建造混凝土墙和壳的部分预制的板的使用 【技术领域】
本发明一般涉及墙与壳的建造，尤其涉及钢筋混凝土墙如液体储罐中所用的那种墙的建造。
背景技术
如液化天然气(LNG)、乙烯、丙烷和丁烷一类物质通常贮存在全密封、低温或深冷储罐中。这些储罐通常包括一钢筋混凝土墙和一薄金属防潮层。在某些情况下，防潮层是固定到钢筋混凝土墙内表面上的。
至少一个这种储罐曾在美国建造，此罐采用预制混凝土板以形成双层墙。板曾被设立为两圈，然后外表上通过环绕每圈的外部缠绕(wrapping)后张缆索环周加以支承。然后用喷射混凝土覆盖后张缆索。外墙是通过对外圈内表面浇灌混凝土建成的。在其他情况下，钢衬已被用在预制板上。
但在惯常情况下，储罐用墙是通过浇筑墙的完整厚度来建造的。对一容量为160,000立方米的35米高的惯常储罐，可能要花一年或更多时间来为这种储罐集材和筑墙。
筑墙所需时间可能很重要。在许多项目中，罐顶是在墙内地平面上装配的。一旦装配完，顶就用气压升起并在墙上方固定在位。被升起和固定后，顶就提供对建成罐内通常很重要的受到保护地内部环境。
提供一种更快提供受保护内部环境的途径可使内部施工提早开始。由于内部施工通常是处在涉及建造液体储罐的项目的重要路径上，使这类施工可开始的时间加快有时可显著缩短这类项目的工期。在涉及建造再气化终端的项目中，缩短工期两个月可减少工程造价业主增值约1千万美元。
除缩短工期的一般好处外，在某些地区如阿拉斯加，那里天气恶劣，施工季节时间有限，对此缩短筑墙所需时间就具有独特的好处。如在夏季施工季节可将墙建成并将顶固定在墙上方，就可冬天在内部环境中继续施工。
【发明内容】
研制了一种可用来建造钢筋混凝土墙如液体储罐用墙的新型预制板。采用板建造储罐的墙壁可使被保护的内部环境更快建成，显著缩短工期。它还减少浇筑墙壁余部所需模板的数量。
板有一形成板正表面的金属衬。一混凝土块设置在金属衬后。不同于过去所知用来建造液体储罐墙壁的板，本板具有可用来提供相邻板之间的加强件的连续性的混凝土块内加强件结构。加强件结构可形如延伸到板竖边的配筋(reinforcing bar)。加强件结构还可包括后张管道(post-tensioning ducts)，通过管道预应力筋(tendon)在板设立后被拉紧(strung)。更可取的是，衬、加强件结构和混凝土块形成钢-混凝土复合结构。
板还包括向后贯穿混凝土块地延伸并从混凝土块背表面外伸的抗剪结构。
为了用板筑墙，使第二板与原先竖立的板对齐，以使第一板上金属衬的一边与第二板上的金属衬相邻。然后将金属衬邻边连接，板之间加强件的连续性用加强件结构提供。
在配筋被用作加强件结构的本发明的一个实施例中，加强件的连续性可通过将配筋上的拼接端与他板上的类似拼结端连接来提供。如混凝土块上的一边从金属衬相应边内凹，连接就更容易进行。换个办法，加强件的连续性可通过使板中的管道延伸后张来提供。
采用新型预制板，在将板安装到墙的足高时可马上对储罐顶予以气升。随后，可将混凝土加到预制板后以覆盖伸出的抗剪结构并在它被注以液体时形成支承储罐所需的附加墙块。
【附图说明】
查看下述附图可更清楚地了解本发明：
图1为本发明一个实施例的预制板的后视图；
图2为板的平面图；
图3为图2的3-3剖面的局部放大剖视图；
图4为采用图1板建造的墙壳的轴测图；
图5为图4的5-5剖面的剖视图；
图6为两层图1所见板之间的一种可能的接头的局部剖视图；
图7为图6中所见接头的局部前视图；
图8-10为一层板与一底座之间的三种可能的接头的局部剖视图；
图11为一层板与一顶之间的一种可能的接头的局部剖视图；
图12为采用图1板建造的成墙的局部横剖图，此外
图13-15的选择实施例的视图，也是分别与图1、3、6相应的视图。
【具体实施方式】
