CN115680286B - 核岛反应堆厂房施工装备集成平台及其爬升方法 - Google Patents

核岛反应堆厂房施工装备集成平台及其爬升方法

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Abstract

本发明公开了一种核岛反应堆厂房施工装备集成平台及其爬升方法。本核岛反应堆厂房施工装备集成平台包括钢平台系统、支承及顶升系统、挂架及模板系统和施工集成装备，支承及顶升系统安装于核岛反应堆厂房的侧面上，支承及顶升系统位于钢平台系统的下方，挂架及模板系统安装于钢平台系统下方；钢平台系统包括环向钢桁架、径向主钢桁架以及径向次钢桁架，施工集成装备包括安装于挂架及模板系统底部的环形轨道以及与环形轨道滑动连接的环吊。本核岛反应堆厂房施工装备集成平台，解决了核岛反应堆厂房现有施工中内壳、外壳、周边厂房“阶梯式”工艺制约总工期的问题。

Description

核岛反应堆厂房施工装备集成平台及其爬升方法
技术领域
本发明涉及核电站核岛厂房施工技术领域，涉及一种核岛反应堆厂房施工装备集成平台及其爬升方法。
背景技术
目前，核岛反应堆厂房内外壳施工模架以带三角挂架的弧形大模板系统为主。采用该系统存下以下问题：
第一、内壳悬挑式三角架竖向空间上阻挡外壳结构施工，从而形成内壳、外壳、周边厂房“阶梯式”施工工序，延长总工期。第二、模板三角挂架架体承载力低，施工材料只能布置于周边厂房外侧，堆场布置受限；第三、模板须借助外部塔吊向上转运，严重占用塔吊运力，同时材料转运、预埋件和贯穿件的安装就位等均依靠外部塔吊，导致垂直运输效率低。第四、现有工艺下，反应堆厂房ASP水箱、环廊、预应力筋等结构施工时须额外搭设落地支撑架和相关作业平台，施工技术措施复杂，既影响工期也显著增加施工成本。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种核岛反应堆厂房施工装备集成平台及其爬升方法，旨在解决核岛反应堆厂房现有施工中内壳、外壳、周边厂房“阶梯式”工艺制约总工期的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种核岛反应堆厂房施工装备集成平台，包括钢平台系统、支承及顶升系统、挂架及模板系统和施工集成装备，其中，
所述支承及顶升系统安装于核岛反应堆厂房的侧面上，支承及顶升系统位于钢平台系统的下方以支撑将其相对于核岛反应堆厂房爬升，挂架及模板系统安装于钢平台系统下方；
所述钢平台系统包括环向钢桁架、径向主钢桁架以及径向次钢桁架，径向主钢桁架的两端分别与最内侧和最外侧环向钢桁架连接，径向次钢桁架在核岛反应堆厂房外壳上方断开以便于外壳施工材料向下吊入；
所述施工集成装备包括固定在钢平台上的吊臂可伸缩式吊机、布料机、登高作业车，安装于挂架及模板系统底部的环形轨道以及与环形轨道滑动连接的环吊，与钢平台连接的顶部加节向下延伸式运输装置等。
优选地，所述支承及顶升系统包括承力件、支撑件、爬升件、钢立柱以及液压组件，其中，所述承力件可拆卸安装于核岛反应堆厂房的侧面上，钢立柱的顶端与钢平台系统固定连接，底端与支撑件固定连接，液压组件的底部固定于爬升件内部且顶部与支撑件连接以支撑其爬升。
优选地，所述支撑件、爬升件与承力件通过挂爪或销轴实现可拆卸连接。
优选地，所述钢平台系统上固定有吊机，吊机立柱与钢平台固定连接，吊机大臂为可伸缩式。
优选地，所述钢平台系统上固定有混凝土布料机。
优选地，所述钢平台系统上方安装有环形作业轨道，登高作业车滑动安装于环形作业轨道上，登高作业车可升降。
优选地，所述钢平台系统连接有多台顶部加节向下延伸式运输装置。
