CN105401732B - 一种核电站大型钢制结构模块的组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站大型钢制结构模块的组装方法，将大型钢制结构模块按区域分割为数个模块组件，每个模块组件包含多个子模块，各个模块组件自建一个坐标系，以某一子模块的DP点为坐标原点，根据设计图纸换算出其余各个子模块DP点的相对坐标，将子模块按设计图纸进行组装，并在组装过程中使用全站仪对每个子模块的DP点进行三维坐标监测以确保拼装过程中的精度。本发明具有工序简单、能从整体上控制拼装尺寸，利用全站仪进行DP点的三维坐标监测，确保墙体子模块的DP点在同一水平基准面上，从而达到设计要求精度的优点。

Description

一种核电站大型钢制结构模块的组装方法

技术领域

本发明涉及核电站的建造技术领域，具体涉及一种核电站大型钢制结构模块的组装方法。

背景技术

AP1000核电站是美国西屋公司推出的以AP600为基础的先进压水堆型电站，其建造特点是大量采用模块化施工，预制场制作的子模块在现场进行拼装，拼装后模块整体进行吊装。其中CA01、CA20、CA03等模块结构尺寸大，重量重，拼装精度要求高，CA01模块整体呈“品”字型结构，由48个子模块组成，最大长度为26.74米，最大宽度为28.96米，顶面最大高度为22.86米，最低高度为15.92米，结构总重达885吨，安装就位于核岛反应堆厂房内。CA20模块是AP1000中最大的结构模块，20.5米长、14.2米宽、20.7米高。模块有内外两层钢板，钢板之间有纵、横向支撑角钢及焊钉，待模块吊装就位后在钢板之间浇筑自密实混凝土。CA20模块包含32个墙体子模块和40个楼板子模块，结构总重约827吨。CA03模块整体呈半圆弧状，由17个子模块组成，主要材质为A240S32101双向不锈钢，弦长约35.5m、弧高约14m、直立高约13m，结构总重达193吨，安装就位于核岛反应堆厂房内。其共同特点是：外形尺寸较大，重量重，拼装精度要求高。

在设计中引用DP点概念，DP点是每个子模块的基准点，子模块的外形尺寸，内部龙骨、剪力钉的布置都是以DP点为基准点测量得出的，构成模块墙体的子模块DP点在空间上组成一个基准水平面，即三维坐标中Z坐标相同，XY坐标不同，楼板子模块及牛腿及今后设备管道的安装都是参照基准水平面，从相邻的DP点进行反算确定位置。

目前国内对于结构模块的拼装采用的是卧式拼装组件，将组件翻转竖立最终将多个组件拼装成整体的方式，采用此种方式拼装各组件之间相对独立，在总装过程中不利于DP点的调整，对于拼装的精度无法保证，组件重量大，形状不规则，在竖立翻转过程中重心确定困难，吊装风险较大，需设计吊装防变形工装，增加较多的刚性支撑。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，而提供一种工序简单、能从整体上控制拼装尺寸，利用全站仪进行DP点的三维坐标监测，确保墙体子模块的DP点在同一水平基准面上，从而达到设计要求精度的核电站大型钢制结构模块的组装方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种核电站大型钢制结构模块的组装方法，将大型钢制结构模块按区域分割为数个模块组件，每个模块组件包含多个子模块，各个模块组件自建一个坐标系，以某一子模块的DP点为坐标原点，根据设计图纸换算出其余各个子模块DP点的相对坐标，将子模块按设计图纸进行组装，并在组装过程中使用全站仪对每个子模块的DP点进行三维坐标监测以确保拼装过程中的精度。

为进一步优化上述技术方案采用的措施还包括：

核电站大型钢制结构模块的组装方法，包括以下步骤：

步骤一、根据不同的模块组件的结构形式策划各子模块的拼装顺序；

步骤二、建立模块组件的坐标系，在已校核好的总装平台上根据图纸尺寸，测放出模块组件投影轮廓线，并将每个子模块上的DP点的投影定位在总装平台上；

步骤三、当子模块进场后进行检查，以子模块的DP点为基准检查子模块外形尺寸，对预制过程中的偏差进行消缺处理；

步骤四、将子模块按照既定方案进行拼装，在拼装过程中对每个子模块的DP点进行三维坐标定位和监测，测量拼装后的子模块间DP点的坐标，并计算出偏差，并在下一块子模块组对时通过调整焊缝间隙来弥补前一次拼装的误差，避免误差的累积。

模块组件包括CA20、CA01、CA03模块。

每个子模块上的DP点均作有明显的便于竖立后测量定位的视觉标示。

CA20模块的施工方法为：

步骤一、首先在已校核好的总装平台上根据图纸尺寸，测放出CA20模块的投影轮廓线，并划分出每块墙体子模块的轮廓线，在子模块轮廓线以外的区域内，标明对应的子模块编号，并将每个子模块上的DP点的投影定位在总装平台上；

步骤二、使用扫描仪扫描子模块，通过计算机对子模块尺寸、平面度和DP点数据进行检查并形成记录，将扫描出的子模块在计算机上进行模拟拼装，量出子模块每条边的偏差，根据测得的偏差在子模块校验平台上对子模块进行修整；

