AP1000叠合式穹顶组拼工艺技术领域
本发明属于核电建筑施工技术领域，具体涉及一种AP1000叠合式穹顶组拼
工艺。
背景技术
AP1000核电技术是目前全球核电市场中最安全、最先进的商业核电技术，
同时也是中国第三代核电自主技术。AP1000钢穹顶由穹顶本体、上部环形楼梯
/升降平台、非能动安全壳冷却系统阀门间构筑物、防护板/金属丝网/扩散器入口
模块四部分拼装成一个整体，工程量约746.6T。钢穹顶作为非能动系统的重要
组成部分，与CVTH形成叠合式结构，其也是作为核电堆型中防止大飞机撞击
的载体，这些技术都是其它核电堆型所不具备的。穹顶构件繁多，结构复杂，
合理的组拼工艺是整个工程进度和工程质量的保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种AP1000叠合式穹顶组拼工艺，以保证AP1000
核电钢穹顶的顺利拼装，提高穹顶的拼装精度、施工进度和经济效益。
本发明所采取的技术方案为：
一种AP1000叠合式穹顶组拼工艺，AP1000叠合式穹顶采用模块化施工工
艺，在加工车间将穹顶构件预制成为单体结构，运输至现场进行整体拼装，最
后采用整体吊装的方式完成施工作业；现场拼装时，首先吊装环梁单体，此后
对称吊装16榀径向梁单体，然后安装32榀水平连接梁，调整到位后即可启动
焊接作业，待8榀径向梁单体就位后，即可安装环梁，然后进行覆面板15的吊
装和组焊；在环梁单体、径向梁单体和水平连接梁均就位并形成稳固结构之后，
另行引入上部环形楼梯&升降平台、非能动安全壳冷却系统阀门间构筑物、防护
板&金属丝网&扩散器入口模块；防护板&金属丝网&扩散器入口模块构件由环
梁上口空间引入，上部环形楼梯&升降平台和非能动安全壳冷却系统阀门间构筑
物通过穹顶本体径向梁单体或者覆面板的预留空间引入。
该工艺的具体步骤包括：环梁单体模块拼装完成之后，整体吊装至拼装胎
架上；环梁单体由环梁和加强梁、十字梁组成，环梁分3段预制出厂，现场组
装；加强梁、十字梁车间预制后散件出厂，现场组装；环梁单体组装流程：环
梁拼接焊缝组对、点焊——加强梁、十字梁、格栅支撑的临时螺栓连接——环
梁拼接缝焊接——高强螺栓紧固——锚固钉补焊——现场补漆；三段环梁及中
间的加强梁和十字梁先在地面上拼成一个整体，然后整体吊装到胎架上；拼装
时使用个混凝土基础作为环梁的拼装胎架，基础为穹顶整体拼装用的外围32个
混凝土支墩；环梁单体的吊装使用汽车吊。
该工艺的具体步骤包括：依据环梁单体就位情况已经定位情况，径向梁单体
整体吊装至拼装胎架上；径向梁单体共16榀，包括径向梁、环次梁、背肋槽钢、
覆面板；单体吊装就位时需对称周向放置，径向梁单体的吊装可使用合适吨位
的汽车吊或者履带吊。
该工艺的具体步骤包括：依据环梁单体和径向梁单体的就位情况，安装水
平连接梁完成两大单体模块的连接；水平连接梁施工流程：水平连接梁端缘打
磨——水平连接梁安装就位——水平连接梁与环梁和径向梁焊接——无损检测
——加强板焊接——无损检测——补漆；
打磨：先对现场环梁单体与径向梁单体之间的距离进行实测，然后根据实
测数据对水平连接梁的两端进行切割打磨处理，现场调平后再进行焊接；
安装：水平连接梁的安装使用塔吊或者汽车吊，吊索具为合适吨位的吊装
带和卸扣；
焊接：该过程中的焊缝均为全熔透焊缝；上下翼缘开单边V型坡口，腹板
