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。     

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20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；同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／T14370—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     

电绝缘预应力锚固体系在T梁中的应用研究

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,该锚固体系能有效地提高预应力混凝土结构的安全性和耐久性,并且具有可无损检测的优点,使用便携式LCR电桥表测出它们之间的电阻值,其阻值的大小能反映预应力筋的腐蚀程度,这样就能很好地监测到预应力筋的工作状况。通过在实际工程30mT梁中运用,得出在工程运用中需考虑的问题,并提出一些解决的方法,为下一步更好地应用做出有益的尝试。     

电绝缘锚固体系的试验研究

本文通过遵循FIB建议,分别对传统的金属波纹管孔道锚固体系、OVM.M15ZH型电绝缘型锚固体系的动态电阻值进行长期监测试验,并对OVM.M15ZH型电绝缘型锚固体系的施工工法的可操作性进行验证。试验结果表明,OVM.M15ZH型电绝缘型锚固体系的施工工法与常规锚固体系的施工工法一样方便、可靠;传统的金属波纹管孔道锚固体系的动态电阻值基本保持不变,OVM.M15ZH型电绝缘型锚固体系的动态电阻值则随着时间的推移呈上升趋势。试验结果为下一步采用OVM.M15ZH型电绝缘型锚固体系可对预应力筋受腐蚀情况进行无损监测,提供一定的参考和依据。     

腐蚀环境下锚固顺层边坡时效演化行为模型试验

为深入认识腐蚀环境下锚固顺层边坡的长期演化规律,利用能模拟复杂腐蚀环境的预应力锚固边坡模型试验系统,开展拟环境多因素锚固顺层边坡地质力学模型试验,分析自由段腐蚀条件下锚筋腐蚀电化学过程、锚固力损失规律与锚固边坡长期变形响应特征。试验结果表明:(1)自由段锚筋接触腐蚀液后迅速进入活化腐蚀状态,初期锚筋腐蚀速率较大,随着浸泡时间的增加腐蚀速率逐渐减小,30~60 d后腐蚀速率趋于稳定。(2)环境中的Cl-,O2及筋材施加的预应力均会显著增加锚筋的腐蚀速率。(3)两端锚固良好条件下,自由段腐蚀作用未明显加速锚筋预应力损失;自由段腐蚀后锚固结构预应力损失主要受初始锚固力大小与岩体变形影响。(4)锚固边坡不同部位变形主要与岩体结构、自重应力及锚固力大小有关,自由段筋材的腐蚀没有直接影响边坡变形;锚固结构腐蚀对边坡变形稳定的影响机制主要体现在腐蚀引起锚筋失效或锚固段腐蚀引起预应力大幅度降低。试验成果可以为锚固顺层边坡的长期安全性评估提供科学依据。     

新型高性能混凝土复合锚垫板的性能研究

针对锚固体系的结构安全性,利用三维有限元法建立模型,通过对M15ZH-9D型号高性能混凝土复合锚垫板与M15E-9DT型号传统铸铁锚垫板的受力分析比较,结果表明,高性能混凝土复合锚垫板强度不低于传统铸铁锚垫板.结合工程实际,并根据M15ZH 9D型锚垫板荷载传递试验结论和锚固区混凝土局部受压应力分布规律,为锚垫板结构优...     

电绝缘预应力体系的研究与应用

预应力筋是预应力混凝土结构的关键受力部件,直接关系到预应力混凝土结构的安全性、适用性和耐久性。本文主要介绍在后张预应力混凝土结构中通过简单的无损检测方法——测量预应力筋与混凝土钢筋之间的阻抗值来监测预应力筋受到腐蚀的程度。该方法在30米T梁跨海大桥工程中试用,为国内推广应用做出有益的尝试。     

竖向预应力精轧螺纹钢筋锚具接触刚度识别及其张拉力测试原理

基于预应力混凝土箱梁桥腹板竖向预应力精轧螺纹钢筋锚固螺母与锚垫板通过接触传递预应力，其法向接触刚度、锚固螺母段抗弯刚度与张拉力存在正比增加关系，建立竖向预应力筋外露段双参数变化的动力学模型，获得锚固螺母与锚垫板法向接触刚度与张拉力的关系式，室内模型试验和多座桥梁现场试验表明其法向接触刚度与张拉力关系具有稳定性。在此基础上提出现场标定法向接触刚度与张拉力关系的方法和现场测试竖向预应力精轧螺纹钢筋张拉力技术路线，并形成测试标准，可彻底解决竖向预应力精轧螺纹钢筋张拉力失效的问题。     

大吨位预应力锚垫板设计

随着桥梁技术的发展,大吨位锚具的应用在不断增加,巨大的预压力将通过锚具及其下面积不大的垫板传递给混凝土,引起很大的局部应力。为保证锚垫板下混凝土的局部承压强度满足承载力要求,必须设计受力合理的锚垫板。本文以四渡河特大桥方案为工程背景,利用有限元分析软件ANSYS模拟分析锚垫板在张拉预应力过程中的局部应力分布规律,以此为据改变锚垫板的结构型式,改善锚下混凝土应力分布情况,探索大吨位锚具局部承压可靠的方法。     

