某石化厂主管廊钢结构改造设计

'学兔兔www.xuetutu.com水培君等某石化厂主管廊钢结构改造设计37某石化厂主管廊钢结构改造设计水培君同济大学上海200092古育平上海寰球石油化学工程有限公司上海200032摘要实例介绍某石化厂随着产能提升，对管廊进行加层加固的改造设计，并对施工中可能遇到的问题提出设计要求。关键词管廊改造设计管架、管廊是化工区常见的工业构筑物，支2现场实际情况撑化工管道的支架称之为管架，而在较长的距离范围内连续的管架称为管廊。随着扩大产能的要经过多次现场实地勘察并结合业主委托有关求，某石化环氧乙烷／乙二醇装置需进行东西向主单位所开具的检测鉴定报告，发现现有管廊钢结管廊的加层改造。构存在如下问题：工程设计于1985年底，管架长180m，天然地(1)结构使用年限较长，维修涂装周期较长，基，独立基础，上部为钢结构，跨度12m，柱间距厂区生产产品有一定的酸性介质，使现场钢构件存在涂层起皮、锈蚀现象，影响其耐久性。为9m，标准跨为二层，局部三层架空冷器。本次(2)业主自行添加临时或永久管线，这些管改造拟在原有管架上新增一层，同时对原有管架线走向遇到水平支撑等钢构件时便自行切割构件的管线作适当调整。或节点板，人为对结构造成了损坏。有部分钢柱l原有设计在前期增加管线时便已经进行贴板加固，这些贴板加固的构件现场锈蚀情况非常严重。原设计图纸包括管廊结构布置图及钢结构工(3)参考原工艺管道图发现，现场管线布置厂制作图，结构设计依据均严格按照上世纪80年走向与原设计存在差异，造成原管廊结构受力情代规范条款。其中，钢结构构件材料等级为I级钢况计算模型与实际不符，故不能按照原管道设计(A3F)，相当于Q235F钢材等级，基础混凝土采图而必须以现场实际管道情况来统计荷载，再进用#150标号混凝土，相当于C13标号混凝土，而行钢构件的计算。原钢筋等级一级钢A3F、二级钢16Mn对应为(4)由检测方南京工业大学采用《里氏硬度HPB235及HRB300。原管廊5m和7．5m为管道支计现场检测建筑钢结构钢材抗拉强度技术规程》承层，支承管道的钢结构横梁由轴向桁架连接，DGJ32／TJ116—2011进行原钢构件强度检测，报传力至钢柱及基础。在E58．5一E45．7轴及E1l9．5告显示原钢结构构件基本满足Q235强度等级的要一El31．5轴处12m设置钢平台及空冷机支架，并求，故设计时对原钢结构强度按现行钢结构规范在这两处轴线处设置垂直支承作为固定跨，用来GB50017—2003中抗拉、抗压和抗弯设计值f=承受由管道热胀冷缩等原因产生的水平力。215MPa来选用。经过多次管廊现场核对原设计图，发现由于(5)由于长期腐蚀原因，对于钢结构构件有设计年代久远加之随着产能的提升，业主在将近效截面积在原截面面积基础上进行一定的折减，30年的结构使用年限之中进行多次改造，一旦需故在计算模型中净截面系数取0．85进行结构的承要新添加管道便在管廊上设支架，导致与原有设载能力设计。计算模型中的控制指标按现i规范计相差较大。要求控制。水培君：工程师。2005年毕业于同济大学土木工程专业。现从事石油化工行业结构设计工作。联系电话：(021)64164200—3690，E—mail：shuipeijun@139．corn。 学兔兔www.xuetutu.com38CHEMICALENGINEERINGDESIGN化工设计2012，22(3)lUUU03工艺管道改造————0—、新增·HJ1在整个改造过程中，工艺管道要求在12m增7．500加一层管道支架以支撑标高12m上下的管道，见图I云线处。5．000～tD±0．000120O图2结构立面布置图了在原结构上焊接，并指明施工方施工时应采用机械钻孑L方式，避免在改造的过程中对原有结构造成人为二次破坏。3．2节点计算在原管架上部增加桁架进行整体计算后，进行节点设计。