LNG储罐预应力施工分析

许东来 1 张益公 2 陈洪岩 2

摘要：根据LNG储罐结构设计形式，储罐外罐包括土建工程、预应力工程、保冷工程、桩基工程等。LNG储罐预应力施工作业主要包括：预应力波纹管制做、波纹管安装、锚座安装、预应力穿束、张拉、灌浆、封锚等施工作业。通过LNG储罐预应力各工序施工的详尽分析，明确LNG储罐外罐预应力施工工作的标准及措施，为同类型预应力施工提供参考。

关键词：预应力；穿束张拉；施工

1工程概况

某LNG项目接收站外罐平面形状为圆形，外墙内直径为82m，在外罐混凝土墙体的环向和竖向均安装预应力波纹管，其中环向波纹管共63道（含承台2道），竖向波纹管220道。本工程预应力施工包括预应力系统管道（波纹管）的安装、穿束张拉、后期封锚及扶壁柱预应力操作架体的搭设与拆除。

2预应力波纹管的安装分析及处理措施

（1）环向管道的安装：

为控制预应力波纹管的安装准确性，在标准截面区域，按照罐壁环行预应力管的支撑图纸焊接安装Φ16@1500的钢梯支架，做到钢梯支架的横档位置即是环向管的底标高，钢梯支架的竖杆的即是环向管半径方向的位置。波纹管按照定长穿入此钢梯支架，两段管接口的位置套上套管及热缩胶套，待最后管道定位绑扎固定后，用热喷枪加热密封；

在扶壁柱截面区域，按照罐壁环行预应力管的支撑图纸加工安装非标准井字架，其余安装操作与标准截面区域相同，定位绑扎后，最后与喇叭口端部相接用热缩胶套密封。

（2）竖向管道的安装：

竖向管道的安装不用另外加工井字架，直接两头固定在主筋上即可。其余操作与环向管道施工相同，只是在最上端的时候才和锚具相接。

（3）预应力波纹管铺设中易发生碰撞，致使预应力波纹管安装位置不准确现象，当与墙体的钢筋冲突时，按调整钢筋位置保证预应力波纹管设计位置的原则处理；当与预埋件冲突时，一般以保证预应力波纹管设计位置调整埋件锚固筋形状为原则，特殊情况待与设计讨论解决。

3预应力操作架施工分析及处理措施

（1）预应力操作架搭设在扶壁柱位置，LNG扶壁柱宽约5m（封锚后），墙体高约42.5米（相对地坪标高），拟扶壁柱操作架搭设高度40m，宽12m，24m以下立杆为双立杆，24m以上立杆为单立杆，脚手架步距为1800mm，横距800mm，纵距1500mm。剪刀撑用普通钢管搭设，从架子底部至顶部搭设。脚手架的材质要求，脚手架杆件采用外径48mm、壁厚不小于3.2mm的镀锌钢管，使用的镀锌钢管不得有弯曲、变形、开焊、裂纹等缺陷，不合格的钢管不允许使用。扣件使用生产厂家合格的产品，并持有产品合格证。

（2）在扶壁柱搭设完毕后，预应力穿束张拉时，易出现架体与扶壁柱侧面间距不够，致使穿束张拉的千斤顶无法下至穿束张拉位置或旋转空间小，施工困难。在架体施工时，根据千斤顶的尺寸、型号预留空间，一般预留600mm间距即可满足穿束张拉要求。

4穿束及张拉施工分析及处理措施

张拉时混凝土的抗压强度应至少达到50 MPa（环梁达到40MPa）；所有水平钢束均从两端进行张拉；垂直钢束只从顶部锚具进行张拉，底部锚具为被动锚具；

4.1.预应力钢绞线的安装穿束前注意事项

（1）在穿束之前需依照图纸对各锚座口用红油漆或记号笔进行编号标记。

（2）穿束之前将锚座上保护模板拆除，清除波纹管内的水、灰尘及沙子等杂物，保证波纹管的两端均清洁无异物、锚座表面清洁。

（3）核实需要穿的钢绞线数目和放线方向。将钢绞线圈装入放线架前，需要检查线圈是否有锈蚀情况，不允许钢绞线的锈蚀存在。

（4）波纹管两端人员的沟通设备（如对讲机）无损坏，电池充满。

4.2.预应力钢绞线环向穿束施工

将穿束机吊到搭设的大模板预应力作业平台上，将穿束机口对准锚座口。操作平台上应有足够的操作空间。

（1）安装水平穿线引线架。

（2）将穿线机吊到作业平台上，出线口对准水平引线架，并将水平引线架的钢管用扣件固定在穿线机上。

（3）将钢绞线装入放线架，并吊至穿线机正后方适当距离。

（4）将钢绞线从放线架的出口抽出，穿入穿线机，慢档推进钢绞线至引线架开口处。

（5）安装子弹头，慢档开动穿线机，将钢绞线推进波纹管内，并调整穿线机的滚轮调校螺栓至松紧合适的程度，快档将钢绞线穿满整个波纹管。

（6）另一端的作业人员用对讲机提醒穿线机操作员对面的伸出的长度，进退穿线机进行调整，直到满足伸出长度要求，回收子弹头。预留长度计算方法：L=L1（70/90）+L2+L3+100

