EJ 487-1989 三十万于瓦压水堆核电厂.预应力混凝上安全壳的设计和施工规定.pdf
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1、中华人民共和国核工业标准三十万千瓦压水堆核电厂EJ 487-89 预应力混凝土安全壳的设计和施工规定1 主题内容与适用范围本标准规定了三十万千瓦压水堆核电厂预应力混凝土安全壳结构的设计和施工的具体方法相详细要求。本书J准适用于三十万千瓦压水堆核电厂的后张法预应力泯凝土安全壳结构的设计和施工。其他功率的压水堆核电厂也可参照使用。2 I用标准T J io 钢筋说凝土结构设计规范TJ 17 钢结构设计规范GBJ 204 钢筋混凝t工程施工及验收规范OBJ 81 普通棍凝土力学性能试验方法OBJ 82 普通报凝土力学性能试验方法标准集GB 100 普通碳京结构钢技术条件GB 1499 普通混凝土结构用
2、热轧钢筋JOJ 52 普通说凝土用砂质量标准及检验方法JGJ 53 1号通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法SD 105 水工混凝土试验规程YS 12 冶金工业厂房钢筋混凝土结构抗热设计规程EJ 175 不锈钢焊接技术规程EJ 188 焊缝真空盒检漏操作规程EJ 420 三十万千瓦压水堆核电厂安全重要土建结柏抗龙卷风设计规寇EJ 507 三i万千瓦压水堆核电厂核安全有夫的混凝土结构设计和施工规JB 1150 压力容器用钢板超声波探伤中国核工业总公司1989-12-28批准1990-07-01实施197 EJ 487-89 3 设计规定3. 1 一般要求3. 1. 1 在预应力混凝土安全壳的设
3、计中,除符合本规远要求外,还应符合国家有关规范及标准的规寇。3. 1. 2 有关安全壳的材件和施工要求按第4章规定执行。3. 1. 3 安全壳的抗震设计要求及抗龙卷风设计要求按相应的核电厂抗震设计规范及EJ 420的规定执行。3.2 设计条件3.2.1 安全壳的设计应以设计任务书中提出的要求作为设计依据,设计任务书应包括以下的内容za. 正常运行和事故工况下安全壳的设计压力和温度;b. 事故工况下安全壳内从常压常温上升至峰值压力和温度的时间,以及从峰但降到常温常民的延续时问:c. 可能损害安全壳的冲击荷载的来源及大小zd. 安全壳的允许泄漏率:e. 放射性屏蔽要求:f. 谩计寿期。S 2.2
4、设计中应判寇厂址条件对安全壳结构的影响,其主要内容有2a. 地基扰动的可能性:b. 地基对地震反应的影响zc. 最不利温度对结构的影响;d. 暴雨、洪水、龙卷风等自然现象的可能性;e. 周围环境对结构材料的影响,诸如空气中的含氧化物和其他有害介质侵蚀性地下水的腐蚀影响3.3 荷戴及荷撒组合3 .3. 1 设计中应考虑下列荷载ga. 但载198 D一一包括静水荷载!;压力和永久性设备荷载,b, 活载L一一包括任何移动设备荷棋和其他可变荷载,如雪就及吊车前就夺;c. 风载W一一电厂所在地区的基本风压内就;Wi电厂所在地区的龙卷风荷载,官包括龙卷风的风压荷载、差压荷就及龙卷风引起的飞射物撞击效应;d
5、. 地震荷载Eo运行基准地震荷载:E .一一安全停堆地震荷载se. 事故压力EJ 487-89 P一一在安全壳内部由设计基准事件所产生的设计静力荷载:f. 温度效应To电厂在运行温度所引起的热效应:T.电厂在事故温度所引起的热效应;T.一安全壳结构在整体性试验时温度所引起的热效应:g, 管道推力Ro电厂在正常运行或停堆期间,i最极端的瞬时或稳定状态下的管道反作用力:R.电厂事故时的管道反力;h. 局部效应R.由设计基准事件产生的安全壳局部效应(包括Rrr,Rri和Rrm)1Rrr在设计基准事件时,由于高能管道破裂产生之反力对安全壳产生的荷载:Rri一一在设计基准事件时,由于高能管道破裂所产生的
