線纜管架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供一種線纜管架，該線纜管架被視為對(duì)解決圍繞傳統(tǒng)管架的設(shè)計(jì)、制造和架設(shè)的當(dāng)前問題的方案。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼管架結(jié)構(gòu)在油和天然氣工業(yè)、煉油廠、天然氣加工廠、液化天然氣廠、石化廠、化工廠、礦山開采廠和發(fā)電廠中為主要物體。鋼管架結(jié)構(gòu)通常支撐管道以用于在設(shè)備、儲(chǔ)存罐、實(shí)用區(qū)與火炬管線之間傳送或分配任何液體、氣體和蒸汽，其還用作支撐電力線纜盤、器械線纜盤、光機(jī)械設(shè)備、容器、閥接入平臺(tái)。
[0003]常規(guī)管架大部分是包括系列橫向鋼框架形式的多層結(jié)構(gòu)性鋼框架，橫向鋼框架由Η截面鋼柱和I截面橫梁制成，I截面橫向梁沿管系統(tǒng)通常隔開6.0Μ的間距分布。橫梁與縱向螺柱連接以形成48米長(zhǎng)的一個(gè)常規(guī)架。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)慣例對(duì)一個(gè)架的長(zhǎng)度規(guī)定50米最大限度以允許每個(gè)架在熱膨脹和地震行為的期間獨(dú)立地移動(dòng)。在現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)期間，剛基板被工廠焊接至Η截面柱的基部，將剛基板安裝至混凝土基座的頂部上并使用高強(qiáng)度錨定螺栓將較厚基板直接連接至基座?；宓牡撞亢突炷粱捻敳坑米骰炷僚c鋼結(jié)構(gòu)之間的接口點(diǎn)。鋼管架在技術(shù)上要求橫向和縱向鋼支柱以克服像風(fēng)力和在兩個(gè)方向上作用的地震載荷的側(cè)向力而實(shí)現(xiàn)及維持橫向穩(wěn)定性。
[0004]通常用于工業(yè)的常規(guī)管架自行引進(jìn)到現(xiàn)在為止尚未曾改變也未改善。常規(guī)管架在詳細(xì)工程設(shè)計(jì)、制造和工程地點(diǎn)的架設(shè)階段的期間具有許多缺陷，或者顯著需要新發(fā)明的管架克服影響常規(guī)管架的完整性的各種問題。這些缺陷導(dǎo)致延遲項(xiàng)目交付和完成。在工程階段的常見延遲原因是當(dāng)管與橫向鋼支撐之間存在碰損問題時(shí)。管道工程師確定他們的立場(chǎng)以沿管路不間斷地安裝管道，管道必須免于碰撞任何支柱元件。另一方面，處理結(jié)構(gòu)分析的結(jié)構(gòu)工程師堅(jiān)定堅(jiān)持管道在碰損存在時(shí)讓步，這是由于支柱是管架的需要維持結(jié)構(gòu)的橫向穩(wěn)定性的主要結(jié)構(gòu)元件，支柱不能容易被重定位也不能被移除，除非滿足了工程計(jì)算。
[0005]如果常規(guī)管架沒有足夠的橫向支柱，結(jié)構(gòu)工程師尤其在較大風(fēng)力和較大地震力的項(xiàng)目地點(diǎn)處架設(shè)較高的架的情況下，在其可允許限度內(nèi)實(shí)現(xiàn)架的橫向穩(wěn)定性方面，在對(duì)待其計(jì)算機(jī)輔助載荷分析上非常掙扎。
[0006]在對(duì)具體煉油項(xiàng)目的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的期間解決重重碰損問題和技術(shù)失配是典型的主要關(guān)注并且在工業(yè)界持續(xù)重復(fù)使人頭痛，這是由于結(jié)構(gòu)工程師和管路工程師不能容易解決碰損問題，在工程會(huì)議和模型審評(píng)期間，在工作場(chǎng)所很多時(shí)間浪費(fèi)在爭(zhēng)論上。
[0007]由結(jié)構(gòu)工程師通常采取的克服解決管道對(duì)橫向支柱的碰損問題的替代解決方案是通過采用將梁端力矩連接到橫向框架的柱接頭，如果參數(shù)滿足，這在理論上是可接受的。然而，為了實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的全端力矩連接，必須是將工字梁的全焊接接頭連接至柱，這在架設(shè)階段期間要求大量的項(xiàng)目地點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)焊接工作行為，但是該方法由于許多施工能力問題且引起較長(zhǎng)時(shí)期的輸送而被施工團(tuán)隊(duì)嚴(yán)重反對(duì)。
