浅谈预应力锚具的静载试验

浅谈预应力锚具的静载试验

内容摘要：本文对预应力锚具在静载试验中涉及到长度测量的几个问题进行了探讨，根据其特点及相关标准和规范综合分析后阐述了自己的观点和解决方案。关键词：预应力锚具静载试验测试方法

我们在做预应力筋用锚具、夹具和连接器的静载试验时，都会遇到下面几个与长度有关的量的测量问题，因相关标准中未明确，试验人员则根据自己对标准的理解去进行解读并实施，如此给试验的真实、可靠带来了差异。为更好地在标准的框架内完成试验，笔者根据以往的工作经验，查阅相关标准资料，继续对其进行探讨，阐述自己的观点和解决方案，望大家提出宝贵意见。

1.标距：在标准GB/T14370-2000《预应力筋用锚具、夹具和连接器》中虽然提及标距，但未明确标距多少为宜。在行业标准JGJ85-2002《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》的A.

2.1中我们看到“测量总应变εapu的量具标距不宜小于1m”。所以在静载试验中应采用该条规定。

2.总应变εapu的计算方法：在标准GB/T14370-2000《预应力筋用锚具、夹具和连接器》中也未明确，实际工作中更多的试验人员则是根据行业标准JT329.2-97《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、连接器试验方法及检验规则》中6.

3.5的方法或略有改变在操作即用千斤顶的伸出长度差作为钢绞线的绝对伸长，计算出总应变εapu。事实上由此得出的总应变εapu的数据偏大，其主要原因就是在测量钢绞线的绝对伸长量时没有把实验设备的综合弹性变形考虑进去，也就是说用千斤顶伸出长度差作为钢绞线的绝对伸长是不准确的。只有在试验过程中直接测量钢绞线的绝对伸长，用ε=△l/l（式中△l是钢绞线的绝对伸长，l 是试验中的钢绞线与△l对应的标距或受力长度），推算出的总应变εapu，才更真实。

3.弹性模量：弹性模量是表征材料力学性能的重要指标之一，它反映的是材料抵抗弹性变形的能力，即材料的刚度。钢绞线的弹性模量在相关标准中规定为195×10Gpa，因不作为交货条件，是非检测项目。虽然实际应用中计算钢绞线的伸长量时弹性模量是一个非常重要的参数，相关标准中的规定值还是可以满足使

用要求的。

4.钢绞线的截面积：多数试验部门用实测整股钢绞线外径的方法推算出钢绞线的截面积，在标准GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》中要求的是“试样的原始直径”。考虑到钢绞线的特殊结构，建议分别测量钢绞线的每根钢丝直径，消除间隙（按整股实测有数据偏大的现象）。

5.引伸仪：实际工作中，部分试验部门为提高试验精度，方便破断瞬间的伸长记录，而采用引伸仪来测试钢绞线的绝对伸长，但其标距多少又如何夹持钢绞线却有不同的意见。试验过程中按标准GB/T14370-2000《预应力筋用锚具、夹具和连接器》的试验装置，加强观测完全可以用直尺直接测量钢绞线的绝对伸长，并能满足标准的要求。

6.测试方法及实施：

6.1选一根自然状态下平直的钢绞线，在其中部1m的距离上分别用彩色胶带扎好两个标记，再按照相关规则安装好试验用的预应力筋—锚具、夹具和连接器组装件（包括已做好标记的钢绞线）。全部零件应是检验合格的产品，预应力筋的各根钢材应等长平行，初应力均匀，受力长度不宜小于3m。为保证初应力均匀，可用250KN的千斤顶逐根张拉钢绞线至10%的ƒptk。

6.2做好标记的钢绞线应置于试验台架的易于观测的位置上，再用一根1.2m 左右的钢尺的原点（或自行设定的原点），靠在扎好的颜色胶带的一端（安装标尺），并用胶带扎牢该端，钢尺的另一端用皮筋扎住保持钢尺与钢绞线平行即可，钢尺是用来测量钢绞线伸长的。

6.3按标准GB/T14370-2000《预应力筋用锚具、夹具和连接器》中6.2.1的要求进行正式试验并做好相应的记录，应特别加强在达到钢绞线破断力时的伸长量观测。观察钢绞线在各级荷载下的伸长值，即钢绞线上两个颜色胶带间的（伸长）距离值，并记录在试验记录内。

下面我们以一个试验的两种测量方式得出的结果进行分析总结，表中△l1是测量千斤顶伸出长度差得出的钢绞线的伸长值，应变ε1是△l1的对应值。△l2为标距1m时钢尺直接在钢绞线上的测量值，应变ε2是△l2的对应值。

各级荷载下的试验表格：（试验用锚具YM15-12，钢绞线母材极限拉力：

270.0KN，受力长度：3910mm）

从以上的试验表格中可以看出：

1.标距的选择是合理的，即方便实施又能满足标准和规范的要求。

2.随着荷载的增加，测量千斤顶伸出长度差的方法其线性误差也越大，这点从锚固组件的荷载与拉伸长度的递增情况也可以说明。在材料的比例极限内它们应服从材料的虎克定律。

3.总应变εapu是弹性和塑性变形的总和，也正是由于它们的线性与非线性变形才导致了总应变εapu测试的复杂性。

4.仅用钢尺在钢绞线上直接测量钢绞线的绝对伸长值△l更接近真实的结果，其结果完全可以满足标准对静载试验的要求。

5.标准要求的是总应变εapu，故在进行钢绞线的伸长量观测时，达到破断力的临界值时，要加强观测钢绞线上两个颜色标记间的真实距离（即钢绞线的绝对伸长），保证试验的真实可靠。

结论：

1、建议尽早出台静载试验的实施细则；

2、加强测试人员的队伍建设或培训工作；

3、加强在用设备、器材及软件的管理，保证它们均处于受控状态。

参考文献：

1、《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2000

2、《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-2002

3、《金属材料室温拉伸试验方法》GB/T228-2002

4、《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、连接器试验方法及检验规则》JT329.2-97

5、《材料力学》西安交通大学材料力学教研室编高等教育出版社出版1975年5月

6、《材料力学实验》朱鋐庆等编著武汉大学出版社2006年5月