桥涵结构试验检测 第三节 预应力混凝土结构试验检测

1、桥涵结构试验检测第三节 预应力混凝土结构试验检测一、预应力钢材试验检测 用于预应力混凝土的钢材包括热处理钢筋、矫直回火钢丝（消除应力钢丝）、冷拉钢丝、刻痕钢丝、钢绞线等。热处理钢筋由热轧螺纹钢筋经淬火和回火的调质处理而成；经热处理后改变了钢筋的内部组织结构，其性能得到改善，抗拉强度提高到预应力钢筋所需要的强度等级。矫直回火钢丝和冷拉钢丝统称高强钢丝或碳素钢丝，由含碳量为0.6%-1.4%、含磷和流量小于0.05%的碳素钢制成。刻痕钢丝由碳素钢丝经压痕机轧制而成，其规格以未压痕前的直径表示。钢绞线由直径为2.55mm的碳素钢丝按2根、3根或7根一股编绞而成，桥涵工程中常用的钢绞线为7根钢丝一股，每根钢绞线的直线为9.5-15.2mm。 1热处理钢筋检验 （1）外观检查 热处理钢筋按其螺纹外形分有纵肋和无纵肋两种。有纵肋的热处理钢筋公称直径有8.2mm、10mm两种，无纵肋的热处理钢筋公称直径有6、8.2mm两种，钢丝尺寸及偏差用分度0.01mm的量具测量，热处理钢筋端头应切得正直，钢筋表面不得有裂纹、结疤和折叠，断面尺寸误差在允许范围内之内。此外热处理钢筋表面不得沾有油污，在制造过程中，

2、除端部外不应受到切割火花或其它方式造成的局部加热影响。 （2）力学性能试验 热处理钢筋力学性能试验需成批试验验收，每批由同一外形截面尺寸、同一热处理制度和同一炉号的钢筋组成。每批量不大于60t。从每批钢筋中选取10%的盘数（不少于25盘）进行抗拉（屈服强度0.2、抗拉强度b和伸长率10）试验。试件从每盘钢筋的任一端先截去50cm，然后按公路工程金属试验规程（JTJ05583）的规定制成要求长度的试件。试验结果如有一项不符合规定性能时，该盘钢筋为不合格品应予报废，再从未试验过的钢筋中取双倍数量的试件进行复验，如仍有一项不合格，则该批筋判为不合格品，不予验收。 2预应力钢丝检验 预应力钢丝应成批验收，每批应由同一钢号（优质钢丝按同一炉罐号及同一热处理炉序号）、同一形状尺寸、同一交货状态（冷拉或矫直回火）的钢丝组成。 （1）外观检查 从每批钢丝中抽查5但不少于5盘进行形状尺寸和表面检查，如检查不合格则应将该批钢丝逐盘检查。优质钢丝不能抽查，而应逐盘检查，预应力钢丝表面不得有裂纹、小刺、机械损伤、氧化铁皮和油迹；存在肉眼不可见的麻坑和表面浮锈仍可作为合格品；回火成品钢丝表面的回火颜色应是正常颜

3、色。矫直钢丝的伸直性：取弦长为1m的钢丝、其弦与弧的最大自然矢高，对光面钢丝不大于20mm，对刻痕钢丝不大于30mm。预应力光面钢丝的形状尺寸和允许偏差应符合图表的规定；刻痕钢丝的形状尺寸和允许偏差符合图表的规定，钢丝的椭圆度不得超出直径公差。每盘钢丝由一根组成，其质量不小于50kg、最低质量不小于20kg，每个交货批中最低质量的盘数不得多于10%。矫直回火钢丝的盘径不小于1700mm，冷拉钢丝的盘径不小于600mm，经供需双方协议也可供应盘径不小于550mm的钢丝。 （2）力学性能试验 从外观检查合格的同批钢丝中抽取5%，但不少于3盘；优质钢丝抽取10%，但不少于3盘进行拉力试验（抗拉强度b、屈服强度0.2和伸长率）、弯曲试验和松弛试验。 拉力试验按公路工程金属试验规程（JTJ055-83）的规定进行，消除应力钢丝的力学性能应符合图表的规定，冷拉钢丝的力学性能应符合图表的规定。钢丝横截面积按公称直径计算。为便于供方日常检验、钢丝的屈服强也可测定屈服强度1，即钢丝在负荷作用下测定其伸长达到原标准距1%时的最小应力为屈服强度，其值符合标准规定时可以交货，但仲裁试验时应测定0.2。测定伸长

