预应力锚具锚下病害原因分析及控制
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综述桥梁预应力张拉时的弊病及防治措施摘要:本文论述了锚具、夹具、钢绞线缺乏保护,未能正确形成预应力预留孔道,锚垫板下混凝土不密实等问题以及防治措施。
关键词:桥梁,预应力张拉,问题,防治措施。
中图分类号:k928.78 文献标识码:a 文章编号:一、对锚具、夹具、钢绞线缺乏保护预应力材料受损伤、锈蚀等影响,造成预应力施工中滑丝、断丝、锚固异常。
原因分析:预应力材料没有专人管理,保存条件不满足要求,搬运使用中野蛮作业。
防治措施。
(1)预应力材料必须保持清洁,存放和搬运过程中应避免机械损伤和锈蚀。
如进场后存放期较长应定期进行外观检查。
(2)存放预应力材料的仓库应干燥、防潮、通风、无腐蚀介质;室外存放时间不宜超过6个月,必须垫枕木并用油布覆盖,防止锈蚀。
(3)锚具、夹具等应专人保管,避免锈蚀、沾污、损伤或散失。
二、未能正确形成预应力预留孔道施工中如果预留孔道位置不准确,或者混凝土浇注后孔道变形、堵塞,张拉时实际张拉力及伸长值就会与设计发生偏差,严重时还会影响结构强度甚至影响使用安全。
原因分析:(1)预留孔道时未看清图纸或坐标计算错误,使孔道位置设置错误。
(2)孔道定位筋间距过大,定位筋未牢固固定。
(3)浇注混凝土时波纹管受到扰动,孔道位置发生变形,甚至波纹管被振捣棒捣裂。
(4)波纹管接头处套接不牢或有孔洞。
(5)焊接钢筋时,电焊火花烧坏波纹管的管壁。
防治措施。
(1)在留孔道时,应认真阅读图纸,正确计算孔道坐标。
(2)波纹管应准确牢固定位,定位筋的位置、间距要合理。
(3)在浇注混凝土时,防止振捣棒碰撞波纹管,避免孔道移位或破损。
(4)钢筋焊接时,应防止电焊火花烧破波纹管壁。
(5)管道间接头、管道与锚垫板喇叭口的接头,必须做到密封、牢固、不易脱开和漏浆。
(6)浇注前在波纹管内穿入稍细于管内径的p v c 芯棒,浇注完成后再拔出,可有效预防波纹管变形和堵塞。
三、锚垫板下混凝土不密实由于锚垫板下钢筋较多,易出现漏振,浇筑时骨料下料困难,造成混凝土松散、不密实。
预应力锚索预应力锚索适用于构造发育的岩质路堑高边坡、顺层及滑坡地段、软硬质岩互层路堑高边坡地段等边坡加固工程和深大基坑支护工程。
其锚固在路堑深部稳定岩土层内的预应锚索产生抗拔力,使桩板、土体、预应力锚索体三者互相制约,改善土体力学性能,从而形成内力平衡的整体结构。
当坡面为强度高且较完整的岩质边坡时,设锚墩锚固;当坡面为土质或风化岩层时,应配合锚梁、方格或十字形框架梁使用。
下面就对施工中常出现的问题、原因及预防措施进行分析。
1、成孔过程中常出现的问题1.1、索孔位置未准确定位现象及危害:预应力锚索孔位偏差影响锚索下放及后续框架梁施工。
成因:①钻机放置在边坡上,导致钻机不稳②在有倾斜的软硬地层交界处,岩面倾斜处钻进钻头受力不均。
预防措施:①每次钻孔前须将钻机就位,钻机就位后需保持稳定,立轴角度正确。
②钻进过程中经常采用水平尺测量主轴钻杆角度,确保立轴角度与锚孔角度一致。
图1.1钻机平稳牢固1.2、孔底未清孔现象及危害:成孔后孔底还有部分虚渣,注浆管堵塞,钢绞线表面覆盖泥浆,降低水泥砂浆与锚索的粘结强度。
成因:钻孔结束未将虚渣清理干净。
预防措施:钻孔结束后采用高压风清孔。
2、锚索制作中常见问题2.1、扩张架线环被取下现象及危害:各钢绞线无间距、无保护层厚度,降低水泥砂浆与锚索的粘结强度。
图2.1-1设计锚索加工图2.1-2扩张架线环被取下成因:因锚索下放困难,工人将锚头部分架线环取下。
