CN106499195B - 一种单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造方法

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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。

本发明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)下翼缘钢板上绑扎工字型钢筋混凝土底板钢筋(211)，该钢筋穿过钢骨架端部第二钢埋件(5)上的预留圆孔(51)直锚于两端长向侧墙内，浇筑工字型钢筋混凝土底板(21)高度范围内的混凝土，且同时浇筑相应高度及宽度范围内长向侧墙(L、K)混凝土；

3-2)腹板的制作

待工字型钢筋混凝土底板(21)的混凝土达到设计强度时，绑扎工字型钢筋混凝土腹板(22)高度范围内的钢筋(221)，在相邻钢骨架的钢腹板之间采用免拆的箱形模板，该箱形模板的顶板还作为工字型混凝土顶板浇筑的底模；浇筑工字型钢筋混凝土腹板(22)高度范围内的混凝土，且同时浇筑相应高度及宽度范围内长向侧墙(L、K)混凝土；

3-3)顶板的制作

待工字型钢筋混凝土腹板(22)的混凝土达到设计强度时，绑扎工字型钢筋混凝土顶板(23)内的钢筋(231)，该钢筋穿过钢骨架端部第二钢埋件(5)上的预留豁口(52)弯锚至两长向侧墙内，浇筑工字型钢筋混凝土顶板高度范围内的混凝土，且同时浇筑相应高度及宽度范围内长向侧墙(L、K)混凝土；完成非设备吊装口处单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造。

所述步骤4)，在绑扎设备吊装口处屋盖的钢筋时，分别在距设备吊装口边缘设置机械连接接头。

该方法还包括在役期间对屋盖进行临时开洞，其具体步骤如下：

5-1)原设备吊装口处屋盖的拆除

在原设备吊装口外边缘，沿该设备吊装口短向剔除距长向侧墙(L、K)满足土建施工时最小工作面长度范围内的混凝土，在设置的机械接头远离长向侧墙处将钢筋切断，同时将该处钢骨架(1)与第二钢埋件(5)从焊缝处切开；沿该设备吊装口长向剔除相邻钢骨架(1)上翼缘钢板之间的混凝土，在机械接头远离原非设备吊装口处钢骨架模块的一端将钢筋切断；沿该设备吊装口长向剔除相邻钢骨架(1)下翼缘钢板之间的混凝土，拆分原设备吊装口外边缘处相邻钢骨架(1)的下翼缘钢板，并拆分钢骨架(1)下翼缘钢板与钢牛腿(3)的上翼缘钢板，将原设备吊装口范围内的钢骨架子模块连同未剔除的工字型钢筋混凝土(2)一起吊离原设备吊装口；

5-2)原设备吊装口处钢骨架子模块的吊装

在役期间大型设备更换或检修完成后，将重新加工制作的原设备吊装口处的钢骨架子模块吊至支撑模块的钢牛腿(3)上，调整就位，连接其内钢骨架两端的下翼缘钢板与钢牛腿的上翼缘钢板，将该钢骨架子模块两侧的下翼缘钢板分别与相邻钢骨架模块的下翼缘钢板相连，将该钢骨架子模块两端与原设备吊装口范围内的第二钢埋件(5)相连；

5-3)原设备吊装口处屋盖钢筋混凝土的现场制作

按照所述步骤3-1)、3-2)、3-3)完成原设备吊装口处屋盖钢筋混凝土的建造，其中绑扎原设备吊装口处屋盖的钢筋时，通长钢筋通过机械接头与原设备吊装口四周被切断的通长钢筋连接。

本发明的特点及有益效果如下：

建造过程中各组成部位的制做方式及施工前后顺序设定，不仅能保证屋盖结构的施工质量，方便施工，同时只有在严格按照施工先后顺序的情况下，方能满足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，只起到厂房的封闭作用，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。

