公路桥梁预应力钢绞线用锚具连接器试验方法及检验规则.docx

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公路桥梁预应力钢绞线用锚具连接器试验方法及检验规则

公路桥梁预应力钢绞线用锚具、连接器试验方法及检验规则

Testmethodandinspectrulesofpesteringstrand.

AnchorageandcouplerforHighwayBridge

1范围

本标准规定了公路桥粱后张预应力钢锭线用锚具、连接器的试验方法及检验规则等内容。

本标准用于后张预应力混凝土结构和构件钢绞线用锚具、连接器产品的检验。

2引用椽准

下列标准包含的条文．通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

在标准出版时，所示版本均为有效，所有标准都会杖修订，使用本标准的各方应探讨、使用下列标准最新版本的可能性。

GB/T5224--1995预应力混凝土用钢绞线

GB/T14370--93预应力筋用锚具、夹具和连接器

ASTMA416--90a预应力混凝土用无涂层七丝钢绞线技术条件

BS5896--1980预应力混凝土用高强钢丝和钢绞线

3定义

本标准采用下列定义。

3.1预应力priestess

在结构和构件承受其他作用前，预先施加的作用力所产生的应力。

3.2后张预应力posttensioningpriestess

先浇注混凝土的构件，特达到规定强度后，荐施加的预应力。

3.3钢绞线strand

由七根圆形断面钢丝捻成的做预应力混凝土配筋用的预应力筋。

3.4钢绞线锚具组装件strand--anchorageassemble

钢绞线和锚具组合装配而成的受力单元。

3.5钢绞线连接器组装件strand--coupleassemble

钢绞线和连接器组合装配而成的受力单元。

3.6钢绞线计算极限拉力calculatingultimatetensileforceofstrand

钢绞线实际的平均极限拉力。

Fcapu——钢绞线锚具组装件中各根钢绞线计算极限拉力之和；

Fapu——钢绞线锚具组装件的实测极限拉力；

Fpk——单根钢绞线极限拉力的标准值；

fpcm——由钢绞线中抽取的试件的极限抗拉强度平均值；

fkp——钢绞线钢材的抗拉强度标准值；

εpcm——由钢绞线中抽取的试件应力达到极限抗拉强度时，钢绞线试件的极限应变平均值；

εaup——钢绞线锚具组装件达到实测极限拉力时的总应变；

Apra——由钢绞线中抽取的试件的实际截面面积的平均值；

Apk——钢绞线截面面积的标准值；

ηa——钢绞线锚具组装件静载试验测得的锚具效率系数；

n——钢绞线锚具组装件中钢绞线根数；

E——钢绞线的宏观弹性模量。

5要求

5.1使用要求

5.1.1锚具、连接器应具有可靠的锚固性能和足够的承载能力，以保证充分发挥钢绞线的强度。

5.1.2锚具、连接器适用于承受动载、静载的钢绞线预应力混凝土结构和构件。

5.2基本特性

5.2.1锚具的静载锚同性能，应由钢绞线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的总应变εaup确定．

锚具效率系数ηa按下列公式计算：

ηa=Fapu/Fcapu

（1）

钢绞线锚具组装件中各根钢绞线计算极限拉力之和按下列公式计算。

Fcapu=nfpcmApm

（2）

锚具的静载锚固性能应满足下列要求：

ηa≥0.95；

εaup≥2%。

5.2.2在钢绞线锚具组装件达到实测极限拉力（Fapu）时，锚具或连接器全部零件均不应出现肉眼可见的裂缝或破坏。

5.2.3疲劳荷载性能

钢绞线锚具组装件，除必须满足静载锚固性能外，尚需满足循环次数为2×106次的疲劳性能试验。

试验应力上限取钢绞线抗拉强度标准值（fpk）的65%，应力幅度取80MPa。

试件经受2×106次循环荷载后，钢绞线因锚具影响发生疲劳破坏的面积不应大于原试件总面积的5%。

5.2.4周期荷载性能

用于抗震结构中的锚具，还应满足循环次数为50次的周期荷载试验，试验应力上限取钢绞线抗拉强度标准值（fpk）的80%，下限取钢绞线抗拉强度标准值（fpk）的40%。

