陳鈺燁

（東風(fēng)柳州汽車(chē)有限公司，廣西 柳州545005）

加利福尼亞州（State of California，通常簡(jiǎn)稱(chēng)為加州）位于美國(guó)西部，由太平洋板塊和北美板塊兩個(gè)板塊組成，處在兩個(gè)板塊中間的部分，就是著名的圣安德烈亞斯斷層（The San Andreas Fault），它從北到南縱貫加州，導(dǎo)致加州地震頻發(fā)。由于加州是美國(guó)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)、人口最多的州，因此地震往往會(huì)造成更大的生命財(cái)產(chǎn)損失。鑒于目前的科技水平還無(wú)法準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)地震的到來(lái)，唯有提高建筑抗震等級(jí)、做好基本的防御工作，將地震給人類(lèi)帶來(lái)的損失盡可能地降到最低。因此，加州政府對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)提出了更為嚴(yán)格的要求。廣泛用于道路、橋梁、房建等基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的預(yù)應(yīng)力錨具產(chǎn)品，因其性能的可靠性將直接影響到建筑的安全性，故加州政府對(duì)預(yù)應(yīng)力錨具產(chǎn)品的性能質(zhì)量方面相當(dāng)重視，編制有堪稱(chēng)全美最嚴(yán)的后張預(yù)應(yīng)力體系標(biāo)準(zhǔn)要求，其中后張鋼絞線(xiàn)錨固體系須按要求通過(guò)系統(tǒng)性能試驗(yàn)。目前，一些國(guó)家和地區(qū)對(duì)美國(guó)加州的這一作法十分認(rèn)同，并將該標(biāo)準(zhǔn)要求在本國(guó)執(zhí)行并實(shí)施。

本文擬就美國(guó)加州后張預(yù)應(yīng)力體系標(biāo)準(zhǔn)要求中提出的《后張預(yù)應(yīng)力錨固體系系統(tǒng)性能試驗(yàn)》的具體內(nèi)容進(jìn)行介紹，并與我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14370-2015《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》和交通運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T329-2010《公路橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)用錨具、夾具和連接器》中同類(lèi)型試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析，以期美國(guó)加州在錨固體系方面的標(biāo)準(zhǔn)要求能對(duì)我國(guó)在錨固體系要求方面有所參考和借鑒，同時(shí)有助于國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力企業(yè)進(jìn)一步了解國(guó)外市場(chǎng)對(duì)錨固產(chǎn)品的技術(shù)要求，為擬開(kāi)拓海外市場(chǎng)的國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力企業(yè)提供些許幫助。

1 后張鋼絞線(xiàn)錨固體系系統(tǒng)性能試驗(yàn)主要內(nèi)容介紹

1.1 試塊結(jié)構(gòu)

對(duì)于每個(gè)體系，其試塊尺寸、內(nèi)部組件和加強(qiáng)鋼筋的布置都必須事先提交，并經(jīng)加利福尼亞交通部檢查員驗(yàn)證批準(zhǔn)后方可實(shí)施混凝土澆筑。所有加強(qiáng)鋼筋應(yīng)滿(mǎn)足ASTM A706，Grade 60標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.2 混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)

按正常程序澆筑混凝土，將錨具組件周?chē)幕炷琳駬v密實(shí)。同時(shí)制作至少20件圓柱體小試塊用于檢測(cè)混凝土強(qiáng)度。將圓柱體小試塊放置在試塊旁邊，以保證圓柱體小試塊與試塊處于同一養(yǎng)護(hù)條件。從混凝土澆筑后的第二天早晨開(kāi)始，每天抽取3塊圓柱體小試塊送至獨(dú)立性試驗(yàn)室用于評(píng)定混凝土強(qiáng)度，直至混凝土強(qiáng)度到達(dá)預(yù)期強(qiáng)度。

試塊須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到指定的最低混凝土強(qiáng)度±500 psi（±3.45 MPa）范圍內(nèi)的當(dāng)天進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)。在試驗(yàn)前，必須提供一份圓柱體小試塊破壞的認(rèn)證報(bào)告。

1.3 系統(tǒng)試驗(yàn)