1)钢骨架模块的制作与吊装

单榀钢骨架为非对称工字型焊接截面其焊接工作量大，且焊接应力复杂，单榀钢骨架采取工厂制做的方式，其焊接变形得到有效控制，保证构件质量。单榀钢骨架拼装方案可根据设备吊装口的位置及吊装能力将屋盖划分若干个模块，各模块由若干榀钢骨架拼装而成。钢骨架两端与两侧混凝土墙内的钢埋件若采用现场吊装就位后焊接，加工制作的精度使焊缝处难以对位，焊接质量难以保证，经与设计确认，将每个钢骨架模块相应长度内的钢埋件与钢骨架在现场加工场进行焊接，形成各钢骨架模块，一起吊装就位。整个拼装过程在现场加工场进行，减少高空作业的风险。施工阶段在两侧墙体相应位置设置有通长钢牛腿，做为支撑钢骨架模块的支座，钢牛腿与混凝土墙体内的钢埋件形成固定端连接，考虑到现场高空焊接，焊接质量难以保证，将钢牛腿与预埋件在现场加工场进行焊接，形成一个支撑模块，一同埋置于混凝土墙内。

钢骨架模块的吊装因采用了单榀钢骨架现场拼装的模块化方案，起吊方式也由每榀吊一次，调整就位一次，减少到只需按模块的个数起吊、调整就位。在现场加工场的模块拼装方式减少了钢骨架相互连接的制作误差，而采用模块化吊装，也很大程度上减少了吊装时的施工工作量。

2)屋盖钢筋混凝土部分现场制作

屋盖钢筋混凝土部分相应于单榀钢骨架形成对称工字形的截面形式。根据单侧钢板混凝土空心组合屋盖的截面特点，钢骨架下翼缘可做为工字型钢筋混凝土的下部模板，免去了搭设脚手架及板底支设底模板的工序，减化了施工流程。现浇混凝土的工作可以完全在钢骨架上进行，为实现正常使用阶段屋盖与混凝土墙体的固定端连接性能，对于钢筋混凝土部分施工需制定合理的工序，同时为保证钢骨架做为模板应具有足够的抗变形能力，将钢筋混凝土以底板、腹板、顶板为界共分为三个步骤进行。

