夹片式锚具锚固性能综合分析

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预应力锚固体系是预应力混凝土技术的重要组成部分。

完善的锚固体系包括锚具、夹具、连接器及锚下支承系统等。

作为工具重复使用的叫做夹具或工作锚,一般用于先张法;作为构件组成的一部分使用的叫做锚具,用于后张法。

锚具是保证预应力混凝土结构安全可靠的技术关键,在后张法构件中,它又作为构件的一部分,长期固定在构件上以维持预应力。

因此,锚具应满足下列要求。

(1)锚固性能安全可靠且不能损伤钢筋;
(2)滑移、变形小,预应力损失小;
(3)构造简单,易加工,施工方便;
(4)用钢量少,价格便宜;
(5)施工设备简便,张拉锚固迅速。

1 夹片式锚具的现状
夹片式锚具一般是利用钢绞线回缩带进夹片的自锚式锚具。

它从70年代后期在我国推广应用以来,目前已广泛应用于房屋结构、桥梁、港口、大坝、水工和核电站等。

随着国家对基础设施投资力度的加大。

用量逐年大幅度增加夹片式锚具的锚固性能稳定,应力均匀,安全可靠,锚固钢绞线的范围亦较大。

用于独立锚固的夹片式锚具是按钢绞线极限强度1860M P a计算的承载力设计的,而目前钢绞线极限强度普遍偏高,其抗拉强度已接近或超过1950MPa,屈强比普遍高于0.91。

由于锚具的生产利润比较高,近些年有逐渐呈上的趋势。

原来生产历史较长的少数几个厂家质量还可以,大部分厂家生产质量不能说得上过关,达不到国家标准规定的一类锚具,甚至达到二类锚具要求都很困难。

在我国广西柳州市,分布着数家挂靠大企业的家庭作坊生产方式,他们生产的锚具和夹片的质量很不稳定,检验指标的离散性非常大,所以很多生产厂家的锚具只能判为不合格产品而不能使用,整个质量现状就是这样。

可以说全国除了原来生产历史较长几个厂家质量还可以之外,大部分厂家生产质量过不了关。

2 预应力钢绞线的生产和质量现状
因为预应力钢绞线的规格和力学性能对锚具的锚固性能有很大、而不可忽略的影响,所以介绍一下钢绞线的质量状况有必要。

我国预应力钢绞线生产有几十年历史,品种和强度等级也有所增加。

钢绞线夹片式锚固体系是最近几十年发展起来的。

相比国内、国外钢绞线锚固体系,经不断研究与改进,其技术己日臻完善。

尽管我国现有的多种钢绞线夹片式锚具在工程中得到相当广泛的应用,然而与国际水平比较还存
在一定的差距。

主要表现在国标GBT14370
《预应力筋用锚具、夹具和连接器》对I类锚
具的静力与疲劳锚固性能要求达到的部分
指标尚低于国际标准;比较多产品的夹片
质量不够稳定,实际使用中滑丝、断丝、碎
片通常有发生;一些锚具抽样实测静载锚
固性能和疲劳锚固性能与国标要求相比相
差较大;一些锚具产品的工艺性能参数(如
回缩量、锚口磨阻等等)不准确或者与实测
结果不相符合。

3 锚具本身质量对其锚固性能的影响
3.1锚具锚孔的锥度尺寸和夹片角度尺寸
的配合
锚孔的锥度(角度)尺寸和夹片角度尺
寸的加工过程是技术含量比较高的过程,
若达不到设计要求或超出误差范围,其组
合与匹配将达不到最佳状态,不仅影响自
锚能力,其锚固性能肯定达不到,而且这个
误差很难发现。

3.2锚具的技术含量很高,生产者必须有资
质
不同品种锚具的规格、尺寸和夹片的
形式、尺寸、角度、齿形等技术参数都是由
设计确定的,技术含量很高,不可随意生
产,必须按设计图纸要求加工,生产锚具必
须有资质。

