趙 鐵， 李 曄

（1.國核工程有限公司，上海 200233；2.華東理工大學(xué)出版社，上海 200237）

引言

開頂法建造理念改變了傳統(tǒng)的建安分界，成為第三代核電工程建造較常用的方式之一。而采用開頂法建造方式容易在施工過程中使雨水進(jìn)入安全殼內(nèi)，給施工帶來不便，造成建筑材料、專用設(shè)備的損壞。安裝核島安全殼臨時(shí)頂蓋是開頂法的臨時(shí)措施，可以解決核島在開頂法建造期間防風(fēng)、防雨、成品保護(hù)的施工難題?，F(xiàn)階段核電工程施工中所采用的臨時(shí)頂蓋大都采用與圓筒狀鋼結(jié)構(gòu)的核島安全殼平面大小相符、截面為圓形的球缺穹頂結(jié)構(gòu)，球缺下部采用圓形桁架連接圓柱形安全殼［1］。然而，目前的臨時(shí)頂蓋設(shè)計(jì)存在一些問題，無法在發(fā)揮臨時(shí)頂蓋作用的同時(shí)達(dá)到三代核電工程建造進(jìn)度和安全的要求。目前應(yīng)用于施工的臨時(shí)頂蓋，在應(yīng)用時(shí)需要人員站在頂蓋上使用人工手動(dòng)方式將防水材料收攏或打開，主要的缺點(diǎn)在于安裝和拆卸費(fèi)工費(fèi)時(shí)，高空作業(yè)也加大了施工的危險(xiǎn)系數(shù)；頻繁安裝及拆卸后節(jié)點(diǎn)防水性能降低，易造成滲漏；原臨時(shí)頂蓋僅可以安裝在帶有環(huán)吊梁的安全殼環(huán)板的上，無法安裝在較低的沒有環(huán)吊梁的其他環(huán)板上，導(dǎo)致對(duì)此時(shí)安全殼內(nèi)部的相關(guān)設(shè)備無法進(jìn)行保護(hù)。

1 技術(shù)領(lǐng)域

該創(chuàng)新設(shè)計(jì)涉及一種核電站核島安全殼的臨時(shí)頂蓋，適用于需開頂法施工的核電機(jī)型，也適用于圓柱形或者其他形狀物體的類似工況和環(huán)境。目的是提供了一種可遙控操作且應(yīng)用范圍更廣的核電站核島安全殼臨時(shí)頂蓋。

2 設(shè)計(jì)內(nèi)容

為了達(dá)到上述目的，該創(chuàng)新設(shè)計(jì)的技術(shù)方案是提供了一種核島安全殼的臨時(shí)頂蓋，其特征在于：包括位于頂部的屋頂型立體框架，立體框架的截面為三角形，在立體框架的頂點(diǎn)至兩邊的上部?jī)A斜平面上覆蓋有通過遙控驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可遙控打開或卷起的活動(dòng)防水材料，立體框架具有方形的底座，底座將安全殼環(huán)板完全覆蓋并通過夾具互相連接，底座與安全殼環(huán)板之間通過天方地圓的過渡結(jié)構(gòu)過渡，過渡結(jié)構(gòu)具有與底座相配合的方形開口及與安全殼環(huán)板相配合的圓形開口。

優(yōu)選地，所述立體框架包括位于頂部的橫梁，在橫梁的左右兩側(cè)分別固定有第一防水材料，在橫梁的前后兩側(cè)分別設(shè)有至少兩根傾斜的斜梁，左右相鄰兩根斜梁之間覆蓋有一塊所述活動(dòng)防水材料。為方便吊裝超大超長(zhǎng)件，斜梁和橫梁設(shè)計(jì)為可拆卸部件。

優(yōu)選地，在所述橫梁和斜梁上設(shè)置排水槽，在斜梁上設(shè)有用于改善安全殼內(nèi)部施工環(huán)境的輔助設(shè)施，包括避雷針、通風(fēng)、換氣、照明、檢修通道、安全欄桿［2］。

