-286钢绞线锚具研制和应用

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1、?28.6钢绞线锚具研制和应用摘要：我公司设计研制的?28.6mm钢绞线锚具产品主要是用来替代精轧螺纹钢锚具和?15.2mm系列钢绞线群锚。该产品各项技术指标均满足GB/T14370-2007标准要求。目前产品已经成熟，生产工艺也比较稳定，并于2011年通过省级新产品鉴定，技术水平国内领先。该产品已在兰新铁路第二双线中铁二十一局西宁至平安段连续梁项目应用，效果良好。关键词：钢绞线；锚具；预应力1研制背景目前我国的大跨度预应力连接梁纵向张拉多采用公称直径为?15.2mm的高强度、低松弛钢绞线作为预应力筋，锚固体系采用相应规格的夹片式群锚体系，横向预

2、应力采用扁锚锚固体系，竖向预应力采用精轧螺纹钢锚固体系，主要规格有？25和？32两种，极限载荷分别为530KN和868.5KN。但是精轧螺纹钢锚具存在以下缺点：1）预应力施工过程中，精轧螺纹钢螺母仅依靠人工操作旋紧，给锚固带来不确定性，如果操作不当，预应力损失非常严重。根据相关单位在一些桥梁上的测试结果，多数精轧螺纹筋的预应力实际值低于设计要求，有的甚至为零；2）螺纹钢筋是刚性的，安装时与锚垫板不可能完全垂直，会产生过大的锚固变形损失；3）螺纹钢精度差，强度低，回缩量不稳定；4）螺纹钢尺寸偏差大，与锚具的配合间隙不稳定。间隙小，锚具无法安装在精轧

3、螺纹钢上，给安装施工带来麻烦；间隙大，又存在锚具脱落的风险，给安全生产带来重大隐患。针对螺纹钢在施工中存在的这些问题，为了寻求更好的解决方法，我们公司自筹资金进行?28.6钢绞线锚具的研发。?28.6钢绞线锚具主要用来锚固强度为1860MPa、直径为?28.6mm的钢绞线，不但可以代替精轧螺纹钢锚具，还可以取代目前应用最广泛的?15.2系列锚具。该项目产品具有破断力高、预应力损失小，结构简单、施工方便、节约钢材等优点，具有广阔的市场前景。2技术原理预应力技术的关键是在混凝土体内建立永久存在的预应力，使混凝土构件反拱，用于抵消和平衡外部荷载。在后张

4、预应力结构中，预应力主要靠锚具来保持，锚具是保证预应力混凝土施工安全、结构可靠的关键性产品，它是将预应力筋的预拉力永久地传给混凝土构件的重要装置。?28,6钢绞线锚具的结构（见图1）主要是由工作锚板7、工作夹片6、锚垫板8和螺旋筋9构成，其技术原理是：制造预应力混凝土构件时，绑扎好钢筋笼，布置预留管道10和锚垫板8,然后浇注混凝土，等混凝土构件强度达到设计要求时，把钢绞线4穿在预留管道10中，在构件的两端安装上工作锚板7、工作夹片6,再安装限位板5、千斤顶3、工具锚板2和工具夹片1等，利用千斤顶3、工具锚（1、2组成）等拉伸钢绞线，当拉力达到设计

5、值后，回油卸荷，钢绞线4回弹，把工作夹片6带入工作锚板7锥孔中，从而夹持住钢绞线4,形成锚固单元，使梁体等结构件承受永久压应力，从而提高结构件的强度、抗震能力和使用寿命。3、技术创造性与先进性大量的理论分析和工程实践表明目前桥梁箱梁腹板中经常出现裂纹，裂纹的数量与宽度往往超出规范允许的范围，裂缝的出现导致混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀，进而削弱混凝土的强度与刚度，导致混凝土耐久性下降，严重时甚至发生垮塌事故。因此采用竖向预应力技术是限制混凝土开裂行之有效的办法。因桥梁竖向预应力筋比较短，导致锚具变形与预应力钢筋回缩引起的损失占竖向预应力损失的比

6、重较大。以前竖向预应力采用精轧螺纹钢锚具锚固，螺纹强度小、精度差，因此拉伸力小、易失效，影响桥梁安全。而?28.6mm钢绞线锚具采用柔性的、高强度的预应力钢绞线，有效解决了原精轧螺纹钢体系因其刚度与强度低而导致锚固不稳定的问题。且钢绞线强度比螺纹钢高72%以上，采用夹片式锚具锚固，应力损失小、施工方便、性能稳定、安全可靠。？28.6mm的钢绞线锚具对桥梁短预应力束的预应力损失及失效现象的改善将有积极的作用。?28.6钢绞线锚具先进性表现在以下几个方面：1)?28.6钢绞线锚具利用有限元分析，对配合角度、咬合齿形等关键尺寸进行合理设计，使夹片对钢绞

7、线的夹持力得到有效平衡，最大限度提高钢绞线的极限强度，确保结构件的安全。2)与精轧螺纹钢相比，？28.6mm强度高达1860MPa,承载力大，替代精轧螺纹钢使用，可节约材料成本35%,节能降耗，且锚固性能稳定可靠。3)国外使用的?28.6钢绞线锚具张拉时需要配备专用的顶压千斤顶，夹片依靠顶压力锚固，我公司研发的?28.6钢绞线锚具张拉锚固时无需施加顶压力，夹片可以自锚，一般穿心式千斤顶即可进行张拉施工。4)?15.2mm锚具锚垫板存在折角，施工时，摩阻大，预应力损失较大，锚口和摩阻损失达到6%。?28.6mm钢绞线锚具为单孔锚具，不存在折角，锚口

8、和摩阻损失几乎为零。5)?15.2mm钢绞线锚具孔道直径大，而?28.6mm钢绞线锚具应力孔道只需40mm,这有利于结构的设计，特别是岩