开K型坡口，焊接前，先在水平连接梁两端上下翼缘板外侧点焊筋板，防止产
生焊接变形；焊前电加热预热，达到预热温度后，首先由2名焊工依次对水平
连接梁两端4条翼缘板对接焊缝，进行对角线打底，然后再交错进行填充盖面，
盖面完成后在焊缝背面进行清根，并补焊清根焊缝；
4条翼缘板对接焊缝消氢处理后由2名焊工焊接水平连接梁两端腹板，首先
对K型坡口进行打底焊接，打底后在焊缝另一侧清根，清根后在清根侧焊接至
对面等厚，然后在K型坡口两侧进行交替焊接至盖面完成，盖面完成后立即采
用电加热进行消氢处理；
无损检测：消氢处理后，把水平连接梁和径向梁腹板连接部分焊缝磨平，
并根据设计要求做相关的检测：100％目视检测+100％磁粉检测/液体渗透检测
+100％超声波检测；
水平连接梁与径向梁单体焊接完成后，将焊缝表面打磨至与H型钢平齐，
按照NDE要求进行检测，然后再进行加劲板的焊接；
两榀径向梁单体之间的连接件有环次梁和3块钢覆面板；径向梁单体调整
就位好之后即可安装连接件，施工顺序为：环次梁就位——环次梁焊接——无
损委托——周向面板就位——临时螺栓连接——端部槽钢焊接——连接周向面
板焊接——无损委托——高强螺栓紧固；
环次梁拼装时，采用双夹板定位；
环次梁和覆面板使用汽车吊或者1#塔吊均可。
该工艺的具体步骤包括：拆除胎架上层结构，组装防护板&金属丝网&扩散
器入口模块拼装平台；拆除胎架时，先拆外圈钢柱之间的横梁和型钢斜撑，后
拆内外圈钢柱之间的斜撑，然后拆除外圈钢柱的上半段，然后拆除内圈钢柱之
间的横梁和型钢斜撑，最后拆除内圈钢柱的上半段；待所有构件拆除完毕之后，
在内外圈钢柱的下半段上安装牛腿，并依次安装两圈环梁，形成防护板&金属丝
网&扩散器入口模块的拼装平台。
该工艺的具体步骤包括：穹顶本体拼装完成之后，完成防护板&金属丝网&
扩散器入口模块的引入和安装工作；防护板&金属丝网&扩散器入口模块的单
体由穹顶环梁单体上方空间引入，引入工机具为倒链和吊装带；引入顺序为外
部八角单体——内部可移动钢板——钢柱——钢柱间的斜撑。
该工艺的具体步骤包括：穹顶本体拼装完成之后，同时完成上部环形楼梯&
升降平台和非能动安全壳冷却系统阀门间构筑物的引入和安装工作；上部环形
楼梯&升降平台和非能动安全壳冷却系统阀门间构筑物的引入选择单体引入或
散件引入；若为单体引入，需预留最后一榀径向梁单体；若散件引入，需预留
最后一榀面板；无论引入的方式是散件还是单体，引入工机具均为合适吨位的
吊装带和倒链。
本发明所取得的有益效果为：
本发明针对穹顶的拼装顺序进行优化设计，在确保安全文明施工的前提下，
最大程度的提高工程进度和效益。通过对穹顶钢结构拼装顺序的精心策划和不
断优化，有效保证了施工质量和进度及现场施工秩序：穹顶本体、上部环形楼
梯/升降平台、非能动安全壳冷却系统阀门间构筑物及防护板/金属丝网/扩散器入
口模块均采取模块化拼装理念，大大减少了后续的安装作业及作业难度；拼装
过程中采取对称方式，使得整个结构受力均匀，稳固美观，变形控制精确；穹
顶组拼作业采取模块化施工理念，形成了平行施工和流水作业，极大的提高了
整个工程的进度。穹顶组拼工艺的顺利实施有效的促进了公司的科技进步。
附图说明
图1为本发明所述AP1000叠合式穹顶组拼工艺流程图；
图2为穹顶环梁单体就位图；
图3为穹顶径向梁单体就位图；
图4为穹顶水平连接梁就位图；
