静载锚固性能试验

静载锚固性能试验目的：测试钢绞线、锚具、夹片组装件共同工作性能参考规范：1、GB/T14370-2000《预应力筋用锚具、夹片和连接器》2、CRCC/T0005-2007铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件判定标准：用预应力筋-锚具组装件静载试验测定的锚具效率系数和达到实测极限拉力时组装件受力长度的总应变，来判定锚具的静载锚固性能是否合格。锚具的静载锚固性能应同时满足下列两项要求：此时，预应力筋-锚具组装件的破坏形式应当是预应力筋的断裂（逐根或多根同时断裂），锚具零件的变形不应过大或碎裂，且应按CRCC/T0005-20075.2.2的规定确认锚固的可靠性。aapu锚固效率系数ηa：≥95%极限拉力总应变εapu：≥2.0%锚具效率系数按下式计算：pmapuaFF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；静载试验1）试验装置123456789≥3000mm1—试验锚具；2—对中垫圈；3—穿心式千斤顶；4—承力台座；5—测量总应变的装置；6—预应力筋；7—测力传感器；8—对中垫圈；9—试验锚具整机组成：由主机框架、空心液压缸、空心负荷传感器、液压站、微机测量系统、附件（锚板等）部分组成。1.机架是由前后横梁，四根承载支柱组成的刚性框架。2.液压站由油泵、电机、油箱、溢流阀、手动控制阀、预紧装置组成。3.微机测量系统部分：由计算机、试验机数据采集卡、负荷传感器、位移传感器、专用试验软件组成。MLW型微机锚固静载拉力试验机加载之前应先将各种仪表安装调试正确，各根预应力钢材的初应力调匀，初应力可取钢材抗拉强度标准值fptk的5％～10％。测量总应变的量具标距不宜小于1m。CRCC/T0005-2007中规定：如采用测量加荷千斤顶活塞伸长量（ΔL）计算εapu时，应减去承力台座的弹性压缩、缝隙并紧量和试验锚具（夹具或连接器）的实测内缩量。预应力筋的计算长度为两端锚具（夹具或连接器）夹片小端起夹点之间的距离。2）加载过程加载步骤为：按预应力钢材抗拉强度标准值的20％、40％、60％、80％，分4级等速加载，加载速度每分钟宜为100MPa；达到80％后，持荷时间不少于30min；随后用较低加载速度缓慢逐渐加载至完全破坏的最大值Fgpu。用试验机或承力台座进行单根预应力筋-锚具组装件静载试验时，加荷速度可以加快，但不超过200MPa/min；在应力达到0.8时，持荷时间可以缩短，但不应少于10min。应力超过0.8后，加载速度不应超过100MPa/min。试验过程中应按规范CRCC/T0005-20075.2.2规定的项目进行测量和观察。对于仅要求达到“合格”标准的试件，可以在ηa,εapu满足要求后停止试验。5.2.2试验过程中应测量和观察的项目及要求如下：a)选取有代表性的若干根预应力钢材，按施加荷载的前4级逐级测量其与锚具之间的相对位移（Δa）。Δa应随荷载逐渐增加；Δa与预应力筋的受力增量如不成比例，应检查预应力筋是否失锚滑动；b)选取锚具若干有代表性的零件，按施加荷载的前4级逐级测量其间的相对位移（Δb）。Δb应随荷载逐渐增加；Δb与预应力筋的受力增量如不成比例，应检查相关零件是否发生塑性变形；5.2.2试验过程中应测量和观察的项目及要求如下：c）在预应力筋应力达到0.8时，在持荷30min期间，Δa、Δb如不能稳定，表明已失去可靠锚固能力；d）试件加载至破断时，应记录极限拉力和预应力筋受力长度的总应变。ptkfptkfapuFapuf)对试件的破坏部位与形式，应做出文字描述。必要时可做出图像记录。g）夹片在预应力筋应力达到0.8fptk时不允许出现裂纹和破断；在满足性能要求第2条后允许出现微细纵向裂纹，不允许横向、斜向裂纹及碎断。