二次张拉低回缩预应力锚具及锚下应力分析

目前,我国对大跨径预应力混凝土箱梁桥腹板中的竖向预应力通常是采用张拉精轧螺纹钢的方式来实现,但精轧螺纹钢YGM锚固体系都存在锚具实际回缩损失大、安装的精度要求高、精轧螺纹钢筋易被拉断和压浆质量不够好等等缺陷。为此,湖南大学桥梁工程研究所和湖南湘潭欧之姆预应力锚具有限公司共同研制出一种“二次张拉低回缩钢绞线竖向预应力锚固系统”,使之得到有效的改善。

为了验证这种新型锚具的工作性能,本文进行了以下几个方面的研究：1.从受力、施工现场的条件以及可靠度等方面考虑,本文确定螺母的最佳长度为25mm。2.单孔二次张拉低回缩预应力锚具螺母外侧最大应力位于与垫板相接触的受压端,往自由端逐渐减小,在自由端轴向应力转为拉应力、环向应力转为压应力。

3.设计了采用二次张拉低回缩预应力锚具的矩形梁试验,将理论计算结果分别与传统夹片式锚具锚下应力场、新型二次张拉低回缩预应力锚具锚下应力场进行对比,发现在张拉过程中三者锚下应力场的变化规律一致,因此单孔二次张拉低回缩预应力锚具锚下构造可完全与传统夹片式锚具相同。4.通过实桥测试对低回缩二次张拉预应力锚具应用于腹板竖向预应力的预应力损失进行了测试,重点测试了其由于接缝压缩、锚具变形及回缩引起的预应力损失值、弹性压缩值、松弛损失值、收缩徐变损失值,并对影响预应力损失的因素进行了分析。

在本文的最后,对新型二次张拉低回缩预应力锚具的发展和进一步研究提出了建议和注意的问题。

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钢绞线预应力张拉伸长值、锚塞回缩量量测方法

1 钢绞线预应力张拉伸长值、锚塞回缩量量测方法

1 引言

以钢绞线作为桥梁工程、路基高边坡抗滑加固等工程施加预应力的载体，是目前普遍采用的材料和工艺。对钢绞线张拉预应力施加、锚固的方法和张拉力、钢绞线伸长量的理论计算，在相应的规范中都已有明确的规定，但在实际操作中对钢绞线施加预应力张拉的伸长值、钢绞线锚固时锚具锚塞回缩量的量测，各家说法及做法均存在差异，这对预应力张拉质量控制的双控指标（即钢绞线张拉力与实测伸长值）的计算和评判产生了一定的影响。针对上述问题，笔者就多年预应力张拉实践，尝试提出如下实际作法和技术见解（以后张法为主），为广大钢绞线预应力张拉工作者提供参考。

2 钢绞线张拉伸长值确定

2.1钢绞线张拉伸长值计算

钢绞线预应力张拉施工设计控制张拉力，是指预应力张拉完成后钢绞线在锚夹具前的拉力。因此，在钢绞线预应力张拉理论伸长量计算时，应以钢绞线两头锚固点之间的距离作为钢绞线的计算长度，但在预应力张拉时钢绞线的控制张拉力是在千斤顶工具锚处控制的，故为控制和计算方便，一般以钢绞线两头锚固点之间的距离，再加上钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度，作为钢绞线预应力张拉理论伸长量的计算长度。

在钢绞线预应力张拉时,钢绞线的外露部分，大部分被锚具和千斤顶所包裹，钢绞线的张拉伸长量无法在钢绞线上直接测量，故只能用测量张拉千斤顶的活塞行程，计算钢绞线的张拉伸长值，但同时还应减掉钢绞线张拉全过程的锚塞回缩量。（参阅《公路桥涵施工技术规范》）一般计算式为：

ΔL=ΔL1+ΔL2-b-c ⑴

式中:

