CAP1000核岛CV底封头A层钢筋模块化施工技术.pdf
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1、0引言CAP1000核岛作为三代非能动大型压水堆核电站,秉承了世界先进的核电设计理念,属于先进的核电项目建造工程;该项目异形钢筋较多,集成化程度高,多采用36 mm和40 mm的大直径钢筋,并且钢筋密集,施工难度较大。随着建筑行业人口红利逐渐消失,劳动力紧缺,人工费上涨是未来核电建设面临的挑战。此外,为提高CAP1000的国际竞争力和整体经济性,必须提高钢筋施工效率,缩短建造工期。因此需要优化CAP1000钢筋施工工艺以应对这些挑战。以往,核电工程CV底封头下部A层钢筋施工时,钢筋直接在现场绑扎,存在以下弊端:球曲面结构的钢筋难以精准就位,标高控制困难;现场作业量大,钢筋绑扎效率低,在土建施工
2、中占用时间较长,需投入大量人力资源;现场安全文明施工控制难度大。针对钢筋施工问题,业内人士进行了大量的研究。例如,王振兴等1对超高层钢筋绑扎施工技术进行研究,提出成品钢筋焊接网片代替散装人工绑扎;邹少俊等2对钢筋施工技术进行优化研究,提出钢筋绑扎可由机器人代替人工完成部分工序;王然3研究“华龙一号”核电站内部结构的SG2钢筋施工技术,提出钢筋笼模块化施工方法。本文通过对CAP1000核岛A层钢筋绑扎的研究实践,提出采用钢筋模块化工厂预制4和现场吊装建造技术实现异形结构钢筋模块化施工5,形成一套适用于球曲面钢筋安装工程的模块化施工工艺,填补了CV底封头下部A层钢筋模块化施工的空白。1工程概况CA
3、P1000 核岛 A 层钢筋作为 CV 底封头下方的主要支撑结构,受CV底封头形状影响,钢筋模块整体呈球曲面,高约1.6 m,直径约18.4 m,钢筋主要为直径为36 mm的HRB500E钢筋,每根钢筋对应的标高均不相同,并且钢筋整体重量较大,约36.5 t,传统的钢筋支架对现场钢筋标高控制较困难。A层钢筋位于核岛正中心,周围是CR10钢结构组合模块,作业空间受到限制,导致A层钢筋施工的难度较大。2钢筋模块化施工方案确定2.1常规施工方案的弊端传统的常规施工流程如下:钢筋加工钢筋运输钢筋支架现场焊接钢筋绑扎模板支设混凝土浇筑。然而,采用常规施工方式除了工程周期长、不利于现场施工整体进度控制,还
4、存在以下几个弊端。CAP1000核岛CV底封头A层钢筋模块化施工技术王建,夏光照,石立影,苏昭财,周开健(中国核工业二四建设有限公司 海阳核电项目部,山东 海阳 265100)【作者简介】王建,男,吉林长春人,任职于中国核工业二四建设有限公司海阳核电项目部,主任工程师,高级工程师,研究方向:土建施工技术;夏光照,男,湖北武穴人,任职于中国核工业二四建设有限公司海阳核电项目部,高级工程师,研究方向:土建施工技术;石立影,女,吉林长春人,任职于中国核工业二四建设有限公司海阳核电项目部,助理工程师,研究方向:土建施工技术;苏昭财,男,甘肃庆阳人,任职于中国核工业二四建设有限公司海阳核电项目部,助理工
5、程师,研究方向:土建施工技术;周开健,男,江苏泰兴人,任职于中国核工业二四建设有限公司海阳核电项目部,助理工程师,研究方向:土建施工技术。【引用本文】王建,夏光照,石立影,等.CAP1000核岛CV底封头A层钢筋模块化施工技术 J.企业科技与发展,2023(8):69-72.摘要:核电工业已进入安全、高效的发展时期,核电建设及施工单位对工程质量、工期、工程造价等均提出了越来越高的要求。文章结合第3代核电站模块化施工技术,以山东海阳CAP1000核岛CV(钢制安全壳)底封头A层钢筋工程为例,对异形钢筋模块施工方法、防变形工装设计、高精度模块就位控制及精调技术进行较深入的研究,形成一套成熟的模块化