因受预应力筋多根或整束破断的冲击引起夹片的破坏或断裂属正常情况；h）预应力筋在未达到性能要求第2条之前发生破断时，如是预应力筋存在对接焊并被拉断的情况，此试件不作判定用，另补试件重做试验；i）静载试验应连续进行三个组装件的试验，全部试验结果均应做出记录。据此应进行如下计算分析和评定：1)计算锚具的锚具效率系数ηa；3)按性能要求进行评定；4)最后对试验结果做出是否合格的结论。三个试验结果均应满足本规程的规定，不得进行平均。检验单位应向受检单位提出完整的检验报告。静载锚固性能锚具的静载锚固性能试验是检测锚具质量最重要的试验，它能综合反映出锚板、夹片的硬度、强度、锚固能力等方面的性能。由于操作原因而造成试验失败的也不在少数，试验中发现影响锚具静载锚固性能的因素很多。1)钢绞线母材的试验最大力与试验夹具有关，除非断口离夹具钳口30mm以外，否则试验结果直接影响到锚具静载效率系数的计算，使得静载效率系数偏高。2)锚夹具安装时的初应力的均匀平衡是试验成败的关键。多孔锚具中各束钢绞线受力状态不均，往往造成个别钢绞线提前破坏，导致试验失败。影响因素：1)钢绞线母材的试验最大力；2)初应力的均匀程度；3)加载时间；4)标准中对抽检数量规定不明确。解决办法：办法一：用26t的小千斤顶逐孔预紧各束钢绞线，由于各孔间距很小，操作比较困难，必须在千斤顶前端加一条延长管。办法二：用工具锚限位板的方式，如GB/T14370-2000第6.2条图3所示。3)加载时间对试验结果影响很大。试验中发现在80%持荷之后，尤其是90%荷载之后加载必须以极缓慢的方式进行，否则难以得到满意的试验结果。原因：在90%荷载之后，钢绞线开始进入屈服阶段，初始状态下钢绞线长度的不均、受力不均、夹片内缩量不同造成的应力差别此时才开始进入调整阶段，只有经过充分的塑性调整之后，各条钢绞线受力才会趋于均匀，从而准确地测量出锚具的静载锚固效率系数。锚具、夹具及连接器的检验1、一般要求1）生产厂应有设计文件、产品合格文件，该类文件应具有可追溯性。2）预应力用锚具、夹具和连接器应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性。3）锚具或其附加上宜设置灌浆孔或排气孔。灌浆孔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。采用封闭罩时锚具或其附件上应设置连接构造。4）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（CRCC/T0005-2007）。5）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。6）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。7）锚具零件表面裂缝应采用磁粉探伤的方法进行检测。10）CRCC/T0005-2007规定：a)锚板强度要求在荷载达到预应力筋抗拉强度标准值的95%之后释放荷载，锚板挠度残余变形不应大于1/600；在荷载达到预应力筋抗拉强度标准值的1.2倍时，锚板不应有肉眼可见裂纹或破坏；b）低回缩锚具回缩量要求夹片式低回缩锚具普通夹片式锚具和外套螺母组合而成，应实现锚固后预应力筋的回缩量小于1mm。d）热处理要求锚具(夹具）锚板应进行调质热处理，表面硬度不应小于HB225(相应HRC20){HB251(相应HRC25)}；工作(工具）夹片应进行化学热处理，表面硬度不应小于HRA78（HRA81）。10）CRCC/T0005-2007规定：f）锚垫板要求锚垫板长度应保证钢绞线在锚具底口处的最大折角不应大于4°；锚垫板的构造尺寸（包括承压面厚度、壁厚、肋板等）应能满足使用功能要求，垫板下须设螺旋筋；如使用单位有要求或对锚垫板性能质量有疑义时，可参照国际标准《后张预应力体系的验收建议》（FIP-1993)中的有关规定对锚垫板的承压性能进行检验；锚垫板底口直径与橡胶抽拔管直径配合间隙不宜大于5mm，锚垫板端面的平面度不应大于0.5mm。