安全保護(hù)措施：

張拉前，應(yīng)檢查高壓油管和設(shè)備是否有損壞或泄漏；

張拉時(shí)，遠(yuǎn)離錨固區(qū)。在進(jìn)行張拉操作時(shí)，禁止站在施加張拉力千斤頂?shù)暮蠓健?/p>

每種錨固體系應(yīng)按如下單獨(dú)試驗(yàn)：

（1）安裝前，采用中心安裝有千分表的平整度測(cè)量?jī)x器檢測(cè)固定端錨墊板和/或錨板表面平整度。記錄初始值。

（2）按照被批準(zhǔn)的提交資料將鋼絞線(xiàn)、錨板、夾片、加州運(yùn)輸部的測(cè)力傳感器和張拉設(shè)備安裝在試塊上。

（3）將鋼絞線(xiàn)單根預(yù)緊，預(yù)緊力約為5 kips（2.27 t），使夾片鍥入并持荷均勻。

（4）分階段對(duì)系統(tǒng)施加預(yù)應(yīng)力：

1）施加初始力至 50%GUTS（Guaranteed ultimate tensile strength：保證極限抗拉強(qiáng)度），記錄表壓并持荷3 min觀測(cè)試塊裂紋。記錄裂縫寬度和裂縫形式觀測(cè)結(jié)果；裂縫寬度不應(yīng)超過(guò)0.002 in（0.05 mm）；

2）繼續(xù)加載至75%GUTS，記錄表壓并持荷3分鐘。記錄裂縫寬度和裂縫形式觀測(cè)結(jié)果；裂縫寬度不應(yīng)超過(guò) 0.010in（0.25 mm）；

3）繼續(xù)加壓至95%GUTS，持荷3 min并記錄表壓。保壓期間，試塊和預(yù)應(yīng)力筋組裝件不應(yīng)失效；

4）卸載至75%GUTS并保壓3 min，記錄裂縫寬度和裂縫形式觀測(cè)結(jié)果；裂縫寬度不應(yīng)超過(guò)0.010 in（0.25 mm）；

5）完全釋放絞線(xiàn)并取出固定端錨板；

6）用平整度測(cè)量?jī)x器檢查錨板上的殘余撓度；記錄終值。撓度不應(yīng)超過(guò)凈跨的1/600；

7）移除絞線(xiàn)上的所有夾片并評(píng)估。夾片不應(yīng)被破裂成幾塊。

不滿(mǎn)足上述任何一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都將導(dǎo)致系統(tǒng)被拒絕授權(quán)。一旦體系被授權(quán)，未經(jīng)部門(mén)許可擅自變更，與原試驗(yàn)裝置有顯著變化的，將被從授權(quán)材料清單中移除[1]。

2 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析

從美國(guó)加州的《后張預(yù)應(yīng)力錨固體系系統(tǒng)性能試驗(yàn)》具體內(nèi)容上看，其與我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14370-2015《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》、我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T 329-2010《公路橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)用錨具、夾具和連接器》同類(lèi)型試驗(yàn)存在較大的差異性，主要表現(xiàn)為：

2.1 單項(xiàng)試驗(yàn)所含樣件種類(lèi)

對(duì)比單項(xiàng)試驗(yàn)所含樣件種類(lèi)，美國(guó)加州標(biāo)準(zhǔn)單項(xiàng)試驗(yàn)所涵蓋的樣件種類(lèi)最全，雖然僅進(jìn)行一項(xiàng)試驗(yàn)，但這項(xiàng)試驗(yàn)包含了夾片、錨板、錨墊板、螺旋筋、波紋管、鋼絞線(xiàn)等一整套錨固體系產(chǎn)品，更具系統(tǒng)性、全面性；而國(guó)標(biāo)GB/T 14370和行標(biāo)JT/T329對(duì)錨固體系產(chǎn)品的試驗(yàn)以零部件獨(dú)立性試驗(yàn)或零部件局部組合的形式進(jìn)行，如靜載錨固性能試驗(yàn)和錨板強(qiáng)度試驗(yàn)僅對(duì)錨板、夾片、鋼絞線(xiàn)進(jìn)行試驗(yàn)；錨固區(qū)傳力性能試驗(yàn)僅對(duì)錨墊板、螺旋筋進(jìn)行試驗(yàn)。

