沧州加油站网架罩棚钢结构工程项目案例

本项目为沧州加油站罩棚钢结构网架工程,坐落于河北省沧州市经济开发区,是区域成品油零售配套核心基础设施项目,主要服务于车辆加油作业、设备防护及场地遮阳挡雨等核心功能,整体工程于2023年8月全面竣工并通过五方联合竣工验收,正式投入运营使用。项目屋面投影总面积690㎡,主体网架单跨净跨度达25m,采用无中柱大跨度空间结构布局,满足加油站大面积通透作业空间的使用需求。

一、项目概况

本项目施工建设存在多重核心难点,也是本次工程施工的重点管控内容。其一,项目地处沧州沿海季风气候区域,区域常年基本风压偏高,汛期大风、暴雨天气频发,对网架结构整体抗风稳定性、节点连接牢固性要求极高;其二,加油站属于易燃易爆特殊场所,施工现场防火防爆管控标准严苛,施工全过程需杜绝明火作业风险,对安装工艺、工序排布提出严格限制;其三,项目为露天作业罩棚结构,需兼顾结构长效防腐、屋面排水防渗、极端天气抗荷载能力,同时需保障装配式施工精度,严控大跨度网架安装后的挠度变形偏差;其四,项目场地紧邻运营道路,施工场地狭小,大型机械设备进场、作业受限,需采用精细化、轻量化施工工艺,保障施工安全与周边通行秩序。

二、结构设计参数

本项目严格遵循《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)、《网架结构设计与施工规程》(JGJ7-2010)及《汽车加油加气加氢站技术标准》(GB 50156-2021)进行专项设计、验算与施工,全套结构参数标准化、规范化,具体技术指标如下:

1、网架构型与节点形式:采用螺栓球四角锥平板网架结构,上下弦平行布局,网格规整、受力均匀,节点采用螺栓球连接形式,全程无现场焊接作业,适配加油站防爆施工要求,结构整体性与抗震稳定性优异。

2、主材材质与管材规格:主体钢杆件全部采用Q235B碳素结构钢,钢材屈服强度、抗拉强度、冲击韧性均符合国标要求,附带原厂材质合格证及第三方检测报告;核心受力杆件、辅助杆件根据受力验算分别采用Φ60×3.5mm、Φ76×3.8mm、Φ89×4.0mm高频焊接钢管,所有管材无裂纹、变形、锈蚀、壁厚偏差超标等问题。

3、钢球与紧固件参数:网架螺栓球采用45#钢锻打成型,规格涵盖BS100、BS120、BS140,球体表面光滑无气孔、裂纹、夹渣;配套高强螺栓采用10.9级高强度螺栓,垫圈、螺母为配套专用配件,所有紧固件均经过探伤检测,杜绝疲劳损伤隐患。

4、整体结构尺寸参数:网架单跨净跨度25m,屋面投影面积690㎡,结构矢高严格按照1/12矢跨比设计,矢高2.08m,兼顾屋面排水坡度与结构受力稳定性;整体采用周边多点铰接支撑形式,支撑立柱采用方形钢管柱,固定于混凝土基础承台,有效释放结构温度应力,避免沉降变形。

5、荷载与气象设计参数:项目按沧州当地50年一遇气象条件设计,基本风压0.55kN/㎡,基本雪压0.40kN/㎡;屋面恒荷载0.20kN/㎡(仅含单层彩钢板自重,无保温层、无防水透气层构造),屋面活荷载0.50kN/㎡;结构抗震设防烈度7度,抗震设防类别为丙类,场地类别为Ⅱ类,可抵御区域常规地震及强风天气冲击。

6、设计使用年限:主体钢结构设计使用年限25年,结构安全等级为二级,耐火等级、防腐等级均满足易燃易爆场所露天钢结构使用标准。

三、防腐与防火工艺

结合加油站易燃易爆、露天高湿、多风尘的特殊使用环境,本项目严格执行国标防腐、防火施工规范,构建长效防护体系,杜绝钢结构锈蚀老化、火灾安全隐患,具体施工工艺及参数如下:

1、表面除锈工艺:所有钢杆件、钢球、紧固件进场后统一进行机械喷砂除锈处理,除锈等级达到Sa2.5级,彻底清除钢材表面氧化皮、铁锈、油污、粉尘等杂质,处理后钢材表面粗糙度控制在40-75μm,除锈完成后4小时内完成底漆涂刷,避免二次返锈,保障涂层附着力。

