钢制储罐拱顶瓜皮板预制尺寸的确定方法.pdf

78 石油工程建设 2 0 1 1年 6月 陈桂英 中国石油天然气第六建设公司 广西桂林 5 4 1 0 0 4 摘要 在钢制储罐拱顶的预制安装过程 中 若按计划预制的拱顶瓜皮板块数进行组装 经常会 出现 组装结束后还剩下一个天窗或瓜皮板搭接过多的现象 这都是由于钢板下料计算不准确造成的 文章 提 出了一套采用等分瓜皮板弧长 或等分瓜皮板对应球心夹角 计算瓜皮板预制尺寸的方法 并把 它 编成计算机程序 该方法简单易行 下料计算较准确 有效地保证 了拱顶储罐的施工进度和质量 关键词 拱顶钢制储罐 拱项瓜皮板 下料计算 计算机编程 中图分 类号 T E 9 7 2 5 文献标识 码 B 文章编号 1 0 0 1 2 2 0 6 2 0 1 1 0 3 0 0 7 8 0 3 O 引言 对 于钢制储 罐拱 顶瓜皮 板 的预制 若 按计 划预 制 的瓜 皮 板 块 数 进行 组 装 时 经 常 会 出 现 两种 结 果 其一为组装结束后还剩下一天窗 其二为因搭 接过 多 导 致材料 的极大 浪费 出现 上述两种 情况 的原因为预制瓜皮顶板按直线下料 见图 1 而 事实上瓜皮板展开后并非直线 而为弧线 见图 2 在组装时 若按图 1 及经验放大尺寸下料 则 预制好的瓜皮板依次序搭接下去 就会出现天窗 出现第 二种 情况 的原 因是 在 直线 下 料 的情 况下 为了防止出现天窗 在瓜皮板预制时就加量放大了 尺寸 比如按经验放大 4 0 m lT l 即可 而实际却放 大 了 6 0 mm 导致 了材料 的极大浪 费 实际中 人们还采用预留最后一块瓜皮板的方 式来解决问题 即本应安装 块瓜皮板 而先预 制好 肛 1 块瓜皮板 待这 1 块组装完毕 视最后剩下的天窗尺寸来确定最后一块瓜皮板的实 际预制尺寸 该方法当然可以 但结果往往是最后 盖上去的这块板与其他的瓜皮板看上去似乎格格不 人 因为该块瓜皮板与其他瓜皮板相比在尺寸上要 么大许多 要么小许多 影响美观 针对上述情 况 笔者提出了一种拱顶瓜皮板预制尺寸的简易确 定方法 该方法的主要特点是 简单易行 同时能 保证每块瓜皮板大小一致 1 钢制储罐拱顶瓜皮板预制尺寸的计算方法 钢制储罐拱顶瓜皮板 预制尺寸有多种计算方 图 1 瓜皮顶板按直线下料示意 D 图 2 瓜 皮 顶 板按 弧线 F料 不 惹 法 为方便程序编写 在此 我 只给出两种方法 供大家参考和使用 1 1 方 法一 等分 拱 顶瓜 皮对 应球 中心 夹 角 1 A o 见 图3 设 拱 顶瓜 皮 球 半 径 为 R 共 块 瓜 皮 板 瓜 皮 中心圆直径为 D 罐体直径 为 D 各等分点对 应球的夹角为 B 见图 4 则 A1 a r e t a n DI 2 R Z Dl 2 4 1 杀n 第 3 7卷第 3期 陈桂英 钢制储罐拱顶瓜皮板 预制尺寸 的确定 方法 7 9 图 3 瓜皮顶板下料计算 图 4瓜 皮 顶 板 F料 计 算 A o a r a t a n 0 2 R 一D 0 2 4 B A 0 A1 一 0 对应储罐中心圆的瓜皮弧长 见图 4 2 wR N 对应 球 中心的瓜 皮弧长 Y RB 对应 中心 圆的瓜皮 弧半径 R Rs inB 对应 中心 圆的瓜皮 弧长 2 叮 T 尺 N 每块 瓜皮 板 的展开夹 角 见 图 2 zi Y 则每块瓜皮板展开半弦长 X 2 Y s in 4 将式 8 代 入式 9 得 到 X 2 Y s i n z i 4 Y 1 0 上述 的式 1 4 5 9 为 中问 推 导式 式 5 和式 1 O 是 最 终 预制 瓜 皮板 放线 的依据 1 2 方法二 等分弧 P M 设拱 顶瓜皮 的球半径为 R 共 块 瓜皮板 瓜皮中心圆直径为 罐体直径为 D 罐顶 0距 各等分点对应弧长O 为 则 Al a r c t a n D 1 2 R2 D 1 2 4 1 A 0 a r c t a n D o 2 R2 D o 2 4 2 拱 顶瓜 皮弧长 为 Y l R A 1 3 O P为 Y 0 RA o 4 I Y o 1 一 y 0 M R 5 对应 中心 圆半径 R R s in I R 6 对应 中心 圆弧长 Z 2 盯 R 7 每块 瓜皮 板展 开对应 夹角 Q I 8 则每 块瓜皮 展 开半弦长 X 2 I s in p 4 9 将式 6 8 代入式 9 得到 X 2I s in 2 w R s in I R 4 N I 1 0 上 述 式 1 4 6 9 是 中 间推 导 式 式 5 和式 1 0 是最终预制瓜皮放线的依 据 2 按方 法一 等分 角度 编制 