ΔL1：为从初始拉力（桥梁施工规范规定一般为设计控制张拉力的10%~25%）至张拉设计控制拉力间的千斤顶活塞的张拉行程；

ΔL2：为初始拉力时的推算伸长值（按规范规定推算求得）；

b：工具锚锚塞回缩量；

c：工作锚锚塞回缩量。

2.2 在钢绞线预应力先张法施工中，也有在每分级张拉一次，卸掉千斤顶前后，直接丈量钢绞线外露长度，以钢绞线每级张拉前后外露长度的差或以张拉活动横梁的张拉前后位移量的差值，求算钢绞线张拉伸长量，此法较为直观，但只适用于以每分级张拉一次，卸掉一次千斤顶的张拉方法或设置有张拉活动横梁同时张拉多根预应力筋的方法。先张法为方便施工，一般采取单根一端固定另一端张拉的方法，故计算钢绞线张拉伸长量时，还应考虑减掉固定端锚具夹片的回缩量。每级张拉前后量测固定端锚具夹片的外露长度或固定端钢绞线的外露长度的差值即为固定端锚塞回缩量。不论使用活动横梁同时张拉多根预应力筋 2 还是单根一端张拉，均应在预先调整初应力（设计控制拉力的10～25%）后的各级张拉完毕后，再量测计算固定端锚塞回缩量。使用活动横梁张拉时，可用各根的平均值计算。

诸永高速低回缩二次张拉操作说明

1 / 4

诸永高速低回缩锚具张拉施工说明

一、第一次张拉施工方法：

下述第一次张拉方法的适用产品为：含厚度为50mm工作锚板的

低回缩锚具、含厚度为58mm工作锚板的低回缩锚具。

1）见图1安装工作锚板、螺母及工作夹片

安装前清理平整锚垫板端面及钢绞线表面，工作锚板的锥孔穿入

钢绞线后推至锚垫板端面，并把螺母旋至工作锚板靠近锚垫板的一端

（螺母有凹槽的端面向上），此时为工作锚板接触锚垫板承压，并确

保螺母位于锚垫板的止口内。拆开工作夹片表面的油纸即可安装到工

作锚板的锥孔内，夹片安装应平齐，各片之间的间隙均匀，必要时用

专用工具轻敲。

2）安装限位板、千斤顶、工具锚板及工具夹片

3）第一次张拉顺序

0→初应力→分级张拉→1.05σ

con (持荷2min) →放张锚固

图1 第一次张拉示意图 2 / 4

二、第二次张拉施工方法：

方法1、本点所述第二次张拉方法的适用产品为：含厚度为58mm

工作锚板的低回缩锚具。

图2 第二次张拉示意图

第二次张拉时间应符合设计要求，当设计无规定时，宜在第一次

张拉48小时后进行第二次张拉。

1、安装：按图2安装连接头、撑脚、张拉杆、千斤顶及张拉螺母，

尽可能使得撑脚、千斤顶与锚具对中，为保证受力安全,应注意以下：

应将连接头旋入工作锚板≥27mm、张拉杆旋入连接头40～60mm,张拉

螺母旋入张拉杆≥40mm。

2、张拉顺序

0→1.0σ

con (持荷2min) →旋紧螺母→放张锚固

张拉至1.0σ

con后，工作锚板离开锚垫板端面约5mm的距离，放

张锚固前，用工具敲击螺母上边缘的小斜槽使其旋转至顶紧锚垫板端

面后再放张，此时为螺母接触锚垫板承压。 3 / 4

方法2、本点所述第二次张拉方法的适用产品为：含厚度为50mm

工作锚板的低回缩锚具（注：根据工地现场反映该厚度工作锚板第一

次张拉施工后钢绞线被割短至18～20mm）。

1、安装：

1）按图3安装垫环，安装垫环时应考虑其所开的操作窗口朝向

Q028低回缩量锚具-07-04doc

柳州欧维姆机械股份有限公司企业标准 Q/OVM

Q/OVM 028—2007

预应力筋用低回缩量锚具

2007-04-20发布 2007-04-25实施

柳州欧维姆机械股份有限公司发布 Q/OVM 028—2007

I 前言

为了保证企业制造预应力筋用低回缩量锚具质量，参照GB/T14370-2000《预应力筋用锚具、夹具和连接器》的有关规定，编制本企业标准作为产品组织生产制造及验收依据。

本标准的编写格式按GB/T1.1-2000的规定。

本标准由柳州欧维姆机械股份有限公司提出。

本标准由柳州欧维姆机械股份有限公司负责起草。

本标准主要起草人：黄颖、陈小莲、苏强

本标准审核人：朱万旭

本标准批准人：龙跃

Q/OVM 028—2007

1 预应力筋用低回缩量锚具

1 范围

本标准规定了预应力筋用低回缩量锚具的技术要求、制造要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存的规定。

本标准适用于预应力混凝土结构中使用的低回缩量锚具的制造。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 197 普通螺纹公差

