子模塊拼裝三維定位安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種子模塊拼裝三維定位安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 第三代核電機組AP1000/CAP1400的結(jié)構(gòu)模塊CB20子模塊外形是一個多部件的 組合體，一般由很多子模塊拼裝子模塊焊接拼裝而成。子模塊與子模塊之間需進行組對 焊接，要求子模塊的定位誤差為±6. 4mm，而且組裝完成后的整體模塊尺寸公差也要求為 ±6. 4mm。一般大型結(jié)構(gòu)模塊的外形尺寸長寬高均在20m以上，這樣對模塊定位組裝的精度 要求非常高。
[0003] 海陽核電一期1#2#核島CB20子模塊工程，模塊有112塊子模塊組成，外部圓環(huán)直 徑約25908mm、外部圓環(huán)高度約10292mm、內(nèi)部圓環(huán)直徑約5846mm、底部椎體的下口直徑約 25908mm、上口直徑約10668mm、高度約4806mm、頂部圓環(huán)外徑約25908mm、內(nèi)徑約10668mm， 單組制造凈重302噸。該模塊組裝過程中存在如下問題：
[0004] 1、CB20子模塊數(shù)量多，組裝時整體外形尺寸控制難度大；
[0005] 2、CB20子模塊現(xiàn)場組裝場地靠近海邊，風(fēng)大且空氣潮濕，對測量儀器的穩(wěn)定有很 大的影響；
[0006] 3、CB20腔室形成之后，屬于密閉空間，在其中測量作業(yè)的需要完善通風(fēng)、照明燈措 施；
[0007] 4、由于CB20模塊外形尺寸大，為環(huán)形結(jié)構(gòu)，且由大量子模塊組裝而成，內(nèi)環(huán)與外 環(huán)施工順序?qū)е卢F(xiàn)場通視條件差，對測量精度要求較高；
[0008] 5、CB20模塊腔室內(nèi)部基本呈一個斜面，如何搭設(shè)測量用腳手架是難點。
[0009] 綜上，CB20子模塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且在現(xiàn)場需露天組裝成一個整體，其中涉及到測量、 組裝、焊接等各個環(huán)節(jié)，施工難度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 為了克服現(xiàn)有CB20模塊組轉(zhuǎn)過程中存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種子模塊拼 裝三維定位安裝方法。
[0011] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0012] 子模塊拼裝三維定位安裝方法，其特征在于：所述的三維定位安裝方法包括如下 步驟：
[0013] (1)、CB20子模塊組裝場地基準(zhǔn)點的選點和埋設(shè)：
[0014] al、根據(jù)CB20子模塊組裝場地實地勘查，在CB20子模塊內(nèi)圈布設(shè)3個平面坐標(biāo)控 制點0)工1、02，在0820子模塊外圍布設(shè)4個平面控制點04工5、06工7;用于全面控制0820 子模塊在整體組裝平臺的定位測量；
[0015] a2、根據(jù)施工測量的便利性并結(jié)合CB20場地現(xiàn)場實際情況，在CB20子模塊內(nèi)圈布 設(shè)2個高程控制點H1、H2,在CB20子模塊外圍布設(shè)3個高程控制點H3、H4、H5 ;用于模塊拼 裝組裝過程中標(biāo)高的控制；
[0016] a3:控制點埋設(shè)使用鋼板，鋼板四角用膨脹螺栓固定于地面，鋼板中間焊接鋼筋頭 作為標(biāo)記；
[0017] (2)、CB20子模塊組裝場地區(qū)域坐標(biāo)系統(tǒng)基準(zhǔn)的建立：
[0018] CB20子模塊拼裝組裝過程中采用軸線定位，根據(jù)模塊定位軸線設(shè)計需建立區(qū)域獨 立的控制網(wǎng)；根據(jù)現(xiàn)場實際情況，定出CB20子模塊在組裝場地的中心點C0和已知0°即C3 方向，然后由已知的中心點0°方向線與模塊內(nèi)圈布設(shè)的3個平面控制點、模塊外圍布設(shè)的 4個平面控制點進行聯(lián)測，形成一個獨坐標(biāo)系統(tǒng)，控制點坐標(biāo)采用相對坐標(biāo)；控制網(wǎng)建立及 其施工過程中需注意測量坐標(biāo)系與西屋圖紙所用坐標(biāo)系統(tǒng)的關(guān)系；