步骤三、修整完成后对子模块实体进行检查，使用扫描仪再次对子模块进行扫描，并进行修整后的模拟拼装，各子模块DP点位置满足技术文件要求后可进行实体拼装；

步骤四、子模块竖立前在拼装场地建立测量控制网，以某一子模块的DP点为基准点，换算出其他子模块的相对坐标，在组对过程中使用全站仪全程监控其余子模块拼装时的DP点坐标；

步骤五、使用全站仪对子模块的最终形态度进行测量，通过测量已就位子模块的DP点坐标和其在总装平台上的投影坐标在X轴和Y轴上的偏差，对子模块进行最终形态度找正。

CA20模块包括32个墙体子模块和40个楼板子模块，32个所述的墙体子模块竖立在总装平台上进行拼装，并且32个墙体子模块中以CA20_01墙体子模块的DP点为基准坐标，沿X、Y坐标轴依次进行拼装；40个所述的楼板子模块按照标高和位置在地面进行拼装成最大的楼板吊装单元后整体吊装；所述的CA20模块的组装顺序如下：

1)、首先根据图纸设计要求将CA20_01墙体子模块吊至总装平台上就位；

2)、CA20_01墙体子模块就位后，在沿X坐标轴完成CA20_02墙体子模块与CA20_01墙体子模块拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_06墙体子模块与CA20_01墙体子模块的拼装；

3)、在步骤2)完成后，在沿X坐标轴完成CA20_03墙体子模块与CA20_02墙体子模块拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_10墙体子模块与CA20_06墙体子模块的拼装；

4)、在步骤3)完成后，在沿X坐标轴完成CA20_11墙体子模块与CA20_10墙体子模块拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_07墙体子模块与CA20_03墙体子模块的拼装；

5)、在步骤4)完成后，将CA20_12墙体子模块同时沿X坐标轴与CA20_11墙体子模块拼装，沿Y坐标轴与CA20_07墙体子模块拼装；

6)、在步骤5)完成后，在沿X坐标轴完成CA20_04墙体子模块与CA20_03墙体子模块拼装的同时，沿X坐标轴完成CA20_13墙体子模块与CA20_12墙体子模块的拼装；

7)、在步骤6)完成后，在沿X坐标轴完成CA20_05墙体子模块与CA20_04墙体子模块拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_15墙体子模块与CA20_10墙体子模块的拼装；

8)、在步骤7)完成后，在沿Y坐标轴完成CA20_08墙体子模块与CA20_05墙体子模块拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_16墙体子模块与CA20_12墙体子模块的拼装；

9)、在步骤8)完成后，在将CA20_14墙体子模块沿X坐标轴完成与CA20_13墙体子模块的拼装沿Y坐标轴完成与CA20_08墙体子模块的拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_18墙体子模块与CA20_15墙体子模块的拼装；

10)、在步骤9)完成后，在沿X坐标轴完成CA20_19墙体子模块与CA20_18墙体子模块拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_17墙体子模块与CA20_14墙体子模块的拼装；

11)、在步骤10)完成后，在将CA20_20墙体子模块沿X坐标轴完成与CA20_19墙体子模块的拼装,沿Y坐标轴完成与CA20_16墙体子模块的拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_23墙体子模块与CA20_18墙体子模块的拼装；

12)、在步骤11)完成后，在沿X坐标轴完成CA20_21墙体子模块与CA20_20墙体子模块拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_24墙体子模块与CA20_20墙体子模块的拼装；

13)、在步骤12)完成后，在沿Y坐标轴完成CA20_22墙体子模块与CA20_21墙体子模块拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_26墙体子模块与CA20_23墙体子模块的拼装；

14)、在步骤13)完成后，依序沿X坐标轴完成CA20_27墙体子模块与CA20_26墙体子模块的拼装，以及将CA20_28墙体子模块沿X坐标轴完成与CA20_27墙体子模块的拼装沿Y坐标轴完成与CA20_24墙体子模块的拼装，和沿X坐标轴完成CA20_29墙体子模块与CA20_28墙体子模块的拼装,沿Y坐标轴完成CA20_30墙体子模块与CA20_29墙体子模块的拼装；

15)、在步骤14)完成后，将CA20_25墙体子模块沿Y坐标轴分别完成与CA20_22墙体子模块和CA20_29墙体子模块的拼装；

16)、在步骤15)完成后，将依次沿X坐标轴拼装好的CA20_71墙体子模块、CA20_72和CA20_73整体吊装，沿X坐标轴完成CA20_71墙体子模块与CA20_26墙体子模块及CA20_73墙体子模块与CA20_30墙体子模块的拼装；

17)、墙体子模块拼装完成后，在拼装好的墙体子模块上按照图纸的设计要求安装用于支撑定位楼板模块的楼板支撑角钢，同时在地面上将40个楼板子模块按照图纸设计的标高和位置在地面上拼装出每层的楼板吊装单元；