GB/T 699 优质碳素结构钢

GB/T 1804 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差

GB/T 2828.1 计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划

GB/T 3077 合金结构钢

GB/T 14370 预应力筋用锚具、夹具和连接器

JG/T 5011.8 建筑机械与设备锻件通用技术条件

JG/T 5011.9 建筑机械与设备热处理通用技术条件

JG/T 5011.10 建筑机械与设备切削加工通用技术条件

低回缩锚具在蒲石河电站预应力闸墩中的应用

水利水电施工２ｏ１　１・第２期　总第１２５期　

２．１　工作锚板、夹片及垫板安装　

钢绞线按照穿孔示意图（见图３）的顺序进行穿　

索，防止钢绞线串孔造成扭曲。钢绞线就位后，派专　

人对夹片进行加固。夹片安装后，保证夹片平整无错　

牙。预紧后，对夹片进行检查，不合格的夹片拆除后　

重新安装。　

左侧　右侧　

图３　钢绞线编号——锚板孔位对应示意图　

由于原有锚垫板与低回缩锚具不配套，因此，在安　

装锚具之前，需安装一新加工锚垫板与低回缩锚具配套　

使用（垫板加工如图４所示）。将新加工的钢垫板与原锚　

垫板采用螺丝固定，并在钢垫板与闸墩混凝土之间进行　

灌浆，保证新加的钢垫板与原有的锚垫板以及混凝土之　

间紧密接触、受力均匀。　

图４垫板加工示意图　

２．２预紧　

预紧吨位确定：根据ＤＬ／Ｔ　５０８３－－２００４《水电水利　

工程预应力锚索施工规范》，预紧吨位为０．２～０．３倍控　

制应力，次锚束的预紧张拉力宜为３８．３３～５７．５ｋＮ。结　

合类似工程经验，确定两个循环的预紧吨位为４０ｋＮ。预　

紧采用从内到外循环对称的预紧方式。　

２．３张拉　

２．３．１　第一次张拉　次锚束张拉采用两台２５００ｋＮ千斤顶进行。同一高程　

的锚束采用对称张拉、分级加载，同一闸墩采用分序跳　

束的张拉工艺。张拉过程采用张拉力控制为主、伸长值　

校核的双控操作方法。　

次锚束张拉按照４８０ｋＮ一５５ＯｋＮ一】１ＯＯｋＮ一１６５ＯｋＮ一　

・６８・　２３００ｋＮ－－－￣２５００ｋＮ分级进行。锁定卸载速率控制在　

４００ｋＮ／ｍｉｎ，不超过规范要求的０…２ａ　（‰为张拉控制　

应力）。锁定损失量一般为４．７～５．５ｍｍ。根据理论伸长　

值４０．６ｍｍ计算，损失平均为１２　即３００ｋＮ，锁定后锚　

索张拉力为２２００ｋＮ，不能满足验收要求。　

２．３．２第二次张拉　

由于设计没有对第二次张拉时间提出具体要求，第　

二次张拉在第一次张拉２４ｈ后进行。　

张拉时，按操作规程安装撑脚到千斤顶上，尽可能　

预应力钢绞线低回缩量锚固体系工作机理锚具附图及参数

OVM钢绞线低回缩量锚固体系

柳州欧维姆机械股份有限公司目录

一、概要

二、主要技术性能指标

三、标志示例

四、结构及参数

五、施工工艺

一、概要

OVM低回缩量锚具是针对短预应力束锚具张拉放张回缩量过大，导致其有效永久预应力损失大而专门研究开发的一种低回缩高效率的预应力锚具。OVM低回缩量锚具广泛应用于大跨度预应力混凝土连续梁、连续钢构等桥梁竖向预应力结构，铁路梁横向预应力结构，斜拉桥塔身周向、横向预应力结构，边坡锚固预应力结构及其它各种较短预应力筋结构中。我公司为专业的锚、机具生产企业，开发的低回缩量锚具锚固效率系数高，锚固性能稳定、可靠，张拉操作简便。产品执行GB/T14370-2007《预应力筋用锚具、夹具和连接器》标准和铁路产品认证用技术规范TB/T3193-2008《铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件》。

