔震主体1的一侧，与传力板相连接的牵引装置设置在旧隔震主体1的另一侧，沿水平方向将旧隔震主体1拉出。具体而言，设置牵引系统4，用以取出副滑板和移除旧隔震主体。牵引系统4由手动葫芦41、支撑脚架42以及若干绳索43组成，如图6所示。取出副滑板时，首先卸除支座连接板的螺栓，并如图6所示，设置两套牵引系统。其中一套绳索拉力通过传力板44作用于支座本体，力作用方向与副滑板拉出方向相反，防止拉出副滑板过程中支座产生移动；另一套牵引系统绳索作用于副滑板的拖曳孔，由于设置了滑动副，在牵引力的作用下可以很方便取出副滑板。LNG储罐隔震橡胶支座正常使用情况下竖向会产生一定的竖向变形（竖向压缩变形量一般小于5mm），副滑板的厚度取用8mm。当副滑板取出后，隔震支座竖向卸载，支座竖向会产生回弹，高度变高，由于预设的副滑板厚度大于支座的竖向压缩变形量，支座回弹后支座上连接板与混凝土底板间会产生极小的空间，便于旧支座取出。旧支座取出过程如图7所示。旧支座牵引拉出桩承台后通过图示可推行的转运平台5运出。转运平台本身可以灵活转向以及推拉，并有锁定功能，转运平台上表面设置有滚轴51，便于隔震支座进出。

步骤E中，如图8所示，新隔震支座吊装至转运平台上，人工推至桩承台0边缘。由牵引系统安放就位。螺栓孔位对准后，分别拧紧支座连接板的螺栓套筒。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种便于更换的LNG储罐隔震支座，其包括隔震主体，其特征在于：所述隔震支座还包括安装于所述隔震主体上端面和/或下端面上的滑动副，每个所述滑动副包括主滑板、副滑板以及用于锁定所述主滑板、所述副滑板和所述隔震主体的连接件，当所述连接件解锁或拆下后，所述主滑板和所述副滑板可相对滑动。

2.根据权利要求1所述的便于更换的LNG储罐隔震支座，其特征在于：所述主滑板由镜面不锈钢板制成，锁定时，所述主滑板的镜面与所述副滑板相贴合。

3.根据权利要求1所述的便于更换的LNG储罐隔震支座，其特征在于：所述副滑板由聚四氟乙烯或超高分子量聚乙烯制成。

4.根据权利要求1所述的便于更换的LNG储罐隔震支座，其特征在于：所述副滑板上设有滑槽，所述主滑板上设有与所述滑槽相匹配的滑轨，所述主滑板和所述副滑板拼合时，所述滑轨设于所述滑槽内，所述主滑板沿所述滑槽的延伸方向与所述副滑板相对滑动。

5.根据权利要求1所述的便于更换的LNG储罐隔震支座，其特征在于：所述主滑板和所述副滑板上均开设有相对应的通孔。

6.根据权利要求1所述的便于更换的LNG储罐隔震支座，其特征在于：所述主滑板和/或所述副滑板上开设有拖拽孔。

7.根据权利要求1所述的便于更换的LNG储罐隔震支座，其特征在于：所述隔震主体包括隔震橡胶支座以及固定设置在所述隔震橡胶支座上、下端面上的支座连接板。

8.根据权利要求1所述的便于更换的LNG储罐隔震支座，其特征在于：所述隔震支座还包括预埋板，所述预埋板上开设有通孔，且所述预埋板上的通孔与所述副滑板上的通孔一一对应。

9.一种隔震支座的更换方法，其特征在于：所述隔震支座为权利要求1-8中任一所述隔震支座，所述更换方法包括以下步骤：

A.利用支撑系统作为旧隔震支座的转换承载构件，对旧隔震支座所支撑的物体进行无顶升支撑；

B.拆除旧隔震支座的连接件，使旧隔震支座的主滑板和副滑板可相对滑动；

C.取出旧隔震支座的副滑板，使旧隔震支座的隔震主体和隔震主体所支撑的物体之间形成间隙；

D.取出隔震主体和主滑板；

E.安装新隔震支座；

F.拆除支撑系统。

10.根据权利要求9所述的更换方法，其特征在于：所述支撑系统包括多个支撑单元，每个所述支撑单元包括钢结构支撑、千斤顶、以及钢垫板，步骤A中需要先进行结构设计计算，结构设计计算的内容包括：更换支座处的桩承台所受轴力、储罐外罐底板裂纹限值；然后进行钢结构支撑设计，钢结构支撑设计包括支撑强度计算、根据结构设计阶段得到的桩承台所受轴力计算确定钢结构支撑的截面、支撑稳定性验算、所述钢垫板的厚度计算以及液压千斤顶的吨位计算；最后进行钢结构支撑的制作、安放以及千斤顶的安放，同步检测混凝土底板应力应变和裂纹监测。

11.根据权利要求9所述的更换方法，其特征在于：拆除旧隔震支座前需要对所述旧隔震支座的支座连接板上的螺栓孔位进行测定，加工新隔震支座时，按照测定的螺栓孔位对新隔震支座螺栓孔进行加工。

12.根据权利要求9所述的更换方法，其特征在于：步骤C中，取出旧隔震主体时，将传力板抵在旧隔震主体的一侧，与传力板相连接的牵引装置设置在旧隔震主体的另一侧，沿水平方向将所述旧隔震主体拉出。

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