纤维复合材料自锁式锚具设计及力学性能研究

为有效张拉和锚固环向纤维布,提出一种新型的锚固系统--自锁式锚具,该锚具由锚头、螺栓、螺母和高强纤维布组成,可以根据需要组合成单层纤维布或双层纤维布的张拉锚固装置。自锁式锚具可分为锚头固定式和锚头活动式两种,试验研究表明：锚头固定式锚具不使用黏结胶,适用于对混凝土墩柱进行快速加固,可以对环向碳纤维条带施加20%左右的预应力;锚头活动式锚具工艺简单,可以对环向碳纤维条带施加超过30%的环向预应力,更适用于实际工程。基于试验结果,给出了锚具尺寸和纤维布长度的计算方法,提出了通过扭力扳手对环向纤维布施加和控制预应力的方法,建立了扭矩与环向纤维布中预应力的换算式,并验证了该式的可靠性;分析了环向纤维布张拉过程中锚具的受力机理,理论分析和试验结果表明自锁式锚具具有良好的可靠性和实用性。     

预应力工程中的OVM锚固体系

ＯＶＭ锚固体系是我国第一种采用二片四开式，锚碇１８６０ＭＰａ级低松弛钢绞线的预应力锚固体系。本文介绍其基本性能，与其他系列锚具的组合以及它在斜拉桥主索上的应用。     

预应力锚固体系的试验研究及有限元分析

以预应力锚固技术在工程中的应用为研究对象,在理论与实践研究的基础上,通过试验研究和有限元分析方法相结合,对锚具锚固性能进行研究。依据对锚具进行静载锚固性能试验,测得相关的试验数据,从而为实现运用有限元分析锚具提供必要的数据支持。随后,运用ANSYS软件对锚具进行数值分析,获得在荷载状态下锚环和夹片的相互作用的状况,从而实现对锚具在整个实际张拉条件下的力学变化过程的进一步了解,该研究可为其他工程应用提供一定的指导,并为本研究项目的后续工作:锚固体系进行优化设计及锚具的最优设计方案提供理论依据和试验数据。     

铸造型预应力筋锚垫板的受力和尺寸探讨——预应力锚固区安全探讨之三

中国近两年每年都生产1.5亿孔夹片式锚具,每年所用铸造型锚垫板约2000万块。据知,如此大量的锚垫板,绝大多数没有经过良好的安全计算和荷载传递试验的认可,使已建和在建工程中预应力筋锚固区的安全程度悬疑不定。工程的业主,结构设计人员、锚具生产企业及行业主管,不可能对此视而不见并容忍其年复一年地延续下去。国内外各相关标准及结构设计单位都没有要求锚具生产单位提供锚垫板的设计计算资料,但这并不等于不需要这些资料。锚具生产厂的锚垫板和螺旋筋设计图据何而出?工程上已使用的锚垫板绝大部分并没有压坏,但是锚固区的混凝土有没有出现裂缝,它们的安全度是否达到规范标准的要求?仍然应该给予关注,存在问题应该设法解决,本文就是为此进行的探讨。     

球墨铸铁锥型锚具

“QTZ型锚具”是一种新型预应力锚具,成本低,有显著的经济效果;安全可靠,锚固性能良好;自成系列,可广泛用于各种预应力结构。 本文将阐明这种锚具的特点;理论分析和设计计算方法;系统地介绍锚环的强度实验和实验应力分析结果,锚具的工艺性能和疲劳特性的实验研究;以及典型的工程试点等情况。     

夹片式锚具荷载传递试验方法——预应力锚固区安全探讨之六

我国预应力工程进入国际市场日渐增多,国际预应力行业对结构上预应力锚固区承载性能都有标准要求,我国在这方面的研究恰是一个弱项。铸造型锚垫板和螺旋筋是夹片式锚具的组成部分,国际预应力协会(FIP)、欧洲标准(EN)及技术认证组织(EOTA)、美国国家公路和运输协会(AASHTO)及后张学会(PTI)都要求结合锚具在结构物上的排布进行试验认证,经认可的产品才允许在工程上实用。我国即将修订的锚具标准,也会有与之相当的规定。我国预应力锚具生产行业、结构设计单位和工程业主等部门很快就将面临此项复杂而又严格的陌生试验。本文作为锚固区安全探讨之六,将杭州浙锚预应力有限公司为主三年来摸索的试验方法,向同行人员作一个初步介绍,以响应我国新锚具标准的实施和开展此项试验认可工作。技术上不成熟之处在所难免,抛砖引玉,愿与同行专家共同探讨。     