[0019](3)、平面坐標(biāo)系統(tǒng)控制測量：
[0020] 由CB20子模塊在組裝場地的中心點和已知測量的方向即0°方向與布設(shè)在模塊 內(nèi)圈的3個平面控制點及模塊外圍的4個平面控制點進行聯(lián)測形成邊角網(wǎng)，采用邊角網(wǎng)觀 測方法；
[0021] (4)、底部環(huán)向板拼裝測量：
[0022] bl、根據(jù)CB20子模塊組裝場地的中心點C0為原點，配合其他控制點使用角度法和 觀測距離放樣模塊底部環(huán)向板子模塊邊界線、中線角度控制線、邊緣輪廓點；
[0023]b2、根據(jù)CB20子模塊組裝的順序，將第一個拼裝的子模塊角度線118. 1對齊后，對 其上表面進行測量水平，使其水平度控制在±2mm限差范圍內(nèi)；然后取其平均值作為高程 控制網(wǎng)的基準(zhǔn)標(biāo)高數(shù)據(jù)；然后以該點作為已知高程控制點，采用閉合水準(zhǔn)測量方法將CB20 子模塊內(nèi)圈布設(shè)的2個高程控制點和CB20子模塊外圍布設(shè)的3個高程控制點高程數(shù)據(jù)測 出；
[0024]b3、根據(jù)外業(yè)測量數(shù)據(jù)進行平差得出待測點的高程，并上報管理單位，待高程控制 網(wǎng)報告批復(fù)后才能使用該控制點；然后依據(jù)該部門高程控制點測量底部板所有子模塊標(biāo)高 并調(diào)整至〇± 3. 2謹(jǐn)范圍內(nèi)；
[0025] (5)斜向板基準(zhǔn)線測量：
[0026] cl、待底部環(huán)向板焊接完畢后，放出R= 12967mm的外圈腔室側(cè)環(huán)向板位置線，施 工班組根據(jù)此線反出斜向板焊接墊板的加設(shè)角度；
[0027]c2、待底部環(huán)向板焊接完畢后，在底部板上間隔5. 625°放出角度控制線，測量完 成必須經(jīng)過自檢后，施工班組方可根據(jù)此角度控制線來進行斜向板、外圈板、內(nèi)圈板的調(diào)整 組對；
[0028] c3、椎體子模板按順序吊到拼裝指定位置，確保無誤后使用全站儀測量橫向標(biāo)記 線，使工作測量點（WorkPoint，簡寫為WP)控制線R= 5321mm處的椎體板標(biāo)高調(diào)整至H= 4676±6. 4mm范圍內(nèi)；
[0029](6)外圈環(huán)向板拼裝測量：
[0030] 外圈環(huán)向板由32塊子模塊組成，待第一塊子模塊吊入平臺對齊中線后，根據(jù)垂直 度測量方法測量其垂直度，調(diào)整至滿足整體±6. 4_限差范圍內(nèi)，其他子模塊的垂直度采 用同樣的方法進行測量；在每一層子模塊拼裝時采用全站儀測量其中線的標(biāo)高，并調(diào)整至 ±6. 4mm范圍內(nèi)；
[0031] (7)內(nèi)圈環(huán)向板拼裝測量：
[0032] dl、內(nèi)圈環(huán)向板由8塊子模塊組成，在每一塊斜向板上采用全站儀三角高程的測 量方法放出環(huán)向標(biāo)高H= 4742的控制線；
[0033]d2、待每一塊子模塊固定后采用垂直度測量方法測量其垂直度，并且采用全站儀 測量每一塊子模塊的中線頂面標(biāo)高，當(dāng)頂部的垂直度與高度值滿足±6. 4mm要求后則認(rèn)為 其半徑滿足設(shè)計要求；
[0034] (8)頂部蓋板拼裝測量：在組件組裝平臺上放樣出組件邊界線和中線；
[0035] (9)組裝完成復(fù)測：包括內(nèi)、外圈垂直度復(fù)測以及頂蓋位置、標(biāo)高復(fù)測。
[0036] 所述的垂直度測量方法為在子模塊垂直方向上架設(shè)儀器，點位選定后，每次該子 模塊垂直度測量均在該點架設(shè)儀器；采用全站儀測平均差和上下兩點高差后進行計算，垂 直度精度根據(jù)圖紙要求而定。
[0037] 在無法立尺和棱鏡的點位測量方法：使用全站儀配合徠卡反射片進行，高差采用 三角高程方法測量。
[0038] 在可以立尺和棱鏡的點位測量方法：平面位置測量采用全站儀配合棱鏡方法測 量，水準(zhǔn)測量采用水準(zhǔn)儀配合水準(zhǔn)尺方法測量。
