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基于新國(guó)標(biāo)的后張預(yù)應(yīng)力錨墊板荷載傳遞試驗(yàn)

周鵬蔣業(yè)東黃穎溫朝臣

(廣西科技大學(xué)廣西柳州545006；柳州歐維姆機(jī)械股份有限公司廣西柳州545006)

最近我國(guó)根據(jù)預(yù)應(yīng)力錨固體系國(guó)際主流標(biāo)準(zhǔn)對(duì)我國(guó)預(yù)應(yīng)力錨固體系標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了新的修訂，為驗(yàn)證新修訂的國(guó)標(biāo)對(duì)后張預(yù)應(yīng)力錨墊板荷載傳遞的要求與國(guó)際主流標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別，采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方式對(duì)按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的錨墊板與按照新修訂國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)的錨墊板性能進(jìn)行荷載傳遞分析。將歐洲標(biāo)準(zhǔn)與新修訂國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得出結(jié)論。

國(guó)際主流標(biāo)準(zhǔn);錨墊板;后張預(yù)應(yīng)力;荷載傳遞

一、引言

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在工程中的應(yīng)用已經(jīng)無(wú)處不在，無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)際預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)工程中，預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)都是整個(gè)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)工程中最主要和核心的部分，而后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)由于在現(xiàn)在工程中施工比先張法更為方便更為廣泛。國(guó)外多國(guó)經(jīng)過(guò)十幾年的實(shí)踐與探索對(duì)錨墊板的受力和傳遞已經(jīng)有了很詳細(xì)很具體的標(biāo)準(zhǔn)，而我國(guó)近幾年才開始對(duì)錨墊板的荷載傳遞重視起來(lái)。最近剛剛修訂了關(guān)于錨固體系的新標(biāo)準(zhǔn)，所以試驗(yàn)對(duì)于后張法的錨固體系研究非常有必要。

該試驗(yàn)研究是為了驗(yàn)證滿足國(guó)際市場(chǎng)上不同國(guó)家對(duì)后張預(yù)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)，與新修訂國(guó)標(biāo)對(duì)于后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的要求有什么區(qū)別，對(duì)體系化要求也較高。此研究能比較好的解決后張法預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)國(guó)際應(yīng)用上的差異化需求。也對(duì)我國(guó)在今后后張錨固系統(tǒng)的研究提供了參考依據(jù)。

二、實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)際上有很多關(guān)于錨墊板受力傳遞的標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)新修訂的錨固體系標(biāo)準(zhǔn)是參考國(guó)際主流標(biāo)準(zhǔn)來(lái)修訂的，所以對(duì)錨固區(qū)混凝土測(cè)量并評(píng)估應(yīng)變?chǔ)舦和εt，充分體現(xiàn)了國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)編制專家對(duì)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的認(rèn)真程度，對(duì)錨固區(qū)的安全要十分謹(jǐn)慎。

中國(guó)和歐洲設(shè)計(jì)規(guī)范都規(guī)定鋼絞線及高強(qiáng)鋼絲的張拉應(yīng)力都要控制不超過(guò)0.75Fpk，施工規(guī)范又規(guī)定在任何情況下張拉控制應(yīng)力不得超過(guò)0.80Fpk。張拉控制應(yīng)力在施工時(shí)只是短暫的應(yīng)力峰值，放張錨固后預(yù)應(yīng)力筋中的應(yīng)力就會(huì)降至0.70Fpk左右，在使用階段，應(yīng)力將進(jìn)一步降低。荷載傳遞試驗(yàn)中規(guī)定的高荷為0.8Fpk，是和張拉控制應(yīng)力對(duì)應(yīng)的。對(duì)Fu的要求，美標(biāo)規(guī)定單調(diào)加荷時(shí)Fu>1.2Fpk，和0.8Fpk的張拉控制應(yīng)力相比有1.5倍的安全系數(shù)。美、歐及FIP規(guī)定循環(huán)加荷時(shí)Fu≥1.1Fpk，和實(shí)際張拉控制應(yīng)力0.75Fpk相比，安全系數(shù)是1.47，二者相差無(wú)幾。

本次試驗(yàn)主要以歐洲標(biāo)準(zhǔn)為例，對(duì)錨墊板進(jìn)行荷載傳遞試驗(yàn)，與按新修訂的國(guó)標(biāo)進(jìn)行的試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，觀察兩種標(biāo)準(zhǔn)下錨墊板受力傳遞的區(qū)別。

三、實(shí)驗(yàn)方法

(一)試件制作

分別按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)和新修訂國(guó)標(biāo)要求確定混凝土試件的輪廓尺寸(規(guī)格：410mm×410mm×820mm)及鋼筋含量，試件如附圖1所示。按試件圖準(zhǔn)備好模子6個(gè)，每組實(shí)驗(yàn)至少3個(gè)試件(歐標(biāo)3個(gè)，國(guó)標(biāo)3個(gè))，在模子內(nèi)安裝好錨墊板(喇叭管)、抗劈裂鋼筋(螺旋筋)、波紋管與輔助鋼筋等。灌注混凝土并養(yǎng)護(hù)。

