錨具靜載錨固性能試驗，錨具靜載錨固影響因素

隨著交通行業(yè)的飛速發(fā)展，公路工程預應力結(jié)構(gòu)廣泛使用預應力錨具等施工器件。錨具作為預應力混凝土中所用的永久性錨固裝置，在后張法結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中，保持預應力筋的拉力并將其傳遞到混凝土內(nèi)部，在預應力筋張拉完畢后將預應力筋永遠錨固在構(gòu)件端部，防止預應力筋回縮造成應力損失，與構(gòu)件共同受力，提高了結(jié)構(gòu)剛度、抗剪能力、承載能力、抗裂性能和橋梁的安全性能。

 

因此，對錨具組裝件的靜載錨固性能試驗檢測成為控制預應力混凝土質(zhì)量的關鍵因素之一。那么在靜載錨固性能試驗過程中，影響試驗結(jié)果的因素有哪些呢？

 

影響錨具靜載錨固試驗的因素

 

 

01、屈強比

靜載錨固性試驗中，在加載速度一定的情況下，鋼絞線屈強比赿高，其脆性越大，留給鋼絞線發(fā)生變形的時間赿少，鋼絞線赿容易在夾片切口處剪斷，導致試驗數(shù)據(jù)FTu偏小，甚至試驗失敗。因此預應力系統(tǒng)用鋼絞線應在標準規(guī)定范圍內(nèi)選用屈強比較低的。

 

02、最大力

同批次的鋼絞線，試驗機夾具牙紋不同對鋼絞線產(chǎn)生缺口效應不同，缺口效應越明顯則鋼絞線預應力筋的實際平均極限抗拉力Fpm值越小。標準規(guī)定：“如果試樣在夾頭內(nèi)和距鉗口2倍鋼絞線公稱直徑內(nèi)斷裂達不到標準性能要求時，試驗無效”，盡管這樣能夠確定有效試驗，但仍然不能測出在鋼絞線不受損傷的情況下的數(shù)據(jù)，因此要通過改進試驗中的一些細節(jié)盡可能接近實際值。

 

金剛砂具有均勻摩擦作用，能有效抑制鋼絞線打滑及夾具產(chǎn)生的缺口效應，但是，若試驗中夾持部位使用的鋁制夾片金剛砂散布不均勻，也會出現(xiàn)鋼絞線夾持不穩(wěn)定，F(xiàn)pm偏小，甚至打滑；因此在試驗過程中要注意細節(jié)。

 

 

03、鋼絞線取樣

在進行靜載錨固性能試驗之前，需取六根與靜載錨固試驗同批次且具有代表性的鋼絞線試件進行母材力學性能試驗，試驗結(jié)果必須符合GB/T5224-2014《預應力混凝土用鋼絞線》標準的技術要求。

 

靜載錨固性能試驗用的鋼絞線試樣與提供最大力的鋼絞線宜為同一盤。因為有可能提供最大力的其它盤鋼絞線的最大拉力值大于做靜載錨固性能試驗的一盤，通過靜載錨固效率系數(shù)公式就可以發(fā)現(xiàn)無形中提高了對錨具錨固性能要求；反之，則可能將不合格預應力組裝件誤判為合格品。

 

在取樣的過程中，還需要注意的是國家有標準明確規(guī)定，已受損傷的預應力筋不能用于組裝件試驗。

 

04、錨夾具的外形尺寸

錨夾具的外形尺寸應符合國相應的技術文件要求、產(chǎn)品不應出現(xiàn)裂紋、錨具的錨孔錐度與夾片外側(cè)錐度誤差、夾片內(nèi)側(cè)圓度誤差應符合設計要求。若都能滿足要求，錨具組裝件在預應力受力過程中，其組裝零件之間的內(nèi)摩擦角達到平衡狀態(tài)，而產(chǎn)生良好的自錨能力。

 

如果夾片與錨孔錐度存在差別過大、夾片內(nèi)側(cè)不圓時，在鋼絞線承載時將隨著夾片螺紋咬住鋼絞線發(fā)生變形，造成夾片與錨具之間線接觸、夾片與鋼絞線之間形成剪刀狀態(tài)，將會導致鋼絞線被剪斷或滑絲，試驗提前結(jié)束或失敗。

