大型金属储罐电动葫芦提升倒装法应用分析.docx

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1、大型金属储罐电动葫芦提升倒装法应用分析摘要：本文通过对某工程30000 nf污水金属储罐电动葫芦倒装法提升时的提升系统进行受力分析，论述了提升系统的选型设计，为现场施工提供了理论技术支撑，取得了良好的社会经济效益。关键词：大型金属；储罐倒装法；电动葫芦；应用分析引言随着我国工程技术的快速发展，建设工程领域的新颖施工方法不断涌现，极大提升了施工技术水平，取得了显著的经济效益，明显改善了施X工安全环境条件，如工程数字建模、工程仿真分析、炼化系统的模块化建造、大型金属储罐的倒装法施工等。其中大型金属储罐的施工方法有正装法和倒装法两种，倒装法施中工又分为液压顶升倒装法和葫芦提升倒装法；葫芦提升倒装法施

2、工根据提升能源来源的不同又分为手动葫芦提升倒装法和电动葫芦提升倒装法。本文以某工程3台钢制大型立式拱顶罐中的30000 nf事故罐为例，来探讨大型金属储罐电动葫芦提升倒装法的施工应用。该工程的3台钢制大型立式拱顶罐的设备基础采用预应力管桩的钢混凝土基础，设计污水容量分别是30000m3和20000m3 ,其中30000行事故罐的规格参数为：基础直径中46m、罐体直径中44m、高25m、储罐总重约700t、数量1台，罐顶为固定自撑式拱顶，采用钢网壳，其储存介质为废污水，设计参数为常压、常温，污水储罐施工按立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范进行制造、试验和验收，提升用电动葫芦规格为20To1工艺

3、流程钢制立式储罐电动葫芦提升倒装法施工是在储罐底板敷设完成后，先制作安装顶圈壁板和拱顶，然后利用均布在储罐内侧装在边柱上的电动葫芦，通过胀圈等工装卡具，提升壁板，依次围设组焊顶圈下部其他各圈壁板，最后完成底部壁板与底板角焊缝的组对焊接。（1）复检储罐基础无误后，依次铺设组焊底板、安装临时支座、围设组焊顶圈壁板（即第1圈壁板）和第2圈壁板；（2）第1、2圈壁板安装完后，把提升边柱、电动葫芦、胀圈工装卡 具、中心桅杆、平衡钢丝绳和电气照明等设施吊运至罐内；（3）安装拱顶及其附件，并在安装提升边柱的拱顶处留好缺口； （4）拱顶安装完成后，在第1圈壁板下缘处安装胀圈工装卡具，用于罐体的撑圆和提升；接着

4、安装边柱、中心桅杆、电动葫芦及平衡钢丝绳等提升机构，并把电动葫芦的倒链挂在胀圈工装卡具的吊钩上，然后对提升机构进行预紧；（5）倒装提升系统安装完成，并经检查无误后，即进行罐体的提升；（6）提升到位后，围设第3圈壁板，并在罐壁圆周方向上均匀布置两道活口；组对第3圈壁板与第2圈壁板的环缝,并切除第2圈壁板活口组对收紧时的多余部分；（7）第3圈壁板组焊完成，并经检查无误后，进行罐体的提升，自此循环往复，直至底部最后一圈壁板围设组焊完成；（8）最后一圈壁板围设组焊完成后，稍微提升罐体，拆除底板上的临时支座，然后使提升机构下降，罐体落在底板上，组焊最后一圈壁板与底板的角焊缝.由于最后要拆除储罐制作安装时

5、的临时支座，所以提升的最大重量G即为储罐总重减去储罐底板的重量，而底板重盥占储罐总重的比例很小，故在计算提升机构的受力分析时以储罐总量计算，相当于放大了荷载校核安全系数。2提升机构安装布置形式提升机构平面布置形式见图lo图1提升机构平面布置示意图图2提升机构立面布置示意图根据20T电动葫芦实际情况，设定：提升边柱H=4000mm、临时支座高500mm、胀圈吊点至壁板下缘距离H2=500、提升边柱距至储罐内壁距离L=900mm、胀圈吊点至储罐内壁距离L1=150mm、电动葫芦吊点距提升边柱中心L2=350mm,需要重点校核的是提升电动数量、提升边柱规格型号以及平衡钢丝绳规格型号。3提高边柱受力分

