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摘要：本文通过国产张拉设备首次在核反应堆预应力工程中的实践，对国产张拉设备的应用进行了详细的介绍，并根据施工中存在的不足进行了合理改进，取得了良好的效果，给其他同类核电工程预应力张拉设备的使用提供了借鉴经验。
关键词：国产张拉设备、核预应力、首次应用、改进
中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：
1、前言：
方家山核电工程是我国自主设计、自行建造的两台装机容量为100万千瓦级核电机组的商用核电厂，采用的是技术成熟、安全有保障的压水堆型。核电反应堆厂房安全壳采用后张预应力混凝土结构，安全壳预应力钢束沿筒身和穹顶进行布置，采用后张有粘结预应力体系。安全壳预应力系统包括竖向、环向和穹顶预应力系统三部分，共计钢束541束，其中竖向钢束144束，水平钢束223束，穹顶174束。竖向钢束上端锚固在环梁顶部，顶部标高在+50.35m，下端锚固在底板廊道顶部，标高在-10.28m。环向钢束分内外两层，半径分别为19030mm，19230mm，环绕筒体一周，分别锚固在扶壁柱一、二、三、四两侧。穹顶钢束分上、中、下三层，相互交叉120°，钢束两端锚固在环梁外侧的特设部位。
2、预应力张拉设备的应用：
2.1张拉设备的组成：
方家山核反应堆预应力张拉设备主要包括张拉千斤顶和锚夹具组装件两部分。千斤顶由包括高压油泵、油表、锚固块、工具锚夹片，锚具组装件主要包括承压板、锚头、工作锚固夹片。
2.2张拉设备的验收：
张拉设备的验收主要包括预应力锚具组装件的进场验收和千斤顶的标定两方面。
2.2.1预应力锚夹具的验收：
工作锚固夹片、锚头和承压板的质量保证等级均为QA1。
整个锚具组装件应根据FIP Recommendations中的要求进行静载和动载试验。
静载试验以便测出锚具的效力系数：
——预应力筋-锚具组装件的实测极限抗拉力
——预应力筋的实际平均极限抗拉力
在荷载时，预应力筋的自由长度的总伸长率应为
动载试验不应发生锚具部件的疲劳破坏，且应满足最小疲劳强度：
疲劳强度定义为经历200万次应力幅度的循环荷载，所测试的预应力筋的破断面积不大于实验开始时其初始截面积的5%，采用37孔锚具进行试验（GB/T14370-2007中6.3.1规定“当疲劳试验机能力不够时，可以按试验结果有代表性的原则，在实际锚板上少安装预应力钢材，或用本系列中较小规格的锚具组装成试验组装件，但预应力钢材根数不应小于实际根数的1/10。”所以在做疲劳试验时选用了37孔锚具的时选择4孔进行。19孔与37孔为同一系列的不同规格，选大孔位锚具进行试验更能代表小孔位锚具）。
锚具组件应进行100%d的外观检查，硬度试验按5%进行抽检，所有部件必须予以标记确保具有可追溯性。
承压板的抗拉强度350Mpa，延伸率10%。锚板锥形镗孔应光洁无锈。夹片应无任何污染和锈斑，严禁有皱纹和裂缝。锚头、夹片出厂前应到生产厂家抽样进行静载锚固試验，抽样数量为每批抽取6套锚具，随机组装3套，每批的数量不得超过1000套，如有一个试件不合格，则判定该批锚具为不合格品。
2.2.2千斤顶的标定：
千斤顶标定的目的是通过张拉试验数据根据线性回归方程确定其内摩擦系数以便在正式施工过程中得到良好的控制。2010年9月，我们自主进行了千斤顶内阻力摩擦系数的实验，成功的标定了将被用于方家山预应力工程中的千斤顶。
