预应力锚具锚下病害原因分析及建议

近20年来预应力技术在我国桥梁工程中得到了迅速发展,预应力锚固技术也日趋成熟,但同时预应力锚具的锚下病害问题也日益突出。通过对预应力锚具的锚下病害分析表明,出现病害的原因主要包括两个方面:其一是缺乏强制性的锚下荷载传递性能试验标准;其二为锚具产品制造的规范不完善。基于锚下病害的严重性和普遍性,建议对锚具产品性能指标制定更完善的国家标准。     

夹片式锚具锚垫板荷载传递试验介绍——预应力锚固区安全探讨之七

意大利米兰市"材料检验试验室"作为官方机构,完成了一项夹片式锚具铸造型锚垫板的荷载传递试验,以确认此项锚垫板用于混凝土结构的负荷能力及安全性。它依据的标准是欧洲标准ETAG 013《预应力结构后张成套组件》和它的"理解文件"(2007年12月发布)。欧洲28个成员国都执行这项标准,域外工程单位也多有采用。我国即将实施的新版锚具国家标准(GB/T 14370)与欧洲标准基本一致。这份试验报告对我国当前情况很有参考价值。在我国预应力行业中,多数从业人员对"荷载传递试验"还比较陌生,不久将会遇到这种试验的工作要求。本文按试验报告原件的章节对试验过程进行了综合梳理和说明,并补充了欧洲标准的相关要点,希望减少读者疑问。     

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。     

预应力锚固区荷载传递试验国际标准简介——预应力锚固区安全探讨之五

近年来,国内预应力技术专业人员越来越重视预应力锚固区的安全问题。铁路、公路桥梁及特种结构的设计、施工单位及锚具主要生产企业,都把锚垫板、螺旋筋的承载能力放在首位。锚固区承载力的鉴定试验方法和标准,国外几十年前就已制订发布,我国也已开始探讨,预计不久将普遍开展。本文搜集了英国、国际预应力混凝土协会、欧洲标准化委员会、欧洲技术认证组织、美国国家公路和运输协会、美国后张学会等组织的七份标准,将其中有关预应力锚固区的荷载传递试验介绍给读者。主要内容有:试件的设计规定、试验时混凝土强度的要求、试件的加荷程序、试件数据的采集与分析等。希望能为同业人员开展此类工作时提供参考。     

后张预应力混凝土空心板锚下混凝土裂缝原因分析

从工程实例出发,分析了后张预应力混凝土梁锚下混凝土裂缝产生的原因和处理方法。并对“公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD62-2004”中有关“局部承压”计算公式进行了探索和讨论。     

预应力混凝土双压花锚具性能受持续荷载影响的试验

通过对用于预应力混凝土的一种新型双压花锚具足尺寸试件的试验,研究这种锚具在持续荷载下的变形特点、不同持荷应力水平的影响以及锚具受持续荷载后的承载力等问题,并给出持续荷载阶段锚具变形计算的建议公式。     

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。     

预应力混凝土双压花锚具力学性能试验研究

参照单压花锚具构造,提出预应力混凝土双压花锚具的概念。通过试验对二者的受力性能进行了深入的对比研究,对双压花锚具的构造提出进一步的改进措施。     

后张预应力混凝土锚固区深化设计

锚固区设计是后张预应力混凝土结构深化设计的一项重要内容。讨论了国内外相关标准对锚固区设计的规定,并在此基础上,结合我国工程应用经验,提出了后张预应力混凝土锚固区的深化设计建议,包括锚固体系的选择、锚固区的设置、锚垫板的布置、锚固区加强钢筋的配置、锚具的封闭与保护等内容。     

预应力锚拉式支挡结构锚下有效预应力检测方法探讨

预应力锚拉式支挡结构常用于高度较大、对变形要求较严格的边坡工程,而锚下有效预应力对支挡结构受力机理及安全性起着至关重要的作用,目前并无相关规范、标准对此进行要求.该文对预应力锚拉式支挡结构锚下有效预应力检测的必要性进行了论证,并提出了检测的方法及评判标准,可供同行参考.     

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。     

预应力筋用夹片式锚具锚板强度试验问题的研究

为了更好地研究锚板强度试验检测装置,对加载装置控制系统、反力装置、挠度变形测量装置等几个方面进行改进、优化,通过反复试验分析和验证,研制了一种锚板强度试验检测装置测试系统。该检测装置测试系统更有利于实际工作中锚板强度试验的检测,且大大降低了企业仪器设备的采购成本,同时进一步提高了锚板强度试验稳定性,有效确保了检测结果的科学有效性。     

锚具式预应力钢绞线连接器的设计与试验研究

M1L15 1和M2L15 1连接器是根据大型预应力混凝土工程实际需要 ,在现有同类产品基础上开发的锚具与连接器合一的新产品 ,具有构造简单、外形小、成本低、适用性好的特点。详细介绍了M 1L15 1和M 2L15 1锚具式钢绞线连接器的基本构造、工作原理和工程用途 ,从多方面分析了在超长预应力混凝土连续结构中使用连接器的技术意义与经济效益 ,全面介绍了这两型新产品的设计与试验研究结果     

预应力箱梁锚下混凝土局压抗裂性能试验研究

本文对齐嫩桥连续预应力混凝土箱梁腹板在大吨位锚头作用下的混凝土局部承压抗裂性的设计进行试验研究，验证工作，指出了腹板在锚下混凝土局压抗裂性能与理论分析的一致性，证明了原设计的抗裂度不能满足规范要求，为保证工程的可靠性提供了修改设计的依据。     

后张法预应力空心板锚下应力分析与应变测试

后张法预应力空心板是桥梁工程中常见的上部结构形式。本文通过对后张法预应力混凝土空心板锚下应力进行理论分析,讨论加强钢筋的设置、腹板厚度对锚下应力的影响;测试钢束张拉力作用下空心板锚下应变,观察锚下混凝土裂缝情况,综合分析锚下裂缝产生机理。研究表明:提高锚下加强钢筋的配筋率和加厚腹板均可减小空心板锚下混凝土拉应力,加厚腹板效果更显著;锚下混凝土局部应力过大导致局部存在裂缝和结构损伤,预应力钢束张拉时裂缝不一定马上在混凝土表面出现,而是在锚下混凝土应力重分布后出现。     

单孔预应力基本锚垫板设计方法探讨

参考国内外设计与施工规范,通过算例对该锚垫板的端面尺寸、厚度以及附加螺旋筋的设计计算问题进行了分析,分析结果表明：在进行普通垫板验算时,除可按锚垫板刚性扩散角取为45°计算的局部受压承载力外,尚需验算混凝土反力作用下锚垫板的刚度和强度。     

多级传力预应力端锚荷载传递性能试验研究与分析

多级传力预应力端锚是一种新型的锚具形式.试验研究了该类锚具在不同螺旋筋和箍筋配置及其表面形式下的荷载传递性能.结果表明当螺旋筋及箍筋配筋间距为50 mm,钢筋采用螺纹钢时,该类锚具荷载传递性能良好.通过数值分析,讨论了该类锚具的应力分布模式,表明约27.4%的张拉荷载通过第二级和端部锚板传递,验证了锚具多级设计的合理性.数值分析进一步表明该类锚具下螺旋筋配筋范围宜在1.0b(b为正方形试件截面尺寸)左右,首圈螺旋筋离锚具顶部高度宜小于50 mm.     

后张预应力梁锚垫板处砼裂缝成因分析及防治措施

本文结合某公路改建工程桥梁施工情况，重点论述并分析了后张法预应力梁张拉时锚垫板处混凝土破裂的原因，并提出了一些具体的防治措施。