后张有粘结预应力施工技术及应用

以某工程后张有粘结预应力框架梁施工为基础，介绍了后张有粘结预应力波纹管穿管固定、预应力筋锚具安装、预应力筋穿线、混凝土浇筑、张拉以及灌浆封锚等施工工艺，探讨了后张有粘结预应力梁施工安全注意事项及工程应用效果，以便满足设计及规范要求。     

环形预应力盾构管片摩阻损失测试与研究

基于某国内预应力工程,首次对原型预应力盾构管片结构环衬砌进行摩阻损失测试。采用夹片-P锚结合的环锚技术,对预应力管片环施加预应力,以满足其承受内水压和外荷载的要求,较准确地获得了环形预应力盾构管片摩阻损失。同时初步确定摩阻系数,并对试验数据进行处理和分析。结果表明,测试结果与设计理论值比较吻合,可以满足实际试验要求。     

后张有粘结预应力施工技术及应用

以滨西物流中心后张有粘结预应力框架梁施工为基础,介绍了后张有粘结预应力波纹管穿管固定、预应力筋锚具安装、预应力筋穿线、混凝土浇筑、张拉以及灌浆封锚等施工工艺,并提出了后张有粘结预应力梁施工过程中应注意的事项。     

FRP筋大型粘结式群锚体系试验研究

本文开发了一种以超高性能水泥基材料活性粉末混凝土(RPC-Reactive Powder Concrete)作为粘结介质锚固多束碳纤维增强塑料(CFRP-Carbon Fiber Reinforced Polymer)预应力筋的粘结式锚固体系。制作了一组采用9根直径12.6mm的CFRP筋作为预应力筋的CFRP筋-锚具组装件GA12-9,通过张拉试验研究了其力学性能。试验中观测了多束筋材受力的不均匀特征,最终多束筋材发生粘结破坏。研究证明,群锚试件特有的不均匀性会降低其承载能力,研究确定了承载能力折减系数。同时,本文确定了适用于单根、多根CFRP筋粘结锚固体系的粘结强度以及临界锚固长度的预测公式,与试验结果吻合良好。研究证明,采用9根抗拉强度约2300MPa的带肋CFRP筋作为预应力筋,以强度为130MPa的RPC作为粘结介质,筋材间净距设置一倍筋直径,需要25倍筋材直径锚固长度能够提供其有效锚固。     

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。     

Experiment and numerical modeling of prestressed concrete curved slab with spatial unbonded tendons

Curved prestressed concrete structures with unbonded tendons are widely used in highway interchanges and industrial cooling towers, etc. In engineering practice, there is a demand to establish calculating methods for analyzing and designing these prestressed concrete curved structures with unbonded tendons. However, there are some difficulties in calculating the ultimate strength of these curved structures. The major difficulty is to calculate the ultimate stress in unbonded tendons. The assumption of a plane cross-section cannot be adopted here because of the slip between unbonded tendon and concrete. Thus, many formulas for calculating the ultimate stress in unbonded tendons were mainly based on experimental data fitting. In order to obtain the ultimate stress in unbonded tendons from mechanical principles, instead of using experimental data fitting formula, an advanced nonlinear analysis method to calculate ultimate stress in unbonded tendons is developed. The analysis model is established by using the Reissner-Mindlin medium thickness plate theory allowing for the influence of the transverse shear deformation. The orthotropic increment constitutive model of concrete is extended to solve the medium thickness plate problem. The tension stiffening of the cracked concrete is considered in the nonlinear analysis model. The numerical formulation of calculating the stress increment in an unbonded tendon is established by using the spatial displacement relationship. Instead of using general-purpose programs such as ANSYS and ABAQUS, a computer program specifically for predicting the nonlinear response of a prestressed concrete curved slab structure with unbonded tendons and calculating the ultimate stress in unbonded tendons is developed by authors. Six test models of prestressed concrete curved slabs with unbonded tendons are reported. The calculated results using this program are compared with test results, where their relative deviation is less than 3.0%, which validates the proposed method. These study results can be used for analysis, especially to design the strength of prestressed concrete curved structures with unbonded tendons. And, this research work also proposes a new approach, which can be customized to fit into general purposed FEM programs, such as APDL (ANSYS Parametric Design Language), for analyzing the nonlinear structural behavior of these curved structures.     

结合有限元分析和性能实验的某类型锚板的优化设计

锚具在预应力结构工程中起着重要的作用,本文运用ANSYS软件对预应力群锚体系中12孔锚具进行受力优化分析。通过计算结果和应力分布规律,结合实验研究结果,对YM15—12型锚板进行优化设计,从而为锚固体系及锚具的最优设计提供理论依据和实验数据。本文内容,具有针对性和指导性。