核电站环形双层钢板墙结构整圈吊装工装及方法技术

本发明专利技术涉及一种核电站环形双层钢板墙结构整圈吊装工装及方法，包括吊装结构荷载确定、结构有限元模型的建立、边界条件假定、应力分析、结构设计、吊装工艺设计和工装设计。根据计算结果进行连接节点设计、结构详图设计、吊、索具选型和连接设计。根据设计吊装重量确定工装荷载试验载荷，以此评定工装的承载能力及吊索具承载能力。本发明专利技术可有效减少SC结构施工时高空吊装次数，缩短现场关键路径施工工期，减少现场高空作业量，保证SC结构施工进度，保证施工质量及安全施工。

【技术实现步骤摘要】
核电站环形双层钢板墙结构整圈吊装工装及方法
本专利技术涉及核电建造施工
，具体涉及一种核电站环形双层钢板墙结构整圈吊装工装及方法。
技术介绍
荣成CAP1400核电站是我国在引进美国西屋公司AP1000三代技术核电的基础上消化吸收，研发出具有自主知识产权的大型先进压水堆核电站，是世界首座堆型。CAP1400核电站的屏蔽厂房是核电站抵抗内外部事故最重要的构筑物之一，具有辐射屏蔽、飞射物防护、非能动冷却、抵抗龙卷风和地震事件等主要功能，为进一步提高反应堆厂房抵抗内外部事故的能力，该项目首次采用了钢板混凝土墙体结构。SC结构8～17层是一种双层钢板环形结构，墙体厚度为1100mm，钢板厚度为20/25mm，外径47970mm，内径45770mm，单层高度3000mm，两层高度6000，总重量达400t。施工吊装时采用模块化施工，在拼装场地将预制单元拼成单层整圈，再将上一层整圈吊装至下一层整圈上拼装成两层整圈模块，利用吊装工装进行模块整体吊装并安装就位，以缩短施工工期，保证安全，提高施工质量，改进施工环境。CAP1400核电站SC结构施工具有以下特点：按照设计图纸，SC结构8～17层施工周期长，单元吊装次数多，起重机使用频繁，高空作业、吊装安全风险高，施工成本高，质量难以控制，且处于现场关键路径上施工，影响核电建设工期。SC结构模块安装精度要求高：半径、标高安装公差仅为±6mm，同时单元组对、变形矫正、焊接作业量大，受高空作业条件限制，现场施工难以满足设计要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述技术条件及现状分析，提供一种适合于SC结构现场施工的模块化施工工艺，采用车间预制标准单元、现场拼装场地拼装、分层整圈吊装及两层整圈吊装、安装的模块化施工工艺。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种核电站环形双层钢板墙结构整圈吊装方法，包括以下步骤：(1)依据吊装模块的重量和确定吊点数量和重量：对于SC模块整圈吊装，按照吊装重量分别确定上、下吊点处的吊装重量，为使荷载均匀分布，整圈吊装的荷载均匀分布于内外圈的下节点上且应垂直向下，分布的节点荷载和吊点数量应适当又能满足结构强度、稳定性要求和制造经济性要求；(2)建立分析模型：根据节点数量及位置建立工装结构的力学模型，吊点应沿圆周均布，将杆件材料规格进行定义，再设定边界条件，设定将下吊点荷载并赋予各节点，上吊索以固端约束，求解器求解结果；(3)工装设计：根据分析结果调整工装杆件结构，或者调整吊点数量，得到满意的计算结果；(4)连接设计：依据计算的杆件内力确定节点的连接型式并设计节点，对于吊点通常采用高强螺栓连接，也可采用焊接连接，单元之间是可拆卸的，吊点焊接部位应按照一级焊缝的要求进行检验；(5)吊装工艺设计：根据工装重量及双层钢板环形结构重量进行吊装工艺设计，包括吊车选型、上下吊索选型，对地基承载力进行验算，复核起升高度、回转半径、安全距离能否满足吊装要求；(6)荷载试验：工装完成后应根据设计重量进行1.25倍的静载试验，静载试验合格后方可进行吊装。步骤(1)中，上吊点数量应根据现场自有吊索具的情况确定，一般单根吊索受力不超过300kN，吊点应均匀布置。步骤(2)中，上吊索与水平方向夹角50°～55°，工装单元结构应相同或对称。步骤(3)中，出于安全系数的考虑，此类工装其杆件最大应力比建议≤0.6，最大挠度≤L/400。步骤(4)中，首选考虑采用高强螺栓连接。步骤(5)中，对于偏心荷载，验算局部吊点能否满足要求。步骤(6)荷载试验中，被吊重物离开地面100mm～200mm，静停时间≥10s，与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术公开了一种核电站双层钢板环形结构整圈吊装工装，有助于核电站建造双层钢板环形结构的模块化施工。本方法对于类似的薄壁结构且其直径相对较大、刚度较小的双层环形整圈或非整圈结构同样有效。该方法包括吊装结构荷载确定、结构有限元模型的建立、边界条件假定、应力分析、结构设计、吊装工艺设计和工装设计。根据计算结果进行连接节点设计、结构详图设计、吊、索具选型和连接设计。根据设计吊装重量确定工装荷载试验载荷，以此评定工装的承载能力及吊索具承载能力。本专利技术可有效减少SC结构施工时高空吊装次数，缩短现场关键路径施工工期，减少现场高空作业量，保证SC结构施工进度，保证施工质量及安全施工。附图说明图1为SC结构吊装连接结构示意图。图2为SC吊装工装剖面结构示意图。图3为桁架(网架)工装单元三维图。图中：1-上弦杆件，2-上弦施吊耳板，3-加劲肋，4-上弦球，5-腹杆，6-下弦杆件，7-下弦吊装耳板，8-下弦球，9-法兰连接盘，10-上弦施吊节点。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。一种核电站环形双层钢板墙结构整圈吊装工装及方法，包括以下步骤：1.依据吊装模块的重量和确定吊点数量和重量：对于SC模块整圈吊装，按照吊装重量分别确定上、下吊点处的吊装重量，为使荷载均匀分布，整圈吊装的荷载均匀分布于内外圈的下节点上且应垂直向下，分布的节点荷载和吊点数量应适当又能满足结构强度、稳定性要求和制造经济性要求。上吊点数量应根据现场自有吊索具的情况确定，一般单根吊索受力不超过300kN，吊点应均匀布置。2.建立分析模型根据节点数量及位置建立工装结构的力学模型，吊点应沿圆周均布，上吊索与水平方向夹角50°～55°，工装单元结构应相同或对称，将杆件材料规格进行定义，再设定边界条件，设定将下吊点荷载并赋予各节点，上吊索以固端约束，求解器求解结果。3.工装设计根据分析结果调整工装杆件结构，或者调整吊点数量，得到满意的计算结果，出于安全系数的考虑，此类工装其杆件最大应力比建议≤0.6，最大挠度≤L/400，此外对于杆件材料提出一定要求。4.连接设计依据计算的杆件内力确定节点的连接型式并设计节点，通常考虑高强螺栓连接，对于吊点通常采用高强螺栓连接，也可采用焊接连接，单元之间是可拆卸的，应考虑高强螺栓连接，吊点焊接部位应按照一级焊缝的要求进行检验。5.吊装工艺设计根据工装重量及双层钢板环形结构重量进行吊装工艺设计，包括吊车选型、上下吊索选型，对地基承载力进行验算，复核起升高度、回转半径、安全距离能否满足吊装要求，对于偏心荷载，验算局部吊点能否满足要求。6.荷载试验工装完成后应根据设计重量进行1.25倍的静载试验，被吊重物离开地面100mm～200mm，静停时间≥10s，静载试验合格后方可进行吊装。该专利不仅适用于CAP1400堆型双层钢板环形模块整圈施工，而且可应用于其他核电堆型环形钢板墙体结构施工；同时本专利也可以应用AP1000核电SC结构施工，亦可用于非核电制造行业，如储油罐体、储水罐体施工，也适用于环形钢板混凝土墙体施工。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围内，依据本专利技术的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本专利技术技术方案的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核电站环形双层钢板墙结构整圈吊装方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)依据吊装模块的重量和确定吊点数量和重量：对于SC模块整圈吊装，按照吊装重量分别确定上、下吊点处的吊装重量，为使荷载均匀分布，整圈吊装的荷载均匀分布于内外圈的下节点上且应垂直向下，分布的节点荷载和吊点数量应适当又能满足结构强度、稳定性要求和制造经济性要求；(2)建立分析模型：根据节点数量及位置建立工装结构的力学模型，吊点应沿圆周均布，将杆件材料规格进行定义，再设定边界条件，设定将下吊点荷载并赋予各节点，上吊索以固端约束，求解器求解结果；(3)工装设计：根据分析结果调整工装杆件结构，或者调整吊点数量，得到满意的计算结果；(4)连接设计：依据计算的杆件内力确定节点的连接型式并设计节点，对于吊点通常采用高强螺栓连接，也可采用焊接连接，单元之间是可拆卸的，吊点焊接部位应按照一级焊缝的要求进行检验；(5)吊装工艺设计：根据工装重量及双层钢板环形结构重量进行吊装工艺设计，包括吊车选型、上下吊索选型，对地基承载力进行验算，复核起升高度、回转半径、安全距离能否满足吊装要求；(6)荷载试验：工装完成后应根据设计重量进行1.25倍的静载试验，静载试验合格后方可进行吊装。...

