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。     

采用铸造垫板的预应力混凝土锚固区传力性能试验

结合行业标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》的修订,完成38个局部承压试件的单调加载或循环加载试验,研究采用国产铸造垫板的预应力混凝土锚固区传力性能,包括破坏模式、开裂荷载、极限承载力和裂缝宽度等,并进行相关影响参数分析。试验结果表明,采用《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)局部受压承载力公式估算整体铸造垫板锚固区的极限承载力与试验值会有较大偏差,有必要在国内相关标准中纳入后张预应力混凝土锚固区传力性能检验要求;大多数单调加载试件的极限承载力能达到预应力筋极限抗拉力标准值(Fptk),但仅有少数能达到1.2Fptk,且单调加载试件的极限承载力约为循环加载试件的1.1倍;喇叭管上设置二次翼缘、增大螺旋筋圈径、提高混凝土强度以及加大锚固区承压面积可提高锚固区极限承载力,而表层箍筋的配置可提高锚固区开裂荷载并减小劈裂裂缝宽度。     

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。     

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。     

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。     

《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-2010修订简介

新修订的行业标准<预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程>JGJ85-2010已于2010年10月1日颁布实施.本次修订是在认真总结20多年来我国预应力筋用锚具、夹具和连接器的生产、工程应用经验,审视有关锚夹具的产品标准和工程应用标准历次版本,参考国外相关标准,同时进行大量试验研究的基础上完成的,内容有较大扩充和变化.主要修订内容包括适用范围的扩大;锚具传力性能的试验及合格标准;一系列有关锚具产品的性能指标及应用的试验方法及合格标准;调整完善了进场验收规定.     

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     

HVM型锚固体系锚具通过技术鉴定

由柳州欧维姆建筑机械有限公司研制开发的超高强预应力锚固体系———ＨＶＭ型锚固体系 ,经铁道部、交通部、建设部、国家教委等四部委的有关专家评审 ,已通过鉴定 ,主要鉴定意见如下 :1 ＨＶＭ型锚固体系锚具是国内首次夹持 2 0 0 0ＭＰａ钢绞线的新产品 ;2 ＨＶＭ型锚固体系锚具经静载试验、疲劳试验、低固荷载试验等 ,各项指标均符合ＦＩＰ— 1993建议和国标 :《预应力筋用锚具、夹具和连接器》ＧＢ/Ｔ14 370— 93中Ｉ类锚具的要求 ;3 研制过程中 ,对夹片、锚板及锚垫板等主要部件进行了三维有限元弹塑性分析和优化设计 ,使锚具的研制建…     

核电厂安全壳预应力锚具静载试验

核电厂安全壳大吨位预应力锚固系统是核电站安全壳施工中重要的、复杂的部分,锚具的静载锚固性能通过钢绞线—锚具组装件的静载试验来衡量。根据核电设计单位要求,核安全壳预应力锚具静载试验时应模拟实际工况,在端部增加砼锚固块,这与常规锚具静载试验相比,纲绞线在砼锚固块处产生弯折,这大大增加了试验的难度。本文介绍模拟实际工况下核安全壳预应力锚具的静载试验,试验的成功促使了国产核电预应力锚具的应用。     

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。     

浅谈岩土预应力锚索孔道水泥灌浆的质量控制

岩土预应力锚固技术遍及土木工程的各个领域,如边坡、坝体、桥梁等。而岩土预应力锚索周围介质多为岩体和土体,环境条件比较复杂,高拉应力作用下的锚索腐蚀断裂,是威胁预锚使用寿命的主要因素。本文结合拉力型粘结式预应力锚索浅析岩土预锚从施工准备、成孔、锚索制作与安装、孔道灌浆的全过程对孔道水泥灌浆的影响因素和各环节质量控制,以确保孔道水泥灌浆的质量,为锚索提供可靠的锚固力和防腐蚀保障。     

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。     

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。