安全壳的预应力智能钢绞线及预应力系统的施工方法与流程

本发明涉及核电厂安全壳的预应力监测，具体涉及一种安全壳的预应力智能钢绞线及预应力系统的施工方法。

背景技术：

1、作为核电站的重要组成部分，安全壳结构是核电厂最重要的构筑物之一。预应力混凝土安全壳作为核电站的重要组成部分，是核电厂最重要的构筑物之一，也是防止放射性物质对环境产生污染的第三道安全屏障，它对维持机组正常运行，确保人员安全至关重要。安全壳预应力系统对安全壳密封性以及安全壳事故工况下的承载力有着至关重要的作用。安全壳预应力系统一般包括环向预应力钢束和竖向预应力钢束，预应力钢束具有长度大、反向摩擦角大和过设备洞口预埋件多受力复杂等特点。为确保安全壳预应力系统能长久稳定、安全有效地工作，对安全壳预应力系统的预应力值进行长期有效的监测显得十分重要。

2、相关技术中具有基于光纤光栅传感技术的后张预应力智能加固体系，通过将光纤光栅智能钢绞线和后张预应力技术有机结合起来将其应用到体外预应力加固体系中，使其满足加固所需的强度、稳定性和耐久性的同时兼具感知特性，形成智能加固体系，然而在该结构中智能钢绞线的智能传感筋的两端均凸出于多条边丝设置，在进行智能钢绞线的穿束施工作业时，容易对智能传感筋造成损伤，造成智能传感筋的浪费，增加施工成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种安全壳的预应力智能钢绞线及预应力系统的施工方法，以解决在进行智能钢绞线的穿束施工作业时，容易对智能传感筋造成损伤，造成智能传感筋的浪费，增加施工成本的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种安全壳的预应力智能钢绞线，包括智能传感筋、多条边丝和牵引中丝；智能传感筋用于预应力值的监测；多条边丝环绕所述智能传感筋的外周排列为环状结构，所述环状结构包括传感段和牵引段，所述智能传感筋的两端均凸出于所述传感段设置；所述牵引段具有固定连接在所述传感段的一端工作位置，及与所述传感段分离的分离位置；所述牵引段处于所述工作位置时，所述智能传感筋凸出于所述传感段的部分位于所述牵引段内；牵引中丝与所述智能传感筋设置在同一轴线上，固定连接在所述牵引段内，一端与所述智能传感筋间隔设置，另一端凸出于所述牵引段。

3、有益效果：所述牵引段处于所述工作位置时，通过设置牵引段和牵引中丝作为安全壳的预应力智能钢绞线在预应力孔道内的穿入端，以及在安全壳结构外的张拉等施工作业端，可以减少对智能传感筋的磨损或拉伤，对智能传感筋进行有效的保护，降低施工成本；当牵引完成后，可对牵引段进行切割，使得牵引段处于分离位置，保证智能传感筋的两端均可凸出于传感段的两端设置。由于安全壳的预应力智能钢绞线施工完成后，牵引段所在的一端裸露在安全壳结构的表面，为了避免安全壳的预应力智能钢绞线裸露在安全壳结构的表面的长度过长，将安全壳内的预应力传递到其他部位，对安全壳内混凝土的强度和延性产生不利影响，因此需切除部分裸露在外的安全壳的预应力智能钢绞线，通过设置牵引段的分离位置，可以避免对智能传感筋的切除，进一步节省了施工成本。

4、在一种可选的实施方式中，还包括封锚结构，所述封锚结构包括封锚盖、连接组件和封堵组件；封锚盖设有第一贯穿孔，适于设置在预应力孔道的端部，固定连接在安全壳结构的表面上；连接组件可拆卸地连接在所述第一贯穿孔处，且沿轴向方向设有第二贯穿孔；封堵组件与所述连接组件连接，且沿轴向方向设有第三贯穿孔；所述第三贯穿孔与所述第二贯穿孔连通；所述智能传感筋的端部依次穿过所述第二贯穿孔与所述第三贯穿孔，并与所述第三贯穿孔密封配合。

5、有益效果：通过设置封锚结构中第二贯穿孔和第三贯穿孔的设置，可以将智能传感筋穿出封锚结构并与外界设备连接，进行信号的传输；通过设置封堵组件，可以保证封锚结构的密封性，起到防锈、防腐、防污染等作用；通过设置第一贯穿孔和连接组件，可以有效地将封堵组件与封锚盖进行固定连接。

