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重型设备吊装（吊装立式贮罐类设备）充气顶升倒装法充气顶升倒装法已广泛用于大、中型拱顶贮罐的吊装，并在许多施工单位长期、打来能够的顶升实践中得以改进和完善。至今，已达工艺成熟、方法多样、安全可靠、经济合理的至臻程度。（一）充气顶升原理利用封顶罐在采取密封措施以后，可形成密闭空间的结构特点，用鼓风设备向此密闭空间强制送入大风量低压里的空气，在空气总浮升力大于罐体重量和动与不动壁板间的摩擦阻力后，罐体必然会顶升而上浮，至要求的高度。其实，充气顶升法的工作原理，酷似多塔气柜的工作过程。（二）方法特点1）无高处作业、安全可靠，工作效率高；2）工艺成熟、方法简单、操作方便；3）不要大型吊装机具；4）措施材料耗量小，均需一般材质和常用规格，易于得到；5）施工进度快、质量好、经济合理；6）需用装置较多；7）若遇停电与发生安全事故。（三）充气顶升法的主要装置及其选用充气顶升法的主要装置有鼓风装置、密封装置、稳升装置、限位装置、收紧装置、定型装置、固定装置、通讯和照明装置等组成，如下图所示。1.鼓风装置鼓风装置由风机、风管（风道）、软接管、风量调节插板、人孔等组成。风道口开在罐底板处。风机的风压、风量计算机器选择如下：（1）风压在理论上风压应按下式计算：P=(W+q+F)/A式中P——风压，kPa;W——顶升的罐体重量，kN;q——需随罐浮升装置的重量，kN;A——顶升面积，去罐的铅垂投影面积，m2,D——罐内径，m;F——动与不动壁板间的摩擦阻力，kN;因动与不动壁板间的磨擦阻力F与外层壁板的收紧程度、罐体壁板的椭圆度和粗糙程度的等因素有关、难于准确计算。因此，常按以下经验公式计算风压：（2）风量理论上应按下式计算均有效风量：式中Q——平均有效风量，m3/h;Pa——顶升前风压，kPa;Pd——顶升后风压，kPa；Va——顶升前罐体容积，m3;Vb——顶升后罐体容积，m3;T——每带壁板顶升时间，一般在T=10～40min之间选取。实际上，因密封装置较简易、外带壁板留有活口等原因，致使风量漏损很严重。一般，风力量安全系数K=4～5，即风机最大风量应为理论计算风量的4～5倍。Qmax=KQ式中Qmax——风机最大风量，m3/h;K——风量安全系数，K=4～5;Q——平均有效风量，m3/h。在具体选择风机是，可根据具体情况用一台或几台风机作为充气顶升用，若用一台风机风量不足，则可用相同风压的两台风机并联送风。此举措在大型贮罐顶升中尤有其优越性，可缩短最后几带壁板的顶升时间。2.密封装置及其安装如上图所示，用厚度2～3mm薄橡胶板为密封材料。壁板与底板间的角形环缝，用宽度300～400mm的橡胶板沿环缝围贴。其多块橡胶板的接头塔接长度为400mm左右。并用扁钢等材料将橡胶板水平压在底板上。上、下壁板间的环缝用350～450mm宽的橡胶板密封，可用扁钢和卡具将其卡的胀圈上，为确保橡胶板能跟随胀圈一起向上滑动，其卡具间距在400～450mm为宜。另外，壁板活口亦用橡胶板密封。在顶升过程中，如有局部漏风处也可用密封填料、破布或黄泥等封堵，和还可用塑料布沾水贴紧盖住。3.稳升装置的类型及设置稳升装置亦称平衡装置，其作用是保证悬浮上升的罐体自始至终保持平衡和稳定，不致发生倾斜，甚至倾覆。稳升装置有自动平衡和手工平衡两类多种。自动平衡类有滚轮导轨式、立柱滑轮式和同步牵引式；手工平衡类有罐内挂若干个手拉葫芦和罐外挂若干个手拉葫芦等方法。（1）立柱滑轮式自动平衡装置此种平衡装置是根据绘图平衡尺的原理设计的，在罐体浮升中，可以自动保持罐体平衡。如下图所示。它由立柱、滑轮组、平衡用钢丝绳以及索具螺旋扣组成。每组平衡立柱对称罐底中心焊在罐底板上。第一根平衡绳始端固定于A点，并沿B、C、D、E顺序穿绕于各滑轮间，终端固定于F点；第二根平衡绳始端固定于a点，并沿a、b、c、d、e顺序穿绕于各滑轮间，终端固定于f点。