优选地，所述核岛反应堆厂房施工装备集成平台还包括位于扶壁柱两侧的施工电梯，施工电梯包括可拆卸安装于核岛反应堆厂房的侧面上的施工电梯标准节以及安装于施工电梯标准节上且相对其可上下移动的梯笼。
优选地，所述钢平台系统包括可拆卸连接的外悬挑平台和内悬挑平台，拆卸外悬挑平台和内悬挑平台连接杆件后，外悬挑平台通过外悬挑平台支点附着于核岛反应堆厂房外壳外侧，内悬挑平台通过内悬挑平台支点附着于核岛反应堆厂房内壳外侧；所述内悬挑平台顶部布置有操作架和预应力张拉设备。
本发明进一步提出一种基于上述的核岛反应堆厂房施工装备集成平台的爬升方法，包括以下步骤：
将爬升件与承力件连接，解除支撑件和承力件之间的连接；
通过液压组件的油缸伸出，驱使支撑件带动钢立柱、钢平台系统、挂架及模板系统及其他附属施工设备设施整体爬升；
当集成平台爬升到位后，连接支撑件与相应位置承力件；
解除爬升件与承力件的连接，液压组件的油缸回收，带动爬升件向上爬升；
爬升件爬升到位后，连接爬升件与相应位置的承力件。
本发明提出的核岛反应堆厂房施工装备集成平台，具有以下有益效果：
1、因集成平台支撑在内外壳墙体上，并通过多层挂架实现内外壳多层流水作业，避免现有模板工艺的干涉，实现内壳、外壳等标高同步施工，周边厂房与外壳施工解耦，解决了核岛反应堆厂房现有施工中内壳、外壳、周边厂房“阶梯式”工艺制约总工期的问题；
2、钢平台系统由多道径向和环形空间桁架构成，整体承载力高、刚度大，能为反应堆厂房施工提供堆载平台，同时吊机、混凝土布料机、电梯等重型设备可直接布置在钢平台上，并协同模板等与平台同步爬升，有效提高垂直运输效率，并免除大型施工设备单独顶升、平面位置变更作业；
3、钢平台系统通过改造可适应反应堆厂房多阶段施工，减少结构施工所需的额外措施搭设，节省工期和成本。
附图说明
图1为本发明核岛反应堆厂房施工装备集成平台的剖面结构示意图；
图2为本发明核岛反应堆厂房施工装备集成平台中钢平台系统的结构示意图；
图3为本发明核岛反应堆厂房施工装备集成平台中支承及顶升系统的结构示意图；
图4为本发明核岛反应堆厂房施工装备集成平台中环廊吊装设备的结构示意图；
图5为本发明核岛反应堆厂房施工装备集成平台中吊机的平面结构示意图；
图6为本发明核岛反应堆厂房施工装备集成平台中吊机的立面结构示意图；
图7为本发明核岛反应堆厂房施工装备集成平台中混凝土布料机的结构示意图；
图8为本发明核岛反应堆厂房施工装备集成平台中登高作业车的结构示意图；
图9为本发明核岛反应堆厂房施工装备集成平台中顶部加节向下延伸式运输装置的结构示意图；
图10为本发明核岛反应堆厂房施工装备集成平台中施工电梯的平面布置示意图；
图11为本发明核岛反应堆厂房施工装备集成平台中施工电梯的立面布置示意图；
图12为本发明核岛反应堆厂房施工装备集成平台在改造后的结构示意图。
图中：1-外壳、2-内壳、3-钢衬里、4-钢平台系统、4.1-环向钢桁架、4.2-径向主钢桁架、4.3-径向次钢桁架、5-支承及顶升系统、5.1-承力件、5.2-支撑件、5.3-爬升件、5.4-钢立柱、5.5-液压组件、6-挂架及模板系统、7-施工集成装备、7.1-环形轨道、7.2-环吊、8-吊机、8.1-吊机大臂、8.2-立柱、9-混凝土布料机、10.1-环形作业轨道、10.2-登高作业车、11-顶部加节向下延伸式运输装置、12-周边厂房、13-施工电梯、13.1-施工电梯标准节、13.2-梯笼、14-扶壁柱、15.1-外悬挑平台、15.2-外悬挑平台支点、16.1-内悬挑平台、16.2-内悬挑平台支点、17-环梁。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明提出一种核岛反应堆厂房施工装备集成平台。
参照图1至图11，本优选实施例中，一种核岛反应堆厂房施工装备集成平台，包括钢平台系统4(为各类设备设施提供布置空间)、支承及顶升系统5、挂架及模板系统6和施工集成装备7，其中，