優(yōu)選地，所述遙控驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括由遙控電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的卷軸，所述活動(dòng)防水材料卷起時(shí)，其卷繞在所述卷軸上，在活動(dòng)防水材料上布置有起支撐作用的托桿，托桿的兩端分別在所述斜梁內(nèi)的導(dǎo)軌中滑動(dòng)，在托桿的兩側(cè)分別設(shè)有一對(duì)卷線器，每對(duì)卷線器包括位于卷軸的端部且同軸設(shè)置的第一卷線器及由第一卷線器帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的第二卷線器，在第一卷線器與第二卷線器之間連接有第一鋼絲繩及第二鋼絲繩，托桿的端部與位于該端部同側(cè)的第二鋼絲繩相連，由第一卷線器通過第一鋼絲繩帶動(dòng)第二卷線器旋轉(zhuǎn)進(jìn)而牽引第二鋼絲繩帶動(dòng)所述活動(dòng)防水材料打開或卷起［3］。

優(yōu)選地，所述遙控電機(jī)為布置在每個(gè)卷軸兩端的兩個(gè)電機(jī)或布置在卷軸內(nèi)部的管狀電機(jī)，通過編碼器或者限位開關(guān)對(duì)所述活動(dòng)防水材料的起始和終止位置進(jìn)行定位，由編碼器或者限位開關(guān)向所述遙控電機(jī)發(fā)出信號(hào)來控制其啟動(dòng)和停止。所述電機(jī)或所述管狀電機(jī)自帶內(nèi)制動(dòng)裝置。所述卷軸位于所述立體框架的下部，所述第二卷線器位于所述斜梁與所述橫梁相連接的位置處。

優(yōu)選地，所述天方地圓的過渡結(jié)構(gòu)包括多根加強(qiáng)筋，每根加強(qiáng)筋的一端連接在所述安全殼環(huán)板的外側(cè)，另一端與所述立體框架相連，相鄰兩根加強(qiáng)筋之間覆蓋有第二防水材料，所有第二防水材料通過環(huán)箍抱緊安全殼環(huán)板。

優(yōu)選地，還包括用于安裝在帶有環(huán)吊梁的安全殼環(huán)板的多根長(zhǎng)立柱，長(zhǎng)立柱的一端與所述安全殼環(huán)板上的環(huán)吊梁螺栓連接，另一端與所述底座螺栓連接。

3 具體實(shí)施方式

為使本創(chuàng)新設(shè)計(jì)更明顯易懂，以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

如圖1及圖2所示，本實(shí)施例所公開的一種核島安全殼的臨時(shí)頂蓋包括位于頂部的屋頂型立體框架，立體框架為整個(gè)核島安全殼臨時(shí)頂蓋的頂蓋。立體框架的截面為三角形。立體框架包括位于頂部的橫梁2。橫梁2可以設(shè)計(jì)為分別獨(dú)立的三段，吊裝超大超長(zhǎng)件時(shí)可臨時(shí)拆卸某一段。在橫梁2的左右兩側(cè)在垂直于立體框架橫截面的方向上分別固定安裝第一防水材料9。在橫梁2的前后兩側(cè)連接四根傾斜的可拆卸的斜梁1，共八根斜梁1。四根斜梁1按照吊裝設(shè)備的大小將位于橫梁2一側(cè)的部分分為三個(gè)部分，在每個(gè)部分上覆蓋有一塊通過遙控驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可遙控打開或卷起的防水材料6，共六塊防水材料6，防水材料6布置在立體框架的頂點(diǎn)至兩邊的上部?jī)A斜平面上。立體框架具有方形的底座10，底座10將安全殼環(huán)板8完全覆蓋，底座10與安全殼環(huán)板8之間通過天方地圓的過渡結(jié)構(gòu)過渡，以減小風(fēng)阻。過渡結(jié)構(gòu)具有與底座10相配合的方形開口及與安全殼環(huán)板8相配合的圓形開口。

圖1 臨時(shí)頂蓋的立體示意圖

圖2 臨時(shí)頂蓋的另一方向上的立體示意圖

當(dāng)需要將立體框架安裝于安全殼環(huán)板8上時(shí)，底座10與安全殼環(huán)板8的固定需要先安裝夾具3，即將帶緊定螺釘?shù)腢型夾具結(jié)構(gòu)鎖緊在安全殼環(huán)板8的內(nèi)外壁。夾具3圓周布置于底座10的底板大圓孔周圍，通過腰子孔可以相對(duì)底座10微調(diào)，以方便將立體框架順利安裝在安全殼環(huán)板8上。

