一种核电安注水箱基础螺栓安装测量检查方法

技术领域

本发明属于土建施工领域，涉及一种核电安注水箱基础螺栓安装测量检查方法。

背景技术

核电站反应堆厂房属于核电站建设中的核心厂房，核安全标准要求高。在核岛厂房内部结构设有安注水箱设备，安注水箱安装采用预埋螺栓连接的方式。螺栓的安装质量是核电站关键设备的基础保证，因此需要安注水箱预埋地脚螺栓具备较高的安装精度。

目前对螺栓进行安装，主要是将螺栓设置在半径为2460mm的圆上，由24根M56螺栓组成，这24根螺栓被分为3组，螺栓位于-4.550m层，中间有冷却系统钢结构水箱模块(简称CB12模块)，标高为-5.800m，螺栓长为1960mm，顶标高为-4.290m，与-4.550m层物项一并浇筑混凝土，每根螺栓下部设有两个M56螺母和一个157×157×56mm的方形锚固块。通常情况下，两锚固块理论间距最小处仅为9.3mm，按照设计图纸要求：24根预埋螺栓中心定位公差不超过±2mm，单根螺栓相对中心定位公差不超过±2mm，垂直度为1/1000。若安装时锚固块角度位置不正确或偏差较大，则会影响该组螺栓的安装精度。

然而，由于实际安装环境中钢筋较为密集，采用上述方法安装螺栓，密集的钢筋会影响锚固块安装时的角度位置，进而造成锚固块安装不到位，使得螺栓的安装精度和施工效率均较低。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种核电安注水箱基础螺栓安装测量检查方法，包括：

在确定中间水池底板上预设的基准点的中心坐标后，根据预设的多个螺栓的位置，放样出螺栓支架支撑立杆，并在所述中间水池底板的下部浇注混凝土之前，插入所述螺栓支架支撑立杆；

在所述螺栓支架支撑立杆上安装预先制作的螺栓支架底部工装板；所述螺栓支架底部工装板为圆弧长条形钢板，且长度和宽度大于单组螺栓的外边；

放线定位所述螺栓的底部位置；

将预先制作的螺栓底部固定工装按照放线定位出的所述螺栓的底部位置，安装在所述螺栓支架底部工装板上；所述螺栓底部固定工装为圆管结构，且内径与所述螺栓的外径相配合；

将预先制作的螺栓底部检查工装放入所述螺栓底部固定工装，确定所述螺栓底部固定工装的检测中心坐标，所述螺栓底部检查工装包括螺栓底部检查工装板，以及设置在所述螺栓底部检查工装板中心的圆管；

根据所述检测中心坐标、检测基础设计中心坐标，以及安注水箱螺栓与反应堆中心轴线的旋转角度，确定第一位置偏差；

如果所述第一位置偏差大于第一预设阈值，则重新调整所述螺栓底部固定工装的位置，直至所述第一位置偏差小于或等于所述第一预设阈值；

插入所述螺栓，并在所述螺栓支架支撑立杆上安装预先制作的螺栓支架顶部工装板，所述螺栓支架顶部工装板为圆弧长条形钢板，且长度和宽度大于单组螺栓的外边，所述圆弧长条形钢板上开设有对应所述螺栓位置的通孔；

将预先制作的螺栓顶部检查工装套入所述螺栓的顶部，测量出上口中心坐标；所述螺栓顶部检查工装包括螺栓顶部检查工装板、设置在所述螺栓顶部检查工装板中心的圆管和设置在所述螺栓顶部检查工装板边缘的多个圆钢；