支承及顶升系统5安装于核岛反应堆厂房的侧面上(可选择性地附着于内壳2外侧、外壳1的内侧或外壳1外侧)，支承及顶升系统5位于钢平台系统4的下方以支撑将其相对于核岛反应堆厂房进行爬升，挂架及模板系统6悬挂安装于钢平台系统4下方；
钢平台系统4包括环向钢桁架4.1、径向主钢桁架4.2以及径向次钢桁架4.3，径向主钢桁架4.2的两端分别与最内侧的环向钢桁架4.1和最外侧的环向钢桁架4.1连接，径向次钢桁架4.3在核岛反应堆厂房外壳1上方断开以便于外壳1施工材料向下吊入；
施工集成装备7包括安装于挂架及模板系统6底部的环形轨道7.1以及与环形轨道7.1滑动连接的环吊7.2(设置有多个)。环形轨道7.1位于核岛反应堆厂房的外壳1和内壳2之间。
挂架及模板系统6连接于钢平台系统4下方，布置于外壳两侧，满足多层同时施工，可同时为壳体钢筋绑扎、预埋件安装、模板支设、混凝土浇筑、混凝土养护等提供作业平台，挂架内设斜梯，便于人员在各层上下通行。
钢平台系统4其平面呈环形结构，布置于内壳2和外壳1的上方。钢平台系统4上集成有设备设施与作业室。
钢平台系统4由至少三道径向和至少两道环形空间桁架构成，其整体承载力高、刚度大，能为反应堆施工提供堆载平台，同时吊机、混凝土布料机、电梯等重型设备可直接布置在钢平台系统4上，并协同模板等与平台同步爬升，有效提高垂直运输效率，并免除大型施工设备单独顶升、平面位置变更作业。
环廊施工构件通过外部塔吊吊运至内壳2和外壳1之间已完成的环廊平台上，再由环吊7.2将材料吊运至相应位置安装，安装好的环廊平台又可作为上一层环廊施工材料堆载平台。
具体地，参照图3，本实施例在此提出一支承及顶升系统5的具体结构：支承及顶升系统5包括承力件5.1、支撑件5.2、爬升件5.3、钢立柱5.4以及液压组件5.5，其中，承力件5.1可拆卸安装于核岛反应堆厂房的侧面上，钢立柱5.4的顶端与钢平台系统4固定连接，底端与支撑件5.2固定连接，液压组件5.5的底部固定于爬升件5.3内部且顶部与支撑件5.2连接以支撑其爬升。
具体地，支撑件5.2、爬升件5.3与承力件5.1通过挂爪或销轴实现可拆卸连接。如支撑件5.2和爬升件5.3上设置相应挂爪，承力件5.1高度方向上设置多个与挂爪配合的挂座(竖向上可设置两排挂座)，挂爪和挂座卡合连接。或支撑件上设置挂座，承力件上设置挂爪。承力件5.1可选择性附着于内壳2外侧、外壳1内侧或外壳1外侧，将平台全部荷载传递至厂房壳体，并驱动平台进行整体爬升或下降。爬升件5.3可采用框架结构，框架结构的两侧面上安装有多个挂爪。
本支承及顶升系统5的工作过程如下：
1、将爬升件5.3与承力件5.1连接，解除支撑件5.2与承力件5.1连接；
2、控制液压组件5.5的油缸伸出，从而驱使支撑件5.2带动钢立柱5.4、钢平台系统4、挂架及模板系统6及其他附属施工设备设施整体爬升；
3、当集成平台爬升到位后，连接支撑件5.2与相应位置的承力件5.1；
4、解除爬升件5.3与承力件5.1的连接，控制液压组件5.5的油缸回收，从而带动爬升件5.3向上爬升；
5、当爬升件5.3爬升到位后，连接爬升件5.3与相应位置的承力件5.1。
进一步地，参照图5和图6，钢平台系统4上固定有吊机8(可布置多台)，吊机8的立柱8.2与钢平台固定连接，吊机大臂8.2为可伸缩式。吊机大臂8.2可与立柱8.2成不同仰角。吊机8服务于内壳2、外壳1、钢衬里，乃至内部结构材料转运、吊装。
进一步地，参照图7，钢平台系统4上固定有混凝土布料机9。在内壳2穹顶施工阶段，混凝土布料机9可伸至反应堆厂房平面中心处，从而完成内壳2穹顶混凝土浇筑。
进一步地，参照图8，钢平台系统4上方安装有环形作业轨道10.1，登高作业车10.2滑动安装于环形作业轨道10.1上，登高作业车10.2可升降。登高作业车10.2可升降，从而用于不同高度钢衬里3焊接、贯穿件安装等作业。
