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      預(yù)應(yīng)力筋用錨具靜載試驗(yàn)主要影響因素分析

      2018-03-12 02:21:20曾勝武
      建材世界 2018年1期
      關(guān)鍵詞:原材錨具統(tǒng)計(jì)表

      曾勝武

      (葛洲壩集團(tuán)試驗(yàn)檢測(cè)有限公司,宜昌 443002)

      錨具的靜載錨固性能是由錨具組裝件錨具效率系數(shù)ηa和達(dá)到實(shí)測(cè)極限拉力時(shí)組裝件受力長(zhǎng)度的總應(yīng)變?chǔ)臿pu確定。錨固性能應(yīng)同時(shí)滿足ηa≥0.95和εapu≥2%。該文通過(guò)實(shí)際比對(duì)測(cè)試等方式,分別從人、機(jī)、料、環(huán)、法等方面對(duì)錨具靜載試驗(yàn)全過(guò)程進(jìn)行深入分析,為設(shè)計(jì)單位、檢測(cè)公司、生產(chǎn)廠家和施工單位提供一些參考。

      1 試驗(yàn)人員能力狀況

      試驗(yàn)人員應(yīng)持有行業(yè)檢測(cè)證,如交通部質(zhì)監(jiān)局頒發(fā)的公路工程檢測(cè)員證書。人員需熟練掌握《公路橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線用錨具、夾具和連接器》JT/T329—2010標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于鋼絞線-錨具組裝件靜載錨固性能試驗(yàn)的各項(xiàng)要求。對(duì)于理論知識(shí)和操作水平,相關(guān)檢測(cè)人員進(jìn)行定期培訓(xùn)學(xué)習(xí)。通過(guò)人員比對(duì),從全程試驗(yàn)的監(jiān)督情況看,試驗(yàn)各步驟均符合要求,人員對(duì)靜載錨固性能影響較小。

      2 試驗(yàn)環(huán)境情況

      錨具的靜載錨固性能試驗(yàn)中工作間環(huán)境溫度為10~35 ℃。溫度范圍比較廣,實(shí)際檢測(cè)環(huán)境溫度很容易達(dá)到。因此環(huán)境溫度對(duì)靜載錨固性能影響較小。

      3 原材料檢測(cè)結(jié)果分析

      3.1 實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)

      葛洲壩集團(tuán)試驗(yàn)檢測(cè)有限公司材料檢測(cè)室對(duì)錨具、夾片的硬度以及鋼絞線原材拉伸進(jìn)行了實(shí)際檢測(cè),錨具、夾片為同一廠家規(guī)格型號(hào),鋼絞線為同規(guī)格型號(hào)但三個(gè)不同廠家。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1硬度試驗(yàn)結(jié)果表,表2為鋼絞線原材檢測(cè)結(jié)果表。

      表1 硬度試驗(yàn)結(jié)果表

      表2 鋼絞線原材檢測(cè)結(jié)果表

      1)從錨具硬度檢測(cè)結(jié)果看,錨具硬度第三組離群,剔除離群值后檢測(cè)結(jié)果在6.0~9.0之間,夾片硬度在80~82之間,相差不大,波動(dòng)幅度在3以內(nèi)。

      2)從鋼絞線原材檢測(cè)結(jié)果來(lái)看,除C組組內(nèi)最大力和最大力伸長(zhǎng)率波動(dòng)較大外,相同廠家批號(hào)的鋼絞線檢測(cè)結(jié)果剔除離群值后均較接近。最大力、屈服力的波動(dòng)幅度在3 kN以內(nèi),伸長(zhǎng)率的波動(dòng)幅度在1.0%以內(nèi),彈性模量的波動(dòng)幅度在13 GPa以內(nèi)。

      3.2 差異性統(tǒng)計(jì)分析

      1)鋼絞線廠家相同,不同檢測(cè)單位進(jìn)行比較分析,見(jiàn)統(tǒng)計(jì)表3。

      表3 鋼絞線原材檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

      從上述統(tǒng)計(jì)表3分析,(1)不同檢測(cè)單位檢測(cè)結(jié)果離散型較小。(2)就最大力和屈服力而言,材料檢測(cè)室的檢測(cè)結(jié)果比國(guó)家道路及橋梁質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的檢測(cè)結(jié)果均高4~5 kN。(3)就彈性模量而言,材料檢測(cè)室的檢測(cè)結(jié)果比國(guó)家道路及橋梁質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的檢測(cè)結(jié)果均高10 GPa。(4)就最大力總伸長(zhǎng)而言,材料檢測(cè)室的檢測(cè)結(jié)果比國(guó)家道路及橋梁質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的檢測(cè)結(jié)果均高1.3%。