18)、将拼装好的楼板吊装单元按图纸的设计要求依序吊装到楼板支撑角钢安装；

19)、楼板吊装单元全部就位后再安装相应的附件，完成CA20模块的组装。

CA01模块底部标高呈台阶状，CA01模块的总装平台按台阶状进行钢梁支撑布置，CA01模块的施工方法为：

步骤一、在总装平台定位放线，使用精密水准仪对使用区域的钢梁及台阶处的钢梁支撑平面进行抄平；定位采用全站仪进行测放，以第一块吊装的CA01-25子模块DP点作为基准点换算出各个子模块DP点坐标并将最终形态投影标注在总装平台上；

步骤二、子模块进场后进行验收，以每个子模块DP点为基准对尺寸进行检查，通过测量仪器进行测量，对存在的缺陷的子模块进行标识并采取措施消除缺陷；

步骤三、拼装子模块，采用双机抬吊的方式使子模块以最终形态竖立；

步骤四、采用全站仪对子模块位置、最终形态度进行测量，通过缆风绳、千斤顶配合调整子模块的位置和角度，确保子模块的DP点与总装平台上的DP点投影重合；

步骤五、当子模块的DP点调整结束后，子模块底部与平台梁用加劲板焊接连接，同时在子模块上加装焊接刚性支撑；

步骤六、焊接完成后，测量拼装后的子模块间DP点的坐标，并计算出偏差，并在下一块子模块组对时通过调整焊缝间隙来弥补前一次拼装的误差。

CA01模块的拼装由低向高进行，将CA01模块分为五个区域，按照区域的划分，每个区域拼装完成后，形成了封闭、稳定的结构后才能开始下一个区域的拼装。

CA03模块整体呈半圆弧状，由17个子模块组成，CA03模块采用先小拼组件，后总拼的方式进行拼装，CA03模块的施工方法为：

步骤一、将子模块运至拼装现场后，对子模块进行进场验收；为防止子模块自重造成的变形，验收时子模块要放置在胎架上进行，验收测量采用三维激光扫描仪或全站仪结合测量胎具的方式进行，验收过程中所有的测量均要以子模块DP点或以DP点为基准引出的基准线为基准进行；验收范围包括子模块的整体外形尺寸、板边直线度、钢板平面度、钢板弯折角度、上下口圆弧板弧度、加劲角钢间距是否符合要求；

步骤二、在主拼场地和小拼场地分别建立测控网，确保在小拼和主拼阶段能够对控制基准和模块的正面位置进行测放和测量检查；

步骤三、子模块运至小拼场地，通过验收后通过吊装按顺序放置于小拼胎模上；通过勾铁将每个子模块固定于小拼胎模上，通过间隙板调节子模块之间的主焊缝组对间隙和错边量，并组对；组对加劲角钢；采用等离子自动焊对主焊缝进行第一道焊接；在焊缝上方贴纸胶带，对焊缝进行隔离保护，对加劲角钢进行焊接；对角钢焊缝进行无损检测；去除纸胶带，采用对主焊缝正面进行第二道焊接；对主焊缝进行表面无损检测。清洁焊缝，并在焊缝上方贴纸胶带，对焊缝进行隔离保护；

步骤四、在主拼场地的拼装平台上设置刚性支柱作为模块拼装的固定装置和限位装置，首先安装柱身和斜向刚性支撑，通过水准仪抄平柱头上口标高，安装柱顶板，测放模块内外口就位控制线以及各现场主焊缝位置辅助控制线，设置吊装扁担梁保证吊装过程中小拼模块不承受水平力，在模块DP控制基准线上方位置设置两道横向加劲型钢，确保小拼模块翻身、吊装过程中不变形，汽车吊辅助履带式起重机进行组件的翻身，通过手拉葫芦调节使小拼模块缓慢落钩至主拼场地的拼装平台上，通过倒链调节小拼模块最终形态度，全站仪测量满足要求后通过勾铁将小拼模块下部固定于拼装平台上；

步骤五、在就位的小拼模块模块上口设置缆风绳，调节手拉葫芦，使小拼模块竖立；

步骤六、按照步骤四和五的方式将其余小拼模块按规定顺序依次吊装就位；

步骤七、在各小拼模块每条要组对主焊缝的上口和中间位置各设置一副眼镜板，通过眼镜板将各小拼模块连接成一个整体，通过间隙板调节主焊缝组对间隙和错边量；形成CA03模块。