3)设备吊装口处屋盖的建造

按大型设备的吊装要求在屋盖的相应位置处预留设备吊装口，屋盖建造时，该吊装口处划分为单独的钢骨架模块，待大型设备吊装完成后，再进行此处屋盖施工。

附图说明

图1(a)为本发明单侧钢板混凝土空心组合屋盖的平面布置图；

图1(b)为本发明单侧钢板混凝土空心组合屋盖的主剖面图；

图1(c)为本发明单侧钢板混凝土空心组合屋盖的三维图；

图1(d)为本发明单侧钢板混凝土空心组合屋盖中工字型钢骨混凝土组合梁的横截面示意图。

图2为本发明单侧钢板混凝土空心组合屋盖中相邻两个工字型钢骨架1的连接结构示意图。

图3(a)为施工期间屋盖预留吊装口的平面布置图；

图3(b)为施工期间屋盖预留吊装口及非设备吊装口处钢骨架模块划分的剖面图；

图3(c)为设备吊装口处钢骨架模块划分示意图。

图4(a)为本发明钢骨架模块GⅠ的结构示意图；

图4(b)为本发明支撑模块H的结构示意图。

图5为水平支撑与相邻工字型钢骨架的连接示意图；

图6为水平支撑与短向侧墙的连接示意图；

图7为水平支撑7的横截面图；

图8为钢埋件5的结构示意图。

具体实施方式

本发明提出的一种单侧钢板混凝土空心组合屋盖的的建造方法结合附图及实施例详细说明如下：

本发明系根据高温气冷堆核电站反应堆厂房屋盖特点、工程进度及功能要求采用单侧钢板混凝土空心组合屋盖，整个屋盖满足单向受力要求，屋盖短向为主受力方向；所述单侧钢板混凝土空心组合屋盖的平面布置、主剖面及三维图分别如图1(a)、1(b)及1(c)所示，该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2，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H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；其中，单榀钢骨架1与其上的工字型钢筋混凝土2整体现浇形成工字型钢筋混凝土2半包钢骨架1的工字型钢骨混凝土组合梁A，该组合梁A满足独立单向受力要求，其横截面如图1(d)所示；钢骨架1由上翼缘钢板、钢腹板及下翼缘钢板焊接而成，工字型钢筋混凝土2包括顶板23、腹板22及底板21且三者均位于钢骨架1的下翼缘顶部，相邻钢骨架1的下翼缘之间通过连接板及高强螺栓6固定连接(如图2所示)；所述支撑模块H由钢牛腿3及钢埋件4连接而成；为保证钢骨架1施工阶段的平面外稳定，在垂直于钢骨架轴向且靠近其上翼缘钢板处均匀设置多道水平支撑7；根据大型设备后进场吊装及在役期间更换的位置要求设置设备吊装口C、D，施工期间预留的设备吊装口C、D分别采用临时维护结构轻钢屋盖E、F进行临时封闭(如图3(a)、(b)所示)；所述钢骨架模块根据反应堆厂房设备吊装口的位置及现场吊装能力划分，本实施例将屋盖内的钢骨架划分成六个钢骨架模块，分别记为GⅠ、GⅡ、GⅢ、GⅣ、GⅤ、GⅥ，详见附图3(b)、(c)；其中，钢骨架模块GⅠ、GⅥ分别位于屋盖两侧，各包含三个单榀钢骨架1；钢骨架模块GⅡ、GⅤ分别位于两个预留的设备吊装洞口C、D处，各包含四个单榀钢骨架1；钢骨架模块GⅢ、GⅣ位于两个预留的设备吊装洞口C、D之间，分别包含四个、五个单榀钢骨架1。

本发明单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造方法将屋盖建造分为两大块，第一块为各类模块的制作与吊装，第二块为屋盖钢筋混凝土现场制作，具体步骤详细说明如下：

1)各模块的制作与非设备吊装口处各模块的吊装

1-1)各类钢构件的制作

根据设计及加工要求在工厂制作单榀钢骨架1、钢牛腿3、钢埋件4、钢埋件5、水平支撑7及将该水平支撑固定在侧墙上的钢埋件9等各类钢构件；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，为加强下翼缘钢板与工字型钢筋混凝土底板21的相互连接性能，在下翼缘钢板上表面设置栓钉10；为保证屋盖顶板钢筋231、底板钢筋211与墙体钢筋的有效连接，在钢埋件5上部开设U型槽52，下部开设圆孔51；各部位钢构件均采取工厂制做的方式，保证构件质量，制做完成并验收合格之后，运输至施工现场；所述水平支撑7的结构如图7所示，由背靠背设置的等边角钢与中部填板焊接而成；

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，在该现场加工场内搭建一个模块制作拼装胎架(该拼装胎架为常规产品)，用于钢骨架模块的拼装，按照钢骨架模块划分的要求，将各钢骨架模块相应榀数的钢骨架1的下翼缘钢板之间通过连接板和高强螺栓6连接(如图2所示)形成各钢骨架子模块Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ；为满足正常使用阶段钢骨架1与长向侧墙L、K的固定端连接方式，钢骨架两端与钢埋件5采用坡口全熔透焊的方式连接，将每个钢骨架模块两端相应长度内的钢埋件5与该钢骨架模块中的钢骨架1在拼装胎架上进行焊接，分别形成六个钢骨架模块GⅠ(如图4(a)所示)、GⅡ、GⅢ、GⅣ、GⅤ、GⅥ；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；所述钢骨架下翼缘钢板作为工字型钢筋混凝土底部的模板，免去了搭设脚手架及板底支设模板的工序，简化了施工流程；各钢骨架模块的制作均在现场加工场进行，减少高空作业的风险，有效避免高空焊接所带来的焊缝对位困难、焊缝质量难以保证等问题；

1-3)支撑模块的制作

施工阶段为支撑所述各钢骨架模块，在侧墙L、K、M、J相应位置分别设置支撑模块H，其结构如图4(b)所示；所述设置在各侧墙上的支撑模块H由与相应侧墙等长设置的钢牛腿3以及将该钢牛腿固定在侧墙上的钢埋件4焊接而成，钢牛腿3与钢埋件4在现场加工场采用坡口全熔透焊焊接形成固定端连接方式；支撑模块的制作同样在现场加工场完成，避免了高空焊接；