关于预应力筋锚固区的荷载传递试验——预应力锚固区安全探讨之二

预应力筋锚固区的承载能力如何确定,是中外业界长久以来十分关注的问题,国外的技术标准要求采用对试件加压力的试验方法进行验证,中国的惯例是混凝土结构以内的埋入件及抗裂钢筋由结构设计者负责设计,结构以外的锚具由锚具制造者负责达到标准。但整套的夹片式锚具却包含了结构体外的锚具和用于结构体内的配套零件,形成了分管不清的局面。从2010年10月起,中国的行业标准JGJ85-2010《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》首先提出在进场验收锚具时,如果锚垫板是铸造型的,锚具生产厂应进行锚固区传力性能试验,结构设计方认为锚固区传力性能不能满足要求时也可能进行这项试验,该标准与美国后张预应力学会(PTI)的验收标准基本一致。2011年3月中国交通部发布了《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器》(JT/T329-2010)行业标准,要求锚下垫板的构造尺寸应能将预应力可靠地从锚具传递到混凝土构件中。该标准的规定与FIP1993关于荷载传递试验要求基本相同。但是中国的业界对"荷载传递试验"比较陌生,不太了解如何进行这项试验。今后的国内外工程(如高铁、高速),特别是国外用户可能要求锚具生产厂提供此项试验证明,锚具生产方和结构设计方都需要直面应对。本文就是在这种形势下汇总了国内外的试验概念、试件制作、试验方法和要求,给业内人员提供一个概括的资讯。     

无粘结预尖力筋用球墨铸铁一体化锚具锚固体系的研制与应用

球墨铸铁一体化锚具锚固体系是在总结国内近20年来预应力筋锚具基础上针对无粘结预应力筋开发的专用锚具，它的特点是张拉端锚具采用球墨铸铁将垫板与锚环一体化，材料用量少，结构紧凑，锚固可靠；固定端锚具设计为摩擦片挤压锚，挤压锚制作方便、锚固更为可靠，其性能符合GB/T14730-2000的有关要求，同时也适用于2000MPa级预应力筋。此外该锚固体系的最大特点是可以完全实现预应力筋全长封闭。     

无粘结预应力筋用球墨铸铁一体化锚具锚固体系的研制与应用

球墨铸铁一体化锚具锚固体系是在总结国内近 2 0年来预应力筋锚具应用基础上针对无粘结预应力筋开发的专用锚具,它的特点是张拉端锚具采用球墨铸铁将垫板与锚环一体化,材料用量少,结构紧凑,锚固可靠;固定端锚具设计为摩擦片式挤压锚,挤压锚制作方便,锚固更为可靠,其性能符合国标GB/T14 370 - 2 0 0 0的有关要求,同时也适用于 2 0 0 0MPa级预应力筋。此外该锚固体系的最大特点是可以完全实现预应力筋全长封闭     

预应力钢绞线及夹片式锚具在我国的发展与应用——预应力锚固区安全探讨之一

近几年,我国的高速铁路、高速公路、普通公路铁路、城际铁路、地下铁路以及很多基础建设项目增加很多,预应力混凝土结构用量持续快速增长。预应力张拉锚固体系的生产供应随之大大增加,其中用量最大的当属预应力钢绞线及夹片式锚具,2009年和2010年,中国每年都生产了1.5亿孔夹片式锚具,远超欧美各国。但是,仍存在一些应解决的问题,如:预应力钢绞线的易用性应予提高,锚具配套件(锚垫板、螺旋筋等)的尺寸应回归到科学的水平,对锚具效率系数的全面观问题,而确保结构物中预应力筋锚固区的安全则是当前最重要的问题。中国的现状已要求将荷载传递试验列入国家产品标准之中,在此预应力工程大发展时期,中国土木程学会混凝土及预应力混凝土分会始终密切关注着预应力张拉锚固体系在工程实践中的表现。     

一种后张预应力筋腐蚀防护和监测的新方法

本文主要介绍一种在后张法预应力桥梁中采用的电绝缘预应力锚固体系。该锚固体系与普通的主要区别在于采用了电绝缘型的锚垫板。该垫板由圆环状承压板和塑料喇叭筒组成,而承压板中部采用传统的铸铁芯,周围包裹近乎绝缘的超高强混凝土。通过埋设电绝缘型锚垫板及采用塑料波纹管,使得预应力筋和锚具与周围混凝土绝缘隔离开来,不但能很好地起到对预应力筋的腐蚀防护,而且可应用阻抗表随时测量它们之间的阻抗。根据国外的研究成果,其阻抗值的大小反映了预应力筋受腐蚀程度。这样,可以通过监测动态阻抗值,组成无损检测系统,有效地提高预应力混凝土结构的安全性和耐久性。     