为确保小拼模块吊装姿态，小拼模块设置吊耳孔，且小拼模块质心位于两吊耳孔中心连线正下方。

与现有技术相比，本发明组装方法的有益效果至少在于：

1、由于模块外形尺寸大，结构复杂，组对公差要求小，采用最终形态拼装能从整体上控制模块的尺寸，保证拼装的精度；

2、模块之间的组对间隙大，最终形态拼装可使用自动焊，减少焊接变形；

3、减少了子模块拼装成组件再进行拼装的工序，节约工期；

4、避免了子模块拼装成组件后形状不规则，重心确定难度大，在翻转过程中的变形，降低了吊装风险；

5、减小子模块拼装成组件翻转过程及焊接过程中的防变形工装数量和工装的设计难度。

附图说明

图1是CA20模块三维示意图；

图2是CA20模块墙体子模块拼装顺序示意图；

图3是CA01模块分区示意图；

图4是CA03模块拼装顺序示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

以AP1000压水堆堆型中的CA01、CA20、CA03三个模块的拼装方法为例，阐述具体实施方式。

CA01模块拼装：如图3所示，

CA01模块是一个复杂的结构，模块呈“品”字形，外形尺寸最长26.74米、最宽28.96米、最高顶22.86米；最低顶15.92米,共由47个子模块构成。

模块拼装由低向高进行，将模块分为5个区域，按照一区(①)→二区(②)→三区(③)→四区(④)→五区(⑤)的顺序进行，每个区域的拼装顺序编号见表1，

表1 每个区域的拼装顺序编号

其他零星子模块的安装

由于CA01底部标高呈台阶状，因此需将总装平台按台阶状进行钢梁支撑布置，同时在现有的平台平面上增加钢梁确保底面水平并使各子模块底部有充分的着力面。以运输便利为原则布置平台朝向。

首先进行总装平台定位放线，使用精密水准仪对使用区域的钢梁及台阶处的钢梁支撑平面进行抄平；定位采用全站仪进行测放，以第一块吊装的CA01-25子模块DP点作为基准点换算出各个子模块DP点坐标并将最终形态投影标注在钢平台上。

子模块进场后需进行验收，以每个子模块DP点为基准对尺寸进行检查，通过精密测量仪器进行测量，对存在的缺陷的子模块进行标识并采取措施消除缺陷。

子模块的形状有平板型、T型、L型、十字型形状，采用双机抬吊最终形态竖立。

子模块位置、最终形态度调整采用全站仪进行测量，缆风绳、千斤顶配合调整，确保模块上的DP点与平台上的DP点(仅XY坐标)投影重合。CA01有47个子模块，47个DP点，其中有41个是墙板模块，其DP点的坐标除XY不同外，Z方向都统一在118′6″基准线上，离拼装平台10.82米。

当子模块的DP点调整结束后，模块底部与平台梁用加劲板焊接连接(此时上部缆风绳已拉紧)，同时在子模块上加装焊接刚性支撑。

相邻子模块间的连接固定主要采用定位卡进行连接，布置在相邻的模块腔室内的焊缝处，顶部和下部用鱼背卡进行连接，并用其对模块的DP点间距进行调整。

焊缝焊接完成后，测量相邻子模块间DP点的坐标，并计算出偏差，下一块子模块在组对时通过焊缝间隙的调整来弥补前一次拼装的误差。根据每次组对焊接时对DP点的控制从而达到从整体上控制精度的目的，也避免了误差的累积造成无法弥补的偏差。

按照区域的划分，每个区域拼装完成后，形成了封闭、稳定的结构后才能开始下一个区域的拼装。

CA20模块拼装：如图1和图2所示，

CA20模块是AP1000中最大的结构模块，20.5米长、14.2米宽、20.7米高。模块有内外两层钢板，钢板之间有纵、横向支撑角钢及焊钉，待模块吊装就位后在钢板之间浇筑自密实混凝土。CA20模块包含32个墙体子模块和40个楼板子模块，结构总重约827吨。

CA20模块的拼装顺序为：第一步(①)，先拼装CA20_01；第二步(②)，拼装CA20_02、CA20_06；第三步(③)，拼装CA20_10、CA20_03；第四步(④)，拼装CA20_11、CA20_07；第五步(⑤)拼装，CA20_12；第六步(⑥)拼装，CA20_13、CA20_04；第七步(⑦)拼装，CA20_05、CA20_15；第八步(⑧)拼装，CA20_08、CA20_16；第九步(⑨)拼装，CA20_14、CA20_18；第十步(⑩)拼装，CA20_17、CA20_19；第十一步拼装，CA20_20、CA20_23；第十二步拼装，CA20_21、CA20_24；第十三步拼装，CA20_22、CA20_26；第十四步拼装，CA20_27、CA20_28、CA20_29；CA20_30；第十五步拼装，CA20_25；第十六步拼装，CA20_71；CA20_72、CA20_73；第十七步，安装楼板模块支撑角钢，拼装楼板子模块；第十八步，楼板模块安装；第十九步，附件安装。

首先在已校核好的总装平台上根据图纸尺寸，测放出CA20模块的投影轮廓线，并划分出每块墙体子模块的轮廓线，在子模块轮廓线以外的区域内，用油漆笔标明对应的子模块编号，并将每个子模块上的DP点的投影定位在钢平台上。

子模块拼装前在子拼装平台上使用3D扫描仪扫描子模块，通过计算机辅助对子模块进行严格的尺寸检查、平面度检查，DP点检查等，并形成记录，将扫描出的子模块在计算机上进行模拟拼装，把各子模块的水平基准面与最终形态基准面按技术文件要求整合在同一个平面内，量出子模块每条边的偏差，根据测得的偏差在子模块校验平台上对子模块进行修整。