如果所述上口中心坐标与螺栓基础中心位置的第二位置偏差大于第二预设阈值，则重新调整所述螺栓的位置，直至所述第二位置偏差小于或等于所述第二预设阈值。

进一步地，所述确定中间水池底板上预设的基准点的中心坐标，包括：

按照边角网法测出中间水池底板上预设的基准点的中心坐标。

进一步地，所述在所述螺栓支架支撑立杆上安装预先制作的螺栓支架底部工装板，包括：

根据所述螺栓的底高程，确定螺栓支架底部工装板水平横杆的顶标高；

在所述螺栓支架支撑立杆上测设所述螺栓支架底部工装板水平横杆的顶高程；

根据所述螺栓支架底部工装板水平横杆，放线定位螺栓支架底部工装板的位置边线；

根据所述位置边线，安装预先制作的螺栓支架底部工装板。

进一步地，所述确定所述螺栓底部固定工装的检测中心坐标，包括：

将棱镜杆插入设置在所述螺栓底部检查工装板中心的圆管；

调平气泡后，测量得到所述螺栓底部固定工装的检测中心坐标。

进一步地，所述根据所述检测中心坐标、检测基础设计中心坐标，以及安注水箱螺栓与反应堆中心轴线的旋转角度，确定第一位置偏差，包括：

通过以下公式确定第一位置偏差：

δR＝(X-X

δα＝-(X-X

其中，δR、δα为第一位置偏差，X

进一步地，在执行插入所述螺栓，并在所述螺栓支架支撑立杆上安装预先制作的螺栓支架顶部工装板之前，所述方法还包括：

进行钢筋绑扎、固定和验收。

进一步地，所述插入所述螺栓，并在所述螺栓支架支撑立杆上安装预先制作的螺栓支架顶部工装板，包括：

根据所述螺栓的顶高程，确定螺栓支架顶部工装板水平横杆的顶标高；

在所述螺栓支架支撑立杆上测设所述螺栓支架顶部工装板水平横杆的顶高程；

根据所述螺栓支架顶部工装板水平横杆，放线定位螺栓支架顶部工装板的位置边线；

利用所述棱镜杆重新确定所述螺栓底部固定工装的检测中心坐标，如果所述螺栓底部固定工装的位置偏差均小于或等于所述预设阈值，则插入所述螺栓；

安装预先制作的螺栓支架顶部工装板，并将所述螺栓支架顶部工装板的高程调至所述螺栓支架顶部工装板水平横杆的上口。

进一步地，所述上口中心坐标与螺栓基础中心位置的第二位置偏差通过以下方式确定：

根据所有单个螺栓与螺栓布设所在的圆的中心的距离，确定螺栓基础中心位置；

将所述螺栓的上口中心坐标与所述螺栓的螺栓基础中心位置的偏差，确定为第二位置偏差。

进一步地，所述重新调整所述螺栓的位置，包括：

按所述第二位置偏差的方向的反方向整体调整所述螺栓的位置。

进一步地，在所述螺栓的位置符合预设要求后，所述方法还包括：

对各个结构进行点焊加固。

本发明的有益效果是：

1、结合现场施工情况，通过预埋支撑架，制作安装工装、检查工装检查工具，保证安装质量同时，大大提高了安装工作效率，具有科学性，创新性，实用性；

2、在保证螺栓安装精度的同时，通过检测工装，减少人员、测量设备投入，实现降本增效的目的；

3、根据现场实际情况，通过先标高后位置调整的顺序，可有效减少反复返工，避免二次操作，降低劳动强度及工作量,提高了定位效率及全面性；

4、有效解决高精度螺栓径向、方位位置检查难题，应用灵活方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为螺栓布置图；

