预应力钢筋、锚具、夹具及连接器性能与检验.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,石家庄铁道学院土木工程分院结构实验室,2008.01,客专梁试验员培训班讲义,预应力钢筋、锚具、夹具及连接器,性能与检验,一、预应力混凝土梁用材料和器械二、预应力钢筋性能检验三、锚具、夹具及连接器性能检验四、锚具、夹具及连接器性能检验探讨,1、混凝土2、普通钢筋,3、预应力钢筋 4、锚具、夹具及连接器,5、张拉机械 6、配套使用,一、预应力混凝土梁用材料和器械,高强钢筋,高强钢丝,钢绞线,无粘结预应力筋,非金属预应力筋,3、预应力钢筋,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、刻痕和螺旋肋三种常用的高强钢丝的直径（mm）有：4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0等几种高强钢筋,高强钢丝,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,钢绞线,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,无粘结预应力筋,非金属预应力筋主要是指用纤维增强塑料（简称FRP）制成的预应力筋，主要有玻璃纤维增强塑料（GFRP）、芳纶纤维增强塑料（AFRP）及碳纤维增强塑料（CFRP）预应力筋等几种形式GFRP棒、筋,AFRP筋,非金属预应力筋,金属波纹管,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,支承式,：,螺母锚具镦头锚具,锥塞式,：,锥形锚具,锚具,锥形螺杆锚具,夹片式,：,JM型锚具 XM型锚具 QM 及OVM型锚具 BM型锚具,握裹式,：,挤压锚具压花锚具,支承式,a,螺母锚具,螺母锚具由螺丝端杆、螺母和垫板三部分组成适用于直径,18,36 mm,的预应力钢筋，如图,3,所示锚具长度一般为,320 mm,，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,30,50 mm,a）螺母锚具；b）螺丝端杆；c）螺母；d）垫板 图3 螺母锚具,b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A型与B型A型由锚环与螺母组成，可用于张拉端；B型为锚板，用于固定端，其构造见图4镦 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，于是锚圈通过支承垫板将预压力传到混凝土上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“滑丝”现象，故不发生相应的预应力损失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受力不均匀而发生断丝现象镦头锚具用YC-60千斤顶（穿心式千斤顶）或拉杆式千斤顶张拉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,DM型镦头锚体系,a锥形锚具,锥形锚具由钢质锚环和锚塞（图5）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图5 锥形锚具1一锚环；2锚塞,锥塞式,GZ型钢质锥形锚具,b锥形螺杆锚具,用于锚固1428根直径5 mm的钢丝束它由锥形螺杆、套筒、螺母等组成（图6）锥形螺杆锚具与YL-60，YL-90拉杆式千斤顶配套使用，YC-60，YC-90穿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,aJM型锚具,JM型锚具为单孔夹片式锚具JM12型锚具可用于锚固46根直径为12 mm的钢筋或46束直径为12 mm 的钢绞线JM15型锚具则可锚固直径为15mm的钢筋或钢绞线JM型锚具由锚环和夹片组成JM型锚具的构造如图7JM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的锚固，近年来还发展了锚固67根5碳素钢丝的JM5-6和JM5-7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JM12型锚具宜选用相应的YC-60型穿心式千斤顶张拉。

夹片式,a）JM型锚具；b）夹片；c）锚环图7 JM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,bXM型锚具,XM,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XM型锚具由锚板与三片夹片组成，如图8所 示它既适用于锚固钢绞线束，又适用于锚固钢丝束；既可锚固单根预应力筋，又可锚固多根预应力筋当用于锚固多根预应力筋时，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，XM型锚具已得到广泛应用a）装配图；b）锚板,图8 XM型锚具1锚板；2夹片（三片）；3钢绞线,XM型锚具的锚板上的锚孔沿圆周排列，夹片采用三片式，按120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，夹片的锥面选用了较大的锥角，使XM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XM15张拉端锚具,cQM 及OVM型锚具,QM 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9QM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，并减少安装工具锚所花费的时间OVM型锚具是在QM型锚具的基础上，将夹片改为二片式，并在夹片背部上部锯有一条弹性槽，以提高锚固性能图9 QM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,d.BM型锚具,BM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、扁型喇叭管及扁型管道等组成，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，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,VLM15(13)B扁型工作锚板,握裹式,钢绞线束的固定端的锚具除了可以采用与张拉端相同的锚具，还可以采用握裹式锚具。