修整完成后对子模块实体进行检查，子模块上下钢板的轮廓线投影应在理论直线上(除斜开口外)。

使用3D扫描仪再次对子模块进行扫描，并进行修整后的模拟拼装，各DP点位置满足技术文件要求后可进行实体拼装。

子模块竖立拼装前需将子模块上的DP点作出明显的视觉标示，便于竖立后的测量定位。

子模块竖立后需使用缆风绳进行固定，在子钢平台对子模块进行检查时需在子模块上部两侧钢板上焊接缆风绳吊耳。

部分子模块需在子拼装平台上安装焊接垫板。

子模块焊缝的拼接为承插式，为拼装的的方便、快捷，安装焊接垫板的一边上下钢板距离要小一些，没安装焊接垫板的子模块上下钢板的距离要稍大一些。

墙体子模块竖立拼装

根据子模块的拼装顺序，在总装平台上已画好的子模块轮廓线两侧焊接就位靠板，靠板可以是钢板或者型钢，每一条边上的就位靠板不宜超过2个。

子模块竖立前在拼装场地建立测量控制网，以CA20_01的DP点为基准点，换算出其他子模块的相对坐标，在组对过程中使用全站仪全程监控其余子模块拼装时的DP点坐标。

墙体子模块竖立采用双机抬吊方式，一台大吨位履带吊作为主吊，一台汽车吊作为溜尾吊机。

履带吊缓慢落钩，在就位靠板的辅助下就位，DP点的投影与钢平台上DP点定位重合。子模块就位后，利用高空作业平台将缆风绳用吨卸扣挂在子模块已焊接好的吊耳上，下部使用花篮螺栓固定在地面锚固点上.

同时在子模块中间标高位置钢板两侧(钢板内侧有型钢支撑)使用厚壁型钢管固定在地面上，支撑点处焊接基座板，支撑与基座板为铰接，地面与锚点连接，底部设有螺纹螺杆可进行调节，支撑使用前要经过验算，所使用材料满足支撑结构的稳定性要求。

斜撑及钢丝绳设置完成后，施工人员利用高空作业车进行摘钩。

使用全站仪对子模块的最终形态度进行测量，通过钢丝绳和斜撑的调节装置进行最终形态度找正，

最终形态度调整完成后将子模块与钢平台接触面使用∠100×10角钢沿子模块轮廓布置角钢与钢平台连接，使用斜铁挤紧模块，防止模块发生位移。

子模块与子模块之间是承插式拼接，在已就位的子模块中部和底部焊接大约200mm长导向板，作为待就位子模块的就位导向。通过测量已就位子模块的DP点坐标和其在钢平台上的投影坐标在X轴和Y轴上的偏差。

子模块最终形态拼接时，施工人员利用布置在子模块内侧和外侧焊缝位置处的升价平台进行组对工作，错边调整可使用“L”型勾铁和三角形斜铁配合，焊缝间间隙的使用眼镜板进行调整。

CA20_71、CA20_72、CA20_73拼装成整体竖立时会发生变形，可在有型钢侧增加防变形型钢。

子模块组对时应考虑焊接收缩量，按照一条焊缝收缩1～2mm，子模块拼装时预留出收缩量，待焊接完成后测量收缩量，并根据收缩量控制下块子模块组对时DP点的相对坐标。

子模块的焊接顺序应与组对顺序一致，根据计算和实验的出焊缝的收缩量，控制组对的余量，收缩的量通过子模块的轮廓线进行调整。

焊缝焊接完成后，测量相邻子模块间DP点的坐标，并计算出偏差，下一块子模块在组对时通过焊缝间隙的调整来弥补前一次拼装的误差。根据每次组对焊接时对DP点的控制从而达到从整体上控制精度的目的，也避免了误差的累积造成无法弥补的偏差。

CA03模块拼装：如图4所示，

CA03模块整体呈半圆弧状，由17个子模块组成，主要材质为A240S32101双向不锈钢，弦长约35.5m、弧高约14m、直立高约13m，结构总重达193吨。

子模块运至拼装现场后，对子模块进行进场验收。

为防止自重造成的变形，验收时子模块要放置在专用胎架上进行。

验收测量采用三维激光扫描仪或全站仪结合专用测量胎具的方式进行，确保测量方便快捷，结果准确可靠。

验收过程中所有的测量均要以DP点或以DP为基准引出的基准线为基准进行，所有的测量数据记录均要以DP点为基准给出。

验收范围包括子模块的整体外形尺寸、板边直线度、钢板平面度、钢板弯折角度、上下口圆弧板弧度、加劲角钢间距等，重点控制上下口弧形钢板标高和水平度。

为提高拼装速度、提高焊接质量，CA03模块采用先小拼组件，后总拼的方式进行拼装。具体拼装顺序见图3。

在主拼场地和两个小拼场地分别建立测控网，确保在小拼和主拼阶段能够对控制基准和模块的正面位置进行测放和测量检查。

在小拼场地将除9#子模块外的其余16个子模块按照1#～17#的顺序拼装成A、B、C、D4个组件。

子模块运至现场小拼场地，通过验收后由汽车吊吊装按顺序放置于组件拼装胎模。

组件拼装胎模的设计需保证子模块能够方便、可靠的固定，胎模下方要留出足够的空间进行加劲角钢的焊接和无损检测工作。

通过勾铁将每个子模块固定于小拼胎模上，通过间隙板调节主焊缝组对间隙和错边量，并组对；组对加劲角钢；采用等离子自动焊对主焊缝进行第1道焊接。在焊缝上方贴纸胶带，对焊缝进行隔离保护。采用MIG焊对加劲角钢进行焊接；对角钢焊缝进行无损检测；去除纸胶带，采用自动MIG焊对主焊缝正面进行第2道焊接；对主焊缝进行表面无损检测。清洁焊缝，并在焊缝上方贴纸胶带，对焊缝进行隔离保护。为确保组件模块吊装姿态，吊耳设计需保证吊装时，组件质心位于两吊耳孔中心连线正下方。吊耳焊接完成后要对吊耳焊缝进行100％的UT。

