cA预应力钢筋、锚具、夹具及连接器性能与检验.ppt
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1、石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义cA预应力钢筋、锚具、夹具及连接器性能与检验 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义一、预应力混凝土梁用材料和器械一、预应力混凝土梁用材料和器械二、二、预应力钢筋预
2、应力钢筋性能检验性能检验三、三、锚具、夹具及连接器锚具、夹具及连接器性能检验性能检验四、四、锚具、夹具及连接器锚具、夹具及连接器性能检验探讨性能检验探讨石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义1、混凝土、混凝土2、普通钢筋、普通钢筋3、预应力钢筋预应力钢筋 4、锚具、夹具及连接器锚具、夹具及连接器 5、张拉机械、张拉机械 6、配套使用、配套使用 一、预应力混凝土梁用材料和器械一、预应力混凝土梁用材料和器械石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.
3、012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义n高强钢筋n高强钢丝 n钢绞线 n无粘结预应力筋 n非金属预应力筋 3 3、预应力钢筋预应力钢筋石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义 高强钢筋可分为冷拉热轧低合金高强钢筋可分为冷拉热轧低合金钢筋和热处理低合金钢筋两种。钢筋和热处理低合金钢筋两种。常用的高强钢丝分为冷拉和矫直回火常用的高强钢丝分为冷拉和矫直回火两种,按外形分为光面、刻痕和螺旋肋三两种,按外形分为光面、刻痕和螺旋肋三种。常用的高强钢丝的直径(种。常用的高强钢
4、丝的直径(mmmm)有:)有:4.04.0、5.05.0、6.06.0、7.07.0、8.08.0、9.09.0等几种。等几种。u高强钢筋高强钢筋u高强钢丝高强钢丝石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义 钢绞线是用冷拔钢丝绞扭而成,其方法是在绞线机上以一种稍粗的直钢丝为中心,其余钢丝则围绕其进行螺旋状绞合(图1),再经低温回火处理即可。图1预应力钢绞线的截面D 钢绞线直径;d 0中心钢丝直径;d 外层钢丝直径u钢绞线钢绞线石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结
5、构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义 无粘结预应力筋是一种在施加预应力后沿全长与周围混凝土不粘结的预应力筋,它由预应力钢材、涂料层和包裹层组成(图2)。a)无粘结预应力筋;b)截面示意图2无粘结预应力筋1聚乙烯塑料套管;2保护油脂;3钢绞线或钢丝束u无粘结预应力筋无粘结预应力筋石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义 非金属预应力筋主要是指用纤维增强塑料非金属预应力筋主要是指用纤维增强塑料(简称(简称FRPFRP)制成的预应力筋,主要有玻璃
6、纤维)制成的预应力筋,主要有玻璃纤维增强塑料(增强塑料(GFRPGFRP)、芳纶纤维增强塑料()、芳纶纤维增强塑料(AFRPAFRP)及碳纤维增强塑料(及碳纤维增强塑料(CFRPCFRP)预应力筋等几种形式。)预应力筋等几种形式。GFRP棒、筋棒、筋AFRP筋筋u非金属预应力筋非金属预应力筋石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义金属波纹管金属波纹管石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培
