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DOKA模板在LNG储罐工程中的应用及安全风险分析

文档作者: 马铁轮 洪宁        文档来源: 中石油江苏液化天然气有限公司
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82 石油工程建设 2010年6月 马铁轮,洪 宁 (中石油江苏液化天然气有限公司,江苏南通226400) 摘 要:DOKA模板在国内外LNG储罐施工中得到广泛应用,具有灵活轻便、操作k间&,-单、高精度、 高承载能力等特点。文章介绍了DOKA模板的构造及操作工艺、操作中的安全性、模板系统的主要 安全设计及构件、使用中的主要安全注意事项等,以指导在工程中正确应用DOKA模板系统。 关键词:LNG储罐;DOKA模板系统;构造;操作工艺;安全;施工 中图分类号:TE972.1 文献标识码:B 文章编号:1001—2206 (2010)03—0082—05 0 引言 DOKA模板是可应用于各种工程的各类形状的 混凝土立模浇筑的新型模板。DOKA模板由于灵活 轻便、操作简单、高精度、高承载能力等特点,在 LNG储罐混凝土外罐施工中得到广泛应用。充分 了解DOKA模板的构造和性能特点.全面掌握操 作工艺并充分认识系统的安全性.对于正确使用 DOKA模板.有效地发挥其优势.避免安全隐患有 着重要的意义 本文仅以16万m3 LNG全容式储罐为例简要 介绍DOKA模板的组成、构造特点及操作工艺, 并作相应的系统安全分析 1 DOKA模板的构造及操作工艺 1.1 DOKA模板的基本构造 在16万I113 LNG全容式储罐的混凝土外罐罐 壁施工中普遍使用的模板体系为DOKA 150F爬升 模板系统.该系统由墙体模板系统Top50、支撑系 统、操作平台和锚固系统四大部分组成,见图1。 1.1.1 模板Top50系统 模板Top50系统由模板面板(胶合板)、H20 木工字梁、W10钢围檩及+15.0对拉螺杆系统组成 (见图2)。 (1)H20木工字梁。其截面高200 mm,上下 翼宽80 mm.翼高40 mm,腹板厚40 mm。具有较 高的承载力,剪力O=11 kN;弯矩M=5 kN·m。 (2)主龙骨(W10钢围檩)翼板面布置有成 墙体内侧模板 墙体外侧模板 墙体厚度 图1 DOKA模板典型截面 ¥ 羊 羊 羊 ¥ ¥ ★ ★ ★ ★=》★ ★ ★ 第36卷第3期 马铁轮等:DOKA模板在LNG储罐工程中的应用及安全风险分析 83 图2 模板Top50系列 型的椭圆形长孔.可任意调节木T字梁之间的问 距。其性能参数见表1。 表1 主龙骨性能 钢嗣檩 质量/(k 截面积 截面模量 惯性矩 m) / cm /cm /cm W 10 Top50 22.O 27.0 82.4 412 (3)对拉螺杆系统由对拉杆、拉接盘及对拉杆 螺帽三部分组成。对拉杆螺纹为矩形螺纹.操作方 便。对拉杆性能参数见表2。 表2 对拉杆性能 1.1.2 支撑系统 支撑系统主要南爬升挂架150F、竖向钢围檩、 剪刀支撑、爬升锥及抗风拉杆等机构组成(见图 3)。其中: (1)竖向钢围檩是模板面板系统的主要受力构 件.用于模板的移动、吊装及固定。 (2)爬升挂架150F与爬升锥、抗风拉杆构成 DOKA模板系统的主受力结构.承受主要的施T荷 载、风载及模板提升力。 (3)剪刀支撑可通过Top模板面板的前进与后 退.实现模板的组装与拆卸 图3 支撑系统 1.1.3 平台系统 (1)上层平台由钢制托架和木板组成,钢托架 通过螺栓固定于模板的木工字梁上 上层平台又称 浇注平台 (2)中层平台.由承重托架通过爬升锥同定在 混凝土罐壁上.是模板系统的主平台 (3)下层平台, 由钢制平台挂架和木板组成. 并与中层平台相连.