亚马尔LNG储罐进行第一次混凝土浇筑

<正>近日,中国石油入股的亚马尔项目,在俄罗斯萨贝塔港的工程现场1号LNG储罐进行了第一次混凝土浇筑,本次施工作业是浇筑储罐钢筋混凝土底板。截至目前,1号储罐的948根基础管桩已经全部安装完毕,2号储罐的基础管桩施工也接近尾声。这标志着LNG储罐第一阶段工程施工开始由地下转为地上,相关罐体土建安装作业将陆续展开。亚马尔项目计划建造4座16万m3的LNG低温储罐,储罐工程根据LNG工厂三条生产线的投产时间表分为三个阶段建设。第一阶段将于2016年建造完成1号、2号储罐,第二、三阶段分别将于2017年和2018年建造完成3号、4号储罐。     

大型LNG储罐球形混凝土穹顶施工期间温度场分析

大型LNG储罐球形钢筋混凝土穹顶在施工期间因水泥水化放热而产生大量的热量,导致穹顶混凝土因产生较大温差而产生裂缝,严重影响了储罐的耐久性和安全性。应用ADINA有限元软件建立了山东某大型LNG储罐钢筋混凝土穹顶精细化的有限元模型,模拟了穹顶混凝土分带浇筑的全部过程,获得了穹顶混凝土温度场分布及其规律,并与实测结果进行了对比分析。结果表明,在穹顶混凝土施工期间,各浇筑带温度变化分为升温、降温和趋于稳定三个阶段,且温度变化趋势相同,降温速率明显小于升温速率,温度峰值在混凝土浇筑约1 d后达到,混凝土浇筑11 d后温度趋于环境温度;第1浇筑带温差变化明显大于其他浇筑带。据此结果提出,在穹顶混凝土施工期间,第1浇筑带为混凝土温控的重点部位,设计时应尽量采用小直径、小间距分布的钢筋,加强构造配筋,提高第1浇筑带混凝土强度等级;施工时第1浇筑带混凝土浇筑时应加强振捣,实时监测混凝土温度变化,并加强混凝土养护等。     

LNG储罐大跨度叠合穹顶施工要点

16万m3全容式LNG储罐大跨度叠合穹顶是目前国内外LNG接收站储罐的主要结构形式,也是LNG储罐的关键组成部分。本文介绍了采用自主设计、自主编制施工方案并组织实施的大连LNG储罐大跨度叠合穹顶项目的成功经验,可为LNG储罐或类似大型储罐的建设提供参考。     

大型LNG储罐穹顶施工数值模拟

以16万立方米大型LNG储罐穹顶为例,应用ADINA有限元软件进行LNG储罐穹顶混凝土施工过程的温度场和应力场的耦合分析.从第一次至第四次浇筑温度曲线,梁部温度包络图以及混凝土、板温度包络图可以看出:板温度接近砼的温度,温度随水化热曲线先较快上升,后缓慢下降;节点温度最高值出现在混凝土浇筑后的2～3d内,最大值为57.2℃,最大的温度变化梯度发生在30～60 h.环向应力分析证明:梁和板的环向应力受到温度的影响也呈先增大再缓慢减小的变化趋势;最大值出现在混凝土浇筑后30～60 h,即出现在温度最高的时刻.     

LNG大型储罐加强圈设计

LNG大型储罐是液化天然气储运过程中的重要设备,加强圈是大型储罐的重要组成部分,它们能提高和保证大型储罐的安全性与抗失稳能力。而与LNG大型储罐加强圈相关的设计在国内的工程实例较少。本文借鉴常用的国际标准,讨论LNG大型储罐不同部位加强圈的设计方法,为以后在大型储罐加强圈设计方面提供参考依据。运用所讨论的设计方法并结合国内某LNG接收终端项目的基础数据,对LNG储罐加强圈进行设计计算,得出的结果与参考项目吻合较好。     

预应力钢筋混凝土LNG储罐隔震设计

针对LNG储罐抗震等级高、地震剪切力大的特点,在地震设防高烈度地区,可采用LNG预应力钢筋混凝土储罐作为抗震方案。介绍了LNG储罐的抗震原理,提出了隔板系统的简化设计计算模型,建立了有限地震能量模型,讨论了地震系统分析的方法和内容,指出了条件,通过讨论不同LNG储罐位置的地震效应,确定了满足抗震支撑抗震性能所需的条件。     