在安装平衡装置时要使各组平衡绳的松紧度基本上一致，并使A、B、a、b和E、F、e、f4点分别在一条铅垂线上。自动平衡装置的组数应根据罐直径大小确定。一般按以下经验公式计算求得：式中D——贮罐直径，m；8——间隔距离，m;平衡钢丝绳的直径按下式计算出其受力后，再从钢丝绳的性能表中选取：式中f——平衡钢丝绳受力，kN；K1——上、下带板间摩擦系数，可取K1=1.25～1.4;K2——安全系数，K2=5；P——计算最大封压，kPa；A——浮升层罐的截面积，m2;W——最大顶升层重量，kN；n——平衡钢丝绳组数；η——导向轮系数机械效率，可取η=0.8～0.85。（2）轨式稳升（平衡）装置导轨式稳升装置由某化学建设公司研制成功后，已成功地用于容积3万m3浮顶贮罐的施工中。如下图c所示，导轨式稳升装置有立柱和上、下到轮组成。立柱垂直焊在罐内底板上，上导轮装于立柱上端，下导轮装载胀圈上。在罐体向上浮升时，上导轮一罐内壁为导轨；下导轮则以立柱为导轨，并随顶升而上移，从而起平衡和稳升作用。此种稳升装置较之钢丝绳类柔性稳升装置有较大的刚性，在控制罐体椭圆度上有其优越性。立柱的组数应试贮罐直径大小而定，一般为偶数，在罐的直径上对称布置，最少不应少于4组（8根立柱）。（3）手拉葫芦平衡法此方法是在罐内或罐外设置多个手拉葫芦，随着罐体浮升，各手拉葫芦同步放松，如上图a所示为罐内设手拉葫芦平衡法，上图b为罐外设手拉葫芦平衡法。为保证罐体能平稳、均匀上升，应根据在浮升壁板外面划出的格线，随时调节罐的平衡，保持罐体垂直上升，不发生倾斜。此种平衡法的手拉葫芦兼起浮升限位作用。手拉葫芦的数量应根据罐的直径大小而定，一般在4、6、8、12等偶数中选取。在大型贮罐顶升时也可按以下经验公式计算所需手拉葫芦的数量。所需最大[平衡力：N=PF(kN)式中N——所需最大平衡力，kN；P——超压压力，MPa;取P=1.2Pmax（Pmax——顶升中的最大供作压力）；F——罐顶铅垂投影面积，m2;根据平衡力，选择手拉葫芦的数量和额定起重量。n=N/No式中N——所需最大平衡力，kN;No——每个手拉葫芦的额定起重量，kN;n——手拉葫芦的数量，个。4.限位装置限位装置用于控制顶升行程，使罐体在顶升到限定位置时，能停止在预定的高度，防止罐体倾斜或“冒顶”。常用在罐壁上等距离设置若干个限位拉杆的方向达到限位的目的。如下图所示，限位尺寸L应通过计算求得，并需精确地调节度量，减少误差。限位尺寸L可用下式计算：L=H—a+b+2t式中L——限位尺寸，mm;H——下层壁板高度，mm;a——上、下两层壁板的塔接长度，mm;如为对接，a=0;b——两限位挡架之间的距离，mm;t——限位挡架的厚度，mm。限位拉杆的根数可根据贮藏容积的大小，在8、12、16、20根中选定，一般两端的螺纹直径在M16～M30之间。选定拉杆根叔和之间之后，应以下列方法验算其强度值：式中σ——拉杆内的拉应力,N/md;N——所需最大起升力,N;n——限位拉杆根数;f——每根限位拉杆截面积,mm2;[σ]——限位拉杆材质的容许应力,N/mm2。5.收紧装置因充气顶升法工艺要求,在己装壁板外侧围装下带壁板。其直径必然会略大。同时下带壁板围成的板带也需成为密闭空间。因此需视罐直径大小,留下2~4条立缝不焊,并适当搭接,作为活口。在充气顶升前需用收紧装置把活口两边的壁板适度拉紧。一般用手拉葫芦(每个活口处用2~3只)作收紧装置。因在顶升时罐内有压力,加之罐体的倾斜,使活口处受力较大,选用手拉葫芦时需进行核算。当留有两个活口时:2N=2RHP式中N——活口处受力,KN;R——罐半径,m;H——罐带板高度,m;P——罐内最大风压,kPa。如每个活口有两只手拉葫芦,则每个手拉葫芦的受力为1/2N,可根据其大小选择手拉葫芦的额定起重量。6.定型装置为增加板带的环向强度,防止变形。需用槽钢、工字钢械制成环状胀圈,装于板带下部。为便于装卸,通常将胀圈分成多段,在安装时用千斤顶撑紧。7.固定装置为防止在浮升时,因摩擦力较大,而将外围板带也带起,一般需在外围板下部边缘处布多组固定装置。