预应力钢筋锚具夹具与连接器性能和检验

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1、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 支承式锥塞式夹片式握裹式夹具 钢丝夹具钢筋夹具连接器 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 36mm的预应力钢筋 如图所示 锚具长度一般为320mm 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 50mm 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

2、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 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 锥形锚具的尺寸较小 便于

3、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 锥塞式 GZ型钢质锥形锚具 b 锥形螺杆锚具用于锚固14 28根直径5mm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 YC 90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 XM15张拉端锚具 夹片式 VLM15 13 B扁型工作锚板

4、 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 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

5、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 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 钢筋镦头 直径22mm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

6、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 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17DMC型连接器 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 在先张法台座

7、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 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 a 电动螺杆张拉 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 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

8、轮组 10 卷扬机 b 卷扬机张拉 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 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 液压张拉机械 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

9、顶张拉时的工作示意图 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 b 拉杆式千斤顶 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 图25YC 60型千斤顶和JM型锚具的安装1 工作

10、锚 2 YC 60型千斤顶 3 工具锚 4 预应力筋束 c 穿心式千斤顶 三 锚具 夹具及连接器的检验 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 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 T14370 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 T3193 2008 4 零件毛坯的锻造 应符合JG T5011 8的有关规

11、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 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 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

12、具体参数 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 铁路工程预应力筋用锚具 夹具和连接器技术条件 TB T3193 2008 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 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

13、原材料性能指标不应低于45 钢的要求 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 a 和达到实测极限拉力时组装件受力长度的总应变 apu 确定 锚具效率系数 a 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 p 预应力筋的效率系数 p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 p 1 6至12根时 p 0 99 13至19根时 p 0 98 20根以上时 p 0 97 TB T3193 2008中 p 1 当预

14、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 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 a 等于或大于0 95和预应力筋总应变 apu 等于或大于2 0 两项要求 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

15、度标准值 fptk 的65 应力幅度不应小于80MPa TB T3193 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 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

16、 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 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 5 其他性能要求1 锚具尚应满足分级张拉 补张拉和放松拉力等张拉工艺的要求 2 需要孔道灌浆的锚具或其附件上宜设置灌浆孔或排气孔 灌浆孔的孔位及孔径应符合灌浆工艺要求 且应有与灌浆管连接的构造 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 3 张拉锚固工艺要求为了证实锚具在预应力工程中的可操作性和适用性 应按研制要求 使用预应力张拉锚固体系的全套机具进行张拉锚固工艺试验 5 其他性能要求3 用于低应力可更换型拉索的锚具