1-4)非设备吊装口处各模块的吊装

在施工屋盖侧墙时，按标高要求将支撑模块H埋入侧墙L、K、M、J内，各支撑模块H上表面标高为a，侧墙混凝土浇至标高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GⅠ、GⅢ、GⅣ、GⅥ四个非设备吊装口处钢骨架模块的吊装，将其搁置于支撑模块H上，调整就位，并将钢骨架1两端的下翼缘钢板与钢牛腿3的上翼缘钢板通过高强螺栓6连接；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；因为采用的单榀钢骨架现场拼装的模块化方案，起吊方式也由每榀钢骨架吊一次、调整就位一次减少到只需起吊六次、调整就位六次；在现场加工场的模块拼装方式减少了钢骨架相互连接的制作误差，而采用模块化吊装，也很大程度上减少了吊装时的施工工作量；

1-5)短向侧墙混凝土的浇筑

在屋盖短向侧墙M、J上安装带有耳板的钢埋件9，钢埋件9顶端标高与钢骨架1上翼缘钢板齐平；安装短向侧墙M、J及与其相邻的钢骨架1之间的水平支撑7，水平支撑7一端与钢埋件9的耳板固定，另一端与钢骨架1上翼缘钢板处耳板固定(图5、6所示)；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；

2)设备吊装口处临时维护结构的施工

为了检修大厅及时建立清洁区，待设备吊装口以外的钢骨架模块吊装完成后，需要及时对吊装口处采用临时维护结构进行封闭；考虑到施工的便捷及可拆卸性，此处采用轻钢屋盖E、F作为临时屋盖；

根据设备吊装口的大小，并考虑轻钢屋架通用间距本实施例沿洞口长向设置七榀轻钢屋架，其中五榀轻钢屋架通过螺栓支撑并固定在吊装口两侧钢骨架1的上翼缘钢板上，剩余两榀屋架放置在长向侧墙L、K上并与墙体上埋置的预埋件通过安装螺栓进行固定，屋架上铺压型彩钢板进行封闭；采用轻钢结构临时屋盖可满足吊装时反复拆卸的要求，为检修大厅及时建立清洁区提供保障；

3)非设备吊装口处屋盖钢筋混凝土的现场制作

屋盖钢筋混凝土2为对称工字形的截面形式，根据单侧钢板混凝土空心组合屋盖的截面特点，钢骨架1下翼缘可做为屋盖钢筋混凝土2的底部模板，免去了搭设脚手架及板底支设底模板的工序，减化了施工流程；现浇混凝土的工作可以完全在钢骨架上进行，为实现正常使用阶段屋盖与混凝土侧墙的固定端连接形式，对于钢筋混凝土部分施工需制定合理的工序，同时为保证钢骨架做为模板应具有足够的抗变形能力，将钢筋混凝土以底板21、腹板22、顶板23相交面为界共分为三个步骤进行，具体施工步骤如下：

3-1)底板的制作

在钢骨架1下翼缘钢板上绑扎底板钢筋211，该钢筋穿过钢骨架端部钢埋件5上的预留圆孔51直锚于两端长向侧墙内，浇筑底板21高度范围内的混凝土，且同时浇筑相应高度及宽度范围内长向侧墙L、K混凝土，可保证屋盖钢筋混凝土与墙体钢筋混凝土的整体性及端部固定端的连接要求；对于钢骨架1作为模板来说，承受工字型混凝土底板21高度范围内钢筋和混凝土的自重，可以满足模板的变形的要求；