对于柱脚节点参考原设计图纸的资料表示为M27的Q235地脚锚栓，钢柱柱脚的计算模型采用刚接柱脚，经计算得：柱底弯矩设计值M：200kN·m。轴向压力设计值N：140kN。《鸯》圈1工艺管道改造图3．1结构布置为了与原有结构的的设计风格统一，参照原结构布置图，初步设计方案为在12m增加一层轧制H型钢横梁，其截面为HN600×200×11×17，材料为Q235B，与钢柱的连接方式为刚接。经计算分析，这种加固方式满足构件强度及挠度运算，且节点制作相对简单，钢梁与钢柱需要进行现场剖口焊接，在施工质量优良的前提下能够满足管廊加固的要求。在绘制了结构施工图后，协同管图3柱脚详图道专业进行现场放样，在与管道专业核对的过程中发现，在12m标高钢架下需要新设的管道，加偏心距e==1428IDATI上保温后的直径较大，与新增的H型钢梁碰撞，参考原设计图，见图3，柱脚底板几何信息并且现场施工空间有限，进行梁柱刚性节点焊接得：弯矩M作用方向长度L为650mm，受拉侧底施工难度较大，难以满足设计要求。经过方案讨板边缘至受拉锚栓中心距离1。为65mm，非弯矩作论，改为采用新增钢梁下挂桁架的形式，见图2。通过计算，采用此形式能够很好的控制结构用方向长度B为700mm。柱底板计算：的挠度，工艺管道也能够在桁架内穿过，在结构三维建模以后与工艺专业进行模型检查时也有效：e一粤：1428一下650：1103ITIITI地避免了管道的碰撞问题。新增桁架与原有钢柱的连接方式为双角钢夹板螺栓连接，这种方式避免詈==．70 学兔兔www.xuetutu.com水培君等某石化厂主管廊钢结构改造设计393x459．4p：：：0．3％。瓦％其中，A：为受拉侧锚栓总有效面积，计算结厂_70果为459．4mm。0／＼一／＼00／＼图5基础布置图在原设计图纸中，台阶高宽比分别为：一阶：900／600=1．5，二阶：800／600=1．33。超过混凝土刚性基础的宽高比限制，故不能认为其为刚性基础。图4底板受压区长度计算图现假定只利用刚性基础允许的宽高比来验算承载力，基础埋深2．5m，基础底面积为3．2m×4查图4得=o．25，底板受压区长度x=m，上部结构传至基础的控制工况标准组合设计值为：169mm。=855．00kN求受拉侧地脚锚栓的总拉力：Mkm=150．00kN‘ITIMho=0．00kN。inⅣ(e一导+争)14o×(1428一+)=一50．ookN=241．00kN=——÷=—————L此时最大地基反力为73kPa，小于地基承载力n(t—L一孚)3×(650—65一)J特征值。因为原基础在只考虑刚性基础部分的条=102．3kN件下其底面积已可满足设计要求，则假定原基础单个M27地脚锚栓抗拉承载力为：超过刚性基础宽度的混凝土部分不计人计算，基Rrd=A：x=459．4×140=64．31kN>T／3础按照刚性基础来计算其底部钢筋并无最小配筋其中，为Q235螺栓的抗拉强度设计值，查率的要求，所以无需增加基础底板配筋来满足新钢结构设计规范表3．4．1得140MPa。规范对于基础最小配筋率0．15％的要求。Q235材质地脚锚栓的fv为235MPa，屈服拉力为108kN，假定地脚螺栓超过了受拉承载力极限4加固措施64．31kN而达到了其受拉屈服极限108kN，在这种由于荷载增加，钢结构构件有效截面积长期工况时地脚螺栓退出了工作不能继续承担拉力，受到腐蚀而减小，所以部分原有构件应加固，采螺栓进人屈服阶段但还未到达极限状态，刚性柱取如下加固措施：脚的计算假定已经不再适用，从而柱脚的计算模(1)对于长期腐蚀而造成结构严重损伤的构型变为了铰接。经计算铰接柱脚模型状态时上部件，在损伤处贴板加固，加固板可采用Q235B材结构仍然可以满足承载力设计要求。计算得出柱质，厚度可与原有构件板厚一致。