一种LNG储罐穹顶结构及建造方法

摘要

本发明公开了一种LNG储罐穹顶结构及建造方法，穹顶结构包括混凝土表层、混凝土梁、内膜上板、内膜下板、侧板及保温材料，混凝土梁包括环梁和纵梁，环梁和纵梁相互交叉形成环形并排的空腔区域，内膜下板和内膜上板分别位于空腔区域的底部和顶部，空腔区域内填装所述保温材料，保温材料和空腔区域内壁之间设有侧板，混凝土表层和混凝土梁为一体式框架结构，且混凝土表层覆盖整个穹顶的顶面和底面。其结构现浇混凝土梁与预制装配混凝土空心内模板组合，不同于常规无梁板壳现浇混凝土穹顶结构，具有结构稳定、保温性能好、工程周期短等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种LNG储罐穹顶结构及建造方法。

背景技术

随着地球生存环境的逐步恶化，天然气作为一种清洁能源越来越受到人们关注。近年来，LNG储罐建设掀起新高潮，随着国内对天然气需求量的增加，LNG储罐罐容也逐步朝大型化发展。目前国内LNG储罐最大罐容已达22万m³，27万m³储罐已处于设计研发阶段。由于LNG储罐特殊使用环境及大跨度结构形式，常规设计为满足刚度和强度需求，需要大幅增加穹顶混凝土板厚度，使穹顶混凝土、钢筋等用量剧增，造成整个穹顶自重荷载增加，进一步加剧了穹顶的设计难度。常规LNG储罐穹顶在大体积混凝土施工浇筑过程中采用分区、分层浇筑方法，其浇筑质量不宜把控，且容易产生对结构不利影响的有害裂缝。

发明内容

本发明提供了一种LNG储罐穹顶结构及建造方法，具有保温性能较好、结构稳定及建设周期较短的优点。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种LNG储罐穹顶结构及建造方法，包括混凝土表层、混凝土梁、内膜上板、内膜下板、侧板及保温材料，所述混凝土梁包括环梁和纵梁，所述环梁和所述纵梁相互交叉形成环形并排的空腔区域，所述内膜下板和所述内膜上板分别位于所述空腔区域的底部和顶部，所述空腔区域内填装所述保温材料，所述保温材料和所述空腔区域内壁之间设有所述侧板，所述混凝土表层和所述混凝土梁为一体式框架结构，且所述混凝土表层覆盖整个穹顶的顶面和底面。

更进一步地，所述内膜上板和所述内膜底板的侧面设有外伸钢筋，所述外伸钢筋与所述混凝土梁的主筋固定。

更进一步地，所述混凝土表层和所述混凝土为现浇注混凝土一体式框架结构。

更进一步地，填装的所述保温材料为珍珠岩棉。

更进一步地，所述内膜上板和所述内膜下板为预制装配混凝土空心内模板，且所述内膜上板的上顶面和所述内膜下板的下底面都设有凹槽。

更进一步地，所述内膜上板的下底面和所述内膜下板的上顶面的边缘都设有用于卡位所述侧板的承插槽。

一种LNG储罐穹顶结构的建造方法，通过以下步骤完成：

（1）对空腔的位置进行放线定位，并做出标志，注明尺寸，再进行密封胶条粘贴；

（2）安装内模下板时，按照放线定位标志，缓降落实，不得破坏成品的密封胶条；

（3）待内模下板安装完成后，按设计图纸进行现浇混凝土梁钢筋的安装，在混凝土梁钢筋绑扎时，内模下板外伸钢筋与梁主筋绑扎固定；

（4）安装侧板，侧板应对准内模下板四周外沿部分的承插槽；

（5）在内模下板与侧板之间填充珍珠岩保温材料，安装内膜上板，侧板的上边缘插入内膜上板的承插槽内，且内膜上板外伸钢筋与混凝土梁的主筋进行绑扎；

（6）进行混凝土浇筑施工，形成混凝土表面层和混凝土梁的一体式结构，即完成LNG储罐穹顶结构的建造。

本发明的技术效果为：

1、本发明所公开的LNG储罐穹顶结构形式，内膜上板和内膜下板为预制装配混凝土空心内模板，其组装形成的空腔区域，使穹顶结构的空心率可达30%，有效降低穹顶自重荷载，进而减少地震力作用，使储罐整体受力更加合理，结构更安全。

2、本发明涉及的预制装配混凝土空心内模板可实现工厂化预制生产，其可按需求生产不同规格产品，利于过程质量控制，现场组装方便，减少现场施工。强度，提高施工效率，缩短工程建设周期。

3、本发明涉及的LNG储罐穹顶结构形式，现场只需浇筑框架梁部分，即混凝土梁和混凝土表面层，其中混凝土梁对整个穹顶结构起支撑作用，混凝土表面层覆盖内膜上板和内膜下板，施工周期大幅减少，不再受到天气等外界环境因素影响，降低混凝土胶凝材料水化热的影响，减少温度变化和收缩而产生有害裂缝，浇筑质量得到保证。

