中国建筑第二工程局有限公司核电建设分公司
摘要：核电厂核岛筏基内应设计要求需安装应变计，用于测量施工、安全壳试验和运行期间的混凝土受力应变情况，通过研究筏基内各种参数的变化，对下阶段筏基结构力学进行评估。以广东太平岭核电厂为例，核岛筏基内共安装60个振弦式应变计，为确保应变计从安装到使用数据记录可靠，本文对其安装技术进行详细说明。
关键词：筏基；应变计；保护笼
1、引言
振弦式应变传感器由两端带有法兰盘的钢管组成，法兰盘间封装有张紧的细钢弦，法兰盘之间的距离决定了应变计的长度。应变计中间位置固定有环氧树脂封装的电磁激励、信号拾取线圈以及温度测量单元。振弦应变传感器的基本原理正是利用细钢弦的张力与其自振频率的内在关系来测试结构的内部应变，即通常所说的振弦原理：即一定长度的钢弦张拉在两个端块之间，端块牢固置于混凝土中，混凝土的变形使得两端块相对移动并导致钢弦张力变化，这种张力的变化使钢弦谐振频率的改变来测量混凝土的变形。
2、应变计的安装
2.1 应变计安装流程
应变计保护笼制作→应变计在保护笼中的安装→定位、放线→应变计保护笼现场安装→应变计电缆敷设及保护→隐蔽前的验收：检查与测试→混凝土浇筑中：检查与测试→混凝土浇筑后：检查与测试。
2.2 应变计保护笼制作
应变计固定在一个钢筋保护笼内，该保护笼由直径为10mm的“HPB300”级圆钢制作而成，其顶部内径尺寸为200mm×200mm×200mm，网格间隙为50mm，以保证混凝土骨料能进入保护笼内。仪表保护笼制作端正、牢固、网格间隙均匀，焊缝饱满、无夹渣、虚焊、无毛刺。
2.3 定位、放线
由测量员、放线工根据施工图中应变计安装的标高、安装角度及安装半径，定出应变计安装点的位置，并用红色油漆在安装点的混凝土墙或钢筋上对应变计的安装位置做出标志。
2.4 安装前的检查与测试
所有应变计在到货时、现场安装前、混凝土浇筑前、浇筑中及浇筑后均应进行检查和测试，验证应变计是否处于良好的工作状态。
分别检查应变计连接的电缆是否有凹坑、扭曲、裂纹、弯折及断线缺陷，检查应变计与电缆连接端密封是否符合良好。
检查电缆上应变计编号是否正确，电缆芯数、长度和线芯颜色是否符合要求。
采用“YJ-VWR1405”型应变计便携式读数仪检查应变计频声音应清晰、均匀。测试时，读数仪的两个红色线夹连接应变计红、黑两芯线，测试频率；两个黑色线夹连接应变计绿、白两芯线，测试温度。
采用万用表的“欧姆档”测试应变计频率输出和温度输出线圈的直流电阻值。测试频率输出线圈直流电阻值时，万用表两个指针分别连接红、黑线芯，常温下阻值应在175±25Ω范围内。由于仪表电缆的阻值会随着温度升高而升高，在混凝土养护阶段，实测电阻值会短暂超出范围，属正常现象。
2.5 应变计在保护笼中的安装
首先将应变计固定在钢筋保护笼内，再将安装有应变计的保护笼安装于现场埋设点。
（1）现场核查
定位点的核查：核对现场的定位点是否与施工图中应变计安装位置一致。
应变计保护笼安装空间的核查：以应变计保护笼中心作为应变计安装定位中心点，将应变计保护笼放置于现场的定位点处，核对保护笼在现场是否有足够的安装空间，若保护笼安装空间不足，应适当调度，但尽量靠近埋设点。
应变计安装方向的核查：将现场保护笼实际安装方向与施工图中应变计埋设方向进行核对，以保证应变计方向的正确性。
（2）应变计安装方向的确定
应变计编号是由“安装点编号+方向”组成，如“C1T、C1R、C1V”；其中 “C1” 表示“安装点编号”，“T”表示切向、沿安装点对着安全壳中心切向方向布置，“R”表示径向、沿安装点对着内安全壳中心半径方向布置，“V”表示竖向、沿安装点竖直方向布置。如图1示意。
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图1：应变计安装方向示意图
（3）应变计的固定
在应变计保护管约1/6分点处采用柔性胶布缠裹，围缠的厚度不应小于法兰盘的半径。然后用扎丝将应变计绑在措施钢筋上，松紧应适度，以免伤到应变计。绑好后检查是否松动。再把钢筋与应变计一并放到钢筋笼里。按照应变计的出厂编号在钢筋笼里确定应变计的方位，最后用扎丝将应变计所绑的钢筋与钢筋笼固定。