预防措施:进行现场技术交底,加强现场管理,指导施工。
3、注浆过程中常见问题3.1、不按配合比制浆现象及危害:现场采用普通砂浆搅拌机随意拌制砂浆,水泥砂浆强度达不到要求。
图3.1-1现场采用普通压浆机成因:掺水过多,掺水泥过少。
预防措施:加强质量教育,严格按照配合比施工,采用智能压浆设备注浆。
图3.1-2采用智能压浆设备3.2、注浆作业未连续进行现象及危害:出现卡管及渗透导致锚孔内注浆体不密实。
成因:注浆作业未一次注浆完成。
浅谈锚索预应力损失原因及应对措施摘要:以青岛某医院大楼深基坑支护工程为例,对预应力锚索应力损失的各因素进行了分析并改进施工细节,在一定程度上减小了预应力锚索的应力损失。
减少预应力锚索的应力损失对基坑及周边建筑的的安全具有重大意义。
关键词:预应力锚杆;应力损失;基坑Abstract: the Qingdao a hospital building deep foundation pit bracing engineering as an example, the loss of prestressed anchor stress analysed the factors and improve the construction details, and, to some extent, reduce the loss of prestressed anchor stress. Reduce the loss of prestressed anchor stress of foundation pit and surrounding buildings of the safety is of great significance.Keywords: prestressed anchor; Stress loss; Foundation pit引言预应力锚固作为一种主动支护手段,在桩锚支护中,锚杆利用一定的预应力主动制约土体变形和结构破坏。
锚杆预应力大小对锚杆发挥主动制约作用与支护体系稳定至关重要。
然而,锚杆在张拉过程中及锁定后的预应力均有不同程度的损失,如果损失过大,将达不到设计所要求的预应力值。
基坑支护中,锚杆张拉及锁定后的预应力损失是一普遍现象,本文通过某深基坑工程的现场测试,对基坑支护锚杆预应力损失问题加以说明和分析。
1. 工程概况该工程基坑深度为17.2米,土质以强风化、中风化岩为主。
锚索外部受力体系为间距2米,宽、厚各为30cm的C25钢筋混凝土格构梁。
浅析预应力桥梁施工质量通病与防治措施[摘要]在预应力桥梁施工中常会发生一些常见的质量通病,本文根据实际经验分析了其形成原因,并提出了防治措施。
【关键词】预应力;桥梁;质量通病;防治措施随着我国高等级公路建设的不断发展,预应力砼桥梁凭借着自重小、跨度大、节约钢材、节省投资等优点在高等级公路桥梁中得到了广泛的应用。
但预应力桥梁施工技术难度大,人员、材料和机械性能要求高,在施工中更易出现一些质量问题,现将预应力施工常易出现的质量通病及预防措施进行简要分析,以供参考。
一、施工中施加的预应力不足1.具体表现(1)预应力空心板等构件在预制场出坑时即出现跨中下缘开裂。
(2)预应力T梁营运中跨中下缘开裂。
2.形成原因(1)施工中施加的预应力不足。
按施工规范规定,预应力筋张拉时应“双控”进行,即除千斤顶的油压表上的读数控制外,实测的预应力筋的伸长量误差必须在理论计算值的±6%误差范围内。
但施工单位往往以拉力机的张拉吨位控制,伸长量并不重视,或者测量不准。
事实上由于预应力筋在张拉前是自然松弛状态,拉力机施加的初始预拉力大部分用来调直,用来克服这种自然松弛状况,当拉直到一定吨位后伸长量与拉力才是线性关系。