试件经50次周期荷载试验后，不应发生钢绞线破断、滑移和夹片松脱现象。

5.2.5锚具内缩量应不大于6mm。

5.2.6锚口摩阻损失不大于2.5%。

5.2.7锚具宜满足分级张拉、补张拉及放松钢绞线的要求。

5.3连接器应具有与锚具相同的性能要求。

6试验方法

6.1一般规定

6.1.1试验用的钢绞线惯具组装件应由全部零件和钢绞线组装而成，组装时不应在锚固零件上添加影响锚固性能的物质，如金钢砂、石蜡、石墨等，束中各根钢绞线应等长、平行。

6.1.2锚具、连接器系列产品的型式试验所用的钢绞线应选用同一品种、同一规格中最高强度级别的铜绞线，并符合GB/T5224或ASTMA90a、BS5896的规定。

6.1.3不同系列的锚具应各选取两种具有代表性尺寸的样品进行型式试验。

6.1.4钢绞线锚具组装件试验之前，必须进行单根钢绞线的力学性能试验，谈试验的试件应同组装件试验的钢绞线是同一盘，并从中抽取。

每次随机抽取6个试件。

6.1.5试验用测力系统，其不确定度不虚大于2%；测量总应变的量具，其标距的不确定度不应大于标距的0.2%；指示应变的仪器的不确定度不应大于标距的0.1%，试验设备及仪器每年至少标定一次。

6.1.6每项试验均应有详细记录，并依此记录计算锚具效率系数（ηa）、钢绞线锚具组装件达到实测极限拉力时的总应变（εaup）和锚口摩阻损失等内容。

6.2钢绞线力学性能试验

6.2.1钢绞线力学性能试验应按GB/T5224《预应力混凝土用钢绞线》中有关规定进行，要求断口在母材上。

应求出下列参数：

fpcm——由钢绞线中抽取的试件的极限抗拉强度平均值；

εptm——由钢绞线中抽取的试件应力达到极限抗拉强度时，钢绞线试件的极限应变平均值；

Apm——由钢绞线中抽取的试件的实际截面面积平均值（可用称置法测定）；

E——钢绞线的宏观弹性模量．

6.2.2钢绞线力学性能试验结果

钢绞线力学性能试验结果以表1表示。

表1钢绞线力学性能试验结果

钢绞线规格

生产厂家

公称面积，mm2

实测Apm,mm2

公称直径,mm

实测εptm,MPa

抗拉强度标准值,MPa

实测εptm，%

伸长率，%

实测E,MPa

试验者:

计算者:

委托单位:

备注:

校对者:

审核者:

生产厂家:

试验单位:

试验日期:

检测单位:

6.3静载试验

6.3.1试验设备、仪器

穿心式千斤顶及配套油泵、压力传感器、试验台座、卡尺、钢卷尺。

穿心式千斤顶及配套油泵，应是经过鉴定的定型产品，千斤顶额定张拉力应大于钢绞线锚具组装件中各根钢绞线计算极限拉力之和（Fcapu）。

测力使用的穿心式压力传感器的额定压力，应大于钢绞线锚具组装件中各根钢绞线计算极限拉力之和（Fcapu）．必须经过法定的计量检测机构标定，并在标定的有效期内使用，其不奠定度按本标准6.1有关规定执行。