预应力碳纤维布加固一次二次受力梁抗弯试验研究

就CFRP布加固RC梁的未加预应力、施加顸应力以及施加预应力后梁的未有初始应力(一次受力)、有初始应力(二次受力)等不同工况共八根梁进行了对比试验,同时进行了锚固端不同锚固方式共五种工况的加固效果的对比试验。试验结果分析表明：CFRP布预应力施加方法简便且易在加固施工实践中应用;CFRP布施加预应力在加固效果上明显优于不加预应力的加固方法;施加预应力加固时必须在端头锚固且锚固效果良好。     

后张法预应力锚穴凿毛器的力学分析和应用

针对无砟轨道板的封锚混凝土在长期使用后容易出现封锚脱落的现状,根据力学分析成果,成功研制了后张法预应力锚穴凿毛器。在锚穴内自动生成环形槽道,增强了封锚混凝土与锚穴的粘结强度,使预应力体系的耐用性得到有效的保证。     

夹片式锚具锚垫板系列的尺寸估算——预应力锚固区安全探讨之四

锚垫板和螺旋筋是预应力锚固区的重要预埋件,他们和结构混凝土共同工作,承担锚具传来的巨大集中荷载。市售和工程正式采用的锚垫板及螺旋筋,都应符合认可标准试验。预应力结构物的锚固区,可能只有一个锚具,也可能有分布多样的多个锚具。这个区域的混凝土及锚垫板应力复杂多变,结构设计规范很难提供用之皆准的计算准则。预应力技术发祥于西欧,这里的权威们制订了技术认可标准,产品生产者及结构设计者都严格遵从。锚垫板及螺旋筋的产品设计,不可能完全脱离计算,至少估算是需要的。有限元分析法能探讨锚垫板的应力分布状况,有助于拟订锚垫板的设计。该文依据发布在《预应力技术》2012年第3期上的"预应力锚固区安全探讨之三",拟订了圆形夹片式锚具下配用的锚垫板及螺旋筋系列尺寸,可供产品生产者设计产品之用,也可供工程设计、施工单位参考。该文的估算办法参考了美国PTI标准用于普通钢板加工型锚垫板的计算准则,只用了简单的结构力学和经验参数。该文仅拟订了ф15钢绞线1～37孔锚具的锚下配件。实践经验对预应力技术很重要,该文列出了法国Freyssinet体系、瑞士VSL体系、中国QM、OVM、QVM体系的锚垫板、螺旋筋、波纹管尺寸,可供对照参考。该文考虑了我国铁道部门的相关要求。     

多股成品索锚碇锚固系统试验和防腐工艺研究

多股成品索锚碇锚固系统具有锚固可靠、防腐好、施工方便、全生命周期成本低的优点而将得到越来越多的认可。本文介绍这种新型预应力锚碇锚固系统的试验研究和防腐工艺的研究情况。     

胶结式预应力锚索锚固段荷载传递特性研究

在边坡工程中大量使用胶结式预应力锚索，但对其作用机制方面研究还很少，特别是关于锚固段的荷载传递特性还存在很多模糊认识。为此，以胶结预应力锚索锚固段与围岩体界面特性、锚固段极限黏结强度以及侧阻力分布规律为基础，给出预应力锚索锚固段合理长度的计算方法，研究岩体特性、灌浆材料特性、束体材料以及三者之间相对刚度等因素对预应力锚索锚固段荷载传递特性的影响等机制问题，为合理进行预应力锚索设计提供了依据。     

CFRP板加固预应力空心板受弯性能的试验研究

对CFRP板加固预应力空心板进行了试验研究,初步探讨了CFRP板加固后的预应力空心板变形性能和承载力的变化规律。     

深基坑预应力锚杆支护中锚下承载结构的选型分析

预应力锚杆柔性支护已逐渐在深基坑工程中得到广泛应用,其主要构件之一锚下承载结构的破坏模式与设计计算尚不明确。结合工程实例对锚下承载结构的各个组件进行详细阐述,然后通过有限元模拟计算。针对不同的预加应力,首次对槽钢、垫板、加劲肋钢筋、喷射混凝土等构件之间的选型尺寸进行了探讨,提出了各个构件之间合理的匹配关系,为相关人员在设计锚下承载结构时提供参考。     

小湾水电站预应力锚索锚固段应力分布规律的现场试验研究

小湾水电站边坡开挖高陡,地质条件复杂,大部分边坡需用预应力锚索锚固来维持稳定。为保证锚固质量,优化锚固段长度,对设计轴力为1 800kN的普通拉力型、拉力分散型、自由式拉压复合型的预应力锚索锚固段应力分布进行现场试验研究,得到锚索锚固段应力分布规律,给出了适合小湾地质条件各类型锚索相对合理的锚固段长度,并根据试验结果分析了这3种类型锚索各自的特点。