關(guān)于鋼絞線連接器靜載試驗(yàn)問題的探討

張玉簫 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230032）

0 前言

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)錨固零件機(jī)械性能的科學(xué)檢驗(yàn)，提升鋼絞線的適用性，為預(yù)應(yīng)力在混凝土中的均勻傳遞奠定良好的前提條件，做好鋼絞線連接器靜載試驗(yàn)工作顯得十分重要。實(shí)踐研究證實(shí)，通過進(jìn)行鋼絞線連接器靜載試驗(yàn)，能夠有效防范橫向和斜向斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生，有助于形成鋼絞線質(zhì)量的保障?；诖?，分析鋼絞線連接器靜載試驗(yàn)問題，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 鋼絞線連接器靜載試驗(yàn)概述

鋼絞線連接器是連接預(yù)應(yīng)力筋的重要組成部分，在大型混凝土建筑中十分常見。通過加大對(duì)鋼絞線連接器的應(yīng)用力度，有助于促進(jìn)預(yù)應(yīng)力筋的合理分布，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼構(gòu)件截面的簡(jiǎn)化，從整體上提升鋼絞線連接器的性能，防止預(yù)應(yīng)力出現(xiàn)不必要的損耗，為建筑施工工作提供方便。伴隨著建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，鋼絞線連接器的應(yīng)用也愈發(fā)普遍，廣大建筑企業(yè)也紛紛認(rèn)識(shí)到鋼絞線連接器靜載試驗(yàn)的重要價(jià)值。為了確保建筑結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，預(yù)應(yīng)力筋也要保證和前邊結(jié)構(gòu)相同的布置形式，所以就必須采用連接器將預(yù)應(yīng)力筋連接起來。同時(shí)，部分建筑結(jié)構(gòu)要求分段施工，不可能一次連續(xù)施工完畢，在此過程中，也不可避免的要分段張拉錨固，鋼絞線連接器的應(yīng)用顯得十分必要。此外，先張法預(yù)制臺(tái)座需要較多的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，此時(shí)采用單孔鋼絞線連接器，可以節(jié)省大量的預(yù)應(yīng)力筋。

近幾年，我國(guó)已經(jīng)出臺(tái)了《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)要求：針對(duì)永久留在鋼構(gòu)件和混凝土中的鋼絞線連接器，應(yīng)符合錨具的性能要求，針對(duì)需要進(jìn)行拆卸和放張?zhí)幚淼倪B接器，應(yīng)符合夾具的性能要求。在日常建筑中所應(yīng)用的鋼絞線連接器，通常采用的是擠壓頭周邊懸掛結(jié)構(gòu)，然而，這部分的鋼絞線連接錨具效率系數(shù)往往低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，延伸率和靜載試驗(yàn)效果也存在一定的上升空間。筆者對(duì)鋼絞線連接器靜載試驗(yàn)失敗的原因進(jìn)行調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，擠壓頭處鋼絞線提前尖端、擠壓頭滑出、約束圈和棱邊處鋼絞線剪斷均是試驗(yàn)成功率降低的決定性影響因素。因此，在靜載試驗(yàn)過程中，應(yīng)予以以上影響因素充分的關(guān)注度。

圖1 鋼絞線連接器靜載試驗(yàn)裝置

2 鋼絞線連接器靜載試驗(yàn)問題分析

與常規(guī)錨具相比，鋼絞線連接器在靜載試驗(yàn)過程中，不僅需要對(duì)兩端錨具的性能進(jìn)行試驗(yàn)，還需要對(duì)連接器進(jìn)行試驗(yàn)。鋼絞線連接器主要有擠壓頭、連接體、夾片以及約束圈構(gòu)成。若以上任意一個(gè)部分性能不佳，均會(huì)對(duì)試驗(yàn)成功率造成不良影響。據(jù)此可認(rèn)為，鋼絞線連接器的靜載試驗(yàn)成功率低于常規(guī)錨具靜載試驗(yàn)成功率。

