錨具靜載錨固性能試驗(yàn)，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(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)廣泛使用預(yù)應(yīng)力錨具等施工器件。錨具作為預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力筋的拉力并將其傳遞到混凝土內(nèi)部，在預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后將預(yù)應(yīng)力筋永遠(yuǎn)錨固在構(gòu)件端部，防止預(yù)應(yīng)力筋回縮造成應(yīng)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。

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因此，對(duì)錨具組裝件的靜載錨固性能試驗(yàn)檢測(cè)成為控制預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。那么在靜載錨固性能試驗(yàn)過程中，影響試驗(yàn)結(jié)果的因素有哪些呢？

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影響錨具靜載錨固試驗(yàn)的因素

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01、屈強(qiáng)比

靜載錨固性試驗(yàn)中，在加載速度一定的情況下，鋼絞線屈強(qiáng)比赿高，其脆性越大，留給鋼絞線發(fā)生變形的時(shí)間赿少，鋼絞線赿容易在夾片切口處剪斷，導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)FTu偏小，甚至試驗(yàn)失敗。因此預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)用鋼絞線應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi)選用屈強(qiáng)比較低的。

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02、最大力

同批次的鋼絞線，試驗(yàn)機(jī)夾具牙紋不同對(duì)鋼絞線產(chǎn)生缺口效應(yīng)不同，缺口效應(yīng)越明顯則鋼絞線預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際平均極限抗拉力Fpm值越小。標(biāo)準(zhǔn)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(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)性能要求時(shí)，試驗(yàn)無效”，盡管這樣能夠確定有效試驗(yàn)，但仍然不能測(cè)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(jìn)試驗(yàn)中的一些細(xì)節(jié)盡可能接近實(shí)際值。

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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(yīng)，但是，若試驗(yàn)中夾持部位使用的鋁制夾片金剛砂散布不均勻，也會(huì)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(yàn)過程中要注意細(xì)節(jié)。

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03、鋼絞線取樣

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)同批次且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/T5224-2014《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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靜載錨固性能試驗(yàn)用的鋼絞線試樣與提供最大力的鋼絞線宜為同一盤。因?yàn)橛锌赡芴峁┳畲罅Φ钠渌P鋼絞線的最大拉力值大于做靜載錨固性能試驗(yàn)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(duì)錨具錨固性能要求；反之，則可能將不合格預(yù)應(yīng)力組裝件誤判為合格品。

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在取樣的過程中，還需要注意的是國(guó)家有標(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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04、錨夾具的外形尺寸

錨夾具的外形尺寸應(yīng)符合國(guó)相應(yīng)的技術(shù)文件要求、產(chǎn)品不應(yīng)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(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。若都能滿足要求，錨具組裝件在預(yù)應(yīng)力受力過程中，其組裝零件之間的內(nèi)摩擦角達(dá)到平衡狀態(tài)，而產(chǎn)生良好的自錨能力。

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如果夾片與錨孔錐度存在差別過大、夾片內(nèi)側(cè)不圓時(shí)，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，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(huì)導(dǎo)致鋼絞線被剪斷或滑絲，試驗(yàn)提前結(jié)束或失敗。

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05、錨夾具組裝件

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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(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；嚴(yán)重的時(shí)候甚至夾片會(huì)被彈出，形成安全隱患。

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06、初應(yīng)力

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，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。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FTu數(shù)據(jù)偏小，計(jì)算出的錨固系數(shù)偏小。

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組裝鋼絞線-錨具時(shí)應(yīng)把夾片對(duì)正放穩(wěn)，夾片間隙必須均勻，采用小穿心千斤頂預(yù)緊，預(yù)緊順序?yàn)椋合染o中間孔，周邊孔從下向上依次對(duì)稱進(jìn)行，盡量減小各鋼絞線間應(yīng)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(jìn)不一、受力不均，易損傷鋼絞線。

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07、張拉過程中預(yù)應(yīng)力筋受力

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

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08、張拉過程控制

張拉過程中初應(yīng)力宜為預(yù)應(yīng)力鋼材抗拉強(qiáng)度的5%~10%，按照標(biāo)準(zhǔn)加載至預(yù)應(yīng)力筋抗拉強(qiáng)度Fptk標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)度不勻、受力不均、夾片內(nèi)縮量不同造成應(yīng)力差別，此時(shí)才開始進(jìn)入調(diào)整階段。若達(dá)到80%Fptk持荷時(shí)，還以100MPa/min速度控制，就會(huì)縮短試驗(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，這樣能確保鋼絞線-錨具預(yù)應(yīng)力體系受力趨于均勻，進(jìn)入最佳工作狀態(tài)，才能準(zhǔn)確地測(cè)出組裝件的靜載錨固效率系數(shù)。

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結(jié)語

錨具靜載錨固試驗(yàn)的檢測(cè)涉及的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)有很多，從GB/T5224-2014《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》、GB/T14370-2015《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》等標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合錨具靜載錨固試驗(yàn)，可以看出，影響錨具靜載錨固性能的因素有：鋼絞線的屈強(qiáng)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(shí)每根鋼絞線的初應(yīng)力、試驗(yàn)過程控制等。

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在工程建設(shè)中，每個(gè)小細(xì)節(jié)都是至關(guān)重要的。要嚴(yán)格規(guī)范試驗(yàn)操作，不斷探索發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，保證檢測(cè)過程的科學(xué)性和規(guī)范性，為工程提供真實(shí)、客觀的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。