关于钢绞线连接器静载试验问题的探讨

2018-11-12张玉箫安徽省建筑科学研究设计院安徽合肥230032

安徽建筑 2018年6期

张玉箫（安徽省建筑科学研究设计院，安徽合肥 230032）

0 前言

为了实现对锚固零件机械性能的科学检验，提升钢绞线的适用性，为预应力在混凝土中的均匀传递奠定良好的前提条件，做好钢绞线连接器静载试验工作显得十分重要。实践研究证实，通过进行钢绞线连接器静载试验，能够有效防范横向和斜向断裂现象的产生，有助于形成钢绞线质量的保障。基于此，分析钢绞线连接器静载试验问题，具有十分重要的现实意义。

1 钢绞线连接器静载试验概述

钢绞线连接器是连接预应力筋的重要组成部分，在大型混凝土建筑中十分常见。通过加大对钢绞线连接器的应用力度，有助于促进预应力筋的合理分布，有助于实现对钢构件截面的简化，从整体上提升钢绞线连接器的性能，防止预应力出现不必要的损耗，为建筑施工工作提供方便。伴随着建筑行业的迅速发展，钢绞线连接器的应用也愈发普遍，广大建筑企业也纷纷认识到钢绞线连接器静载试验的重要价值。为了确保建筑结构的连续性，预应力筋也要保证和前边结构相同的布置形式，所以就必须采用连接器将预应力筋连接起来。同时，部分建筑结构要求分段施工，不可能一次连续施工完毕，在此过程中，也不可避免的要分段张拉锚固，钢绞线连接器的应用显得十分必要。此外，先张法预制台座需要较多的预应力构件，此时采用单孔钢绞线连接器，可以节省大量的预应力筋。

近几年，我国已经出台了《预应力筋用锚具、夹具和连接器标准》，该标准要求：针对永久留在钢构件和混凝土中的钢绞线连接器，应符合锚具的性能要求，针对需要进行拆卸和放张处理的连接器，应符合夹具的性能要求。在日常建筑中所应用的钢绞线连接器，通常采用的是挤压头周边悬挂结构，然而，这部分的钢绞线连接锚具效率系数往往低于相关标准要求，延伸率和静载试验效果也存在一定的上升空间。笔者对钢绞线连接器静载试验失败的原因进行调研后发现，挤压头处钢绞线提前尖端、挤压头滑出、约束圈和棱边处钢绞线剪断均是试验成功率降低的决定性影响因素。因此，在静载试验过程中，应予以以上影响因素充分的关注度。

图1 钢绞线连接器静载试验装置

2 钢绞线连接器静载试验问题分析

与常规锚具相比，钢绞线连接器在静载试验过程中，不仅需要对两端锚具的性能进行试验，还需要对连接器进行试验。钢绞线连接器主要有挤压头、连接体、夹片以及约束圈构成。若以上任意一个部分性能不佳，均会对试验成功率造成不良影响。据此可认为，钢绞线连接器的静载试验成功率低于常规锚具静载试验成功率。

2.1 约束圈处钢绞线提前剪断

若钢绞线在约束圈处发生弯折，会产生较大的挤压用力，容易导致钢绞线提前剪断。静载试验结果显示，若约束圈处钢绞线的弯折度超过5。，则静载试验的成功率会明显降低，且弯折角度与钢绞线剪断所需时间呈现负相关的关系，即弯折度越大，钢绞线剪断所需时间就越短。现阶段，部分钢绞线生产厂家为了降低生产成本，其生产的连接体弯折角度大多较大，这也加剧了钢绞线提前剪断现象的发生几率。

