摘要：弹簧隔振器作为动力装置与基础之间的隔振设备，应用广泛，具有代表性的CPR1000型1000MW核电汽轮发电机组，大多采用半速机，汽机基础通常设计为弹性基础，弹簧隔振器作为隔振设备必不可少。本文主要从CPR1000汽轮发电机基础弹簧隔振器安装过程中需重点关注的几个技术问题入手，分析安装过程中需达到的各项技术指标，并利用工程实例展示安装过程，共同探讨核电汽轮发电机基础弹簧隔振器的安装及技术推广。
关键词：汽轮发电机；弹性基础；弹簧隔振器；预压缩
一、概述
阳江核电1号机组常规岛汽轮发电机采用SIEMENS机型，汽机基础由SIEMENS/上海电气设计，基础结构形式为筏板基础+框架结构，其中，柱截面尺寸为1m*2m/1m*2.3m，在柱顶+11.57m/12.07m处设计有76组GP型弹簧隔振器，用于支撑汽机平台运转层——含钢筋混凝土结构（约1700m3混凝土）及汽轮机、发电机、励磁机等大型设备，该批弹簧隔振器由隔而固（青岛）振动控制有限公司供货，现场土建承包商负责安装。
二、弹簧安装的一般方法
弹簧隔振器指设备和支承结构之间的弹性元件，该弹性元件可以减少从该设备向支承结构传递的振动或冲击力，本文中弹簧隔振器指CPR1000汽轮发电机组GP、TK等型号弹簧隔振器。
弹簧隔振器在出厂时需进行预压缩，预压缩量一般为工作状态（即额定荷载）的120%，因此，弹簧隔振器在土建、安装各项施工活动中（包括汽机平台大体积砼浇筑及设备安装）均可视为刚性支撑。
弹簧隔振器在安装过程中需要使用调整垫片（镀锌钢板），厚度一般分3mm、2mm、1mm、0.5mm四种，每组弹簧隔振器顶部至少放置1块0.5mm的垫片，用于后期释放时调整。
CPR1000型汽轮发电机组弹簧隔振器一般采用无间隙安装方法，即弹簧隔振器（含垫片）的上表面与汽机平台底面之间的间隙为零。详见图示。
节点B
注：①：弹簧隔振器；②：预埋盖板；③：防滑垫片；④：弹簧隔振器顶部垫片，由防滑垫片+调整垫片组成；⑤：调整垫片；⑥：脚手架及汽机平台底模；⑦：预埋钢框架+调整木方；⑧：预埋铁件，用于支撑预埋钢框架。
图中，每组弹簧隔振器底部只需放置一块防滑垫片，顶部需将防滑垫片一分为二，放置在弹簧隔振器顶部与预埋盖板的直接接触面，即防滑垫片包裹住弹簧隔振器顶部的调整垫片（节点A所示）。
节点B中，由于预埋铁件及钢框架组成的支撑体系⑦为刚性，沉降可视为零，同时，脚手架及汽机平台底模组成的支撑体系⑥存在一定量的沉降，故在施工过程中，其标高存在的△h的差值，该值一般由现场荷载试验及理论计算得出。
三、弹簧安装技术指标与分析
弹簧隔振器就位前现场需满足的最主要的技术指标有柱头标高、平整度的处理及预埋钢框架+调整木方的预埋和调整，相应技术指标要求如下：
柱头标高：±5mm，即各柱头绝对标高与设计标高的允许偏差为±5mm。
柱头平整度：1mm/1m，即各柱头用靠尺、塞尺检查，其平整度误差在1mm/1m以内。
弹簧隔振器的底面尺寸一般在570*630左右，因此，在弹簧隔振器就位的柱头的平面尺寸以内，其平整度必须满足误差在1mm/1m以内的要求；需特别说明的是，各柱头可能设计有多组弹簧隔振器，在定位放线完成后，每组弹簧隔振器所在的柱头区域均需满足该要求，但是：各组弹簧隔振器的底面平均标高可以存在一定差值，其可在施工过程中用调整垫片进行补偿调整。
预埋盖板标高：±3mm，指整个汽机平台所有预埋盖板的底标高与设计标高的允许偏差为±3mm。
预埋盖板平整度：3mm/2m，一个柱头只有一块预埋盖板，而一块预埋盖板可能覆盖多组弹簧隔振器，为保证弹簧隔振器均匀承受荷载，最大化满足设计要求，因此预埋盖板底面平整度误差要求为3mm/2m，一般情况下，预埋盖板尺寸在1.2m*2.5m以上。
垫片调整高度：±0.5mm，调整垫片的最小厚度为0.5mm，因此调整垫片厚度的计算及组合的误差精度为±0.5mm。
四、弹簧安装质量过程控制
1.安装逻辑关系
弹簧隔振器安装前施工逻辑关系：
弹簧隔振器安装前，现场需具备一系列条件，即上述提到的各项技术指标，从弹簧安装前施工逻辑关系具体分析（详见下图），其中关键施工工序有三：
①：柱头施工及处理，满足标高及平整度控制要求，该施工工序最为重要。
②：汽机平台底模安装、调整完成，该施工工序的主要目的在于为弹簧安装提供作业面；同时，汽机平台脚手架的搭设及承载试验（△h的实现）作为紧前工作，为汽机平台底模铺设的标高控制提供了依据。