千斤顶的固定及配套设备的安装：千斤顶的标定应按照施工时的状态进行模拟固定安装，钢绞线逐根穿到锚固块的对应的孔位中，两端伸出承压板外1.5米以上。钢绞线的两端安装张拉千斤顶的定位附件并将其推到与锚固块贴合。在两台千斤顶的张拉供油管路与油压缸的接头处，各安装一套三通接头和精密油压表，正确接通两端千斤顶与张拉油泵的供油和回油管路。开动被动端（B端）高压油泵，使被动端千斤顶的油缸伸出1/3行程（约70mm），将千斤顶前端与支承环和承压板紧贴，关闭被动端千斤顶油泵回路。将主动端（A端）的千斤顶安装到位，张拉安装定位附件进入前端空腔，千斤顶前端与支承环及承压板相贴合。检查各组件、测量仪表安装符合要求，安全防护符合要求。
千斤顶及高压油泵的无渗漏试验：该试验必须在满负荷状态下持续3分钟无渗漏（持荷时油压下降小于2%）。
操作主动端千斤顶的油泵，使张拉油压升到50bar时暂停，检查两端千斤顶的安装定位和工作情况，如无异常，放松两端千斤顶的起重葫芦。继续将千斤顶主动端的油压缓慢升到超过最高张拉油压的50bar整数，检查两端的千斤顶和油泵有无漏油及异常，再将主动端的油压缓慢回落到50bar时暂停，拉紧两端千斤顶的起升葫芦，再将主动端的油压回落到30bar。如果在最高油压时有漏油或异常，应将油压回到零位，待修复后重新进行这一步骤。
千斤顶的测试：检查被动端千斤顶油缸的伸出长度在1/3行程处，将主动端千斤顶的张拉油压缓慢升到50bar（不要超过后回落到50bar，油压以千斤顶上的精密油压表为准），然后查看被动端千斤顶的张拉缸油压（该数值中应减去或加上这两块油压表标定时的压差），记录两端的对应读数。以每50bar为一级，每次先操作主动端张拉油压到指定值，然后查看被动端千斤顶的张拉缸油压，记录两端的对应读数。直至测试到所需对最高压力一档。操作主动端千斤顶张拉缸的油压缓慢回落到50bar,拉紧两端千斤顶的起重葫芦，然后将油缸压力回到零位，进一步操作使千斤顶油缸全部回缩到前端，工具锚夹片松开。操作被动端千斤顶的油缸分别伸出2/3行程（约140mm）和3/3行程（约210mm）,使千斤顶前端处于正确位置。按照1/3行程的步骤进行被动端千斤顶油缸伸出2/3和3/3状况下的各级数据检测及记录对被动端千斤顶的摩阻系数做出判定。
当被动端完成3个行程的测定后进行主动端千斤顶的精密油压表与被动端千斤顶的精密油压表相互交换位置，并将两台千斤顶在张拉测试中所起的作用也相互交换。按照以上检测步骤要求进行操作，可完成这两台千斤顶的现场测试。
2.3张拉设备在施工中应注意的事项
现场施工时千斤顶的工作原理与标定时的一个行程的工作原理相同，即首先确定千斤顶及高压油泵无渗漏，将油压缓慢升到50bar记录两端的对应读数，后续以每50bar为一级，每次先操作主动端张拉油压到指定值，然后查看被动端千斤顶的张拉缸油压，记录两端的对应读数。直至测试到所需对最高压力一档。
千斤顶的标定期限一般不宜超过半年，如有异常时，应对设备重新进行标定。
由于张拉设备的锚固板的尺寸改变，设计给出的是最大张拉力，但在张拉过程中油压表的度数为Bar，所以针对不同型号的千斤顶在张拉前应及时进行换算。
千斤顶升压时应观察有无漏油和千斤顶位置是否偏斜，必要时应回油调整，进油升压必须徐缓、均匀、平稳，回油降压时应缓慢松开回油阀，并使各油缸回程到底。
3、结束语：
核反应堆安全壳预应力张拉施工为核电站重要的特殊施工工艺，张拉质量的好坏直接影响到核电站在出现事故情况下最后一道屏障的有效性。国产张拉设备在方家山核电站预应力工程中首次应用取得了巨大成功，并且通过应用和改进为我国同类核电站的建造积累了丰富的经验。相信随着设备加工制作技术的进步和研制，核电站完全自主化指日可待，我国的核电发展前景一片光明。
引用书籍：
（1）FIP Recommendations《Recommendations for the acceptance of posttensiong systems》June，1993.