侧面可用木板及安全网围护. 又称作修补平台 1.1.4 锚固系统 锚固系统包括爬升锥(长l5.0 cm)、定位锥 (长15.0 cm)、锚固板、塑料套筒。爬升锥距离外 罐罐壁混凝土上表面400 CNIo 1.2 DOKA模板的基本操作工艺 1.2.1 模板的组装 DOKA模板的组装有j个阶段 第一阶段组 装浇注结构,即完成模板面板及支撑件的组装.形 成混凝土浇注模板结构(见图4),用于第一层墙 体的施工:第二阶段组装模板提升结构.即在第一 阶段的基础上完成爬升架150F的组装.实现模板 的提模爬升功能(见图5),用于第二层墙体的施 工;第三阶段在前二步的基础上增加第i层悬挂平 台。形成完整的模板系统(见图1),用于第三层 及以上标准层的施工 山 .山 图4 第一阶段组装 图5 第二阶段组装 84 石油工程建设 2010年6月 1.2.2 DOKA模板标准层基本操作工艺 (1)取出竖向钢围檩下端的钢楔板,旋转剪刀 支撑杆,向后移动拆除模板.再次卡紧竖向钢围檩 下端的钢楔板 (2)在预埋的定位锥体处安装爬升锥 (3)拆除防风拉杆.并卸下与150F爬升托架 相连接的爬升锥 (4)利用塔吊及竖向钢围檩上的提升吊环提升 模板单元.将150F爬升托架悬挂于上一层的爬升 锥上.并安装抗风拉杆 (5)清理模板面板.涂刷脱模剂.预埋下次使 用的定位锥 (6)松开竖向钢闱檩下端的钢楔板,旋转剪刀 支撑.向前移动模板单元并定位.再次固定钢楔板 并调整模板垂直度.准备浇注该层墙体混凝土 3 DoKA模板的安全分析 模板系统设计时应根据建筑物的结构形式及混 凝土施工工艺的实际情况来计算其承载能力 以下 为模板系统的主要技术性能指标: (1)模板承受混凝土侧压力30 kN/m2(根据工 程实际情况会有所改变) (2)单个爬升锥允许最大抗拉力115.5 kN (3)单个爬升锥允许最大竖向力34.6 kN。 (4)内外侧面板可整体后退600~700 mm。 (5)主平台即中层平台宽度1.5 m。 (6)对拉杆抗拉能力120 kN。 (7)平台系统的受力情况:上层平台承受的最 大荷载为1.50 kN/mz.中层平台承受的最大荷载为 3.00 kN,mz.下层平台承受的最大荷载为0.75 kN/m2 3.1 模板系统的主要安全设计及构件 3.1.1 模板面板系统的安全设计 设计中.为形成罐壁筒体弧度.以H20木工 字梁作为胶合板背面的纵向背楞.木工字梁背面布 置弧形造型木,两者间通过螺钉连接;胶合板、木 工字梁、造型木三者有机结合,其中钢围楞作为主 龙骨的作用最终承受全部混凝土侧压力 模板之间 主要通过模板连接件将相邻钢围楞定位连接.从而 使罐体模板系统连成整体 因此面板DOKA Top50系统的安全因素考虑周 全.可满足施工现场安全生产的要求 3.1.2 支撑和锚固系统的安全设计 (1)竖向钢围檩是模板水平钢围楞和剪刀支撑 及联接支撑杆间的连接件.是板面系统的主受力构 件。用于模板的移动、吊装和加固。 (2)抗风拉杆。设计中通过这一高强拉杆将中 层主平台牢固连接在预埋在混凝土墙体中的爬升锥 上,保证模板体系在遇大风天气时稳固可靠 由于整个模板系统将爬升锥作为主受力点.因 而具有很高的承载力.但不能抵抗模板背面的较大 风载等水平荷载,而抗风拉杆正是弥补这一缺陷的 重要构件,因而在模板就位时必须按要求安装抗风 拉杆。 (3)剪刀支撑是面板与主平台间的支撑系统。 实现整个面板的前进及后退动作.并确保模板的定 位和锁定 (4)锚固系统 模板系统通过承重托架150F 悬挂在爬升锥体上.施工过程中作用在模板上的混 凝土侧压力通过模板传递给墙体上的对拉杆.作为 内力相互抵消 因而爬升锥是模板系统的主受力 点.不仅要承受包括模板自重及施工荷载在内的竖 向荷载.而且还要承受风载等因素引起的水平荷 载。 因此爬升锥作为DOKA模板150F系统的主受 力点。