2.2 試驗(yàn)效果

國(guó)標(biāo)GB/T 14370、行標(biāo)JT/T329中的靜載錨固性能試驗(yàn)檢驗(yàn)的是預(yù)應(yīng)力錨固體系中的預(yù)應(yīng)力筋—錨具組裝件（錨板、夾片）的錨固性能是否可靠；錨固區(qū)傳力性能試驗(yàn)檢驗(yàn)的是預(yù)應(yīng)力錨固體系中的錨墊板和螺旋筋將錨具承擔(dān)的預(yù)應(yīng)力傳遞給混凝土結(jié)構(gòu)的傳遞性能如何；錨板強(qiáng)度試驗(yàn)檢驗(yàn)的是通過(guò)靜載試驗(yàn)后的錨板，其表面中心的殘余撓度。而美國(guó)加州試驗(yàn)不僅僅局限于產(chǎn)品零部件個(gè)體性、局部組合性試驗(yàn)，而是模擬實(shí)際工況、采用鋼絞線(xiàn)與整套錨固體系產(chǎn)品（含錨板、夾片、錨墊板、螺旋筋）相結(jié)合的系統(tǒng)試驗(yàn)，一項(xiàng)試驗(yàn)就融合了國(guó)標(biāo)GB/T 14370、行標(biāo)JT/T329中的靜載錨固性能試驗(yàn)、錨固區(qū)傳力性能試驗(yàn)和錨板強(qiáng)度試驗(yàn)等試驗(yàn)，并在試驗(yàn)過(guò)程中，模擬工地分級(jí)張拉、補(bǔ)張拉、張拉錨固、放張等張拉工藝過(guò)程，從而驗(yàn)證產(chǎn)品的張拉使用性能是否穩(wěn)定。其試驗(yàn)方法的綜合性更強(qiáng)，能更全面地檢測(cè)后張錨固體系各部件組合后的綜合性能。

2.3 操作性、經(jīng)濟(jì)性

與國(guó)標(biāo)GB/T 14370、行標(biāo)JT/T 329試驗(yàn)需借助專(zhuān)用的承力臺(tái)座、壓力機(jī)等大型試驗(yàn)裝置所不同，加州試驗(yàn)可直接使用實(shí)際工地中所需用到的張拉設(shè)備，外加測(cè)力傳感器即可進(jìn)行試驗(yàn)，以此可驗(yàn)證全套設(shè)備工藝的可操作性，同時(shí)試驗(yàn)更貼合工程實(shí)際，也更易開(kāi)展和實(shí)施。

并且，美國(guó)加州一項(xiàng)試驗(yàn)即可檢測(cè)產(chǎn)品的多項(xiàng)性能，在節(jié)省人力、物力、財(cái)力的同時(shí)，也縮短了產(chǎn)品的試驗(yàn)時(shí)間。

2.4 對(duì)產(chǎn)品性能要求

雖然從試驗(yàn)操作上看，美國(guó)加州標(biāo)準(zhǔn)更簡(jiǎn)單，但從產(chǎn)品性能角度而言，符合我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品，未必能符合美國(guó)加州標(biāo)準(zhǔn)要求：

（1）單從錨固效率要求上看都是95%，與實(shí)際施工時(shí)最大張拉控制應(yīng)力不能超過(guò)80%相比，安全系數(shù)均為1.2倍，似乎并無(wú)太多差別，但從試驗(yàn)裝配上分析，可以發(fā)現(xiàn)美國(guó)加州試驗(yàn)與國(guó)標(biāo)GB/T 14370、行標(biāo)JT/T 329難度更大，國(guó)標(biāo)GB/T 14370、行標(biāo)JT/T 329中的靜載錨固試驗(yàn)是在試驗(yàn)臺(tái)架上進(jìn)行，預(yù)應(yīng)力筋無(wú)需通過(guò)錨墊板、波紋管，各根預(yù)應(yīng)力筋平行受拉，而美國(guó)加州標(biāo)準(zhǔn)模擬實(shí)際張拉，預(yù)應(yīng)力筋在張拉過(guò)程中受到錨墊板喇叭口小端約束，發(fā)生偏折，在預(yù)應(yīng)力筋發(fā)生偏折的情況下，施加最大力值至95%GUTS，相當(dāng)于對(duì)錨頭單元（錨板和夾片）的夾持性能提出更高的要求，并對(duì)錨下設(shè)計(jì)也提出了一定的要求，如群錨錨墊板的高度設(shè)置不合理，高度偏低，在錨墊板小端口內(nèi)徑和波紋管內(nèi)徑保持不變的情況下，將無(wú)形中增大預(yù)應(yīng)力筋在錨墊板喇叭口小端口與波紋管接口處的最大折角，當(dāng)鋼絞線(xiàn)偏折角度過(guò)大，超過(guò)限值時(shí)，鋼絞線(xiàn)易應(yīng)力集中發(fā)生破斷，試驗(yàn)失敗。

