核电站大跨度高承载混合结构施工技术*

赵志强，梁土金，刘 军，汪宇雄，张松岩

(中国建筑第二工程局有限公司，北京 100160)

1 工程概况

HPR华龙一号核电站BFX厂房(燃料厂房)水池底标高4.500m，楼面标高39.400m，楼面顶部与水池底的高差过大。厂房长30.6m，宽19.6m，采用钢结构作为主要受力构件，主梁跨度为19.2m，楼板为压型钢板复合楼板，混凝土楼面厚1 000mm。

为保证水池施工进度且不影响厂房整体进度，水池房间区域需采用无支撑体系进行屋面施工。为此，对核电站大跨度高承载混合结构屋面施工技术进行研究。屋面采用钢结构免拆模支撑体系，主要由14根H800×400/600×20×30/40主梁、15根HN300×150×6.5×9次梁、四周的支撑角钢、DW76-305-915压型钢板等构件组成。钢梁施工完成后其上部铺设压型钢板，采用φ19×150焊钉将压型钢板固定在钢梁翼缘板上，作为楼板剪力件，然后进行钢筋、混凝土施工。

2 设计、施工关键技术

2.1 桁模支架体系选型

进行桁模支架体系选型时，变形小、刚度大、质量小、受力简单、施工便捷是考虑的重点。采用组合式钢混结构后，由于压型钢板为波浪形，楼板底部不平，对板底预埋件有一定影响。因此，为满足施工需求，将预埋件布置在钢梁上，若主钢梁无法满足，需在局部增加小钢梁。

经验算，采用钢结构桁架+免拆模(H800×400/600×20×30/40主梁、HN300×150×6.5×9次梁、四周的支撑角钢、DW76-305-915压型钢板)作为楼板支撑体系，可满足设计及施工要求。

2.2 技术特点

核电站大跨度楼板免拆模支撑体系位于楼板下表面，采用H型钢、压型钢板作为受力构件，通过H型钢、四周的支撑角钢、压型钢板、H型钢连接地脚螺栓，形成整体受力体系。

免拆模体系钢构件均在车间预制完成，现场采用螺栓连接、焊接连接形成整体。

采用免拆模支撑体系克服房间楼板无法采用常规脚手架支撑施工难题，可缩短支撑搭拆时间。

屋面结构为抗飞机撞击区，楼板钢筋与墙体钢筋需连接成整体，部分拉筋与首层钢筋同时绑扎。

2.3 工艺流程

施工工艺流程为：预埋件、地脚螺栓安装→预埋件、地脚螺栓复测→支撑构件安装→钢梁安装→压型钢板安装、栓钉焊接→钢筋绑扎→混凝土浇筑、养护。

2.3.1预埋件、地脚螺栓安装及复测

1)墙侧面预埋件安装时，为保证预埋件与模板紧靠，在预埋件钢板后加设顶撑，顶撑由顶杆钢筋、带圆柱形细石混凝土预制垫块及垫块钢筋组成。

2)钢筋绑扎完成后安装梁顶预埋件，措施钢筋位于锚筋外侧。为便于移动调整，在两侧用紧线器悬挂预埋件调整就位。在混凝土浇筑过程中，施工人员不得踩踏预埋件，并动态观测预埋件标高是否发生变化，当有偏差时及时纠偏。

3)利用全站仪复核地脚螺栓坐标，并测放主梁定位轴线、标高控制线。

2.3.2支撑构件安装

安装支撑角钢时在四周操作平台上进行，在墙体挂架上搭设操作架，支撑角钢与预埋件采用焊接方式连接。根据标高控制线计算压型钢板底面标高及次梁底面标高，然后安装支撑角钢。

支撑角钢安装并焊接完成后，需进行油漆修补，方可进行下步工序。

进行焊接作业时，作业区环境温度≥-10℃，相对湿度≤90%。当采用手工电弧焊或自保护药芯焊丝电弧焊时，焊接作业区最大风速≤8m/s；当采用气体保护电弧焊时，焊接作业区最大风速≤2m/s。当超出上述范围，应采取有效措施，以保障焊接电弧区域不受影响。

