武治海1 宋 强1 李景国2 邓天君3鹿大伟1 尚国栋1
山东鲁泰建筑工程集团有限公司1北京龙泓电力咨询有限公司2 海南蓝岛建筑技术有限公司3
山东省泰安市肥城市12 27160012 海南省海口市3 5701253
摘要：大型钢筒仓是近十年兴起新的产业,是以大储量钢结构储存仓为中心,包括仓体的入库工艺、结构、出库的工艺和结构以及控制系统等内容。其中施工过程中，最主要和关键的环节为钢筒仓的施工技术的设计。本文从钢筒仓施工技术设计角度确定筒仓安装过程中技术参数的确定，施工过程操作注意事项和质量安全控制要求等。
关键词：钢筒仓、安装施工、技术设计
引言 大型钢筒仓作为近十年快速发展壮大的产业，仓储容量从一万吨扩大到十万吨，结构形式由最初的利浦仓、波纹板装配仓发展到现在普遍应用的焊接仓，仓的外形尺寸也由最初的直接二十米扩大到直径60米，高度从二十几米发展到50米左右。无论仓的直径、高度等几何尺寸变化多大其施工安装的流程均为：仓顶结构的制作、仓顶支撑结构制作、仓底平台及桁架安装，仓体提升机构设计、安装，仓体库壁钢板成型，加劲肋制作，仓体围板成型，焊接，仓体提升，围板焊接和提升，直至仓体完成。而在仓体的制作安装过程中，主要的技术控制点为：焊接参数选择，提升设备的设计计算和选型，钢板卷制设备的计算和选型等内容。
经过近年笔者在各种仓施工的现场发现，在选择提升设备和卷制设备时，完全凭项目经理、施工队长的经验或由相似项目的做法参照实施，未考虑项目的实际情况和各种影响因素，操作过程中未按照规定的操作规程导致各种事故发生。而仓体提升设备以及钢板卷制设备的选型和计算具有较强的专业性，目前没有一个统一的格式提供项目技术员做参考。同时，仓体的提升设备作为施工过程中最关键的一环又是工程监理最为关注的内容，和施组涉及质量、安全必须具有的内容。
01 本项目以常见的3万吨仓体为例，确定仓体提升设备的选型。
1、仓体技术参数（本文中的技术参数是为论文论述设置，不得应用实际项目）：
仓体直径：36米，仓体高度40米，其中仓顶矢量高度6.5米。仓主体结构为：仓顶主要由角钢L90*8,75*6等组成的桁架结构和4厚蒙皮组成，重量约108t，仓顶设备包括收尘器、仓顶栈桥（或廊道）、平台或钢梯等构件，总重量约为22t（施工过程中如果没有仓顶附属结构，可不考虑）；仓体结构为中厚钢板（6-18厚）、环向槽钢肋（每节钢板设一道）、竖向肋（周向间隔1.1米设一道），重量约为315t.
提升设备固定：提升设备主要组成为：钢管立柱，吊耳、电动倒链、钢绳索。立柱设置高度主要为操作钢板提升便于焊接施工，一般为3.5米，如果板幅较大，可以加大设置高度，一般不应超过4.5米。本例中立柱吊耳中心到底板距离按4米。轴向设置间距为3米左右，本例中立柱间距设置2.69米。立柱与仓体板的间距主要考虑仓内竖向肋的布置和施工以及吊耳布置，一般为0.5米左右。简图如下：
2、计算过程：
荷载参数确定：
2.1恒荷载：主要包括仓顶结构部分、设备部分等。计算公式为：
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（1）
折算线荷载为：
(2)
折算到吊耳处的点荷载为：
（3）
式中：Gz—恒荷载，KN;
G1—仓顶结构部分重量，KN；
G2—仓体结构部分重量，KN；
QL—折算线荷载，KN/m；
QH—折算吊耳处点荷载，KN;
D ——仓体直径，m；
本例中吊耳处恒荷载为：
总重量为：
;
线荷载为：
立柱处点荷载：
2.2 活荷载：
活荷载主要是风荷载、雪荷载以及施工过程中形成的动荷载（如人为产生的仓体整体晃动、起升过程形成动荷载等）。
(2)
式中：Q—活荷载，KN/m;
Q1—雪荷载，KN/m，根据规范GB50009要求取值，折算为线荷载；
QW—风荷载，KN/m，根据规范GB50009要求取风荷载基本标准，考虑筒仓体形系数，高度变化系数及阵风系数，折算为筒仓底部的风荷载标准值；
Qd—动荷载，KN，考虑仓体起吊产生的瞬间荷载启动。
本例中：
2.2.1雪荷载：以0.3KN/m2[ 实际计算过程中依据项目所在地，按GB50009-2012中表E对应地区数值取值。]计算，
分配到立柱上的雪荷载为:
2.2.2风荷载：以0.45KN/m2[ 实际计算过程中依据项目所在地，风荷载基本值、高度变化系数、阵风系数、体形系数等按GB50009-2012中对应地区数值和高度、形状取值。]计算，高度变化系数（如果不在表中数值，则插入法计算）为：1.52；体形系数，按单仓取0.8；阵风系数，按B类地区取值（插入法）1.57。
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式中：符号为规范GB50009-2012中规定。
折算集中荷载为：为简便计算,将本例高度按规范高度变化系数表中数值分别计算各层线荷载,再乘以筒仓迎风面宽度.