2.1 約束圈處鋼絞線提前剪斷

若鋼絞線在約束圈處發(fā)生彎折，會(huì)產(chǎn)生較大的擠壓用力，容易導(dǎo)致鋼絞線提前剪斷。靜載試驗(yàn)結(jié)果顯示，若約束圈處鋼絞線的彎折度超過5。，則靜載試驗(yàn)的成功率會(huì)明顯降低，且彎折角度與鋼絞線剪斷所需時(shí)間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的關(guān)系，即彎折度越大，鋼絞線剪斷所需時(shí)間就越短?，F(xiàn)階段，部分鋼絞線生產(chǎn)廠家為了降低生產(chǎn)成本，其生產(chǎn)的連接體彎折角度大多較大，這也加劇了鋼絞線提前剪斷現(xiàn)象的發(fā)生幾率。

2.2 擠壓頭處鋼絞線提前剪斷

《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器標(biāo)準(zhǔn)》中并未對(duì)約束圈的安放位置作出明確規(guī)定，因此，為了充分降低約束圈處鋼絞線的彎折程度，應(yīng)盡量放大連接體與約束圈之間的距離，以此來降低鋼絞線在約束圈處的彎折程度，防止因鋼絞線剪斷對(duì)靜載試驗(yàn)有序進(jìn)行形成干擾。但若擠壓頭的支撐面與斷面之間出現(xiàn)折角，且該折角與鋼絞線在約束圈處減小的折角大小相等。這種方法產(chǎn)生的折角，也會(huì)在一定程度上產(chǎn)生對(duì)擠壓頭的應(yīng)力。靜載試驗(yàn)結(jié)果顯示，擠壓頭與鋼絞線之間的折角超過3。，則擠壓頭處的鋼絞線有較大的幾率發(fā)生提前剪斷。

圖2 減少約束圈處鋼絞線彎折度

2.3 擠壓頭滑出

與常規(guī)錨具相比，針對(duì)連接器的靜載試驗(yàn)流程通常較為復(fù)雜，對(duì)試驗(yàn)條件提出了較高的要求。在靜載試驗(yàn)開始前，試驗(yàn)人員應(yīng)確保鋼絞線的預(yù)應(yīng)力均勻，若部分試驗(yàn)人員未能夠?qū)⑴c試驗(yàn)的鋼絞線同時(shí)預(yù)緊，容易導(dǎo)致連接體發(fā)生傾斜，進(jìn)而導(dǎo)致擠壓頭滑出[1]。

2.4 連接體棱邊剪斷鋼絞線

由于鋼絞線連接器采用的是擠壓頭周邊懸掛結(jié)構(gòu)，擠壓頭大多懸掛于連接體周邊，多孔位連接器通常采用的是多圈分布的夾片孔位，常規(guī)錨具對(duì)夾片進(jìn)行錨具通常以中心圈鋼絞線一端為主，擠壓頭一端懸掛在連接體上。若擠壓頭部分的鋼絞線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，加之孔位不能夠一一對(duì)應(yīng)的影響，容易導(dǎo)致偏轉(zhuǎn)角的進(jìn)一步加大，這也在一定程度上推動(dòng)了棱邊與連接體的交涉，使得鋼絞線在應(yīng)力作用線發(fā)生提前剪斷[2]。

3 鋼絞線連接器靜載試驗(yàn)問題的解決對(duì)策

針對(duì)前文所進(jìn)行的靜載試驗(yàn)和所得到的靜載分析結(jié)果，筆者在結(jié)合以往研究理論后，對(duì)目前鋼絞線連接器存在的靜載問題，提出了解決對(duì)策。