在现场拼装作业平台将A、B、C、D组件和9#子模块拼装焊接成CA03模块。

拼装平台上设置刚性支柱作为模块拼装的固定装置和限位装置，首先安装柱身和斜向刚性支撑，通过水准仪抄平柱头上口标高，安装柱顶板，柱顶板前端中心点与对应子模块的DP点，测量无误后方可焊接柱顶板与柱身之间焊缝，为保证模块就位精度，柱顶板上表面和前端表面需进行机加工。

在1#、3#、5#、7#、9#、11#、13#、15#和17#子模块竖向立柱之间设置横向加劲肋作为小拼模块安装的定位基准。横向加劲肋下表面与DP点齐平。为确保为保证模块就位精度，横向加劲板下表面需进行机加工。

测放模块内外口就位控制线以及各现场主焊缝位置辅助控制线。拼装组件通过大吨位起重机吊装就位，设置吊装扁担梁(仅用于拼装阶段)保证吊装过程中组件不承受水平力。

在模块DP控制基准线上方位置设置两道横向加劲型钢，确保小拼模块翻身、吊装过程中不变形。

组件的翻身由汽车吊辅助履带式起重机进行，翻身过程中务必确保小拼模块不与地面或拼装胎架碰撞。缓慢落钩至模块限位位于支撑柱上方约20mm处，通过手拉葫芦调节使DP控制点外延线对齐，继续缓慢落钩至模块限位与柱顶板完全贴合。通过倒链调节模块最终形态度，全站仪测量满足要求后通过勾铁将模块下部固定于拼装平台。将提前备好的各种厚度的钢板填充与模块柱底板与平台上表面之间间隙，确保每根支柱都受力。

在就位模块上口设置缆风绳，调节手拉葫芦，固定模块竖立。

按照A、B、9#、C、D的顺序依次吊装就位。在每条要组对主焊缝的上口和中间位置各设置一副眼镜板，通过眼镜板将各小拼模块连接成一个整体，通过间隙板调节主焊缝组对间隙和错边量。上述操作在设置在模块内外两侧的升降机作业平台上进行。

组对除9#子模块和小拼模块C之间焊缝外所有焊缝，组对时需考虑焊缝收缩的因素，并在9#子模块上预留焊缝收缩余量，组对加劲角钢，采用等离子自动焊对主焊缝进行第1道焊接，在焊缝上方贴纸胶带，对焊缝进行隔离保护，采用MIG焊对加劲角钢进行焊接，对角钢焊缝进行无损检测，去除纸胶带，采用MIG自动焊对主焊缝正面进行第2道焊接，对所有主焊缝进行第3道焊接，焊接采用半自动MIG焊的方式进行，安装焊接其他附件，对所有焊缝进行无损检测。按照拆除或磨除工装类附属件，清洁焊缝，并在焊缝上方贴纸胶带，对焊缝进行隔离保护。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种核电站大型钢制结构模块的组装方法，其特征是：将大型钢制结构模块按区域分割为数个模块组件，每个模块组件包含多个子模块，各个模块组件自建一个坐标系，以某一子模块的DP点为坐标原点，根据设计图纸换算出其余各个子模块DP点的相对坐标，将子模块按设计图纸进行组装，并在组装过程中使用全站仪对每个子模块的DP点进行三维坐标监测以确保拼装过程中的精度；

包括以下步骤：

步骤一、根据不同的模块组件的结构形式策划各子模块的拼装顺序；

步骤二、建立模块组件的坐标系，在已校核好的总装平台上根据图纸尺寸，测放出模块组件投影轮廓线，并将每个子模块上的DP点的投影定位在总装平台上；

步骤三、当子模块进场后进行检查，以子模块的DP点为基准检查子模块外形尺寸，对预制过程中的偏差进行消缺处理；

步骤四、将子模块按照既定方案进行拼装，在拼装过程中对每个子模块的DP点进行三维坐标定位和监测，测量拼装后的子模块间DP点的坐标，并计算出偏差，并在下一块子模块组对时通过调整焊缝间隙来弥补前一次拼装的误差，避免误差的累积；

所述的模块组件包括CA20、CA01、CA03模块；每个子模块上的DP点均作有明显的便于竖立后测量定位的视觉标示；

所述的CA20模块的施工方法为：

步骤一、首先在已校核好的总装平台上根据图纸尺寸，测放出CA20模块的投影轮廓线，并划分出每块墙体子模块的轮廓线，在子模块轮廓线以外的区域内，标明对应的子模块编号，并将每个子模块上的DP点的投影定位在总装平台上； 步骤二、使用扫描仪扫描子模块，通过计算机对子模块尺寸、平面度和DP点数据进行检查并形成记录，将扫描出的子模块在计算机上进行模拟拼装，量出子模块每条边的偏差，根据测得的偏差在子模块校验平台上对子模块进行修整；