8.排风装置常用的排风装置有重锤式和滑轮式两种,装设排风装置的目的是:(1)快速排除罐内有压空气,以提高工作效率;(2)在紧急情况下用其控制风压;(3)为罐内施工人员通风、透光。9.照明装置照明电源引人罐内,应在罐底板铺设前预埋穿线套管。并用安全电压灯具照明。10.通讯装置因充气顶升法需要的压强很低,一般只有数百毫米水柱的大小。在顶升时罐内必须有施工人员工作,因此,罐内外间应有通讯设备联系。可用声、光信号,电话和对讲机等作为通讯工具。11.测压装置以装水的U形压力计为测压装置。(四)壁板对接焊贮罐的充气顶升倒装法内浮顶罐和有的拱顶罐设计成壁板以对接焊方式连接。这给充气顶升倒装法施工增加了一定的难度。为解决这一问题,我国有些安装企业通过大量的实践,试用了一些方法,如内模法、胀圈下移法、销板定位法和胀模法等。1.内模法(下图α)内模法的工作要点是:(1)在底板上设一带内模,其外径小于罐内径10~20mm,高度较壁板带大200mm左右,厚度8~12mm,内模段焊在底板上;(2)在内模外距底板高划11m左右处焊若干个支腿,在其上组装最上一带壁板和罐顶;也可正装两带壁板再焊罐顶;(3)充气顶升至适当高度割掉支腿;(4)围装第二带壁板;(5)顶升到位,以内模为胎进行两带壁板的对接。此方法有顶升平稳安全、施工快捷、密封装置只需安装一次、若内模有足够的厚度可不再设胀圈等优点,但内模材料耗量大、拆除又较困难为其美中不足。2.胀圈下移法(下图b)胀圈下移法的工作要点是:(1)在底板上组装最上一带壁板和顶板;(2)在第一带壁板外围装第二带壁板;(3)以相邻约2m的间隔焊钩挂胀圈的挂板;(4)充气顶升,胀圈靠自重下落,达其高度的一半后,停挂在挂板上;(5)迅速顶紧胀圈,并安装上下密封装置;(6)充气顶升到位,收紧围板,上下壁板均以胀圈为靠模进行对接。此方法的上下密封装置需多次安装,挂板和胀圈亦需多次拆装,此方法用料较少、施工安全较好。3.销板定位法(上图c)销板定位法的工作要点是:(1)在底板上组装最上一带壁板和罐顶;(2)在第一带壁板外围装第二带壁板;(3)在内层壁板距底边高150mm左右处焊一圈带槽的圆弧板措距1m左右;(4)充气顶升后,在圆弧板槽口内装上带耳销板,并打人模铁固定;(5)顶升到位后,收紧围板,上下壁板均以销板为挡块施行对接。此方法的上下密封装置需多次安装,圆弧板可用边角料制作,且其量比胀圈少,销板和模铁可重复使用,此方法用料少、操作简便、经济合理、施工安全。4.胀模法胀模法是内模法的改进型,以最下一带壁板为内模。其目的是节省措施用料。胀模法的工作要点是:(1)在底板上装最下一带壁板,若高度不够,其上沿加一圈;(2)在壁板外,距底板500mm左右高度处焊若干个支腿,在其上组装最上一带壁板和罐顶,也可正装两带壁板再焊罐顶;(3)安装上下密封;(4)充气顶升至适当高度割去支腿;(5)围装下一带壁板;(6)顶升到位,以最下一带壁板为内模进行对接;(7)当下面第二带顶升到位后,在最下一带壁板外焊若干个支撑,打开活口,借助罐内风压和底部千斤顶或模铁将第一带壁板直径顶大,进行最后一个环缝的对接。(五)以内浮盘为底的充气倒装法如下图所示,当罐体安装达到充气程度以后,将浮盘固定在高度2m左右处,浮盘与罐壁间用橡胶板密封,接风道于浮盘人孔处,这样浮盘与罐顶间就形成了密封空间,达到了充气顶升的条件。此方法罐壁的对口作业在浮盘以下进行。以内浮盘为底充气倒装法的工作要点是:(1)铺设罐底板;(2)在底板上搭设高度1m左右的支架,在其上组装浮盘;(3)组装最上一带壁板和罐顶;(4)在第一带壁板外再围上第二带壁板;(5)充气顶升至第二带板上口约100mm处,在上带壁板上沿圆周焊多个支撑,使上罐体支撑在围板上;(6)用多个手拉葫芦上挂罐顶,下吊浮盘,将浮盘提升至2m以上的高度,接高支架并固定;(7)安装浮盘外缘和罐壁间的密封装置;(8)充气顶升倒装,到位后收紧围板,用内、外两侧限位板完成壁板对接。继之,逐带壁板倒装至