CN113310472B - 一种安全壳预应力管道位置检查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种安全壳预应力管道位置检查方法，首先制作可调平检查工具，将可调平检查工具***预应力管道顶端并调平，可调平检查工具顶端的棱镜与预应力管道中心轴同轴；其次，以现场施工坐标***为基准，设置理论圆心坐标，并建立仪器架设基准点位；在现场任意通视的安全位置点架设全站仪，测量得到棱镜中心三维实测坐标；最终，计算出预应力管道中心偏差；若预应力管道中心偏差如果大于预设限差要求，则对预应力管道中心轴位置进行调整，调整后重复上述步骤，直至满足要求。该方法能够通过测量预应力管中心轴坐标，由中心坐标反算出预应力管所在位置的半径、方位，计算出检查偏差值，从而为现场安装的实际位置的调整提供依据。

Description

一种安全壳预应力管道位置检查方法
技术领域
本发明涉及土建施工技术领域，具体的说是一种安全壳预应力管道位置检查方法。
背景技术
核反应堆厂房的安全壳作为核电站的最后一道屏障，施工质量要求高，安全壳内部预应力正是基于密封性能的重要考虑,抵御异常事故工况下的核污染扩散。当前,对于安全壳预应力的重要作用和结构形式人类的认识也是逐渐深入,核电站安全壳预应力已成为核电站安全壳密封性能的需求,对于壳体混凝土裂缝开展隐患起到有利的降低作用。作为安全壳重要质量保障既充当密封性能作用,又降低了混凝土的收缩和徐变、减少了混凝土开裂风险；通过核电站安全壳预应力管道的质量控制、特别是对主体结构混凝土开裂影响约束,确保结构的特殊性功能需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种安全壳预应力管道位置检查方法，能够通过测量预应力管中心轴坐标，由中心坐标反算出预应力管所在位置的半径、方位，计算出检查偏差值。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种安全壳预应力管道位置检查方法，其特征在于：安全壳内的若干根预应力管道沿环形均匀分布在安全壳内，对安全壳预应力管道中心轴位置检查的具体步骤如下：
步骤1，制作可调平检查工具，将可调平检查工具***预应力管道顶端并调平，可调平检查工具顶端的棱镜与预应力管道中心轴同轴；
步骤2，以现场施工坐标***为基准，设置理论圆心坐标，并建立仪器架设基准点位；
步骤3，在现场任意通视的安全位置点架设全站仪，测量得到棱镜中心三维实测坐标；
步骤4，计算出预应力管道中心偏差；
步骤5，预应力管道中心偏差如果大于预设限差要求，则对预应力管道中心轴位置进行调整，调整后重复步骤3至步骤4，直至满足要求。
理论圆心坐标为安全壳中心轴理论坐标(X圆心，Y圆心)，仪器架设基准点数量不少于两个，仪器架设基准点坐标与理论圆心坐标为同一坐标系内。
步骤3中架设全站仪的位置能够对仪器架设基准点、可调平检查工具的棱镜通视，全站仪用于测量得到棱镜中心三维实测坐标(X测，Y测，Z测)。
步骤4中预应力管道中心偏差获取方式如下：
ΔR＝(X测－X圆心)×cosα+(Y测－Y圆心)×sinα-R设
ΔT＝-(X测－X圆心)×sinα+(Y测－Y圆心)×cosα
式中，ΔR为半径偏差；ΔT为方位偏差；R设为预应力管道中心轴理论半径；α为预应力管道中心轴方位角。
可调平检查工具包括底座套管，底座套管的外径与预应力管道内径相同，底座套管的顶端固定安装有底座圆板，底座圆板开设有限位孔，限位孔与底座套管同心设置，底座圆板上方设置有整平基座，整平基座底面设置有连接螺栓，连接螺栓与限位孔螺纹连接，整平基座顶面安装有棱镜支撑杆，棱镜支撑杆垂直设置，棱镜固定安装在棱镜支撑杆顶端，棱镜支撑杆与连接螺栓同轴设置。
整平基座内设置有不少于三根调平螺栓，调平螺栓用于调整棱镜支撑杆的倾斜角度。
棱镜与棱镜支撑杆顶端可拆卸连接，加长杆底端与棱镜支撑杆顶端可拆卸连接，加长杆顶端与棱镜可拆卸连接。
该种安全壳预应力管道位置检查方法能够达到的有益效果为：第一，通过设置可调平检查工具加高棱镜，方便观测，提高工作效率和精度，同时可获得准确的检测结果，从而为安全壳预应力管安装时实际位置的调整提供了可靠依据，而且可以优选现场测量控制点，无需中心点测站，操作方便快捷，检查质量可靠，测量方便灵活，劳动效率提高，在解决安全壳预应力管道安装调整半径及方位检查困难的同时，有效满足了对现场施工的质量要求，与现有技术中架设中心点检测方法相比，大大提高了检测效率。第二，可调平检查工具能够保证棱镜与预应力管道中心轴同轴设置，棱镜的高度可调，通过测量同一工况下棱镜的三维坐标，可以进一步检测预应力管道的垂直度。