（2）《预应力筋锚具，夹具和连接器应用技术规程》GB/T14370-2007
关键词：国产张拉设备、核预应力、首次应用、改进
中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：
1、前言：
方家山核电工程是我国自主设计、自行建造的两台装机容量为100万千瓦级核电机组的商用核电厂，采用的是技术成熟、安全有保障的压水堆型。核电反应堆厂房安全壳采用后张预应力混凝土结构，安全壳预应力钢束沿筒身和穹顶进行布置，采用后张有粘结预应力体系。安全壳预应力系统包括竖向、环向和穹顶预应力系统三部分，共计钢束541束，其中竖向钢束144束，水平钢束223束，穹顶174束。竖向钢束上端锚固在环梁顶部，顶部标高在+50.35m，下端锚固在底板廊道顶部，标高在-10.28m。环向钢束分内外两层，半径分别为19030mm，19230mm，环绕筒体一周，分别锚固在扶壁柱一、二、三、四两侧。穹顶钢束分上、中、下三层，相互交叉120°，钢束两端锚固在环梁外侧的特设部位。
2、预应力张拉设备的应用：
2.1张拉设备的组成：
方家山核反应堆预应力张拉设备主要包括张拉千斤顶和锚夹具组装件两部分。千斤顶由包括高压油泵、油表、锚固块、工具锚夹片，锚具组装件主要包括承压板、锚头、工作锚固夹片。
2.2张拉设备的验收：
张拉设备的验收主要包括预应力锚具组装件的进场验收和千斤顶的标定两方面。
2.2.1预应力锚夹具的验收：
工作锚固夹片、锚头和承压板的质量保证等级均为QA1。
整个锚具组装件应根据FIP Recommendations中的要求进行静载和动载试验。
静载试验以便测出锚具的效力系数：
——预应力筋-锚具组装件的实测极限抗拉力
——预应力筋的实际平均极限抗拉力
在荷载时，预应力筋的自由长度的总伸长率应为
动载试验不应发生锚具部件的疲劳破坏，且应满足最小疲劳强度：
疲劳强度定义为经历200万次应力幅度的循环荷载，所测试的预应力筋的破断面积不大于实验开始时其初始截面积的5%，采用37孔锚具进行试验（GB/T14370-2007中6.3.1规定“当疲劳试验机能力不够时，可以按试验结果有代表性的原则，在实际锚板上少安装预应力钢材，或用本系列中较小规格的锚具组装成试验组装件，但预应力钢材根数不应小于实际根数的1/10。”所以在做疲劳试验时选用了37孔锚具的时选择4孔进行。19孔与37孔为同一系列的不同规格，选大孔位锚具进行试验更能代表小孔位锚具）。
锚具组件应进行100%d的外观检查，硬度试验按5%进行抽检，所有部件必须予以标记确保具有可追溯性。
承压板的抗拉强度350Mpa，延伸率10%。锚板锥形镗孔应光洁无锈。夹片应无任何污染和锈斑，严禁有皱纹和裂缝。锚头、夹片出厂前应到生产厂家抽样进行静载锚固試验，抽样数量为每批抽取6套锚具，随机组装3套，每批的数量不得超过1000套，如有一个试件不合格，则判定该批锚具为不合格品。
2.2.2千斤顶的标定：
千斤顶标定的目的是通过张拉试验数据根据线性回归方程确定其内摩擦系数以便在正式施工过程中得到良好的控制。2010年9月，我们自主进行了千斤顶内阻力摩擦系数的实验，成功的标定了将被用于方家山预应力工程中的千斤顶。
千斤顶的固定及配套设备的安装：千斤顶的标定应按照施工时的状态进行模拟固定安装，钢绞线逐根穿到锚固块的对应的孔位中，两端伸出承压板外1.5米以上。钢绞线的两端安装张拉千斤顶的定位附件并将其推到与锚固块贴合。在两台千斤顶的张拉供油管路与油压缸的接头处，各安装一套三通接头和精密油压表，正确接通两端千斤顶与张拉油泵的供油和回油管路。开动被动端（B端）高压油泵，使被动端千斤顶的油缸伸出1/3行程（约70mm），将千斤顶前端与支承环和承压板紧贴，关闭被动端千斤顶油泵回路。将主动端（A端）的千斤顶安装到位，张拉安装定位附件进入前端空腔，千斤顶前端与支承环及承压板相贴合。检查各组件、测量仪表安装符合要求，安全防护符合要求。
