論預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉中常見斷絲問題分析與防治

　　主題詞：預(yù)應(yīng)力鋼,斷絲問題,分析,防治

　　一 張拉預(yù)應(yīng)力筋對(duì)斷絲問題的分析及處理

　　在張拉過程中，由于各種原因會(huì)引起預(yù)應(yīng)力筋斷絲或滑絲，使預(yù)應(yīng)力筋受力不均，甚至使構(gòu)件不能建立足夠的預(yù)應(yīng)力。因此需要限制預(yù)應(yīng)力筋的斷絲或滑絲數(shù)量，并采取一定的控制措施來加強(qiáng)張拉程序的管理。

　　1.對(duì)設(shè)備、錨具、預(yù)應(yīng)力筋的檢查

　　(1)千斤頂和油壓表需按時(shí)進(jìn)行校正標(biāo)定，保持良好的工作狀態(tài)，保證誤差不超過規(guī)定;千斤頂?shù)目ūP、楔塊尺寸應(yīng)正確;沒有磨損勾槽和污物，以免影響楔緊和退楔;

　　(2)錨具尺寸應(yīng)正確，保證加工精度。錨環(huán)、錨塞應(yīng)逐個(gè)地進(jìn)行尺寸檢查，有同符號(hào)誤差的應(yīng)配套使用。亦即錨環(huán)的大小兩孔和錨塞的粗細(xì)兩端，都只允許同時(shí)出現(xiàn)正誤差或同時(shí)出現(xiàn)負(fù)誤差，以保證錐度正確;

　　(3)錨塞應(yīng)保證規(guī)定的硬度值，當(dāng)錨塞硬度不足或不均，張拉后又可能產(chǎn)生內(nèi)縮過大甚至滑絲。為防止錨塞端部損傷鋼絲，錨塞頭上的導(dǎo)角應(yīng)做成圓弧;

　　(4)錨環(huán)不得有內(nèi)部缺陷，應(yīng)逐個(gè)進(jìn)行電磁探傷。錨環(huán)太軟或剛度不夠均會(huì)引起錨塞內(nèi)縮超量;

　　(5)預(yù)應(yīng)力筋使用前應(yīng)按規(guī)定檢查：鋼絲截面要圓，粗細(xì)、強(qiáng)度、硬度要均勻;鋼絲編束時(shí)應(yīng)認(rèn)真梳理，避免交叉混亂;清除鋼絲表面的油污銹蝕，使鋼絲正常楔緊和正常張拉;

　　(6)錨具安裝位置要準(zhǔn)確：錨墊板承壓面，錨環(huán)、對(duì)中套等的安裝面必須與孔道中心線垂直;錨具中心線必須與孔道中心線重合。

　　2.正確施行張拉操作規(guī)程

　　(1)承壓面與孔道中線不垂直時(shí)，應(yīng)當(dāng)在貓圈下墊薄鋼板調(diào)整垂直度。將錨孔對(duì)正墊板并點(diǎn)焊，防止張拉時(shí)移位。

　　(2)具在使用前須先清除雜物，刷去油污。

　　(3)楔緊束的楔塊其楔緊程度務(wù)求一致。

　　(4)千斤頂給油、回油工序一般均應(yīng)緩慢平穩(wěn)進(jìn)行。特別是要避免大缸回油過猛產(chǎn)生較大的沖擊振動(dòng)，以免發(fā)生滑絲。

　　(5)張拉操作要按規(guī)定進(jìn)行，防止鋼絲受力超限發(fā)生拉斷事故。

　　(6)在冬季施工時(shí)，特別是在負(fù)溫條件下鋼絲性能發(fā)生變化(鋼絲伸長(zhǎng)率減少，彈性模量提高，錨具變脆變硬等)，較易產(chǎn)生滑絲與斷絲。建議預(yù)應(yīng)力張拉工作應(yīng)在正溫條件下進(jìn)行。