6、施工工艺,达到了加快施工进度、优化施工方法、降低工程成本的目的,可为后期钢筋模块施工工艺在类似工程中的推广应用提供参考。关键词:核电站;CV底封头;异形钢筋模块;吊装;就位控制中图分类号:TU71文献标识码:A文章编号:1674-0688(2023)08-0069-04企业技术实践王建,夏光照,石立影,等.CAP1000核岛CV底封头A层钢筋模块化施工技术69(1)现场球面支架焊接作业量大,施工环境复杂,交叉施工多,作业空间小;钢筋绑扎效率低,施工进度缓慢;钢筋难以精准就位,标高控制困难。(2)钢筋直径大,导致单根钢筋重量大,在一定程度上增大了施工安全风险。(3)现场作业量大,需投入大量人力资
7、源,而随着人口红利的逐渐消失,工艺熟练的钢筋工人越来越少,在一定程度上制约了传统钢筋施工工艺的使用。(4)施工现场需设置大量临时堆场堆放钢筋,钢筋绑扎过程会产生较多的建筑垃圾,导致现场安全文明施工控制难度大。2.2钢筋模块化施工方案钢筋模块化施工是指在场外提前加工预制工装,然后将钢筋安装至预制工装,形成钢筋模块,再将钢筋模块整体吊装就位的施工工艺。模块化施工方案可解决现场施工环境复杂、作业空间小、钢筋施工效率低等问题;同时,因为是提前预制整体钢筋模块,所以减少了交叉作业的影响,加快了施工进程。模块化施工存在模块变形、就位控制等技术难题需要解决,并且对工装设计的可靠度和有效性要求较高。海阳二期4
8、号机组通过以下方面进行创新优化。(1)利用BIM绘制A层钢筋的三维模型,展示各层钢筋整体形状及位置关系,为A层钢筋支撑工装的设计提供支持。(2)优化A层钢筋支撑,采用弯曲成型的“H”形钢作为支撑,增强支架整体刚度,对钢筋整体形状及标高进行更精准的控制。3钢筋模块化施工工艺流程及操作要点A层钢筋模块化施工主要流程如下:测量定位放线预制工装设计制作钢筋加工及运输钢筋模块预制钢筋模块吊装吊装就位。3.1测量定位放线通过测量控制网采用全站仪进行主要轴线的测量定位工作;放线工根据所定出的轴线进行细部尺寸的放线工作;测放队在现场及预制场地分别建立水平微网和标高控制点,采用全站仪按照施工图放出钢筋控制线。钢
9、筋位置通过现场的相对位置反投在预制场地上并采用多种测量方法复核。预制工装的标高采用水准仪进行复核,确保测量结果无误。3.2预制工装设计制作钢筋模块的预制工装根据CV底封头形状及钢筋就位位置进行设计,采用弯曲成型的“H”形钢作为主体材料,工装整体刚度增强,有利于吊装过程中的变形控制。预制工装部件直接在加工厂制作完成,根据运输能力可选择是否在加工厂进行组装焊接。预制工装组装件运输至钢筋模块预制场地进行整体拼装焊接,拼装完成后,进行钢筋绑扎。预制工装制作时,需按设计要求进行检查,检查合格后方能运输至现场。钢筋模块预制工装模型如图1所示。图1钢筋模块预制工装模型图3.3钢筋加工及运输进场的钢筋必须有出
10、厂合格证、质量证明文件,并经有关部门复检合格,钢筋的各种性能须满足设计及规范要求,钢筋表面清洁无损伤,不允许带有颗粒状或片状铁锈、裂纹、结疤、油渍、漆污等,钢筋断头应平直无弯曲。所有钢筋进场时,应按国家现行标准 钢筋混凝土用钢 第 2 部分:热轧带肋钢筋(GB1499.2)及设计要求进行材料报验、复检;具体要求如下。(1)所有钢筋在钢筋加工厂完成加工后由技术员根据设计图纸和施工方案编制钢筋料表。(2)成型钢筋的品种、根数、长度、弯曲位置、弯折角度及弯钩平直段的长度都应控制在允许范围内。钢筋的长度偏差在10 mm 以内,保持钢筋平直无扭曲,表面无裂纹、油污、颗粒或片状老锈现象。(3)每份料单加工
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