（7）在引线架开口处切断钢绞线，再装上子弹头进行下一根钢绞线穿束。

（8）重复以上步骤直到钢绞线满足所要求的根数止，将穿线机移到另一根进行穿束。环向穿束时单根管道应从下至上依次穿束，竖向穿束时应从管道一侧依次穿束。

（9）穿束完成后，用塑料薄膜及胶带将距锚座50cm露出来的钢绞线部分套起来，严实包裹。

（10）过程中做好穿束记录，记录穿束时间、波纹管编号及钢绞线炉批号等。

（11）张拉前安装夹片时，用6 分的镀锌自来水管将夹片敲紧，安装锚环之前应将锚座上的沙子及砂浆等用钢丝刷清理干净，并将锚座处的一部分钢绞线、沙子等杂物清理干净，以免影响夹片工作。

（12）水平穿束时放线架置于地面时为防止钢绞线被地上沙子泥土等污染应在钢绞线与地面有接触段铺垫胶合板或垫方。放线架置于环梁上部时应注意剩余少量钢绞线时应及时通知附近人员及时避开，避免线束坠落伤人。每盘钢绞线用到最后应估算剩余尾料长度，是否能满足下一根线束穿束，如不满足应换盘钢绞线穿束。

4.3.竖向穿束施工

（1）将穿线机吊至环梁顶面需要穿线的波纹管附近，并将钢绞线出口一端用木方垫高，以便让钢绞线顺利的通过调偏管，放线架吊到穿线机后方。将钢绞线穿入穿线机，开动穿线机通过调偏管，使穿出的钢绞线基本竖直对准锚座和工作锚板，穿过一根用于敲紧工作夹片的内径2cm 左右的小铁管后通过工作锚板和第二个锚板的孔进入波纹管内，钢绞线穿过的上下两个锚板的孔洞位置应一致，在一条竖直线上，以免多根钢绞线穿过后因为扭转而锁死。

（2）钢绞线穿过工作锚板后快档将钢绞线穿满波纹管，当钢绞线从承台下方一段的锚座穿后，承台下方的作业人员用对讲机叫停穿线机操作员，并按照要求露出尺寸进行调整。

（3）穿完一根钢绞线后，配合的操作员在工作锚板上安装工作夹片，并用小钢管砸紧工夹片，锁住钢绞线，使其不至于因重力而滑落，并在第二个锚板上方装上永久夹片，先不要敲紧。

（4）按照要求的长度（同环向）用手提切割机切断钢绞线，并进行下一根钢绞线的穿束。

（5）竖向钢绞线穿束12根钢绞线，穿束的时候应当按照锚板上的12 个孔依次从第一孔一排一排的穿到最后一个孔。

（6）穿完一束钢绞线后将拖住第二个锚板的螺栓抽掉，将锚板推到锚座口，用梳耙穿过钢绞线将永久夹片推入锚板的锥孔中，并砸紧，使夹片将钢绞线锁死。

（7）拆除偏向管，卸下工作夹片及工作锚板，并拆除竖向导线架，进行下一根波纹管的穿束。

（8）将穿束完成的露出的钢绞线用塑料薄膜及胶带包裹好。

（9）在张拉之前安装竖向钢绞线承台底部的锚板及夹片。

4.4.易出现的问题及处理措施

（1）在下雨后，由于大小洞口预留使雨水顺着竖向预应力波纹管流进罐内。容易对罐内安装施工造成质量隐患及安全隐患。同时还会造成钢绞线生锈。为解决此问题，大小预留临时洞口的竖向波纹管上口先进性封盖处理。防止雨水进入罐内。

5.预应力封锚施工分析及处理措施

预应力封锚一般采用内设封锚钢筋，并用同标号混凝土进行封闭，封锚钢筋安装方式有植筋及预埋两种方式。为保障施工质量，从安全可靠性上选择钢筋预埋，宜由土建单位在钢筋安装时同步进行。

参考文献：

[1]程旭东,王子栋,马川,等.大型LNG储罐外罐长期预应力损失分析[J].天然气工业,2018,38(011):97-105.

[2]渠强.大型LNG储罐预应力施工质量控制要点[J].建筑工程技术与设计,2018,000(011):1855.