3-2)腹板的制作

待底板21混凝土达到设计强度时，底板处混凝土参与钢骨架1下翼缘钢板的模板工作，使下翼缘钢板的承载力及抗变形力得到了大大的提高；绑扎腹板22高度范围内的钢筋221，考虑到施工方便，在相邻钢骨架的钢腹板之间采用免拆的箱形模板，不仅可以提高模板的自身抗变形能力，减化支撑系统，箱形模板的顶板还可以作为工字型混凝土顶板浇筑的底模；浇筑腹板22高度范围内混凝土，且同时浇筑相应高度及宽度范围内长向侧墙L、K混凝土；

3-3)顶板的制作

待腹板22混凝土达到设计强度时，整个截面承载能力得到了更大的提高；在腹板施工时采用了箱形模板，也减化了顶板23混凝土支设底模的施工工序，绑扎顶板23内的钢筋231，顶板钢筋231穿过钢骨架端部钢埋件5上的预留豁口52弯锚至两长向侧墙内，浇筑顶板高度范围内混凝土，且同时浇筑相应高度及宽度范围内长向侧墙L、K混凝土；完成非设备吊装口处单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造；

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E、F，从预留的设备吊装口C、D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C、D处的钢骨架模块GⅡ、GⅤ，并固定于支撑模块H上，调整就位，将钢骨架模块GⅡ、GⅤ内钢骨架1两端的下翼缘钢板与钢牛腿3的上翼缘钢板通过高强螺栓6连接，钢骨架模块GⅡ、GⅤ两侧分别与相邻钢骨架模块GⅠ、GⅢ、GⅣ、GⅥ下翼缘通过连接板及高螺栓6连接；按3-1)、3-2)、3-3)步骤完成设备吊装口处屋盖钢筋混凝土2部分的建造；考虑到在役期间还需临时开洞的要求，在绑扎预留设备吊装口处屋盖的钢筋时，需分别在距设备吊装口边缘至少0.3m(该距离根据施工要求确定)处设置机械连接接头，用于连接此范围内沿钢骨架1轴向的通长钢筋，以及与钢骨架1垂直方向的通长钢筋。

5)考虑到在役期间存在更换或检修大型设备的要求，需要对屋盖进行临时开洞，该过程的施工步骤如下：

5-1)原设备吊装口处屋盖的拆除

在原设备吊装口外边缘，沿该设备吊装口短向剔除距长向侧墙L、K1m(1m为土建施工时最小工作面)范围内混凝土，在设置的机械接头远离长向侧墙处将钢筋切断，同时将钢骨架1与钢埋件5从焊缝处切开；沿设备吊装口长向剔除相邻钢骨架1上翼缘钢板之间的混凝土，在机械接头远离钢骨架模块GⅠ、GⅢ、GⅣ、GⅥ一端将钢筋切断；沿设备吊装口长向剔除相邻钢骨架1下翼缘钢板之间的混凝土，解除钢骨架1下翼缘钢板之间相连的高强螺栓，以及钢骨架1下翼缘钢板与钢牛腿3相连的高强螺栓，将原设备吊装口范围内的钢骨架子模块Ⅱ、Ⅴ连同未剔除的工字型混凝土2一起吊离设备吊装口；

5-2)原设备吊装口处钢骨架子模块的吊装

在役期间大型设备更换或检修完成后，将重新加工制作的原设备吊装口处的钢骨架子模块Ⅱ、Ⅴ吊至支撑模块H的钢牛腿3上，调整就位，将钢骨架1两端的下翼缘钢板与钢牛腿3的上翼缘钢板通过高强螺栓6连接，钢骨架子模块Ⅱ、Ⅴ两侧的下翼缘钢板分别与相邻钢骨架模块GⅠ和GⅢ、GⅣ和GⅥ的下翼缘钢板通过连接板和高螺栓6连接，钢骨架子模块Ⅱ、Ⅴ两端与设备吊装口范围内的钢埋件5用角焊缝或其他可靠连接方式连接；

5-3)原设备吊装口处屋盖钢筋混凝土的现场制作

按照(3-1)、(3-2)、(3-3)步骤完成原设备吊装口处屋盖钢筋混凝土2部分的建造，其中绑扎原设备吊装口处屋盖的钢筋时，通长钢筋通过机械接头与原设备吊装口四周被切断的通长钢筋连接。

