影响锚下控制应力的因素剖析

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1、影响锚下控制应力的因素剖析【摘要】结合南京地铁仙鹤东站〜南京大学站门墩预应力盖梁的工程实践，剖析了影响锚下控制应力的主要因素，详细分析了这些因素在施工实践屮发生的机理以及防治措施；同时对限位距离的理论计算、锚口摩擦损失的収值和测试方法作了简单的介绍。【关键词】盖梁;锚具;锚下应力;锚口摩擦损失;限位;变角【中图分类号】TU755.4【文献标识码】A【文章编号】1727-5123(2010)03-024-021工程概况南京地铁二号线东延线延伸段工程从仙鹤东站起，沿仙林大道北侧向东跨越仙林大道进入南京大学站,全程高架总长1805m。高架桥大

2、部分采用形门墩，其盖梁长度9.9m和10.2m;仅跨越仙林大道采用“口”形门墩，其盖梁长度22m,盖梁釆用预应力混凝土结构。盖梁混凝土强度为C50,墩柱混凝土强度为C40o长度大于20m的盖梁采用两端张拉，其他均采用一端张拉。预应力筋张拉应在梁体混凝土强度达到100%及弹性模量达到100%后进行。预应力筋采用强度等级为1860N/mm2的预应力钢绞线<1)jl5.2o每梁分别配置2排(4~5)束(7~17)<1)J15.2不等的钢绞线。预应力筋分两批张拉，每根盖梁均先张拉N2(即下排束)，N2张拉完毕后才能拆除桥墩盖梁支架，上部梁吊装完

3、毕后再张拉N1。张拉锚下控制应力为。con二0.7fptk,锚下最大控制力（最大张拉吨位）不包括千斤顶的内摩阻力、预应力筋与锚具的阻力等。本工程由北京城建设计研究总院有限责任公司设计，中铁十八局集团有限公司总承包,江苏建科建设监理有限公司监理，已于2010年5月竣工。2问题的提出设计时设计人员对施工时所采用的张拉装置、锚固装置暂时是不确定的，所产生的摩擦损失值也是不确定的。为保证混凝土构件能建立设计所要求预应力值，设计人员规定了预应力构件最终需建立的实际控制应力即为锚下控制应力，为达到锚下应力所产生的附加应力损失，由施工人员去考虑,按实

4、另行增加在张拉力内。本工程设计明确要求预应力筋应采用锚下控制应力。“锚下控制应力”的概念在桥梁和铁路等工程中早就普及，但在建筑过程中，特别是笔者工作实践中基本未遇到。为能更好地指导工程施工,有效地进行施工监理，有必要更新、充实和提高专业知识。3影响锚下应力的主要因素锚下控制应力应包含二层含义:一是控制应力，一般可按设计采用，本工程控制应力为0.7fptk二1302N/mni2;二是锚下应力应是千斤顶所示的折算应力，扣除预应力筋经过张拉装置、锚固装置所产生的附加应力损失后的最终应力。张拉装置包括千斤顶、限位板和变角器等。所产牛的阻力包括千

5、斤顶活塞与油缸之间的阻力、夹片式锚具由于限位张拉，夹片与预应力筋之间的阻力、变角张拉时预应力筋与变角器之间的阻力等。装置包括夹片、锚板和锚垫板等。所产生的阻力包括预应力筋与工作锚具锥孔之间的阻力，也称锚具的锚口摩擦损失；预应力筋与锚垫板之间的阻力，也称锚垫板的锚口摩擦损失;两者之和统称锚口摩擦损失。3.1千斤顶活塞与油缸Z间的阻力。采用千斤顶张拉预应力筋时，张拉力由压力表读数反映，理论上张拉力应等于压力表读数乘以活塞面积。但由于千斤顶活塞与油缸之间存在摩擦力，使得实际张拉力比理论计算的张拉力要小。为正确获得实际张拉力，一般采用千斤顶与压

6、力表配套直接进行标定，得出实际张拉力与压力表读数之间的关系，供张拉时直接使用，从而消除千斤顶活塞与油缸Z间的阻力［I］。3.2限位张拉夹片与预应力筋之间的阻力。由于限位板的存在,张拉时夹片随预应力筋的伸长而后退至规定距离（图1、3）;其作用：使夹片完全与预应力筋松开，消除或减少了预应力筋与夹片Z间的阻力；同时限制了夹片的后退距离，保证了锚具的内缩量从而减少锚具内缩损失。限位板的限位距离应合适，过大或过小都会影响预应力筋的张拉质量。限位距离应经实测确定，测试方法是将工程实际所用钢绞线、锚具和张拉设备在台座上拉至张拉力，锚固后观察夹片的外露

7、量（B）,取3束平均外露量加上设计要求的锚具内缩量（a）,限位距离8=（图1）。正式张拉前应在现场进行试拉,检查锚具内缩值是否满足设计或规范要求，否则还应根据实际情况进行调整。3.3变角张拉时预应力筋与变角器之间的阻力。在空间狭小、端部有障碍张拉预应力筋时，可采用变角器进行变角张拉（图2）o变角器有多块呈一定角度的变角块组成，每块变角块的角度约为5°,累计一般不超过25°⑵。预应力筋通过变角器内转角必定会产生阻力，称为变角张拉摩擦损失。变角张拉摩擦损失与变角角度、加工的精度、同束钢绞线数量等因素有关，一般不易计算。常用方法是在实验室利用

8、试验台座对变角器的阻力进行测试，其阻力应加入张拉力内。3.4预应力筋与工作锚具锥孔之间的阻力。张拉端预应力筋进入工作锚具后，理想状况下应该从夹片和锚孔（图3A、C处）中间穿过，与两者无接触从而也不会产生阻力