7、训班讲义4、锚具、夹具及连接器 锚具:支承式锥塞式 夹片式 握裹式 夹具:钢丝夹具钢筋夹具 连接器 石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义 支承式支承式支承式支承式:螺母锚具螺母锚具螺母锚具螺母锚具镦头锚具镦头锚具镦头锚具镦头锚具 锥塞式锥塞式锥塞式锥塞式:锥形锚具锥形锚具锥形锚具锥形锚具锚具锚具锥形螺杆锚具锥形螺杆锚具锥形螺杆锚具锥形螺杆锚具 夹片式夹片式夹片式夹片式:JMJMJMJM型锚具型锚具型锚具型锚具 XMXMXMXM型锚具型锚具型锚具型锚具 QM QM QM QM 及及及及
8、OVMOVMOVMOVM型锚具型锚具型锚具型锚具 BMBMBMBM型锚具型锚具型锚具型锚具 握裹式握裹式握裹式握裹式:挤压锚具挤压锚具挤压锚具挤压锚具压花锚具压花锚具压花锚具压花锚具石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义u支承式a a螺母锚具螺母锚具 螺母锚具由螺丝端杆、螺母和垫板三螺母锚具由螺丝端杆、螺母和垫板三部分组成。适用于直径部分组成。适用于直径181836 mm36 mm的预应力的预应力钢筋,如图钢筋,如图3 3所示。锚具长度一般为所示。锚具长度一般为320 mm320 mm
9、,当为一端张拉或预应力筋的长度较长时,当为一端张拉或预应力筋的长度较长时,螺杆的长度应增加螺杆的长度应增加303050 mm50 mm。石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义a)螺母锚具;b)螺丝端杆;c)螺母;d)垫板图3螺母锚具石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义b镦头锚具镦头锚具用于单根粗钢筋的镦头锚具一般直接在预应力筋端部热用于单根粗钢筋的镦头锚具一般直接在预应力筋端
10、部热镦、冷镦或锻打成型。镦头锚具也适用于锚固多根钢丝束。镦、冷镦或锻打成型。镦头锚具也适用于锚固多根钢丝束。钢丝束镦头锚具分钢丝束镦头锚具分A型与型与B型。型。A型由锚环与螺母组成,可型由锚环与螺母组成,可用于张拉端;用于张拉端;B型为锚板,用于固定端,其构造见图型为锚板,用于固定端,其构造见图4。镦镦头锚具的工作原理是将预应力筋穿过锚杯的蜂窝眼头锚具的工作原理是将预应力筋穿过锚杯的蜂窝眼后,用专门的镦头机将钢筋或钢丝的端头镦粗,将镦粗头的后,用专门的镦头机将钢筋或钢丝的端头镦粗,将镦粗头的预应力束直接锚固在锚杯上,待千斤顶拉杆旋入锚杯内螺纹预应力束直接锚固在锚杯上,待千斤顶拉杆旋入锚杯内螺纹
11、后即可进行张拉,当锚杯带动钢筋或钢丝伸长到设计值时,后即可进行张拉,当锚杯带动钢筋或钢丝伸长到设计值时,将锚圈沿锚杯外的螺纹旋紧顶在构件表面,于是锚圈通过支将锚圈沿锚杯外的螺纹旋紧顶在构件表面,于是锚圈通过支承垫板将预压力传到混凝土上。承垫板将预压力传到混凝土上。石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义镦头锚具的优点是操作简便迅速,不会出现锥形锚易发镦头锚具的优点是操作简便迅速,不会出现锥形锚易发生的生的“滑丝滑丝”现象,故不发生相应的预应力损失。这种锚具现象,故不发生相应的预应力损失。
12、这种锚具的缺点是下料长度要求很精确,否则,在张拉时会因各钢丝的缺点是下料长度要求很精确,否则,在张拉时会因各钢丝受力不均匀而发生断丝现象。受力不均匀而发生断丝现象。镦头锚具用镦头锚具用YC-60千斤顶(穿心式千斤顶)或拉杆式千千斤顶(穿心式千斤顶)或拉杆式千斤顶张拉。斤顶张拉。a)张拉端锚具(A型);b)固定端锚具(B型)图4钢丝束镦头锚具1一锚环;2螺母;3锚板;4钢丝束石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2
13、008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义DM型镦头锚体系型镦头锚体系石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义a锥形锚具锥形锚具锥形锚具由钢质锚环和锚塞(图锥形锚具由钢质锚环和锚塞(图5)组成,用于锚固钢)组成,用于锚固钢丝束。锚环内孔的锥度应与锚塞的锥度一致。锚塞上刻有丝束。锚环内孔的锥度应与锚塞的锥度一致。锚塞上刻有细齿槽,夹紧钢丝防止滑动。细齿槽,夹紧钢丝防止滑动。锥形锚具的尺寸较小,便于分散布置。缺点是易产生单锥形锚具的尺寸较小,便于分散布置。缺点是