4、本发明涉及的LNG储罐穹顶结构形式，传力途径更加清晰，可快速获得精准的计算结果，根据计算结果进行结构配筋设计，极大提高了计算程序的可操作性。避免因储罐直径增加，而造成穹顶厚度的大幅增加。本发明涉及的结构形式在降低结构钢筋用量上具有明显优势，且穹顶跨度越大，该优势越明显，具有良好的经济效益。

5、本发明涉及的LNG储罐穹顶结构形式，将受力性能更好的空心内模板结构与主框架梁应用到水平结构建筑体系的完美体现，满足设计对结构刚度、强度以及整体抗震性的要求。

6、本发明涉及的LNG储罐穹顶结构形式，其内模板与侧壁板形成的空心腔内填充珍珠岩棉等保温材料，实现储罐保温第一道防线，有效降低外界环境温度输入，提高储罐保冷系统使用效率。

附图说明

图1为本发明中一个优选实施例中穹顶结构立体示意图；

图2为本发明中一个优选实施例中穹顶结构的剖视图；

图3为本发明中一个优选实施例中内膜上板和内膜下板以及侧板的立体爆炸图。

附图标记：1.内膜上板；2.内膜下板；3. 侧板；4. 混凝土梁；5. 保温材料；6.外伸钢筋；7.凹槽；8.承插槽；9.空腔区域。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例，如图1到图3所示，本发明公开了一种LNG储罐穹顶结构，包括混凝土表层、混凝土梁4、内膜上板1、内膜下板2、侧板3及保温材料5，混凝土梁4包括环梁和纵梁，环梁和所述纵梁相互交叉形成环形并排的空腔区域9，内膜下板2和所述内膜上板1分别位于空腔区域9的底部和顶部，空腔区域9内填装保温材料5，保温材料5和空腔区域9内壁之间设有所述侧板3，混凝土表层和混凝土梁4为一体式框架结构，且混凝土表层覆盖整个穹顶的顶面和底面。

如图1所示，穹顶结构，呈中心高，四周边缘低的半球形结构。混凝土表层和混凝土梁4为一体式框架结构，其中混凝土梁4分为环梁和纵梁。环梁和纵梁交叉设置，组成多个环形并排的扇形空腔区域9，遮盖于穹顶结构的半球形表面。混凝土表面层分别覆盖内膜上板1和内膜下板2。

内膜上板1的上顶面和内膜下板2的下底面边缘部分别设有凹槽7，凹槽7卡位混凝土表面层，增加内模上板和内膜下板2与混凝土表面层的咬合力，以固定内膜上板1和内膜下板2。内膜上板1下底面和内膜下板2的上顶面分别为在四边边缘内侧设有用于稳定侧板3的承插槽8，承插槽8长度与侧壁板长度一致。内膜上板1、内膜下板2及侧板3为预制装配混凝土空心内模板，可根据实际需求调整设计尺寸。内膜上板1和内膜下板2在预制时以钢筋为支撑，且钢筋伸出内膜板的侧边，形成外伸钢筋6，外伸钢筋6分别与混凝土梁4上的主筋绑扎固定，与混凝土梁4进行有效连接，以保持内膜板安装的稳定性。

在空腔区域9内填充保温材料5珍珠岩棉，保温材料5和混凝土主梁之间设置侧板3，侧板3的上下边缘分别插接于内膜上板1和内膜下板2的承插槽8内。

本发明还公开了一种LNG储罐穹顶结构的建造方法，通过以下步骤完成，

（1）对空腔区域9的位置进行放线定位，并做出标志，注明尺寸，再进行密封胶条粘贴；

（2）安装内模下板时，按照放线定位标志，缓降落实，不得破坏成品的密封胶条；

（3）待内模下板安装完成后，按设计图纸进行现浇混凝土梁4钢筋的安装，在混凝土梁4钢筋绑扎时，内模下板的外伸钢筋6与梁主筋绑扎固定；

（4）安装侧板3，侧板3下边缘插接于内模下板四周外沿部分的承插槽8内；

（5）在内模下板与侧板3之间填充珍珠岩保温材料5，然后安装内膜上板1，侧板3的上边缘插入内膜上板1的承插槽8内，且内膜上板1外伸钢筋6与混凝土梁4的主筋进行绑扎；

（6）进行混凝土浇筑施工，形成混凝土表面层和混凝土梁4的一体式结构，即完成LNG储罐穹顶结构的建造。

在进行混凝土浇筑施工后，混凝土振捣应采用小直径振捣棒和平板式振捣器相互配合振捣，发现不密实的应及时修补，浇筑振捣过程中，严禁振捣棒直接接触侧板3，以防止内模板及侧壁板发生偏移。混凝土浇筑完成后，应按相关技术方案及时采取有效的养护措施。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。