子模块拼装三维定位安装方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种子模块拼装三维定位安装方法。
【背景技术】
[0002] 第三代核电机组AP1000/CAP1400的结构模块CB20子模块外形是一个多部件的 组合体，一般由很多子模块拼装子模块焊接拼装而成。子模块与子模块之间需进行组对 焊接，要求子模块的定位误差为±6. 4mm，而且组装完成后的整体模块尺寸公差也要求为 ±6. 4mm。一般大型结构模块的外形尺寸长宽高均在20m以上，这样对模块定位组装的精度 要求非常高。
[0003] 海阳核电一期1#2#核岛CB20子模块工程，模块有112块子模块组成，外部圆环直 径约25908mm、外部圆环高度约10292mm、内部圆环直径约5846mm、底部椎体的下口直径约 25908mm、上口直径约10668mm、高度约4806mm、顶部圆环外径约25908mm、内径约10668mm， 单组制造净重302吨。该模块组装过程中存在如下问题：
[0004] 1、CB20子模块数量多，组装时整体外形尺寸控制难度大；
[0005] 2、CB20子模块现场组装场地靠近海边，风大且空气潮湿，对测量仪器的稳定有很 大的影响；
[0006] 3、CB20腔室形成之后，属于密闭空间，在其中测量作业的需要完善通风、照明灯措 施；
[0007] 4、由于CB20模块外形尺寸大，为环形结构，且由大量子模块组装而成，内环与外 环施工顺序导致现场通视条件差，对测量精度要求较高；
[0008] 5、CB20模块腔室内部基本呈一个斜面，如何搭设测量用脚手架是难点。
[0009] 综上，CB20子模块结构复杂，且在现场需露天组装成一个整体，其中涉及到测量、 组装、焊接等各个环节，施工难度大。
【发明内容】
[0010] 为了克服现有CB20模块组转过程中存在的上述缺陷，本发明提供一种子模块拼 装三维定位安装方法。
[0011] 本发明采用的技术方案是：
[0012] 子模块拼装三维定位安装方法，其特征在于：所述的三维定位安装方法包括如下 步骤：
[0013] (1)、CB20子模块组装场地基准点的选点和埋设：
[0014] al、根据CB20子模块组装场地实地勘查，在CB20子模块内圈布设3个平面坐标控 制点0)工1、02，在0820子模块外围布设4个平面控制点04工5、06工7;用于全面控制0820 子模块在整体组装平台的定位测量；
[0015] a2、根据施工测量的便利性并结合CB20场地现场实际情况，在CB20子模块内圈布 设2个高程控制点H1、H2,在CB20子模块外围布设3个高程控制点H3、H4、H5 ;用于模块拼 装组装过程中标高的控制；
[0016] a3:控制点埋设使用钢板，钢板四角用膨胀螺栓固定于地面，钢板中间焊接钢筋头 作为标记；
[0017] (2)、CB20子模块组装场地区域坐标系统基准的建立：
[0018] CB20子模块拼装组装过程中采用轴线定位，根据模块定位轴线设计需建立区域独 立的控制网；根据现场实际情况，定出CB20子模块在组装场地的中心点C0和已知0°即C3 方向，然后由已知的中心点0°方向线与模块内圈布设的3个平面控制点、模块外围布设的 4个平面控制点进行联测，形成一个独坐标系统，控制点坐标采用相对坐标；控制网建立及 其施工过程中需注意测量坐标系与西屋图纸所用坐标系统的关系；
[0019](3)、平面坐标系统控制测量：
[0020] 由CB20子模块在组装场地的中心点和已知测量的方向即0°方向与布设在模块 内圈的3个平面控制点及模块外围的4个平面控制点进行联测形成边角网，采用边角网观 测方法；
[0021] (4)、底部环向板拼装测量：
[0022] bl、根据CB20子模块组装场地的中心点C0为原点，配合其他控制点使用角度法和 观测距离放样模块底部环向板子模块边界线、中线角度控制线、边缘轮廓点；
[0023]b2、根据CB20子模块组装的顺序，将第一个拼装的子模块角度线118. 1对齐后，对 其上表面进行测量水平，使其水平度控制在±2mm限差范围内；然后取其平均值作为高程 控制网的基准标高数据；然后以该点作为已知高程控制点，采用闭合水准测量方法将CB20 子模块内圈布设的2个高程控制点和CB20子模块外围布设的3个高程控制点高程数据测 出；
[0024]b3、根据外业测量数据进行平差得出待测点的高程，并上报管理单位，待高程控制 网报告批复后才能使用该控制点；然后依据该部门高程控制点测量底部板所有子模块标高 并调整至〇± 3. 2謹范围内；
[0025] (5)斜向板基准线测量：
[0026] cl、待底部环向板焊接完毕后，放出R= 12967mm的外圈腔室侧环向板位置线，施 工班组根据此线反出斜向板焊接垫板的加设角度；
[0027]c2、待底部环向板焊接完毕后，在底部板上间隔5. 625°放出角度控制线，测量完 成必须经过自检后，施工班组方可根据此角度控制线来进行斜向板、外圈板、内圈板的调整 组对；
