覆土拱顶钢罐罐顶组装技术浅析

覆土罐内作业空间狭小，无法使用吊车等大型机械，施工难度大，且往往是保密工程，施工技术交流不便。目前国内还没有比较成熟的施工工艺或方法。国家成品油储备能力建设153处工程项目部对受限空间内的11台10000m?覆土拱顶钢储罐罐顶组装技术进行研究，利用旋转提升装置配合叉车快速、安全完成一块块顶板的组装，克服了无法使用大型机械配合施工的难题，在保证质量和安全的前提下，缩短了工期，降低了施工成本。

1 结构概述

国家成品油储备能力建设153处工程覆土罐混凝土罐壁距钢罐罐壁间距0.9m。混凝土罐室上有高3.0m，宽3.3米的罐室入口，通过隧道与斜通道与罐外连接。钢罐与混凝土罐室相对位置见下图。

内钢罐与外混凝土罐室相对位置

2 施工难点分析

(1)外部混凝土罐室施工完成后进行内部钢罐安装，钢罐罐壁距混凝土罐壁仅为0.9m，作业空间狭小，无法使用吊车等大型机械，采光和通风条件差，施工难度大。

(2)混凝土罐室不能预留施工缝，无法预留施工洞，施工过程中材料、人员、机械只能通过罐室入口进出。

(3)工程依山而建，地势起伏不平，施工区地面高差较大，且预制场距离罐室较远，道路坡度大，运输难度大。

(4)11台钢罐各自独立，材料转运次数多，设备周转困难，工序衔接要求高。

3 工艺选择

总体施工采用“均布立柱倒装法”，即利用均布在罐内的临时立柱作为吊装抱杆，立柱固定在底板上并拉2根斜撑固定，按倒装顺序，从组装底板、顶板安装、壁板围板，采用立柱上挂电动葫芦，由上而下逐带板提升，当提升到预定高度时，组焊下一带板。如此反复，完成全部带板的组对焊接。

4 主要工序介绍

顶板预制

材料进场验收后，在预制场按照排版图用40*3mm扁钢制作模具，便于顶板下料裁料。下料后放在顶板专用胎架上，因顶板只有6mm厚，不需卷板也可以成型，用样板在顶板上划出组装标记线，并用卡具使顶板与胎架贴严保证弧形曲率，防止焊接过程中出现较大变形。径向肋板就位点焊后，将环向肋板就位点焊，完成顶板与肋板组装。

顶板组装胎架示意图

肋板和顶板焊接在胎架上进行，采用多名焊工均布同时进行施焊作业。肋板用弧形样板检查其间隙不得大于2mm，肋板与顶板相焊时，要控制好焊接电流，防止出现较大变形。肋板采用搭接接头，搭接长度不小于2倍肋板宽度，且要全焊透，焊脚高度不得小于6mm。肋板与顶板焊接采用花焊，焊100mm，隔100mm，焊缝高度不小于6mm。顶板预制完成后移交给防腐施工队伍进行预涂装作业。预涂装完成后的罐顶侧放在地面上，并用木枋等垫起来，以免与泥水等接触发生锈蚀。

包边角钢预制安装

包边角钢规格为180*14角钢，因此在预制区采用热煨胎具，利用电动葫芦配合完成热煨制。不得有过烧现象。其弯曲半径偏差为≤19mm，成型后用弧形样板检查弧度，其间隙不大于2mm;放在平台上检查其翘曲变形，变形量不得超过构件长度的0.1%，且不得大于6mm。

壁板转运完成后，在铺好的罐底板上找出中心点，画出包边角钢的位置，用叉车将包边角钢沿圆周方向组对固定。

包边角钢热煨成型

顶板进入罐室

用25t汽车吊吊装瓜皮板径向中间位置两侧各4米处，将顶板从12米小货车上吊到顶板转运胎架上，吊离地面约2米。用3t叉车配合将顶板转运到混凝土罐室内。用叉车货叉叉装瓜皮板最高位置，叉离地面约20cm，叉车前后2人的指挥下转运至指定位置。

小货车上焊接固定顶板组装胎架，顶板两端交错放在组装胎架上，小货车每次转运不超过6块。顶板转运胎架由[20b槽钢制作，长13米，宽1.5米，上部焊接10组50*4角钢斜撑，曲率与瓜皮板一致，底部安装2个车轮，在叉车牵引作用下将胎架运到罐室内。在每块瓜皮板背面径向方向两端各3米处各焊接1个吊耳便于旋转提升。

顶板转运示意图

顶板组装

在混凝土罐室Φ1200进料孔上方支架上安装万向滑轮，滑轮通过钢丝绳与罐底定滑轮、底板卷扬机相连，钢丝绳另一端与离中心伞架较近的吊耳连接。瓜皮板底板中心上方3.4米位置安装中心伞架，中心伞架通过4根均布50*4角钢下部垫板与底板固定。瓜皮板另一吊耳与3t叉车钢丝绳固定。卷扬机启动后，瓜皮板一端可在钢丝绳作用下进行提升，直至高出中心伞架高度10~20cm;另一端用叉车钢丝绳吊起瓜皮板高出包边角钢5~10cm沿罐底圆周方向行走，直至到达上一块瓜皮板搭接位置，与包边角钢、上一块瓜皮板点焊固定，内表面用角钢支撑固定后，进行下一块瓜皮板的旋转提升。采用转运一块，旋转提升固定一块，直至整个顶板组装完成。顶板组装完成后将叉车从罐室口撤出。

每块瓜皮板点焊固定在包边角钢上后，为保证施工安全，在其下方焊接2根Φ50*4无缝钢管作为罐顶支撑体系。

罐顶瓜皮板旋转提升装置

顶板焊接及附件安装

拱顶定位焊后，先焊接拱顶内侧焊缝，后焊拱顶外侧焊缝;经向肋与纬向肋之间的T型接头，采用双面满角焊;拱顶外侧径向的长缝，采用隔缝对称施焊方法，并由中心向外分段退焊;退步长度为1000mm。焊脚高度不小于6mm。

罐顶焊接后安排人员进行罐顶周边及罐顶栏杆扶手，罐顶人孔、踏步、透光孔等安装。罐顶及罐顶附件施工完成后，用弧形样板检查罐顶，其间隙不得大于10mm，自检合格后，同业主、监理验收，验收合格后移交防腐队伍进行罐顶内表面除锈防腐。

罐顶护栏及附件完成后，临时立柱处开600*600mm孔，用于后续罐顶及罐壁起重提升。