6、在一种可选的实施方式中，所述封堵组件包括封堵头和封堵盖；封堵头卡接在所述第二贯穿孔内，且沿轴向方向设有第一通孔；封堵盖盖设在所述连接组件上，且设有第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔连通形成所述第三贯穿孔。

7、有益效果：通过设置封堵头，既可以实现智能传感筋从封锚结构的穿出，又可以实现对封锚结构的封堵；通过设置封堵盖，可以实现封堵头在连接组件上的连接固定。

8、在一种可选的实施方式中，所述连接组件的两端分别与所述封锚盖和所述封堵盖螺纹连接。

9、有益效果：通过连接组件的两端分别与封锚盖和封堵盖螺纹连接，便于连接组件、封锚盖与封堵盖之间的连接和拆卸，便于根据智能传感筋所在的位置调整第一贯穿孔的开设位置，保证第一贯穿孔与智能传感筋在同一轴线上，提高了智能传感筋与封锚结构之间的连接精度，防止智能传感筋的弯折损坏。

10、在一种可选的实施方式中，所述封锚盖的外周设有多个第一连接件，多个所述第一连接件沿所述封锚盖的外周间隔设置，且均与所述安全壳结构的表面固定连接。

11、有益效果：通过多个第一连接件的设置，可以将封锚盖紧密地固定在安全壳结构的表面，使封锚盖与安全壳结构保持正确的位置关系，形成一个稳定的整体结构。

12、在一种可选的实施方式中，还包括保护套，所述保护套套设在所述传感段远离所述牵引段的一端。

13、有益效果：通过保护套的设置，可以对传感段远离牵引段的一端起到保护作用，防止传感段远离牵引段的一端受到外界的摩擦损伤。

14、在一种可选的实施方式中，还包括挤压锚，所述挤压锚位于所述牵引段所在的位置，多条所述边丝通过所述挤压锚与所述牵引中丝固定连接。

15、有益效果：通过挤压锚的设置，使边丝与牵引中丝和挤压锚之间形成可靠的摩擦连接，可以实现牵引段的边丝与牵引中丝的紧密连接，在牵引段的使用过程中，避免边丝与牵引中丝之间发生相对滑移，提高预应力智能钢绞线的可靠性。

16、在一种可选的实施方式中，还包括第一光纤跳线头，所述第一光纤跳线头位于所述智能传感筋远离所述牵引段的一端，并与所述智能传感筋连接，用于数据信号的输出。

17、有益效果：通过将第一光纤跳线头设置在智能传感筋远离牵引段的一端，实现了预应力智能钢绞线在张拉过程中的预应力值的实时采集。

18、第二方面，本发明还提供了一种上述的安全壳的预应力智能钢绞线的制作方法，包括以下步骤：将多条边丝包裹在智能传感筋的外周，并将多条边丝的一端预留出预设的长度作为牵引段；将牵引中丝固定连接在所述牵引段内制成上述的安全壳的预应力智能钢绞线。

19、有益效果：通过将多条边丝包裹在智能传感筋的外周，达到智能传感筋和多条边丝协同变形的效果，使智能钢绞线具有满足实际工程长期监测需要的几何、力学和传感性能，可以准确测试出预应力分布数据。

20、第三方面，本发明还提供了一种预应力系统的施工方法，包括以下步骤：利用上述的安全壳的预应力智能钢绞线制作预应力钢束；在预应力钢束上做定位标记点，所述定位标记点位于安全壳结构内预留长度及安全壳结构外工作长度的交接位置处；通过牵引段在预应力孔道内进行预应力钢束的穿束，直至定位标记点到达交接位置；进行预应力钢束的张拉，并通过第一光纤跳线头实时采集张拉阶段数据；切除预应力钢束中的牵引段及第一光纤跳线头；将智能传感筋的端部从封锚结构牵引出来，并将封锚结构固定连接在安全壳结构的表面上，通过封堵组件对封锚结构进行封堵，并对预应力孔道进行压力注浆；在智能传感筋的两端连接第二光纤跳线头，并将第二光纤跳线头插入光栅解调仪对应通道，实时采集预应力智能钢绞线的监测数据。

21、有益效果：通过预应力系统的施工方法，既可以实现预应力智能钢绞线在安全壳结构内的穿束固定，又可以实现对安全壳结构内的预应力状况的准确监测；通过预应力智能钢绞线获取核电厂安全壳的预应力分布数据，实现安全壳全寿命有效预应力的数据采集，为安全评定提供数据支撑；为安全壳预应力系统的安全分析和损伤定位提供数据支撑和依据。