4、为1%的负荷时，预加负荷为公称屈服负荷的10%，预加负荷对试样所产生的伸长应加在总伸长之内。 弯曲试验按金属线材反复弯曲试验方法（GB238-87）的规定进行，弯曲半径和弯曲次数应符合图表的规定。对于3.0mm的冷拉钢丝弯曲试验也可按弯曲半径R=10mm进行，但弯曲次数应不小于10次。刻痕钢丝的弯曲试验，当试验放置在试验机上时，凹坑平面应与钳口平行。 松弛试验期间试验的环境温度应保持在202范围内，试样制备后不得进行任何热处理和冷加工，加在试样上的初始负荷是公称抗拉强度的70乘以钢丝的计算面积。初始负荷应在5min内均匀施加完毕，并保持2min后开始记录松弛值，试样标距长度不小于公称直径的60倍。 预应力钢丝力学性能试验应符合图表的规定，如有某一项试验结果不符合要求，则该盘钢丝不予验收，并从同一批未经试验的钢丝盘中再取2倍数量的试样进行复验（包括该项试验的所要求的任一指标。复验结果即使有一个指标不合格，则整批钢丝不予验收，或进行逐盘检验，合格者可予验收。 3预应力钢绞线检验 预应力钢绞线应成批验收，每批由同一钢号、同一规格、同一生产工艺制造的钢绞线组成，每批不超过60t。从每批钢绞线中

5、选取3盘进行表面质量、直径偏差、捻距和力学性能的检验。如每批少于3盘，则应逐盘进行上述检验。 （1）外观检验 预应力钢绞线的公称直径、直径允许偏差、中心钢丝直径加大范围应符合图表的规定，表中所列每1000m长度的质量仅供参数。每盘成品钢绞线的长度应不小于200m；钢绞线盘的内径应不小于1000mm。钢绞线的捻距应为钢绞线公称直径的12-16倍J如无特殊要求，钢绞线的捻编方向为左捻。钢绞线内不得有折断、横裂和相互交叉的钢丝；每根成品钢绞线表面不得带有任何形式的电接头。成品钢绞线表面不得带有润滑剂、油渍等降低钢绞线与混凝土粘结力的物质。钢绞线表面允许有轻微的浮锈，但锈蚀不得成肉眼可见的麻坑。钢绞线表面质量用肉眼检查，直径和捻距用精度为0.02mm的卡尺测量，直径应以横穿直径方向的相对两根上层钢丝为准，测得钢绞线中心钢丝直径d0、外层钢丝直径d和捻距，可以算出钢绞线捻角，钢绞线的截面积A可以按下式计算： （2）力学性能试验 从外观检验合格的3盘钢绞线的端部正常部位各截取一根试样进行拉力试验（包括破断负荷。屈服负荷和伸长率）和松弛试验。整根钢绞线的拉力试验按公路工程金属试验规程（JTJ055-

6、83）进行。用公称截面积计算强度级别，试验结果应符合图表的规定。钢绞线的屈服负荷是钢绞线在残余伸长为0.2%时所受的负荷。供方在生产检验中也可以测定伸长为1%时所受的负荷，其值符合标准规定时可以交货。但仲裁时应测定钢绞线在残余伸长为0.2%时的负荷；测定伸长为原标距1%的负荷时，预加负荷为公称屈服负荷的10%，预加负荷对试样产生的伸长应加在总伸长内。测定钢绞线伸长率时，其标距不小于600mm，在测定伸长为1%时的负荷后，继续加荷直到引伸计的伸长率读数为3.5%，此时卸下引伸计，并标明试验机上下工作台之间的距离。然后继续加荷直到钢绞线的一根或几根钢丝破断。此时标明上、下工作台间的最终距离：试验机上、下工作台距离的百分数，加上引伸计测得数据的3.5%即为钢绞线的伸长率。如果任何一根钢丝破断之前，钢绞线的伸长率已达到所规定的要求，可以不继续测定最后伸长率的值。松弛试验的环境温度应保持在刀土2的范围内，试样制备后不得进行任何热处理和冷加工。松弛试验的初始负荷为钢绞线破断负荷的70%，初始负荷应在5min内均匀施加加完毕，并保持2min后开始记录松弛值。钢绞线的松弛值应符合图表的规定。 从每盘钢