6、喷射冲击而作用于安全壳的荷载:Rrm一一在设计基准事件时,由于高能管道破裂所产生的撞击而作用于安全壳的荷载:i. 预应力F一一由施加预应力产生的荷载3.3.2 安全壳的设计应以多荷载系数取代TJId的单一荷载系数,本规定的设计基本安全系数K=l.3;而正常运行阶段的附加安全系数采用l.2. 3.3.3 设计安全壳时所采用的各阶段的荷载组合3.3.3. 1 施加由H主力之前,按下列柑载组合进行强度计算:21.2D+1.2sL+1.25矶f3.3.3.2 施加顶应力时,按下列荷载组合验算说凝土截面的应)J:D+L+F叭f3.3.3.3 结掏整体性试验时,按下列荷载组合进行抗裂验算,此时抗裂设计去全
7、系数Kr 1. 25: F+D+L+ l .15P+T. 3.3.3.4 正常运行阶段,按下列荷载组合进行抗裂度验算,Kr1,25F+D+L+T。3.3.3.5 正常运行阶段,扯下列荷载组合进行强度计算2a. F+1.2D十七,4L+T。Ro:b. F+1.2D+1.25L十七25E。(或W)十T。十Ro:c. F+D十L+Wt十T。R。,3.3.3.6 设计事故工况下,按下列荷载组合道行强度计算:a. F+D+L+T.+ l,4P+R.: 199 j 487-:-89 b. F1十D+L+T.+l.25P+l.25E。十Ra; c. F+D+L+T.+P+E +R.+Rr. 在设计事故工况下
8、荷载组合中,除非通过时程分析证明P、T.、R.及Rrr荷载可取用较低的数值,否则应以最大效应进行组合。3.4 结构设计3. 4. 1 基础设计要求3.4. 1. 1 分析时应采用基于弹性状态或其他在通常实践中采用的方法,应考虑不连续的影响及由地基产生的荷载影响。3.4. 1. 2基础底部应有足够的埋置深度,以避免由于洪水或将来可能施工邻近建筑物而出现的底部基础削弱的可能性,3.4. 1.3 设计中应研究地下水位可能有明显变动的效应3.4. 1.4 设计中应提供适当的保护措施,以防止基础材料可能老化3.4.2 亮体设计3. 4. 2. 1 安全壳可假定为弹性薄壳结构,在求解薄壳内力、位移及稳定性
9、时,应采用弹性状态作为分析基础,设计中应检验内力和外力的平衡,要保证分析结果的正确性。3.4.202 壳体的分析可以基于薄膜理论,但对大开孔、筒壳与底板交接处的弯矩和剪力及对不连续处和由温度变化所引起的应力和应变均需进行进一步的分析。3.4.2.3 设计应考虑大开孔对整个安全壳的影响,并且应采用可靠的方法分析开孔附近的应力,通常应在孔洞周围加厚补强,以满足允许的应力值。3.4.2.4 对于管道穿墙部位,应考虑高能管道引起的热应力,3.4.2.5 在设计荷载和温度效应作用下,安全壳将产生变形,因此,安全壳设计中应分析与相邻的辅助厂房、内部结构变形的相互影响:安全壳应与相邻厂房和内部结构留有址够的
10、间隙,以确保变形时相互间不发生接触。3.4. 2.6 壳体的混凝土的温度不得超过下列的限值2a. 正常运行或其他任何长期作用的温度为60C,但局部范围(如高能管道穿管区域)其允许温度可适当提高,但不宜大于90C:b. 事故时或其他任何短期作用的内表面祖度为160。C,但由于管道破裂时的喷射作用,局部区域的温度允许达到320C:c. 假若通过试验能计算出强度的降低值,而降低后的强度又高于设计允许值,则混凝土温度允许高于上述a和b规寇的温度3.4.2.7 在事故工况时,参照YS12的有美规寇,对温度内力、混凝土、钢筋的弹性模量和强度,分别给予衰减和折减。3.4.2.8 安全壳设计中应将TJ10规定
11、的抗裂设计强度Rr由抗拉强度RL取代,对长期作用的抗拉设计强度还应考虑折减系数o.7, 3.4.2.9 安全壳的正截面抗裂度可按下式计算zKrh十o.7RL.。式中:Kr一抗裂设计安全系数;200 EJ 487-89 一一标准荷载下抗裂验算边缘的报凝土法向拉应力,MPa,h一一扣除相应阶段预应力损失后,抗裂验算边缘的混凝土预压应力,MPa;RL 一一混凝土的抗拉设计强度,MPa,3.4.2. 10 安全壳在预加应力及施工荷载作用下截面边缘的混凝土法向应力应符合下列条件:hL2.0%:e. 破坏荷载FTuo铀具效率系数 = _!_To. 95. (10) 句eFcu 式中:c一一钢束的束效率系数
