预应力钢筋、锚具、夹具及连接器性能与检验 PPT课件

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图25 YC-60型千斤顶和JM型锚 具的安装
1—工作锚;2—YC-60型千斤顶; 3—工具锚;4—预应力筋束
三、锚具、夹具及连接器的检验
预应力筋用锚具、夹具和连接器的性能均应符合现行 国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T 14370-2007的规定。《铁路工程预应力筋用锚具、夹 具和连接器技术条件》TB/T 3193-2008。
用于锚固14~28根直径5 mm的钢丝束。它由锥形 螺杆、套筒、螺母等组成(图6)。锥形螺杆锚具与 YL-60,YL-90拉杆式千斤顶配套使用,YC-60,YC90穿心式千斤顶亦可应用。
图6 锥形螺杆锚具 1— 套简;2—锥形螺杆;3一垫板;4—螺母;5—钢丝束
夹片式
XM15张拉端锚具
VLM15(13)B扁型工作锚板
连接器
用于不同预应力筋的连接器有不同的形式。 钢丝束的接长,可采用DMC型连接器。它是一 个带内螺纹的套筒或带外螺纹的连杆。图17为带内 螺纹套筒的DMC型连接器。
图17 DMC型连接器
VLM型连接器组件
VLM15BL型扁锚连接器组件
KJT快速接头
张拉机械
电动:多用于先张法
电动螺杆张拉 卷扬机张拉
3.4 外观、尺寸及硬度要求 1)外观、尺寸应符合设计图样规定。全部产品均不得有 裂纹出现。 2)产品零件的表面及芯部硬度、硬度允许偏差应符合设 计图样规定。
《铁路工程预应力筋用锚具、夹具和连接器技术条件》 TB/T 3193-2008:
1)锚具生产厂家应给出钢绞线直径为15.2mm时限位板 的限位高度,提供钢绞线直径每增加0.1mm时限位高度 的具体参数。
图23 液压千斤顶成组张拉 1—台模;2、3—前后横梁;3—钢
筋;5、6—拉力架横梁; 7—大螺丝杆;8—油压千斤顶;9—
放松装置
b、拉杆式千斤顶
拉杆式千斤顶用于螺母锚具、锥形螺杆锚具、钢丝镦头 锚具等。它由主油缸、主缸活塞、回油缸、回油活塞、连接 器、传力架、活塞拉杆等组成。图24是用拉杆式千斤顶张拉 时的工作示意图。
图21 电动螺杆张拉 1—电动机;2—手柄;3—前限位开关;
4—后限位开关; 5—减速箱;6—夹具;7—测力器;8—计
量标尺;9—螺杆
b、卷扬机张拉
对长线台座,由于放置钢筋的长度较大,张拉时 伸长值也较大,一般电动螺杆张拉机或液压千斤顶的 行程难以满足,故张拉小直径的钢筋可用卷扬机,图 22为采用卷扬机张拉单根预应力筋的示意图。
握裹式
钢绞线束的固定端的锚具除了可以采用与张拉端相同 的锚具,还可以采用握裹式锚具。
a. 挤压锚具
挤压锚具是利用液压压头机将套筒挤紧在钢绞线端头 上的一种锚具。套筒内衬有硬钢丝螺旋圈,在挤压后硬钢 丝全部脆断,一半嵌入外钢套,一半压入钢绞线,从而增 加钢套筒与钢绞线之间的摩阻力。锚具下设有钢垫板与螺 旋筋。这种锚具适用于构件端部的设计力大或端部尺寸受 到限制的情况。挤压锚具构造见图11。
2)用于锚固直径15.2mm钢绞线的锚具,1~5孔、6~12 孔、13~17孔、18~21孔锚板最外侧锥孔大口外边缘到锚 板边缘的距离分别大于等于11、13、15、17mm。 3)锚具零件表面裂缝应采用磁粉探伤的方法进行检测。
4)用于锚固直径15.2mm钢绞线的锚具,1~21孔锚板 的最小直径和最小厚度的尺寸应符合下表的规定;22 孔及以上锚板可参照设计文件执行,生产锚板用的原材 料性能指标不应低于45#钢的要求。
图11 挤压锚具的构造 1—波纹管;2—螺旋筋;3—钢绞线;
4—钢垫板;5—挤压锚具
钢丝夹具
先张法中钢丝的夹具分两类:一类是将预应力筋锚固 在台座或钢模上的锚固夹具;另一类是张拉时夹持预应力 筋用的夹具。锚固夹具与张拉夹具都是重复使用的工具。 夹具的种类繁多,此处仅介绍一些的常用钢丝夹具。图 14是钢丝的锚固夹具,图15是钢丝的张拉夹具。
a)螺母锚具;b)螺丝端杆;c)螺母;d)垫板 图3 螺母锚具
b.镦头锚具