7、绞线所截取的一根试样所进行的力学性能试验每项试验结果均应符合标准规定值，如有一项不合格时，该盘钢绞线判定为不合格品，再从未试验的钢绞线中取2倍数量的试样进行不合格项的复验，如仍一项不合格，则该批钢绞线判定为不合格品。 二、预应力锚冥、夹具和连接器检测 锚具是在后张法预应力结构或构件中为保持预应力筋的张拉力将其传递到混凝土上所用的永久性锚固装置。夹具是先张法预应力混凝土结构或构件施工时，为保持预应力筋的拉力并将其固定在张拉台座（或设备）上的临时性锚固装置；或者为后张法预应力结构或构件施工时，能将千斤顶（或其它张拉设备）的张拉力传递到预应力筋上的临时性锚固装置（又称工具锚）。连接器为用于连接预应力筋的装置。 1产品分类 预应力锚具按锚固性能分为类和类两种，类锚具用于承受动、静载作用的预应力混凝土结构，类锚具仅用于有粘结的预应力混凝土结构中预应力筋应力变化不大的部位。锚具、夹具和连接器按锚固方式不同，可分为夹片式、支承式，锥塞式和握裹式四种，它们的产品标记由四部分组成：第一部分由两个汉语拼音字母组成，第一个字母为预应力体系代号，由研制单位选定，第二个字母为锚具、夹具和连接器代号，分别为M、J

8、和L第二部为预应力筋的直径（mm）；第三部为预应力筋的根数；第四部分为锚固方式代号，对夹片锚、锥塞锚和握裹锚代号分别为J、Z和W，对支承式锚中的螺纹锚和镦头锚代号分别为L和D。例如锚固21根直径为5mm钢丝的镦头锚具可以标记为M521D。 2。技术要求 锚具、夹具和连接器应具有可靠的锚固性能和足够的承载能力，以保证充分发挥预应力筋的强度。锚具静载锚固性能由预应力锚具组装件的静载试验测定的锚具效率系数a和达到实测极限拉力时的总应变apu来确定。夹具的静载锚固性能由预应力夹具组装件静载锚固试验测定的夹具效率系数伦确定。我国标准预应力筋用锚具、夹具和连接器GB/T 1437093）规定锚具和夹具的静载锚固性能符合下列要求： 类锚具 a0.95，apu2.0% 类锚具 a0.90，apu1.7% 夹具 a0.95 预应力筋锚具组装件达到实测极限拉力时，全部零件均不应出现肉眼可见的裂缝或破坏。预应力筋夹具组装件达到实测极限拉力时，全部零件均不应出现肉眼可见的裂缝或破坏，应有良好的自锚性能和松锚性能；需敲击才能松开的夹具；必须保证其对预应力筋的锚固没有影响，且对操作人员安全不造成危险。锚具宜满足分

9、级张拉、补张拉以及放松预应力筋的要求。锚具及其附件上应设置灌浆孔，灌浆孔应具有保证浆液畅通的截面面积。 类锚具的预应力筋组装件除必须满足静载锚固性能外，尚须进行循环荷载作用下疲劳性能试验，试件经受200万次循环荷载后，预应力筋因锚具影响发生疲劳破坏的面积不应大于试件总截面面积的5。用于抗震结构中的锚具还应进行周期荷载试验，试件经50次循环荷载作用后预应力筋不应发生破断。 用于后张法的连接器必须符合1类锚具的性能要求，用于先张法的连接器必须符合夹具的性能要求。 用于锚具、夹具和连接器的材料的机械性能和化学成分应符合设计要求，材料的热处理和机加工应符合国际（GB/T 14370-93）和相关建筑机械加工技术标准的要求。 3试验方法 （1）一般规定 试验用的预应力筋锚具、夹具或连接器组装件应由全部零件和预应力筋组装而成，组装时不得在锚固零件上添加影响锚固性能的物质，如金刚砂、石墨等（设计规定的除外）。束中各根预应力筋应等长平行，其受力长度不得小于3m。单根预应力筋试件的受力长度不得小于0.6m：生产厂的型式检验和新产品试验所用的试件；应选用同一品种、同一规格中最高强度级别的预应力钢材。用于多品种预应力钢材的锚具、夹具和连接器、应对每个品种进行试验。 试验用的测力系统，其不确定度不得大于2；测量总应变用的量具，其标距的不确定度不得大于标距的0.2指示应变的不确定度不得大于标距的0.1。试验台座承载力应大于组装件中各预应力筋计算极限拉力之和的1.5倍，千斤顶额定张拉力和测力传感器额定压力应大于组装件中各预应力筋计算极限拉力之和。试验设备及仪器每年至少标定一次。 锚具组装件试验之

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