12、:Fcu一一预应力筋中各根钢材极限强度之和,MPa:FTu一一钢束的实际极限拉力,MPa04.2.5.11 在交货的情具总数中需作高周和低周的顶应力筋销具组装件的动就试验各一个。动载试验可在脉冲试验机上进行,应使加载力恒寇,脉冲频率每分钟不起过500Yk t入。高周动载试验使组装件必须能承受50万次反复荷载而不破坏,应力变化幅度为钢束最小规定极限抗拉强度的60份66%.低周动载试验应使组装件必须能承受50次低周动力荷载而不破坏,应力变化幅度为钢束最小规定极限抗拉强度的40%80%.4.2.5. 12 非承重材料和附属材料包括钢束导管、喇叭口和过渡困锥,其质量要求应恃合各自的有关规定。4.2.5
13、.13 钢束导管、喇叭口和过波罔锥必须满足下列要求:a. 材料均应选用铁质的;b, 导管的横截面积至少为钢束公称面积的两倍,导管本身应能承受灌浆的初始压力、其接头处必须防止1昆凝土中的水泥浆流入:c. 在水平向导管的坚向弯曲段的最高点和最低点处应分别设置排气孔和排水孔: 导管可采用普通铜管或波纹管,当采用普通无缝或焊接钢管时,壁厚应不小于3mm,当采用波纹管时,堕厚应不小于o.4mm. e. 波纹导笆的表面应起伏光滑、完整,不允许有局部凹陷,内径允许偏差为十2.5一- 0 . f. 对波纹导管必须作密封性检验,在曲率半径为30倍管径、欠商为800mm的条件下,以灌注水持续30min不掺漏为合格
14、品:g, 喇叭口可选用壁厚不小于4mm(.J无锥钢仔,过渡锥体可以厚度不小于3mm的钢板焊成。4.2.5.14 在施工期间必须防止预应力讷束的锈蚀,可以采取临时的防腐措施。4. 2. 5. 15 若临时的防腐材料兼作预应力钢束的润滑材料时,则其必须具有良好的润滑1生能。4.2.5. 16 临时防腐材料由施工现场环境而窍,所采用的临时涂层应能使水泥砂浆均匀地与钢束的所有部分结合,并不产生化学反应和有害物质,也可采用纯可溶性油脂作为临时防腐材料?lQ EJ 487-89 4.2.6 衬里材料和焊接材料4.2.6. 1 衬里ilf采用3号钢,其质量标准应符合GB700规寇的基本要求,还应补充屈服点、
15、冷弯试验、常温冲击韧性及碳的极限含量等附加条件。4.2.6.2 用于衬里的碳钢,应进行冲击试验,凡符合下列情况者可不做这样的试验:a. 板厚小于或等于16mm;b. 与衬里接触的锚件,公称直径为25mm或更小的。4.2.6.3 冲击试验应作V型缺口冲击试验,外界冲击能力为20J。4.2.6.4 对核电厂运行过程中承受较大荷载作用的加厚衬里板,在其板厚方向应进行超声波探伤。探伤范围限寇在其贯穿或托架附着件与板连接部件的150mm宽度内,此范围内的板应全部检查位查可按JB1150或核电厂专用规寇要求进行。钢板的验收标准如下za. 在任何部位上有个缺陷直径或多个小缺陷的祟计直径超过76mm时,这样的
16、部位不合格;b. 在任何部位上有二个或更多个小于a中所边的缺陷也不合格。除非缺陷间最小的间距等于或大于最大的缺陷的直径,或这些缺陷集中起来可包含在a所边的圆周内。4.2.&.5 衬旦的焊接材料采用T422T427型焊条,其要求应符合相应的核电厂焊接技术条件的有美规寇4.3 111提土强体施工4.3. 1 总事求4.3.1.1 预应力说凝土去全壳施工之前必须详细编制施工组织设计,确寇安全壳的施工方案、施工顺序、施工设备、材料验收及施工质量的槛查方法。4.3.1.2本幸规寇的技术要求,既适用于现场制作和施工操作,也适用于工厂制作和施工操作。4.3.1.3混凝土的每一J次浇筑(次浇筑寇义为在施工缝间
17、的一次连续浇筑)均应根据施工分段图和工作日记,结合、混凝土配料单,并按试块的试验记录选行鉴寇。4.3.1. 4成组或成拙的钢筋应能根据证明书、标签或其它检验文件进行鉴寇,直到材料合格试验报告审查元毕,在钢筋验收后,应具有足够的证明书、标签或其他文件,以保证能追查己验收的钢筋批货。4.3.1.5 预应力系统材料应带有鉴别标记或标签并保持其可辨别性直到钢束组装完毕如1呆原始鉴别标记被割去或者材料分成两段或多段,则应在割标记之前将标记正确地转到各段上去,否则应使用编号标记或其它管理方法以保证在随后的组装期间能对每段材料选行鉴寇。4.3.2 混篇土工程4.3.2. 1 施工规远要求在编制实施施工方案时
