AP1000核電結(jié)構(gòu)模塊墻體變形控制措施

邵 磊 張品磊

（山東核電設(shè)備制造有限公司，山東 海陽(yáng) 265118）

1 概述

CA結(jié)構(gòu)模塊主要分布在核島及輔助廠房區(qū)域，結(jié)構(gòu)模塊的功能主要為核島及輔助廠房形成一定的獨(dú)立區(qū)域而作為結(jié)構(gòu)墻體及結(jié)構(gòu)樓板的模板。CA結(jié)構(gòu)模塊主要有24個(gè)，其中分布在核島內(nèi)的結(jié)構(gòu)模塊外型尺寸較大的有CA01等，分布在輔助廠房的結(jié)構(gòu)模塊的外型尺寸最大的為CA20。AP1000結(jié)構(gòu)模塊的材料查考標(biāo)準(zhǔn)主要為ASTM標(biāo)準(zhǔn)，分為碳鋼和不銹鋼，碳鋼為A36、A572、A588，不銹鋼為A240 S32101等。CA結(jié)構(gòu)模塊拼裝施工的難點(diǎn)之一就是子模塊與子模塊組對(duì)面板的平面度控制，為了提高結(jié)構(gòu)模塊拼裝質(zhì)量，減少平面度變形對(duì)后續(xù)施工造成的難度，本文從多個(gè)方面闡述模塊墻體拼裝時(shí)的變形問(wèn)題，并從根本上提出解決措施。

2 產(chǎn)生墻體變形的原因

由于模塊自身尺寸較大，焊縫長(zhǎng)度較長(zhǎng)，從子模塊制造到拼裝完成后經(jīng)過(guò)的運(yùn)輸、吊裝次數(shù)相對(duì)較多，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)，這些都成為了墻體變形的主要原因。

3 控制墻體變形的主要措施

根據(jù)造成平面度變形的主要因素，以及各個(gè)施工工序的特點(diǎn)，主要從模塊卸車、存放、組對(duì)、焊接過(guò)程控制、組合件的翻轉(zhuǎn)等方面進(jìn)行了分析，具體措施如下：

3.1 模塊卸車控制

對(duì)于長(zhǎng)寬比大于3，且自身不能構(gòu)成穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的模塊，應(yīng)在吊裝過(guò)程中采用吊梁多點(diǎn)吊裝使載荷均勻分布或焊接臨時(shí)支撐等有效的防變形；臨時(shí)支撐應(yīng)視模塊外形及吊裝方式而定。另需注意吊耳及臨時(shí)支撐的布置及焊接應(yīng)考慮到不會(huì)對(duì)模塊造成額外的變形影響。

3.2 模塊的存放控制

CA模塊存放在組裝平臺(tái)上時(shí)，因施工和成品保護(hù)需要，在模塊和平臺(tái)間要鋪墊道木，為避免由于模塊外形尺寸較大，在儲(chǔ)存過(guò)程中發(fā)生變形，在鋪設(shè)道木時(shí)，應(yīng)根據(jù)模塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，盡可能將道木設(shè)置在鄰近模塊受力較好的節(jié)點(diǎn)部位，如墻體模塊內(nèi)部有加強(qiáng)角鋼的位置或模塊的承重部位，如T型、L型模塊水平放置時(shí)，在立墻板下方鋪設(shè)道木，道木之間間距不宜過(guò)大。

3.3 模塊組對(duì)控制

模塊組對(duì)前，應(yīng)對(duì)模塊的配合尺寸進(jìn)行測(cè)量，達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采取切削或打磨的方式對(duì)模塊邊緣進(jìn)行修整。模塊組對(duì)時(shí)，應(yīng)整體調(diào)整，避免對(duì)局部過(guò)度的頂拉而造成變形，禁止強(qiáng)力組對(duì)。組對(duì)的點(diǎn)焊應(yīng)牢固，焊接前如發(fā)現(xiàn)點(diǎn)焊開(kāi)裂，應(yīng)重新進(jìn)行組對(duì)。

在組對(duì)過(guò)程中增加中間測(cè)量控制，建立測(cè)量坐標(biāo)體系，引用坐標(biāo)測(cè)量的方法可以得到模塊任意點(diǎn)的實(shí)際偏移量，進(jìn)而通過(guò)多點(diǎn)測(cè)量達(dá)到對(duì)變形趨勢(shì)的評(píng)估。

3.4 模塊焊接控制

3.4.1 反變形工裝設(shè)置

采用與變形方向反向頂升焊縫的方法，并進(jìn)行精確地測(cè)量，確保反變形措施正確，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)模塊的對(duì)接焊道一般頂起3～5mm為宜。頂升采用千斤頂，頂升至適宜高度，加入鋼管支撐，撤下千斤頂移動(dòng)到下一位置，重復(fù)此工序直至完成整條焊縫的支撐，進(jìn)行焊接，焊接完成后待焊縫完全冷卻，移除支撐。

3.4.2 控制焊接熱輸出產(chǎn)生變形

采用分段焊接工藝，避免熱輸出集中造成的熱變形。由焊工班長(zhǎng)對(duì)每名焊工的焊道平均分成若干段，每段以300～400mm為宜并用數(shù)字標(biāo)明焊接順序。焊接時(shí)焊工按此順序進(jìn)行間斷跳躍焊接。

3.4.3 加強(qiáng)局部剛性固定

對(duì)于靠近模塊邊緣的焊縫段，因沒(méi)有結(jié)構(gòu)上的限制，屬于自由端，變形較大，采用焊接弧板、背板、卡具、夾具等工裝進(jìn)行剛性固定；

3.4.4 錘擊焊縫

除底層和表面焊道一般不錘擊外，其余各道焊完一道后立刻用小錘對(duì)焊縫敲擊，減少焊接應(yīng)力，以免金屬表面冷作硬化，通過(guò)外力使焊縫延展達(dá)到對(duì)焊接收縮的補(bǔ)償，從而控制平面度變形。

圖1

3.5 組合件翻轉(zhuǎn)

在組合件翻轉(zhuǎn)前，在模塊吊裝受力點(diǎn)和模塊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度薄弱處，加設(shè)防變形工裝，防止吊裝變形。

3.6 分階段的偏差控制

對(duì)各階段偏差定量控制：制作平面度公差為5mm，拼裝平面度公差確定為10mm，最終為13mm；在跨越焊縫處，制作平面度公差為7mm，拼裝平面度公差確定為14mm，最終為19mm。明確各階段平面度控制標(biāo)準(zhǔn)，避免累積偏差過(guò)大，確保最終偏差值小于設(shè)計(jì)允許范圍。

結(jié)語(yǔ)

CA結(jié)構(gòu)模塊在整個(gè)施工過(guò)程中極容易產(chǎn)生變形，并給后續(xù)工作造成了很大的影響，不僅延長(zhǎng)了工期，也造成了施工成本的增加，所以預(yù)防、控制墻體結(jié)構(gòu)模塊變形工作顯得尤為重要。本文通過(guò)從結(jié)構(gòu)模塊制造、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、拼裝四個(gè)階段進(jìn)行了研究、思考，并結(jié)合海陽(yáng)一期實(shí)際工作中的變形問(wèn)題，總結(jié)出了結(jié)構(gòu)模塊施工過(guò)程中的防變形措施，并已經(jīng)成功的運(yùn)用于海陽(yáng)二期結(jié)構(gòu)模塊施工中。

[1]王國(guó)凡.鋼結(jié)構(gòu)焊接制造[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2009-04.