[0028] c3、椎体子模板按顺序吊到拼装指定位置，确保无误后使用全站仪测量横向标记 线，使工作测量点（WorkPoint，简写为WP)控制线R= 5321mm处的椎体板标高调整至H= 4676±6. 4mm范围内；
[0029](6)外圈环向板拼装测量：
[0030] 外圈环向板由32块子模块组成，待第一块子模块吊入平台对齐中线后，根据垂直 度测量方法测量其垂直度，调整至满足整体±6. 4_限差范围内，其他子模块的垂直度采 用同样的方法进行测量；在每一层子模块拼装时采用全站仪测量其中线的标高，并调整至 ±6. 4mm范围内；
[0031] (7)内圈环向板拼装测量：
[0032] dl、内圈环向板由8块子模块组成，在每一块斜向板上采用全站仪三角高程的测 量方法放出环向标高H= 4742的控制线；
[0033]d2、待每一块子模块固定后采用垂直度测量方法测量其垂直度，并且采用全站仪 测量每一块子模块的中线顶面标高，当顶部的垂直度与高度值满足±6. 4mm要求后则认为 其半径满足设计要求；
[0034] (8)顶部盖板拼装测量：在组件组装平台上放样出组件边界线和中线；
[0035] (9)组装完成复测：包括内、外圈垂直度复测以及顶盖位置、标高复测。
[0036] 所述的垂直度测量方法为在子模块垂直方向上架设仪器，点位选定后，每次该子 模块垂直度测量均在该点架设仪器；采用全站仪测平均差和上下两点高差后进行计算，垂 直度精度根据图纸要求而定。
[0037] 在无法立尺和棱镜的点位测量方法：使用全站仪配合徕卡反射片进行，高差采用 三角高程方法测量。
[0038] 在可以立尺和棱镜的点位测量方法：平面位置测量采用全站仪配合棱镜方法测 量，水准测量采用水准仪配合水准尺方法测量。
[0039] 平面点位测量方法：要有第三点的检查方向，水准测量要有第二点的检查闭合。 [0040] 本发明的有益效果体现在：
[0041] 1、在模块拼装场地建立独立的三维测量控制网，然后转换成核岛坐标系。
[0042] 2、在拼装过程中需对每个子模块进行测量，测量其三维坐标，然后根据焊接收缩 等一系列技术数据，确定其最终位置。最终达到拼装精度要求。
[0043] 3、最终模块的尺寸位置等参数需转换成核岛坐标系中的位置，以确定其在核岛中 的准确定位。
【附图说明】
[0044] 图1是本发明CB20子模块组装场地基准点布置示意图。
[0045] 图2是西屋图纸坐标系示意图。
[0046] 图3是CB20模块组装角度控制线示意图。
[0047] 图4是CB20模块组装场地斜向板示意图。
【具体实施方式】
[0048] 参照图1至图4,子模块拼装三维定位安装方法，所述的三维定位安装方法包括如 下步骤：
[0049] (1)、CB20子模块组装场地基准点的选点和埋设：
[0050] al、根据CB20子模块组装场地实地勘查，在CB20子模块内圈布设3个平面坐标控 制点0)工1、02，在0820子模块外围布设4个平面控制点04工5、06工7;用于全面控制0820 子模块在整体组装平台的定位测量；
[0051]a2、根据施工测量的便利性并结合CB20场地现场实际情况，在CB20子模块内圈布 设2个高程控制点H1、H2,在CB20子模块外围布设3个高程控制点H3、H4、H5;用于模块拼 装组装过程中标高的控制；
[0052] a3:控制点埋设使用钢板，钢板四角用膨胀螺栓固定于地面，钢板中间焊接钢筋头 作为标记；
[0053] (2)、CB20子模块组装场地区域坐标系统基准的建立：
[0054] CB20子模块拼装组装过程中采用轴线定位，根据模块定位轴线设计需建立区域独 立的控制网；根据现场实际情况，定出CB20子模块在组装场地的中心点C0和已知0°即C3 方向，然后由已知的中心点0°方向线与模块内圈布设的3个平面控制点、模块外围布设的 4个平面控制点进行联测，形成一个独坐标系统，控制点坐标采用相对坐标；控制网建立及 其施工过程中需注意测量坐标系与西屋图纸所用坐标系统的关系；
[0055](3)、平面坐标系统控制测量：
[0056] 由CB20子模块在组装场地的中心点和已知测量的方向即0°方向与布设在模块 内圈的3个平面控制点及模块外围的4个平面控制点进行联测形成边角网，采用边角网观 测方法；
[0057](4)、底部环向板拼装测量：
[0058] bl、根据CB20子模块组装场地的中心点C0为原点，配合其他控制点使用角度法和 观测距离放样模块底部环向板子模块边界线、中线角度控制线、边缘轮廓点；
[0059] b2、根据CB20子模块组装的顺序，将第一个拼装的子模块角度线118. 1对齐后，对 其上表面进行测量水平，使其水平度控制在±2mm限差范围内；然后取其平均值作为高程 控制网的基准标高数据；然后以该点作为已知高程控制点，采用闭合水准测量方法将CB20 子模块内圈布设的2个高程控制点和CB20子模块外围布设的3个高程控制点高程数据测 出；高程控制网应符合精密工程测量规范三级的要求；
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