步骤三、修整完成后对子模块实体进行检查，使用扫描仪再次对子模块进行扫描，并进行修整后的模拟拼装，各子模块DP点位置满足技术文件要求后可进行实体拼装；

步骤四、子模块竖立前在拼装场地建立测量控制网，以某一子模块的DP点为基准点，换算出其他子模块的相对坐标，在组对过程中使用全站仪全程监控其余子模块拼装时的DP点坐标；

步骤五、使用全站仪对子模块的最终形态度进行测量，通过测量已就位子模块的DP点坐标和其在总装平台上的投影坐标在X轴和Y轴上的偏差，对子模块进行最终形态度找正；

所述的CA20模块包括32个墙体子模块和40个楼板子模块，32个所述的墙体子模块竖立在总装平台上进行拼装，并且32个墙体子模块中以CA20_01墙体子模块的DP点为基准坐标，沿X、Y坐标轴依次进行拼装；40个所述的楼板子模块按照标高和位置在地面进行拼装成最大的楼板吊装单元后整体吊装；

所述的CA20模块的组装顺序如下：

1)、首先根据图纸设计要求将CA20_01墙体子模块吊至总装平台上就位；

2)、CA20_01墙体子模块就位后，在沿X坐标轴完成CA20_02墙体子模块与CA20_01墙体子模块拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_06墙体子模块与CA20_01墙体子模块的拼装；

3)、在步骤2)完成后，在沿X坐标轴完成CA20_03墙体子模块与CA20_02墙体子模块拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_10墙体子模块与CA20_06墙体子模块的拼装；

4)、在步骤3)完成后，在沿X坐标轴完成CA20_11墙体子模块与CA20_10墙体子模块拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_07墙体子模块与CA20_03墙体子模块的拼装；

5)、在步骤4)完成后，将CA20_12墙体子模块同时沿X坐标轴与CA20_11墙体子模块拼装，沿Y坐标轴与CA20_07墙体子模块拼装；

6)、在步骤5)完成后，在沿X坐标轴完成CA20_04墙体子模块与CA20_03墙体子模块拼装的同时，沿X坐标轴完成CA20_13墙体子模块与CA20_12墙体子模块的拼装；

7)、在步骤6)完成后，在沿X坐标轴完成CA20_05墙体子模块与CA20_04墙体子模块拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_15墙体子模块与CA20_10墙体子模块的拼装；

8)、在步骤7)完成后，在沿Y坐标轴完成CA20_08墙体子模块与CA20_05墙体子模块拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_16墙体子模块与CA20_12墙体子模块的拼装；

9)、在步骤8)完成后，在将CA20_14墙体子模块沿X坐标轴完成与CA20_13墙体子模块的拼装沿Y坐标轴完成与CA20_08墙体子模块的拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_18墙体子模块与CA20_15墙体子模块的拼装；

10)、在步骤9)完成后，在沿X坐标轴完成CA20_19墙体子模块与CA20_18墙体子模块拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_17墙体子模块与CA20_14墙体子模块的拼装；

11)、在步骤10)完成后，在将CA20_20墙体子模块沿X坐标轴完成与CA20_19墙体子模块的拼装,沿Y坐标轴完成与CA20_16墙体子模块的拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_23墙体子模块与CA20_18墙体子模块的拼装；

12)、在步骤11)完成后，在沿X坐标轴完成CA20_21墙体子模块与CA20_20墙体子模块拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_24墙体子模块与CA20_20墙体子模块的拼装；

13)、在步骤12)完成后，在沿Y坐标轴完成CA20_22墙体子模块与CA20_21墙体子模块拼装的同时，沿Y坐标轴完成CA20_26墙体子模块与CA20_23墙体子模块的拼装；

14)、在步骤13)完成后，依序沿X坐标轴完成CA20_27墙体子模块与CA20_26墙体子模块的拼装，以及将CA20_28墙体子模块沿X坐标轴完成与CA20_27墙体子模块的拼装沿Y坐标轴完成与CA20_24墙体子模块的拼装，和沿X坐标轴完成CA20_29墙体子模块与CA20_28墙体子模块的拼装,沿Y坐标轴完成CA20_30墙体子模块与CA20_29墙体子模块的拼装；

15)、在步骤14)完成后，将CA20_25墙体子模块沿Y坐标轴分别完成与CA20_22墙体子模块和CA20_29墙体子模块的拼装；

16)、在步骤15)完成后，将依次沿X坐标轴拼装好的CA20_71墙体子模块、CA20_72和CA20_73整体吊装，沿X坐标轴完成CA20_71墙体子模块与CA20_26墙体子模块及CA20_73墙体子模块与CA20_30墙体子模块的拼装；

17)、墙体子模块拼装完成后，在拼装好的墙体子模块上按照图纸的设计要求安装用于支撑定位楼板模块的楼板支撑角钢，同时在地面上将40个楼板子模块按照图纸设计的标高和位置在地面上拼装出每层的楼板吊装单元；18)、将拼装好的楼板吊装单元按图纸的设计要求依序吊装到楼板支撑角钢安装；

