朱清偉

（山西省公路局 晉城分局，山西 晉城 048026）

1 新舊試驗(yàn)方法操作對比

1.1 舊標(biāo)準(zhǔn)

GB/T14370—2007《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》（以下簡稱舊標(biāo)準(zhǔn)）方法描述如下：需要調(diào)試均勻各根預(yù)應(yīng)力鋼材的初應(yīng)力，初應(yīng)力可取鋼材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的5%～10%。如果用量具測量總應(yīng)變時(shí)，標(biāo)距不宜小于1 m。如采用測量加荷千斤頂活塞伸長量（ΔL）計(jì)算總應(yīng)變時(shí)，應(yīng)減去承力臺座的彈性壓縮、縫隙并緊量和試驗(yàn)錨具的實(shí)測內(nèi)縮量。施加試驗(yàn)荷載步驟為：分4級等速加載，即按預(yù)應(yīng)力鋼材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的20%、40%、60%、80%進(jìn)行加載，速度宜為100 MPa/min左右，達(dá)到80%后，持荷1 h；然后用低于100 MPa/min加載速度緩慢加載至完全破壞，使荷載達(dá)到最大值（Fapu）。試驗(yàn)過程中應(yīng)該分級量測和觀察錨具部件間的相對位移（Δb）、預(yù)應(yīng)力筋與錨具間的相對位移（Δa）。

1.2 新標(biāo)準(zhǔn)

按照GB/T14370—2015《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》（以下簡稱新標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行，方法描述如下：各根預(yù)應(yīng)力鋼材的初應(yīng)力調(diào)試均勻，初應(yīng)力可取鋼材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fptk的5%～10%。測量總伸長率εtu的量具標(biāo)距不宜小于1 m。預(yù)應(yīng)力鋼材施加試驗(yàn)荷載步驟為：0.20Fptk→0.40 Fptk→0.60 Fptk→0.80 Fptk等速分級加載，加載速度不宜超過100 MPa/min，加載到最后一級荷載后，持荷1 h，然后緩慢加載至破壞。在試驗(yàn)過程中應(yīng)選取若干根預(yù)應(yīng)力筋，觀察測量預(yù)應(yīng)力筋與錨具間的相對位移（Δa），測量的節(jié)點(diǎn)為0.1 Fptk→Ftu。

1.3 新舊標(biāo)準(zhǔn)對比

a）新標(biāo)準(zhǔn)要求力值達(dá)到預(yù)應(yīng)力鋼材公稱最大力的10%時(shí)開始測量Δa，更有利于計(jì)算總伸長率，而舊標(biāo)準(zhǔn)中對測量的節(jié)點(diǎn)并未明確，且新標(biāo)準(zhǔn)明確了測量的范圍為0.1 Fptk→Ftu。

b）新標(biāo)準(zhǔn)給出了加載步驟表，更重視了分級加載的重要性，但新標(biāo)準(zhǔn)同樣未給出分級加載后停留的時(shí)間，這就給好多檢測人員造成了誤解，在達(dá)到分級荷載后并未停留，直接拉至80%，筆者進(jìn)行了相應(yīng)的研究，認(rèn)為在達(dá)到分級荷載0.20Fptk→0.40 Fptk→0.60 Fptk后應(yīng)該停留2 min，使錨具及其部件跟進(jìn)變化有更好的適應(yīng)性。

c）在新舊標(biāo)準(zhǔn)中均要求荷載達(dá)到0.80 Fptk進(jìn)行持荷1 h，我們知道如果保持0.80 Fptk的荷載必須通過變頻器或伺服電機(jī)來進(jìn)行控制，而對于手動(dòng)控制的設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)中并沒有規(guī)定下降力值為多少時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行補(bǔ)載，筆者認(rèn)為如果力值下降超過要求荷載的1%時(shí)應(yīng)該進(jìn)行手動(dòng)補(bǔ)載，使持荷過程符合規(guī)范要求。

d）新標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算總伸長率時(shí)取消了應(yīng)減去承力臺座的彈性壓縮、縫隙并緊量等有爭議的定義。

2 新舊標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果計(jì)算及合理性判斷

2.1 結(jié)果計(jì)算

a）舊標(biāo)準(zhǔn)中錨具的靜載錨固性能是用錨具效率系數(shù)ηa和達(dá)到實(shí)測極限拉力時(shí)組裝件受力長度的總應(yīng)變εapu來判定。

式中ηp的取用：預(yù)應(yīng)力筋-錨具組裝件中預(yù)應(yīng)力鋼材為 1～5 根時(shí)，ηp=1；6～12 根時(shí)，ηp=0.99；13～19根時(shí)，ηp=0.98；20 根及以上時(shí)，ηp=0.97。