③：钢框架的制作以及调整木方的标高、平整度调整，该施工工序的主要目的在于满足弹簧隔振器预埋盖板的绝对标高及平整度要求，钢框架的制作与柱头施工逻辑关系密切，需提前在柱头预埋铁件与钢框架焊接，以满足承载荷载范围内的汽机平台的荷载。
弹簧安装施工工序：
弹簧安装主要施工工序为：弹簧隔振器检查→柱顶面标高、平整度检查→弹簧隔振器定位放线→柱头标高测量并记录→放置防滑垫片→安装弹簧隔振器→隔振器顶部标高、调整木方标高测量→放置调整垫片及防滑垫片→隔振器保护→预埋盖板就位→汽机平台结构施工。
2.质量过程控制要点
1)预压高度的检查
在弹簧隔振器到货及安装就位前，需对弹簧隔振器进行开箱检查，并逐一核对其预压高度是否满足设计要求或1.2倍的压缩量（正常工作状态时）。整个开箱过程需供货厂家、业主及现场施工单位共同参与，如在开箱过程中发现预压高度存在异常情况或弹簧隔振器表观质量存在缺陷，需及时与厂家进行沟通、澄清，并形成书面记录。
2)柱头标高、平整度控制
柱头标高、平整度的允许误差超出了混凝土施工规范的相关标准，误差控制要求较为严格，因此需对柱头施工的各项施工工序严格把关。通常来讲，由于其平整度的误差控制标准较高，建议采取二次灌浆的施工方法进行控制，但砼一次浇筑成型的施工方法也可以满足。
如采取二次灌浆，需在浇筑砼过程中，预留50~80mm的二次灌浆空间，即砼浇筑的标高值较设计值低50~80mm，在二次灌浆施工前，需在柱头增加一层加强钢筋（Φ14@150），同时在柱边模板顶部增加角钢框用于找平，其角钢框安装的平整度要求控制在1mm/1m以内。二次灌浆的施工方法可以充分发挥灌浆料（如Sika灌浆料）的无收缩、自流平的特性，能较好的满足柱头标高、平整度的要求。
如采用砼浇筑一次成型的方法，施工较二次灌浆难度较大，但其标高、平整度控制原理基本相同，除需安装角钢框用于砼浇筑时的柱头找平以外，还需对柱头全高进行加固，以防止在砼浇筑过程中因受到较大冲击力而倾斜、移位。
为使柱头标高、平整度满足弹簧隔振器安装的要求，需在柱头施工、养护完成后及时定位放线，并使用靠尺、塞尺等检测仪器逐个检查每组弹簧隔振器位置的标高、平整度是否满足要求，如存在不合格，需进一步打磨，直至检验合格。
预埋盖板的支撑
预埋盖板的支撑系统是独立设计并在现场加工、制作的，由柱头预埋铁件（提前埋设）、钢框架、调整木方组成。钢框架因需承受柱头范围内汽机平台传递的荷载，汽机平台大梁较大，梁高通常为3m~4m左右，因此钢框架承受的这部分荷载也较大，故钢框架的支撑、受力，与预埋铁件的连接、抗剪承受能力等均需经过力学计算，现场一般采用间距800设置Ι20以上的工字钢，并在节点处用满焊的方式以增加其抗剪强度。
3)预埋盖板底面平整度的控制
预埋钢框架及调整木方的设置是预埋盖板标高与平整度误差控制的关键，与汽机平台底模铺设标高需考虑沉降量不同，由于预埋盖板的支撑系统是独立的，且不产生沉降或可忽略不计，因此在木方的安装、调整过程中，其顶标高可直接参考汽机平台底模的设计标高；同时为保证其平整度，现场一般采用电刨进行刨削，以达到所需平整度，同样，调整木方也需用水准仪进行标高测量并形成记录文件，测点一般每个柱头设置6个点。
4)调整垫片的计算方法
调整垫片直接补充弹簧隔振器顶部与预埋盖板之间的间隙，是弹簧安装质量好坏的关键，其准确性直接影响到后续弹簧隔振器能否成功释放及运转时的安全问题。
五、工程实例
阳江核电厂1号机组为CPR1000 1000MW机组，在该汽轮发电机基础+11.57m/12.07m处设计有76组GP型弹簧隔振器，该批弹簧隔振器由隔而固（青岛）振动控制有限公司供货，并由厂家技术人员指导现场安装施工。
依据弹簧隔振器安装逻辑关系，从柱头施工到弹簧隔振器安装就位，厂家技术人员、工程公司及施工单位技术、QC人员对弹簧安装的各个环节进行了全面的质量过程控制。
在弹簧隔振器的安装过程中，为清晰描述、记录各组弹簧就位过程中的每个细节，准确的对每组弹簧隔振器进行定位，同时计算出调整垫片的厚度及实际放置数量，设计出了专门用于弹簧安装质量过程控制的记录文件。
参考文献
[1]张小涛，《弹簧隔振基础安装中一些技术问题》，北京，《施工技术》，2005年3月，336期82-83页.
[2]尹学军，《利用弹簧隔振器快速调平电动给水泵组》，《电力建设》2003 年8 期41-42页.
论文作者:魏兴兵,何赐恩
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/9
标签：弹簧论文; 标高论文; 柱头论文; 隔振论文; 垫片论文; 汽机论文; 盖板论文; 《基层建设》2017年第11期论文;