錨具靜載錨固性能檢測

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，無論是先張法對預(yù)應(yīng)力筋的臨時錨固，還是后張法對預(yù)應(yīng)力筋的永久性錨固，都需要用到錨具或夾具。

 

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)力筋的強度，并安全地實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)。

錨具的靜載錨固性能試驗是檢測錨具質(zhì)量最重要的試驗，它能綜合反映出錨板的硬度、強度、錨固能力等方面的性能。

 

 

一、錨具靜載錨固試驗過程

首先要按照要求做好試驗前的準備工作，然后按要求安裝錨具和試樣，打開電腦主機和控制器，啟動錨固試驗軟件，點擊試樣，輸入試樣信息。包括試樣面積、根數(shù)、極限抗拉力、計算長度。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量計，做好記錄。在電腦上點擊啟動，切換到主曲線界面，控制送油閥加油，施加試驗荷載步驟為：按預(yù)應(yīng)力鋼材抗拉強度標準值的20%、40%、60%、80%，分4級等速加載，加載速度宜為100MPa/min左右。當加荷到80%時，持荷1h，隨后用低于100MPa/min加載速度緩慢加載至完全破壞，使荷載達到最大值，記錄實際破壞抗拉力和總變形量，觀察試件的破壞部位與形式。在電腦軟件上點擊終止試驗，并保存。

 

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測定的錨具效率系數(shù)ηa和達到實測極限拉力時組裝件受力長度的總應(yīng)變εapu確定。錨具的靜載錨固性能應(yīng)同時滿足下列兩項要求：η≥0.95， εapu≥2.0%。應(yīng)進行3個組裝件的靜載錨固性能試驗，三個試驗結(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)其中一個錨具效率系數(shù)ηa＜0.95或總應(yīng)變 apu＜2.0%時，需要更換鋼絞線重新取樣進行試驗。

 

三、影響錨具靜載錨固性能的因素

 

1、取樣

經(jīng)常在試驗中取樣隨意性，不具備代表性，甚至不是同一批次，只追求該次取樣符合國家標準，未遵循靜載錨固試驗的實際需求，對于上述這樣的情況，可能出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力組裝件合格的誤判情況。

 

為了降低施工成本，有些單位采用已使用過的鋼絞線進行靜載錨固試驗，試驗時FTu數(shù)據(jù)偏小，由公式計算出的錨固系數(shù)偏??；甚至未達到80% Fptk時鋼絞線就斷裂，導(dǎo)致試驗失敗，得不償失。國家標準明確規(guī)定，已受損傷的預(yù)應(yīng)力筋不能用于組裝件試驗。

 

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具有代表性的鋼絞線試件進行母材力學(xué)性能試驗，試驗結(jié)果必須符合GB/T 5224-2014《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》標準的技術(shù)要求。

 

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)夾片跟進不一，損壞鋼絞線，使得試驗結(jié)果偏小甚至不符合要求。

 

在開展錨具靜載錨固試驗的過程中，應(yīng)使每根鋼絞線初應(yīng)力相等，按標準要求初應(yīng)力控制在預(yù)應(yīng)力筋公稱抗拉強度的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，測出組裝極限拉力FTu值偏小，計算出的錨固系數(shù)偏小。

 

3、錨夾具組裝件的影響

組裝時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要求涂油潤滑，但從性能檢測角度來講按規(guī)定試驗時必須擦拭干凈，否則會導(dǎo)致試驗結(jié)果的離散性較大。

 

鋼絞線安裝過程中孔位必須一一對應(yīng)，每根鋼絞線應(yīng)等長、平行，不打絞；夾片安裝時，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??；甚至夾片被彈飛，形成安全隱患。

 

4、錨夾具的外形尺寸和硬度

用于試驗的錨具必須是經(jīng)外觀檢查和硬度檢驗合格的產(chǎn)品，對試驗的錨（夾）具應(yīng)檢查其產(chǎn)品合格證，出廠檢驗報告，使用前應(yīng)進行外觀檢查，其表面應(yīng)無污物、銹蝕、機械損傷和裂紋，幾何尺寸是否超過產(chǎn)品標準及設(shè)計圖紙規(guī)定尺寸的允許偏差。錨具的尺寸如果達不到設(shè)計要求，超過設(shè)計誤差范圍后其組合和匹配將達不到最佳狀態(tài)，其錨固性能肯定不符合標準要求，而表面有裂紋則可能導(dǎo)致出現(xiàn)險情。

 

錨（夾）具的硬度應(yīng)滿足要求，其目的一方面是為了適當提高鋼材的機械性能，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不到設(shè)計要求，不僅會出現(xiàn)滑絲現(xiàn)象，還會引起夾片跟進不一和鋼絞線剪壞現(xiàn)象。

 

5、試驗過程控制

嚴格掌握好加載速度 規(guī)范要求錨具靜載錨固性能試驗正式加載時按預(yù)應(yīng)力鋼材抗拉強度標準值的20%、40%、60%、80%，分 4 級等速加載，加載速度每分鐘宜為 100MPa；達80%后，持荷1h；隨后逐漸加載至完全破壞，使荷載達到最大值。如果還以100MPa/min速度控制，就會形成“追擊”現(xiàn)象，縮短了試驗時間，導(dǎo)致試驗失敗。因此此時應(yīng)以低于100MPa/min的速度緩慢勻速加載直到破壞，這樣能確保試驗成功，準確測出組裝件靜載錨固系數(shù)和總應(yīng)變。

 

從錨固靜載錨固試驗中分析，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、試驗過程控制等。

細節(jié)決定成敗，在試驗中，應(yīng)注重每個細節(jié)，規(guī)范操作，有效控制試驗過程，確保試驗結(jié)果的可靠性，為工程施工提供客觀、真實有效的試驗數(shù)據(jù)，把好工程質(zhì)量的源頭關(guān)。