2、防腐涂装体系与干膜厚度:采用三层防腐涂装配套体系,严格把控各涂层干膜厚度。第一层为环氧富锌底漆,干膜厚度60μm,具备优异的阴极保护防锈性能;第二层为环氧云铁中间漆,干膜厚度80μm,增强涂层封闭性与抗冲击性,阻隔水汽、粉尘渗透;第三层为丙烯酸聚氨酯面漆,干膜厚度40μm,面漆具备耐候、抗紫外线、抗风化特性,适配露天长期暴晒、风雨侵蚀环境。整体防腐涂层总干膜厚度不低于180μm,防腐等级达到C4级,符合露天工业钢结构防腐标准。本项目屋面采用**纯单层彩钢板屋面系统**,无保温夹层、无防水透气层,选用0.6mm厚聚酯涂层彩钢压型板,版型规整、搭接严密,依靠板材自身搭接密封实现板面防水;屋面四周配套加装**热镀锌钢天沟**,采用标准化有组织排水设计,雨水经板面顺坡汇入天沟,通过落水立管集中排出,摒弃传统自由排水模式,排水效率高、防溢流、抗风溅水效果优异,结构轻量化、故障率低、后期检修便捷。

3、防火施工工艺与参数:依据《钢结构防火涂料应用技术规范》(CECS24:2020)及加油站消防规范要求,本项目钢结构采用超薄型钢结构防火涂料,适配罩棚轻薄美观的外观需求,同时满足消防防护要求。涂料采用分层喷涂施工,单次喷涂厚度均匀,无流挂、堆积、漏涂缺陷,最终成型干膜厚度满足1.0h耐火极限设计要求,可有效阻隔火灾高温传导,保障钢结构在火灾持续时间内不发生变形、坍塌。所有防火涂料均具备消防检测认证报告,施工完成后通过第三方消防专项验收。

四、核心施工工艺

结合本项目场地狭小、防爆要求高、大跨度无柱结构的施工特点,本次网架工程选用地面分块拼装+分块吊装就位+高空螺栓微调终拧的核心施工工法,替代传统高空散装工艺,有效减少高空作业量、规避明火施工风险,同时提升施工精度与安全系数,具体工艺选择原因及关键施工流程如下:

1、工艺选择核心原因:一是加油站为易燃易爆场所,地面拼装无现场焊接作业,全程螺栓装配,彻底杜绝明火隐患,符合现场防爆管控要求;二是项目施工场地受限,地面集中拼装可高效利用场地空间,减少施工占道与设备占用;三是分块吊装成型精度更高,可有效控制大跨度网架挠度变形,保障整体结构平整度与受力均衡性;四是大幅缩短高空作业工期,降低高空坠落、高空作业安全风险。

2、关键施工流程:施工整体遵循「构件进场检测→地面精准放样→分块单元拼装→预拼装校正→分块吊装就位→支座固定→螺栓终拧→整体校正→挠度检测→清洁验收」的标准化流程。所有钢构件进场后先进行尺寸、壁厚、防腐涂层、探伤报告复检,不合格构件严禁进场使用;随后在地面平整作业区按图纸网格尺寸精准放样,划分拼装单元,逐组完成杆件、钢球螺栓拼接,拼装完成后进行地面预校正,修正网格偏差、平整度误差。

3、高精度定位与螺栓施工管控:网架支座、拼装点位全程采用全站仪三维定位放线,轴线偏差控制在±2mm以内,支座标高偏差≤1.5mm,杜绝基础定位偏差影响整体结构精度。高强螺栓施工分初拧、复拧、终拧三道工序,初拧扭矩为终拧扭矩的50%-60%,终拧采用专用扭矩扳手,严格按照设计扭矩值施工,终拧完成后逐颗检查扭矩值,螺栓紧固合格率100%,无漏拧、欠拧、超拧现象,螺栓外露丝扣长度控制在2-3扣,符合规范要求。

4、挠度检测与质量验收:网架整体安装完成、支座全部固定后,静置24小时完成结构应力释放,再进行满载挠度检测与整体平整度检测。经实测,网架最大竖向挠度值为L/450(L为跨度),远优于规范L/250的允许偏差值,结构无变形、下沉、翘曲问题。同时对结构轴线、标高、网格尺寸、节点紧固度进行全面复检,所有指标均符合《网架结构工程质量检验评定标准》,一次性通过竣工验收。