14、易产生单根滑丝现象,钢丝回缩量较大,所引起的应力损失亦大,根滑丝现象,钢丝回缩量较大,所引起的应力损失亦大,并且滑丝后无法重复张拉和接长,应力损失很难补救。此并且滑丝后无法重复张拉和接长,应力损失很难补救。此外,钢丝锚固时呈辐射状态,弯折处受力较大。外,钢丝锚固时呈辐射状态,弯折处受力较大。钢质锥形锚具一般用锥锚式三作用千斤顶进行张拉。钢质锥形锚具一般用锥锚式三作用千斤顶进行张拉。图5锥形锚具1一锚环;2锚塞u锥塞式锥塞式石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义GZ型钢质锥形锚具型钢质锥
15、形锚具石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义b锥形螺杆锚具锥形螺杆锚具用于锚固用于锚固1428根直径根直径5mm的钢丝束。它由锥形螺的钢丝束。它由锥形螺杆、套筒、螺母等组成(图杆、套筒、螺母等组成(图6)。锥形螺杆锚具与)。锥形螺杆锚具与YL-60,YL-90拉杆式千斤顶配套使用,拉杆式千斤顶配套使用,YC-60,YC-90穿穿心式千斤顶亦可应用。心式千斤顶亦可应用。图6锥形螺杆锚具1套简;2锥形螺杆;3一垫板;4螺母;5钢丝束石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程
16、分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义aJM型锚具型锚具JM型锚具为单孔夹片式锚具。型锚具为单孔夹片式锚具。JM12型锚具可用于锚固型锚具可用于锚固46根直径为根直径为12mm的钢筋或的钢筋或46束直径为束直径为12mm的钢绞的钢绞线。线。JM15型锚具则可锚固直径为型锚具则可锚固直径为15mm的钢筋或钢绞线。的钢筋或钢绞线。JM型锚具由锚环和夹片组成。型锚具由锚环和夹片组成。JM型锚具的构造如图型锚具的构造如图7。JM型锚具性能好,锚固时钢筋束或钢绞线束被单根夹紧,型锚具性能好,锚固时钢筋束或钢绞线束被单根夹紧,不受直径误差的影响,且预应力
17、筋是在呈直线状态下被张不受直径误差的影响,且预应力筋是在呈直线状态下被张拉和锚固,受力性能好。为此,为适应小吨位高强钢丝束拉和锚固,受力性能好。为此,为适应小吨位高强钢丝束的锚固,近年来还发展了锚固的锚固,近年来还发展了锚固67根根5碳素钢丝的碳素钢丝的JM5-6和和JM5-7型锚具,其原理完全相同。型锚具,其原理完全相同。JMl2型锚具是一种利用楔块原理锚固多根预应力筋的锚型锚具是一种利用楔块原理锚固多根预应力筋的锚具,它既可作为张拉端的锚具,又可作为固定端的锚具或具,它既可作为张拉端的锚具,又可作为固定端的锚具或作为重复使用的工具锚。作为重复使用的工具锚。JM12型锚具宜选用相应的型锚具宜
18、选用相应的YC-60型穿心式千斤顶张拉。型穿心式千斤顶张拉。u夹片式夹片式石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义a)JM型锚具;b)夹片;c)锚环图7JM型锚具1锚环;2夹片;3钢筋束和钢绞线束;4圆钳环;5方锚环石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义bXM型锚具型锚具XMXM型锚具属多孔夹片锚具,是一种新型锚具。这是在型锚具属多孔夹片锚具,是一种新型锚具。这是在一块多孔的锚板
19、上,利用每个锥形孔装一副夹片夹持一一块多孔的锚板上,利用每个锥形孔装一副夹片夹持一根钢绞线的一种楔紧式锚具。这种锚具的优点是任何一根钢绞线的一种楔紧式锚具。这种锚具的优点是任何一根钢绞线锚固失效,都不会引起整束锚固失效,并且每根钢绞线锚固失效,都不会引起整束锚固失效,并且每束钢绞线的根数不受限制。束钢绞线的根数不受限制。XM型锚具由锚板与三片夹片组成,如图型锚具由锚板与三片夹片组成,如图8所所示。它既示。它既适用于锚固钢绞线束,又适用于锚固钢丝束;既可锚固适用于锚固钢绞线束,又适用于锚固钢丝束;既可锚固单根预应力筋,又可锚固多根预应力筋。当用于锚固多单根预应力筋,又可锚固多根预应力筋。当用于锚