图2为螺栓的结构示意图；

图3为基准点平面结构示意图；

图4为基准点立面结构示意图；

图5为螺栓支架底部工装板结构示意图；

图6为螺栓底部固定工装结构示意图；

图7为螺栓底部固定工装安装后示意图；

图8为螺栓底部检查工装平面结构示意图；

图9为螺栓底部检查工装立面结构示意图；

图10为螺栓支架底部工装板安装后平面结构示意图；

图11为螺栓支架底部工装板安装后立面结构示意图；

图12为螺栓支架顶部工装板及螺栓安装后平面结构示意图；

图13为螺栓支架顶部工装板及螺栓安装后立面结构示意图；

图14为螺栓顶部检查工装平面结构示意图；

图15为螺栓顶部检查工装立面示意结构图。

1～24、螺栓，1-1、螺母，1-2、螺栓锚固块，25、基准点，25-1、基准点强制对中盘，25-2、基准点角钢，26、水池，27、螺栓支架支撑立杆，28、螺栓支架底部工装板水平横杆，29、拉设钢筋，30、螺栓底部固定工装，31、螺栓支架底部工装板，32、螺栓顶部固定工装板，33、螺栓支架顶部工装板孔位，34、螺栓支架顶部工装板水平横杆，35、底板基础，36、螺栓底部检查工装，36-1、螺栓底部检查工装板，36-2、20mm圆管高20mm，37、螺栓顶部检查工装，37-1、螺栓顶部检查工装板，37-2、20mm圆管高20mm，37-3、长30mmφ6mm圆钢，38、已浇注混凝土。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1所示的螺栓布置图，目前对螺栓进行安装，主要是将螺栓1～24设置在半径为2460mm的圆上，由24根M56螺栓组成，这24根螺栓1～24被分为3组，螺栓1～24位于-4.550m层，中间有冷却系统钢结构水箱模块(简称CB12模块)，标高为-5.800m，螺栓长为1960mm，顶标高为-4.290m，与-4.550m层物项一并浇筑混凝土，每根螺栓下部设有两个M56螺母和一个157×157×56mm的方形螺栓锚固块。具体地，任一螺栓的结构示意图参见图2，螺栓1包括螺母1-1和螺栓锚固块1-2。

由于实际安装环境中钢筋较为密集，采用现有技术的方法安装螺栓，密集的钢筋会影响锚固块安装时的角度位置，进而造成锚固块安装不到位，使得螺栓的安装精度和施工效率均较低。针对现有技术中的不足，参见图1至图15，本发明实施例提供一种核电安注水箱基础螺栓安装测量检查方法，具体包括如下步骤：：

步骤1：在确定中间水池底板上预设的基准点的中心坐标后，根据预设的多个螺栓的位置，放样出螺栓支架支撑立杆，并在中间水池底板的下部浇注混凝土之前，插入螺栓支架支撑立杆。

示例性地，参见图3和图4所示的基准点的结构示意图，基准点25由4个L50×50×5mm基准点角钢25-2焊接，为格构结构，高度1.2m，顶部焊接20mm高，半径100mm圆形不锈钢基准点强制对中盘25-1，装置中心为5/8英寸螺栓孔，对中精度为0.3mm，整个格构架点焊于底板埋件，或水池钢底板上。

进一步地，可以通过以下方式确定中间水池底板上预设的基准点的中心坐标：

按照边角网法测出中间水池底板上预设的基准点的中心坐标。

此外，螺栓支架支撑立杆(总体)横向距离500mm以内,纵向800mm以内。

在中间水池底板的下部浇注混凝土之前，插入螺栓支架支撑立杆，螺栓支架支撑立杆为Φ36钢筋，插入深度为700mm，高度为2700mm。

步骤2：在螺栓支架支撑立杆上安装预先制作的螺栓支架底部工装板。

其中，螺栓支架底部工装板为圆弧长条形钢板，且长度和宽度大于单组螺栓的外边，具体结构参见图5所示。

示例性地，螺栓支架底部工装板的厚度为10mm，长度和宽度大于单组螺栓外边50mm。

进一步地，可以通过以下方式在螺栓支架支撑立杆上安装预先制作的螺栓支架底部工装板：

第一步，根据螺栓的底高程，确定螺栓支架底部工装板水平横杆的顶标高。

具体地，螺栓支架底部工装板水平横杆为L50×50×5mm。螺栓支架底部工装板水平横杆的顶标高由螺栓底高程-10mm得到，示例性地，测设高程为-4.290-1.960-0.010＝-6.260m。

