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预应力筋用锚具、夹具和连接器检验实施细则

发布日期:2016-12-19 14:43 访问次数:

预应力筋用锚具、夹具和连接器检验实施细则
1 总 则
1.0.1 为加强混凝土结构工程施工质量,统一本省预应力筋用锚具、夹具和连接器检测方法,提高各检测单位检测精度,制定本检测规程,预应力筋用锚具、夹具和连接器检测依据标准为中华人民共和国国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2000。
1.0.2 本规程规定了预应力筋用锚具、夹具和连接器的产品分类、代号标记、技术要求、试验方法、检验规则等内容。
1.0.3 本规程适用于有粘结、无粘结、体内或体外配筋的预应力混凝土结构中使用的锚具、夹具和连接器。
2 术语、符号
2.1 术语
2.1.1 锚具
在后张法结构或构件中,为保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝土上所用的永久性锚固装置。锚具可分为两类:
1 张拉端锚具:安装在预应力筋端部且可用以张拉的锚具;
2 固定端锚具:安装在预应力筋端部,通常埋入混凝土中且不用以张拉的锚具。
2.1.2 夹具
在先张法构件施工时,为保持预应力筋的拉力并将其固定在生产台座(或设备)上的临时性锚固装置;在后张法结构或构件施工时,在张拉千斤顶或设备上夹持预应力筋的临时性锚固装置(又称工具锚)。
2.1.3 连接器
用于连接预应力筋的装置。
2.1.4 预应力钢材
各种预应力混凝土用的钢丝、钢绞线或钢筋的统称。
2.1.5 预应力筋
在预应力结构中用于建立预加应力的单根或成束的预应力钢丝、钢绞线或钢筋。有粘结预应力筋是和混凝土直接粘对的或是在张拉后通过灌浆使之与混凝土粘结的预应力筋;无粘结预应力筋是用塑料、油脂等涂包的预应力筋,可以布置在混凝土结构体内或体外,且不能与混凝土粘结,这种预应力筋的拉力永远只能通过锚具和变向装置传递给混凝土。
2.1.6 预应力筋-锚具组装件
单根或成束预应力筋和安装在端部的锚具组合装配而成的受力单元。
2.1.7 预应力筋-夹具组装件
单根或成束预应力筋和安装在端部的夹具组合装配而成的受力单元。
2.1.8 预应力筋-连接器组装件
单根或成束预应力筋和安装在端部的连接器组合装配而成的受力单元。
2.1.9 内缩
预应力筋在锚固过程中,由于锚具各零件之间、锚具与预应力筋之间的相对位移和局部塑性变形所产生的预应力筋的回缩现象。回缩长度与锚具构造和张拉锚固工艺有关。
2.1.10 预应力筋-锚具组装件的实测极限拉力
预应力筋-锚具组装件在静载试验过程中达到的最大拉力。
2.1.11 预应力筋-夹具组装件的实测极限拉力
预应力筋-夹具组装件在静载试验过程中达到的最大拉力。
2.1.12 受力长度
锚具、夹具、连接器试验时,预应力筋两端的锚具、夹具之间或锚具与连接器之间的净距。
2.1.13 预应力筋的效率系数
受预应力钢材根数、孔道状况及试验装置等因素的影响,考虑预应力筋拉应力不均匀的系数。
2.2 符号
——
预应力筋-锚具组装件的实测极限拉力;
——
按预应力钢材试件实测破断荷载平均值计算的预应力筋的实际平均极限抗拉力,也可表示为 ;
——
预应力筋-夹具组装件的实测极限拉力;
——
预应力筋-锚具组装件达到实测极限拉力时的总应变;
——
预应力筋-锚具、夹具组装件中各根预应力钢材特征(公称)截面面积之和; ,n为预应力钢材根数;
——
预应力钢材的抗拉强度标准值;
——
试验所用预应力钢材(截面以 计)的实测极限抗拉强度平均值;
——
预应力钢材单根试件的特征(公称)截面面积;
——
预应力筋-锚具组装件静载试验测得的锚具效率系数;
——
预应力筋-夹具组装件静载试验测得的夹具效率系数;

——

预应力筋的效率系数。
3 产品分类、代号与标记 产品规格
3.1 产品分类
锚具、夹具、连接器按锚固方式不同,可分为夹片式、支承式、锥塞式和握裹式四种。
3.2 代号
锚具、夹具或连接器的代号可以用两个汉语拼音字母表示。第一位字母为预应力体系代号,由研制单位选定,无研制单位者可省略不写。第二位字母为锚具、夹具或连接器代号,见表1。
表1产品代号
名称
夹具
锚具
连接器
代号
J
M
L
3.3 标记
锚具、夹具或连接器的标记由代号、预应力钢材直径、预应力钢材根数三部分组成:
预应力体系代号;锚具、夹具或连接器代号;预应力钢材直径(mm);预应力钢材根数
示例:锚固12根直径15.2mm预应力混凝土用钢绞线的QM型群锚锚具,标记为QM15-12。
4 技术要求
4.1 使用要求
锚具、夹具和连接器应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性,以保证充分发挥预应力筋的强度,并安全地实现预应力张拉作业。
4.2 锚具的基本特性
4.2.1 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 和达到实测极限拉力时组装件受力长度的总应变 确定。
锚具效率系数 按式(1)计算:
…………………………(1)
的取用:预应力筋-锚具组装件中预应力钢材为1至5根时 =1.0,6至12根时 =0.99,13至19根时 =0.98,20根以上时 =0.97。
锚具的静载锚固性能应同时满足下列两项要求:

4.2.2 在预应力筋-锚具组装件达到实测极限拉力时,应当是由预应力筋的断裂,而不应由锚具的破坏所导致;试验后锚具部件会有残余变形,但应能确认锚具的可靠性。
4.2.3 疲劳荷载性能
预应力筋-锚具组装件,除必须满足静载锚固性能外,尚须满足循环次数为200万次的疲劳性能试验。
当锚固的预应力筋为钢丝、钢绞线或热处理钢筋时,试验应力上限取预应力钢材抗拉强度标准值的80%,疲劳应力幅度取80MPa。
试件经受200万次循环荷载后,锚具零件不应疲劳破坏。预应力筋在锚具夹持区域发生疲劳破坏的截面面积不应大于试件总截面面积的5%。
4.2.4 周期荷载性能
用于有抗震要求结构中的锚具,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。
当锚固的预应力筋为钢丝、钢绞线或热处理钢筋时,试验应力上限取预应力钢材抗拉强度标准值的80%,下限取预应力钢材抗拉强度标准值的40%。
当锚固的预应力筋为有明显屈服台阶的预应力钢材时,试验应力上限取预应力钢材抗拉强度标准值的90%,下限取预应力钢材抗拉强度标准值的40%。
试件经50次循环荷载后预应力筋在锚具夹持区域不应发生破断。
4.2.5 锚具应满足分级张拉及补张拉预应力筋的要求。
4.2.6 锚具或其附件上宜设置灌浆孔或排气孔。灌浆孔应有保证浆液畅通的截面面积;排气孔应设在锚具垫板空腔的上部。
4.3 夹具的基本特性
4.3.1 夹具的静载锚固性能,应由预应力筋-夹具组装件静载试验测定的锚具效率系数 确定:
…………………………(2)
夹具的静载锚固性能应符合 ≥0.92。
4.3.2 在预应力筋-夹具组装件达到实测极限拉力时,应当是由预应力筋的断裂,而不应由夹具的破坏所导致。而夹具的全部零件均不应出现肉眼可见的裂缝或破坏;夹具应有良好的自锚性能、松锚性能和重复使用性能。需敲击才能松开的夹具,必须保证其对预应力筋的锚固没有影响,且对操作人员安全不造成危险。
4.4 连接器的基本特性
在先张法或后张法施工中,在张拉预应力后永久留在混凝土结构或构件中的连接器,都必须符合锚具的性能要求;如在张拉后还须放张和拆卸的连接器,则必须符合夹具的性能要求。
5 检验规则
5.1 检验分类
锚具、夹具和连接器的检验分出厂检验和型式检验两类。
5.1.1 出厂检验为生产厂在每批产品交货前必须进行的厂内产品质量控制性检验。
5.1.2 型式检验为对产品全面性能控制的检验。在下列情况之一时,一般应进行型式检验:
1 新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定;
2 正式生产后,如结构、材料、工艺有较大改变,可能影响产品性能时;
3 正常生产时,定期或积累一定产量后,每2至3年进行一次检验;
4 产品长期停产后,恢复生产时;
5 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时;
6 国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时。
为技术或质量鉴定用型式检验应由国家指定的质量检测机构主持进行;为新产品研制和生产厂产品质量控制用的型式检验可在本单位进行。
5.2 检验项目
出厂检验和型式检验的检验项目应符合表2的规定。
表2 产品检验项目
出厂检验项目
型式检验项目
