岩体预应力锚固内封 (5).doc
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14第四节施工材料预应力锚固施工中常用的材料（配件）主要包括：预应力材料、锚固粘结材料、高 强混凝土、防护材料以及少量零星施工材料等1.1.预应力材料预应力材料 预应力材料可分为三类：金属材料、复合型材料和非金属材料金属材料是目前国 内广泛应用的材料，它包括高强钢丝、钢绞线、精轧螺纹钢筋等，其中尤其以高强度低 松弛钢绞线应用量最多，最广泛，且呈上升趋势复合型材料是预应力金属高强材料经 深加工后的产品，包括无粘结筋、环氧涂层钢绞线、钢丝等，其中无粘结筋应用量逐年 增加，环氧涂层钢绞线正处在试用阶段非金属材料指玻璃纤维预应力筋（GFRP） ，碳 纤维预应力筋（CFRP）和聚酯纤维预应力筋（AFRP） ，总的来看这类材料处于开发研究 和工程试用阶段 1.11.1 金属材料金属材料 1.1.11.1.1 高强钢丝高强钢丝 高强钢丝是用优质高碳钢盘条经索氏化处理、酸洗、镀铜或磷化后冷拔制成预应 力锚固施工中经常使用的是碳素钢丝（消除应力钢丝） ，该种钢丝是冷拔后经高速旋转 的矫直辊筒矫直，并经回火（350℃～400℃）处理的钢丝，钢丝经矫直回火后，可消除 钢丝冷拔中产生的残余应力，提高钢丝的比例极限、屈强比和弹性模量，并改善塑性； 同时也获得良好的伸直性，方便施工。
锚固施工中经常使用的钢丝规格为 φS5、φS7碳素钢丝（消除应力钢丝）的几何 尺寸、重量及力学性能应符合国家标准《预应力混凝土用钢丝》 （GB/T5223－1995）的 规定，具体参数见表 10－4－1 和表 10－4－2表表 1010－－4 4－－1 1 钢丝尺寸及允许偏差钢丝尺寸及允许偏差钢丝公称直径 （mm）直径允许偏差 （mm）横截面积 （mm2）理论重量 （kg/m）3.007.070.085 4.00±0.0412.570.099 5.019.630.154 6.0±0.0528.270.222 7.0038.470.302 8.0050.240.394 9.00±0.05 63.620.49915表表 1010－－4 4－－2 2 消除应力钢丝（消除应力钢丝（φφS S）的力学性能）的力学性能松弛 抗拉 强度 σb (MPa)屈服 强度 σ0..2 (MPa)伸长率 （％） L＝100弯曲 次数 18001000h 应力 损失（％） 不大于公称 直径 (mm)不小于弯曲 半径 (mm)初始应 力相当 于公称 抗拉强 度的百 分数 （％）Ⅰ 级 松 弛Ⅱ 级 松 弛 4.003105.001470 1570 1670 17701250 1330 1420 15006.001570 16701330 1420 7.00158.0020 9.001470 15701250 13304 4256070804.58121.02.54.5注： 1.Ⅰ级松弛即普通松弛，Ⅱ级松弛即低松弛。
2.屈服强度 σ0..2值不小于公称抗拉强度的 85％3.弹性模量为（2.05±0.1）×105N/mm2，但不作为交货条件1.1.21.1.2 预应力钢绞线预应力钢绞线 预应力钢绞线是将多根冷拉钢丝在绞线机上绞合成螺旋形后，经消除应力回火处理 制成预应力钢绞线按捻制结构可分为：1×2 钢绞线、1×3 钢绞线和 1×7 钢绞线等； 按捻制方向分为左旋和右旋钢绞线，一般为左旋钢绞线，钢绞线捻距为钢绞线公称直径 的 12－16 倍预应力锚固中经常使用的多为 1×7 结构的钢绞线（图 10－4－1） ，1×7 钢绞线是由 6 根钢丝围绕一根中心钢丝（直径加大范围不小于 2.3％）捻制而成，整根 破断力大，柔性好，低松驰，施工方便将捻制成型的钢绞线，再经模拔处理，就成为 模拔钢绞（图 10－4－2） ，通过模拔，使钢绞线密度提高约 18％，整根破断力提高约 13％图图 10-4-110-4-1 1×71×7 钢绞线结构钢绞线结构 图图 10-4-210-4-2 1×71×7 模拔钢绞线结构模拔钢绞线结构D D——钢绞线直径钢绞线直径 D D——钢绞线直径钢绞线直径钢绞线的规格和力学性能应符合国家标准《预应力混凝土用钢绞线》 （GB/T5224－2003）的有关规定。
常用的规格有 φ15.20 和 φ12.70 钢绞线，抗拉强度16为 1860MPa钢绞线尺寸及允许偏差，以及力学性能见表 10－4－3 和 10－4－4表表 1010－４－－４－3 3 1×71×7 结构钢绞线尺寸及允许偏差结构钢绞线尺寸及允许偏差钢绞线结构公称直径 Dn/mm直径允许 偏差/mm中心钢丝直径 d0 加大范围/% 不小于钢绞线参考 截面积 SN/mm2每米钢绞线 参考质量 /（g/m）9.50 11.10＋0.30～ －0.1554.8 74.2430 5821×7 标准型12.70 15.20 15.70 17.8098.7 140 150 191775 1101 1178 15001×7 模拔型12.70 15.20 18.00＋0.40～ －0.202.3112 165 223890 1295 1750表表 1010－－4 4－－4 4 １１××７结构预应力钢绞线的力学性能７结构预应力钢绞线的力学性能应力松弛性能钢绞线 结构钢绞 线公 称直 径 Dn/mm抗拉强 度 Rm/Mpa 不小于整根钢绞 线的 最大力 Fm/kN 不小于规定 非比例 延伸力 Fp0.2/k N 不小于最大力总伸 长率 (L0≥500mm) Agt/% 不小于初始负荷相 当于工程最 大力的百分 数/%1000h 后应力 松弛率 