的程序 1 0 P R I N T 拱顶储罐球顶瓜皮下料计算 1 1 P R I N T 请输入 1 2 P R I N T 罐体直径 D1 1 3 I NPUT Dl 1 4 P R I N T 罐顶中心圆直径 D 1 5 I NP UTDo 1 6 P R I N T 罐顶球 半径 1 7 I NP UT 1 8 P R I N T 罐顶瓜皮板块数 l 9 I NPUTN 2 0 P I 3 1 41 5 92 6 5 4 2 1 A1 A T N 0 5 Dl S Q R R R一 0 2 5 D1 D1 2 2 A 0 A T N 0 5 D o S Q R R R一 0 2 5 D o D o 2 3 Y1 R l 2 4 Yo R 0 2 5 1 2 1 S I N P I Dl 4 1 2 6 X0 2 R A 0 S I N P I Do 4 0 2 7 D E F F N A 尺 l S I N 2 8 P R I N T 瓜皮外弧半径 经线长 R l 2 9 P R I N T 瓜皮外弦半径 纬线长 L 1 3 0 P R I N T 瓜皮内弧半径 经线长 R 8 0 石油工程建设 2 0 1 1 年 6月 Yo 3 1 P R I N T 瓜皮 内弦 半径 纬 线长 L 0 3 2 P R I N T 每块 瓜皮分 段数 M 3 3 I NPUTM 3 4 F 0 R1 1 4 o T O Al S T E P Al 0 3 5 Y I R 3 6 Z t 2 P I F N A I N 3 7 X I 2 Y S I N Z Y I 4 3 8 P R I N T 瓜 皮半径 长 y I 瓜 皮半 弦 长 X X I 3 9 NEXT 3 计算 实例 3 1 按方法一 等分角度 编制程序运行结果 罐顶 中心 圆直径 D 2 0 0 0 罐顶 球半径 R 2 0 4 0 0 每 台罐顶瓜 皮板块 数 N 1 8 瓜皮 外弧半 径 经 线长 Rl 8 7 6 7 4 1 9 瓜皮外弧半弦 纬线长 L 1 4 8 1 7 6 1 瓜皮 内弧半径 经 线长 R 1 0 0 0 4 0 1 瓜皮 内弧半 弦 纬线长 L 1 7 4 3 1 l 7 每块瓜皮板分段数 M 1 0 瓜皮 半径 长 1 0 0 0 4 0 1 瓜皮 半 弦长 X 1 7 4 3 1 1 7 瓜皮 半径 长 1 7 7 7 1 0 3 瓜 皮半 弦长 X 3 0 9 3 7 8 8 瓜 皮半径 长 2 5 5 3 8 0 4 瓜皮 半 弦长 X 4 4 3 9 9 8 6 瓜皮 半径 长 3 3 3 0 5 0 6 瓜皮 半 弦长 X 5 7 7 9 7 6 5 瓜皮 半径 长 4 1 0 7 2 0 8 瓜皮 半 弦长 X 7 1 1 1 1 8 7 瓜皮 半径 长 4 8 8 3 9 1 瓜皮 半 弦长 X 8 4 3 2 3 2 7 瓜皮 半径 长 5 6 6 0 6 1 2 瓜皮 半 弦长 9 7 4 1 2 7 7 瓜 皮半 径长 6 4 3 7 3 1 3 瓜皮半 弦长 X 1 1 0 3 6 1 4 瓜皮半 径长 7 2 1 4 0 1 5 瓜皮半弦长 X 1 2 3 1 5 0 4 瓜皮半 径长 7 9 9 0 7 1 6 瓜皮半 弦长 X 1 3 5 7 6 1 4 瓜皮半 径长 8 7 6 7 4 1 7 瓜皮半 弦长 1 4 8 1 7 6 1 3 2 按方法二 等分弧长 编制程序运行结果 计算条件和结果与 3 1 完全相同 3 3预 制放 线 第一步 依据上面程序运行数据 根据钢板尺 寸首先确定 D点 以 尺 尺 为半径画弧 确定 P 1 点 点 见 图 2 第 二 步 分 别 以 P l 为 圆心 以程 序 运行 结 果 为半 径 画弧得交 点 P 2 再 以 L L l 为半径画弧 得 P 3 第 三步 连接 O P M 点 得 到直线 O P M 第 四步 应用程序运行 的每组结果 找 2 厶 方 法 同上 以 O点 为 圆 心 以 瓜 皮 半 径长 为半 径在 钢 板上 画 弧 得 到与 直线 O P M 相 交 的点 2 再 以 2 为 圆 心 以 瓜 皮 半 弦长 为半 径 画 弧 得 到与原 画弧相 交 的点 l 3 第五步 连线下料 找点完毕即可进行连线 切 割 见 图 2 4 结 束语 我 们提 出的上述 计算方 法在 操作 时很简单 只 需输入 4个数据就可得到瓜皮板放样数据 为了更 快地 预制 可 以先 预制样板 拿 着样板 在钢板 上放 线 至于等分数大小 一般由罐直径及拱顶球半径 决定 该数愈大 则等分数愈大 为了得到精确