进一步地，参照图9，钢平台系统4连接有多台顶部加节向下延伸式运输装置11(采用现有技术中结构即可)。顶部加节向下延伸式运输装置11与钢平台系统4固定连接，并与周边厂房12不连接。顶部加节向下延伸式运输装置11随钢平台系统4的顶升而升高，再后顶部加装电梯标准节并向下延伸。通过设置顶部加节向下延伸式运输装置11，从而保证施工人员从周边厂房12顶部进出集成平台。
进一步地，参照图10和图11，本核岛反应堆厂房施工装备集成平台还包括位于扶壁柱14两侧的施工电梯13，施工电梯13包括可拆卸安装于核岛反应堆厂房的侧面上的施工电梯标准节13.1、以及安装于施工电梯标准节13.1上且相对其可上下移动的梯笼13.2。
通过设置施工电梯13，从而使施工人员从内外壳间上升至挂架并进入钢平台作业。梯笼13.2可装载预应力钢筋张拉作业人员及设备沿施工电梯标准节13.1上下运行至指定位置，进行扶壁柱14侧面的水平预应力张拉作业。
施工电梯13的工作过程如下：
1、解除施工电梯标准节13.1与挂架及模板系统6之间的连接；
2、挂架及模板系统6随集成平台顶升而升高；
3、施工电梯标准节13.1吊入，并进行加节作业；
4、重新连接施工电梯标准节13.1与挂架及模板系统6，梯笼13.2可运行至挂架及模板系统6底部。
进一步地，参照图12，钢平台系统4包括可拆卸连接的外悬挑平台15.1和内悬挑平台16.1，拆卸外悬挑平台15.1和内悬挑平台16.1连接杆件后，外悬挑平台15.1通过外悬挑平台支点15.2附着于核岛反应堆厂房外壳1外侧，内悬挑平台16.1通过内悬挑平台支点16.2附着于核岛反应堆厂房内壳2外侧；内悬挑平台16.1顶部布置有操作架和预应力张拉设备。外悬挑平台15.1和内悬挑平台16.1均为钢桁架结构。
外悬挑平台15.1附着于外壳1外侧，作为ASP水箱底板施工支撑；内悬挑平台16.1附着于内壳2外侧，兼做环梁、Gamma预应力筋张拉施工平台与防雨平台。
本集成平台的拆改施工过程如下：
1、在外壳1的外侧和内壳2外侧分别安装外悬挑平台支点15.2和内悬挑平台支点16.2；
2、拆除钢平台系统4顶部的集成设备和作业室；
3、将钢平台系统4与内悬挑平台支点16.2连接；
4、拆除外壳1上部钢平台系统4的部分钢桁架，使钢平台系统4一分为二，内悬挑平台16.1通过内悬挑平台支点16.2附着于内壳2外侧，外悬挑平台15.1通过支承及顶升系统5附着于外壳1外侧；
5、外悬挑平台15.1通过支承及顶升系统5下降，外悬挑平台15.1到达外悬挑平台支点15.2高度处；
6、连接外悬挑平台15.1与外悬挑平台支点15.2，外悬挑平台15.1支座转换；
7、拆除支承及顶升系统5。
本发明提出的核岛反应堆厂房施工装备集成平台，具有以下有益效果：
1、因集成平台支撑在内外壳1墙体上，并通过多层挂架实现内外壳1的多层流水作业，避免现有工艺翻模架体的干涉，实现内壳2、外壳1标高同步施工，周边厂房12与外壳1施工解耦，解决了核岛反应堆厂房现有施工中内壳2、外壳1、周边厂房12“阶梯式”工艺制约总工期的问题；
2、钢平台系统4由多道径向和环形空间桁架构成，整体承载力高、刚度大，能为反应堆施工提供堆载平台，同时吊机8、混凝土布料机9、电梯等重型设备可直接布置在钢平台上，并协同模板等与平台同步爬升，有效提高垂直运输效率，并免除大型施工设备单独顶升、平面位置变更作业；
3、钢平台系统4通过改造可适应反应堆厂房多阶段施工，减少结构施工所需的额外措施搭设，节省工期和成本。
本发明进一步提出一种核岛反应堆厂房施工装备集成平台的爬升方法。
本优选实施例中，一种基于上述核岛反应堆厂房施工装备集成平台的爬升方法，包括以下步骤：