图5为防护板&金属丝网&扩散器入口模块拼装平台示意图；
图6为防护板&金属丝网&扩散器入口模块就位图；
图7为上部环形楼梯&升降平台和非能动安全壳冷却系统阀门间构筑物就
位图；
图8为环梁单体拼装图；
图9(a)为径向梁组成图；
图9(b)为图9(a)的A-A视图；
图10为径向梁单体拼装图；
图11(a)为水平连接梁焊接图；
图11(b)为图11(a)的B-B视图；
图12(a)为面板工装图；
图12(b)为图12(a)的C-C视图；
图中：1、胎架钢柱支撑；2、环梁单体；3、径向梁单体；4、水平连接梁；
5、防护板&金属丝网&扩散器入口模块；6、上部环形楼梯&升降平台；7、非能
动安全壳冷却系统阀门间构筑物；8、环梁；9、加强梁；10、十字梁；11、混
凝土基础；12、径向梁；13、环次梁；14、背肋槽钢；15、覆面板；16、连接
角钢；17、加劲板；18、角钢支撑。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
AP1000叠合式穹顶采用模块化施工工艺，在加工车间将穹顶构件预制成为
单体结构，运输至现场进行整体拼装，最后采用整体吊装的方式完成施工作业。
现场拼装时，首先吊装环梁单体2，此后对称吊装16榀径向梁单体3，然后安
装32榀水平连接梁4，调整到位后即可启动焊接作业，待8榀径向梁单体3就
位后，即可安装环梁8，然后进行覆面板15的吊装和组焊。
在环梁单体2、径向梁单体3和水平连接梁4均就位并形成稳固结构之后，
另行引入上部环形楼梯&升降平台6、非能动安全壳冷却系统阀门间构筑物7、
防护板&金属丝网&扩散器入口模块5。附属模块的安装也采用模块化模式，分
块分单元引入拼装，减少现场作业工作量。其中，防护板&金属丝网&扩散器入
口模块5构件由环梁上口空间引入，上部环形楼梯&升降平台6和非能动安全壳
冷却系统阀门间构筑物7构件可通过穹顶本体径向梁单体3或者覆面板15的预
留空间引入。
如图1所示，本发明所述AP1000叠合式穹顶组拼工艺包括如下步骤：
第一步：如图2所示，环梁单体2模块拼装完成之后，整体吊装至拼装胎
架上；
环梁单体2由环梁8和加强梁9、十字梁10组成，环梁8分3段预制出厂，
现场组装；加强梁9、十字梁10车间预制后散件出厂，现场组装。
环梁单体2组装流程：环梁8拼接焊缝组对、点焊——加强梁9、十字梁
10、格栅支撑的临时螺栓连接——环梁8拼接缝焊接——高强螺栓紧固——锚
固钉补焊——现场补漆。
三段环梁8及中间的加强梁9和十字梁10先在地面上拼成一个整体，然后
整体吊装到胎架上。拼装时使用12个混凝土基础11作为环梁8的拼装胎架，
基础布置和基础外形如图8所示，基础为穹顶整体拼装用的外围32个混凝土支
墩。环梁单体2的吊装使用汽车吊。
第二步：如图3所示，依据环梁单体2就位情况已经定位情况，径向梁单
体3整体吊装至拼装胎架上；
径向梁单体3共16榀，包括径向梁12(W36*395)，环次梁13(W36*135)，
背肋槽钢14(MC8*20)，覆面板15(PL1/2″)，槽钢连接板，连接角钢等组成。
单体吊装就位时需对称周向放置，如图10所示。径向梁单体3的吊装可使
用合适吨位的汽车吊或者履带吊。
第三步：如图4所示，依据环梁单体2和径向梁单体3的就位情况，安装
水平连接梁4完成两大单体模块的连接；
