82李金根-固定端采用夹片式锚具的合理性（060725）.doc

中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术交流会论文 2006年 固定端采用夹片式锚具的合理性 暨04G415-1图集预应力屋架施工几个问题的探讨 李金根1 陈太林1 黄志群2 马荣国3 （1东南大学土木工程学院，南京 210096 2 南京东大现代预应力工程公司 3 溧阳市城建集团公司 ） 提 要 本文结合新图集（04G415-1）预应力混凝土折线形屋架的施工，从锚具的锚固机理、施工安全和经济性方面，对钢绞线固定端选用夹片式锚具的合理性进行了分析；同时对防治高强度等级混凝土可能出现收缩裂缝以及混凝土强度评定方法进行了初步探讨，可供预应力混凝土结构或构件施工参考。 关键词 固定端 夹片式锚具 高强度 收缩 1工程概况 江苏某电缆厂1车间为6跨、跨度24米的单层工业厂房，其中4跨为等高联跨。采用04G415-1图集，YWJ24-2型预应力混凝土折线形屋架，212榀。预应力筋配置2束 4φj15钢绞线，其抗拉强度标准值为 1860N／mm2。预应力筋采用一端张拉，两端均采用 AM15-4型夹片锚具，混凝土强度等级 C55。 2 固定端锚具的选用 图集规定本屋架锚具宜采用夹片锚具，固定端可采用挤压锚具；当用于多跨等高厂房时相邻跨屋架端部应采用夹片锚具。其主要目的是避免屋架安装时端部锚具可能相碰。 预应力筋为钢绞线的固定端一般采用与张拉端相同的夹片锚具或挤压锚具。具体采用何种锚具，首先应满足设计或使用要求，其次再考虑施工和经济合理性。本文认为对挤压锚具的应用应慎重，在此并非有丝毫指责锚具质量的意思，而是从挤压锚具和夹片式锚具两种绝然不同的锚固机理考虑。 2.1 锚固性能可靠、施工安全 夹片锚具是楔紧式的自锚式锚具，随着预应力筋拉力的增大夹片跟进而越锚越紧，安装后即可使用，施工因素的影响较小，影响其锚固能力的因素主要是锚具质量。 李金根，男，1948.10出生，副教授 挤压锚具是靠挤压套筒与钢绞线之间的摩擦力来实现锚固的支承式锚具，使用前必须进行挤压，挤压成型后也就决定了其锚固能力的大小。其锚固能力一旦小于预应力筋的破断力，挤压锚瞬间就会滑脱。影响其锚固能力的因素除了锚具的质量，更重要的还有挤压设备、挤压操作人员的技能等施工因素。这些施工因素往往是不确定、不易控制、随时都可能发生。施工时虽然有施工技术规程等各种技术措施来予以保证，但挤压锚数量众多保证率难以达到100％，万一由于某种特殊因素导致其锚固能力小于预应力筋的张拉力，挤压套筒和预应力筋瞬间会从两端飞出，存在很大的安全隐患。 因此本文建议本图集屋架乃至预应力筋采用钢绞线的其他屋架，固定端应优先采用夹片锚具。对于预应力混凝土框架，固定端能用夹片锚具的应尽量采用夹片锚具。只有在预应力筋预先埋入混凝土内的固定端或连接器（包括预应力拉索）中采用挤压锚仍是最好的选择。 2.2施工方便、速度快 挤压锚具使用前应进行挤压成型。有挤压成型后穿入孔道和穿入孔道后再挤压两种方法，常采用先挤压后穿入的方法。无论采用哪种方法，挤压成型都需消耗时间，影响施工速度。特别是穿入孔道后再挤压的方法所耗时间更多，若在预应力混凝土框架施工中几乎是不可能采用。 当构件配有两束预应力筋时，考虑到对称张拉，预应力筋也应定向穿入，固定端采用挤压锚时可能会发生穿错或穿束困难现象。若在预应力混凝土框架中，由于特殊原因，根本无法交换张拉端更谈不上改用两端张拉。 