必须引起高度重视(见图6、7)。模板提升 时锚固点混凝土强度必须达到10 MPa Z 犍 嘣 g 姬 蟠 11节: ⋯ {=' ■ ⋯ t一÷。。 管一 ⋯々⋯ 々 ⋯ A一 ~ |一 一々一 一 乒 一 ⋯ ~ 一 00— 一 一|⋯ ⋯ ⋯⋯ ~ L上|一 一~}十一 ⋯ k— 一 ⋯ 一 ⋯ ≮~ 一 一 ~ i- {一一 ⋯ 寸一r ⋯ 爬升锥锚固点示意 5 1O 15 20 25 30 35 允许最大竖向力A/kN 图6 爬升锥的受力 加 ∞ ∞加∞如∞如加m O 第36卷第3期 马铁轮等:DOKA模板在LNG储罐工程中的应用及安全风险分析 85 另有在爬升挂架l50F上设有与爬升锥配合装 配的安全插销同样是设计中重要安全构件.安全插 销将爬升挂架锁定在爬升锥上.防止因为外力或误 操作使挂架脱离爬升锥.除非是在模板提升时方可 拆除安全插销(见图8)。 图8 安全插销 3.1.3 平台系统的安全设计 (1)上层平台由钢制托架及木板组成.钢托架 通过螺栓固定于模板的木工字梁上.具有一定的承 载能力,可适当进行钢筋绑扎、预应力管道安装、 混凝土浇筑等活动 (2)中层平台由承重托架及木板组成.承重托 架通过爬升锥同定在混凝土罐壁上.是模板系统的 主受力平台 (3)下层平台由钢制平台挂架和木板组成.并 与中层平台相连.用于储罐墙体的修补.承载能力 最小。 3.2 模板系统操作中的安全分析 (1)DOKA模板组装在完成第一阶段浇注结构 时.由于爬升系统还没有完全形成.因而在采用钢 管作临时支撑时必须保证钢管与模板之问牢固连 接.确保在浇注混凝土时模板不会出现失稳现象 (2)DOKA模板组装在完成第二阶段爬升结构 时,因为模板的提升高度尚不足安装悬挂平台.因 而无法安装抗JxL拉杆 应设置相应结构替代抗风拉 杆以确保模板系统的操作安全 (3)虽然DOKA模板具有高承载力、高安全 性能、操作灵活简便等特点.但在其设计中并未充 分考虑墙体钢筋骨架可能对模板系统产生的外力影 响.所以DOKA模板不能作为钢筋骨架的全部支 撑结构使用.即墙体钢筋骨架的支撑结构不能全部 依赖DOKA模板..如果有这样的情况发生必须计 算模板系统受力,设计安全、合理的支撑结构,编 制相应的安全保障措施 (4)墙体钢筋骨架的绑扎与DOKA模板单元 的提升,一般有三种不同的工序衔接关系 一是首先进行钢筋骨架的绑扎作业.再提升内 外侧模板,这种作业方式可为钢筋绑扎、预应力管 束安装等工作提供足够的作业空间.工作效率高 但钢筋骨架主要依赖模板系统的支撑.存在一定的 安全风险,因此必须依(3)所述进行相应的受力 分析.保障整个系统安全可靠 二是提升单侧的模板单元.一般首先提升内侧 模板单元,操作剪刀支撑后退.面板系统留出一定 的作业空间.再进行墙体钢筋骨架的绑扎 钢筋骨 架成型后向外侧倾斜的可能性极小. 向内侧倾斜由 于模板单元的阻挡而受到了限制.模板系统为钢筋 骨架提供了一定的安全保障.这也是最可取的一种 工序衔接方式 三是首先提升内外侧模板单元.最大限度后 退面板系统 由于面板系统的最大后退距离仅为 700 mm,可提供的作业空间极为有限 另外主平 台的承载力虽然最高且有内外侧模板单元的阻挡. 因而具有更高的安全性.但受作业空间限制.操作 不便.工作效率很难提高 需要说明的是DOKA模板的使用及安全操作 是LNG储罐施T安全保障的重要环节之一.施1二 方应根据丁程的实际情况慎重选择模板系统的使用 方法和工序安排.以确保安全.. 3.3 DOKA模板系统使用中的主要安全注意事项 (1)提升模板系统时.爬升锥锚同点处的混凝 土强度必须达到10 MPa (2)止动锚筋与定位锥连接时.必须旋紧到 位,确保与爬升锥之间处于同一轴线 止动锚筋应 用铁丝固定在结构钢筋上.禁止焊接止动锚筋.禁 止涂染脱模剂 (3)操作剪刀撑时.必须两人同步操作 (4)浇注混凝土时应避免冲击预埋的定位锥及 锚杆.