 

05、錨夾具組裝件

 

 

錨夾具在組裝之前，需用干凈的棉布將夾片、錨具表面的油污和雜物清理干凈；鋼絞線安裝過程中孔位必須一一對應，每根鋼絞線應等長、平行，不打絞；夾片安裝時，兩邊合縫應齊平，不應有剪刀形式，如果夾片兩片形成剪刀模式，在鋼絞線承載時將隨著夾片螺紋咬住鋼絞線發(fā)生變形，容易造成鋼絞線被夾片剪斷，提前結(jié)束試驗或失??；嚴重的時候甚至夾片會被彈出，形成安全隱患。

 

06、初應力

在開展錨具靜載錨固試驗的過程中，應使每根鋼絞線初應力相等，初應力控制在預應力筋公稱抗拉強度的5～10%，一般為10MPa。預加載的初應力高于預應力筋公稱抗拉強度的10%時，將無法保證組裝件試驗結(jié)果的真實性；如果多孔錨具中各個鋼絞線之間受力不均衡，整個試驗中出現(xiàn)單根或幾根鋼絞線受力，而不是整個組裝件受力，測出FTu數(shù)據(jù)偏小，計算出的錨固系數(shù)偏小。

 

 

組裝鋼絞線-錨具時應把夾片對正放穩(wěn)，夾片間隙必須均勻，采用小穿心千斤頂預緊，預緊順序為：先緊中間孔，周邊孔從下向上依次對稱進行，盡量減小各鋼絞線間應力偏差，使鋼絞線受力基本均勻。由于錨具各孔間距小，操作困難，須用專門的工具敲緊，否則夾片跟進不一、受力不均，易損傷鋼絞線。

 

07、張拉過程中預應力筋受力

現(xiàn)行標準TB/T 3193-2016《鐵路工程預應力筋用夾片式錨具、夾具和連接器技術條件》中取消了預應力筋的效率系數(shù)ηp，即忽略了鋼絞線根數(shù)的變化對錨固效率系數(shù)的影響，但從另一角度講對預應力束受力均勻提出了更高的要求。預應力束越多位移分布越寬，從第一根到最后一根預應力筋進入最佳錨固狀態(tài)。若錨固力增長差、位移差越大、預應力束受力不均勻性增大，張拉過程中個別鋼絞線容易提前損壞，甚至破斷，從而會影響錨固效率系數(shù)和極限拉力總應變。

 

08、張拉過程控制

張拉過程中初應力宜為預應力鋼材抗拉強度的5%~10%，按照標準加載至預應力筋抗拉強度Fptk標準值的80%，靜載1h后采用極其緩慢的速度加載。原因在于初始狀態(tài)下鋼絞線的長度不勻、受力不均、夾片內(nèi)縮量不同造成應力差別，此時才開始進入調(diào)整階段。若達到80%Fptk持荷時，還以100MPa/min速度控制，就會縮短試驗時間，導致試驗失敗。因此此時應以低于100MPa/min的速度緩慢勻速加載直到破壞，這樣能確保鋼絞線-錨具預應力體系受力趨于均勻，進入最佳工作狀態(tài)，才能準確地測出組裝件的靜載錨固效率系數(shù)。

 

 

結(jié)語

錨具靜載錨固試驗的檢測涉及的檢測標準有很多，從GB/T5224-2014《預應力混凝土用鋼絞線》、GB/T14370-2015《預應力筋用錨具、夾具和連接器》等標準結(jié)合錨具靜載錨固試驗，可以看出，影響錨具靜載錨固性能的因素有：鋼絞線的屈強比、鋼絞線最大力、鋼絞線的取樣、錨夾具的外形尺寸、錨夾具組裝件、組裝時每根鋼絞線的初應力、試驗過程控制等。

 

在工程建設中，每個小細節(jié)都是至關重要的。要嚴格規(guī)范試驗操作，不斷探索發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，保證檢測過程的科學性和規(guī)范性，為工程提供真實、客觀的試驗數(shù)據(jù)。