CN109990691B - 一种用于结构模块测量的专用工具 - Google Patents

Abstract

一种用于结构模块测量的专用工具，属于核电站大型结构模块拼装、组装、安装、测量技术领域。工具包括主框架、小车平板、小车滚轮、小车约束机构、深度尺；所述小车平板设于所述主框架上方，所述小车平板通过小车约束机构连接小车滚轮，小车滚轮能在主框架上滑动，使得小车平板在小车约束机构作用下贴紧主框架并能沿主框架长度方向移动；所述深度尺设于所述小车平板上方，用于测量结构模块平面度、水平度、垂直度。本发明专用工具操作方便、结果精准、检出率高。

Description

一种用于结构模块测量的专用工具

技术领域

本发明属于核电站大型结构模块拼装、组装、安装、测量技术领域，具体涉及一种可用于结构模块平面度、水平度、垂直度测量的专用工具。

背景技术

大型结构模块用于构成AP1000堆型核电站的核岛房间，包括反应堆腔室、蒸汽发生器隔间、稳压器隔间、换料水池、乏燃料水池等，承担核安全功能和抗震性能。

由于大型结构模块结构复杂、体积复杂，尺寸精度要求高，施工过程容易产生变形和尺寸偏差，一旦产生偏差，由于结构模块造价昂贵且制造周期长，属于核电站建造的关键路径，将对核电站的整体进度和费用产生重大影响。其过程尺寸测量及管控面临以下难题：

1）需要一次性测量20米x15米面积平板的平面度，测量精度要达到0.5mm。

2）需要一次性测量20米x15米面积平板的水平度，测量精度要达到0.5mm；

3）需要一次测量20米高度的垂直度；

4）大型结构模块建造属于核电站施工关键路径，要求测量方法简便可行、检出率高、性价比高。

目前行业内比较成熟的测量方法无法同时满足上述要求：机械行业常规的平面度测量仪器不能满足大面积测量需要；土建行业使用的全站仪测量效率低、测量精度不足；常规的气泡式水平计无法量化水平度数据，与技术要求难以对应；常规的线坠测垂直度，受环境影响大，不适于模块室外建造环境。

实用新型专利CN201621470696.5公开了一种测量装置，并具体公开了装置包括基板，基板用于放置在所述钢结构模块上与之贴合；第一卡尺，第一卡尺安装在基板上，且第一卡尺的尺身与基板的表面垂直；固定件，固定件包括第一固定件和第二固定件，第一固定件的一端安装在基板上，且第一固定件与第一卡尺平行设置，第二固定件的一端与第一固定件的另一端连接，第二固定件的另一端与第一卡尺的远离基板的一端连接，第二固定件与基板的表面平行；以及第二卡尺，第二卡尺安装在第一卡尺上，且第二卡尺的尺身与第一卡尺的尺身垂直。该测量装置用于测量钢结构模块存在阶梯时的垂直距离，并不能测量结构模块平面度、水平度、垂直度。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种可用于结构模块平面度、水平度、垂直度测量的专用工具。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：

本发明提供一种用于结构模块测量的专用工具，包括主框架、小车平板、小车滚轮、小车约束机构、深度尺；所述小车平板设于所述主框架上方，所述小车平板通过小车约束机构连接小车滚轮，小车滚轮能在主框架上滑动，使得小车平板在小车约束机构作用下贴紧主框架并能沿主框架长度方向移动；所述深度尺设于所述小车平板上方，用于测量结构模块平面度、水平度、垂直度。

作为优选，所述小车约束机构包括锁紧轴、滚轴、预紧螺母、预紧弹簧；所述锁紧轴穿过所述小车平板与小车平板底部的滚轴连接；所述锁紧轴于所述小车平板上表面部分外套设有预紧弹簧，所述锁紧轴外拧紧有挤压所述预紧弹簧的预紧螺母；所述滚轴与滚轮连接。

