隨著工程技術(shù)的發(fā)展,預(yù)應(yīng)力混凝土得到了廣泛的應(yīng)用,在橋梁建設(shè)中尤其起到了舉足輕重的作用。在給預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力的過程中,無論是先張法對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的臨時(shí)錨固,還是后張法對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的永久性錨固,都需要用到錨具或夾具。
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錨夾具是保證預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)安全可靠的關(guān)鍵之一。因此應(yīng)具有可靠的錨固性能、足夠的承載能力和良好的適用性,以保證充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度,并安全地實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)。
錨具的靜載錨固性能試驗(yàn)是檢測(cè)錨具質(zhì)量最重要的試驗(yàn),它能綜合反映出錨板的硬度、強(qiáng)度、錨固能力等方面的性能。
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一、錨具靜載錨固試驗(yàn)過程
首先要按照要求做好試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作,然后按要求安裝錨具和試樣,打開電腦主機(jī)和控制器,啟動(dòng)錨固試驗(yàn)軟件,點(diǎn)擊試樣,輸入試樣信息。包括試樣面積、根數(shù)、極限抗拉力、計(jì)算長(zhǎng)度。預(yù)緊之后選擇有代表性的鋼絞線和錨具,分別在兩端量取其端部至墊板之間的距離或者安裝位移測(cè)量計(jì),做好記錄。在電腦上點(diǎn)擊啟動(dòng),切換到主曲線界面,控制送油閥加油,施加試驗(yàn)荷載步驟為:按預(yù)應(yīng)力鋼材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的20%、40%、60%、80%,分4級(jí)等速加載,加載速度宜為100MPa/min左右。當(dāng)加荷到80%時(shí),持荷1h,隨后用低于100MPa/min加載速度緩慢加載至完全破壞,使荷載達(dá)到最大值,記錄實(shí)際破壞抗拉力和總變形量,觀察試件的破壞部位與形式。在電腦軟件上點(diǎn)擊終止試驗(yàn),并保存。
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二、錨具的靜載錨固性能要求
錨具的靜載錨固性能,應(yīng)由鋼絞線-錨具組裝件靜載試驗(yàn)測(cè)定的錨具效率系數(shù)ηa和達(dá)到實(shí)測(cè)極限拉力時(shí)組裝件受力長(zhǎng)度的總應(yīng)變?chǔ)臿pu確定。錨具的靜載錨固性能應(yīng)同時(shí)滿足下列兩項(xiàng)要求:η≥0.95, εapu≥2.0%。應(yīng)進(jìn)行3個(gè)組裝件的靜載錨固性能試驗(yàn),三個(gè)試驗(yàn)結(jié)果都必須滿足:錨具效率系數(shù)ηa≥0.95、總應(yīng)變 εapu≥2.0%,不能以平均值作試驗(yàn)結(jié)果;錨夾具不應(yīng)出現(xiàn)橫向、斜向斷裂及碎斷,如因鋼絞線激烈破斷沖擊引起的夾片破壞或斷裂屬于正常情況;如鋼絞線在錨夾具以外非夾持部位破斷,且出現(xiàn)其中一個(gè)錨具效率系數(shù)ηa<0.95或總應(yīng)變 apu<2.0%時(shí),需要更換鋼絞線重新取樣進(jìn)行試驗(yàn)。
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三、影響錨具靜載錨固性能的因素
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1、取樣
經(jīng)常在試驗(yàn)中取樣隨意性,不具備代表性,甚至不是同一批次,只追求該次取樣符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),未遵循靜載錨固試驗(yàn)的實(shí)際需求,對(duì)于上述這樣的情況,可能出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力組裝件合格的誤判情況。
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為了降低施工成本,有些單位采用已使用過的鋼絞線進(jìn)行靜載錨固試驗(yàn),試驗(yàn)時(shí)FTu數(shù)據(jù)偏小,由公式計(jì)算出的錨固系數(shù)偏??;甚至未達(dá)到80% Fptk時(shí)鋼絞線就斷裂,導(dǎo)致試驗(yàn)失敗,得不償失。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定,已受損傷的預(yù)應(yīng)力筋不能用于組裝件試驗(yàn)。
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在進(jìn)行靜載錨固性能試驗(yàn)之前,需取六根與靜載錨固試驗(yàn)同批次具有代表性的鋼絞線試件進(jìn)行母材力學(xué)性能試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果必須符合GB/T 5224-2014《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。
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2、初應(yīng)力
