一种单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造方法技术

一种单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造方法，属于核电厂房大跨度、大空间屋盖及楼盖体系的模块化建造领域，该方法包括钢骨架模块、支撑模块的制作及非设备吊装口处各模块的吊装，设备吊装口处临时维护结构的施工，非设备吊装口处屋盖钢筋混凝土的现场制作，设备吊装口处单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造，在役期间对屋盖进行临时开洞；本方法可满足单侧钢板混凝土空心组合屋盖设计时假定的结构受力状态，即施工期间屋盖与侧墙铰结连接，只起到封闭厂房的作用，正常使用期间屋盖与墙体固定端连接，参与厂房的整体结构抗震作用；此外，采用本建造方法避免了设备安装与屋盖土建施工的交叉作业，降低了高空施工安全风险，可有效缩短总建设工期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于核电厂房大跨度、大空间屋盖及楼盖体系的模块化建造领域，特别涉及一种单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造方法。
技术介绍
高温气冷堆核电站(简称HTR-PM)是我国拥有自主知识产权、具有第四代技术特征的先进核能技术，具有固有安全特性，是我国主流核能发电技术的补充，也是目前各种核能技术中提供热源温度最高的技术，因此受国际核能界广泛关注。核电站反应堆厂房由两个安全壳舱室组成，各个安全壳舱室内均放置一组安全壳，每组安全壳包括一台反应堆压力容器和相应的蒸汽发生器，两组安全壳共同向一台蒸汽透平发电机组提供高参数的过热蒸汽。两个安全壳舱室顶部设置检修大厅，满足反应堆压力容器堆内构件及蒸汽发生器设备在建造过程中的安装及后期反应堆厂房运行过程中的维修、更换工作。反应堆厂房结构型式为钢筋混凝土剪力墙结构，为满足功能要求，整个检修大厅平面尺寸达到34.5mX44.3m，仅有四周的钢筋混凝土剪力墙升到屋顶，检修大厅层高16m，因此形成一个大跨度的屋盖体系。屋盖体系为整个反应堆厂房的主要围护结构之一，为核安全相关级结构，抗震I类构件，其主要功能要求为：(1)作为反应堆厂房的围护结构，需在反应堆压力容器堆内设备安装时，保证检修大厅的整体完整性，满足安装时的清洁区要求(即空间要求)；(2)作为重要结构构件，需要具有较高的承载能力及良好的抗震性能；(3)安全壳舱室内各类大型设备在建造过程中前后安装吊装时间间隔较长，屋盖结构需按大型设备平面所在位置要求留置设备吊装口，实现直接开顶法的垂直吊装方式，设备吊装口的留置不能影响屋盖结构其它部位的施工，同时要保证屋盖底部空间清洁区的建立；(4)核电站投入运行后，存在在役检查及更换大型设备的要求，故屋盖的结构体系还需要满足核电站投入运行后再次开洞的使用要求。反应堆厂房的屋盖若采用传统的屋盖形式，如普通钢筋混凝土屋盖，建造过程中主要存在以下几方面问题：1.必须在检修大厅中设置满堂脚手架，然后经过支模、绑扎钢筋、浇筑混凝土、养护混凝土、混凝土达到强度后拆模拆脚手架，才能为检修大厅腾出空间建立清洁区；施工现场作业量大，土建与大型设备安装交叉作业复杂，且现场多为高空作业，施工难度大，质量保证率低，施工周期长；2.按传统形式建造的屋盖处于整个项目工期的关键路径上，是制约土建总施工周期的瓶颈；3.