而對于用量具測量總應(yīng)變εapu或用測量加荷千斤頂活塞伸長量（ΔL）計(jì)算總應(yīng)變εapu并未給出具體的計(jì)算公式。

b）新標(biāo)準(zhǔn)中錨具的靜載錨固性能是用錨具效率系數(shù)ηa和達(dá)到實(shí)測極限拉力時(shí)組裝件受力長度的總伸長率εtu來判定。

式中：n為預(yù)應(yīng)力筋的根數(shù)。

新標(biāo)準(zhǔn)中對于不同的方式測量總伸長率εtu有了具體的要求。

如果采用測量裝置來測量總伸長率時(shí)：

如果采用千斤頂活塞位移量來測量總伸長率時(shí)：

式中：Fapu為舊標(biāo)準(zhǔn)中預(yù)應(yīng)力筋-錨具組裝件的實(shí)測極限拉力；Ftu為新標(biāo)準(zhǔn)中預(yù)應(yīng)力筋-錨具組裝件的實(shí)測極限抗拉力；Fpm為預(yù)應(yīng)力筋單根實(shí)測平均極限抗拉力；ΔL1為試驗(yàn)荷載從0.1Fptk增長至Ftu時(shí)，總伸長率測量裝置標(biāo)距的增量或千斤頂活塞的位移量；ΔL2為試驗(yàn)荷載從0增至0.1Fptk時(shí)，測量裝置標(biāo)距增量的理論計(jì)算值或千斤頂活塞位移量的理論計(jì)算值；L1為總伸長率測量裝置在試驗(yàn)荷載為0.1Fptk時(shí)的標(biāo)距；L2為試驗(yàn)荷載為0.1Fptk時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋的受力長度；∑Δa為試驗(yàn)荷載從0.1Fptk增至Ftu時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋端部與錨具之間的相對位移之和。

2.2 合理性判斷

a）新標(biāo)準(zhǔn)最為重大的變化是，取消了預(yù)應(yīng)力筋的效率系數(shù)，更嚴(yán)格地判定錨具的錨固效率系數(shù)，較好地與國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對接。

b）增加了計(jì)算預(yù)應(yīng)力筋總伸長率的公式，使檢驗(yàn)檢測人員計(jì)算總伸長率時(shí)不至于發(fā)生爭議。

c）測量和結(jié)果判定時(shí)明確了如果由于預(yù)應(yīng)力筋為鋼絞線時(shí)，鋼絞線在錨具以外非夾持部位破斷，且不符合標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于靜載錨固效率系數(shù)及總伸長率的要求時(shí)，應(yīng)更換鋼絞線重新取樣進(jìn)行試驗(yàn)，避免出現(xiàn)由于鋼絞線自身的不合格造成錨具被誤判為不合格。

3 新標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于總伸長率的實(shí)測計(jì)算

用測量裝置計(jì)算總伸長率，在這里主要探討用千斤頂伸長量來計(jì)算總伸長率的實(shí)際計(jì)算：

首先來探討L2，由上述可知L2代表試驗(yàn)荷載為0.1Fptk時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋的受力長度，指的是兩邊錨具夾片起夾點(diǎn)處的距離，那么就需要量測出錨具的厚度、夾片的高度以及夾片外漏部分的高度；探討ΔL2的計(jì)算，由上述可知ΔL2代表試驗(yàn)荷載從0增長到0.1Fptk時(shí)，測量裝置標(biāo)距增量的理論計(jì)算值或千斤頂活塞位移量的理論計(jì)算值，那么這個(gè)時(shí)候計(jì)算ΔL2就要用到虎克定律來進(jìn)行計(jì)算；ΣΔa代表試驗(yàn)荷載從0.1Fptk增長至Ftu時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋端部與錨具之間的相對位移之和，對于量測的位移之和采用哪種形式，量測多少根，標(biāo)準(zhǔn)中并沒有明確要求，但筆者認(rèn)為選取具有代表性的若干根預(yù)應(yīng)力筋，當(dāng)錨具小于等于5孔，不少于2根；小于等于10孔，不少于3根；小于等于15孔，不少于4根；大于15孔，不少于5根，這樣是完全沒有問題的。

表1 千斤頂伸長量計(jì)算總伸長率實(shí)測計(jì)算表

4 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力錨具靜載試驗(yàn)是一項(xiàng)關(guān)乎橋梁安全的十分重要的試驗(yàn)。其試驗(yàn)方法也隨著標(biāo)準(zhǔn)更新和技術(shù)進(jìn)步逐漸完善，試驗(yàn)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確。縱觀《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》標(biāo)準(zhǔn)近20多年的發(fā)展，特別是新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施解決了困擾檢驗(yàn)檢測人員對總伸長率計(jì)算的問題，使得步驟計(jì)算，結(jié)果判定均為一致，同時(shí)由于預(yù)應(yīng)力筋效率系數(shù)的取締，提高了生產(chǎn)錨具企業(yè)的質(zhì)量要求，杜絕了以次充好的現(xiàn)象，避免了事故的發(fā)生，推動(dòng)了行業(yè)的進(jìn)步。