a.,挤压锚具,挤压锚具是利用液压压头机将套筒挤紧在钢绞线端头上的一种锚具套筒内衬有硬钢丝螺旋圈，在挤压后硬钢丝全部脆断，一半嵌入外钢套，一半压入钢绞线，从而增加钢套筒与钢绞线之间的摩阻力锚具下设有钢垫板与螺旋筋这种锚具适用于构件端部的设计力大或端部尺寸受到限制的情况挤压锚具构造见图,11,图11 挤压锚具的构造1波纹管；2螺旋筋；3钢绞线；4钢垫板；5挤压锚具,挤压锚,b压花锚具,压花锚具是利用液压压花机将钢绞线端头压成梨形散花状的一种锚具（图12）梨形头的尺寸对于15钢绞线不小于95mml50mm多根钢绞线梨形头应分排埋置在混凝土内为提高压花锚四周混凝土及散花头根部混凝土抗裂强度，在散花头的头部配置构造筋，在散花头的根部配置螺旋筋，压花锚距构件截面边缘不小于30cm第一排压花锚的锚固长度，对15钢绞线不小于95cm，每排相隔至少30cm多根钢绞线压花锚具构造见图13图12 压花锚具,图13 多根钢绞线压花锚具1波纹管；2螺旋筋；3灌浆管；4钢绞线；5构造筋；6压花锚具,压花过程,压成型后的梨形头,VLM15(13)扁型固定端H型锚具组件,钢丝夹具,先张法中钢丝的夹具分两类：一类是将预应力筋锚固在台座或钢模上的锚固夹具；另一类是张拉时夹持预应力筋用的夹具。

锚固夹具与张拉夹具都是重复使用的工具夹具的种类繁多，此处仅介绍一些的常用钢丝夹具图14是钢丝的锚固夹具，图15是钢丝的张拉夹具a,）圆锥齿板式；,b,）圆锥槽式；,c,）锲形图,14,钢丝用锚固夹具,1,套筒；,2,齿板；,3,钢丝；,4,锥塞；,5,锚板；,6,锲块,a,）,钳式；,b,）偏心式；,c,）锲形图,15,钢丝的张拉夹具,1,钢丝；,2,钳齿；,3,拉钩；,4,偏心齿条；,5,拉环；,6,锚板；,7,锲块,钢筋夹具,钢筋锚固多用螺母锚具、镦头锚和销片夹具等张拉时可用连接器与螺母锚具连接，或用销片夹具等钢筋镦头，直径22 mm以下的钢筋用对焊机熟热或冷镦，大直径钢筋可用压模加热锻打或成型镦过的钢筋需经过冷拉，以检验镦头处的强度销片式夹具由圆套筒和圆锥形销片组成（图16），套筒内壁呈圆锥形，与销片锥度吻合，销片有两片式和三片式，钢筋就夹紧在销片的凹槽内图,16,两片式销片夹具,1,销片；,2,套筒；,3,预应力筋,用于不同预应力筋的连接器有不同的形式钢丝束的接长，可采用DMC型连接器它是一个带内螺纹的套筒或带外螺纹的连杆图17为带内螺纹套筒的DMC型连接器图,17 DMC,型连接器,连接器,钢绞线束连接器，按使用部位不同可分为锚头连接器与接长连接器。

锚头连接器设置在构件端部，用于锚固前段钢绞线束，并连接后段束锚头连接器的构造见图18，其连接体是一块增大的锚板锚板中部的锥形孔用于锚固前段束，锚板外周边的槽口用于挂住后段束的挤压头连接器外包喇叭形白铁护套，并沿连接体外圆绕上打包钢条一圈，用打包机打紧钢条固定挤压头图,18,锚头连接器构造图,1,波纹管；,2,螺旋筋；,3,铸铁喇叭管：,4,挤压锚具；,5,连接体；,6,夹片；,7,白铁护套；,8,钢绞线；,9,钢环；,10,打包钢条,接长连接器设置在孔道的直线区段，用于接长预应力筋接长连接器与锚头连接器的不同处是将锚板上的锥形孔改为孔眼，两段钢绞线的端部均用挤压锚具固定张拉时连接器应有足够的活动空间接长连接器的构造见图19图,19,接长连接器的构造,1,波纹管；,2,白铁护套；,3,挤压锚具；,4,锚板；,5,钢绞线；,6,钢环；,7,打包钢条,VLM型连接器组件,VLM15BL型扁锚连接器组件,精轧螺纹钢筋的连接器是用于连接钢筋使之成为一体共同受力这种连接器的构造见图20图,20 YGL,连接器的构造,KJT快速接头,张拉机械,电动,：,多用于先张法,电动螺杆张拉卷扬机张拉,液压,：,可用于先张法，也可用于后张法,普通千斤顶拉杆式千斤顶穿心式千斤顶,锥锚式千斤顶,高压油泵,：,手动高压油泵 电动高压油泵,电动张拉机械,在先张法台座上生产构件进行单根钢筋张拉，一般用小型电动螺杆张拉机（图21），以弹簧、杠杆等设备测力。

用弹簧测力时宜设置行程开关，以便张。