五、项目核心亮点

1、大跨度无柱空间,适配场站作业需求:项目实现25m单跨无柱通透空间,690㎡全覆盖无遮挡作业区域,无中间立柱遮挡,完全满足加油站多机位同时加油、车辆顺畅通行、设备检修作业的空间需求,空间利用率达到100%,适配成品油场站标准化运营布局。

2、高强抗风抗震,适配区域气候环境:结构严格按照沧州当地高风压、多季风气候设计,可抵御0.55kN/㎡基本风压荷载,7度抗震设防标准可有效应对区域地震风险;四角锥平板网架空间受力体系均匀,节点刚度大、整体稳定性强,强风、暴雪、地震工况下无结构变形、松动隐患,适配北方沿海季风气候长期使用。

3、防爆环保施工,适配特殊场所规范:全程采用螺栓装配式施工,无现场焊接、无明火作业,完全契合加油站易燃易爆场所施工防爆安全要求,施工过程零安全隐患、零环保污染;钢结构构件工厂预制率100%,现场仅装配作业,无建筑垃圾、无粉尘污染,绿色环保施工达标。

4、装配式施工,工期效率优势显著:相较于传统高空散装工艺,本项目采用地面分块拼装工艺,大幅缩短高空作业周期,整体施工工期压缩30%以上,从构件进场到竣工交付仅用时28天,高效保障加油站按期投入运营;同时装配式施工受天气、环境影响小,施工稳定性、可控性极强。

5、长效防腐耐候,后期运维成本极低:项目采用C4级多重防腐涂装体系,总干膜厚度超180μm,可有效抵御户外紫外线暴晒、风雨侵蚀、风尘腐蚀,正常使用工况下,钢结构主体20年内无大面积锈蚀、涂层脱落问题;螺栓球节点模块化设计,后期若需检修、更换构件,可直接拆装替换,无需大面积拆除改造,运维便捷度高、养护成本低。

6、结构兼容性强,可适配光伏升级改造:网架整体结构荷载冗余充足,屋面平整度高、受力均匀,预留光伏组件安装荷载条件,无需二次加固即可适配分布式光伏板铺设、光伏配套管线布设,可助力加油站实现节能降耗、绿色升级,适配新能源场站改造趋势。

7、单层彩钢屋面系统,排水与耐候性能优异:通过1/12标准矢跨比优化设计,搭配规整平板网架结构,适配**单层彩钢板屋面**安装基准,屋面整体坡度均匀、板面顺直、搭接密封严实,690㎡屋面无积水死角,可快速疏导屋面积水、冬季积雪,配合四周镀锌钢天沟形成完整有组织排水体系,精准杜绝单层屋面兜水、渗水、雨水自由溅射、边角溢流等常见问题。板面自重轻、无多余构造荷载堆积风险,纯单层板材构造简单、故障率低。屋面配套加装**镀锌钢天沟有组织排水系统**,替代传统自由排水模式,彻底解决敞开式罩棚大风雨水溅射、边缘积水溢流问题,排水规整、运维便捷,适配加油站长期露天、多风多雨的运营工况。

六、工程总结

本次沧州加油站网架罩棚钢结构工程,精准攻克了狭小场地施工、易燃易爆场所防爆施工、沿海季风气候抗风稳定、大跨度结构挠度控制四大核心施工难点。项目采用的Q235B螺栓球四角锥平板网架结构,凭借规整的空间受力体系、标准化的节点设计、精细化的防腐防火防护工艺,完美适配加油站露天、特殊防爆、高气候负荷的使用场景,最终实现了结构安全稳定、施工高效合规、外观平整规整、运维便捷长效的建设目标。

本项目所有施工流程、技术参数、质量管控标准均严格遵循国家现行钢结构及加油站专项规范,全套工艺落地性强、数据标准化程度高。25m大跨度无柱网架的成功落地,为国内中小型加油站、加气站罩棚钢结构工程提供了成熟的施工参考案例,尤其适配北方季风气候、狭小施工场地、防爆特殊场所的同类工程项目,具备极高的复制推广价值。同时,项目兼顾安全性能、使用功能、绿色节能与后期升级空间,实现了工程质量、施工安全、工期效率、经济效益的多重统一,充分体现了装配式钢结构网架在能源场站配套工程中的核心应用优势。

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