[0008]工業(yè)上已嘗試通過使用端板螺栓形式的連接的方案以消除現(xiàn)場(chǎng)焊接工作，該方法普遍不被結(jié)構(gòu)工程師接受，這是由于端板螺栓連接可以產(chǎn)生與全焊接連接同等能力的低劣的假設(shè)。工程理論已證明梁螺栓式端板力矩連接至柱由于在接頭之間提供了需要易于架設(shè)行為的公差間隙而會(huì)產(chǎn)生僅部分的剛度能力。通過簡(jiǎn)單地查看給予的細(xì)節(jié)，似乎對(duì)載荷分析作出的設(shè)想和架設(shè)要求技術(shù)上不匹配。盡管存在這些技術(shù)失配，工業(yè)上仍采用該布置以避免在架設(shè)階段的大量的現(xiàn)場(chǎng)全焊接行為，大量全焊接行為可能潛在地延伸對(duì)于項(xiàng)目預(yù)算要求多余成本的重要事件。
[0009]進(jìn)一步嘗試尋找方案，對(duì)于具體的接頭，每當(dāng)在柱凸緣與主梁的端板之間存在意外的間隙時(shí)，工業(yè)上允許在現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)期間，螺栓式端板接頭連接區(qū)域的90%和柱凸緣必須全接觸的狀況，以在不使用插入板填充間隙的情況下滿足工程要求。然而，該狀況似乎再次令架設(shè)團(tuán)隊(duì)難以成功，這是由于如果在接頭之間存在間隙時(shí)，鋼部件不能簡(jiǎn)單地豎立，這是因?yàn)殇摬考?huì)要求對(duì)螺栓過度施加擰緊力，這對(duì)受過度應(yīng)力的螺栓又成為高度危險(xiǎn)。螺栓的過度應(yīng)力和擰緊失效的情況在現(xiàn)場(chǎng)在架設(shè)期間已大量存在，并且在多數(shù)情況已造成延遲架設(shè)時(shí)間以及某些已導(dǎo)致小事故。
[0010]為了防止螺栓的過度應(yīng)力，尤其在間隙大于公差限度的情況，同意施工團(tuán)隊(duì)中的默認(rèn)特許以允許使用插入板填充間隙，這明顯違反90%工程條件參數(shù)。施工團(tuán)隊(duì)件的該不適當(dāng)行為被工程團(tuán)隊(duì)在技術(shù)上反對(duì)和爭(zhēng)論，因?yàn)閲?yán)重偏離被質(zhì)量控制團(tuán)隊(duì)嚴(yán)肅考慮的設(shè)計(jì)規(guī)范，因?yàn)榧茉O(shè)結(jié)構(gòu)鋼的貧弱質(zhì)量實(shí)踐導(dǎo)致施工團(tuán)隊(duì)的不符合要求行為的結(jié)局。相反，施工團(tuán)隊(duì)為自己辯護(hù)，他們反過來指責(zé)工程團(tuán)隊(duì)給出的是難以在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工的設(shè)計(jì)圖紙從而導(dǎo)致惡劣的架設(shè)質(zhì)量，因此工程團(tuán)隊(duì)是組織中最差勁的團(tuán)隊(duì)。這一鬧劇未曾改變且目前仍在活躍。
[0011]由工業(yè)專家制作的合作方案對(duì)與清除的多層問題沒有任何幫助，該趨勢(shì)在工業(yè)內(nèi)從項(xiàng)目到項(xiàng)目遺留，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)之間的爭(zhēng)論不時(shí)持續(xù)發(fā)生。工業(yè)沒有任何選擇，架設(shè)活動(dòng)必須如計(jì)劃的進(jìn)行以滿足目標(biāo)的項(xiàng)目交付。這些多層問題保留為未解決，對(duì)全球的結(jié)構(gòu)工程/土木工程實(shí)踐而言成為很大挑戰(zhàn)。
[0012]本發(fā)明的線纜管架視為解決了多層問題；消除了管道碰損問題，最小化了工作場(chǎng)所爭(zhēng)論，重新獲得了工程中的完整性，實(shí)現(xiàn)了架設(shè)質(zhì)量并且完成了項(xiàng)目交付。除了解決常規(guī)管架目前問題以外，本發(fā)明通過節(jié)省大量噸數(shù)的鋼、人工時(shí)間、時(shí)間表和金錢，從而有利于工業(yè)大時(shí)代。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明是有助于在工業(yè)工作的多元工程師的解決方案的公開，多元工程師持續(xù)在其工作場(chǎng)所從常規(guī)管架的工程設(shè)計(jì)階段、車間制造、車間焊接和現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)持續(xù)面臨各種技術(shù)挑戰(zhàn)。
[0014]本發(fā)明針對(duì)線纜管架，本發(fā)明的線纜管架的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)采用張緊線纜支撐橫向框架沿縱向方向的側(cè)向移動(dòng)，線纜管架是零支柱管架，完全消除管碰碎問題，解決技術(shù)失配和工程、施工以及質(zhì)量控制團(tuán)隊(duì)成員之間的爭(zhēng)論。