水平连接梁4施工流程：水平连接梁4端缘打磨——水平连接梁4安装就
位——水平连接梁4与环梁8和径向梁12焊接——无损检测——加强板焊接
——无损检测——补漆。
打磨：先对现场环梁单体2与径向梁单体3之间的距离进行实测，然后根
据实测数据对水平连接梁4的两端进行切割打磨处理，现场调平后再进行焊接。
安装：水平连接梁4的安装可使用塔吊或者汽车吊，吊索具为合适吨位的
吊装带和卸扣。
焊接：该过程中的焊缝均为全熔透焊缝。上下翼缘开单边V型坡口，腹板
开K型坡口，焊接前，先在水平连接梁4两端上下翼缘板外侧点焊筋板，防止
产生焊接变形。焊前电加热预热，达到预热温度后，首先由2名焊工依次对水
平连接梁两端4条翼缘板对接焊缝，进行对角线打底，然后再交错进行填充盖
面，盖面完成后在焊缝背面进行清根，并补焊清根焊缝。
4条翼缘板对接焊缝消氢处理后由2名焊工焊接水平连接梁4两端腹板，首
先对K型坡口进行打底焊接，打底后在焊缝另一侧清根，清根后在清根侧焊接
至对面等厚，然后在K型坡口两侧进行交替焊接至盖面完成，盖面完成后立即
采用电加热进行消氢处理，消氢处理参数同上。
无损检测：消氢处理后，把水平连接梁4和径向梁腹板连接部分焊缝磨平，
并根据设计要求做相关的检测：100％目视检测+100％磁粉检测/液体渗透检测
+100％超声波检测。
水平连接梁4与径向梁单体3焊接完成后，将焊缝表面打磨至与H型钢平
齐，按照NDE要求进行检测，然后再进行加劲板17的焊接。
两榀径向梁单体3之间的连接件有环次梁13(W36*135)和3块钢覆面板
15(带有背肋MC8*20)。径向梁单体3调整就位好之后即可安装连接件，施工
顺序为：环次梁13就位——环次梁13焊接——无损委托——周向面板就位——
临时螺栓连接——端部槽钢焊接——连接周向面板焊接——无损委托——高强
螺栓紧固。
环次梁13拼装时，为保证次梁的正确放置，拼装时采用双夹板定位。
两块较大的面板就位之前，在面板上表面点焊3根支撑角钢18，作为悬挂
面板的支撑，同时也作为焊接防变形的工装。
环次梁13和覆面板15使用汽车吊或者1#塔吊均可。
第四步：如图5所示，拆除胎架上层结构，组装防护板&金属丝网&扩散器
入口模块5拼装平台；
拆除胎架时，先拆外圈钢柱之间的横梁和型钢斜撑，后拆内外圈钢柱之间
的斜撑，然后拆除外圈钢柱的上半段，然后拆除内圈钢柱之间的横梁和型钢斜
撑，最后拆除内圈钢柱的上半段。待所有构件拆除完毕之后，在内外圈钢柱的
下半段上安装牛腿，并依次安装两圈环梁，从而形成防护板&金属丝网&扩散器
入口模块5的拼装平台。
第五步：如图6所示，穹顶本体拼装完成之后，完成防护板&金属丝网&扩
散器入口模块5的引入和安装工作；
防护板&金属丝网&扩散器入口模块5的单体由穹顶环梁单体2上方空间引
入，引入工机具为倒链和吊装带。引入顺序为外部八角单体——内部可移动钢
板——钢柱——钢柱间的斜撑。
第六步：如图7所示，穹顶本体拼装完成之后，同时完成上部环形楼梯&升
降平台6和非能动安全壳冷却系统阀门间构筑物7的引入和安装工作；
上部环形楼梯&升降平台6和非能动安全壳冷却系统阀门间构筑物7的引
入可根据现场实际施工进度选择单体引入还是散件引入。若为单体引入，需预
留最后一榀径向梁单体；若散件引入，需预留最后一榀面板。无论引入的方式
是散件还是单体，引入工机具均为合适吨位的吊装带和倒链。