因此,预加的总吨位虽在油压表上到位了,但预应力筋伸长量不够。
如此时锚固,那么梁得到的预应力就达不到设计吨位,也就是说预应力不足。
(2)施工中千斤顶和油压机未标定,不能用标定曲线来决定总吨位的大小和分级,使预应力吨位不足。
也有部分原因是机械故障和违章操作所致。
(3)预应力筋材质不过关,达不到部颁标准,特别是延伸率和弹性模量等。
(4)计算错误:如伸长量的理论计算错误,特别是初始张拉吨位和初始伸长值的计算错误。
(5)管道摩阻损失较大,曲线束甚至达到0.4~0.6σk,应实测后修正设计。
从该点看似乎应坚持超张拉程序。
3.防治措施(1)预应力操作人员应进行岗前培训,提高业务能力并考核通过获上岗证后,方允许参加实际生产操作。
浅谈预应力施工中出现的病害及其防治一、病害一:实测伸长值与理论伸长值误差大主要原因分析:1、波纹管锈蚀砂眼造成摩阻力增大或漏浆铸固。
2、波纹管定位不准结构受力改变。
3、摩阻系数有误。
预防措施:1、采用强度高的镀锌波纹管。
2、定位筋准确,波纹管与定位筋之间用铁丝绑扎牢固。
3、除了设计方给定的摩阻系数外,一定要进行摩阻系数现场测试。
二、病害二:钢绞线刮痕明显,有滑丝断丝隐患主要原因分析:1、检查限位板制作是否有误差。
2、钢绞线有锈蚀现象。
预防措施:1、限位板两侧的凹槽要先进行反复试验,对易产生刮痕的一侧做好标记,防止误用。
2、尽量减少施工工序时间,把钢绞线锈蚀现象减少到最低限度。
三、病害三:锚固后夹片外露长度不等,造成锚固力集中,容易滑丝断丝主要原因分析:1、夹片未正确安装2、工作锚、锚具、千斤顶不在同一轴线上,造成偏向受力使夹片两瓣锚固长度不同。
预防措施:1、对两瓣式夹片安装开口一律上下口布置。
2、千斤顶及工具锚安装时要进行调整,使三者在同一轴线上。
四、病害四:滑丝主要原因分析:1、钢绞线上浮锈及污物未清理干净,造成张拉时夹片与钢绞线之间不能很好地咬合。
2、钢绞线编束时扭结造成受力不均。
预防措施:1、张拉前用钢丝刷清理干净钢绞线上的浮锈及污物。
2、钢绞线编束时用梳束板每隔1米用铁丝绑扎一道,钢绞线两端做好编号。
五、病害五:断丝主要原因分析:1、夹片硬度大。
2、钢绞线有损伤。
3、编束时钢绞线扭结,造成受力不均。
4、张拉前千斤顶、限位板和锚座不密贴,张拉时钢绞线受力不均。
5、钢绞线刮痕较深,截面损失过多而被拉断。
6、安装夹片时钢套筒用力过猛,致使夹片将钢绞线刻伤。
预防措施:严格按照施工技术交底施工,钢绞线进场后严格检查,对于有损伤的钢绞线禁止使用。
另外,严格按规范要求抽取样品进行抗拉及弹性模量试验。
六、病害六:钢绞线两端伸长值相差大两端伸长值相差大,容易产生应力集中或应力骤增,有滑丝或断丝隐患,主要原因是:1、操作人员未按技术交底要求每5mpa一升级操作。
预应力锚索施工技术常见通病与解决方法【一】预应力锚索施工技术常见通病与解决方法一、引言预应力锚索施工技术在现代建筑工程中得到广泛应用,然而在实际施工过程中常常出现各种问题。
本文将详细介绍预应力锚索施工技术的常见通病及相应的解决方法。