　　3.對(duì)預(yù)應(yīng)力筋斷絲的處理

　　滑絲與斷絲現(xiàn)象發(fā)生在頂錨以后，處理方法可采用如下方法。

　　(1)束放松：將千斤頂按張拉裝態(tài)裝好，并將鋼絲在夾盤內(nèi)楔緊。一端張拉，當(dāng)鋼絲受力伸長(zhǎng)時(shí)，錨塞稍被帶出。這時(shí)立即用鋼釬卡住錨塞螺紋(鋼釬可用∮5mm的鋼絲、端部磨尖制成，長(zhǎng)20—30mm)。然后主缸緩慢回油，鋼絲內(nèi)縮，錨塞因卡被卡住而不能與鋼絲同時(shí)內(nèi)縮。如千斤頂行程不夠可如此反復(fù)進(jìn)行至錨塞退出為至。然后拉出鋼絲束更換新的鋼絲束和錨具。

　　(2)根滑絲單根補(bǔ)拉：將滑進(jìn)的鋼絲楔緊在卡盤上，張拉達(dá)到應(yīng)力后頂壓楔緊。

　　(3)工滑絲放松鋼絲束：安裝好千斤頂并楔緊各根鋼絲。在鋼絲束的一端張拉大鋼絲的控制應(yīng)力仍拉不出錨塞時(shí)，打掉一個(gè)千斤頂卡盤上鋼絲的楔子，迫使1—2根鋼絲產(chǎn)生抽絲。這時(shí)錨塞與錨圈的錨固能力就減小了，再次拉錨塞就較易拉出。

　　二 影響夾片式錨具錨固性能的因素

　　1.鋼絞線對(duì)夾片式錨具的影響

　　(1) 鋼絞線強(qiáng)度影響

　　經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐可知，獨(dú)立錨固的夾片式錨具時(shí)按鋼絞線極限強(qiáng)度1860MPa計(jì)算的承載力設(shè)計(jì)的，而且目前鋼絞線極限強(qiáng)度普遍在1960—2000Mpa之間，其屈服強(qiáng)度已接近1860MPa。經(jīng)多次生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)證明，鋼絞線的延伸率很難做出來，導(dǎo)致鋼絞線在夾片切口處容易剪斷。

　　(2)鋼絞線的表面硬度影響

　　通常情況下，鋼絞線強(qiáng)度在1860—1900MPa 范圍內(nèi)，其表面硬度為C44-48左右，夾片設(shè)計(jì)硬度為HRC58-64，兩者硬度之差≥HRC10以下，容易產(chǎn)生滑絲現(xiàn)象。目前，由于鋼絞線的極限強(qiáng)度普遍在2000Mpa 上下，其表面硬度相應(yīng)增高，根據(jù)硬度檢測(cè)結(jié)果，其硬度值達(dá)到HRC52-55上下，即夾片硬度達(dá)到設(shè)計(jì)要求HRC60上下，其硬度差

　　(3)鋼絞線直徑的影響

　　我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB5224——95)和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTNM中隊(duì)鋼絞線的公稱直徑都明確規(guī)定了允許偏差。而夾片錨具的夾片內(nèi)孔直徑尺寸，夾片的錐形角度和錨環(huán)內(nèi)的內(nèi)孔錐形角度等按鋼絞線的公稱直徑尺寸設(shè)計(jì)的。如果都能滿足設(shè)計(jì)要求，錨具零件組裝后在預(yù)應(yīng)力受力過程中，其組裝零件之間的內(nèi)摩擦角達(dá)到平衡狀態(tài)，而產(chǎn)生良好的自錨能力。若鋼絞線直徑超過允許偏差太多，將會(huì)破壞這個(gè)平衡。目前，國(guó)家鋼絞線直徑，大部分廠家超標(biāo)，而且都是正公差。我們?cè)谠囼?yàn)中發(fā)現(xiàn)，直徑15.24mm左右，顯然，對(duì)夾片式錨具的錨固性能構(gòu)成嚴(yán)重影響。

　　三 錨具本身質(zhì)量對(duì)其錨固性能的影響

　　1.錨具錨孔的錐度尺寸和夾片角度尺寸的配合

　　錨孔的錐度(角度)尺寸和夾片角度尺寸的加工過程是技術(shù)含量比較高的過程。如果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，或超過設(shè)計(jì)誤差范圍，其組合和匹配將達(dá)不到最佳狀態(tài)，不僅影響自錨能力，其錨固性能肯定達(dá)不到，而且這種誤差很難發(fā)現(xiàn)。1999年5月，經(jīng)檢驗(yàn)?zāi)硰S生產(chǎn)的4孔和5孔錨具，鋼絞線強(qiáng)度1930Mpa，做了2組6束，1束未能通過。后來，廠家自己檢查發(fā)現(xiàn)夾片的角度偏差偏大，是由于外圓磨床磨損和偏心造成的，找出原因糾正后，復(fù)檢都通過了。