當(dāng)需要將立體框架安裝于更高的帶有環(huán)吊梁5的安全殼環(huán)板8上時(shí)（如圖1所示），為增加抗風(fēng)能力，在底座10上需要另外增加螺栓連接的長(zhǎng)立柱4，用高強(qiáng)螺栓將長(zhǎng)立柱4連接在環(huán)吊梁5上。

方形底座10與圓形安全殼環(huán)板8的過渡結(jié)構(gòu)包括多根加強(qiáng)筋13，每根加強(qiáng)筋13的一端連接在安全殼環(huán)板8外側(cè)的連接板上以限制方形底座10的上下位移，另一端與立體框架相連，相鄰兩根加強(qiáng)筋13之間覆蓋有第二防水材料11，所有第二防水材料11通過環(huán)箍12抱緊安全殼環(huán)板8。

如圖3所示，遙控驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括由遙控電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的卷軸7，每塊活動(dòng)防水材料6對(duì)應(yīng)一個(gè)卷軸7。當(dāng)活動(dòng)防水材料6卷起時(shí)，其卷繞在卷軸7上。驅(qū)動(dòng)可以在每個(gè)卷軸7外部布置兩個(gè)電機(jī)或在卷軸內(nèi)部安裝一個(gè)管狀電機(jī)。使用編碼器或者限位開關(guān)對(duì)活動(dòng)防水材料的起始和終止位置進(jìn)行定位，發(fā)出信號(hào)控制電機(jī)啟動(dòng)和停止，此電機(jī)自帶內(nèi)制動(dòng)裝置。為減小橫梁2的尺寸、方便吊裝，將卷軸7放置在立體框架的下部。斜梁1內(nèi)布置有傳動(dòng)裝置（含漲緊輪、過渡輪等），密封罩14起到保護(hù)電機(jī)和密封防水的作用。在活動(dòng)防水材料6上每間隔一定距離就布置一根托桿16，托桿16的兩端分別在斜梁1內(nèi)的導(dǎo)軌中滑動(dòng)。在托桿16的兩側(cè)分別設(shè)有一對(duì)卷線器，每對(duì)卷線器包括位于卷軸7的端部且同軸設(shè)置的第一卷線器15及由第一卷線器15帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的第二卷線器19。第二卷線器19位于斜梁1與橫梁2相連接的位置處。在第一卷線器15與第二卷線器19之間連接有第一鋼絲繩17及第二鋼絲繩18，托桿16的端部與位于該端部同側(cè)的第二鋼絲繩18相連，由第一卷線器15通過第一鋼絲繩17帶動(dòng)第二卷線器19旋轉(zhuǎn)進(jìn)而牽引第二鋼絲繩18帶動(dòng)所述活動(dòng)防水材料6打開或卷起。

圖3 遙控驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

為了保證作業(yè)安全和改善安全殼內(nèi)部的施工環(huán)境，在所述斜梁1和橫梁2上設(shè)置排水槽，在斜梁1上設(shè)有避雷針、通風(fēng)、換氣、照明、檢修通道、安全欄桿等輔助設(shè)施。

4 結(jié)語

該創(chuàng)新設(shè)計(jì)突破以往的圓形桁架頂蓋連接圓柱形安全殼的固定思維模式，將臨時(shí)頂蓋的結(jié)構(gòu)平面化，簡(jiǎn)化了傳動(dòng)和布置，使防水材料的打開和關(guān)閉操作更為靈活，多處的活動(dòng)防水材料獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，提高了施工效率，減少了人工時(shí)，大大方便操作人員，保障了人員安全，改善了施工環(huán)境；同時(shí)起到能防止雨水進(jìn)入安全殼內(nèi)、不影響頂部通風(fēng)、吊裝設(shè)備時(shí)不影響吊裝作業(yè)等作用；也可安裝在較低的沒有環(huán)吊梁的其他環(huán)板上，應(yīng)用范圍更廣。

［1］ 趙鐵，沈文榮.一種核島安全殼的臨時(shí)頂蓋：中國，ZL 2012 2 0490267.X［P］.2013-03-27.

［2］ 孫志禮.機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.沈陽：東北大學(xué)出版社，2000：284-298.

［3］ 孫桓.機(jī)械原理［M］.北京：高等教育出版社，2001：490-522.