LNG储罐预应力施工技术控制研究.pdf

.修改造维87第9 期LNG储罐预应力施工技术控制研究朱海山，李俊，冯晓伟，李雪蒙（海洋石油工程股份有限公司天津30 0 451)摘要】储罐外罐预应力工程将为储罐提供安全保障，因此对于预拉应力施加质量尤为重要。本文通过对预应力施工重难点分析，明确了预应力施工过程中的管控要点。通过事前准备、事中控制、事后总结的方法，从施工工艺、原材料选择及施工技术措施等有关环节进行把控，保证预应力施工能够顺利进行，为后续项目开展具有指导意义。【关键词】预应力；施工难点；工艺技术；质量管控目前国内LNG全容罐外罐均采用预应力钢筋混凝土结构建造。在钢筋混凝土主体结构上预留环向与竖向孔道，利用预应力后张拉法，对储罐外罐施加预拉应力，使外罐混凝土处于受压状态，以保证在储罐内罐失效情况下外罐承受整个内罐LNG液体而不发生破坏以及泄露LNG液体情况。但在储罐预应力施工过程中，因自身体积过大，施工高度过高，墙体截面尺寸小以及跨度大，致使预应力施工质量控制难度较大，存在预拉力值无法达到设计值或者预拉力值损失超过设计要求等情况。为了避免出现预应力施工缺陷，应采取正确工艺技术，制定有效质量管控措施，以提高预应力工程的施工质量，建造合格LNG储罐。1工程概况本工程主要负责建设2 座16 万m的LNG全容储罐及其配套设施相关的建构筑物等。2座储罐外罐预应力工艺主要参数如下：（1）混凝土外罐内直径为8 4米，墙体总高度为40.52 米（至环梁顶），墙体一层和二层为变截面,厚度从0.8 m渐变为0.6 5m，3层以上标准墙厚为0.65m，罐体墙四周均匀布置4个扶壁柱；（2）环向水平预应力钢绞线束8 0 层，共16 0对束，每束为19 根钢绞线，每束环绕罐体半圈，对应的两束形成一周圈水平布置在罐体壁内，分别锚固在对称的四个扶壁柱上，每束长约140.0 5米。竖向预应力钢绞线12 8 束，每束为12 根钢绞线，顶端锚固在罐壁顶部的环梁上，底端锚固在承台下面，每束长约42 米。预应力钢绞线采用低松弛公称直径为15.7mm、公称面积150 mm2、强度为18 6 0 Mpa钢绞线；预应力管道采用0.5mm厚镀锌钢带卷制的镀锌金属波纹管，竖向束波纹管直径为0 8 0/8 7 mm,水平束波纹管直径为0 10 0/10 7 mm。2储罐预应力施工重难点2.1环向预埋管道铺设位置误差大储罐环向预应力筋张拉为克服钢绞线与孔道摩擦力，对储罐墙体施加预拉力。对于本项目，用于预应力设计摩擦系数=0.19/rad，摆动系数为不变数k=0.001/m。如环向预埋管铺设弧度、标高误差，或者浇筑混凝土过程中因施工原因导致预埋管移位，均将导致后续预应力张拉作业过程中钢绞线与孔道摩擦力增大，进而使得最终预拉力值无法达到设计值。2.2预应力钢绞线张拉容易出现钢绞线滑丝、断裂、超张拉等情况。储罐多位于沿海地区，钢绞线穿束完成后暴漏在自然环境中极易生锈，环向预应力孔道内布置的钢绞线在张拉过程中存在受力不均情况，导致张拉过程中容易出现钢绞线滑丝、断裂、超张拉等情况。2.3预应力灌浆密实度较差环向预应力及竖向预应力长度较长，孔道内情况无法进行探测，同时单根预应力孔道灌浆量较大，导致孔道内灌浆密实度控制较难，无法达到10 0%密实程度。作者简介：朱海山，（19 7 7-），男，工程师，现主要从事工程技术和项目管理专业方向的研究工作。