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【摘要】介绍了填充型环氧涂层钢绞线与夹片式锚具的锚固机理，通过对环氧涂层厚度在0.38 mm ～1.14mm范围内的三种环氧涂层厚度不同的填充型环氧钢绞线进行静载锚固性能和6级荷载作用下的咬合试验，验证其锚固性能，试验结果表明环氧涂层厚度在0.38 mm ～1.14mm范围内的填充型环氧涂层钢绞线与其配套的锚具、夹片在低应力和高应力状态下均具有优异、可靠的锚固性能，保证了填充型环氧涂层钢绞线在预应力工程的锚固安全性。
【关键词】填充型环氧涂层钢绞线；锚固锚固；静载试验；涂层厚度；咬合锚固
1. 前言
（1）自2003年填充型环氧涂层钢绞线从日本引入国内以来，填充型环氧涂层钢绞线在我国众多桥梁工程项目中得以应用，涉及斜拉索、体外索、体内索、吊杆索、系杆索、岩土锚索和锚碇预应力索等诸多索结构领域。目前，其优异的防腐性能[1]及配套的锚具、夹片锚固性能已被各方认可，这得益于在将这种产品做正式市场推广之前，已做了大量可靠性验证试验，其中包括了对与之配套的夹片式锚具锚固性能的试验研究[2][3]。
（2）GB/T 21073-2007《环氧涂层七丝预应力钢绞线》和JT/T737-2009《填充型环氧涂层钢绞线》标准规定填充型环氧涂层钢绞线表面环氧涂层厚度为0.38 mm ～1.14mm，填充型环氧涂层钢绞线与其配套的专用锚具、夹片标准规定的涂层厚度范围内，其锚固性能应满足GB/T 14370-2007《预应力筋用锚具、夹具和连接器》和JTT329-2010《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器》标准的规定。
（3）试验选取了满足GB/T 21073-2007和JT/T737-2009标准规定范围内的具有代表性的三种涂层厚度的填充型环氧涂层钢绞线进行了锚固性能试验，包括静载锚固性能试验和夹片在低应力到高应力状态下夹片对填充型环氧涂层钢绞线钢基的咬合锚固性能试验，使大家对填充型环氧钢绞线优异、可靠地锚固性能有了更加全面、深入的认识。
2. 夹片式锚具的锚固机理
夹片和锚具构成夹片式锚具的锚固单元，填充型环氧涂层钢绞线受到外力F时，由于夹片内孔有倒形齿牙，依靠钢绞线与夹片之间的咬合和夹片与
锚具锥孔的摩擦来传递应力，从而带动夹片进入锚具锥孔内，根据楔块原理将越楔越紧[4]。锚固过程一般分为三个阶段[5]：“咬进楔合”阶段、“变形平衡”阶段和“内缩控制”阶段。
3. 填充型环氧涂层钢绞线锚固性能
3.1试验依据。
填充型环氧涂层钢绞线静载锚固性能试验依据GB/T 14370-2007标准相关规定[6]执行，咬合锚固性能试验因国内外都无现有的规范、标准借鉴，因此，参考了日本JIS（草案）相关试验资料做了相关试验。
3.2试验准备。
（1）试样。
为了使试样具有代表性，又能反映试验的真实性，本次填充型环氧涂层钢绞线锚固性能试验选取了厚、中、薄三种不同涂层厚度的试样，共计3组9根，其试样涂层厚度满足规范要求并覆盖了规范要求的最大、一般、最小涂层厚度范围，试样膜厚见表1～表3。
（2）夹片式锚具。
试验采用夹片式锚具，利用夹片式锚具的锚固机理与填充型环氧钢绞线充分锚固。
3.3静载锚固性能试验。
（1）按如图1所示，将单根填充型环氧涂层钢绞线、锚具、夹片进行组装，使用张拉用千斤顶及油泵分4级等速加载至80%后，持荷1h，直到加载至破坏，并按照标准规定的项目进行测量和观察。
（2）填充型环氧涂层钢绞线——锚具（单孔）组装件的静载锚固性能试验共进行6组，试验结果见表4。
（3）静载锚固性能试验时，加载至极限荷载后，全部填充型环氧涂层钢绞线均在其自由段部位7丝共同断裂，断口呈紧缩状，见图2。试验后对夹片和钢绞线进行检查，夹片完好无损，填充型环氧涂层钢绞线被夹片夹持部位咬痕完整清晰，未见表面环氧涂层粉末脱落，未发现夹片滑移痕迹，见图3。
图2单孔锚具静载试验钢绞线中断图
图3静载试验后环氧钢绞线和夹片
3.4咬合锚固性能试验。
3.4.1使用张拉用千斤顶及泵对填充型环氧钢绞线施加载荷，通过锚具、夹片按如图4所示的方法留下夹片齿痕。卸载后，将夹片取出，通过火焰枪将环氧涂层烧去，露出钢基本体，确认齿痕。固定端锚具的环氧钢绞线的齿形图如图5所示。
图4咬合试验装置图
图5夹片齿形咬合试验示意