二、通病一:锚固力不满足设计要求1. 原因分析1.1 锚固体材料质量问题1.2 锚固体埋置深度不足1.3 锚固体与混凝土基座之间的粘结力不足1.4 预应力锚索受到外力影响2. 解决方法2.1 严格控制锚固体材料质量2.2 控制锚固体的埋置深度2.3 提高锚固体与混凝土基座之间的粘结力2.4 加强锚索的抗外力能力三、通病二:应力集中问题1. 原因分析1.1 基础设计不合理1.2 锚固体几何形状不合理1.3 特殊荷载导致应力集中2. 解决方法2.1 优化基础设计,合理布置锚固体 2.2 调整锚固体的几何形状2.3 分散特殊荷载,避免应力集中四、通病三:锚具失效1. 原因分析1.1 材料老化导致强度下降1.2 弯曲变形过大1.3 疲劳破坏1.4 不当组装或安装2. 解决方法2.1 定期检测锚具材料,更换老化材料2.2 优化锚具结构,减小弯曲变形2.3 强化锚具的抗疲劳能力2.4 加强锚具组装与安装的质量控制五、通病四:防腐工艺不到位1. 原因分析1.1 防腐涂料选择不当1.2 涂料施工不规范2. 解决方法2.1 选择适用的防腐涂料2.2 严格按照涂料施工规范进行施工六、结论本文针对预应力锚索施工技术的常见通病,分析了其原因并提出了相应的解决方法。
只有合理解决这些问题,才能保证预应力锚索施工的质量和安全性。
【附:本文档涉及附件】1. 相关图片:包括预应力锚索施工过程中的关键环节和锚具的结构示意图。
2. 技术手册:详细介绍了预应力锚索施工技术的要点和操作步骤。
【附:法律名词及注释】1. 预应力锚索:预应力锚索是将预应力锚固在混凝土结构中所使用的一种施工技术。
2. 锚固体:锚固体是预应力锚索的一部分,用于固定预应力钢束或钢索。
浅析锚下有效预应力不合格原因摘要:岩土锚固已在我国边坡、基坑、矿井、隧洞、地下工程,在坝体、航道、水库、机场及抗倾、抗浮结构等工程建设中获得广泛应用。
随着我国大力兴建基础设施,特别是对交通、能源、水利和城市基础设施建设力度的加大,岩土锚固将展示出十分广阔的应用前景。
锚下预应力,是指预应力锚索施工的有效张拉预应力或运行中预应力,锚下有效预应力是否合格直接影响到预应力张拉的效果,因此探究出有效预应力不合格原因是十分必要的。
本文主要从锚下有效预应力偏大、偏小以及均匀性较差三个方面分析锚下有效预应力不合格原因。
关键词:有效预应力;不合格;均匀性引言在现代桥梁工程中,预应力混凝土因具有诸多优点而被得到广泛应用。
同时具有显著的经济效益和社会效益。
而预应力的张拉、压浆又为桥梁工程施工工艺中的关键工序,直接影响预应力混凝土使用的安全性和使用寿命。
预应力张拉的效果直接表现在锚下有效预应力是否合格,锚下有效预应力不合格现象有以下三点:锚下有效预应力偏小;锚下有效预应力偏大;锚下有效预应力均匀性较差。
1.锚下有效预应力偏小原因锚下有效预应力偏小是由于预应力损失过大,其具体原因如下:1.1由材料引起的预应力损失①张拉时锚具变形和张拉结束千斤顶回油后工作夹片内宿造成预应力筋的回缩、滑移,即锚口圈损失。
②由于粗骨料粒径不当造成局部骨料堆积及混凝土自身具有收缩和徐变的特征,会使构建缩短,构建中的预应力筋跟着回缩,造成预应力损失。
③预应力施工过程所使用的锚夹具及钢绞线材料特性不好造成预应力损失。
1.2由钢绞线松弛造成预应力损失预应力钢绞线在持久不变的应力作用下,会产生随持续加荷时间延长而增加的徐变变形;预应力钢绞线在一定拉应力值下,将其长度固定不变,则预应力筋中的应力将随时间延长而降低,从而引起预应力筋的松弛。
①预应力筋初拉应力越高,其应力松弛越厉害;②预应力筋松弛量的大小主要与其品质有关,热扎钢筋的松弛小于碳素钢筋的松弛;③预应力钢筋松弛与时间有关,初期发展最快,以后渐趋稳定;④预应力钢筋松弛与温度有关,它随温度升高而增加。
预应力施工中常见弊病的防治改革开放以来,我国公路事业,特别是高等级公路建设取得了举世瞩目的成果。
普通结构的大中型预应力混凝土桥梁已经在全国范围普及,预应力混凝土桥梁的施工技术得到了广泛的推广,更普遍地采用先进技术,先进设备,新工艺新技术新材料,使我国桥梁建设水平普及提高一个新的台阶。