用于单根粗钢筋的镦头锚具一般直接在预 应力筋端部热镦、冷镦或锻打成型。镦头锚 具也适用于锚固多根钢丝束。钢丝束镦头锚 具分A型与B型。A型由锚环与螺母组成,可 用于张拉端;B型为锚板,用于固定端,其 构造见图。
镦头锚具的优点是操作简便迅速,不会出现锥形锚易发 生的“滑丝”现象,故不发生相应的预应力损失。这种锚具 的缺点是下料长度要求很精确,否则,在张拉时会因各钢丝 受力不均匀而发生断丝现象。
镦头锚具用YC-60千斤顶(穿心式千斤顶)或拉杆式 千斤顶张拉。
a)张拉端锚具(A型);b)固定端锚具(B型) 图4 钢丝束镦头锚具
1一锚环;2—螺母;3—锚板 ;4—钢丝束
DM型镦头锚体系
锥塞式
a.锥形锚具
锥形锚具由钢质锚环和锚塞(图5)组成,用于锚固钢 丝束。锚环内孔的锥度应与锚塞的锥度一致。锚塞上刻有 细齿槽,夹紧钢丝防止滑动。
液压:可用于先张法,也可用于后张法
普通千斤顶 拉杆式千斤顶 穿心式千斤顶 锥锚式千斤顶
高压油泵:
手动高压油泵 电动高压油泵
电动张拉机械
a、电动螺杆张拉
在先张法台座上生产构件进行单根钢筋张拉,一 般用小型电动螺杆张拉机(图21),以弹簧、杠杆等 设备测力。用弹簧测力时宜设置行程开关,以便张拉 到规定的拉力时能自行停车。
(4)辅助性能要求 新研制的锚具应进行辅助性能试验。进行型式试验
的产品,可选择部分或全部项目试验。并根据试验所测 定的平均内缩量和锚固端预应力摩阻损失与设计规范的 对比结果,对施工张拉力进行适当修正。 1)锚具内缩量测定
预应力筋张拉应力达到0.8fptk后放张,测定锚固过程 中预应力筋的内缩量(以mm计),取平均值。
预应力钢筋、锚具、夹具及连接器
性能与检验
一、预应力混凝土梁用材料和器械 二、预应力钢筋性能检验 三、锚具、夹具及连接器性能检验
锚具、夹具及连接器
锚具:
夹具: 连接器
支承式 锥塞式 夹片式 握裹式
钢丝夹具 钢筋夹具Fra bibliotek支承式
a.螺母锚具
螺母锚具由螺丝端杆、螺母和垫板三 部分组成。适用于直径18~36 mm的预应力 钢筋,如图所示。锚具长度一般为320 mm ,当为一端张拉或预应力筋的长度较长时 ,螺杆的长度应增加30~50 mm。
3.1 使用要求
锚具夹具和连接器应具有可靠的锚固性能、足够的 承载能力好良好的适用性,以保证充分发挥预应力筋的 强度,并安全实现预应力张拉作业。
3.2 材料要求
产品所使用的材料应符合设计要求,并有机械性能 和化学成分合格证明书。材料进场后应进行验收试验。
3.3 制造工艺要求
1)零件机械加工应符合JG/T5011.10的有关规定。 2)螺纹未注精度等级,不应低于GB/T197-2003中的 7H/8g。有特殊要求的螺纹按图样执行。 3)未注公差尺寸的公差等级,应符合GB/T1804中的 有关规定。
(2)疲劳荷载性能 预应力筋-锚具组装件,除应满足静载锚固性能要求外
,尚应满足循环次数为200万次的疲劳性能试验要求。当 锚固的预应力筋为钢丝、钢绞线或热处理钢筋时,疲劳应 力上限应为预应力钢材抗拉强度标准值(fptk)的65%, 应力幅度不应小于80MPa ( TB/T 3193-2008规定 100MPa )。工程有特殊要求时,具体数值可另定。 当锚固的预应力筋为有明显屈服台阶的预应力钢材时,试 验应力上限应为预应力钢材抗拉强度标准值的80%,疲劳 应力幅度宜取80MPa。
图22 用卷扬机张拉钢筋 1—台座;2—放松装置;3—横梁;4—预应力筋;5—锚固夹具; 6—张拉夹具;7—测力计;8—固定梁;9—滑轮组;10—卷扬机
液压张拉机械
a、普通千斤顶
先张法施工中常常会进行多根钢筋的同步张拉,当 用钢台模以机组流水法或传送带法生产构件多进行多根 张拉,可用普通液压千斤顶进行张拉。张拉时要求钢丝 的长度基本相等,以保证张拉后各钢筋的预应力相同, 为此,事先应调整钢筋的初应力。图23是用液压千斤顶 进行成组张拉的示意图。
(4)辅助性能要求 2)锚固端摩阻损失测定 从张拉千斤顶工具锚到喇叭形垫板收口处,预应力
筋有一次或二次弯折。张拉时会产生预应力摩阻损失, 并能降低自锚性能,测定张拉力达到0.8fptkAp时的预应 力损失(以张拉应力的百分率计),取平均值。