[0015]本發(fā)明生產(chǎn)堅(jiān)固橫向框架，其通過采用澆注混凝土的合成中空柱主要支撐管路?；诖?，在中空鋼截面柱內(nèi)形成和限定了實(shí)體混凝土柱。實(shí)體混凝土柱通過穿過與中空管柱具有相同直徑的基板的切口直接附接至混凝土基座的頂部，最小1.0米高的起始鋼筋(starter steel bars)置于混凝土基座上并穿過進(jìn)入中空鋼柱的基板的切口，當(dāng)混凝土固化時(shí)，該布置產(chǎn)生基部處的全剛性連接，如果基部具有剛性支撐，其具有承受側(cè)向穩(wěn)定性的能力。因此，不再要求基部處的豎直支撐，從而產(chǎn)生地面的零支柱管路。引人關(guān)注的是，單獨(dú)在基部極大減少了鋼板、加固板和錨定螺栓的噸數(shù)。
[0016]另一點(diǎn)是，通過在梁與柱的接頭處采用通過與每架層的梁凸緣對(duì)準(zhǔn)放置的加強(qiáng)環(huán)而全焊接至組合柱的600mm長(zhǎng)度截?cái)嘀鞴ぷ至簩?shí)現(xiàn)全剛性，主梁的拼接移動(dòng)至距柱的面600mm的安全距離，該安全距離已減小內(nèi)力，可以僅通過簡(jiǎn)單連接設(shè)計(jì)容易地處理任何可能的間隙并且現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)變得更加簡(jiǎn)單，因此完全消除了螺栓過度應(yīng)力的技術(shù)問題且實(shí)現(xiàn)了良好架設(shè)質(zhì)量。
[0017]本發(fā)明要求將拼接點(diǎn)移動(dòng)離開柱的面的獨(dú)創(chuàng)策略，已解決了技術(shù)失配，這是由于本發(fā)明采用將梁直接焊接接頭連接至柱的面，因此產(chǎn)生了獨(dú)特的全端力矩連接能力，在技術(shù)和理論上匹配載荷分析。在架設(shè)期間，對(duì)接觸90%接頭表面的條件需要的技術(shù)問題不再合適。該新布置在線纜管架的上層產(chǎn)生零支柱管路，從而完全消除碰損的機(jī)會(huì)。在現(xiàn)場(chǎng)交付之前，作為制造事項(xiàng)，截?cái)喙ぷ至喝附又林锌珍撝?br>[0018]在現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)期間，首先必須建立錨定結(jié)構(gòu)，錨定結(jié)構(gòu)要架設(shè)在指定位置且要在框架之前澆注混凝土以給出充足的固化時(shí)間，混凝土必須在實(shí)施任何錨定工作之前固化。在現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)框架以前，通過將制造中的柱在放下位置螺栓連接至截?cái)喙ぷ至汉椭髁罕唤M裝。吊桿起重機(jī)和散布機(jī)將用于整體或分段地提升組裝的框架到希望的位置，將在架設(shè)期間使用附接在框架的兩側(cè)的臨時(shí)拉線裝置以將架設(shè)的框架保持在豎直對(duì)準(zhǔn)。
[0019]—旦所有橫向框架被架設(shè)且完全對(duì)準(zhǔn)，從錨定結(jié)構(gòu)的一端一直到另一端連續(xù)安裝水平張緊線纜，將使用附接至線纜的螺旋扣調(diào)整必要增量調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)框架的完美豎直對(duì)準(zhǔn)。這些張緊線纜將設(shè)計(jì)成保持橫向框架沿縱向軸線微小側(cè)向移動(dòng)的永久側(cè)向支撐件。錨定結(jié)構(gòu)明顯位于管架長(zhǎng)度的亮度，對(duì)本發(fā)明起重要作用。
[0020]通過對(duì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)采用組合柱，中空鋼柱澆注混凝土，一旦達(dá)成混凝土的固化階段，產(chǎn)生堅(jiān)固結(jié)構(gòu)框架。該堅(jiān)固性是在基部具有剛想連接的組合柱的產(chǎn)物，并且橫向框架的柱與梁全剛性接頭連接。這些框架在物理和理論上證明是高度抵抗橫向和縱向方向的側(cè)向力，這些結(jié)構(gòu)有益處，獨(dú)創(chuàng)地采用具有鉤環(huán)和螺旋口的張緊線纜以替代普遍用作常規(guī)管架的縱向螺柱的常規(guī)實(shí)體工字梁截面。使用張緊線纜作為對(duì)實(shí)體工字梁螺柱的替代的獨(dú)創(chuàng)策略解決了巨大噸數(shù)的結(jié)構(gòu)鋼、用于制造、車間焊接和架設(shè)的時(shí)間。張緊線纜、鉤環(huán)、螺旋扣和加固板的尺寸和強(qiáng)度通過工程計(jì)算決定。
[0021]管架的雜項(xiàng)(miscellaneous)非結(jié)構(gòu)部件通過掛鉤件例如步行小道、線纜盤、樓梯間、出口樓梯連接至主結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，僅當(dāng)需要時(shí)，斜支撐的較小管道、特殊管道沿縱向軸