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折算到仓体底部荷载为:
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分配到立柱上的荷载,按周向2.8米间距布置,取周向一半的立柱数量,则为
2.2.3 动荷载
动荷载是仓体起升瞬间产生的负荷,其计算方式是仓体的自重乘以动载系数,一般取1.1~1.3,此处按平均值1.2取.
2.3 总荷载
考虑各种潜在影响因素，按荷载规范要求，总荷载为上述荷载的有效组合。
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3、起吊装置的选取
仓体的起吊主要是通过电动倒链启动，而电动倒链常用的形式为倒链式，根据使用经验，其吨位一般为10t.对于本例，由于荷载较大，在选用电动倒链时采用双葫芦启动（即每个立柱悬挂两个电动倒链）同时起升。
电动倒链，根据受力状态其安全系数取1.25。本例中电动倒链受力为77.815KN，考虑安全系数后，负荷为：。
通过计算，确定本例仓使用电动倒链的数量为84套，立柱抱杆为42个。
4、吊耳计算
本例中吊耳承受双倒链的起升荷载，同时考虑不均衡系数1.15，4.1 吊耳荷载计算：
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所受拉力为：
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考虑吊耳与
5、抱杆计算
抱杆一般采用钢管（无缝钢管或焊接钢管），底部采用16厚或以上钢板做柱脚。本例中立柱抱杆采用双根焊接钢管Φ273*14，立柱并列，材质为Q235B。
5.1 几何特性参数计算
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（4）钢材弹性模量：
（5）倒链挂接点与立柱中心间距为326.5mm;
（6）仓体被提升到最大高度时钢丝绳或倒链与立柱抱杆的夹角
本例中假设钢板的最大板幅为2米，则夹角为：
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立柱抱杆稳定性满足使用要求。
02 操作施工过程应注意的事项:
1质量检验：
①做好原材料检验，确保钢管、吊耳钢板的材质、规格、型号符合要求设计要求。
②吊点与抱杆、吊点与仓壁板等关键受力连接部位应满焊且无焊接缺陷。
③抱杆立柱应确保垂直，与底板连接固定。
④抱杆沿仓壁周向应均等布置，误差不应大于50mm；吊耳焊接高度保持一致，误差不应大于10mm，
⑤所使用的电动倒链及控制线缆、配电箱及遥控装置应灵敏，可靠。电动倒链在使用前应进行第三方有资质单位的合格检测；应确保倒链灵活、限位灵敏，链扣不得有断裂。
⑥倒链的型号要一致。
2、操作注意事项：
① 为保证提升的稳定性，电动导链起升应集中控制，同步进行。采用遥控控制方法，每提升600mm左右，应停下检查电动导链是否同步，上升受力是否均匀。如同步，或受力均匀，即可继续提升。如出现导链起升不同步。受力不均，则应分别单独控制调整滞后导链，使其与其它导链处于同等高度，同样受力状态，避免发生意外，调整好后即可再次同时提升。
② 6 级以上强风天气不得提升。
③仓壁板提升过程中，应统一指挥和调度，仓壁周围至少设置4人的检测位置。
④提升作业前，应指挥现场施工人员清理所有影响起吊工作的不利因素和现象。
03 结束语
通过本提升装置的计算过程和施工操作应注意的质量和安全内容，确保项目提升的计算和操作有一定的依据和指导，能够帮助项目管理人员完成筒仓施工中这一重要环节工作。
04 参考文献
1)GB50009-2012 建筑结构荷载设计规范;
2)李道奎.材料力学[M].北京：高等教育出版社，2014.