淺談?lì)A(yù)應(yīng)力錨具及其病害分析

張濤

摘 要：隨著預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)展，我國預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展達(dá)到了新的階段，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展離不開預(yù)應(yīng)力材料和預(yù)應(yīng)力錨固體系的發(fā)展和進(jìn)步，現(xiàn)在錨具和預(yù)應(yīng)力鋼絲的種類越來越多，性能也越來越好，錨具和預(yù)應(yīng)力鋼絲性能好壞直接影響預(yù)應(yīng)力混凝土的性能。本文簡要介紹了預(yù)應(yīng)力錨具的分類，目前常用的預(yù)應(yīng)力錨具以及錨具的病害問題。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力錨具；分類；病害分析

1預(yù)應(yīng)力錨具的分類

預(yù)應(yīng)力錨具的種類繁多，按照錨具的受力原理可分為三種，依靠摩阻力錨固的錨具、依靠承壓錨固的錨具、依靠粘結(jié)力錨固的錨具。依靠摩阻力的錨具有楔形錨、錐形錨和用于錨固鋼絞線的JM錨與夾片式群錨等，它們通過張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后鋼筋回縮或千斤頂頂壓，帶動(dòng)錐銷或夾片將預(yù)應(yīng)力鋼筋楔緊于錐孔之中的錨具；依靠承壓錨固的錨具有墩頭錨、鋼筋螺紋錨等，它們是借用鋼絲的鐓粗頭或鋼筋螺紋承壓進(jìn)行錨固的；依靠粘結(jié)力錨固的錨具有先張預(yù)應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固，以及后張預(yù)應(yīng)力固定端的壓花錨具等，它們是利用預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力錨固的。除了按傳力錨固的受力原理分類，還可以按其他方式分類，如按錨固的鋼筋類型可分為錨固粗鋼筋的錨具、錨固平行鋼筋（絲）束的錨具和錨固鋼絞線束的錨具；按錨具的材料可分為鋼錨具和混凝土錨具；按錨具使用的部位不同可分為張拉端錨具和固定端錨具。

2常用錨具

2.1錐形錨

錐形錨又稱為弗式錨，主要用于鋼絲束的錨固，主要由錨圈和錨塞（錨塞似錐形）兩部分組成。錨固時(shí)，張拉預(yù)應(yīng)力鋼束，把預(yù)應(yīng)力鋼束楔緊于錨圈與錨塞之間，利用鋼絲的回縮力帶動(dòng)錨塞向錨圈內(nèi)滑動(dòng)，進(jìn)而使鋼絲束更加楔緊。此時(shí)錨圈內(nèi)的徑向張力約為鋼絲束張拉力的4倍，故錨具的設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量十分重要。錐形錨具有錨固方便，錐具面積小，方便在梁體上分散布置等優(yōu)點(diǎn)，但是在錨固過程鋼絲回縮時(shí)，預(yù)應(yīng)力損失比較嚴(yán)重，而且預(yù)應(yīng)力鋼筋無法重復(fù)張拉和接長。預(yù)應(yīng)力施加完成以后，為防止預(yù)應(yīng)力鋼絲受振松動(dòng)，還得必須及時(shí)給預(yù)留孔道壓漿。

2.2鐓頭錨

鐓頭錨主要用于錨固鋼絲束，也可用于錨固14mm以下的預(yù)應(yīng)力粗鋼筋，鋼絲的根數(shù)和大小由設(shè)計(jì)張拉力決定，主要由墊板、錨圈、錨杯構(gòu)成。鐓頭錨的工作原理是，先將鋼絲束逐一穿過錨杯的蜂窩眼，將已鐓粗成蘑菇形的鋼絲端頭錨固于錨杯上。錨杯上車有螺紋，穿束后，在固定端將錨圈擰在錨杯上，即可將鋼絲束錨固于梁端。對于張拉端，先將千斤頂連接的拉桿旋入錨杯內(nèi)，用千斤頂支撐于梁體上進(jìn)行張拉，待達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)拉力時(shí)，將錨圈（螺帽），擰緊在錨杯外（螺柱），最后放松千斤頂，旋出拉桿，于是鋼絲束的預(yù)壓力就通過錨圈、墊板傳遞到梁體混凝土面。