试验台座的承载力应大于钢绞线锚具组装件中各根钢绞线计算极限拉力之和（Fcapu）的1.5倍，长度应大于或等于3m。

测量总应变的卡尺的不确定度不大于标距的0.2%。

6.3.2组装形式

钢绞线锚具组装件静载试验组装形式按图1。

图1静载试验组装形式

1-钢绞线；2、12-夹片；3、11-锚圈；4、6、8、10-垫板；5-试验台座；7-千斤顶；9-传感器

6.3.3试验方法

6.3.3.1将锚具、钢绞线、传感器、千斤顶、试验台座按图1方式组装好，应使每根钢绞线受力均匀，并敲紧夹片。

6,3.3.2用张拉设备拉至钢绞线抗拉强度标准值（fpk）的10%时，测量图1所示L0及千斤顶的活塞初始行程L1尺寸并做记录；测量图2所示a、b尺寸并做记录。

图2内缩量计算图

6.3.3.3用试验设备按钢绞线抗拉强度标准值（fpk）的20%、40%、60%、80%分4级等速（约100MPa/min）张拉，张拉荷载达到80%后锚固，持荷1h，再逐步加大荷载，直至试件破坏。

6.3.4试验过程中观察、记录项目包括：

——钢绞线锚具（或连接器）组装件的内缩量（见图2中△a）；

——锚具或连接器各零件之间的相对位移（见图2中△b）；

——达到钢绞线抗拉强度标准值（fpk）的80%后，在持荷1h时间内的锚具或连接器的变形；

——试件的实测极限拉力（Fptm）。

——达到极限拉力时的总应变（εptm）。

6.3.5静载试验结果

静载试验记录以表2表示。

锚具效率系数%按本标准5.2.1条中公式

（1）计算，

总应变（εapu）按式（3）计算；

εapu=

×100%（3）

式中:

L1——千斤顶活塞初始行程读效；

L2——试件破坏时活塞终了行程读数。

静载试验结果以表3表示。

表2静载试验记录

锚具型号

钢绞

规格

计算极限拉力之和，kN

千斤顶型号

线

强度级别,MPa

实测极限拉力．kN

传感器型号

L0，mm

破断情况

序

加载量

夹片位移量△b，mm

内缩量△a，mm

千斤顶活塞行程，mm

破断时

△a，mm

号

kN

固定端

张拉端

固定端

张拉端

△b,mm

持荷时间

持荷后

破断时

试件

钢绞线

钢绞线计算极

钢绞线锚具组

破坏情况

遍号

锚具型号

根数

限拉力之和．

kN

装件实测极限拉力,kN

锚具效

率系数

总应变

%

破断

丝数

顼缩

丝数

料切口

断丝数

其他

-

试验者:

计算者:

委托单位:

备注:

校对者:

审核者:

生产厂家:

试验单位:

试验日期:

检测单位:

6.4疲劳试验

6.4.1试验设备、仪器

疲劳试验机（一般采用脉冲千斤顶），脉冲频率不应超过500min-1，额定试验荷载应不大予钢绞线锚具组装件计算极限拉力之和（Fcapu）的65%。

试验台座长度应大于或等于3m，承载力应满足试验要求。

6.4.2进行疲劳试验时，只要试验结果有代表性，在不改变试件中各根钢绞线受力的条件下，可将钢绞线根数适当减少，或用较小规格的试件，但不应低于钢绞线根散的1/10。

6.4.3试验方法

以100MPa/min的速度加载至试验应力上限值，再调节应力幅度达到下限值后，开始记录循环次数。

6.4.4试验过程中观察、记录项目包括：

——试验后锚具和连接器部件及钢绞线疲劳损伤情况及变形情况；

——疲劳破坏的钢绞线的断裂位置、数量以及相应的疲劳次数。

6.4.5疲劳试验结果

疲劳试验结果以表4表示。

表4疲劳试验结果

试验

锚具型号

钢绞线抗拉强

钢绞线截面

试验荷载．kN

缓率，

疲劳次数．

编号

度标准值,MPa

面积．mm2

上限

下限

次／min

104次

试件情况

试验者:

计算者:

委托单位:

备注:

校对者:

审核者:

生产厂家:

试验单位:

试验日期:

检