3.1 改變連接體擠壓頭支撐面角度

擠壓頭支撐面角度對(duì)于鋼絞線連接體的影響十分明顯，對(duì)于靜載試驗(yàn)所得到的強(qiáng)度問題來說，在進(jìn)行鋼絞線連接頭設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)進(jìn)行連接體擠壓頭與支撐面之間的傾斜角度調(diào)整，通過降低傾斜角度的方式，實(shí)現(xiàn)約束圈和連接體之間的距離增大，從而實(shí)現(xiàn)一定程度上的約束圈玩著程度降低，進(jìn)而避免鋼絞線被提前剪斷。在以往的設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)當(dāng)中，鋼絞線的折角角度大小需要低于4。。

3.2 利用保護(hù)鋼環(huán)安裝策略提升強(qiáng)度

保護(hù)鋼環(huán)部件對(duì)于鋼絞線連接器的保護(hù)作用相對(duì)明顯，因此,在進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)際的工程應(yīng)用中，通常需要利用保護(hù)鋼環(huán)這一配件，來提升鋼絞線連接器的整體強(qiáng)度。通常情況下，實(shí)際工程中鋼絞線連接器通常作用于混凝土施工環(huán)境之中，其中連接頭的一段能夠在混凝土當(dāng)中起到重要作用，因此,其在混凝土當(dāng)中會(huì)受到一定的環(huán)向約束。在進(jìn)行施工時(shí)，一般情況下擠壓頭并不會(huì)發(fā)生與連接體之間的滑脫，通過試驗(yàn)分析可以明確，連接頭設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)在連接處進(jìn)行鋼環(huán)安裝，利用鋼環(huán)的強(qiáng)度對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，從而使連接頭設(shè)備能夠在混凝土環(huán)境中安全性的提升。

3.3 改變連接體形態(tài)

對(duì)于連接體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)和靜載試驗(yàn)結(jié)果來說，其內(nèi)部U型槽的形態(tài)特征，對(duì)于其整體質(zhì)量的影響也較為明顯，因此在實(shí)際的設(shè)備設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以通過調(diào)整U型槽形狀的方式，來加強(qiáng)設(shè)備質(zhì)量。在以往的鋼絞線連接器設(shè)計(jì)當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員通常將U型槽改造成為喇叭形狀的方式，提升其整體強(qiáng)度，U型槽出口位置可以借助喇叭形，實(shí)現(xiàn)與鋼絞線偏轉(zhuǎn)的相對(duì)位置的調(diào)整，從而避免U型槽出口發(fā)生于設(shè)備棱邊之間的干涉[3]。

3.4 鋼絞線均勻預(yù)緊

對(duì)于連接器所采用的鋼絞線來說，應(yīng)當(dāng)通過分析連接體狀態(tài)的方式，對(duì)裝配方案進(jìn)行調(diào)整設(shè)計(jì)，并形成預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。其中，當(dāng)連接體未進(jìn)行擠壓頭懸掛時(shí)，設(shè)計(jì)施工人員則應(yīng)當(dāng)首先對(duì)鋼絞線的其中一端進(jìn)行預(yù)緊，同時(shí)結(jié)合工程中的預(yù)應(yīng)力變化規(guī)律，對(duì)其進(jìn)行過程預(yù)緊。對(duì)于不同的工況，則應(yīng)當(dāng)選擇等級(jí)等速加載的方式，利用千斤頂設(shè)備對(duì)每一個(gè)鋼絞線進(jìn)行預(yù)緊，由專門人員對(duì)兩端鋼絞線的長(zhǎng)度進(jìn)行控制，使其能夠滿足規(guī)范要求。

4 結(jié)論

綜上所述，鋼絞線連接器在實(shí)際的靜載試驗(yàn)當(dāng)中，要求較高。其連接器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方法均需要滿足相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，一旦出現(xiàn)偏差，就容易造成試驗(yàn)的失敗，從而使設(shè)備存在較大的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)。通過四個(gè)方面的改進(jìn)措施，能夠加強(qiáng)鋼絞線連接器的應(yīng)用能力，需要由經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員進(jìn)行操作加工。