初應(yīng)力的加載由于錨具各孔間距小,操作困難,須用專門的工具敲緊,因此保證初應(yīng)力加載均勻比較困難,而初應(yīng)力加載不均勻往往會(huì)導(dǎo)致最終加載到各鋼絞線上的荷載不均勻出現(xiàn)夾片跟進(jìn)不一,損壞鋼絞線,使得試驗(yàn)結(jié)果偏小甚至不符合要求。
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在開展錨具靜載錨固試驗(yàn)的過程中,應(yīng)使每根鋼絞線初應(yīng)力相等,按標(biāo)準(zhǔn)要求初應(yīng)力控制在預(yù)應(yīng)力筋公稱抗拉強(qiáng)度的5~10%,一般為10MPa。若預(yù)加載的初應(yīng)力高于預(yù)應(yīng)力筋公稱抗拉強(qiáng)度的10%時(shí),將無法保證組裝件試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性;如果多孔錨具中各個(gè)鋼絞線之間受力不均衡,整個(gè)試驗(yàn)中出現(xiàn)單根或幾根鋼絞線受力,而不是整個(gè)組裝件受力,測(cè)出組裝極限拉力FTu值偏小,計(jì)算出的錨固系數(shù)偏小。
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3、錨夾具組裝件的影響
組裝時(shí)錨固零件必須擦拭干凈,錨具在出廠后一般都在表面涂油防腐,但這也容易沾粘砂塵,盡管有些錨具在張拉錨固時(shí)要求涂油潤(rùn)滑,但從性能檢測(cè)角度來講按規(guī)定試驗(yàn)時(shí)必須擦拭干凈,否則會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的離散性較大。
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鋼絞線安裝過程中孔位必須一一對(duì)應(yīng),每根鋼絞線應(yīng)等長(zhǎng)、平行,不打絞;夾片安裝時(shí),兩邊合縫應(yīng)齊平,不應(yīng)有剪刀形式,如果夾片兩片形成剪刀模式,在鋼絞線承載時(shí)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(yàn)或失敗;甚至夾片被彈飛,形成安全隱患。
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4、錨夾具的外形尺寸和硬度
用于試驗(yàn)的錨具必須是經(jīng)外觀檢查和硬度檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品,對(duì)試驗(yàn)的錨(夾)具應(yīng)檢查其產(chǎn)品合格證,出廠檢驗(yàn)報(bào)告,使用前應(yīng)進(jìn)行外觀檢查,其表面應(yīng)無污物、銹蝕、機(jī)械損傷和裂紋,幾何尺寸是否超過產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定尺寸的允許偏差。錨具的尺寸如果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,超過設(shè)計(jì)誤差范圍后其組合和匹配將達(dá)不到最佳狀態(tài),其錨固性能肯定不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,而表面有裂紋則可能導(dǎo)致出現(xiàn)險(xiǎn)情。
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錨(夾)具的硬度應(yīng)滿足要求,其目的一方面是為了適當(dāng)提高鋼材的機(jī)械性能,另外一方面也是為了與鋼絞線的硬度相互匹配。夾片硬度過低,很難錨住鋼絞線;硬度過高,夾片容易開裂甚至碎掉。另外,如果錨夾具的硬度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,不僅會(huì)出現(xiàn)滑絲現(xiàn)象,還會(huì)引起夾片跟進(jìn)不一和鋼絞線剪壞現(xiàn)象。
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5、試驗(yàn)過程控制
嚴(yán)格掌握好加載速度 規(guī)范要求錨具靜載錨固性能試驗(yàn)正式加載時(shí)按預(yù)應(yīng)力鋼材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的20%、40%、60%、80%,分 4 級(jí)等速加載,加載速度每分鐘宜為 100MPa;達(dá)80%后,持荷1h;隨后逐漸加載至完全破壞,使荷載達(dá)到最大值。如果還以100MPa/min速度控制,就會(huì)形成“追擊”現(xiàn)象,縮短了試驗(yàn)時(shí)間,導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。因此此時(shí)應(yīng)以低于100MPa/min的速度緩慢勻速加載直到破壞,這樣能確保試驗(yàn)成功,準(zhǔn)確測(cè)出組裝件靜載錨固系數(shù)和總應(yīng)變。
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從錨固靜載錨固試驗(yàn)中分析,影響錨具靜載錨固性能的因素有:鋼絞線的取樣、組裝時(shí)每根鋼絞線的初應(yīng)力、錨夾具組裝件、錨夾具的外形尺寸與硬度、試驗(yàn)過程控制等。
細(xì)節(jié)決定成敗,在試驗(yàn)中,應(yīng)注重每個(gè)細(xì)節(jié),規(guī)范操作,有效控制試驗(yàn)過程,確保試驗(yàn)結(jié)果的可靠性,為工程施工提供客觀、真實(shí)有效的試驗(yàn)數(shù)據(jù),把好工程質(zhì)量的源頭關(guān)。
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