作为优选，所述小车约束机构还包括限位挡块，所述限位挡块设置于小车平板底部，所述限位挡块的侧面与主框架的侧面相接触，用于限制小车平板沿主框架宽度方向移动。

作为优选，所述小车约束机构有四个，对称设于小车平板的四个位置。

作为优选，所述主框架为具有上板、下板、连接上板和下板的腹板的H型钢结构。

作为优选，所述小车平板设于主框架上板上方，所述小车滚轮能在上板的底部滑动。

作为优选，所述腹板设有若干开孔。

作为优选，所述主框架两个端部的腹板处均设有调平辅助结构；所述调平辅助结构包括一个沿主框架长度方向的条形气泡和一个沿主框架高度方向的条形气泡。

作为优选，所述主框架的下板处设有调平螺栓。

作为优选，所述深度尺有两个，设于所述小车平板上且在所述主框架两侧。

本发明具有以下有益效果：

本发明一种用于结构模块测量的专用工具：

1）可用于大型结构模块以及类似平板结构的平面度测量，可以一次完成5米长度范围内平面度测量，操作方便、结果精准、检出率高。

2）可用于大型结构模块以及类似平板结构的垂直度、水平度测量，测量结果量化、方便记录。

3）上述测量方式读数稳定，数据可复现，人因误差小，用于过程检测可及时发现结构模块变形和尺寸偏差，以便及时纠偏。

附图说明

图1为本发明一种用于结构模块测量的专用工具的轴侧图；

图2为本发明一种用于结构模块测量的专用工具的前视图；

图3为采用本发明一种用于结构模块测量的专用工具进行平面度测量的示意图；

图4为采用本发明一种用于结构模块测量的专用工具进行垂直度测量的示意图；

图5为采用本发明一种用于结构模块测量的专用工具进行水平度测量的示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、2，一种用于结构模块测量的专用工具，包括主框架1、小车平板4、小车滚轮6、小车约束机构、深度尺11。所述小车平板4设于所述主框架1上方，所述小车平板4通过小车约束机构连接小车滚轮6，小车滚轮6能在主框架上滑动，使得小车平板在小车约束机构作用下贴紧主框架并能沿主框架长度方向（即X方向）移动。所述深度尺11设于所述小车平板4上方，当将专用工具放置于待测表面或竖直贴条待测墙面或竖直贴近待测水平面，就可利用深度尺11测量结构模块平面度、水平度、垂直度。

所述小车约束机构包括锁紧轴5、滚轴7、预紧螺母8、预紧弹簧9。所述锁紧轴5竖直穿过所述小车平板4与小车平板4底部的滚轴7连接，所述滚轴6相对小车平板4水平设置。所述滚轴7与所述滚轮6连接，如滚轮6套设于所述辊轴7外，滚轮的圆周滚动面作用于所述主框架1。所述锁紧轴5于所述小车平板4上表面部分，外套设有预紧弹簧9。所述锁紧轴5外拧紧有挤压所述预紧弹簧9的预紧螺母8。通过拧紧预紧螺母8，压缩预紧弹簧9，预紧弹簧9的回弹力使锁紧轴5、滚轴7、小车滚轮6沿主框架的高度方向（即Z方向）靠拢主框架1，从而使得小车滚轮6与小车平板4夹紧主框架1，实现限制小车Z方向移动目的。同理，通过调整预紧螺母8的拧紧程度，即可调整预紧弹簧9对小车平板4的预紧力和小车移动的摩擦力。

所述小车约束机构还包括限位挡块10，所述限位挡块10设置于小车平板4底部，所述限位挡块10的侧面与主框架1的侧面相接触，用于限制小车平板沿主框架宽度方向（即Y方向）移动。例如，所述小车平板4底部开设圆形螺纹盲孔，所述限位挡块10设置槽型通孔，螺钉通过槽型通孔和圆形螺纹盲孔完成螺纹固定。其中，槽型通孔的长度方向为Y方向，以允许限位挡块10在Y方向可以微调位置。

所述小车约束机构可以有两个或四个，对称设于小车平板在主框架的两侧或四个位置。这样，可利用小车约束机构来实现小车平板沿主框架长度方向的移动，同时还约束了小车平板上下移动（即Z方向）和横向移动（即Y方向）。所述限位挡块也可以有四个，对应每个小车约束机构设置。四个限位挡块共同作用来限制小车平板4在Y方向移动。通过上述限位挡块10的微调，可以实现限位挡块与主框架的精准配合，防止配合间隙过大或过小。

所述主框架1为具有上板1a、下板1b、连接上板和下板的腹板1c的H型钢结构。为了精度和轻便，可采用铝镁合金材质，并且在所述腹板1c设有若干开孔以减轻自身重量。所述主框架的上板1a、下板1b具有精加工面。

所述小车平板4设于主框架上板1a上方，所述小车滚轮6能在上板1a的底部滑动。所述小车平板的下表面为精加工面，能与主框架的上板1a上表面形成滑动配合。

所述主框架1两个端部的腹板1c处均设有调平辅助结构。所述调平辅助结构包括一个沿主框架长度方向的条形气泡13和一个沿主框架高度方向的条形气泡14。所述条形气泡为水平尺，当气泡居中时显示调平。所述条形气泡用螺钉固定在主框架上。所述调平辅助结构可设置一个，也可以设置多个，优选四个，分别设于腹板的两个端部和两个侧面，便于从多个方向观测。

所述主框架1的下板1b处设有调平螺栓2。在所述下板1b的端部开设圆形螺纹盲孔，调平螺栓2与螺纹盲孔配合。优选，可设置4个调平螺栓2，分别设于主框架两端，且每端的两个调平螺栓2设于腹板的两侧。