步骤S10，将爬升件5.3与承力件5.1连接，解除支撑件5.2和承力件5.1之间的连接；
步骤S20，通过液压组件5.5的油缸伸出，驱使支撑件5.2带动钢立柱5.4、钢平台系统4、挂架及模板系统6及其他附属施工设备设施整体爬升；
步骤S30，当集成平台爬升到位后，连接支撑件5.2与相应位置承力件5.1；
步骤S40，解除爬升件5.3与承力件5.1的连接，液压组件5.5的油缸回收，带动爬升件5.3向上爬升；
步骤S50，爬升件5.3爬升到位后，连接爬升件5.3与相应位置的承力件5.1。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种核岛反应堆厂房施工装备集成平台，其特征在于，包括钢平台系统、支承及顶升系统、挂架及模板系统和施工集成装备，其中，
所述支承及顶升系统安装于核岛反应堆厂房的侧面上，支承及顶升系统位于钢平台系统的下方以支撑将其相对于核岛反应堆厂房爬升，挂架及模板系统安装于钢平台系统下方；
所述钢平台系统包括环向钢桁架、径向主钢桁架以及径向次钢桁架，径向主钢桁架的两端分别与最内侧和最外侧环向钢桁架连接，径向次钢桁架在核岛反应堆厂房外壳上方断开以便于外壳施工材料向下吊入；
所述施工集成装备包括固定在钢平台上的吊臂可伸缩式吊机、布料机、登高作业车，安装于挂架及模板系统底部的环形轨道以及与环形轨道滑动连接的环吊，与钢平台连接的顶部加节向下延伸式运输装置；
所述钢平台系统包括可拆卸连接的外悬挑平台和内悬挑平台，拆卸外悬挑平台和内悬挑平台连接杆件后，外悬挑平台通过外悬挑平台支点附着于核岛反应堆厂房外壳外侧，内悬挑平台通过内悬挑平台支点附着于核岛反应堆厂房内壳外侧；所述内悬挑平台顶部布置有操作架和预应力张拉设备。
2.如权利要求1所述的核岛反应堆厂房施工装备集成平台，其特征在于，所述支承及顶升系统包括承力件、支撑件、爬升件、钢立柱以及液压组件，其中，所述承力件可拆卸安装于核岛反应堆厂房的侧面上，钢立柱的顶端与钢平台系统固定连接，底端与支撑件固定连接，液压组件的底部固定于爬升件内部且顶部与支撑件连接以支撑其爬升。
3.如权利要求2所述的核岛反应堆厂房施工装备集成平台，其特征在于，所述支撑件、爬升件与承力件通过挂爪或销轴实现可拆卸连接。
4.如权利要求2所述的核岛反应堆厂房施工装备集成平台，其特征在于，所述钢平台系统上固定有吊机，吊机立柱与钢平台固定连接，吊机大臂为可伸缩式。
5.如权利要求2所述的核岛反应堆厂房施工装备集成平台，其特征在于，所述钢平台系统上固定有混凝土布料机。
6.如权利要求2所述的核岛反应堆厂房施工装备集成平台，其特征在于，所述钢平台系统上方安装有环形作业轨道，登高作业车滑动安装于环形作业轨道上，登高作业车可升降。
7.如权利要求2所述的核岛反应堆厂房施工装备集成平台，其特征在于，所述钢平台系统连接有多台顶部加节向下延伸式运输装置。
8.如权利要求2所述的核岛反应堆厂房施工装备集成平台，其特征在于，还包括位于扶壁柱两侧的施工电梯，施工电梯包括可拆卸安装于核岛反应堆厂房的侧面上的施工电梯标准节以及安装于施工电梯标准节上且相对其可上下移动的梯笼。
9.一种基于权利要求2至8中任意一项所述的核岛反应堆厂房施工装备集成平台的爬升方法，其特征在于，包括以下步骤：
将爬升件与承力件连接，解除支撑件和承力件之间的连接；
通过液压组件的油缸伸出，驱使支撑件带动钢立柱、钢平台系统、挂架及模板系统及其他附属施工设备设施整体爬升；
当集成平台爬升到位后，连接支撑件与相应位置承力件；
解除爬升件与承力件的连接，液压组件的油缸回收，带动爬升件向上爬升；
爬升件爬升到位后，连接爬升件与相应位置的承力件。
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