图1、2绘示出预制板10之一例，该板可被用来构建钢筋混凝土墙如用来做液体储罐的那些墙。所绘示的板是加以设计用来构建容积为160,000立方米、容器壁厚600毫米、高米的储罐的。板大致宽米，高米，厚150毫米，并有一约510毫米的正矢(versine)。板有一形成板正表面的金属衬12。如板重量不超过约20公吨左右则可能更为可取。尺寸并不重要，且可采用其他配置代替所绘示的那些配置。更为可取的是，板在或靠近现场地被浇制。
绘示的衬12厚约6毫米，屈服应力为345MPa(50,000磅/平方英寸)。更可取的是，衬厚仅大于规厚(gauge thickness)，而不象用来构建独立式有顶储罐的结构钢那样厚。通常，衬厚应为5-15毫米。厚10毫米或更多的衬段可能需加以碾压滚轧。板上的衬可由多块焊接板构成，其中某些板厚度有所不同。衬也可以是波纹形的或具有别样的弯形。
混凝土块15设置在金属衬后。在图1所见的本发明的实施例中，混凝土块的每条边都从金属衬的相应边朝里内凹540mm左右，块厚则为145mm左右。设立用钢筋定位垫块(erection chair)20沿水平边隔布。绘示的设立用钢筋定位垫块由两个20mm宽的钢腿22构成，钢腿22从混凝土块延伸到距衬12端部60mm左右的位置。支座24延伸在腿端之间并有一中央螺栓孔26。可采用其他配置。钢筋定位垫块可在车间或油田里固附。在本发明其他实施例中，混凝土块可一直延伸到衬的一边或多(或所有)边。
混凝土块15可在将衬12置于一框架上之后浇筑，框架可被建成罐壁内半径。切成板的曲率的板材可用来限定混凝土的边。胶粘剂可用来在衬与混凝土块之间提供耐剪粘结。
不同于原先知道的构建液体储罐壁所用的板，板10在混凝土块15内含有一加强件结构，可用来提供邻近的板之间加强件的连续性。加强件结构可采取延伸到和超过板的垂直边的配筋的形式，如图1、2所示。在那些图中，垂直配筋30和水平配筋32由20mm直径钢筋制成，隔距约150mm。钢筋被设置得靠近板厚的中央，水平钢筋则设置在垂直钢筋后面。钢筋在衬12的边外延伸525mm左右。这些尺寸曾是为支承以下荷载选定的，即板重，约95kg/m2的顶重、约1.9kN/m2的气压升顶用内压、风载、可能加在顶上的现场雪载以及浇筑混凝土成墙所致的荷载。用来满足其他需求时尺寸与配置可能有所不同，但这并不重要，不影响由本发明获益。
板也可含预应力筋/或杆。不同于以前知道的板，板10可用于以下场合，即后张力筋或杆将被包括在成墙的现浇混凝土内。
更可取的是，衬12、加强件结构和混凝土块15形成钢-混凝土复合结构，即混凝土与钢互连成一体来应对荷载。更可取的是，复合板符合所有结构设计的相关正式标准。当前，美国钢结构学会(AISC)结构钢房屋建筑设计规范要求(第I1章)组合梁包括足够的抗剪连接器“以使组合梁具有最大抗弯强度”。AISC规范还规定(第I2章)型钢、管件的截面积应占复合体总断面的至少百分之四。虽不为本发明所必需，但这些标准在所示板中得到满足。
所述板10还包括抗剪结构，此结构被连至金属衬12，向后贯穿混凝土块15地延伸，并从混凝土块背表面外伸。在图3所见板中，抗剪结构形为200mm长抗剪大头钉(stud)34，它是通过焊接安装到衬上的。所示抗剪大头钉隔距300mm。可采用其他类型和配置的抗剪结构。例如，可将配筋焊到衬上，也可将槽钢、宽缘型钢或角钢一类型钢结构件焊到衬上。
为用板构建墙壁，先将板连接制成墙壳38，如图4、5所示。所示板10为水平取向而配置的。水平配置可使初层板更快完工，从而可使顶的衬装(升顶前)提早开始。水平配置在设立过程中还可能更为稳定。类似的板也可为垂直取向加以配置。