6、析及稳定性校核3.1 建立力学模型根据提升机构布置示意图，选取其中任一提升边柱组合，建立力学模型（见图3）。图3电葫芦提升机构提升边柱力学模型图以3台储罐中最大的30000m3储罐为例进行受力分析，储罐总重量为700t,储罐直径44m,包括拱顶高度25m,共11圈壁板，单圈壁板高为2米。3. 2. 1电动葫芦数量确定电动葫芦数量的确定需要核算两个点.一个是在拆除临时支座的受力点，一个在围设底圈壁板前电动葫芦提升最高处的受力点，选其中的较大者。(1)拆除临时支座的受力点 依据现场条件，现采用20t电动葫芦，单台额定起升重里Fe为20t,电动葫芦安全系数M取0. 75m。由于最后要拆除储罐制作安装

7、时的临时支座，只需把储罐稍微升起把支座拿出即可，其提升距离可忽略不计，所以提升的最大重量G为储罐总重减去储罐底板的重量，而底板重量占储罐总重的比例很小，故在计算提升机构的受力分析时以储罐总重700t计算，相当于放大了荷载校核安全系数，选取图3电动葫芦提升机构边柱力学模型图的胀圈吊点进行受力分析，可知：G=nFl=nF2 x cosA=nF12 x cosA=nF12 x cosA (arctan (L3/H3)=nP2 x cosA (arctan ( (L-L1-L2) / (H-H1-H2)F12二G/ (n*cos (arctan ( (L-L1-L2) / (H-H1-H2) ) )

8、) (1)由 Fi2WuFe 可知，G/ (n*cos (arctan ( (L-L1-L2) / (H-H1-H2) H Fen2G/ ( u Fe*cos (arctan ( (L-L1-L2) / (H-H1-H2) ) ) ) (2)其中，F2与F12是电动葫芦的用力和反作用力，n是电动葫芦数量，F1是储罐总重G分摊到胀圈 每个吊点的重量；最后在拆除临时 支座时，只需把储罐稍微升起即可，故储罐底部最后一圈壁板下缘到底板的距离H,可视为不F13=F12xsinA变,已知：L=L=900mm、L 1=150mm、L2=350mm、H=4000mm、Hl=500mm、H2=500mm；以上数

9、据带入公式(2),可得：n 247.14,圆整为48；把 n =4 代入公式(1 ),可得：F12=14. 73 u Fe=0. 75 x 20t=15t；(2)围设底圈壁板前电动葫芦提升最高处的受力点在围设底圈壁板前电动葫芦提升最高处，即提升一个壁板的高度，壁板高度是2000mm,此时的提升重G为储罐总重减去底圈壁板重量和底板重量，底板重量为953底圈壁板重量为70t,此时G=535t,那么此时公式(1)和公式(2 )就变为：n2G/ ( UFe*cos (arctan ( (L-L1-L2) / (H-H1-H2-2000) ) ) ) =39. 63 圆整为40F12=G/ (n*cos (arctan ( (L-L1-L2) / (H-H1-H2-2000) ) ) ) =14. 86tXp,故大柔度压杆的假设正确，选型合理。3. 2. 4中心桅杆设计选型分析由于钢丝绳需垂直于提升边柱，保持水平方向，故中心桅杆的高度与提升边柱相同；同时，由于提升边柱数量是偶数，中心桅杆所受各钢丝绳拉力正好相互抵消，在施工过程中只要保持垂直稳定即可，考虑到施工过程中的扰动因素，其规格尺寸选与提升边柱相同。由此可知，在选用电动葫芦倒装法制作安装圆筒形立式金属储罐时，电动葫芦数量应圆整为偶数，以便中心桅杆所受钢丝绳拉力相互抵消。4