[0039] 平面點位測量方法：要有第三點的檢查方向，水準(zhǔn)測量要有第二點的檢查閉合。 [0040] 本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
[0041] 1、在模塊拼裝場地建立獨立的三維測量控制網(wǎng)，然后轉(zhuǎn)換成核島坐標(biāo)系。
[0042] 2、在拼裝過程中需對每個子模塊進行測量，測量其三維坐標(biāo)，然后根據(jù)焊接收縮 等一系列技術(shù)數(shù)據(jù)，確定其最終位置。最終達到拼裝精度要求。
[0043] 3、最終模塊的尺寸位置等參數(shù)需轉(zhuǎn)換成核島坐標(biāo)系中的位置，以確定其在核島中 的準(zhǔn)確定位。
【附圖說明】
[0044] 圖1是本發(fā)明CB20子模塊組裝場地基準(zhǔn)點布置示意圖。
[0045] 圖2是西屋圖紙坐標(biāo)系示意圖。
[0046] 圖3是CB20模塊組裝角度控制線示意圖。
[0047] 圖4是CB20模塊組裝場地斜向板示意圖。
【具體實施方式】
[0048] 參照圖1至圖4,子模塊拼裝三維定位安裝方法，所述的三維定位安裝方法包括如 下步驟：
[0049] (1)、CB20子模塊組裝場地基準(zhǔn)點的選點和埋設(shè)：
[0050] al、根據(jù)CB20子模塊組裝場地實地勘查，在CB20子模塊內(nèi)圈布設(shè)3個平面坐標(biāo)控 制點0)工1、02，在0820子模塊外圍布設(shè)4個平面控制點04工5、06工7;用于全面控制0820 子模塊在整體組裝平臺的定位測量；
[0051]a2、根據(jù)施工測量的便利性并結(jié)合CB20場地現(xiàn)場實際情況，在CB20子模塊內(nèi)圈布 設(shè)2個高程控制點H1、H2,在CB20子模塊外圍布設(shè)3個高程控制點H3、H4、H5;用于模塊拼 裝組裝過程中標(biāo)高的控制；
[0052] a3:控制點埋設(shè)使用鋼板，鋼板四角用膨脹螺栓固定于地面，鋼板中間焊接鋼筋頭 作為標(biāo)記；
[0053] (2)、CB20子模塊組裝場地區(qū)域坐標(biāo)系統(tǒng)基準(zhǔn)的建立：
[0054] CB20子模塊拼裝組裝過程中采用軸線定位，根據(jù)模塊定位軸線設(shè)計需建立區(qū)域獨 立的控制網(wǎng)；根據(jù)現(xiàn)場實際情況，定出CB20子模塊在組裝場地的中心點C0和已知0°即C3 方向，然后由已知的中心點0°方向線與模塊內(nèi)圈布設(shè)的3個平面控制點、模塊外圍布設(shè)的 4個平面控制點進行聯(lián)測，形成一個獨坐標(biāo)系統(tǒng)，控制點坐標(biāo)采用相對坐標(biāo)；控制網(wǎng)建立及 其施工過程中需注意測量坐標(biāo)系與西屋圖紙所用坐標(biāo)系統(tǒng)的關(guān)系；
[0055](3)、平面坐標(biāo)系統(tǒng)控制測量：
[0056] 由CB20子模塊在組裝場地的中心點和已知測量的方向即0°方向與布設(shè)在模塊 內(nèi)圈的3個平面控制點及模塊外圍的4個平面控制點進行聯(lián)測形成邊角網(wǎng)，采用邊角網(wǎng)觀 測方法；
[0057](4)、底部環(huán)向板拼裝測量：
[0058] bl、根據(jù)CB20子模塊組裝場地的中心點C0為原點，配合其他控制點使用角度法和 觀測距離放樣模塊底部環(huán)向板子模塊邊界線、中線角度控制線、邊緣輪廓點；
[0059] b2、根據(jù)CB20子模塊組裝的順序，將第一個拼裝的子模塊角度線118. 1對齊后，對 其上表面進行測量水平，使其水平度控制在±2mm限差范圍內(nèi)；然后取其平均值作為高程 控制網(wǎng)的基準(zhǔn)標(biāo)高數(shù)據(jù)；然后以該點作為已知高程控制點，采用閉合水準(zhǔn)測量方法將CB20 子模塊內(nèi)圈布設(shè)的2個高程控制點和CB20子模塊外圍布設(shè)的3個高程控制點高程數(shù)據(jù)測 出；高程控制網(wǎng)應(yīng)符合精密工程測量規(guī)范三級的要求；
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