二、主要技术性能指标

1、锚具效率系数：ηA≥0.95

2、破断总应变:εapu≥2.0%

3、锚具二次放张回缩量:λ≤1mm

4、满足试验应力上限取0.65fptk，应力幅度100MPa，循环200万次的疲劳性能要求。

5、满足试验应力上限取0.80fptk，下限应力取0.40fptk，循环50次的周期荷载性能要求。

6、锚具满足分级张拉、补张拉和放松钢绞线的要求。

7、锚具的锚口摩阻损失和喇叭口摩阻损失合计不大于6%。

三、标记示例

OVM .M 15 DHS - □□ □

应用类型

预应力钢材根数

低回缩量代号

预应力钢材直径(mm)，15为φ15.24mm钢绞线

锚具代号

预应力体系代号

示例:锚固3根直径为φ15.24mm预应力混凝土用钢绞线铁路工程用OVM低回缩量锚具

型号标记：OVM.M15DHS-3T

四、结构及参数

1、OVM.M15DHS低回缩量锚具（张拉端）结构及尺寸参数

图1 低回缩量锚具结构图（张拉端）

二次张拉的说明

关于70m箱梁实行二次张拉的报告

杭州湾跨海大桥工程指挥部：

为保证箱梁质量及加快进度，建议70m箱梁实行二次张拉工艺。

一、为何要实行二次张拉工艺？

1、实行二次张拉工艺可以加快制梁台座周转，制梁台位周转周期可由10天缩短至8天左右，这样对保证工期有利。

2、东海大桥70m箱梁生产过程中易出现裂纹，若实行早期张拉，即在梁体混凝土强度达到60%及以上的设计强度的情况下，张拉一部分预应力束，可以有效防止早期混凝土出现裂纹。

3、实行二次张拉工艺，第二次张拉可以在梁体混凝土及弹性模量达到设计要求后进行，这样可以减少预应力损失，保证有效预应力。

4、实行二次张拉工艺，温度较高的季节，可以不进行蒸汽养护。

二、二次张拉工艺的一般做法：

梁体在制梁台位上养护至混凝土强度达到60%设计强度及以上后，根据桥梁及存梁状态计算需要预应力筋的张拉应力及束数，铁路桥梁早期张拉应力取0.5～0.6Ryj，早期张拉预应力筋束数及分布以保证箱梁底板混凝土在顶梁、存梁和移梁状态下不出现拉应力和梁体支点处上翼板混凝土不出现拉应力，同时也不应出现较大的压应力，以免造成梁体上翼板混凝土出现拉应力和梁体过大上拱。梁体早期张拉预应力结束后，在存梁台位上继续养护至混凝土强度及弹性模量达到设计要求后所有预应力束按一定顺序张拉至张拉控制应力。梁体早期张拉及第二次张拉预应力束数的分布应采用腹板与底板预应力束交叉进行，防止不合理的张拉顺序造成梁端裂纹。三、实行二次张拉工艺工程实例：

1、所有后张法铁路预应力钢筋混凝土简支T梁。（从16m跨至32m跨）

2、新荷复线长东黄河二桥40m跨后张法预应力钢筋混凝土简支T梁。

3、秦沈客运专线月牙河特大桥24m跨单箱单室双线整孔箱梁。

4、三峡库区一级公路上的30m跨后张法预应力钢筋混凝土简支T梁。

四、杭州湾跨海大桥70m箱梁实行二次张拉工艺早期张拉需计算的工况：

二次张拉操作规则(试行)

二次拉低回缩钢绞线竖向预应力锚固

系统施工、验收操作规则

********项目部

20XX3月

1、术语和符号2

1.1 术语2

1.2 符号3

1.3 术语简称5

2、材料及锚具系统6

2.1 混凝土及钢筋6

2.2 锚具系统6

2.3 管道7

3、施工 ........................................................................................................................................... 8

3.1 一般规定9

3.2 预应力钢筋材料、锚具、管道进场验收9

3.3 预应力钢筋的制作、安装9

3.4 混凝土的浇筑 ....................................................................................................................................... 10

3.5 施加预应力11

3.6 孔道压浆15

3.7 封锚 ................................................................................................................................................. 15