锚具及永久留在混凝土结构或构件中的连接器
外观
硬度
静载试验
外观
硬度
静载试验
疲劳试验
周期荷载试验
辅助性试验
夹具及张拉后将放张和拆卸的连接器
外观
硬度
静载试验
外观
硬度
静载试验
5.3 产品组批、抽样方法
5.3.1 出厂检验时,每批产品的数量是指同一类产品,同一批原材料,用同一种工艺一次投料生产的数量。每个抽检组批不得超过1000套。外观检查抽取10%,且不少于10套。对其中有硬度要求的零件做硬度检验,硬度检验抽取5%。静载锚固能力检验抽取3套试件的锚具、夹具或连接器。
5.3.2 锚具及永久留在混凝土结构或构件中的连接器的型式检验,除按第5.3.1条的规定抽样外,尚应为疲劳试验、周期荷载试验及辅助性试验抽取各3套试件用的锚具或连接器。
5.4 检验结果的判定
外观检验:如表面无裂缝,影响锚固能力的尺寸符合设计要求,应判为合格;如此项尺寸有1套超过允许偏差,则应另取双倍数量重做检验;如仍有1套不符合要求,则应逐套检查,合格者方可使用。如发现一套有裂纹,即应对全部产品进行逐件检验,合格者方可使用。
硬度检验:每个零件测试3点,当硬度值符合设计要求的范围应判为合格;如有1个零件不合格,则应另取双倍数量的零件重做检验;如仍有1个零件不合格,则应逐个检验,合格者方可使用。
静载锚固能力检验、疲劳荷载检验及周期荷载检验:如符合第4章技术要求的规定,应判为合格;如有1个试件不符合要求,则另取双倍数量重做检验;如仍有1个试件不合格,则该批为不合格品。
辅助性试验为观测项目,不做合格与否的判定。
5.5 在大批量连续生产时,按5.3.1进行的出厂检验,如第1个抽检组批(最多1000套)的样品检验结果能一次判定合格,则第2个及以后的抽检组批可扩大至2000套。此后,如在扩大组批中抽取的样品不能一次判定合格时,则应重新按未扩大的组批进行抽样检验。
5.6 生产厂应有设计文件、制造记录、产品合格文件,该文件应具有可追溯性。
6 试验方法
6.1 一般规定
6.1.1 试验用的预应力筋-锚具、夹具或连接器组装件应由全部零件和预应力筋组装而成。组装时锚固零件必须擦拭干净,不得在锚固零件上添加影响锚固性能的物质,如金刚砂、石墨、润滑剂等(设计规定的除外)。束中各根预应力筋应等长平行,其受力长度不应小于3m。
对于预应力筋在锚具夹持部位不弯折的组装件(全部锚筋孔均与锚板底面垂直),可以不安装束口状的锚下垫板(参见图1);如预应力筋在锚具夹持部位有偏转角度(部分锚筋孔与锚板底面有倾斜角)而必须使预应力钢材在某个位置弯折时,可以在此处安装轴向可移动的偏转装置(如钢环或多孔梳子板等参见图2之件号7)。当对组装件施加拉力时该偏转装置不应与预应力筋之间产生滑动摩擦。
单根钢绞线的组装件试件,不包括夹持部位的受力长度不应小于0.8m,并参照试验设备确定。
6.1.2 试验用预应力钢材应经过选择,全部力学性能必须严格符合该产品的国家标准或行业标准;同时,所选用的预应力钢材其直径公差应在锚具、夹具或连接器产品设计的允许范围之内。对符合要求的预应力钢材应先进行母材性能试验,试件不应少于三根,证明其符合国家或行业产品标准后才可用于组装件试验。
在锚具确定适用于某一等级的预应力钢材后,试验用的预应力钢材实测极限抗拉强度平均值 不应高于产品系列中高一个等级的抗拉强度标准值 。
6.1.3 生产厂的型式检验和新产品试验所用的试件,应选用同一品种、同一规格中最高强度级别的预应力钢材。用于多品种预应力钢材的锚具、夹具或连接器,应对每个品种进行试验。
6.1.4 试验用的测力系统,其不确定度不得大于2%;测量总应变用的量具,其标距的不确定度不得大于标距的0.2%,指示应变的不确定度不得大于0.1%。测力系统及测量应变用的量具,应定期校准,保证测量结果准确性。
6.2 静载试验
6.2.1 对于先安装锚具、夹具或连接器再张拉预应力筋的预应力体系,可直接用试验机或试验台座(见图1、图2)加载。加载之前必须先将各根预应力钢材的初应力调匀,初应力右取钢材抗拉强度标准值 的5%~10%。正式加载步骤为: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1h,随后逐步加载至破坏,并按6.2.3规定的项目进行测量和观察。
用试验机进行单根预应力筋-锚具组装件静载试验时,在应力达到0.8 时,持荷时间可以缩短,但不少于10min。