      因此說(shuō)明材料檢測(cè)與國(guó)家道路橋梁中心的各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果(除彈性模量外)的差異均達(dá)到甚至超出同種材料的正常波動(dòng)幅度。兩家試驗(yàn)室的鋼絞線原材檢測(cè)結(jié)果差異較大。

      2)不同鋼絞線廠家,相同檢測(cè)單位進(jìn)行比較分析,見(jiàn)統(tǒng)計(jì)表4。

      表4 鋼絞線原材檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

      從上述統(tǒng)計(jì)表4分析,(1)除C組組內(nèi)最大力和最大力伸長(zhǎng)率波動(dòng)較大外,相同廠家批號(hào)的鋼絞線檢測(cè)結(jié)果剔除離群值后均較接近。最大力、屈服力的波動(dòng)幅度在3 kN以內(nèi),伸長(zhǎng)率的波動(dòng)幅度在1.0%以內(nèi),彈性模量的波動(dòng)幅度在13 GPa以內(nèi)。(2)A組廠家鋼絞線的最大力、屈服力的波動(dòng)幅度比B組檢測(cè)結(jié)果高4 kN,B組廠家鋼絞線的最大力、屈服力的波動(dòng)幅度比C組檢測(cè)結(jié)果接近,在2 kN以內(nèi)。(3)A組最大力總伸長(zhǎng)率與B組接近,在0.5%以內(nèi)。C組最大力總伸長(zhǎng)率較小,與其他兩組相差1%。(4)彈性模量三組數(shù)據(jù)接近,相差在2 GPa以內(nèi)。

      3)相同廠家錨具、不同檢測(cè)單位對(duì)錨具硬度進(jìn)行比較分析,見(jiàn)統(tǒng)計(jì)表5。

      表5 硬度試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

      通過(guò)上述數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,從錨具硬度檢測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果看,檢測(cè)室與國(guó)家道路及橋梁質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心硬度檢測(cè)結(jié)果相差不大,波動(dòng)幅度在3以內(nèi)。

      因此說(shuō)明材料檢測(cè)室與國(guó)家道路及橋梁質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心硬度檢測(cè)結(jié)果差異小。

      4 靜載檢測(cè)結(jié)果分析

      錨固靜載試驗(yàn)所用錨具廠家和規(guī)格一致,均為 4孔錨具。

      1)相同材料、不同試驗(yàn)室之間的檢測(cè)結(jié)果差異分析,錨固靜載試驗(yàn)具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表6。

      表6 錨固靜載檢測(cè)結(jié)果表

      通過(guò)上述表6以及表3結(jié)果,分析如下:(1)材料檢測(cè)室整根鋼絞線最大力平均值為275.5 kN,國(guó)家道路及橋梁質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心整根鋼絞線最大力平均值為271.2 kN,從結(jié)果看材料檢測(cè)室數(shù)據(jù)比國(guó)家道路及橋梁質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心數(shù)據(jù)單根大4.3 kN,換算成四孔錨具對(duì)應(yīng)鋼絞線力值則大17.2 kN,通過(guò)計(jì)算錨具效率系數(shù),材料檢測(cè)室比國(guó)家道路及橋梁質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的錨具效率系數(shù)約小于0.02,這也符合上述實(shí)際檢測(cè)結(jié)果,即材料檢測(cè)室錨具效率系數(shù)比國(guó)家道路及橋梁質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心小,約0.05~0.08波動(dòng)范圍。(2)材料檢測(cè)室數(shù)據(jù)兩個(gè)數(shù)據(jù)小,一個(gè)數(shù)據(jù)大 ,結(jié)果不均勻,極差值在0.16,分析可能是傳感器極不穩(wěn)定。(3)材料檢測(cè)室與國(guó)家道路及橋梁質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心總應(yīng)變相差在0.3%以內(nèi),比較接近。因此說(shuō)明材料檢測(cè)室與國(guó)家道路及橋梁質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的鋼絞線原材檢測(cè)結(jié)果差異較大,則錨具效率系數(shù)結(jié)果差異大,總應(yīng)變差異小。

      2)相同試驗(yàn)室、相同錨具、不同廠家鋼絞線之間的檢測(cè)結(jié)果差異分析

      (1)實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)

      材料檢測(cè)室采用柳州歐維姆錨具和不同廠家的鋼絞線進(jìn)行了鋼絞線-錨具組裝件錨固靜載試驗(yàn),試驗(yàn)均采用400 t傳感器。具體檢測(cè)結(jié)果如表7所示。

      通過(guò)上述結(jié)果分析可知:(1)A組錨固效率系數(shù)和總應(yīng)變結(jié)果均勻,平行試驗(yàn)錨固效率系數(shù)在0.03范圍內(nèi),總應(yīng)變?cè)?.4%范圍內(nèi);(2)B-1有一套錨固效率系數(shù)為0.93,分析可能是夾片安裝不對(duì)中導(dǎo)致的原因,剔除此離群值,不參與以下統(tǒng)計(jì)分析;(3)C組錨固效率系數(shù)和總應(yīng)變結(jié)果均勻,平行試驗(yàn)錨固效率系數(shù)在0.03范圍內(nèi),總應(yīng)變?cè)?.8%范圍內(nèi)。