考虑到大型设备在役期内有更换的可能，需要考虑屋盖临时开洞问题，普通钢筋混凝土屋盖开洞会影响屋盖的整体结构性能。更换后对洞口进行封闭时，很难按普通钢筋混凝土屋盖的施工要求在检修大厅设置施工必要措施，并且普通钢筋混凝土开洞后洞口加固处理难度大，费用高。如采用普通钢结构屋盖，结构性能无法满足设计需要。反应堆厂房屋盖体系为核安全相关级，抗震一类结构，需要承受万年一遇的地震，钢结构屋盖若采用钢-混凝土组合屋盖及钢网架结构形式，无法满足强震作用下变形要求。若采用钢骨-混凝土结构，因为混凝土全包内置钢骨，施工时依然存在与普通钢筋混凝土屋盖相同的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为满足上述高温气冷堆反应堆厂房屋盖系统的功能要求，提出一种单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造方法，本专利技术的建造方法不仅解决了传统施工的方法无法满足反应堆厂房功能要求的问题，降低了高空施工安全风险，更为重要的是大为缩短了关键路径工期。本专利技术提出的一种单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造方法，其特征在于，所述单侧钢板混凝土空心组合屋盖包括若干个钢骨架模块及位于其上的工字型钢筋混凝土，整体呈中部带有多个空心的扁长方体箱型结构，通过支撑模块将该屋盖固定在反应堆厂房四周墙体上；所述钢骨架模块由若干榀相同的非对称工字型钢骨架(1)及其两端的第二钢埋件(5)连接而成，钢骨架模块的划分根据设备吊装口的位置及现场吊装能力确定；所述支撑模块由钢牛腿(3)与第一钢埋件(4)连接而成；在垂直于各钢骨架轴向均匀设置多道保证钢骨架施工阶段平面外稳定的水平支撑(7)；根据大型设备后进场吊装及在役期间更换的位置要求在屋盖上设置设备吊装口，施工期间该设备吊装口采用临时维护结构进行临时封闭；所述单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造方法，具体包括以下步骤：1)各模块的制作及非设备吊装口处各模块的吊装；2)设备吊装口处临时维护结构的施工根据设备吊装口的大小设置满足反复拆卸要求的临时维护结构，该临时维护结构外边缘分别与其四周的侧墙或钢骨架模块相连；3)非设备吊装口处屋盖钢筋混凝土的现场制作；4)设备吊装口处单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造大型设备进入施工现场后拆除屋盖临时维护结构，从设备吊装口处吊装反应堆厂房内的大型设备，待全部设备吊装完毕后，吊装设备吊装口处的钢骨架模块置于支撑模块上，调整就位，将设备吊装口处钢骨架模块的两端与支撑模块连接，设备吊装口处钢骨架模块的两侧分别与相邻钢骨架模块连接；按步骤3)完成设备吊装口处屋盖工字型钢筋混凝土的建造。所述步骤1)具体包括以下步骤：1-1)各类钢构件的制作根据设计及加工要求在工厂制作各类钢构件，包括单榀钢骨架(1)、钢牛腿(3)、第一钢埋件(4)、第二钢埋件(5)、水平支撑(7)以及将该水平支撑固定在侧墙上的第三钢埋件(9)；所述单榀钢骨架(1)呈非对称的工字型，由上翼缘钢板、钢腹板及下翼缘钢板焊接而成，在下翼缘钢板上表面设置用于加强下翼缘钢板与其上工字型钢筋混凝土底板(21)相互连接的栓钉(10)；为保证屋盖工字型钢筋混凝土顶板钢筋(231)、底板钢筋(211)与侧墙钢筋的有效连接，在第二钢埋件(5