18、,规寇原料堆放、技配、搅拌、运输、沈筑、捣阳、养护和施工缝作法等的次序及要求。施工方案应说明原料堆放、投配、搅拌需要在独立的现场设备中进行或在专门为工程设置的场外设备中进行:或者说明在何种条件和规起下允许采用其它的设备211 EJ 487-89 4.3.2.2 施工方案应规寇一些需遵循的要求或特殊m施,以限制混凝土的水化热。4.3.2.3骨料的加工、运输和堆放方式应保证其肉析度为最小,同时其级配保持在规寇范围之内,贮料堆之间不得互相混合。4.3.2.4 水泥、掺合料和其它受潮易变质的材料,其存贮、加工和运输方式应防止湿气的民入,如果上述材料在验收试验之后受潮,则在使用前应重新取样和试验。4.3
19、.2.5 混凝土制品投配的材料应使用己验收的贮料唯或贮仓中的材料。材料的选方式应使其颗粒尺寸和种类的分配保持在规寇范围内。4.3.2.6 每拌的材料投配用量应作记录,并予以保存记法应能证明水泥、全部骨料和水的计量误差在GBJ204的规远范围之内。4.3.2.7 所有搅拌机的搅拌容量和相应的搅拌时间应按搅拌机均匀性试验确应。搅拌肌只能在搅拌机均匀性试验所检寇的容量及搅拌时间范围内使用。4.3.2.8 运输设备应能使运输到浇筑处的说凝土不或发生离析也不至立生间断使说凝土连续浇筑时丧失塑性。4.3.2.9 所有运愉设备(包插漏斗,、吊斗、输j恙。L及梨等)的性能的选择均应使混凝土得合规寇的性能,i民
20、凝土在输送时间不得再与铝金属容器接触。4.3.2.10 混凝上说筑速度应使混凝土在所有时间内均是型性以使混凝土容易流入模板和进到钢筋埋入件的四周。己部分硬化或被有古材料污染的泪凝土不得挠入结构中,也不得将1日凝!:1JU水蓝塑或将已初j蜒的?Lt凝土再搅拌使用。4.s.2.11 tr凝土一开始就挠:rri:J茸连续证行操作,直到区格或区民出元为止。坚向浇灌层的顶回应大致水平。4.3.2. 12 在浇筑困难或钢筋密集址可采用与混凝土中所用的同标号的细石混凝土,先将其灌入至规定深度。细石油凝土响应加入足够的水以提供必要的和易性,但水灰比不得超过规寇的混凝主的水灰比。4.3.2.13 对于某些特殊部
21、位,可做一个或几个模型进行可挠筑性试验,以证实该混凝土在现场条件下能说筑和捣因。模型应包含有代表性的钢筋、钢束导管和顶埋件。试验所用的振捣器、设备和程序应与实际施工一纹。4.3.2.14从混凝土浇筑开始到施工规寇的堆小养护期为止,视凝土fZ保挣湿润,并保护其兔遭损伤。4.3.2. 15 施工方案应规远养护类型和时间的特殊要求,以及在养护期间要保护的任何特殊要求的细节。4.8.2. 16 当室外日平均温度低于4。C时,应在浇筑后7天内使混凝土表面温度于湿润状态下高于10。c.4.3.2.17 若采用化学涂料养护时,应作补充试验以证明其养护良好,且对说凝土元位蚀性。4.3.2. 18 帧板所形成的
22、最终结构外形、轮邸尺寸均应符合4.3.4条的要求。4.3.2. 19 当将衬里作为模板使用时,应i注意浇筑段的高度,以防止衬里变形跑过4.4.6条的罪求,:f衬里奕形不能满足说计要求,应增设临时支撑212 EJ 487-89 4.3.2.20 施工雄应按设计规寇的位置设置,并按设计要求对其进行处理。当设计对施工缝元明确规运时,则施工部门自国的施工缝应遵照GBJ204在夫规远近行处理。4.3.2.21 安全壳在冰冻或接近冰冻气候期间浇筑混凝土时,必须配备适当的设备对混凝土的材料加热和保护说凝土,所有说凝土的材料、钢筋棋板及与1Lt.凝土接触的底丽均须清除霜冻,不得使用冰冻材料。4.3.2.22
23、安全壳在炎热天气期间出筑混凝土时:必须严格控制混凝土入棋温度,入模温度应不大于30。C,以防i昆凝土温升过高或水份蒸发过快而降低结构的强度。另外,为减少和避兔裂缝的开展,必须严格控制水化热以降低温差和混凝土内外温差,内外温差应控制在2sc左右。4.3.2.23 当棍凝土出现峰窝、再筋或影响结构性能的其他缺陷时,必须做好施工记录,并会同有关单位研究处理。4.3.2.24修补或去除后重新挠筑的邻接面必须按施工缝所规寇的方法处理。4.3.3 预应力系统的制伟和安装4.3.3.1 在满足施工造度的前提下,应尽量缩短钢绞线在工地的存贮期。4.3.3.2 在任何情况下,都要将钢绞线存放在垫子或地板上,避免
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