6.2.2 对于先张拉预应力筋再锚固的预应力体系,试验装置如图3所示,在不安装2号千斤顶的情况下和6.2.1同样办法调匀初应力,然后用2号千斤顶(即施工用的张拉设备)按预应力钢材抗拉强度值 的20%、40%、60%、80%分4级等速张拉达到80%后,松开2号千斤顶,完成件号7的锚固,持荷1h,再用1号千斤顶逐步加载至破坏,并按6.2.3规定的项目进行测量和观察。
如果能证明在先张拉预应力筋再锚固的预应力体系,其锚具对预应力筋-锚具组装件的静载性能和先锚固后张拉方式没有显著影响时,也可按6.2.1规定的方法加载试验。
1—试验锚具;2—加荷载用千斤顶;3—荷载传感器;4—承力台座;
5—预应力筋;6—试验锚具;7—测量总应变的装置
图1 先锚固后张拉式预应力筋-锚具组装件静载试验装置
1—试验锚具;2—1号加荷载用千斤顶;3—荷载传感器;4—承力台座;5—预应力筋;6—转向钢环;
7—连接器;8—试验锚具;9—2号千斤顶(预紧锚固后卸去);10—工具锚;11—测量总应变的装置
图2 预应力筋-连接器组装件静载试验装置
1—试验锚具;2—1号加荷载用千斤顶;3—荷载传感器;4—承力台座;5—预应力筋;6—试验锚具;7—2号加荷载用千斤顶(施工用型号);8—工具锚;9—测量总应变的装置
图3 先张拉后锚固式预应力筋-连接器组装件静载试验装置
6.2.3 试验过程中应测量的项目包括:
1 有代表性的若干根预应力钢材与锚具、夹具或连接器之间在预应力筋应力达到0.8 时的相对位移Δa;
2 锚具、夹具或连接器若干有代表性的零件之间在预应力筋应力达到0.8 时的相对位移Δb;
3 试件的实测极限拉力 ;
4 达到实测极限拉力时的总应变 。
试验过程中应观察的项目包括:
1 在预应力筋达到0.8 时,持荷1h,观察锚具、夹具或连接器的变形;
2 试件的破坏部位与形式。
静载试验应连续进行三个组装件的试验,全部试验结果均应作出记录,并据此按公式(1)、公式(2)计算锚具、夹具或连接器的锚固效率系数 或 和相应的总应变 。三个试验结果均应满足本标准的规定,不得进行平均。
6.2.4 因试验过程中或破坏时,锚具、夹具或连接器会飞出,可能打伤周围人或物,因此,试验装置外应加防护网,保证试验人员安全。试验台座两端正对预应力筋应设置沙箱,加载用千斤顶、荷载传感器及测量总应变的装置等应采取保护措施。
6.3 疲劳试验
6.3.1 当疲劳试验机能力不够时,要以试验结果有代表性为原则,可以在实际锚板上少安装预应力钢材,或用本系列中较小规格的锚具组装成试验用组装件,但预应力钢材根数不得少于实际根数的1/10。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。
6.3.2 以约100MPa/min的速度加载至试验应力下限值,再调节应力幅度达到规定值后,开始记录循环次数。
6.3.3 选择疲劳试验机的脉冲频率,不应超过每分钟500次。
6.4 周期荷载试验
以约100MPa/min的速度加载至试验应力上限值,再卸荷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2个周期,重复50个周期。
6.5 辅助性试验
6.5.1 对新型锚具和连接器,尚应按本标准6.5.2~6.5.4进行辅助性试验。试验结果应予公布,供工程设计、施工单位采用。
6.5.2 锚具的内缩量试验
试验的张拉力为预应力筋的0.8 · 。内缩量可根据锚固前后预应力筋拉力差值计算;也可用测量锚固处预应力筋相对位移等方法直接测出。试验用的试件不得少于3个,取平均值。
6.5.3 锚具摩阻损失试验
张拉预应力筋时,锚具零件和预应力筋之间可能出现摩擦或强迫预应力筋弯折,从而产生因锚具摩阻引发的应力损失。
试验的张拉力为预应力筋的0.8 · 。测出锚具前后预应力差值。试验用的试件不得少于3个,取平均值。
6.5.4 张拉锚固工艺试验
用预应力张拉设备对锚具或用于后张法的连接器做张拉及锚固预应力筋的工艺试验,最高张拉力为预应力筋的0.8 · ,等分4级逐级张拉,每张拉1级锚固1次。张拉完毕后,用专门设备及特别方法放松应力。
通过张拉锚固工艺试验观察:
1 分级张拉或因张拉设备倒换行程需要临时锚固的可能性;
2 经过多次张拉锚固后,预应力筋内各根预应力钢材受力的均匀性;
3 张拉发生故障时,将预应力筋全部放松的可能性。 

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