附图说明
图1是本发明一种安全壳预应力管道位置检查方法中安全壳内预应力管道布置图。
图2是本发明一种安全壳预应力管道位置检查方法中可调平检查工具结构示意图。
图3是本发明一种安全壳预应力管道位置检查方法中整平基座示意图。
图4是本发明一种安全壳预应力管道位置检查方法中加长杆示意图。
说明书附图说明：1、底座套管；2、底座圆板；3、整平基座；4、连接螺栓；5、棱镜支撑杆；6、预应力管道；7、调平螺栓；8、棱镜；9、加长杆。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述。
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。为确保安全，安全壳大部分设计采用预应力钢筋混凝土壳体结构，壳体墙体中预埋预应力管，通过后续穿束张拉灌浆等预应力施工工艺，使其形成有机整体，增加安全屏障。但在预应力管安装施工中，环向预应力管、贯穿件、纵横向钢筋等交错，施工环境复杂，安装精度要求高，施工难度大，安全壳筒体标高从-4.50m至+50.300m,筒身高54.800m，安全壳筒体内预埋均匀分布144根竖向预应力管，如图1所示，至反应堆中心半径18.85m,随混凝土分层浇筑顺序，由下而上分层安装，环向、径向精度±15mm。每施工层埋件、水平筋、竖直筋、环向预应力管、贯穿件等纵横交错，施工现场环境复杂。竖向预应力管调测安装，对测量仪器依赖性较大，人员、设备资源投入较多，安装效率低，为确保后续预应力筋穿束、张拉顺利实现，除达到每层预应力管位置精度外，还需满足从底至顶预应力管垂直度及同心度满足设计意图。核电站的建造从第一灌混凝土浇注开始到穹顶吊装为土建施工高峰期，穹顶吊装结束后进入安装高峰期。为了提前实现穹顶吊装这一关键节点，以缩短土建的施工工期，使核电站的建造提前进入安装阶段，使核电站的建造周期缩短。某核电厂核反应堆厂房的预应力管管道共分二十层施工，施工过程中对安全壳预应力管道中心轴位置检查的具体步骤如下：
步骤1，制作可调平检查工具，将可调平检查工具***预应力管道顶端并调平，可调平检查工具顶端的棱镜与预应力管道中心轴同轴。
步骤2，以现场施工坐标***为基准，设置理论圆心坐标，并建立仪器架设基准点位；
理论圆心坐标为安全壳中心轴理论坐标(3000.000，5111.000)，仪器架设基准点数量不少于两个，仪器架设基准点坐标与理论圆心坐标为同一坐标系内。
步骤3，在现场任意通视的安全位置点架设全站仪，测量得到棱镜中心三维实测坐标；
架设全站仪的位置能够对仪器架设基准点、可调平检查工具的棱镜通视，全站仪用于测量得到棱镜中心三维实测坐标(3000.7535，5092.1706，12.850)。
步骤4，计算出预应力管道中心偏差；
半径偏差ΔR＝(3000.7535－3000.000)×cos272.25°+(5092.1706－5111.000)×sin272.25°-18.850＝-0.006；
方位偏差ΔT＝-(3000.7535－3000.000)×sin272.25°+(5092.1706－5111.000)×cos272.25°＝0.014；
式中，预应力管至反应堆中心半径为18.85m，预应力管的方位角为272.25°。
步骤5，由于偏差大于控制要求的5mm，管道进行调整，调整后棱镜中心三维复测坐标为(3000.7423，5092.1616，12.850)，计算：
半径偏差ΔR＝(3000.7423－3000.000)×cos272.25°+(5092.1616－5111.000)×sin272.25°-18.850＝0.003m；
方位偏差ΔT＝-(3000.7423－3000.000)×sin272.25°+(5092.1616－5111.000)×cos272.25°＝0.002m；
测量结果显示方位角为272.25°处的预应力管位置满足要求。