2.2 挤压头处钢绞线提前剪断

《预应力筋用锚具、夹具和连接器标准》中并未对约束圈的安放位置作出明确规定，因此，为了充分降低约束圈处钢绞线的弯折程度，应尽量放大连接体与约束圈之间的距离，以此来降低钢绞线在约束圈处的弯折程度，防止因钢绞线剪断对静载试验有序进行形成干扰。但若挤压头的支撑面与断面之间出现折角，且该折角与钢绞线在约束圈处减小的折角大小相等。这种方法产生的折角，也会在一定程度上产生对挤压头的应力。静载试验结果显示，挤压头与钢绞线之间的折角超过3。，则挤压头处的钢绞线有较大的几率发生提前剪断。

图2 减少约束圈处钢绞线弯折度

2.3 挤压头滑出

与常规锚具相比，针对连接器的静载试验流程通常较为复杂，对试验条件提出了较高的要求。在静载试验开始前，试验人员应确保钢绞线的预应力均匀，若部分试验人员未能够对参与试验的钢绞线同时预紧，容易导致连接体发生倾斜，进而导致挤压头滑出[1]。

2.4 连接体棱边剪断钢绞线

由于钢绞线连接器采用的是挤压头周边悬挂结构，挤压头大多悬挂于连接体周边，多孔位连接器通常采用的是多圈分布的夹片孔位，常规锚具对夹片进行锚具通常以中心圈钢绞线一端为主，挤压头一端悬挂在连接体上。若挤压头部分的钢绞线发生偏转，加之孔位不能够一一对应的影响，容易导致偏转角的进一步加大，这也在一定程度上推动了棱边与连接体的交涉，使得钢绞线在应力作用线发生提前剪断[2]。

3 钢绞线连接器静载试验问题的解决对策

针对前文所进行的静载试验和所得到的静载分析结果，笔者在结合以往研究理论后，对目前钢绞线连接器存在的静载问题，提出了解决对策。

3.1 改变连接体挤压头支撑面角度

挤压头支撑面角度对于钢绞线连接体的影响十分明显，对于静载试验所得到的强度问题来说，在进行钢绞线连接头设计时，应当适当进行连接体挤压头与支撑面之间的倾斜角度调整，通过降低倾斜角度的方式，实现约束圈和连接体之间的距离增大，从而实现一定程度上的约束圈玩着程度降低，进而避免钢绞线被提前剪断。在以往的设计实践经验当中，钢绞线的折角角度大小需要低于4。。

3.2 利用保护钢环安装策略提升强度

保护钢环部件对于钢绞线连接器的保护作用相对明显，因此,在进行设计和实际的工程应用中，通常需要利用保护钢环这一配件，来提升钢绞线连接器的整体强度。通常情况下，实际工程中钢绞线连接器通常作用于混凝土施工环境之中，其中连接头的一段能够在混凝土当中起到重要作用，因此,其在混凝土当中会受到一定的环向约束。在进行施工时，一般情况下挤压头并不会发生与连接体之间的滑脱，通过试验分析可以明确，连接头设备在实际应用中，应当在连接处进行钢环安装，利用钢环的强度对其进行保护，从而使连接头设备能够在混凝土环境中安全性的提升。

3.3 改变连接体形态

对于连接体的强度设计和静载试验结果来说，其内部U型槽的形态特征，对于其整体质量的影响也较为明显，因此在实际的设备设计当中，可以通过调整U型槽形状的方式，来加强设备质量。在以往的钢绞线连接器设计当中，设计人员通常将U型槽改造成为喇叭形状的方式，提升其整体强度，U型槽出口位置可以借助喇叭形，实现与钢绞线偏转的相对位置的调整，从而避免U型槽出口发生于设备棱边之间的干涉[3]。

3.4 钢绞线均匀预紧

对于连接器所采用的钢绞线来说，应当通过分析连接体状态的方式，对装配方案进行调整设计，并形成预计标准。其中，当连接体未进行挤压头悬挂时，设计施工人员则应当首先对钢绞线的其中一端进行预紧，同时结合工程中的预应力变化规律，对其进行过程预紧。对于不同的工况，则应当选择等级等速加载的方式，利用千斤顶设备对每一个钢绞线进行预紧，由专门人员对两端钢绞线的长度进行控制，使其能够满足规范要求。