2.3夾片錨

夾片錨主要用于錨固鋼絞線，夾片錨由帶錐孔的錨板和夾片組成。由于鋼絞線與周圍接觸的面積小，且強(qiáng)度高、硬度大，對其錨具的錨固性能要求很高。我國研制出了多種夾片錨具，如JM錨、XM錨、QM錨、OVM錨，廣泛地用于橋梁、水利、房屋等各種土建工程當(dāng)中。夾片錨的工作原理是，張拉時(shí)，在每個(gè)錐孔中放置一根鋼絞線，張拉后各自用夾片將錨孔中的鋼絞線錨固，與錐形錨類似運(yùn)用鋼絞線的回縮力楔緊錨固。每個(gè)錐孔各自成為一個(gè)獨(dú)立的錨固單元，單個(gè)獨(dú)立錨固單元最大錨固噸位可達(dá)1100t，一個(gè)錨具一般是由多個(gè)獨(dú)立的錨固單元構(gòu)成，故夾片錨又稱為大噸位鋼絞線群錨體系。夾片錨單股鋼絞線失效也不會影響全錨，因?yàn)楦鱾€(gè)錨固獨(dú)立工作，當(dāng)某個(gè)單元失效，只需對失效錐空進(jìn)行補(bǔ)拉、錨固即可。

3錨具的病害分析

錨具的病害主要分為錨上病害和錨下病害，錨上病害主要是錨具的破壞和錨具的銹蝕問題，錨下病害主要是錨墊板碎裂和錨下混凝土開裂或崩裂。錨具破壞主要指錨具設(shè)計(jì)、生產(chǎn)質(zhì)量不合格的情況下或者張拉預(yù)應(yīng)力時(shí)拉力過大，導(dǎo)致夾片、錨圈達(dá)到承載極限狀態(tài)發(fā)生破壞；錨具銹蝕主要是由于張拉時(shí)遇到雨水潮濕天氣，錨具防護(hù)不足而且錨具本身質(zhì)量也存在問題。當(dāng)鋼絲預(yù)拉完成，用混凝土封蓋梁體兩端錨固端頭后，腐蝕的錨具被埋在混凝土內(nèi)，外包混凝土雖然阻礙了錨具的進(jìn)一步腐蝕，但是錨具因具有初步腐蝕，后期腐蝕、老化速度仍會加快，預(yù)應(yīng)力的損失也會增加，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土提前開裂，造成惡性循環(huán)；錨墊板開裂主要指預(yù)拉力過大、錨墊板承壓面單薄，錨墊板質(zhì)量不足等原因，致使錨墊板承載能力不足發(fā)生破壞；錨下混凝土破壞主要指梁端錨固系統(tǒng)作用處，由于預(yù)拉力大，錨墊板尺寸不符，作用面積小，局部受力過大，而作用的局部混凝土強(qiáng)度不足、配筋不夠或者是配的螺旋箍筋強(qiáng)度不符合實(shí)際情況使得錨下混凝土發(fā)生開裂，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生崩裂。

4結(jié)論

預(yù)應(yīng)力錨具是給梁體施加預(yù)應(yīng)力的主要部件，它的性質(zhì)、質(zhì)量的優(yōu)異直接影響到施加的預(yù)應(yīng)力是否能夠滿足工程需要。因此，錨具的制造、性能應(yīng)滿足GB/T14370-2015《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》規(guī)范要求。通過認(rèn)識預(yù)應(yīng)力錨具的結(jié)構(gòu)、工作原理以及病害情況，有利于施工人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)、解決預(yù)應(yīng)力張拉過程中出現(xiàn)的問題，提高工程質(zhì)量。

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