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欧洲和澳大利亚在LNG后张梁预应力储罐的设计与建造方面的经验介绍Hudson LunFrank FilipponeDiana Cobos RogerMarcel Poser引言世界各国对液化天然气（LNG）日益增长的需求，见证了在LNG进出口贸易中扮演重要角色的LNG储罐设备工艺的长足进步。这些大型的储罐，是安全接收和储存LNG必不可少的硬件保障。LNG的储存温度低至-162°C，属于深冷条件。液化后的天然气体积只占气态时的600分之1，这让大规模海上储运液化天然气具有实在的意义。而它同时又是安全和稳定的，因为即便天然气被极大的压缩了体积，液态天然气的压力却仍能保持在一个普通大气压的水平上。在陆地上，LNG被储存在经过特殊设计和建造的双层储罐内。需要在这样极端的温度下工作，对密封性能的要求又如此之高，后张梁混凝土结构储罐就成为了最为理想的解决方案。在严格的质量体系控制下，精良的设计和运用具有认证的专业设备的施工，能够保证大型的混凝土构造能以其强健的结构满足对大量预应力的要求。LNG储罐的设计和建造技术已经非常的规范化，这篇文章就是希望通过对世界上几个已建成项目的引介，大概地描述这些技术的典型细节。背景LNG即液化天然气，它是天然气在经过-162°C的深冷处理后得到的液态压缩天然气。天然气的液化过程并不是新的技术，最早是在1917年被提出，并在60多年前于美国得到最先应用。将天然气深冷液化的好处在于，液态天然气的体积仅占同等质量气态天然气体积的600分之1，而相比与同体积的水，液态天然气的重量又仅为其45%。这显然有利于天然气富集区向外输送天然气。LNG是无毒、无腐蚀性、无色、无味的能源。一旦天然气经历完成其液化和储运的全过程，再气化后的液化天然气完全可以与国内生产的天然气混兑使用甚至完全取代它们，因为作为天然气，它们的性质是非常相近的。用于生产LNG的天然气，其勘探和开采方式与其他天然气完全相同。通常，天然气是伴随着石油的开采而获得的。天然气一经采出，会被立即运往液化站，在那里，天然气经过-162°C的深冷处理而变成LNG。LNG的储罐通常会毗邻海港而建，液态的LNG在那里随时准备着运送出去。LNG储存在常压下的双层储罐内——两层之间填满了绝热物质。储罐的外层通常使用后张梁混凝土结构建造。在最近的数十年间，LNG的消费量已增长了5倍，并有预测表示这种增长速度还将强劲地保持下去。巨大市场如中国和印度的日益增长的需求，连同在稍小市场的逐渐流行，推动了各个新兴LNG工厂在世界范围内的快速发展。现在，世界上有大量的天然气储备，各个勘探开采公司都在积极迅速的开发天然气储运工艺，同时在各个新兴市场建设标准化的接收设备。当前的五到十年内，为了满足已有的和未来的LNG需求，LNG供应链正在积极做着准备，许多相关的规划与建设正在进行。外形设计储罐的规模一般是：直径80~90米，高度50米，厚度750毫米（见图一）。后张梁钢筋非常的大，它们在垂直方向和水平方向都有使用到。垂直方向的钢筋既可以单独地在垂直方向使用，也可以令其呈U字形从顶部往下并在底部折返180°后垂直向上重回顶部来使用。图一：典型的LNG储罐横断面水平方向的钢筋放置，是以一个支承点为起点，围着储罐绕半圈，最后在圆直径线的对面一点到达另一个支承点并固定在那里。另一根对应的钢筋则从第二个支撑点出发，围绕剩下的半圈布置，在第一个支承点处固定。以此方式，两根钢筋组成一个铁箍。为有效利用钢筋的预应力，每层的钢筋支承点都会在下一层沿着圆面转过90°后固定，以此形成交替。LNG储罐的建造通常遵循一定的施工样式，并由主承包商负责方案设计所特别要求的预应力混凝土施工。之后，会有预应力评估专家检查储罐的纵剖面应力分布，预留间距，以及后张梁钢筋的尺寸等是否达标。设计规程目前并没有一份针对这种储罐的正式标准，而第一个具有指导意义的规范还是基于先导的深冷技术提出的。根据 fip SR 88/2，测试需要针对以下几点：预应力钢筋（室温下及深冷条件下）钢筋束固定和装配（室温下和深冷条件下）荷载转移（深冷条件下）能够按照这些规则进行测试的技术为BBR技术（黑体辐射器技术），这项技术于2005年在澳大利亚城市佩斯得到实现。继次之后，一项新的指导规范被提出，它能够涵盖深冷下的预应力测试，这就是 ETAG 013。根据这份指导文档，测试应该遵从以下几点：钢筋束受其抗拉强度80%的压力降低温度至-196°C在80%拉应力程度至屈服强度区间，对钢筋束进行十个负载周期的测试最后，对钢筋束进行破坏试验预应力材料在深冷条件下的测试和质量控制，对其在世纪存储系统中的表现有至关重要的影响。BBR CONA后张梁系统完全遵守fip和ETAG深冷测试体系。项目案例达尔文（澳大利亚）LNG储罐背景位于达尔文的LNG加工厂，气源由位于其西北