锚垫板锚固区传力试验——钢筋混凝土构件裂缝扩展技术研究

锚具锚垫板因具有良好的传力性能,在预应力混凝土结构中被广泛应用,目前我国对锚具锚垫板产品的相关标准中关于其传力性能试验描述不够详细、明确,存在一定的技术难题,给检测工作带来不便。本文通过对锚垫板锚固区进行传力试验,研究其应力状态和构件裂缝扩展情况,以及裂缝形态和破坏荷载来完善锚垫板锚固区传力试验的相关技术方法,为预应力结构的使用寿命和安全性提供参考。

钢制锚垫板及锚固区的力学性能试验与分析

为了研究焊接锚垫板及锚固区的力学性能,制作了底板为Q345钢、筒壁为Q235钢的新型焊接锚垫板。分别以6mm、7mm和8mm为底板厚度制作了3个3孔、4孔和5孔锚垫板混凝土试件,通过试验研究了锚固区的传力性能。结果表明:增加锚垫板的底板厚度能有效提高混凝土试件的极限承载力;当底板厚度增加时,锚垫板孔位越小,其极限承载力就越高。

铁路桥梁高强度预应力锚固体系技术研究

基于预应力钢绞线向2000 MPa级高强度发展的要求,开展了配套的高强度预应力锚固体系的设计、有限元计算和试验研究。结果表明:通过采用合理的材料、结构形式和结构尺寸,高强度锚板的残余变形挠跨比小于1/1000,von Mises应力小于500 MPa;钢锚垫板锚固区传力构件的计算裂缝宽度和强度满足规范要求,夹片和锚板的硬度试验、静载锚固性能试验、疲劳性能试验、锚板强度试验等均满足规范限值。钢锚垫板锚固区传力性能试验中,0.8F_(ptk)(F_(ptk)为锚垫板设计荷载)作用下传力构件混凝土裂缝宽度不大于0.14 mm,1.2F_(ptk)作用下传力构件未破坏、钢锚垫板未开裂。

焊接锚垫板受力分析

为了提高预应力结构的安全性,解决传统铸造锚垫板存在的易拉裂和易破碎等问题,研制出以Q235钢为原材料的与锚具配套的焊接锚垫板。以5孔圆形锚垫板为例,通过承载力计算、有限元分析和锚固区传力性能试验研究了锚垫板的受力性能。结果表明,焊接锚垫板能够提高锚固区的承载力,承载时应力分布较为均匀,不易发生破坏,可应用于预应力锚固体系。

焊接锚垫板及锚下混凝土受力分析

设计制作了5孔圆形Q235焊接锚垫板以及与锚具配套的混凝土试件,根据国家标准对试件进行锚固区传力性能试验,研究了试件表面混凝土的应变变化、裂缝宽度扩展、破坏荷载和锚垫板变形情况。结果表明:试件混凝土应变和裂缝宽度分别在第13次和第10次循环中达到稳定,破坏荷载为1813.96 kN,试件周围混凝土破坏后锚垫板仅发生1 mm塑性变形,达到国家标准《预应力用锚具、夹具和连接器》规定要求,能满足工程应用。