为构建壁壳38，可采用惯常的装配和焊接技术。在图6、7中，使第二板10A与原先设立的板10对齐，以使第一板上金属衬12的边40邻接第二板上金属衬12A的一边。可采用150吨吊车升举所示板。使相应的设立用钢筋定位垫块20、20A对齐垫好，然后用螺栓42连接起来。竖缝可用惯常储罐设立设备来连配。金属衬的邻边40、40A可通过焊接加工连接。可能有益的是，在圈中所有板都已设立后进行这项焊接。可将背衬条44设置在衬的相邻边的后面，他类可能的连接方式对本领域技术人员来说则是显而易见的。
板之间加强件的连续性是采用板内加强件结构来提供的。图6绘示出提供图1所示板10加强件的连续性的一个例子。例中，加强件的连续性是通过将竖筋30上拼接端46与他板10A上类似的拼接端46A连接来提供的。图中，二板中每一个上的拼接端都长得足以彼此搭接。每个板上混凝土块15、15A退缩形成的凹处留下一工作空间，使工人能将搭接端捆在一起。不必将每个混凝土块都做成有凹处。但是，如一板上混凝土块一直延伸到金属衬12的相应边40，而板有一要将它接到相邻板拼接端上的拼接端，则最好还是使相邻板有一凹处的边。如相邻板有待配浇且加强件的连续性待由某种其他途径提供，如下文讨论的那样，则无需如此。
换个办法，加强件结构可包括后张管道(duct)。在这样一个实施例中，经板上的管道延伸后张力筋可提供板装配的结构连续性。这样一个实施例的一例在图13-15中示出。
在图13中，所示实施例，板10A的水平边是配浇的。垂直力筋管道56和水平力筋管道58在图14示出。图15示出已用环氧树脂胶粘剂在其配浇边处连接使垂直筋管道对齐的相邻板。
图8-10示出用来将板连接到底座上的不同选项。图8示出带钢筋52的整墙50，钢筋被同时埋入墙中和底座54中。墙截面呈梯形，下底长约1200mm，上底长600mm，高约m。最低的板10的拼接端46被捆到最深的钢筋上。
图9、10示出连至底座62的滑动销接墙60。在这些配置中，墙与墙基座的接头可在底板66上的滑片64上滑动，直到圆周后张力筋受力后为止。在图10中，墙包括一锚68以便承受上举力，如起因于内压、风或地震的那些力。在所有的这些连接中，板10上的衬12在板底部厚15mm。在图8中，衬被连至底座54中的埋入板70。在图9及10中，衬12被连至在滑片64上滑动的滑动接合槽(tub)装配72。最低板10的拼接端46被连至焊到滑片上的配筋76。
图11示出用于连接顶的一个选项。储罐用固定顶惯常包括一拉/压杆80。在绘示的本发明实施例中，最高层板10顶上的衬12约11mm厚，并形成一用来固附拉/压杆的基部。这类固定顶储罐的顶通常重约95kg/m2，衬厚足以支承此荷载。附加钢筋82可被捆至拼接端46以便增强混凝土83，混凝土83是以后浇筑以筑成墙的。墙筑成后可加风雨遮护84。
采用新型预制板10使得可在一旦将板设立到墙的足高时就对储罐上的顶加以气升(air-raised)。在所示配置中，顶的装配可在不迟于开始进行第三圈板10的施工时开始。升顶通常需压约2kN/m2。通过形成一复合结构，衬12、混凝土块15和所示板的混凝土块内的加强件结构可提供足够的强度来支承顶。因此，混凝土可被加到预制板后面以覆盖伸出的抗剪结构并形成注以液体时支承储罐所需的附加墙块。
在墙壳38筑成后，任何必需的附加钢筋，水平、垂直的后张、力筋或杆都被加到板后面。然后可浇筑混凝土以筑成墙。在图12中，附加钢筋包括20mm的环周钢筋88、垂直钢筋89和105mm的环周、垂直后张管道90。所示钢筋隔距为150mm，距墙的外表面约500mm，管道则位于钢筋与从板10的混凝土块15延伸的抗剪大头钉34的端部之间。浇筑的混凝土埋置抗剪大头钉，就其功能系将浇筑的混凝土捆到板上。也可采用他种抗剪结构。也可采用胶粘剂提供混凝土块与附加墙块之间的耐剪粘结。
其他改型对本领域技术人员应该是显而易见的。这里给出的详述仅用来使人们清楚了解。它不用于也不应被认作对在下面权利要求书中界定的发明范围的限制。