r/% 不大于172094.384.9 186010291.89.50 196010796.3 1720128117 186013812411.10 1960145131 1720170153 186018416612.70 1960193174 1470206185 1570220198 1670234211 1720241217 186026023415.201960274247 177026623915.701860279251 17203272941×7 标准型17.801860353318 12.70186020818715.2018203002701×7 模拔型 18.001720384346对所有规格3.5对所有规格607080对所有规格1.02.54.517注： 1 规定非比例延伸力 Fp0.2不小于整根钢绞线的最大力 Fm的 90％； 2 弹性模量为（195±10）GPa，但不作为交货条件；一些特殊规格（φ17.8） ，超高强（2000MPa）钢绞线的性能见表 10－4－5。
1010－－4 4－－5 5 特殊规格高强度钢绞线性能特殊规格高强度钢绞线性能绞线 标识 符号公称 直径 （mm）强度 级别 （MPa）抗拉力 （kN）公称 截面积 （mm2）公称 重量 （kg/km）最小载荷 （1%伸长） （kN）备注17.801725327.8190.001500295.0江西新华厂标 准18 17.781860353.0190.001492317.7 (低松弛)上海申佳厂标 准1312.70197.498.71775177.71515.242000 280.0140.001102252.0 (低松弛)江西新华厂及 上海申佳厂标 准1.1.31.1.3 精轧螺纹钢筋精轧螺纹钢筋 精轧螺纹钢筋是用热轧方法，在整根钢筋表面上轧出不带纵肋，而横肋为不相连梯 形螺纹的一种特殊钢筋（图 10－4－3） 此种钢筋能够在任意断面处用带有内螺纹的连 接器接长，或拧上专用螺母进行锚固，无需焊接，施工方便 其外形尺寸与力学性能见表 10－4－6 和表 10－4－7图图 10-4-310-4-3 精轧螺纹钢筋的外形精轧螺纹钢筋的外形表表 1010－－4 4－－6 6 精轧螺纹钢筋的外形尺寸精轧螺纹钢筋的外形尺寸标 准 尺 寸 （mm） 基圆直径公称 直径 （mm）dhdv螺 纹 高 度 h螺 纹 底 宽 b螺 距L螺 纹 根 弧 r导 角 α计 算 面 积 （cm2）理 论 重 量 （kg/m）2525251.66.0121.081030ˊ4.914.103232322.07.0162.081030ˊ8.046.65表表 1010－－4 4－－7 7 精轧螺纹钢筋的力学性能精轧螺纹钢筋的力学性能级别屈服点 σ0.2 (MPa)抗拉强度 σb (MPa)伸长率 δ5 （％）冷弯松弛值 80％σ0.2 10h18JL540≥540≥835≥10900,d=6aJL750≥750≥980≥7900,d=7aJL800≥800≥1000≥7900,d=7a≤1.5注：1.精轧螺纹钢筋常用规格为 Φ25、Φ32、Φ40。
2.冷弯一般不作交货条件3.常规定尺寸长度为 9m、12m，可应用户要求商定定尺长度，最长 18m1.1.41.1.4 冷轧连续波形螺纹钢管冷轧连续波形螺纹钢管 这是一种在无缝钢管表面冷轧出连续波形螺纹的特殊钢管，其外形见图 10－4－4 此种带螺纹的钢管通过连接器即可接长，也可在任意断面处截断，再随意接长适应狭窄 的空间施工需要钻孔时，可当钻杆使用；需要注浆时，通过中心孔道，可以注浆锚固 它集钻进、注浆、锚固于一身，特别适宜在复杂、易塌孔等特殊地层中使用此种材料 的规格性能见表 10－4－8图图 10-4-410-4-4 冷轧连续波形螺纹钢管冷轧连续波形螺纹钢管表表 1010－－4 4－－8 8 冷轧连续波形螺纹钢管冷轧连续波形螺纹钢管型号外径 (mm)内径 (mm)抗拉力 （kN）屈服拉力 （kN）截面积 (mm2)单位 重量 (kg/m)螺 纹 旋 向ML303016、14 11220、260 320180、220 260382、359 4463.0、2.9 3.5ML3232202752204203.2ML3838175004206905.4ML4040166605258796.9ML525226929730133710.5ML7373531160970163112.8ML1031037819501570314624.7ML1051055334602750550143.5右 旋1.21.2 非金属预应力筋非金属预应力筋19非金属预应力筋是指用连续纤维增强塑料（CONTINUOUS FIBER REINFORCED PLASTICS， 简称 FRP）制成的预应力筋，一般由多股连续纤维与树脂复合而成，目前主 要品种有： （1）碳纤维增强塑料（CFRP） 。
由碳纤维与环氧树脂复合而成； （2）聚酰胺纤维增强塑料（AFRP） 由聚酰胺纤维与环氧树脂或乙烯树脂复合而成；（3）玻璃纤维增强塑料（GFRP） 由玻璃纤维与环氧或聚酯树脂复合而成 不同品种的 FRP 材料的物理力学性能见表 10－4－9表表 1010－－4 4－－9 9 非金属预应力筋特性非金属预应力筋特性品种表观密度 （t/m3）弹性模量 ×104（MPa）抗拉强度 （MPa）极限应变 （％） CFRP1.5015.017001.1 AFRP1.306.416102.5 GFRP2.005.116703.3FRP 预应力筋主要有线材和棒材两类，CFRP 线材的直径从 φ1.5mm 至 φ5.。