但在预应力施工过程中还会出现一些质量问题,诸如施工裂缝、表面不平整、蜂窝麻面、线条不顺直、漏浆跑模等等。
以下就预应力施工中常见弊病的防治作一些探讨。
一、预应力张拉时常见弊病的防治1、预应力钢筋张拉伸长量不足主要原因:①预留管道不顺直,致使预应力钢筋与管道壁的摩阻力增加,虽然控制张拉应力未变,但由于预应力钢筋平均张拉应力降低,故而使得伸长量不足。
②采用了先将预应力筋穿入管道后浇筑混凝土的方法时,管道漏浆已将部分预应力筋粘结牢固,在张拉时该段预应力钢筋处于拉应力基本为零的状态,相应的伸长量也就基本为零,使得总伸长量不足。
③所采用预应力钢筋的实际弹性模量与理论计算伸长量时所采用的弹性摸量数据有一定的差异。
④张拉设备标定时或油表读数换算为拉力的数据不准确。
⑤张拉设备发生机械故障。
防治措施:①预埋预应力钢筋管道时,对每个坐标位置都要严格按照设计数据准确定位,固定可靠,整个管道线形要保持圆滑顺直。
②如采用先行将预应力钢筋穿入管道而后浇筑混凝土的施工方法时,在混凝土浇筑和振捣时要特别注意保护管理,不得使插入式振捣器过分靠近管道,以免将管道振漏或发生偏移。
并要有专人负责每隔10~20min将各束预应力钢筋作推拉活动,直至最后浇筑的混凝土达到初凝以后。
③在计算理论伸长量时,预应力钢筋的弹性模量要采用通过试验取得的实际数据。
④认真复核张拉力、油表读数的对应关系,找出相应的关系曲线,准确计算。
⑤检查油压泵、千斤顶、锚具、油压表等设备是否运转正常,必要时重新进行标定。
2、管道堵塞预应力钢筋无法穿入主要原因:①由于管道接头处理不好、管壁有小孔或在振捣混凝土时不注意将波纹管振漏,在浇筑混凝土时产生漏浆现象,而这些漏入管道的砂浆或水泥浆已经凝固。
预应力锚具锚下病害原因分析及控制
《混凝土结构工程施工规范》GB 50666-2011中第6节为“预应力工程”,共6项内容“一般规定、材料、制作与安装、张拉与张放、灌浆与封锚、质量检查”。
柳州欧维姆机械股份有限公司是集预应力技术、产品研究开发、生产经营、预应力工程设计施工于一体的专业化企业,在预应力领域有着多年技术积累和雄厚实力。
公司副总工程师朱万旭先生参与了此次《混凝土结构工程施工规范》GB 50666-2011(以下简称“规范”)“预应力工程”的编写,本刊特邀朱万旭副总撰文。
随着我国经济和交通基础设施建设的不断发展,预应力技术在我国工程建设中得到了广泛应用。
但是,随着技术的成熟,产品竞争日趋激烈、无序,预应力锚具的锚下病害问题也日益突出,成为了预应力工程施工中最大的安全隐患。
《混凝土结构工程施工规范》GB 50666-2011编写单位及起草者充分意识到了锚下病害问题的严重性,在施工规范6.2.1条中提出“预应力工程材料的性能应符合国家现行相关标准的规定”的同时,已经着手修编相关标准来控制并解决这个问题。
1 锚下常见病害
预应力钢束巨大的预压力通过锚垫板传递给锚下混凝土,产生很大且复杂的局部应
力,锚下荷载传递性能成为锚具产品设计的关键指标。
为满足锚下混凝土的局部承压要求,锚垫板和螺旋钢筋受力的合理性是产品设计的主要内容之一。
当前,锚具的锚下病害主要反映在锚垫板碎裂和锚下混凝土开裂或崩裂。
图1为由于锚垫板碎裂而导致的病害,图2中出现的锚下混凝土开裂现象在预应力混凝土结构中具有一定的普遍性,更严重的病害如图3所示的锚下混凝土崩裂、压溃。
图1 锚垫板碎裂
图2 锚下混凝土开裂
图3 锚下混凝土崩裂、压溃
2 锚下病害的主要原因
预应力锚具锚下病害出现的原因是多方面的,除去结构施工和设计方面的问题,单从锚具产品来看,主要存在两个问题。
2.1 锚下荷载传递性能无强制性标准