-88-2023年第2 6 卷维修改造石油和化工设备3质量管控措施3.1环向预埋管道铺设位置控制控制措施（1）在预埋管道安装前，采用立筋不小于16、弯钩不小于12的附加钢筋作支架与墙板外侧钢筋绑扎予以固定，每1.2 m布置一道支架，预埋管道安装完成后，用16#铁丝将预埋管道与支架绑扎牢固。以此达到预埋管弧度、标高控制。（2）在混凝土浇筑前、中、后分别用直径100mm的球，通过牵引绳从一端拉至另外一端，检测孔道的完整性，避免孔道变形。（3）在混凝土浇筑过程中安排专人过程巡察、保护预埋管，如发现预埋管变形、移位等情况，应第一时间停止混凝土浇筑，将受损预埋管切割替换，并再次通球检测孔道完整性。3.2张拉质量控制措施（1）为保证钢绞线在张拉前不生锈，将钢绞线储存与仓库中，并用篷布覆盖到位。钢绞线穿束后用塑料薄膜将外露部分进行包裹做好密封措施。（2）张拉预应力筋时，锚具、千斤顶安装要准确。张拉前，千斤顶提前进行无荷载试张拉，正常后再开始张拉。当预应力张拉达到一定吨位后，如发现油压回落，再加油时又回落，这时有可能发生断丝，如果发生断丝，应更换预应力钢束，重新进行预应力张拉。（3）张拉前必须对张拉端钢束进行清理，如发生锈蚀应重新调换，对夹片以及锚环适当涂抹黄油，防止夹片及锚环在张拉过程中无法正常脱离。（4）张拉前要经有资质的检测单位校定千斤顶和油压表，同时张拉过程中，拉力mpa值必须与报告相对应，避免出现超张拉现象。（5）张拉过程中严格按照张拉步骤进行操作，保证两端张拉步调一致，同时记录相关张拉力及伸长值，如发现伸长值超出允许方位内，应停止张拉，待设计确认后再进行下一道工序。3.3预应力孔道灌浆密实度控制措施（1）灌浆前必须让灰浆通过1.2 mm筛孔的筛网，避免较大颗粒进入灌浆机或管道内。（2）灌浆应连续进行，直至排气管排除的浆体稠度与注浆孔处相同且无气泡后，再顺浆体流动方向依次封闭排气孔；全部出浆口封闭后，宜继续加压0.5MPa07MPa，并应稳压1min2min后封闭灌浆口。当泌水较大时，宜进行二次灌浆和对泌水孔进行重力补浆；（3）灌浆速度不宜过快，压力值不得大于1.5MPa。4结束语LNG储罐工程质量至关重要，外罐预应力工程将为储罐安全保障，因此对于预拉应力施加质量尤为重要。项目正式开展前应针对预应力施工控制要点进行探讨，通过事前准备、事中控制、事后总结的方法，从施工工艺、原材料选择及施工技术措施等有关环节进行把控，保证预应力施工能够顺利进行，为后续项目开展具有指导意义。1#、2#储罐施工完成后未出现一起钢绞线滑丝、断裂，2 座储罐全部钢绞线预拉力值10 0%符合设计要求，内缩值满足规范要求。参考文献1束廉阶,朱益民,楼海英.2 0 0 0 0 m3液化天然气钢筋混凝土储罐后张法预应力施工技术 .建筑施工,2 0 0 1(0 2):10 0-10 3.2邹维生.浅论土建工程中的预应力施工技术 J.民营科技,2014(04):154.3温朝臣,卢双桂,蒋业东,刘进.LNG工程超低温预应力锚固体系设计及其施工技术要点探讨 J.企业科技与发展，2021(05):92-94.4方樵军.低温储罐后张法预应力施工技术质量控制分析 .工程技术研究,2 0 16(0 8):8 0.5张引强.低温储罐后张法预应力施工技术质量控制分析 化工管理,2 0 2 1(2 6):49-50.收稿日期：2 0 2 3-0 3-14修回日期：2 0 2 3-0 8-0 5