錨具靜載錨固性能檢測(cè)

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)。