第二步，在螺栓支架支撑立杆上测设螺栓支架底部工装板水平横杆的顶高程。

具体地，螺栓支架底部工装板水平横杆L50×50×5mm上口与标高线平齐，点焊后，对顶标高复查，复查精度为1～3mm，水平横杆标高合格后焊接。

第三步，根据螺栓支架底部工装板水平横杆，放线定位螺栓支架底部工装板的位置边线。

具体地，位置精度±3mm。

第四步，根据位置边线，安装预先制作的螺栓支架底部工装板。

具体地，位置调整精度±3mm，焊接固定。

步骤3：放线定位螺栓的底部位置。

步骤4：将预先制作的螺栓底部固定工装按照放线定位出的螺栓的底部位置，安装在螺栓支架底部工装板上。

其中，螺栓底部固定工装为圆管结构，且内径与螺栓的外径相配合，具体结构参见图6。

示例性地，螺栓底部固定工装为高度10mm、内径为56mm、厚度3mm的圆管。

具体地，将螺栓底部固定工装安装在螺栓支架底部工装板上得到的螺栓底部固定工装安装后示意图具体参见图7。

步骤5：将预先制作的螺栓底部检查工装放入螺栓底部固定工装，利用棱镜杆确定螺栓底部固定工装的检测中心坐标。

其中，螺栓底部检查工装包括螺栓底部检查工装板，以及设置在螺栓底部检查工装板中心的圆管，具体结构参见图8和图9。

示例性地，螺栓底部检查工装为Φ56mm圆板，厚度为3mm，中心位置焊接φ20×2mm圆管，圆管垂直板面。

具体地，利用棱镜杆确定螺栓底部固定工装的检测中心坐标，具体可以通过以下步骤实现：

第一步，将棱镜杆插入设置在螺栓底部检查工装板中心的圆管。

第二步，调平气泡后，测量得到螺栓底部固定工装的检测中心坐标。

示例性地，1号螺栓检测中心坐标为(3264.5989，2990.8294)。

步骤6：根据检测中心坐标、检测基础设计中心坐标，以及安注水箱螺栓与反应堆中心轴线的旋转角度，确定第一位置偏差。

具体地，可以通过以下公式确定第一位置偏差：

δR＝(X-X

δα＝-(X-X

其中，δR、δα为第一位置偏差，X

示例性地，1号螺栓为16°，检测基础中心坐标为(3262.230，2990.150)，δR＝(3264.5989-3262.230)×COS16°+(2990.8294-2990.150)×SIN16°-2.460＝0.0044，δα＝-(3264.5989-3262.230)×SIN16°+(2990.8294-2990.150)×COS16°＝0.0001。

步骤7：如果第一位置偏差大于第一预设阈值，则重新调整螺栓底部固定工装的位置，直至第一位置偏差小于或等于第一预设阈值。

示例性地，本次往中心半径方向移动4mm，调整后，测量出1号螺栓检测中心坐标为(3264.5938，2990.8284)，计算可得，δR＝(3264.5938-3262.230)×COS16°+(2990.8284-2990.150)×SIN16°-2.460＝-0.0008，δα＝-(3264.5938-3262.230)×SIN16°+(2990.8284-2990.150)×COS16°＝0.0006。满足要求。

螺栓支架底部工装板安装后结构示意图参见图10和图11。

此外，在执行步骤8之前，本发明实施例提供的方法还包括：

进行钢筋绑扎、固定和验收。

步骤8：插入螺栓，并在螺栓支架支撑立杆上安装预先制作的螺栓支架顶部工装板。

其中，螺栓支架顶部工装板为圆弧长条形钢板，且长度和宽度大于单组螺栓的外边，圆弧长条形钢板上开设有对应螺栓位置的通孔。

示例性地，螺栓支架顶部工装板为一圆弧长条形钢板，厚度10mm，长度和宽度大于单组螺栓外边50mm，按螺栓位置开孔，螺栓孔为φ62mm。

进一步地，可以通过以下方式插入螺栓，并在螺栓支架支撑立杆上安装预先制作的螺栓支架顶部工装板：

第一步，根据螺栓的顶高程，确定螺栓支架顶部工装板水平横杆的顶标高。

具体地，螺栓支架顶部工装板水平横杆为Φ36钢筋。螺栓支架顶部工装板水平横杆的顶标高由螺栓的顶高程-200mm得到，示例性地，-4.290-0.200＝-4.490m。