      (2)差異性統(tǒng)計(jì)分析

      鋼絞線-錨具組裝件錨固靜載試驗(yàn)具體結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析,見(jiàn)統(tǒng)計(jì)表8。

      從上述三個(gè)鋼絞線廠家的檢測(cè)數(shù)據(jù)整體來(lái)看:①3組鋼絞線廠家錨固效率系數(shù)檢測(cè)結(jié)果影響不大,極差在0.02以內(nèi);②3組鋼絞線廠家的總應(yīng)變偏差在0.5%,偏差較大。

      因此說(shuō)明3組鋼絞線對(duì)組裝件錨固效率系數(shù)檢測(cè)結(jié)果影響不大,對(duì)總應(yīng)變偏差較大。

      3)相同檢測(cè)單位、相同材料、不同傳感器之間的檢測(cè)結(jié)果差異分析

      錨固靜載試驗(yàn)具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表9,錨固靜載試驗(yàn)具體試驗(yàn)分析見(jiàn)表10。

      從上述統(tǒng)計(jì)表可知:(1)400 t傳感器的錨固效率系數(shù)和總應(yīng)變均要比650 t傳感器數(shù)據(jù)大0.02%;(2)其中650 t傳感器不穩(wěn)定,據(jù)檢測(cè)員講述,前兩套數(shù)值是在星期五采集,后一套是在下一周的星期一試驗(yàn)所得,中間天氣有很大變化。從檢測(cè)結(jié)果看錨具效率系數(shù)偏差在0.16,說(shuō)明傳感器極不穩(wěn)定。因此傳感器的型號(hào)、精度及長(zhǎng)期性對(duì)靜載效率系數(shù)結(jié)果影響很大。(3)兩種傳感器總應(yīng)變接近,相差0.02%,說(shuō)明材料檢測(cè)室位移傳感器相對(duì)穩(wěn)定。

      表7 鋼絞線-錨具組裝件錨固靜載試驗(yàn)結(jié)果表

      備注:靜載破壞部位 :A廠有0個(gè)中間斷,其他破壞部位夾片交接處;B廠有兩個(gè)中間斷,其他破壞部位夾片交接處;C廠有四個(gè)中間斷,其他破壞部位夾片交接處。

      表8 鋼絞線-錨具組裝件錨固靜載試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

      表9 錨固靜載檢測(cè)結(jié)果表

      表10 鋼絞線-錨具組裝件錨固靜載試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

      5 結(jié) 語(yǔ)

      通過(guò)以上試驗(yàn)檢測(cè)比較分析,錨固靜載試驗(yàn)的主要影響因素分析如下:

      1)試驗(yàn)環(huán)境溫度和檢測(cè)人員對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響較小。

      2)錨具靜載試驗(yàn)所選用的原材料性能對(duì)靜載試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果影響較大。

      通過(guò)相同試驗(yàn)室、相同錨具、不同廠家鋼絞線之間的檢測(cè)結(jié)果差異分析:說(shuō)明鋼絞線對(duì)組裝件錨固效率系數(shù)檢測(cè)結(jié)果影響不大,但是對(duì)總應(yīng)變偏差較大。

      3)錨具靜載試驗(yàn)原材料檢測(cè)所用設(shè)備精度對(duì)靜載試驗(yàn)檢測(cè)影響較大。

      通過(guò)相同材料不同試驗(yàn)室之間的檢測(cè)結(jié)果差異分析,得知鋼絞線原材檢測(cè)結(jié)果差異較大,則錨具效率系數(shù)結(jié)果差異大,總應(yīng)變差異小。

      4)錨具靜載試驗(yàn)錨固性能試驗(yàn)所采用的設(shè)備對(duì)靜載檢測(cè)結(jié)果影響較大。

      通過(guò)不同傳感器之間的檢測(cè)結(jié)果差異分析,得知靜載試驗(yàn)傳感器的量程、精度及長(zhǎng)期性對(duì)靜載效率系數(shù)結(jié)果影響很大。

      [1] GB/T14370—2015.預(yù)應(yīng)力用錨具、夾具和連接器[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2015.

      [2] JT/T329—2010.公路橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線用錨具、夾具和連接器[S].北京:中國(guó)交通運(yùn)輸部,2010.

      [3] GB/T230.1—2009.金屬材料 洛式硬度試驗(yàn) 第一部分試驗(yàn)方法[S].北京:中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì),2009.

      [4] GB/T5224—2014.預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線[S].北京:中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì),2014.

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