)上部、下部分别开设U型槽(52)、圆孔(51)；待所述各类钢构件制做完成并验收合格后，运输至施工现场；1-2)钢骨架模块的制作根据施工总平面及吊车布置位置，在反应堆厂房场外选择一个能满足多模块同时或连续制作的现场加工场，在该加工场内按照钢骨架模块划分要求，将各钢骨架模块内相应榀数钢骨架(1)的下翼缘钢板相连形成各钢骨架子模块，所述下翼缘钢板作为工字型钢筋混凝土底部的模板；将每个钢骨架子模块两端相应长度的第二钢埋件(5)与该钢骨架子模块两端焊接，形成各个钢骨架模块；在各钢骨架模块内相邻钢骨架(1)之间且垂直于其轴向均匀设置多道水平支撑(7)，该水平支撑通过耳板与钢骨架上翼缘钢板连接；1-3)支撑模块的制作将与各侧墙等长设置的钢牛腿(3)以及将该钢牛腿固定在相应侧墙上的第一钢埋件(4)焊接形成各支撑模块；1-4)非设备吊装口处各模块的吊装在施工屋盖侧墙时，将支撑模块埋入各侧墙(L、K、M、J)内，各支撑模块的上表面标高为a，浇筑侧墙混凝土至标高a，按施工要求处理施工缝；待侧墙混凝土达到设计强度时，进行非设备吊装口处钢骨架模块的吊装，将其搁置于支撑模块上，调整就位，并将钢骨架(1)两端的下翼缘钢板与钢牛腿(3)的上翼缘钢板相连；所述标高a为屋盖底标高，根据反应堆厂房的土建图纸确定；1-5)短向侧墙混凝土的浇筑在屋盖短向侧墙(M、J)上安装第三钢埋件(9)，该钢埋件顶端标高与钢骨架(1)上翼缘钢板齐平；将位于屋盖两侧钢骨架模块内与短向侧墙相连的水平支撑(7)一端与第三钢埋件(9)连接；浇筑短向侧墙(M、J)混凝土至标高b，所述标高b为屋盖顶标高，根据反应堆厂房的土建图纸确定。所述步骤3)具体包括以下步骤：3-1)底板的制作在钢骨架(1)下翼缘钢板上绑扎本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造方法，其特征在于，所述单侧钢板混凝土空心组合屋盖包括若干个钢骨架模块及位于其上的工字型钢筋混凝土，整体呈中部带有多个空心的扁长方体箱型结构，通过支撑模块将该屋盖固定在反应堆厂房四周墙体上；所述钢骨架模块由若干榀相同的非对称工字型钢骨架(1)及其两端的第二钢埋件(5)连接而成，钢骨架模块的划分根据设备吊装口的位置及现场吊装能力确定；所述支撑模块由钢牛腿(3)与第一钢埋件(4)连接而成；在垂直于各钢骨架轴向均匀设置多道保证钢骨架施工阶段平面外稳定的水平支撑(7)；根据大型设备后进场吊装及在役期间更换的位置要求在屋盖上设置设备吊装口，施工期间该设备吊装口采用临时维护结构进行临时封闭；所述单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造方法，具体包括以下步骤：1)各模块的制作及非设备吊装口处各模块的吊装；2)设备吊装口处临时维护结构的施工根据设备吊装口的大小设置满足反复拆卸要求的临时维护结构，该临时维护结构外边缘分别与其四周的侧墙或钢骨架模块相连；3)非设备吊装口处屋盖钢筋混凝土的现场制作；4)设备吊装口处单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造大型设备进入施工现场后拆除屋盖临时维护结构，从设备吊装口处吊装反应堆厂房内的大型设备，待全部设备吊装完毕后，吊装设备吊装口处的钢骨架模块置于支撑模块上，调整就位，将设备吊装口处钢骨架模块的两端与支撑模块连接，设备吊装口处钢骨架模块的两侧分别与相邻钢骨架模块连接；按步骤3)完成设备吊装口处屋盖工字型钢筋混凝土的建造。...