固定端采用夹片式锚具，无需进行制作，锚具安装后即可张拉，施工速度快。由于两端都采用的张拉端锚具，可以在任意端进行穿束、张拉，甚至临时更换张拉端或改用两端张拉的方案都有可能实现。 2.3 施工成本基本相当 单从锚具的价格上比较，夹片式锚具要比挤压锚具成本高，但进行综合比较后两者施工成本基本相当。 夹片式锚具仅包括夹片和锚板两者的成本。而挤压锚具不但包括挤压筒和弹簧的锚具成本，还应包括挤压人工费、挤压设备（特别是挤压模）的摊消费、能源消耗费，废品摊消费等，对于本图集还应包括挤压锚具下带孔钢板（10010020）的成本。综合以上因素据不完全统计，采用挤压锚具与采用夹片式锚具两者施工成本基本相当。 特别应指出的是，固定端采用挤压锚具是可行的方案，本文目的是在基本不增加施工成本的前提下，建议固定端采用夹片式锚具，既满足等高多跨的设计要求，施工既方便又安全。本工程屋架固定端全部采用夹片式群锚。 3 高性能混凝土施工 一般预应力屋架混凝土强度等级常为C35～C45，按目前的施工技术水平基本都能保证。本图集除18m跨屋架混凝土强度等级为C40外，其余屋架均为C55。因此，采用高强度等级混凝土可能会产生那些主要问题，是在施工时必须加以重视的。 3.1 防止混凝土出现收缩裂缝 机械输送的高强度等级混凝土的水泥用量一般较多、水灰比较大，所产生的水化热较大，这是混凝土可能出现裂缝的内部条件。屋架常采用平卧预制，新浇屋架与下层屋架之间接触面必定存在连续约束；预制腹杆对上、下弦之间也会产生集中约束，这是混凝土可能出现裂缝的约束条件。混凝土养护情况和气温变化，也是混凝土可能出现裂缝的施工条件。 与大体积混凝土施工不同，预制屋架的上下弦截面都不大，出现混凝土收缩裂缝的几率不大，所以预制屋架出现收缩裂缝的情况很少。但在高强度混凝土的情况下，这些出现裂缝的条件都可能存在，事实也证明，一旦实际情况达到最不利或比较不利条件，也可能会出现收缩裂缝的。 收缩裂缝一般会出现在屋架的上表面（平卧预制）垂直于屋架轴线，不贯通形状为上宽下窄，两侧基本快达中部。位置一是可能出现在下弦的中部，预应力张拉后一般都能闭合。二是出现在屋架上弦节间的中部或两端节点处，张拉和安装后难以闭合。如强度满足，裂缝宽度不大于0.1mm时，裂缝采取封闭措施后一般可不作加固处理。 3.2混凝土的强度评定 3.2.1 采用商品混凝土 高强度混凝土应优先采用商品混凝土，因其强度保证率高，离散性小，采用数理统计的方法进行评定，应同时满足以下两式 本工程屋架设计混凝土强度标准值为c55，在最乐观的条件下验收批混凝土强度的标准差和合格判定系数（n≥25组）为 则验收批混凝土强度的平均值不得小于 验收批混凝土强度的最小值不得小于 3.2.2 采用现场搅拌混凝土 当屋架数量较少或没有条件采用商品混凝土时，只能采用现场搅拌混凝土，因其强度保证率较差，离散性大，一般采用非数理统计的方法进行评定，应同时满足以下两式 即 由此可见，混凝土平均强度要达到64 N/mm2以上而不出现收缩裂缝，基本上是不可能的，应此混凝土不宜采用现场搅拌。 本工程采用商品混凝土，随时检查混凝土试块强度及时与商品混凝土供应单位协调。屋架混凝土浇筑后3d内保留两侧木模板，待混凝土终凝及3d拆模后以麻袋覆盖淋水养护。由于采取有效的技术措施，本工程既保证了混凝土的强度（mfcu59.0；fcu,min48.5N/mm2），也未发现混凝土的收缩裂缝。