本实施例中，如图2所示可调平检查工具包括底座套管1，底座套管1的外径与预应力管道6内径相同，底座套管1的顶端固定安装有底座圆板2，底座圆板2开设有限位孔，限位孔与底座套管1同心设置，底座圆板2上方设置有整平基座3，整平基座3底面设置有连接螺栓4，连接螺栓4与限位孔螺纹连接，整平基座3顶面安装有棱镜支撑杆5，棱镜支撑杆5垂直设置，棱镜8固定安装在棱镜支撑杆5顶端，棱镜支撑杆5与连接螺栓4同轴设置。
进一步的，如图3所示，整平基座3内设置有不少于三根调平螺栓7，调平螺栓7用于调整棱镜支撑杆5的倾斜角度。
进一步的，如图4所示，棱镜8与棱镜支撑杆5顶端可拆卸连接，加长杆9底端与棱镜支撑杆5顶端可拆卸连接，加长杆9顶端与棱镜8可拆卸连接。
由于底座套管1、限位孔、连接螺栓4和棱镜支撑杆5的同心设置，保证了可调平检查工具安装在预应力管6端部后棱镜支撑杆5端部的棱镜8与预应力管6同轴设置。调平螺栓7则能够保证棱镜支撑杆5在安装前处于垂直状态，只有垂直状态的棱镜支撑杆5在安装后才能保证与预应力管6同轴。加长杆9的使用能够在有钢筋等障碍遮挡时，保证棱镜8的可视性，同时加长杆9使用前后能够在纵向提供两个棱镜8的位置，可以进一步检测预应力管6的安装垂直度数据。
综上，该种对安全壳预应力管道中心轴位置检查方法结合现场施工情况，通过制作可调平检查工具，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，在保证预应力套管安装精度的同时，减少人员、测量设备投入，实现降本增效的目的。在检测得到预应力管的实际位置后，能第一时间反馈偏差数据，可及时进行调整，避免二次操作，降低了劳动强度及工作量,提高了定位效率及全面性；有效解决安全壳预应力管半径、方位位置检查难题，具有应用灵活方便的优势。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种安全壳预应力管道位置检查方法，其特征在于：安全壳内的若干根预应力管道沿环形均匀分布在安全壳内，对安全壳预应力管道中心轴位置检查的具体步骤如下：
步骤1，制作可调平检查工具，将可调平检查工具***预应力管道顶端并调平，可调平检查工具顶端的棱镜与预应力管道中心轴同轴；
步骤2，以现场施工坐标***为基准，设置理论圆心坐标，并建立仪器架设基准点位；
步骤3，在现场任意通视的安全位置点架设全站仪，测量得到棱镜中心三维实测坐标；
步骤4，计算出预应力管道中心偏差；
步骤5，预应力管道中心偏差如果大于预设限差要求，则对预应力管道中心轴位置进行调整，调整后重复步骤3至步骤4，直至满足要求；
其中，步骤1中的可调平检查工具包括底座套管（1），底座套管（1）的外径与预应力管道（6）内径相同，底座套管（1）的顶端固定安装有底座圆板（2），底座圆板（2）开设有限位孔，限位孔与底座套管（1）同心设置，底座圆板（2）上方设置有整平基座（3），整平基座（3）底面设置有连接螺栓（4），连接螺栓（4）与限位孔螺纹连接，整平基座（3）顶面安装有棱镜支撑杆（5），棱镜支撑杆（5）垂直设置，棱镜（8）固定安装在棱镜支撑杆（5）顶端，棱镜支撑杆（5）与连接螺栓（4）同轴设置。
2.如权利要求1所述的一种安全壳预应力管道位置检查方法，其特征在于：理论圆心坐标为安全壳中心轴理论坐标（X圆心，Y圆心），仪器架设基准点数量不少于两个，仪器架设基准点坐标与理论圆心坐标为同一坐标系内。
3.如权利要求2所述的一种安全壳预应力管道位置检查方法，其特征在于：步骤3中架设全站仪的位置能够对仪器架设基准点、可调平检查工具的棱镜通视，全站仪用于测量得到棱镜中心三维实测坐标（X测，Y测，Z测)。
4.如权利要求3所述的一种安全壳预应力管道位置检查方法，其特征在于：步骤4中预应力管道中心偏差获取方式如下：
ΔR=（X测－X圆心）×cosα+（Y测－Y圆心）×sinα-R设
ΔT=-（X测－X圆心）×sinα+（Y测－Y圆心）×cosα
式中，ΔR为半径偏差；ΔT为方位偏差；R设为预应力管道中心轴理论半径；α为预应力管道中心轴方位角。
5.如权利要求1所述的一种安全壳预应力管道位置检查方法，其特征在于：整平基座（3）内设置有不少于三根调平螺栓（7），调平螺栓（7）用于调整棱镜支撑杆（5）的倾斜角度。
6.如权利要求1所述的一种安全壳预应力管道位置检查方法，其特征在于：棱镜（8）与棱镜支撑杆（5）顶端可拆卸连接，加长杆（9）底端与棱镜支撑杆（5）顶端可拆卸连接，加长杆（9）顶端与棱镜（8）可拆卸连接。
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