目前,数值分析还很难精确得到锚下混凝土的受力状态,锚垫板和螺旋钢筋设计方案的可行性主要依据锚下荷载传递性能试验的结果。
所谓锚下荷载传递性能试验,是通过对埋置了锚垫板和螺旋钢筋的标准混凝土试件施加荷载,测试重复荷载下混凝土的裂缝宽度和试件的极限承载力,以判断锚下荷载传递的安全可靠性。
鉴于荷载传递性能试验的重要性,在美国规范AASHTO、欧洲认证标准ETA013、国际预应力混凝土协会《后张预应力体系验收建议》FIP1993以及美国后张预应力协会PTI 《后张预应力体系验收标准》等标准中,对荷载传递性能的试验方法和验收标准都做了详细规定。
我国锚具产品设计的国家标准为《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2007,但其中对锚具的规定主要为锚板、夹片及锚固效率,对锚下荷载传递性能没有任何规定或要求。
正是这个缺陷,导致国内一些锚具厂家对锚下荷载传递性能重视程度不够,也为产品不规范竞争打开了方便之门。
2.2 锚具产品制造不规范
目前我国锚具产品市场混乱不堪,大小厂家林立,很多厂家根本没有产品设计、开
发能力,只是通过大量仿制进行无序竞争,这种现象使得目前市场上预应力锚具的销售价格已接近甚至低于成本价,偷工减料成为维持这些企业运行的手段。
相比合格的锚具产品,锚垫板和螺旋钢筋的尺寸及重量越来越小,已根本不能满足国际标准的要求,给工程质量带来极大的安全隐患。
锚具产品制造不规范主要有以下几方面:1)不经研发的仿制并随意改动原设计锚下混凝土应力分析及锚垫板等设计,不仅需要机械方面的知识,更需要材料、力学等方面的知识,我国的锚具厂家大多是机械加工厂或不规范的生产作坊,对材料尤其是混凝土力学性能的了解甚少,加之锚下混凝土应力的理论估算困难,大多数厂家靠模仿品牌产品进行生产。
为避免产权问题,在不理解受力机理和设计关键的情况下,将原产品设计随意更改,同时为降低生产成本还将产品尺寸任意减小、减薄,从而大大降低安全储备,留下极大安全隐患。
经过5年多的大量理论分析和试验研究,2007年OVM公司与同济大学联合研制成功了圆塔形锚垫板并获得国家专利,但产品刚推广应用就被某些厂家仿制生产。
由于其不理解锚垫板的分级受力原理,随意改变了各台阶的角度并减小了尺寸。
在OVM圆塔形锚垫板的基础上,我们又设计了专用于C50混凝土的锚垫板(见图4a),将第一和最后一个台阶作为主支承面进行分散传力,但经一些厂家仿制后最后一个台阶被大大减小(见图4b)。
这些修改必将严重减弱分散传力性能,降低承载能力和锚下混凝土抗裂性。
a OVM锚垫板
b 其它锚垫板
图4 OVM圆塔形锚垫板与仿制品
2)锚垫板高度任意缩小锚垫板的高度影响着钢绞线进入后的弯折角度,锚垫板高度越小钢绞线的弯折角越大、喇叭口的摩阻也越大。
铁路客运专线桥梁工程要求锚口摩阻损失不得大于6%,国内某名优品牌锚垫板在工地现场实测值最大为5.8%,已经很接近标准限值,因此更短的锚垫板高度肯定达不到标准要求。
图5为国内某名优品牌的3孔锚垫板与某厂家锚垫板的比较。
左:某厂家的3孔扁锚垫板尺寸:176mmX70mmX140mm(长×宽高),重量2.8kg 右:某名优品牌的3孔扁锚垫板尺寸:200mmX90mmX180mm(长×宽高),重量4.2kg 图5 不同厂家的 3孔锚垫板对比
3)锚垫板的承压面越来越单薄为了减轻锚垫板重量、降低成本,国内某些厂家锚垫板的承压面板和加强肋越做越单薄(见图6),承载能力也越来越差(见图7)。
左:某厂家的5孔圆锚垫板重量4.1kg 右:某名优品牌的5孔圆锚垫板重量6.3kg 图6 不同厂家的 5孔锚垫板对比
图7 某厂家锚垫板在工程应用中加强肋出现的裂纹