10）CRCC/T0005-2007规定：g)锚具的辅助性能及其它要求锚具夹片的回缩量不应大于6mm；锚具的锚口摩阻损失和喇叭口摩阻损失合计不宜大于6%；夹片式锚具的限位板和工具锚应采用同一锚具生产厂的配套产品，不得分别使用不同生产厂的产品；工作锚不应代替工具锚。a）支承垫板及辅助支承装置应具有足够的刚度以减小变形。加载之前应先将测量挠度的仪表支抵安装在锚板中心和支承垫板内径边缘，试验装置上的支承垫板内径应与受检锚板配套使用的锚垫板上口径一致。b）测试仪表的精度不应大于0.5%。高强锥形塞可以用夹片内加高强栓杆替代，高强栓杆的直径为Φ15±0.1mm，硬度不小于HRC56。c）每种型号锚板均需进行强度试验，试验用的试件不应少于3个，三个试验结果均应满足CRCC/T0005-2007的规定，不应进行平均。3）夹片式低回缩锚具的回缩量测试采用两次张拉锚固方法（需用配套的低回缩千斤顶），试验的张拉力为0.8fptk。第一次张拉到0.8fptk时，回油夹片跟进锚固；第二次张拉到0.8fptk时，旋紧螺母后回油锚固。回缩量根据第二次张拉锚固前、后预应力筋拉力差值计算出。试验用的试件不应少于3个，取平均值。组装件中预应力筋受力长度应大于等于3m。4)锚板及其锥形锚孔不允许出现过大塑性变形，锚板强度应按右图的方法进行静载承压试验。1）预应力筋－锚具或连接器组装件的疲劳试验应在疲劳试验机上进行。当疲劳试验机能力不够时，可以按试验结果具有代表性的原则，在实际锚板上少安装预应力筋，或用本系列中较小规格的锚具组装件，但预应力筋根数不应少于实际根数的1/10（CRCC/T0005-2007中规定1/5）。为了保证试验结果有代表性，直线形及有转折（如果锚具有斜孔时）的预应力钢材都应包括在试验用组装件中；2）以约100MPa/min的速度加荷至试验应力下限值，在调节应力幅值达到规定值后，开始记录循环次数；3）选择疲劳试验机的脉冲频率不应超过500次/min。（3）疲劳试验（4）周期荷载试验1）预应力筋－锚具或连接器组装件的周期荷载试验，可以在试验机或承力台座上进行。以约100MPa/min的速度加荷至试验应力上限值，再卸载至试验应力下限值为第一周期，然后荷载自下限值经上限值再回复到下限值为第二个周期，重复50个周期；2）经疲劳试验合格后且完整无损的预应力筋－锚具（或连接器）组装件，可用于周期荷载试验。（5）辅助性试验1）锚具的回缩量试验可用小规格锚具配合预应力筋，在不小于5m长的台座或构件上张拉和放张，直接测得锚具夹片的回缩量（以mm计）；张拉应力为预应力筋的0.8fptk。用传感器测量锚固前后预应力筋拉力的差值，也可计算求得回缩量。试验用的试件不应少于3个，取平均值。2）锚口和锚垫板摩阻损失试验可在混凝土试件或张拉台座（长度均不小于4m）上进行，混凝土试件锚固区配筋及构造按结构设计要求布置，锚垫板及螺旋筋应安装齐备，试件内管道应顺直。试件两端安装千斤顶及传感器，张拉力按预应力筋的0.8fptkAP取值，用两端传感器测出锚具和锚垫板前后拉力差值即为锚具的锚口摩阻和锚垫板摩阻损失之和，以张拉力的百分率计。试验用的试件不应少于3个，每个锚具进行二次张拉测试，取平均值为测试结果。3）张拉锚固工艺试验可在混凝土模拟试件或张拉台座上进行，混凝土模拟试件中应包含锚垫板、弯曲或直线管道。用张拉设备进行分级张拉锚固、多次张拉锚固和放松操作。最大张拉力为预应力筋的0.8fptkAP。通过张拉锚固工艺试验应能证明：a）预应力体系具有分级张拉或因张拉设备倒换行程需要临时锚固的可能性；b）经过多次张拉锚固后，同一束内各根预应力筋受力仍是均匀的；c）在张拉发生故障时，有将预应力筋全部放松的措施。五、管道摩阻测试原理及方法1、引言2、管道摩阻测试原理与方法1)测试原理2)测试方法3)摩阻参数识别4)摩阻测试实例5)测试经验与体会1、引言预应力摩阻测试包括锚口摩阻、管道摩阻、喇叭口摩阻三部分。摩阻测试的主要目的：1）可以检验