振捣棒不得撞击定位点 (5)各层操作平台上活荷载不能超出平台承载 能力。 (6)模板系统的吊装必须专人负责.起吊前检 查抗风拉杆、安全销及模板与墙体问的其他连接件 是否全部拆除.并清除模板平台上的所有杂物 (7)模板系统的吊点必须设置在竖向钢围檩的 吊环上,起吊过程中各层平台严禁站人 (8)模板提升定位后.爬升锥与止动锚筋连接 86 石油工程建设 2010年6月 曩 蕞叠 叠_。 鼍囊i ≯ 羞毒曩置誊 誊爱善 誊量 曩 qI麟驱机缀簿辫莺 嘲 孽羹謦 。 j 誊纛 林 勇 ,余国平2 (1.西气东输管道公司甘肃管理处,甘肃武威733000;2.西气东输管道公司宁陕管理处,宁夏银川750001) 摘 要: 西气东输的GE燃驱压缩机组由于箱体通风系统的问题. 导致机组屡屡发生故障停机. 经 分析认为是由于配电原件选择不合适、箱体压差低、反馈检测失败等造成的,并提出通过更换空气 开关、修改报警参数,对VENTIL—NS的故障停机采取修改风扇从半速向全速切换的设定值、及时 切换复位LATCH_ 2OUT、及时判断处理离散输入I/O包故障并更换新器件等来解决问题. 实际效果 良好。 关键词:GE燃驱压缩机组;停机故障;箱体风机:通风 中图分类号:TE974 文献标识码:B 文章编号:1001—2206 (2010)03—0086—03 O 引言 GE公司生产的燃驱压缩机组(以下简称GE 机组)通风系统配有2台75 kW 双速交流风扇 88BA一1/2和一台22 kW 的直流应急风扇88BE一1 两台交流风扇平时一用一备.可通过人机界面 HMI上的“FAN SWITH OVER”按钮进行主备切 换选择 冬天正常时半速运行主选电机.如果环 境温度1Tr一531A26AT的值上升到5℃ .主选电机将 切换到全速运行。如果主风扇失效.机组将自动 启用备用风扇。如果启动备用风扇再次失败.机 组将停机, 同时启动直流应急风扇 当环境温度 必须旋紧到位.并检查是否插入安全销 (9)模板系统应整体设置防护安全网.以防人 员及杂物坠落 (10)定位锥体外的密封壳在下一次安装时必 须更换.不得重复使用 (11)遇6级及以上大风时禁止提升模板单元 3.4 DOKA模板在台风天气时的安全注意事项 (1)时时关注天气预报,提前做好抗风准备. 台风来临时禁止模板上的一切作业 (2)台风来临时,模板系统尽可能停留在下层 墙体上.不可强行提升模板 (3)检查抗风拉杆、安全插销是否安装牢固、 正确 1Tr一531A26AT的值下降到3_3 c《=.主选电机将从全 速切换到半速运行 从2006年11月西气东输柳园压气站第一台 GE机组投产到现在. 由箱体通风故障导致的机组 停机屡屡发生,几乎成了运行人员的一个最大难 题。截止2008年底,柳园压气站发生故障8次、 酒泉压气站1次、古浪压气站5次;其他管理处的 压气站也未能幸免(其中新疆管理处孔雀河压气站 12次,宁陕管理处盐池压气站7次)。 1 故障停机原因 1.1 配电原件选择不合适 (4)检查竖向钢围檩后侧的销子是否打紧.所 有模板单元应贴紧罐壁墙体 (5)检查相邻模板单元水平钢围檩连接件是否 安装.内外模板间的对拉螺杆是否安装 (6)清理模板平台上遗留的杂物,确保必须放 置在平台的器材牢固固定 参考文献: [1]JGJ74—2003,建筑工程大模板技术规程[S]. [2]JGJ 80—1991,建造施工高处作业安全技术规范『s]. 作者简介: 马铁轮(1966一), 男, 黑龙江大庆人, 高级工 程师,1992年毕业于北京石油大学,研究生, 一直从事石 油、天然气工程建设管理工作。 收稿日期1 2010—03—15 ¥ 羊 羊 ¥ ¥ ★u ★ ★ ★ ★
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