4)材料质量越来越差国内某名优品牌锚垫板的材料为灰铸铁HT200,其极限抗拉强度可达到200MPa,而某些企业为降低成本,使用的材料其抗拉强度甚至连150MPa都达不到,而锚垫板产品送到工地后很难化验其原材料成分,也就没有标准对其进行限定了。
5)螺旋钢筋尺寸越来越小螺旋钢筋又称抗劈裂钢筋,外套于锚垫板的下方,对锚下核心混凝土起约束增强作用和抗劈裂作用。
在设计螺旋钢筋时,应通过分析锚下混凝土的受力状况以确定螺旋筋的尺寸,并通过锚下荷载传递性能试验进行验证。
为减轻重量进而降低成本,很多厂家将螺旋钢筋的螺旋直径和钢筋直径减小很多,如某厂的9孔螺旋钢筋尺寸为φ168mm×φ12mm×55mm×4mm,重量1.88kg,但国内某名优品牌相应的螺旋钢筋为φ200mm×φ14mm×50mm×4mm,重3.05kg;15孔螺旋钢筋尺寸为
φ210mm×φ12mm×60mm×5mm,重仅为2.94kg,而某名优品牌为
φ250mm×φ14mm×50mm×5.5 mm,重达6.84kg。
综上所述,完善的锚具产品在无序的竞争环境中逐渐走向仿制、材料劣质化、偷工减料,导致锚下荷载传递性能大大下降,承载能力和混凝土抗裂性明显不足。
值得注意的是,在实际工程结构中,一旦出现锚下混凝土开裂等病害,通常是采取增强锚固区普通钢筋,很少对造成混凝土开裂的锚具产品提出质疑,锚固区不断增强的普通钢筋也间接助推了锚垫板缺斤短两、材料劣质化及螺旋钢筋不断缩减的恶性循环。
3 控制措施和建议
事实上,克服锚具锚下混凝土病害的最有效方法就是强制进行锚下荷载传递性能试验,任何出现在产品中的设计缺陷、缺斤短两及材料劣质等影响锚下承载力及锚下混凝土抗裂性能的问题,都会在试验中表现出来,这也是国外标准对荷载传递性能的试验方法和验收标准都进行详细规定的原因。
目前,相应国内标准进行了相应的修编:1)对于铁路工程,《铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件》TB/T 3193-2008在条文4.5.3中,提出“如使用单位有要求或对锚垫板性能质量有疑义时,可参照1993年版《后张预应力体系验收建议》FIP中的有关规定对锚垫板的承压性能进行检验”。
2011年,该标准又着手进行修编,强制规定锚垫板和螺旋筋的尺寸、重量,并拟于2012年颁布实行。
2)对于公路工程,《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器》JTT 329-2010已经在附录A和B中给出锚具和连接器的尺寸参数供参考,并在附录C中给出传力性能试验方法。
目前已有部分省市的工程强制按照附录参数采用锚具。
3)对于房建工程,《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-2010,提出当设计方认为必要时,可按该规程附录A进行锚固区传力试验验证。
尽管有以上标准条文控制锚下病害,但从目前执行的效果看,力度仍显不够,为此建议:
1)为确保锚具产品安全、可靠,避免锚下混凝土开裂等病害,有关管理部门应将锚下荷载传递性能试验作为锚具产品国标GB/T14370中的一个强制性规定,制定出相应
的试验方法及验收标准。
2)在相关标准没有颁布前,应让设计单位充分认识锚下荷载传递性能试验的重要性,使其通过设计文件对锚具产品的锚下荷载传递性能试验提出验收要求。
3)业主应从工程设计使用年限内安全、可靠、耐久及经济合理的高度支持设计单位的要求,对锚具产品的选用进行监督,避免片面追求初期投资最低的目标。
文/柳州欧维姆机械股份有限公司朱万旭肖红文谢正元
同济大学李国平。