本发明建造方法有效结合单侧钢板混凝土空心组合屋盖的设计特点，免去在检修大厅支设脚手架及支设模板的工序，检修大厅可及时建立清洁区，进行反应堆压力容器堆内构件组装，避免了工艺安装与屋盖土建施工的交叉作业，同时也使土建施工不再处于总建设工期的关键路径上，相比普通钢筋混凝土屋盖的建造可有效缩短总建设工期。

Claims (5)

1.一种单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造方法，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；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)；其特征在于，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。

3.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)下翼缘钢板上绑扎工字型钢筋混凝土底板钢筋(211)，该钢筋穿过钢骨架端部第二钢埋件(5)上的预留圆孔(51)直锚于两端长向侧墙内，浇筑工字型钢筋混凝土底板(21)高度范围内的混凝土，且同时浇筑相应高度及宽度范围内长向侧墙(L、K)混凝土；

3-2)腹板的制作

待工字型钢筋混凝土底板(21)的混凝土达到设计强度时，绑扎工字型钢筋混凝土腹板(22)高度范围内的钢筋(221)，在相邻钢骨架的钢腹板之间采用免拆的箱形模板，该箱形模板的顶板还作为工字型混凝土顶板浇筑的底模；浇筑工字型钢筋混凝土腹板(22)高度范围内的混凝土，且同时浇筑相应高度及宽度范围内长向侧墙(L、K)混凝土；

3-3)顶板的制作

待工字型钢筋混凝土腹板(22)的混凝土达到设计强度时，绑扎工字型钢筋混凝土顶板(23)内的钢筋(231)，该钢筋穿过钢骨架端部第二钢埋件(5)上的预留豁口(52)弯锚至两长向侧墙内，浇筑工字型钢筋混凝土顶板高度范围内的混凝土，且同时浇筑相应高度及宽度范围内长向侧墙(L、K)混凝土；完成非设备吊装口处单侧钢板混凝土空心组合屋盖的建造。

4.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4)，在绑扎设备吊装口处屋盖的钢筋时，分别在距设备吊装口边缘设置机械连接接头。

5.根据权利要求3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，该方法还包括在役期间对屋盖进行临时开洞，其具体步骤如下：

5-1)原设备吊装口处屋盖的拆除

在原设备吊装口外边缘，沿该设备吊装口短向剔除距长向侧墙(L、K)满足土建施工时最小工作面长度范围内的混凝土，在设置的机械接头远离长向侧墙处将钢筋切断，同时将该处钢骨架(1)与第二钢埋件(5)从焊缝处切开；沿该设备吊装口长向剔除相邻钢骨架(1)上翼缘钢板之间的混凝土，在机械接头远离原非设备吊装口处钢骨架模块的一端将钢筋切断；沿该设备吊装口长向剔除相邻钢骨架(1)下翼缘钢板之间的混凝土，拆分原设备吊装口外边缘处相邻钢骨架(1)的下翼缘钢板，并拆分钢骨架(1)下翼缘钢板与钢牛腿(3)的上翼缘钢板，将原设备吊装口范围内的钢骨架子模块连同未剔除的工字型钢筋混凝土(2)一起吊离原设备吊装口；

5-2)原设备吊装口处钢骨架子模块的吊装

在役期间大型设备更换或检修完成后，将重新加工制作的原设备吊装口处的钢骨架子模块吊至支撑模块的钢牛腿(3)上，调整就位，连接其内钢骨架两端的下翼缘钢板与钢牛腿的上翼缘钢板，将该钢骨架子模块两侧的下翼缘钢板分别与相邻钢骨架模块的下翼缘钢板相连，将该钢骨架子模块两端与原设备吊装口范围内的第二钢埋件(5)相连；

5-3)原设备吊装口处屋盖钢筋混凝土的现场制作

按照所述步骤3-1)、3-2)、3-3)完成原设备吊装口处屋盖钢筋混凝土的建造，其中绑扎原设备吊装口处屋盖的钢筋时，通长钢筋通过机械接头与原设备吊装口四周被切断的通长钢筋连接。