■柏世杰 中國石化集團(tuán)第五建設(shè)公司甘肅蘭州730060

石油化工裝置管廊防火方案探討

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石油化工裝置管廊防火方案選擇要綜合考慮結(jié)構(gòu)和防火的要求。本文對鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)管廊的防火方案進(jìn)行了探討，認(rèn)為選用鋼結(jié)構(gòu)管廊防火方案具有成本低、工期短等優(yōu)勢。

管廊防火方案探討

隨著石油化工裝置設(shè)計產(chǎn)能的不斷提高，裝置規(guī)模逐漸大型化，裝置防火方案的選擇愈加重要。裝置防火方案的選擇要考慮結(jié)構(gòu)和防火材料、成本、工期等因素。本文結(jié)合沙特某煉油一體化工程項(xiàng)目中管廊防火方案的選擇，對鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)管廊防火方案進(jìn)行了探討。

1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

（1）強(qiáng)度高、重量輕。鋼材不僅具有較高的抗壓強(qiáng)度，還具有較高的抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度，可以用來抵抗任何組合形式的荷載，通常鋼的強(qiáng)度是高強(qiáng)度混凝土的近4倍以上，其屈服點(diǎn)較混凝土和木材要高得多；在承載力相同的條件下，鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)相比，構(gòu)件較小，重量較輕，便于運(yùn)輸和安裝。

（2）制作、安裝工業(yè)化程度高，施工周期短。鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)具備成批大件生產(chǎn)和高度準(zhǔn)確性的特點(diǎn)，可以采用工廠制作、工地安裝的施工方法，所以其生產(chǎn)作業(yè)面多，可縮短施工周期，進(jìn)而降低造價、提高效益。

（3）抗震及抗動力荷載性能好。鋼結(jié)構(gòu)因自重輕、質(zhì)地均勻，各向同性，彈性模量大，有良好的塑性、韌性，因而抗震及抗動力荷載性能好。

（4）具有一定的耐熱性。溫度在250℃以內(nèi)，鋼的強(qiáng)度變化很小，溫度達(dá)到300℃以上，強(qiáng)度逐漸下降，達(dá)到450～650℃時，強(qiáng)度降為零。因此，鋼結(jié)構(gòu)可用于溫度不高于250℃的場合。在自身有特殊防火要求的結(jié)構(gòu)中，鋼結(jié)構(gòu)必須用耐火材料予以維護(hù)。

（5）鋼結(jié)構(gòu)抗腐蝕性較差。鋼結(jié)構(gòu)的最大缺點(diǎn)是易于銹蝕。新建造的鋼結(jié)構(gòu)一般都需要除銹、鍍鋅或刷涂料。使用過程中要定期修補(bǔ)防腐涂裝，維護(hù)費(fèi)用較高。目前國內(nèi)外正在發(fā)展不易銹蝕的耐候鋼，可大量節(jié)省維護(hù)費(fèi)用，但還未能廣泛采用。

1.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

（1）耐久性好。能夠充分合理的利用鋼筋（高抗拉性能）和混凝土（高抗壓性能）兩種材料的受力性能，混凝土的強(qiáng)度隨時間的增長還有所提高，所以其耐久性較好，在一般環(huán)境下，鋼筋受到混凝土的保護(hù)而不易生銹，正常使用條件下不需要經(jīng)常性的保養(yǎng)和維修。

（2）可模性好。新拌和的混凝土是可塑的，可根據(jù)需要設(shè)計制成各種形狀和尺寸的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件。

（3）整體性好?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體性好，通過合適配筋可獲得較好的延性，有利于抗震、防爆和防輻射，適宜保護(hù)結(jié)構(gòu)。

（4）耐火性好?；炷潦遣涣紝?dǎo)熱體，遭遇火災(zāi)時，因鋼筋有混凝土包裹而不致很快升溫失去承載力，與鋼結(jié)構(gòu)相比具有較好的耐火性。

（5）易于就地取材?；炷了玫脑牧现姓己艽蟊壤氖雍蜕白?，產(chǎn)地普遍，便于就地取材。

（6）自重大。相對于鋼結(jié)構(gòu)來說，混凝土結(jié)構(gòu)自重偏大，這對于建造大跨度結(jié)構(gòu)是不利的。

（7）混凝土抗拉強(qiáng)度較低，易裂。由于混凝土的抗拉強(qiáng)度較低，在正常使用時，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)往往帶裂紋工作，裂紋存在會影響結(jié)構(gòu)的正常使用性和耐久性。

（8）費(fèi)工、費(fèi)模板、周期長。施工比較復(fù)雜，工序多，施工受季節(jié)、天氣的影響也較大。

（9）補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)困難。新老混凝土不易形成整體，混凝土結(jié)構(gòu)一旦破壞，修補(bǔ)和加固比較困難。

2 管廊防火方案

2.1 模型選擇

本文選擇沙特實(shí)施的某煉油一體化工程項(xiàng)目的管廊防火方案為探討模型，選擇高度為20m，寬度為10m的典型管廊截面作為分析模型，并按照結(jié)構(gòu)不同分為三種類型。截面示意圖如圖1所示。

圖1 截面示意圖

2.2 優(yōu)缺點(diǎn)分析

2.2.1 鋼結(jié)構(gòu)管廊防火方案（如表1所示）

表1 鋼結(jié)構(gòu)管廊防火方案

2.2.2 鋼筋混凝土管廊防火方案（如表2所示）

2.2.3 鋼筋混凝土+鋼結(jié)構(gòu)管廊防火方案（如表3所示）

表2 鋼筋混凝土管廊防火方案

方成評案本價鋼22結(jié)16構(gòu)8方最8管4案低8廊美防元火鋼2筋24混2火7凝一9方0土般1案管美廊元防鋼構(gòu)2筋2管7混8廊4凝最2防7土高0火+美方鋼元案結(jié)

3 工程案例

在沙特某煉油一體化工程項(xiàng)目管廊防火方案實(shí)施過程中，鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土混凝土、鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土相結(jié)合的管廊防火方案的工程成本、進(jìn)度、安全等指標(biāo)區(qū)別明顯。

（1）成本。項(xiàng)目管廊防火方案進(jìn)行成本分析，三種方案的成本分別如表4所示。

（2）進(jìn)度。采用鋼結(jié)構(gòu)管廊防火方案的工期比采用其他兩種方案的平均周期縮短5個月。

（3）安全。采用鋼結(jié)構(gòu)管廊防火方案的現(xiàn)場施工安全事故率僅為其他兩種方案均值的48%。

4 結(jié)論

通過以上探討，可以看出鋼結(jié)構(gòu)管廊不僅在強(qiáng)度、剛性和塑性方面比鋼筋混凝土具有優(yōu)勢，同時，鋼結(jié)構(gòu)管廊防火方案具有綜合成本低，施工周期大大縮短，安全事故率低，交叉施工便于組織協(xié)調(diào)，工程質(zhì)量容易控制，設(shè)計變更和現(xiàn)場修改方便等優(yōu)勢。

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