底剪力设计值为75kN，查表得单个M27螺栓的抗(2)对于腐蚀造成构件表面损害但没有造成剪承载力即为75kN，所以柱脚仍可按原设计进行结构严重损伤的构件，在腐蚀处先进行打磨抛光抗剪，故对原设计柱脚无需加固。处理，再按照项目设计结构总说明中的规定对构3．3基础设计件进行底漆及面漆涂装。基础部分原设计采用独立式基础，原勘察资(3)由于荷载提高使节点区应力提高的节点，料及此次扩建勘察资料确定未修正②层土持力层通过计算后确定节点加固方式。对于单剪板铰接地基承载力为160kN，修正后可达200kN。基础布节点，在卸荷的条件下添加双剪板使之增大受剪承置见图5。(下转第43页) 学兔兔www.xuetutu.com张洁冰浅谈影响国际工程投标报价的因素43能会造成潜在损失，例如：在某些国家要求投标融资计划，计算利息费用的支出并将其纳人工程人不能独立承揽项目，需要通过当地中介公司，成本。并承担中介费用。该中介费用有时高达2％到5％，(2)在国际项目中所使用的资金不会是一种但有时这些条款并不体现到招标文件中，投标人货币，各种货币之间的汇率是变动的，受各种货需要通过其它途径去收集。币支付和收款时间点汇率的影响，汇兑损失也会影响项目的执行。投标人应详细分析项目的资金6风俗习惯计划，合理预测汇率变化趋势，预测整个项目的每个国家都有其特殊的风俗习惯，投标人必汇兑损失，并作为项目的成本支出列入工程报须了解和尊重当地的风俗习惯。不然会使投标人价中。在项目实施过程中陷人被动。例如：有些国家当8结语地的工人有某些时间不工作的习惯。投标人就需要综合考虑这些习惯对整个项目实施进度、费用总之，投标人在综合考虑以上影响投标报价造成的影响。再比如，某些国家约定俗成需要投因素的基础上确定整个项目的成本，在此基础上，标人对业主、业主代表、咨询工程师、监理工程投标人应从各个方面分析项目执行的各种风险，师等提供必要的设备、设施和服务，而这些并不综合考虑风险对项目的影响。投标人应根据对项体现到招标文件中。如果投标人不注意这些内容，目所在地的深入了解，对竞争对手的分析，对业就可能造成潜在的损失。因此，了解当地风俗习主心理预期的分析，对业主中标倾向的把握、对惯，找出影响价格的因素是非常重要的。该市场做出正确的判断，制定合理的的投标策略，确定合理的利润范围。最终确定合理的投标价格，7财务费用从价格角度保证投标人合理的利润，提高赢得项(1)在国际项目中，项目的收付款受合同的目的几率。约束有一定程度的延误，投标人要综合考虑项目(收稿日期2012—03—16)资金计划，结合投标人的资金情况，考虑相应的(上接第39页)载力；对于焊接刚接节点，添加与梁相同截面的因造成的破坏要进行修补；对于原有结构未进行腋角，增大抵抗节点域弯矩的能力。防火、防腐保护的部位均需按照新规范要求执行。(4)在施工过程中考虑到改造可能在业主不5施工要求停产的情况下进行，所以要求施工单位在进行施本项目为改造工程，需根据现场实际情况来工组织的时候必须得到业主的认可后方可执行。完善设计方案，对于施工方来说，改造中可能遇6结语到的问题则更多。设计方考虑了几点施工要求：(1)对于施工图设计的节点，在实际安装前改造后的管廊满足产能提升后的生产需求，需经过钢结构厂或详图设计公司的放样绘制制造可为同类工厂的改造项目提供设计参考。图，要求在绘制制造图的过程中需考虑原有节点参考文献和现有节点间的关系，参考原设计图或现场实际勘察数据，在确认无误后方可下料制作。1钢结构设计手册第二版[M]．北京：中国建筑工业出版(2)除一般钢结构施工要求外，在原结构上社，2009．2王成樵等．某综合管廊加层改造前的检测评估[J]．钢结开螺栓孔时明确要求机械钻孔；在原结构焊接构构，2008(8)．件时要求采取焊接保护措施，避免对原有构件造成破坏。(修改回稿2012—04—27)(3)对于原有结构，因长期腐蚀或因施工原'