4、验收16

4.1 一般规定16

4.2 工序施工验收16

4.3 分项工程施工验收17

附录A 二次拉低回缩钢绞线竖向预应力锚固系统的锚具构造尺寸19

附录B 拉端锚具槽口及穴模参考尺寸20

附录C 拉端锚具槽口护罩和固定塞的构造尺寸21

附录D 二次拉专用千斤顶、拉连接装置构造及参考尺寸22

附录E 竖向预应力工程施工验收记录表23

二次张拉操作规则

二次张拉低回缩钢绞线竖向预应力锚固

系统施工、验收操作规则

********项目部

2011年3月

1、术语和符号 .............................................................. 2

术语 .......................................................................... 2

符号 .......................................................................... 3

术语简称 ...................................................................... 5

2、材料及锚具系统 .......................................................... 6

混凝土及钢筋 .................................................................. 6

锚具系统 ...................................................................... 6

管道 .......................................................................... 7

3、施工 .................................................................... 8

一般规定 ...................................................................... 9

预应力数控张拉工程锚口摩阻损失测试、摩阻损失试验、锚固回缩量测试

- 47 -

附录六锚口摩阻损失测试

1 试验步骤和方法

（1）根据装置布置图2在已浇好的梁段上安装数控千斤顶、锚具（注：不安装工作夹

片）。固定端千斤顶的缸体应预先进油伸长50~100mm，确保可测试出固定端压力，并在测

试完成后，方便张拉和锚固系统的拆除。

（2）张拉设备开机，输入张拉力目标值，并设定分级，分两级，20%和100%并设定持

荷时间t（1min~5min）。

（3）两端同时进油张拉至20%级数，固定端数控千斤顶关闭进出口油管，张拉端数控

千斤顶继续进油张拉至张拉力目标值，并持荷到设定时间，采集张拉端数控千斤顶持荷结束

时力值读数，同时采集固定端数控千斤顶力值读数；持荷结束后，张拉端数控千斤顶和固定

端数控千斤顶同时回油至零。

（4）重复步骤（1）~（3），共进行三次张拉测试，取三次张拉试验的平均值为该锚具

的锚口摩阻损失率。

（5）更换锚具，重复步骤（1）~（4），得出第二个锚具的锚口摩阻损失率；取两个锚

具的平均值为试验结果。

图2 锚口摩阻损失测试装置图

2 数据处理方法

（1）第一个锚具三次试验主动端数控千斤顶力值数据分别为，，，固定端数

控千斤顶的力值数据分别为，，。

（2）第二个锚具三次试验主动端数控千斤顶力值10s数据平均值分别为'

11P，'

12P，'

13P，

固定端数控千斤顶的力值10s数据平均值分别为'

21P，'

22P，'

23P。

'1121

11'

11100%PP

P−

= ''

'1222

12'

12100%PP

P−

= ''

'1323

13'

13100%PP

P−

=

11P

12P

13P

21P

22P

23P

1121

11100%PP

P−

=1222

12100%PP

P−

=1323

13100%PP

P−

=

111213

13

++

=- 48 -

''''111213

13

++

= 则锚口摩阻损失'

12

+

3 参数设定

输入参数：

（1）梁编号，预应力筋编号；

浅谈预应力张拉时夹片回缩量测定及应力补偿

文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

浅谈预应力张拉时夹片回缩量测定

及张拉力补偿

【关键词】夹片回缩测定张拉力补偿

【摘要】

钢绞线预应力混凝土在桥梁工程中已普遍使用，作为质量双控指标的钢绞线张拉伸长值及锚固张拉力的计算，相应规范均已有明确规定，但对在预应力张拉实际施工中的具体量测，各家说法与作法都存在较大差异，本文就此问题根据本人施工的实践予以探讨。

【正文】

一、引言

以钢绞线作为桥梁工程等施加预应力的载体，是目前普遍采用的材料和工艺。对钢绞线张拉预应力施加、锚固的方法和张拉力、钢绞线伸长量的理论计算，在相应的规范中都已有明确的规定，但在实际操作中对钢绞线施加预应力张拉的伸长值、钢绞线锚固时锚具夹片回缩量的量测，存在不同的观点，这对预应力张拉质量控制的双控指标（即钢绞线张拉力与实测伸长值）的计算和评判产生了一定的影响。针对上述问题，我就几个工程预应力张拉实践，提出如下实际作法和技术见解（以后张法为主）。

二、钢绞线张拉伸长值确定

1、钢绞线张拉伸长值计算

钢绞线预应力张拉施工设计控制张拉力，是指预应力张拉完成后钢绞线在锚夹具前的拉力。因此，在钢绞线预应力张拉理论伸长量计算

时，应以钢绞线两头锚固点之间的距离作为钢绞线的计算长度，但在预应力张拉时钢绞线的控制张拉力是在千斤顶工具锚处控制的，故为控制和计算方便，一般以钢绞线两头锚固点之间的距离，再加上钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度，作为钢绞线预应力张拉理论伸长量的计算长度。

在钢绞线预应力张拉时,钢绞线的外露部分，大部分被锚具和千斤顶所包裹，钢绞线的张拉伸长量无法在钢绞线上直接测量，故只能用测量张拉千斤顶的活塞行程，计算钢绞线的张拉伸长值，但同时还应减掉钢绞线张拉全过程的夹片回缩量。一般计算式为：

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