港珠澳大桥预制桥墩预应力高强钢棒力学性能的试验研究

预应力高强钢棒具有锚固回缩小、应力松弛率低、受力状态良好等优点,越来越广泛应用于大型构件预制拼装领域。为深入探究大直径预应力高强钢棒材料的力学性能,对公称直径达75 mm的预应力高强钢棒进行了拉伸试验、硬度梯度及金相组织分析、冲击韧性测试、应力松弛试验、应力腐蚀试验、预应力锁定损失试验和锚具组装件试验。试验结果表明,PSB830级钢棒拉伸时极限承载能力为4 882.8 kN,极限抗拉强度为1 105 MPa,断后伸长率平均值为7.5%,芯表硬度梯度平均值为6.8 HRC;PSB930级钢棒拉伸时极限承载能力为5 196.3 kN,极限抗拉强度为1 176 MPa,断后伸长率平均值为6.35%,芯表硬度梯度平均值为5.3 HRC;钢棒金相组织为回火索氏体,冲击吸收功平均值大于95 J;实测1 000 h应力松弛率为0.8%,推算120年应力松弛率小于9.1%;应力腐蚀最大试验应力为952.8 MPa,小于其临界断裂应力;在扭矩板手1 600~1 700 N·m的辅助锁定下,预应力损失率平均值为4.1%,钢棒回缩值小于1 mm。钢棒锚具锚固性能符合各标准要求,该大直径预应力高强钢棒各项性能能够满足桥梁预制拼装需要。