焊接前，应使用钢丝刷、砂轮等工具消除待焊处表面的氧化皮、铁锈、油污、水等杂物。待焊接的表面和两侧应均匀、光洁，且应无毛刺、裂纹和其他对焊缝质量有影响的缺陷。

对于焊成凹形的角焊缝，焊缝金属与母材间应平滑过渡；对于加工成凹形的角焊缝，不得在其表面留下切痕。

要求焊缝外形均匀、成型较好，焊道与焊道、焊道与基本金属间平滑过渡，焊渣和飞溅物清除干净。

2.3.3钢梁安装

1)主梁安装

主梁按自西向东的顺序吊装，为保证主梁就位后安装人员安全顺利拆除吊带及后续工作安全进行，吊装前在主梁上翼缘设置安全防护绳，底座采用自制卡具固定在主梁上翼缘，并按要求对安全防护绳进行现场试验。检查吊索具连接无误后，在主梁两端各设置1条长度≥10m的缆风绳，用于调整方向。主梁起吊离地约200mm时，检查吊点、吊索具连接情况及主梁水平度，确保吊机稳定、制动器可靠后正式起吊。确认构件编号和安装方向，确定主梁连接件或螺栓孔位置，进而确定主梁安装方向。

主梁接近安装位置时，落钩应缓慢匀速，在主梁两端各配备2名铆工，调整主梁就位位置，待主梁就位固定后方可摘钩。

2)次梁安装

安装与墙连接的次梁前，需安装一侧连接角钢并焊接完成，次梁就位时同步安装另一侧角钢。

单根次梁最长1.99m，重72kg，吊装前需设置安全绳，并在2根主梁之间搭设操作挂架，便于次梁节点螺栓安装及次梁摘钩。

按照从一端向另一端的顺序吊装次梁，塔式起重机承载力需满足吊装要求，选用2根质量≥1t的吊带绑扎在距次梁两端约1/5处，并用3t卸扣扣紧，另一端与吊钩连接。吊索位置的次梁四角需做好护角措施，护角采用轮胎或半弧钢管制作，并做好防掉落措施。

次梁安装过程中，操作人员坐在主梁上并系好安全带进行次梁就位。待次梁两端连接螺栓安装数量≥2个时，方可摘钩。连接处应保持干燥、清洁，不应有毛边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢等。

普通螺栓可采用普通扳手紧固，螺栓紧固应使被连接件接触面、螺栓头和螺母与构件表面密贴。普通螺栓紧固应从中间开始，对称向两边进行，大型接头宜进行复拧。

普通螺栓紧固后外露丝扣应≥2扣，紧固质量检验可采用锤敲检验。

2.3.4压型钢板安装、栓钉焊接

主、次梁及支撑角钢安装完成且检查各项安装尺寸符合图纸、规范要求后，方可进行压型钢板安装。

根据压型钢板位置排版图及锚固钉布置图进行定位放线，并去除锚固位置的油漆。

按压型钢板布置图，将压型钢板铺设在相应位置进行微调，压型钢板搭接位置须设置在主梁上。压型钢板之间的侧向连接利用自带内外肋进行紧扣固定。当压型钢板之间沿长度方向采用搭接时，搭接长度≥50mm，并满足设计要求。

压型钢板铺设完成后，使用锚固钉焊接穿透压型钢板，并固定在钢梁翼缘上。

当锚固钉焊接位置在压型钢板搭接位置时，应在压型钢板上开锚固钉孔，然后进行锚固钉焊接。

压型钢板安装应平整、顺直，板面不得有施工残留物和污物。

2.3.5钢筋绑扎

钢筋绑扎前，应根据下料单核对钢筋规格、尺寸、形状、数量等。

准备钢筋绑扎工具，主要包括钢筋钩或自动绑扎机、撬棍、扳子、绑扎架、钢丝刷、石笔等。准备控制保护层厚度的砂浆块、钢筋支架等。

屋面板钢筋绑扎前在已验收合格的压型钢板上画出钢筋位置，然后将主筋和分布筋摆在压型钢板上，主筋在下，分布筋在上，调整间距后依次绑扎。同时，按楼层分区分段进行绑扎施工。