预应力钢筋混凝土LNG储罐隔震设计

基于LNG储罐的抗震设防水准高,底部水平地震剪力大,位于较高设防烈度区的预应力钢筋混凝土LNG储罐,可采用隔震方案。介绍LNG储罐隔震原理,提出适合隔震层方案设计采用的简化计算模型,建立适用于隔震预应力钢筋混凝土LNG储罐外罐抗震动力分析有限元模型,讨论了隔震体系抗震动力分析方法和分析内容,指出隔震支座剪切性能参数确定应当满足的条件,论述了不同场地类别上的LNG储罐采用隔震支座所能取得的隔震效果。     

全容式LNG储罐混凝土外罐的预应力方案计算

为确保全容式LNG储罐混凝土外罐的造价经济、受力合理,有必要对混凝土外罐施加预应力。从工程设计的角度出发,以全容式LNG储罐混凝土外罐的受力特性为基础,对混凝土外罐预应力方案的计算要点进行了较全面的分析和总结,提出了简单易行的计算解决方案,并以16万m3LNG储罐为例,给出了详细的计算过程,实践证明提出的计算方案是正确的。     

大型LNG储罐穹顶气顶升密封装置的改进

在大型LNG全容式储罐建造施工中,穹顶钢结构的气顶升是储罐建造最关键的工序,其难点在于如何选用合适的工装机具,采用何种密封结构。文章介绍了深圳大鹏和江苏16万m3LNG全容式储罐穹顶气顶升密封装置的结构形式及使用效果。在深圳大鹏LNG储罐穹顶气顶升密封装置结构形式的基础上,江苏LNG储罐穹顶气顶升的密封结构做了三项改进,改进后的密封装置显著提高了对储罐混凝土墙壁的顶紧力,降低了对储罐混凝土墙壁平整度的要求,在气顶升过程中大大减少了风压损失。     

LNG储罐穹顶施工应力监测和数值模拟对比分析

选取16万立方米LNG储罐穹顶为研究对象,应用光纤光栅监测设备对LNG储罐穹顶施工应力进行监测,同时应用ADINA有限元软件模拟混凝土施工过程,与监测结果进行比较分析。结果表明:应力大致呈现先增加再减小的趋势,测点的最大拉或压应力出现在混凝土浇筑后30～50 h之间,浇筑部位混凝土的径向应力较小。     

LNG储罐保冷工程施工技术

本文以我国南方某液化天然气项目为例,对LNG储罐保冷工程的构成、措施、施工方法等内容进行了全面介绍。     

LNG储罐混凝土外罐预应力张拉顺序与罐壁底端加厚研究

LNG储罐预应力混凝土外罐建造技术一直是接收站建设中的一个难题。施工中发现不同的预应力张拉顺序对混凝土裂缝的大小有较大影响。借助于ANSYS有限元软件,对LNG预应力混凝土外罐罐壁在不同预应力张拉顺序下的内力分布进行了深入研究,分析了不同的预应力张拉顺序对预应力混凝土储罐结构的影响。并对罐壁底端的受力情况进行了有限元分析,提出了罐壁底端加厚的改进措施,解决了LNG预应力混凝土外罐罐壁预应力设计施工中的应力过大的问题,有效地控制了罐壁底端裂缝的产生。     

LNG储罐保冷施工技术

LNG储罐保冷施工具有工作量大、难度大、交叉作业多、作业风险高的特点,文章介绍了16.5万m3 LNG储罐保冷施工技术,对储罐各部位的保冷结构施工过程进行了较为细致的阐述,主要包括罐底保冷、高度5 m以下外罐衬板与热转角保护板之间夹层的保冷、外罐与内罐之间环形空间的保冷、铝吊顶的保冷以及储罐接管的保冷等五部分。     

全混凝土LNG储罐国产化的可行性研究

当前的全容式LNG储罐内罐材料多为9%镍钢,建造材料难以本土化,导致建造费用高、建设工期长;采用全混凝土LNG(ACLNG)储罐可降低造价、缩短工期。国外虽已建成较小尺寸的全混凝土LNG储罐,但该领域的研究存在断层,而我国尚未开展相关研究。为此,介绍了国外全混凝土LNG储罐的研究现状、发展历程、结构形式,并开展了低温环境下(试验温度最低至-170℃)混凝土与钢材的力学性能试验、混凝土冻融循环试验、低温下混凝土与钢材的黏结性能试验、钢筋与预应力混凝土梁的受弯性能试验。据此总结出了混凝土在低温环境下的工作特性,为全混凝土LNG储罐的建造设计提供了理论支持。同时,针对影响储罐结构安全性的混凝土液密性及冻融循环问题,提出了相应的解决措施。为了促进全混凝土LNG储罐的发展,还建议持续开展以下研究工作:1混凝土内罐的开裂情况分析;2地震作用下的内外罐整体性能分析;3按照ACI 376—2010要求对储罐进行承载能力极限状态与正常使用极限状态的模拟设计。     