【技术特征摘要】
1.一种核电站环形双层钢板墙结构整圈吊装方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)依据吊装模块的重量和确定吊点数量和重量：对于SC模块整圈吊装，按照吊装重量分别确定上、下吊点处的吊装重量，为使荷载均匀分布，整圈吊装的荷载均匀分布于内外圈的下节点上且应垂直向下，分布的节点荷载和吊点数量应适当又能满足结构强度、稳定性要求和制造经济性要求；(2)建立分析模型：根据节点数量及位置建立工装结构的力学模型，吊点应沿圆周均布，将杆件材料规格进行定义，再设定边界条件，设定将下吊点荷载并赋予各节点，上吊索以固端约束，求解器求解结果；(3)工装设计：根据分析结果调整工装杆件结构，或者调整吊点数量，得到满意的计算结果；(4)连接设计：依据计算的杆件内力确定节点的连接型式并设计节点，对于吊点通常采用高强螺栓连接，也可采用焊接连接，单元之间是可拆卸的，吊点焊接部位应按照一级焊缝的要求进行检验；(5)吊装工艺设计：根据工装重量及双层钢板环形结构重量进行吊装工艺设计，包括吊车选型、上下吊索选型，对地基承载力进行验算，复核起升高度、回转半径、安全距离能否满足吊装要求；(6)荷载试验：工装...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建国，马富巧，范明钦，张宏，赵宇，司志国，王暖暖，
申请(专利权)人：中国核工业华兴建设有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32