圖1 試驗(yàn)裝配圖

(二)實(shí)驗(yàn)步驟

按歐洲標(biāo)準(zhǔn)把試件放在試驗(yàn)機(jī)上，在錨墊板端面放上錨板，試驗(yàn)機(jī)加載在錨板上。荷載按鋼絞線特征極限抗拉力Fpk所對(duì)應(yīng)的值以20%為增量從0%到80%逐級(jí)施加。當(dāng)拉力達(dá)到0.8Fpk后，對(duì)試件進(jìn)行至少十次慢速循環(huán)加載，荷載上下限分別為0.8Fpk和0.12Fpk，所需的加載循環(huán)次數(shù)取決于應(yīng)變讀數(shù)和裂縫寬度的穩(wěn)定性。循環(huán)加載后逐漸增加拉力直至破壞。

循環(huán)加載期間，對(duì)若干個(gè)循環(huán)上、下荷載進(jìn)行測(cè)量，以決定應(yīng)變和裂縫寬度是否達(dá)到滿意的穩(wěn)定狀態(tài)。循環(huán)荷載要一直加到穩(wěn)定性達(dá)到滿意，在最后的破壞試驗(yàn)時(shí)，試件混凝土的平均抗壓強(qiáng)度應(yīng)為:fcm,e≤fcm,0

如果在上限荷載下裂縫寬度符合：wn-wn-4≤1/3(wn-4-w0)，n≥10，則裂縫寬度可視為已經(jīng)穩(wěn)定。

如果在上限荷載下應(yīng)變?cè)隽糠希害舗-εn-4≤1/3(εn-4-ε0)，n≥10，則縱向和橫向的應(yīng)變可視為已經(jīng)穩(wěn)定。

1.εt橫向應(yīng)變；2.εv縱向應(yīng)變

注：測(cè)量點(diǎn)長(zhǎng)度范圍0.6～0.8b(b=410)

圖2 試件側(cè)面應(yīng)變測(cè)量點(diǎn)分布

荷載傳遞試驗(yàn)主要采集的數(shù)據(jù)有：混凝土試件裂縫寬度、試件表面的應(yīng)變和破壞荷載值。此外還應(yīng)觀察錨具零件的變形、位移及斷裂狀況?；炷晾庵w的四個(gè)側(cè)面都應(yīng)測(cè)量和觀察，歐洲標(biāo)準(zhǔn)要求任選兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，并據(jù)以評(píng)估試驗(yàn)結(jié)果，試件的上表面裂縫及破壞情況也應(yīng)觀察記錄和拍照。

同理，按照新修訂國(guó)標(biāo)要求對(duì)試塊兒再一次進(jìn)行試驗(yàn)。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出歐洲標(biāo)準(zhǔn)上限荷載裂縫寬度符合wn-wn-4≤1/3(wn-4-w0)，n≥10，上限荷載下應(yīng)變?cè)隽糠希害舗-εn-4≤1/3(εn-4-ε0)，n≥10，F(xiàn)pk=279×12=3348(kN)，1.1Fpk(fcm,e/fcm,0)=1.1×3348×(30.6/30)=3756.45(kN)。

新國(guó)標(biāo)上限荷載裂縫寬度符合wn-wn-4≤1/3(wn-4-w0)，n≥10，上限荷載下應(yīng)變?cè)隽糠希害舗-εn-4≤1/3(εn-4-ε0)，n≥10，F(xiàn)pk=279×12=3348(kN)，1.1Fpk(fcm,e/fcm,0)=1.1×3348×(29.7/30)=3645.5(kN)。

由上述結(jié)果可知按歐洲標(biāo)準(zhǔn)和按新修訂國(guó)標(biāo)生產(chǎn)的錨墊板在荷載試驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)基本一致，安全性能基本相同。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)和新國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)的后張預(yù)應(yīng)力錨墊板進(jìn)行了具體實(shí)驗(yàn)，得出的數(shù)顯示按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的錨墊板與按照新國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)的錨墊板在荷載傳遞上的性能基本一致，表明按照我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的錨墊板完全可以滿足歐洲標(biāo)準(zhǔn)的要求，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際主流標(biāo)準(zhǔn)。

今后我國(guó)應(yīng)該繼續(xù)對(duì)國(guó)標(biāo)的后張錨固體系完善系統(tǒng)化，提高系統(tǒng)解決能力，從而進(jìn)一步提升我國(guó)后張預(yù)應(yīng)力錨固體系在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)我國(guó)預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)走向國(guó)際前沿。

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Theloadtransfertestofanchorplatebasedoneuropeannadnewnationalstandard

ZhouPeng,JiangYe-dong,HuangYing,WenChao-chen

(1.GuangxiUniversityofScienceandTechnologyLiuzhouGuangxi545006,China) (2.LiuzhouOVMMachineryCO,LTD,LiuzhouGuangxi545006,China)

Recently our country according to the anchorage system of international mainstream of standard prestressed anchorage system in China carried out a new revision,the revised national standard for different verification requirements of prestressed anchor plate load transfer post tensioned with international mainstream standards,the field test of anchor plate design in accordance with the European standards and in accordance with the performance of the anchor plate the newly revised national standard design for load transfer analysis.Compare the test data with the requirements of the European standard and the newly revised international standard,and draw the conclusion.

International mainstream standards；Anchor plate；Post tension prestress；load transfer

周鵬(1994-)，男，山東濰坊，廣西科技大學(xué)，在讀碩士研究生，主要從事預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)以及預(yù)應(yīng)力錨具研究。