以边轴1根钢筋为基准，对楼层钢筋网间距进行放样，根据图纸要求逐层绑扎成型。

钢筋绑扎时，箍筋与主筋垂直，箍筋转角处与主筋交点均绑扎，主筋与箍筋非转角部分的交点按梅花状交错绑扎，钢筋绑扎完成后，及时安装保护层垫块。

楼面板纵、横筋与墙板连接处钢筋应合理安排摆放顺序，纵向(长度方向)钢筋在下，横向(宽度方向)钢筋在上，楼面板下层钢筋布置在墙钢筋内侧。因楼面分层浇筑，下层混凝土浇筑并养护完成后绑扎上层钢筋。上层钢筋与墙板纵向钢筋交错布置。

因屋面为抗飞机撞击区域，屋面板上部水平钢筋与下部墙体钢筋使用抗飞机撞击机械套筒连接，为保证钢筋安装质量，墙体钢筋绑扎完成后，使用措施钢筋将墙体钢筋弯折部分连为整体，防止混凝土浇筑时造成钢筋偏位。

抗飞机撞击区域拉筋如图1所示，其中编号10钢筋与编号9钢筋搭接，因混凝土首层浇筑高度为300mm，编号9钢筋位于首层混凝土中，故编号9钢筋施工时楼板钢筋一次绑扎成型，绑扎完成后方可进行首层混凝土浇筑，应特别注意编号9钢筋应与底钢筋同时绑扎。编号10钢筋在首层混凝土浇筑完成后进行绑扎，由于编号9钢筋绑扎后，上层钢筋尚未绑扎，且编号9钢筋上端无固定措施，为做好钢筋定位保护，在编号9钢筋绑扎结束后、混凝土浇筑前，须在钢筋上部沿纵、横向绑扎通长钢筋，混凝土浇筑后拆除。

在2层钢筋间设置钢筋支撑，保证受力主筋位置，并控制2层钢筋间距≤1m。底层钢筋及下部局部加筋绑扎完成后摆放固定钢筋支撑，测量人员跟踪控制钢筋支撑标高，保证顶层钢筋保护层厚度。

墙板筋与板筋相交部位钢筋穿插较稠密，需保证此处主筋之间净距>30mm，使混凝土顺利浇筑。钢筋绑扎成型后搭设人行走道，防止直接在钢筋上面行走，避免钢筋塌陷。

2.3.6混凝土浇筑、养护

混凝土浇筑过程中，为防止现场施工人员走动造成楼板板面钢筋与定位筋变形与偏位，进而避免发生质量问题，需在楼板上增设“几”字形φ20钢筋，其设置间距为1 500mm×1 500mm，并在上部铺设跳板作为临时通道，采用扎丝进行跳板加固，以便混凝土浇筑与成品保护。

混凝土浇筑前，应清除压型钢板表面杂物。高温时应对压型钢板进行洒水降温，不得留有积水。采用插入式振捣棒分层振捣混凝土，振捣上层混凝土时，振捣棒插入下层混凝土的深度需≥50mm。相邻振捣点间距不超过振捣棒作业半径的1.4倍。

首层楼板混凝土浇筑完成后，采用凿毛的方式对水平施工缝及竖向施工缝进行处理。将混凝土表面浮浆凿除，形成粗糙的表面，并用高压水流或压缩空气清理表面。

当混凝土浇筑至预定标高，在混凝土初凝前和终凝前，分别对混凝土裸露表面进行抹面处理，避免混凝土表面产生风干收缩裂缝。洒水并覆盖塑料膜进行保湿养护，可使用土工布和聚乙烯塑料薄膜。保温、保湿养护时间≥7d。

3 结语

大跨度高承载混合结构屋面采用钢结构免拆模支撑体系，主要由主梁、次梁、四周的支撑角钢、压型钢板等构件组成。免拆模支撑体系已在核电站燃料厂房水池屋面、柴油发电机厂房设备间楼板施工中广泛应用，解决模板支撑体系安拆安全风险高、施工周期长等问题，且可为相关结构施工提供有利作业条件，缩短厂房整体施工时间。与混凝土模板相比，免拆模支撑体系可减小吊装机械起重量，有效降低吊装成本，并为上下交叉作业提供有利保障。与支撑架模板相比，免拆模支撑体系可优化施工流程，降低支撑架安拆安全风险。