　　2.錨夾片的硬度對(duì)錨固性能的影響

　　(1)夾片硬度的影響

　　我國(guó)目前夾片硬度的生產(chǎn)控制范圍一般為HRC58—64或HRA78—84，通過熱處理必須達(dá)到夾片的設(shè)計(jì)硬度指標(biāo)。否則，很難錨固。但是也不能再提高，否則夾片會(huì)開裂甚至破碎。

　　(2)錨板硬度的影響

　　我國(guó)目前錨板硬度的生產(chǎn)控制范圍一般為HRC17—30或HB200—300。但目前有一種降低硬度要求的趨勢(shì)，甚至對(duì)錨板不熱處理。我國(guó)市場(chǎng)上已經(jīng)有了這種產(chǎn)品的出現(xiàn)，但錨板選用的材料應(yīng)有區(qū)別。對(duì)錨板降低硬度后，是否產(chǎn)生大的錨具變形影響，目前還沒有試驗(yàn)數(shù)據(jù)來證明。

　　(3)安裝工藝的影響和試驗(yàn)初張力的選擇

　　錨具精載組裝件試驗(yàn)時(shí)，安裝工藝十分重要。若安裝工藝技術(shù)不到位，對(duì)夾片式錨具的錨固性能試驗(yàn)將產(chǎn)生重要影響，有可能導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。

　　1)不管是二片式或三片式夾片，安裝時(shí)，夾片間隙必須均勻，而且必須采用專用工具敲擊緊，否則將會(huì)引起夾片跟進(jìn)不一 。

　　2)為保證預(yù)應(yīng)力束的每根預(yù)應(yīng)力筋的受力均勻，必須采取不小于10%6k的張拉力對(duì)每根預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行預(yù)緊。特別對(duì)預(yù)應(yīng)力筋多的預(yù)應(yīng)力束要反復(fù)調(diào)整，防止不均勻受力中的受力大的預(yù)應(yīng)力筋提前拉斷。

　　3)正式試驗(yàn)時(shí)的初張力不得小于20%6k，初張力過小很難錨住，容易引起預(yù)應(yīng)力筋不均勻滑移，導(dǎo)致受力不均勻。

　　四、結(jié)束語(yǔ)

　　預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)在預(yù)應(yīng)力箱梁的使用過程中，起到了十分關(guān)鍵的作用。預(yù)應(yīng)力鋼筋的施工須認(rèn)真逐一進(jìn)行：對(duì)澆注后梁體的檢查和進(jìn)一步的清理;對(duì)鋼絞線的下料控制;對(duì)水泥漿的設(shè)計(jì)要求;對(duì)施工機(jī)械的檢查和校檢;以及施工操作中的嚴(yán)格掌握等。施工過程中，使用了兩端張拉且橫向同時(shí)的雙控技術(shù)。這樣施工的優(yōu)點(diǎn)是：使梁體在預(yù)應(yīng)力的作用下，能夠平衡均勻受力，不致于梁體有太大的偏移;預(yù)應(yīng)力張拉后，采用了較先進(jìn)的真空壓漿技術(shù)，以保證施工質(zhì)量的良好效果。真空壓漿灌漿連續(xù)迅速，減少了曲線孔道中漿體自身引起的壓力差，特別是對(duì)于一些異形管道的關(guān)鍵部位，提高了孔道壓漿的密實(shí)性，在鋼束曲率半徑較小及鋼束過長(zhǎng)常規(guī)壓漿法不好施工的結(jié)構(gòu)中應(yīng)用取得了良好的效果。

　　本文選自《施工技術(shù)》。  《施工技術(shù)》創(chuàng)刊于1958年，是由中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部主管，亞太建設(shè)科技信息研究院、中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院、中國(guó)建筑工程總公司、中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)主辦，國(guó)際刊號(hào)ISSN:1002-8498,國(guó)內(nèi)刊號(hào)CN:11-2831/TU.國(guó)內(nèi)建設(shè)系統(tǒng)的國(guó)家級(jí)、核心科技期刊。