第二步，在螺栓支架支撑立杆上测设螺栓支架顶部工装板水平横杆的顶高程。

螺栓支架顶部工装板水平横杆的上口与标高线平齐，点焊后，对顶标高复查，复查精度为±1mm，水平横杆标高合格后焊接。

第三步，根据螺栓支架顶部工装板水平横杆，放线定位螺栓支架顶部工装板的位置边线。

具体地，位置精度为±2mm。

第四步，利用棱镜杆重新确定螺栓底部固定工装的检测中心坐标，如果螺栓底部固定工装的位置偏差均小于或等于预设阈值，则插入螺栓。

具体地，利用棱镜杆重新确定螺栓底部固定工装的检测中心坐标，也就是将螺栓底部检查工装放入底部螺栓固定工装，由加长棱镜杆测量出工装的检测中心坐标。

示例性地，测量结果如下表所示：

合格，则插入螺栓。

第五步，安装预先制作的螺栓支架顶部工装板，并将螺栓支架顶部工装板的高程调至螺栓支架顶部工装板水平横杆的上口。

具体地，将螺栓支架顶部工装板套入螺栓上口。

螺栓支架顶部工装板的位置调整精度为±2mm，焊接固定。

螺栓支架顶部工装板及螺栓安装后结构示意图参见图12和图13所示。

步骤9：将预先制作的螺栓顶部检查工装套入螺栓的顶部，测量出上口中心坐标。

其中，螺栓顶部检查工装包括螺栓顶部检查工装板、设置在螺栓顶部检查工装板中心的圆管和设置在螺栓顶部检查工装板边缘的多个圆钢，具体结构参见图14和图15。

示例性地，螺栓顶部检查工装为Φ56mm圆板，厚度为3mm，中心位置焊接φ20×2mm圆管，圆管垂直板面，并在圆板四个方位向下方向，焊接长30mm，φ6mm圆钢。

具体地，螺栓位置由支架工装板孔位三角楔子调整固定，步骤同步骤5至7，垂直度计算由上下测量值相减得到，直到合格。

示例性地，测量结果如下表所示：

步骤10：如果上口中心坐标与螺栓基础中心位置的第二位置偏差大于第二预设阈值，则重新调整螺栓的位置，直至第二位置偏差小于或等于第二预设阈值。

具体地，上口中心坐标与螺栓基础中心位置的第二位置偏差可以通过以下方式确定：

根据所有单个螺栓与螺栓布设所在的圆的中心的距离，确定螺栓基础中心位置。

将螺栓的上口中心坐标与螺栓的螺栓基础中心位置的偏差，确定为第二位置偏差。

进一步地，可以利用计算软件确定螺栓基础中心位置。示例性地，螺栓基础中心位置如下表所示：

根据以上两个表格的数据，计算可得δX＝3262.2298-3262.230＝-0.0002，δY＝2990.1505-2990.1500＝0.0005，中心偏差＝SQRT((-0.0002)2+0.00052)＝0.0005，小于±2mm，因此满足要求。

此外，可以通过以下方式重新调整螺栓的位置，

按第二位置偏差的方向的反方向整体调整螺栓的位置。

在执行步骤10之后，螺栓的位置符合预设要求后，本发明实施例提供的方法还包括：对各个结构进行点焊加固。

本发明的有益效果是：

1、结合现场施工情况，通过预埋支撑架，制作安装工装、检查工装检查工具，保证安装质量同时，大大提高了安装工作效率，具有科学性，创新性，实用性；

2、在保证螺栓安装精度的同时，通过检测工装，减少人员、测量设备投入，实现降本增效的目的；

3、根据现场实际情况，通过先标高后位置调整的顺序，可有效减少反复返工，避免二次操作，降低劳动强度及工作量,提高了定位效率及全面性；

4、有效解决高精度螺栓径向、方位位置检查难题，应用灵活方便。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。