图24 拉杆式千斤顶张拉原理 1一主油缸;2—主缸活塞;3一进油孔;4一回油缸;5一回油活塞;
6—回油孔;7—连接器;8—传力架;9—拉杆;10—螺母; 11一预应力筋;12一混凝土构件;13—预埋铁板;14—螺丝端杆
c、穿心式千斤顶
穿心式千斤顶是利用双液压缸张拉预应力筋和顶压锚 具的双作用千斤顶。穿心式千斤顶适用于张拉带JM型锚 具、XM形锚具的钢筋,配上撑脚与拉杆后,也可作为拉 杆式千斤顶张拉带螺母锚具和镦头锚具的预应力筋。图25 为JM型锚具和YC-60型千斤顶的安装示意图。系列产品有 YC20D,YC60与YC120型千斤顶。
钢筋镦头,直径22 mm以下的钢筋用对焊机熟热或冷 镦,大直径钢筋可用压模加热锻打或成型。镦过的钢筋需 经过冷拉,以检验镦头处的强度。
销片式夹具由圆套筒和圆锥形销片组成(图16),套 筒内壁呈圆锥形,与销片锥度吻合,销片有两片式和三片 式,钢筋就夹紧在销片的凹槽内。
图16 两片式销片夹具 1—销片;2—套筒;3—预应力筋
锥形锚具的尺寸较小,便于分散布置。缺点是易产生单 根滑丝现象,钢丝回缩量较大,所引起的应力损失亦大, 并且滑丝后无法重复张拉和接长,应力损失很难补救。此 外,钢丝锚固时呈辐射状态,弯折处受力较大。
钢质锥形锚具一般用锥锚式三作用千斤顶进行张拉。
图5 锥形锚具 1一锚环;2—锚塞
GZ型钢质锥形锚具
b.锥形螺杆锚具
3.5 锚具的基本性能要求
(1)静载锚固性能 1)锚具的静载锚固性能,应由预应力筋-锚具组装件
静载试验测定的锚具效率系数(ηa)和达到实测极限 拉力时组装件受力长度的总应变(εapu)确定。锚具效 率系数(ηa)应按下计算:
Fapu-预应力筋-锚具组装件的实测极限拉力; Fpm-应力筋的实际平均极限抗拉力。由预应力钢材 试件实测破断荷载平均值计算得出; ηp-预应力筋的效率系数。ηp应按下列规定取用:预应 力筋-锚具组装件中预应力钢材为1至5根时,ηp =1;6至 12根时,ηp =0.99;13至19根时,ηp =0.98;20根以上 时,ηp =0.97。(TB/T 3193-2008中ηp =1)
试件经受200万次循环荷载后,锚具零件不应疲劳破 坏,预应力筋因锚具夹持作用发生疲劳破断的截面面积不 应大于试件总面积的5%。
(3)周期荷载性能 在抗震结构中,预应力筋锚具组装件还应满足循环次
数为50次的周期荷载试验。组装件用钢丝、钢绞线或热 处理钢筋时,试验应力上限应为0.8fptk;用有明显屈服台 阶的预应力钢材时,应力上限应为其抗拉强度标准值的 90%。应力下限均应为相应强度的40%。试件经受50次 循环荷载后预应力筋在锚具夹持区域不应发生断裂。
4)零件毛坯的锻造,应符合JG/T5011.8的有关规定。锻 件不得有锻造裂纹、过烧、折叠和局部晶粒粗大等缺陷。 5)零件热处理加工应按照产品设计图样进行,并应符合 JG/T5011.9的有关规定,不应产生裂缝、过烧和脱碳。 所采用的热处理工艺及设备应能保证零件工作表面及芯部 的硬度和金相组织要求,且产品质量均匀一致。
2)在预应力筋强度等级已确定的条件下,预应力筋锚具组装件的静载锚固性能试验结果,应同时满足锚 具效率系数(ηa)等于或大于0.95和预应力筋总应 变(εapu)等于或大于2.0%两项要求。
当预应力筋-锚具(或连接器)组装件达到实测极限拉力 时,应由预应力筋的断裂(逐根或多根同时断裂),而 不应由锚具(或连接器)的破坏导致试验的终结。预应 力筋拉应力未超过0.8fptk时,锚具主要受力零件应在弹性 阶段工作,脆性零件不得断裂。
a)圆锥齿板式;b)圆锥槽式;c)锲形 图14 钢丝用锚固夹具
1—套筒;2—齿板;3—钢丝;4—锥塞;5—锚板;6—锲块
a) 钳式; b)偏心式; c)锲形 图15 钢丝的张拉夹具
1—钢丝;2—钳齿;3—拉钩;4—偏心齿条; 5—拉环;6—锚板;7—锲块
钢筋夹具
钢筋锚固多用螺母锚具、镦头锚和销片夹具等。张拉 时可用连接器与螺母锚具连接,或用销片夹具等。
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