3.3锚夹片的热处理工艺和硬度指标
热处理的目的是为了提高锚具零件的
硬度,由于热处理工艺的不同,再加之材料
选用的差别大,热处理时锚具夹片硬度影
响随之增大。

国家标准GBT14370对锚夹片
的硬度只规定了要检查和抽样比例,但对
具体硬度指标未做具体规定。

3.4扁锚在房屋结构和桥梁建设中已得到
广泛应用
在其应用时要看用在结构的什么部
位,不可到处乱用,因为工程实践中发现扁
锚亦有许多不完善之处。

目前扁锚有2孔、3
孔、4孔、5孔等形式,主要是4孔和5孔扁锚
板及锚板边孔的几何角度,而2孔和3孔问
题不太,按设计要求是3.5°～5°,钢绞线在
端部分布成扇形状。

然而实际产品的几何
角度,多数达不到设计要求而偏小。

逐根张
拉独立锚固,这是现场张拉时的要求。

而做
锚固试验是逐根预紧,一般情况下整束张
拉时很难通过。

锚板上的孔有偏位现象是
由于加工时有时不成一条线,因此这样张
拉时容易产生偏心受力而劈成两半,将会
非常危险。

4 钢绞线对夹片式锚具锚固性能的影响
4.1钢绞线强度的影响
独立锚固的夹片式锚具是按钢绞线极
限强度1860MPa计算的承载力设计的,而目
前钢绞线极限强度普遍在1960M P a～
2000MPa之间,其屈服强度已接近1860MPa,
而往往钢绞线的延伸率很难测定,导致钢
绞线在夹片切口处容易被剪断。

4.2钢绞线的表面硬度影响
通常情况下,钢绞线强度在1860MPa～
1900MPa范围内,而表面硬度为HRC44-48
左右,夹片设计硬度为HRC58-64(亦有用
HRA标尺,根据硬度不同而采用不同的标
尺进行测试,换算关系为60HRA≈20HRC),
两者硬度之差≥H RC10以上,其组合与匹
配最佳。

若夹片的硬度达不到设计要求,两
者硬度差就会偏小,组合使用会受影响。

4.3钢绞线直径的影响
国家标准G B/T5224对钢绞线的公称
直径都明确规定了允许偏差。

而夹片锚具
的夹片内孔直径尺寸、夹片的锥形角度和
锚环内的内孔锥形角度等均按钢绞线的公
称直径尺寸设计的。

如果都能满足设计要
求,锚具零件组装后在预应力受力过程中,
其组装零件之间的内摩擦角达到平衡状
态,而产生良好的自锚能力。

若钢绞线直径
超过允许偏差太多,将会破坏这个平衡。

而
目前钢绞线大部分超标,且都是正偏差,显
然对夹片式锚具的锚固性能构成严重影
响。

5 结语
锚具生产必须有资质,政府主管部门
必须严格管理和审查,无资质的厂家坚决
取缔。

(1)锚具生产必须规范化,对材料的选
用和质量要求规范中必须强行规定。

(2)锚夹片的硬度指标,规范中没有的
给予补充规定。

(3)加强对锚具的质量检测和监控,无
检测报告不准施工,坚决杜绝伪劣锚具进
入市场。

(4)建议对扁锚的质量要求降为二类锚
具,同时对扁锚的应用范围加以限制,要受
力部位可以使用,主要受力部位要谨慎使
用。

特别重点应注意的是扁孔灌浆很困难,
这将直接影响结构的耐久性。

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组合性能的因素探讨[J].中外建筑,2005
(3).
夹片式锚具锚固性能综合分析
曹志刚 李俊
(江苏省交通工程集团有限公司 江苏镇江 212001)
摘 要:影响夹片式锚具锚固性能的因素不仅与锚具本身质量有关,还与其他各种因素有关,本文就夹片式锚具性能的各种影响因素,进
行了综合分析,如钢绞线影响等。

关键词:夹片式锚具 锚固性能 因素
中图分类号:T U6文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)07(a)-0096-01
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