在混凝土预应力施工中,锚固和连接设备的选择至关重要。这些工具不仅影响工程的安全性和耐用性,还直接关系到施工的效率。本文将详细探讨预应力筋的夹具、锚具和连接器的相关知识及其在施工中的重要性。
一、夹具Grip
夹具在预应力混凝土构件施工中担任着临时锚固装置的角色,尤其是在先张法和后张法中。它的设计目的在于确保预应力筋的拉力得以有效保持,并能牢固固定在生产设备上。在先张法中,夹具负责将预应力筋与生产设备连接,而在后张法中,它则在张拉设备上夹持预应力筋,确保施工过程的稳定性。
夹具的主要要求是:工作可靠、结构简单、使用方便且具备多次重复使用的能力。根据功能,夹具可分为两类:张拉夹具和锚固夹具。
张拉夹具:
其功能是将预应力筋与张拉机械相连,以便于对预应力筋进行有效的张拉操作。
锚固夹具:
这种夹具的主要作用是将预应力筋临时固定在施工平台的横梁上,确保施工过程中筋的稳定性。
二、锚具Anchorage
在后张法施工中,锚具作为永久性锚固装置,承担着将预应力筋的拉力有效传递到混凝土中的重要职责。这一环节的稳定性直接影响到混凝土结构的整体性能。
三、连接器Coupler
连接器用于有效连接预应力筋,确保各部分之间的紧密配合,进而提升结构的强度和可靠性。
四、锚具与夹具的性能要求
1. 预应力筋用的锚具、夹具和连接器的性能必须符合国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370的相关规定。
2. 针对预应力筋强度等级已确定的情况,预应力筋—锚具的静载锚固性能测试结果必须同时满足锚具效率系数(ηa)不低于0.95,以及预应力筋总应变(εapu)不小于2.0%的要求。
对于锚具的静载性能,必须通过预应力筋—锚具组合件的静载实验来测定。锚具效率系数(ηa)根据以下公式计算:
其中,Fapu代表预应力筋—锚具组合件的实测极限拉力;Fpm则为预应力筋的实际平均极限抗拉力,需通过预应力钢材试件的破断荷载平均值计算得出。
3. 在静、动荷载条件下,预应力混凝土结构的预应力筋—锚具组装件不仅需满足静载锚固性能,还需在循环次数达到200万次时通过疲劳性能测试。
对于主要承受较大动荷载的结构,锚具应能承受更高的应力幅度,具体数值需根据工程设计单位的要求来确定。
4. 针对抗震结构,预应力筋—锚具组合件必须满足周期荷载试验,循环次数应为50次。试验时的应力上限需符合相应标准。
5. 锚具应具备分级张拉、补张拉和放松拉力等张拉工艺的要求,并应能够单根张拉的可能性,确保施工的灵活性。
测试结果需确保夹具效率系数(ηg)不低于0.92。当达到实测极限拉力时,实验应以预应力筋的断裂而非夹具的破坏为终结标准。
7. 夹具需具有优良的自锚和松锚性能,且能安全重复使用,主要锚固部分应进行防锈处理。
8. 永久留在混凝土结构中的预应力筋连接器需符合锚具的性能要求;而在先张法施工中,张拉后需放张和拆卸的连接器则应满足夹具的性能标准。
五、锚具、夹具和连接器的选用
1. 根据锚固方式的不同,预应力筋的锚具、夹具和连接器可分为多种类型,包括夹片式、支承式、锥塞式和握裹式等。
工程设计单位需根据结构要求及施工技术性能,参考相关表格选用合适的锚具。
2. 在预应力混凝土结构的锚固部位,锚具的布置应依据其型号、预应力筋数量以及混凝土强度等级进行合理配置,确保满足最小间距的要求。
3. 工程设计选定的锚具或连接器应在设计图纸上标明相应型式、规格及性能要求,禁止指定特定生产厂家,以确保选择的多样性。
4. 夹具及先张法预应力筋的连接器应根据筋种、规格、张拉设备类型和工艺要求由生产单位决定。
六、进场验收
锚具和夹具在进场时需进行严格的验收,确保其外观、硬度和静载锚固性能均符合标准。外观检查需从每批产品中抽取10%的样品进行检验,而硬度检测则需按照设计要求进行。
静载锚固性能测试需在合格的锚具上进行,任何一个试件不符合要求时,整批锚具应被视为不合格品。
特别是在主要承受动荷载的锚具方面,疲劳性能的测试同样不可忽视,确保其在实际使用中具有良好的耐久性和安全性。
夹具、锚具和连接器在预应力混凝土施工中扮演着至关重要的角色。选择合适的设备并确保其性能达标,将为工程的成功实施奠定坚实的基础。