基于新国标的后张预应力锚垫板荷载传递试验

(广西科技大学 广西 柳州 545006；柳州欧维姆机械股份有限公司 广西 柳州 545006)

基于新国标的后张预应力锚垫板荷载传递试验

周鹏蒋业东黄颖温朝臣

(广西科技大学广西柳州545006；柳州欧维姆机械股份有限公司广西柳州545006)

最近我国根据预应力锚固体系国际主流标准对我国预应力锚固体系标准进行了新的修订，为验证新修订的国标对后张预应力锚垫板荷载传递的要求与国际主流标准的区别，采用现场试验的方式对按照欧洲标准设计的锚垫板与按照新修订国标设计的锚垫板性能进行荷载传递分析。将欧洲标准与新修订国际标准要求进行的试验数据进行对比，得出结论。

国际主流标准;锚垫板;后张预应力;荷载传递

一、引言

预应力技术在工程中的应用已经无处不在，无论在国内还是国际预应力结构工程中，预应力锚固系统都是整个预应力结构工程中最主要和核心的部分，而后张法预应力结构由于在现在工程中施工比先张法更为方便更为广泛。国外多国经过十几年的实践与探索对锚垫板的受力和传递已经有了很详细很具体的标准，而我国近几年才开始对锚垫板的荷载传递重视起来。最近刚刚修订了关于锚固体系的新标准，所以试验对于后张法的锚固体系研究非常有必要。

该试验研究是为了验证满足国际市场上不同国家对后张预应力标准，与新修订国标对于后张预应力结构的要求有什么区别，对体系化要求也较高。此研究能比较好的解决后张法预应力锚固系统国际应用上的差异化需求。也对我国在今后后张锚固系统的研究提供了参考依据。

二、实验标准

国际上有很多关于锚垫板受力传递的标准我国新修订的锚固体系标准是参考国际主流标准来修订的，所以对锚固区混凝土测量并评估应变εv和εt，充分体现了国外标准编制专家对预应力结构的认真程度，对锚固区的安全要十分谨慎。

中国和欧洲设计规范都规定钢绞线及高强钢丝的张拉应力都要控制不超过0.75Fpk，施工规范又规定在任何情况下张拉控制应力不得超过0.80Fpk。张拉控制应力在施工时只是短暂的应力峰值，放张锚固后预应力筋中的应力就会降至0.70Fpk左右，在使用阶段，应力将进一步降低。荷载传递试验中规定的高荷为0.8Fpk，是和张拉控制应力对应的。对Fu的要求，美标规定单调加荷时Fu>1.2Fpk，和0.8Fpk的张拉控制应力相比有1.5倍的安全系数。美、欧及FIP规定循环加荷时Fu≥1.1Fpk，和实际张拉控制应力0.75Fpk相比，安全系数是1.47，二者相差无几。

本次试验主要以欧洲标准为例，对锚垫板进行荷载传递试验，与按新修订的国标进行的试验进行对比，观察两种标准下锚垫板受力传递的区别。

三、实验方法

(一)试件制作

分别按照欧洲标准和新修订国标要求确定混凝土试件的轮廓尺寸(规格：410mm×410mm×820mm)及钢筋含量，试件如附图1所示。按试件图准备好模子6个，每组实验至少3个试件(欧标3个，国标3个)，在模子内安装好锚垫板(喇叭管)、抗劈裂钢筋(螺旋筋)、波纹管与辅助钢筋等。灌注混凝土并养护。

图1 试验装配图

(二)实验步骤

按欧洲标准把试件放在试验机上，在锚垫板端面放上锚板，试验机加载在锚板上。荷载按钢绞线特征极限抗拉力Fpk所对应的值以20%为增量从0%到80%逐级施加。当拉力达到0.8Fpk后，对试件进行至少十次慢速循环加载，荷载上下限分别为0.8Fpk和0.12Fpk，所需的加载循环次数取决于应变读数和裂缝宽度的稳定性。循环加载后逐渐增加拉力直至破坏。

循环加载期间，对若干个循环上、下荷载进行测量，以决定应变和裂缝宽度是否达到满意的稳定状态。循环荷载要一直加到稳定性达到满意，在最后的破坏试验时，试件混凝土的平均抗压强度应为:fcm,e≤fcm,0

如果在上限荷载下裂缝宽度符合：wn-wn-4≤1/3(wn-4-w0)，n≥10，则裂缝宽度可视为已经稳定。

如果在上限荷载下应变增量符合：εn-εn-4≤1/3(εn-4-ε0)，n≥10，则纵向和横向的应变可视为已经稳定。

1.εt横向应变；2.εv纵向应变

注：测量点长度范围0.6～0.8b(b=410)

图2 试件侧面应变测量点分布

荷载传递试验主要采集的数据有：混凝土试件裂缝宽度、试件表面的应变和破坏荷载值。此外还应观察锚具零件的变形、位移及断裂状况。混凝土棱柱体的四个侧面都应测量和观察，欧洲标准要求任选两个侧面进行数据整理，并据以评估试验结果，试件的上表面裂缝及破坏情况也应观察记录和拍照。

同理，按照新修订国标要求对试块儿再一次进行试验。

由实验结果得出欧洲标准上限荷载裂缝宽度符合wn-wn-4≤1/3(wn-4-w0)，n≥10，上限荷载下应变增量符合：εn-εn-4≤1/3(εn-4-ε0)，n≥10，Fpk=279×12=3348(kN)，1.1Fpk(fcm,e/fcm,0)=1.1×3348×(30.6/30)=3756.45(kN)。

新国标上限荷载裂缝宽度符合wn-wn-4≤1/3(wn-4-w0)，n≥10，上限荷载下应变增量符合：εn-εn-4≤1/3(εn-4-ε0)，n≥10，Fpk=279×12=3348(kN)，1.1Fpk(fcm,e/fcm,0)=1.1×3348×(29.7/30)=3645.5(kN)。

由上述结果可知按欧洲标准和按新修订国标生产的锚垫板在荷载试验中得到的数据基本一致，安全性能基本相同。

四、结束语

本文对按照欧洲标准和新国标设计的后张预应力锚垫板进行了具体实验，得出的数显示按照欧洲标准设计的锚垫板与按照新国标设计的锚垫板在荷载传递上的性能基本一致，表明按照我国标准生产的锚垫板完全可以满足欧洲标准的要求，我国标准已经达到国际主流标准。

今后我国应该继续对国标的后张锚固体系完善系统化，提高系统解决能力，从而进一步提升我国后张预应力锚固体系在国际市场的竞争力，推动我国预应力锚固技术走向国际前沿。

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Theloadtransfertestofanchorplatebasedoneuropeannadnewnationalstandard

ZhouPeng,JiangYe-dong,HuangYing,WenChao-chen

(1.GuangxiUniversityofScienceandTechnologyLiuzhouGuangxi545006,China) (2.LiuzhouOVMMachineryCO,LTD,LiuzhouGuangxi545006,China)

Recently our country according to the anchorage system of international mainstream of standard prestressed anchorage system in China carried out a new revision,the revised national standard for different verification requirements of prestressed anchor plate load transfer post tensioned with international mainstream standards,the field test of anchor plate design in accordance with the European standards and in accordance with the performance of the anchor plate the newly revised national standard design for load transfer analysis.Compare the test data with the requirements of the European standard and the newly revised international standard,and draw the conclusion.

International mainstream standards；Anchor plate；Post tension prestress；load transfer

周鹏(1994-)，男，山东潍坊，广西科技大学，在读硕士研究生，主要从事预应力混凝土结构以及预应力锚具研究。