（2）試驗(yàn)中對(duì)夾片的要求對(duì)比如表1所列。

表1 夾片要求對(duì)比

多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，錨固體系中的夾片部件是導(dǎo)致錨固體系失效的主要高發(fā)部件，夾片作為直接夾持預(yù)應(yīng)力筋的關(guān)鍵零部件，其夾持性能決定了錨固體系的張拉錨固安全性。目前市場(chǎng)上一些廠家一味降低產(chǎn)品成本，盲目將夾片厚度設(shè)計(jì)過(guò)薄，或采用質(zhì)量低劣的原材料進(jìn)行制作，這樣生產(chǎn)出來(lái)的夾片，在受到較大荷載作用時(shí)，夾片極易發(fā)生碎裂，從而導(dǎo)致夾持性能失效，而靜載試驗(yàn)則是一項(xiàng)能有效檢測(cè)夾片質(zhì)量性能的試驗(yàn)。在試驗(yàn)過(guò)程中，由于夾片安裝在錨板錐孔內(nèi)，當(dāng)加載至0.80預(yù)應(yīng)力筋公稱(chēng)極限抗拉力時(shí)，實(shí)難有效觀察其是否已出現(xiàn)裂紋，故國(guó)標(biāo)GB/T 14370、行標(biāo)JT/T 329關(guān)于加載至0.80預(yù)應(yīng)力筋公稱(chēng)極限抗拉力時(shí)對(duì)夾片的要求，在具體操作時(shí)無(wú)法有效監(jiān)控；當(dāng)錨固效率系數(shù)達(dá)到95%后，國(guó)標(biāo)GB/T 14370、行標(biāo)JT/T 329允許夾片出現(xiàn)縱向斷裂，而加州的標(biāo)準(zhǔn)是夾片在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，都不允許發(fā)生任何形式的斷裂，無(wú)論縱向、橫向或斜向斷裂，這意味著對(duì)夾片的質(zhì)量性能提出了更高的要求。

2.5 試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)準(zhǔn)確性

雖然國(guó)標(biāo)GB/T 14370和行標(biāo)JT/T329對(duì)試驗(yàn)設(shè)備及儀表也提出了具體明確的準(zhǔn)確度、精度要求，但美國(guó)加州則在試驗(yàn)中直接注明并強(qiáng)調(diào)要采用加利福尼亞運(yùn)輸部的測(cè)力傳感器，最大程度地?cái)嘟^了設(shè)備儀表弄虛作假的可能性，以保證試驗(yàn)施加力值的絕對(duì)準(zhǔn)確。

3 結(jié)束語(yǔ)

美國(guó)加州是世界著名的地震區(qū)，多次發(fā)生高烈度地震災(zāi)害。錨固體系作為預(yù)應(yīng)力混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全的關(guān)鍵部分，與美國(guó)其它地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)相比，加州政府對(duì)于錨固體系產(chǎn)品有著更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求。

通過(guò)對(duì)比分析，可看出美國(guó)加州對(duì)錨固體系的系統(tǒng)性能要求具有以下特點(diǎn)：

（1）重視錨固體系整體性能表現(xiàn)，充分檢測(cè)各零部件裝配后的使用性能和整套體系的可操作性能；

（2）試驗(yàn)與工程實(shí)際貼合度高，在模擬使用工況的基礎(chǔ)上檢測(cè)錨固體系的極限性能；

（3）適當(dāng)加大試驗(yàn)難度，提高對(duì)產(chǎn)品的性能要求，進(jìn)而提升產(chǎn)品的安全性、可靠性。

我國(guó)地處環(huán)太平洋地震帶和亞歐地震帶世界兩大地震帶之間，屬?gòu)?qiáng)震多發(fā)國(guó)家，并且我國(guó)幅員遼闊、地域?qū)拸V、不同地區(qū)之間地理?xiàng)l件相差懸殊，對(duì)建筑抗震級(jí)別、安全等級(jí)要求有所不同，因而對(duì)后張預(yù)應(yīng)力錨具產(chǎn)品要求不宜一概而論，實(shí)行“一刀切”的做法，對(duì)于地震多發(fā)區(qū)，可參考、借鑒美國(guó)加州做法，與當(dāng)?shù)氐乩砬闆r相結(jié)合，采取差別化對(duì)待、實(shí)行差異性標(biāo)準(zhǔn)，在地震多發(fā)區(qū)所施行的錨固體系標(biāo)準(zhǔn)要求宜立足于并高于目前行業(yè)或國(guó)內(nèi)通用性標(biāo)準(zhǔn)要求。

希望本文能夠拋磚引玉，為國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力錨固體系標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)與完善提供些許參考及借鑒。