千斤顶及高压油泵的无渗漏试验：该试验必须在满负荷状态下持续3分钟无渗漏（持荷时油压下降小于2%）。
操作主动端千斤顶的油泵，使张拉油压升到50bar时暂停，检查两端千斤顶的安装定位和工作情况，如无异常，放松两端千斤顶的起重葫芦。继续将千斤顶主动端的油压缓慢升到超过最高张拉油压的50bar整数，检查两端的千斤顶和油泵有无漏油及异常，再将主动端的油压缓慢回落到50bar时暂停，拉紧两端千斤顶的起升葫芦，再将主动端的油压回落到30bar。如果在最高油压时有漏油或异常，应将油压回到零位，待修复后重新进行这一步骤。
千斤顶的测试：检查被动端千斤顶油缸的伸出长度在1/3行程处，将主动端千斤顶的张拉油压缓慢升到50bar（不要超过后回落到50bar，油压以千斤顶上的精密油压表为准），然后查看被动端千斤顶的张拉缸油压（该数值中应减去或加上这两块油压表标定时的压差），记录两端的对应读数。以每50bar为一级，每次先操作主动端张拉油压到指定值，然后查看被动端千斤顶的张拉缸油压，记录两端的对应读数。直至测试到所需对最高压力一档。操作主动端千斤顶张拉缸的油压缓慢回落到50bar,拉紧两端千斤顶的起重葫芦，然后将油缸压力回到零位，进一步操作使千斤顶油缸全部回缩到前端，工具锚夹片松开。操作被动端千斤顶的油缸分别伸出2/3行程（约140mm）和3/3行程（约210mm）,使千斤顶前端处于正确位置。按照1/3行程的步骤进行被动端千斤顶油缸伸出2/3和3/3状况下的各级数据检测及记录对被动端千斤顶的摩阻系数做出判定。
当被动端完成3个行程的测定后进行主动端千斤顶的精密油压表与被动端千斤顶的精密油压表相互交换位置，并将两台千斤顶在张拉测试中所起的作用也相互交换。按照以上检测步骤要求进行操作，可完成这两台千斤顶的现场测试。
2.3张拉设备在施工中应注意的事项
现场施工时千斤顶的工作原理与标定时的一个行程的工作原理相同，即首先确定千斤顶及高压油泵无渗漏，将油压缓慢升到50bar记录两端的对应读数，后续以每50bar为一级，每次先操作主动端张拉油压到指定值，然后查看被动端千斤顶的张拉缸油压，记录两端的对应读数。直至测试到所需对最高压力一档。
千斤顶的标定期限一般不宜超过半年，如有异常时，应对设备重新进行标定。
由于张拉设备的锚固板的尺寸改变，设计给出的是最大张拉力，但在张拉过程中油压表的度数为Bar，所以针对不同型号的千斤顶在张拉前应及时进行换算。
千斤顶升压时应观察有无漏油和千斤顶位置是否偏斜，必要时应回油调整，进油升压必须徐缓、均匀、平稳，回油降压时应缓慢松开回油阀，并使各油缸回程到底。
3、结束语：
核反应堆安全壳预应力张拉施工为核电站重要的特殊施工工艺，张拉质量的好坏直接影响到核电站在出现事故情况下最后一道屏障的有效性。国产张拉设备在方家山核电站预应力工程中首次应用取得了巨大成功，并且通过应用和改进为我国同类核电站的建造积累了丰富的经验。相信随着设备加工制作技术的进步和研制，核电站完全自主化指日可待，我国的核电发展前景一片光明。
引用书籍：
（1）FIP Recommendations《Recommendations for the acceptance of posttensiong systems》June，1993.
（2）《预应力筋锚具，夹具和连接器应用技术规程》GB/T14370-2007