应变计的标示牌应标明应变计的位置编号，标示牌可用铁皮或塑料皮（塑料皮待现场安装完成后一定拆除）做成。现场安装保护笼的时候可以按图2的指示安装。
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图2：应变计方位标示安装示意图
（4）仪表固定后的检查与测试
应变计固定后进行下列检查；
仪表出厂编号、电缆长度应符合设计要求；
传感器固定应符合“2.5（3）”的要求；
对仪表特性进行检测，应符合“2.4”的要求；
传感器安装方法及标识应符合设计要求。
2.6 应变计保护笼现场安装
安装有应变计的保护笼安装到现场埋设点时，应符合下列要求；
保护笼固定前检查；再次对保护笼内的应变计进行检查，应符合“2.5”要求；
应变计保护笼采用钢筋绑扎丝将其固定在结构钢筋上，若应变计保护笼固定处固定点，可加设钢筋作为固定支架，钢筋应与正式工程绑扎的钢筋材质、规格等级要求相符；
应变计保护笼固定牢固、安装端正，不承受任何外力；
当应变计安装完毕后，在应变计保护笼上方采用“红白”式警示带围成一个1m2的警示区域，并悬挂“下有应变计，注意保护”的标识；
应变计保护笼的标高点需测量定点，保护笼的内中点就是测量锁定的点，在保护笼上面对应变计安装方向做好标示以便安装。应变计钢筋笼外侧贴好标示牌。
3、安装注意事项
应变计电缆按图纸标明的线路由保护笼沿结构钢筋底下敷设引至结构外应变计接线盒处，其路径应力求最短、不易被损坏；
若在应变计电缆敷设的路径上没有正式工程绑扎的钢筋，可以另外设置措施钢筋。
电缆敷设路径在施工缝处，应变计电缆应按“Ω”型布置形成伸缩节。
应变计电缆弯曲半径应不小于其外径的6倍。
应变计电缆采用尼龙扎带固定，绑扎松紧适中，其固定间距为：直线段0.8～1.0m，拐角两端0.3～0.5m，引上电缆固定间距不大于0.5m。
应变计电缆进出混凝土面的位置，应包裹橡胶软皮进行保护，以防止电缆被挤压、磨损或过度弯折造成损坏，对于外露预留的部分采用木盒作为临时保护；
应变计电缆在末端应挂标志牌，标明仪表编号，便于检查和辨别，电缆线芯用电工胶布密封，防止线芯进水；
当电缆敷设完毕后，沿应变计导线路径两侧50cm敷设警戒带。
混凝土的浇筑过程中，严禁混凝土直接浇筑到应变计的上方及导线上方，并且其半径1m内严禁下料，半径0.5m以内严禁振捣；
在混凝土面仪表电缆出线处，用热缩套管对仪表电缆进行保护。到后期凿毛阶段，把仪表线穿进PVC管，PVC管的管径根据线缆的条数确定，线缆的总截面不超过管道截面的60%。管长不低于40cm。主要作用是凿毛时电钻打到仪表线缆。
4、混凝土浇注后的检查与测试
应变计在混凝土浇注后，对预留或未隐蔽的电缆的保护、标识进行检查，并对其频率、温度、声音进行测试，其测试周期基本按如下时间段进行；
（1）测试周期一
对预埋部分的应变计，要在浇注混凝土后，混凝土初凝前采集一组数据。
（2）测试周期二
在混凝土浇筑后的36～50小时期间，混凝土的温度为最高，采集一组数据。
（3）测试周期三
在混凝土完全凝固后（约为3天后）采集一组数据。
（4）测试周期四
在混凝土浇筑后一周，应变计的性能基于稳定，采集一组数据。
（5）测试周期五
在应变计埋设后，每1个月进行一次测试。
5、结语
通过本工程应变计安装施工技术研究表明，应变计安装完成在混凝土浇筑完成后，应变计数据采集全部正常，表面此种安装方式可以确保应变计安装质量完好。应变计已经在核电站监测、大坝监测、桥梁监测等土木工程中大量应用，可以将本安装施工技术在后续工程中推广使用。
参考文献：
[1] 中国建筑科学研究院.GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.
[2] 国家能源局.NB/T200017-2010压水堆核电厂安全壳结构整体性试验.北京：原子能出版社，2010