20、固多根预应力筋时,既可单根张拉、逐根锚固,又可成组张根预应力筋时,既可单根张拉、逐根锚固,又可成组张拉,成组锚固。另外,它还既可用作工作锚,又可用作拉,成组锚固。另外,它还既可用作工作锚,又可用作工具锚。近年来随着预应力混凝土结构和无粘结预应力工具锚。近年来随着预应力混凝土结构和无粘结预应力结构的发展,结构的发展,XM型锚具已得到广泛应用。型锚具已得到广泛应用。石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义a)装配图;b)锚板图8XM型锚具1锚板;2夹片(三片);3钢绞线石家庄铁道学院土木工程
21、分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义XM型锚具的锚板上的锚孔沿圆周排列,夹片采用三片型锚具的锚板上的锚孔沿圆周排列,夹片采用三片式,按式,按120均分开缝,沿轴向有倾斜偏转角,倾斜偏转角均分开缝,沿轴向有倾斜偏转角,倾斜偏转角的方向与钢绞线的扭角相反,以确保夹片能夹紧钢绞线或的方向与钢绞线的扭角相反,以确保夹片能夹紧钢绞线或钢丝束的每一根外围钢丝,形成可靠的锚固。钢丝束的每一根外围钢丝,形成可靠的锚固。XM型锚具在充分满足自锚条件下,夹片的锥面选用型锚具在充分满足自锚条件下,夹片的锥面选用了较大的锥角,使
22、了较大的锥角,使XM锚具可当工作锚与工具锚使用。当锚具可当工作锚与工具锚使用。当用作工具锚时,可在夹片和锚板之间涂抹一层能在极大压用作工具锚时,可在夹片和锚板之间涂抹一层能在极大压强下保持润滑性能的固体润滑剂(如石墨、石蜡等),当强下保持润滑性能的固体润滑剂(如石墨、石蜡等),当千斤顶回程时,用锤轻轻一击,即可松开脱落。用作工作千斤顶回程时,用锤轻轻一击,即可松开脱落。用作工作锚时,具有连续反复张拉的功能,可用行程不大的千斤顶锚时,具有连续反复张拉的功能,可用行程不大的千斤顶张拉任意长度的钢绞线。张拉任意长度的钢绞线。石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2
23、008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义XM15张拉端锚具张拉端锚具石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义cQM及及OVM型锚具型锚具QM型锚具也属于多孔夹片锚具,它适用于钢绞线型锚具也属于多孔夹片锚具,它适用于钢绞线束。该锚具由锚板与夹片组成,如图束。该锚具由锚板与夹片组成,如图9。QM型锚固体系型锚固体系配有专门的工具锚,以保证每次张拉后退锲方便,并减配有专门的工具锚,以保证每次张拉后退锲方便,并减少安装工具锚所花费的时间。少安装工具锚所花费的时间。
24、OVM型锚具是在型锚具是在QM型锚型锚具的基础上,将夹片改为二片式,并在夹片背部上部锯具的基础上,将夹片改为二片式,并在夹片背部上部锯有一条弹性槽,以提高锚固性能。有一条弹性槽,以提高锚固性能。图9QM型锚具及配件1锚板;2夹片;3钢绞线;4喇叭形铸铁垫板;5螺旋筋;6预留孔道用的螺旋管;7灌浆孔;8锚垫板石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室 2008.012008.01 客专梁试验员培训班讲义客专梁试验员培训班讲义d.BM型锚具型锚具BM型锚具是一种新型的夹片式扁型群锚,简称扁锚。型锚具是一种新型的夹片式扁型群锚,简称扁锚。它是由扁锚头、扁型垫板、扁型喇叭
25、管及扁型管道等组成,它是由扁锚头、扁型垫板、扁型喇叭管及扁型管道等组成,构造见图构造见图10。扁锚的优点是:张拉槽口扁小,可减小混凝土板厚,扁锚的优点是:张拉槽口扁小,可减小混凝土板厚,便于梁的预应力筋按实际需要切断后锚固,有利于减少钢便于梁的预应力筋按实际需要切断后锚固,有利于减少钢材;钢绞线单根张拉,施工方便。这种锚具特别适用于空材;钢绞线单根张拉,施工方便。这种锚具特别适用于空心板、低高度箱梁以及桥面横向预应力等张拉。心板、低高度箱梁以及桥面横向预应力等张拉。图10扁锚的构造1扁锚板;2扁型垫板与喇叭管;3扁型波纹管;4钢绞线;5夹片石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室石家庄铁道学院土木
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