LNG储罐承台大体积混凝土裂缝控制技术研究

大体积混凝土在熟化过程中产生的水化热会使混凝土内部温度短时间内急剧升高。当绝热温升较大、或者内外温差较大时,往往会导致大体积混凝土产生裂纹、裂缝,严重时可能产生贯穿缝。尤其在热带地区,水泥等原材料温度较高,混凝土入模温度往往会高于规范规定的上限,混凝土早期热裂的可能性更大。控制混凝土内部绝热温升的方法因地域不同、施工条件不同而各有差异。以中国海油承建的南方某LNG储罐承台底板施工项目为背景,使用有限元软件进行分析计算,并根据计算结果给混凝土内部增加附加钢筋以抵消因绝热温升而引起的混凝土内部拉应力,从而达到混凝土防裂的目的。     

大型LNG储罐外罐长期预应力损失分析

由于混凝土收缩徐变及钢筋应力松弛的耦合作用,LNG储罐外罐预应力系统将产生长期预应力损失,严重影响储罐的安全性能。为此,基于按龄期调整的有效模量法及混凝土结构设计规范中的相关模型,以国内某大型LNG储罐外罐为研究对象,应用ABAQUS有限元软件,建立了多组模型分别模拟收缩徐变损失、应力松弛损失及其耦合作用下的损失,分析了混凝土收缩徐变及应力松弛的相互作用对长期预应力损失的影响规律,并讨论了双向设置预应力对长期预应力损失的影响。研究结果表明:(1)环向、竖向预应力筋长期损失终值(50年)最大值分别达到张拉控制应力的10.97%、17.02%;(2)环向、竖向预应力筋在收缩徐变和应力松弛耦合作用下的损失分别为收缩徐变损失与应力松弛损失代数和的83.59%和86.33%;(3)提出相互作用折减系数,当收缩徐变损失和应力松弛损失大小相近时的折减系数最小;(4)竖向预应力对环向预应力筋长期预应力损失的影响较为明显。结论认为,该研究成果有助于提高大型LNG储罐混凝土外罐的安全性。     

LNG储罐承台大体积混凝土裂缝防控

唐山16万m~3 LNG储罐承台混凝土属于大体积混凝土,该种混凝土施工的技术难点是防止混凝土由于施工方法不当,干燥、温差而导致的开裂。论述了优化混凝土区块浇筑施工、优化混凝土配合比、严格控制原材料等的裂缝源头控制措施,阐述了事前准备、施工流程控制、技术控制、温差控制等的裂缝过程控制措施,介绍了本项目的保温计算方法及保温效果。最后指出,由于严格加强施工过程的监管,本项目施工的储罐承台混凝土裂缝得到了有效的控制,检测统计表明,采用本方法施工的4座储罐承台均未出现超过规范要求的0.3 mm及以上宽度的裂缝。     

大型LNG储罐选型研究

介绍了天津浮式LNG项目接收站的工艺流程,针对目前在用的LNG储罐形式,通过对比分析研究,确定了本项目的最终方案。     

LNG储罐外墙温度应力分析及预应力筋设计

大型LNG储罐的外墙一般由预应力混凝土建造,其应力分布及变形比较复杂。在介绍预应力混凝土外墙温度应力计算方法的基础上,采用理论分析的方法,推导出了圆筒形外墙温度应力的计算公式、外墙在温差荷载及其他普通荷载作用下预应力筋的计算公式以及最大环向应力所在位置计算公式,进而给出了预应力筋结构调整的方案。研究结果表明,内罐的超低温液体会使预应力混凝土外墙产生很大的温度应力,环向温度应力最大可达混凝土抗拉强度的一半,使外墙在受内压时更加危险,因此在环向预应力筋设计时须考虑温差荷载影响。而后采用ADINA有限元软件建立多个钢筋混凝土分离式模型进行数值模拟,不仅验证了所推导公式的正确性,而且证明了该结构优化方案使外墙的变形及应力分布更加合理。