第三届中国 LNG 论坛论文编号:1220205

大型 LNG 储罐建设中的预应力混凝土应用

张龙焕

(中国石化青岛液化天然气有限责任公司,山东青岛,266400)

摘要:国内大型 LNG 接收站储罐多采用全容式储罐,这种形式的储罐在设计和建造上可以满足内罐和外罐都能单

独容纳所存储的低温液体介质,其外罐内壁与内罐间距一般在 1~2m 间。正常工况下,内罐储存低温液体,外罐则主

要支撑罐顶,同时,外罐也具备容纳低温液体,并能够可控的排放因液体泄漏而产生的蒸发气(BOG)。因此,外罐

工程十分重要,为确保外罐特殊工况下发挥功能,在混凝土外罐建造的时候,实际需要人为的对储罐外罐壁施加压

力,借以产生预应力状态,即外罐为预应力混凝土结构。这种结构可以减小或抵消外荷载所引起的拉应力,以借助

混凝土较高的抗压强度弥补其抗拉强度不足,达到推迟受拉区混凝土开裂的目的。山东 LNG 外罐采用预应力混凝土

结构,本文介绍了预应力混凝土所用材料的特点、施工工艺、施工控制的要点等主要内容,提出了外罐预应力混凝

土施工所需达到的质量控制目标,为后续的 LNG 储罐外罐预应力施工提供了参考。

关键词:LNG 储罐建设;预应力混凝土;后张法

引言

LNG 储罐作为 LNG 接收站的主要组成部分,其施工工艺复杂,质量要求高,施工工序多,面

临众多挑战。目前,国内 LNG 接收站储罐多采用全容式储罐(此外,还有单容式和双容式储罐),

这种形式的储罐在设计和建造上可以满足内罐和外罐都能单独容纳所存储的低温液体,其外罐内壁

与内罐间距一般在 1~2m 之间。正常工况下,内罐储存低温液体,外罐则主要支撑罐顶。除此之外,

外罐也能够容纳低温液体,并且能够可控地排放因液体泄漏而产生的蒸发气(BOG)。由此可见,外

罐工程十分重要[1][2]。

1 LNG 储罐外罐结构

图 1LNG全容罐结构示意图[3]

Full containment LNG tank structure diagram

全容式 LNG 储罐主要由内罐和外罐组成(如图 1),外罐结构组成则主要是:钢筋混凝土筏板

基础、钢筋混凝土剪力墙和钢筋混凝土架空层结构、钢筋混凝土外罐底板、预应力混凝土罐壁以及

钢筋混凝土穹顶。整个外罐为全现浇(预应力)钢筋混凝土结构。

2 外罐工程主要建筑材料

此处所指的外罐建筑材料及建设用具针对预应力混凝土结构,主要用到了混凝土、低温钢筋、

钢绞线、波纹管以及锚具等,其中要求混凝土、钢筋等材料具有高强度,并且这些材料间强度相互

匹配,以保证预应力混凝土结构成为有效、适用的受力结构,充分发挥其优势[4]。

混凝土

混凝土种类繁多,在预应力混凝土中一般采用以水泥为胶结材料的混凝土。对预应力混凝土而

言,材料应该具有高强度且早期高强、小变形(收缩和徐变小)。另外,轻质、高性能也被视作预应

力混凝土的主要指标[4]。

目前,我国预应力混凝土采用强度(28d 立方体抗压强度)一般为 30~50MPa,强度在 60~80MPa

的混凝土应用较少[4]。

以山东 LNG 储罐工程为例,依据所使用混凝土的强度等级,该外罐工程构筑物混凝土结构环境

主要类别可以分为三类:

混凝土基础垫层:C15;