所述深度尺11可通过深度尺夹持装置12固定在小车平板4上。所述深度尺11为常规的深度千分尺。所述深度夹持装置12包括安装基座、第一锁紧螺母、第二锁紧螺母。所述安装基座用于竖向容置深度尺，深度尺通过第一锁紧螺母固定在安装基座上，所述安装基座通过第二锁紧螺母固定在所述小车平板上。所述深度夹持装置12不限于上述结构，也可以是其他夹具等夹持装置。所述深度尺可设置一个，也可设置两个。所述深度尺设置在小车平板侧边。当深度尺有两个时，分别设于所述小车平板上且在所述主框架两侧，可同时获取两组数据。

如图3，利用本发明专用工具进行平面度测量。图中：虚线表示小车平板移动到不同位置测量，下方的波浪线表示不平整的待测表面。

1）将本专用工具放置于待测表面，主框架的下板下表面与待测表面接触；

2）目测观察主框架下表面与待测表面接触点，纵向移动小车平板4滑动至接触点处，将小车平板夹持的深度尺11的探针伸出与待测表面接触，并记录读数；

3）目测观察主框架下板下表面与待测表面距离最大处，纵向移动小车平板4滑动至该处，将小车夹持的深度尺11的探针伸出与待测表面接触，并记录读数；

4）在不确定时，可纵向来回移动小车平板4，直至用深度尺读出移动过程中的最大读数和最小读数，最大读数与最小读数的差值，即为这条线的平面度。

5）重新在待测表面放置本专用工具，并重复上述1）至4）步骤，即可测得待测表面的最大平面度。

如图4，利用本发明专用工具进行垂直度测量。图中：虚线表示小车平板移动到不同位置测量，左侧的斜线表示倾斜的待测墙面。

将专用工具主框架1竖直贴近待测墙面，用手扶稳主框架1，用主框架两端的调平螺栓2来调整主框架与待测墙面的间隙，直到主框架上Z方向的条式水平气泡14的气泡居中、显示调平。纵向移动小车平板4，用手扶稳小车平板，并利用小车夹持的深度尺11读出移动过程中的最大读数，即为垂直度。

如图5，利用本发明专用工具进行水平度测量。图中：虚线表示小车移动到不同位置测量，下方的斜线表示倾斜的待测面。

将专用工具主框架1竖直贴近待测水平面，用主框架两端的调平螺栓2来调整主框架与待测水平面的间隙，直到主框架上X方向的条式水平气泡13的气泡居中、显示调平。纵向移动小车平板4，并利用小车夹持的深度尺11读出移动过程中的最大读数，即为水平度。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (4)

1.一种用于结构模块测量的专用工具，其特征在于，包括主框架、小车平板、小车滚轮、小车约束机构、深度尺；所述小车平板设于所述主框架上方，所述小车平板通过小车约束机构连接小车滚轮，小车滚轮能在主框架上滑动，使得小车平板在小车约束机构作用下贴紧主框架并能沿主框架长度方向移动；所述深度尺设于所述小车平板上方，用于在专用工具放置于待测表面或竖直贴近待测墙面或竖直贴近待测水平面时，测量结构模块平面度、水平度、垂直度；所述主框架为具有上板、下板、连接上板和下板的腹板的H型钢结构；所述主框架两个端部的腹板处均设有调平辅助结构；所述调平辅助结构包括一个沿主框架长度方向的条形气泡和一个沿主框架高度方向的条形气泡；所述主框架的下板处设有调平螺栓，用于调整主框架与待测墙面的间隙，直到沿主框架高度方向的条形气泡的气泡居中，或者调整主框架与待测水平面的间隙，直到沿主框架长度方向的条形气泡的气泡居中；所述小车约束机构包括锁紧轴、滚轴、预紧螺母、预紧弹簧；所述锁紧轴穿过所述小车平板与小车平板底部的滚轴连接；所述锁紧轴于所述小车平板上表面部分外套设有预紧弹簧，所述锁紧轴外拧紧有挤压所述预紧弹簧的预紧螺母；所述滚轴与滚轮连接；所述小车约束机构还包括限位挡块，所述限位挡块设置于小车平板底部，所述限位挡块的侧面与主框架的侧面相接触，用于限制小车平板沿主框架宽度方向移动；所述小车约束机构有四个，对称设于小车平板的四个位置。

2.根据权利要求1所述的一种用于结构模块测量的专用工具，其特征在于，所述小车平板设于主框架上板上方，所述小车滚轮能在上板的底部滑动。

3.根据权利要求1所述的一种用于结构模块测量的专用工具，其特征在于，所述腹板设有若干开孔。

4.根据权利要求1所述的一种用于结构模块测量的专用工具，其特征在于，所述深度尺有两个，设于所述小车平板上且在所述主框架两侧。