【技术特征摘要】
1.一种单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造方法，其特征在于，所述单侧钢板混凝土空心组合屋盖包括若干个钢骨架模块及位于其上的工字型钢筋混凝土，整体呈中部带有多个空心的扁长方体箱型结构，通过支撑模块将该屋盖固定在反应堆厂房四周墙体上；所述钢骨架模块由若干榀相同的非对称工字型钢骨架(1)及其两端的第二钢埋件(5)连接而成，钢骨架模块的划分根据设备吊装口的位置及现场吊装能力确定；所述支撑模块由钢牛腿(3)与第一钢埋件(4)连接而成；在垂直于各钢骨架轴向均匀设置多道保证钢骨架施工阶段平面外稳定的水平支撑(7)；根据大型设备后进场吊装及在役期间更换的位置要求在屋盖上设置设备吊装口，施工期间该设备吊装口采用临时维护结构进行临时封闭；所述单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造方法，具体包括以下步骤：1)各模块的制作及非设备吊装口处各模块的吊装；2)设备吊装口处临时维护结构的施工根据设备吊装口的大小设置满足反复拆卸要求的临时维护结构，该临时维护结构外边缘分别与其四周的侧墙或钢骨架模块相连；3)非设备吊装口处屋盖钢筋混凝土的现场制作；4)设备吊装口处单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造大型设备进入施工现场后拆除屋盖临时维护结构，从设备吊装口处吊装反应堆厂房内的大型设备，待全部设备吊装完毕后，吊装设备吊装口处的钢骨架模块置于支撑模块上，调整就位，将设备吊装口处钢骨架模块的两端与支撑模块连接，设备吊装口处钢骨架模块的两侧分别与相邻钢骨架模块连接；按步骤3)完成设备吊装口处屋盖工字型钢筋混凝土的建造。2.根据权利要求1所述的单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括以下步骤：1-1)各类钢构件的制作根据设计及加工要求在工厂制作各类钢构件，包括单榀钢骨架(1)、钢牛腿(3)、第一钢埋件(4)、第二钢埋件(5)、水平支撑(7)以及将该水平支撑固定在侧墙上的第三钢埋件(9)；所述单榀钢骨架(1)呈非对称的工字型，由上翼缘钢板、钢腹板及下翼缘钢板焊接而成，在下翼缘钢板上表面设置用于加强下翼缘钢板与其上工字型钢筋混凝土底板(21)相互连接的栓钉(10)；为保证屋盖工字型钢筋混凝土顶板钢筋(231)、底板钢筋(211)与侧墙钢筋的有效连接，在第二钢埋件(5)上部、下部分别开设U型槽(52)、圆孔(51)；待所述各类钢构件制做完成并验收合格后，运输至施工现场；1-2)钢骨架模块的制作根据施工总平面及吊车布置位置，在反应堆厂房场外选择一个能满足多模块同时或连续制作的现场加工场，在该加工场内按照钢骨架模块划分要求，将各钢骨架模块内相应榀数钢骨架(1)的下翼缘钢板相连形成各钢骨架子模块，所述下翼缘钢板作为工字型钢筋混凝土底部的模板；将每个钢骨架子模块两端相应长度的第二钢埋件(5)与该钢骨架子模块两端焊接，形成各个钢骨架模块；在各钢骨架模块内相邻钢骨架(1)之间且垂直于其轴向均匀设置多道水平支撑(7)，该水平支撑通过耳板与钢骨架上翼缘钢板连接；1-3)支撑模块的制作将与各侧墙等长设置的钢牛腿(3)以及将该钢牛腿固定在相应侧墙上的第一钢埋件(4)焊接形成各支撑模块；1-4)非设备吊装口处各模块的吊装在施工屋盖侧墙时，将支撑模块埋入各侧墙(L、K、M、J)内，各支撑模块的上表面标高为a，浇筑侧墙混凝土至标高a，按施工要求处理施工缝；待侧墙混凝土达到设计强度时，进行非设备吊装口处钢骨架模块的吊装，将其搁置于支撑模块上，调整就位，并将钢骨架(1)两端的下翼缘钢板与钢牛腿(3)的上翼缘钢板相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓红，孙运轮，王友刚，陈岩，孙峰，李睿容，张然，
申请(专利权)人：中核能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11