19)、楼板吊装单元全部就位后再安装相应的附件，完成CA20模块的组装。

2.根据权利要求1所述的一种核电站大型钢制结构模块的组装方法，其特征是：CA01模块共由 47 个子模块构成；模块拼装由低向高进行，将模块分为 5 个区域，按照一区、二区、三区、四区、五区的顺序进行；所述的CA01模块底部标高呈台阶状，CA01模块的总装平台按台阶状进行钢梁支撑布置，CA01模块的施工方法为：

步骤一、在总装平台定位放线，使用精密水准仪对使用区域的钢梁及台阶处的钢梁支撑平面进行抄平；定位采用全站仪进行测放，以第一块吊装的CA01-25子模块DP点作为基准点换算出各个子模块DP点坐标并将最终形态投影标注在总装平台上；

步骤二、子模块进场后进行验收，以每个子模块DP点为基准对尺寸进行检查，通过测量仪器进行测量，对存在的缺陷的子模块进行标识并采取措施消除缺陷；

步骤三、拼装子模块，采用双机抬吊的方式使子模块以最终形态竖立； 步骤四、采用全站仪对子模块位置、最终形态度进行测量，通过缆风绳、千斤顶配合调整子模块的位置和角度，确保子模块的DP点与总装平台上的DP点投影重合；

步骤五、当子模块的DP点调整结束后，子模块底部与平台梁用加劲板焊接连接，同时在子模块上加装焊接刚性支撑；

步骤六、焊接完成后，测量拼装后的子模块间DP点的坐标，并计算出偏差，并在下一块子模块组对时通过调整焊缝间隙来弥补前一次拼装的误差。

3.根据权利要求2所述的一种核电站大型钢制结构模块的组装方法，其特征是：所述的CA01模块的拼装由低向高进行，将CA01模块分为五个区域，按照区域的划分，每个区域拼装完成后，形成了封闭、稳定的结构后才能开始下一个区域的拼装。

4.根据权利要求3所述的一种核电站大型钢制结构模块的组装方法，其特征是：所述的CA03模块整体呈半圆弧状，由17个子模块组成，CA03模块采用先小拼组件，后总拼的方式进行拼装，CA03模块的施工方法为：

步骤一、将子模块运至拼装现场后，对子模块进行进场验收；为防止子模块自重造成的变形，验收时子模块要放置在胎架上进行，验收测量采用三维激光扫描仪或全站仪结合测量胎具的方式进行，验收过程中所有的测量均要以子模块DP点或以DP点为基准引出的基准线为基准进行；验收范围包括子模块的整体外形尺寸、板边直线度、钢板平面度、钢板弯折角度、上下口圆弧板弧度、加劲角钢间距是否符合要求；

步骤二、在主拼场地和小拼场地分别建立测控网，确保在小拼和主拼阶段能够对控制基准和模块的正面位置进行测放和测量检查；

步骤三、子模块运至小拼场地，通过验收后通过吊装按顺序放置于小拼胎模上；通过勾铁将每个子模块固定于小拼胎模上，通过间隙板调节子模块之间的主焊缝组对间隙和错边量，并组对；组对加劲角钢；采用等离子自动焊对主焊缝进行第一道焊接；在焊缝上方贴纸胶带，对焊缝进行隔离保护，对加劲角钢进行焊接；对角钢焊缝进行无损检测；去除纸胶带，采用对主焊缝正面进行第二道焊接；对主焊缝进行表面无损检测；清洁焊缝，并在焊缝上方贴纸胶带，对焊缝进行隔离保护；

步骤四、在主拼场地的拼装平台上设置刚性支柱作为模块拼装的固定装置和限位装置，首先安装柱身和斜向刚性支撑，通过水准仪抄平柱头上口标高，安装柱顶板，测放模块内外口就位控制线以及各现场主焊缝位置辅助控制线，设置吊装扁担梁保证吊装过程中小拼模块不承受水平力，在模块DP控制基准线上方位置设置两道横向加劲型钢，确保小拼模块翻身、吊装过程中不变形，汽车吊辅助履带式起重机进行组件的翻身，通过手拉葫芦调节使小拼模块缓慢落钩至主拼场地的拼装平台上，通过倒链调节小拼模块最终形态度，全站仪测量满足要求后通过勾铁将小拼模块下部固定于拼装平台上；

步骤五、在就位的小拼模块模块上口设置缆风绳，调节手拉葫芦，使小拼模块竖立；

步骤六、按照步骤四和五的方式将其余小拼模块按规定顺序依次吊装就位； 步骤七、在各小拼模块每条要组对主焊缝的上口和中间位置各设置一副眼镜板，通过眼镜板将各小拼模块连接成一个整体，通过间隙板调节主焊缝组对间隙和错边量；形成CA03模块。

5.根据权利要求4所述的一种核电站大型钢制结构模块的组装方法，其特征是：为确保小拼模块吊装姿态，小拼模块设置吊耳孔，且小拼模块质心位于两吊耳孔中心连线正下方。