3.4.2试验的张拉荷载为0.2 Fm ～0.7 Fm，分6级张拉，每级张拉结束后均需将夹片取出，观察各级荷载作用下钢基表面被夹片咬合的情况。试验选用了1-3、2-3、3-3（厚、中、薄）三种涂层厚度试样（图6、图7、图8）。夹片在低应力到高应力状态下与不同环氧涂层厚度的填充型环氧钢绞线钢基咬痕如下。
（1）咬合锚固性能试验中，环氧涂层厚、中、薄三种厚度的填充型环氧涂层钢绞线在低应力到高应力6级荷载作用下夹片均能充分咬进钢绞线的钢基上，未出现夹片滑移痕迹，咬痕清晰。
（2）当荷载为0.2 Fm～0.3 Fm时，随着环氧涂层厚度的增加，钢基上的咬痕深度变浅；当荷载为0.4 Fm～0.7 Fm时，随着环氧涂层厚度的增加，钢基上的咬痕深度没有明显变化。
（3）三种环氧涂层厚度的试样随荷载的增加咬痕深度增大，咬痕越完整清晰。
4. 结论
4.1不同环氧涂层厚度的填充型环氧涂层钢绞线分
级张拉咬合锚固性能试验中，在各级荷载作用下夹
片均能充分咬进钢绞线的钢基上，咬痕完整清晰，
咬痕深度随荷载的增加而增大。不会出现夹片滑
移，绞线滑丝的现象。
4.2填充型环氧涂层钢绞线与其配套的锚夹具具有优异、可靠的锚固性能，其锚固性能满足GB/T 14370-2007和JTT329-2010标准的要求。
参考文献
[1]金平，费汉兵，徐钦华. 新一代防腐型预应力材料——环氧涂层填充型钢绞线[C]，2006钢桥科技论坛全国学术会议论文集 ， 2006.
[2]郭立叶，李天鸿. 影响夹片式锚固锚固性能的综合因素[J]. 黑龙江交通科技，2006，（5）.
[3]费汉兵，单继安，马伟杰. 填充型环氧涂层钢绞线锚具的设计与锚固性能试验[J]. 公路交通科技. 2010，27（4）.
[4]周明华. 影响夹片式锚具锚固性能的综合因素[J]. 桥梁建设，2001，（2）.
[5]赵有梁，袁华，袁关生. 对钢绞线“切口”效应改善的探讨[J]. 公路. 1997，（1）.
[6]GB/T 14370-2007，预应力筋用锚具、夹具和连接器 [S]. 2007.
【关键词】填充型环氧涂层钢绞线；锚固锚固；静载试验；涂层厚度；咬合锚固
1. 前言
（1）自2003年填充型环氧涂层钢绞线从日本引入国内以来，填充型环氧涂层钢绞线在我国众多桥梁工程项目中得以应用，涉及斜拉索、体外索、体内索、吊杆索、系杆索、岩土锚索和锚碇预应力索等诸多索结构领域。目前，其优异的防腐性能[1]及配套的锚具、夹片锚固性能已被各方认可，这得益于在将这种产品做正式市场推广之前，已做了大量可靠性验证试验，其中包括了对与之配套的夹片式锚具锚固性能的试验研究[2][3]。
（2）GB/T 21073-2007《环氧涂层七丝预应力钢绞线》和JT/T737-2009《填充型环氧涂层钢绞线》标准规定填充型环氧涂层钢绞线表面环氧涂层厚度为0.38 mm ～1.14mm，填充型环氧涂层钢绞线与其配套的专用锚具、夹片标准规定的涂层厚度范围内，其锚固性能应满足GB/T 14370-2007《预应力筋用锚具、夹具和连接器》和JTT329-2010《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器》标准的规定。
（3）试验选取了满足GB/T 21073-2007和JT/T737-2009标准规定范围内的具有代表性的三种涂层厚度的填充型环氧涂层钢绞线进行了锚固性能试验，包括静载锚固性能试验和夹片在低应力到高应力状态下夹片对填充型环氧涂层钢绞线钢基的咬合锚固性能试验，使大家对填充型环氧钢绞线优异、可靠地锚固性能有了更加全面、深入的认识。
2. 夹片式锚具的锚固机理
夹片和锚具构成夹片式锚具的锚固单元，填充型环氧涂层钢绞线受到外力F时，由于夹片内孔有倒形齿牙，依靠钢绞线与夹片之间的咬合和夹片与
锚具锥孔的摩擦来传递应力，从而带动夹片进入锚具锥孔内，根据楔块原理将越楔越紧[4]。锚固过程一般分为三个阶段[5]：“咬进楔合”阶段、“变形平衡”阶段和“内缩控制”阶段。
3. 填充型环氧涂层钢绞线锚固性能
3.1试验依据。
填充型环氧涂层钢绞线静载锚固性能试验依据GB/T 14370-2007标准相关规定[6]执行，咬合锚固性能试验因国内外都无现有的规范、标准借鉴，因此，参考了日本JIS（草案）相关试验资料做了相关试验。
3.2试验准备。
（1）试样。
为了使试样具有代表性，又能反映试验的真实性，本次填充型环氧涂层钢绞线锚固性能试验选取了厚、中、薄三种不同涂层厚度的试样，共计3组9根，其试样涂层厚度满足规范要求并覆盖了规范要求的最大、一般、最小涂层厚度范围，试样膜厚见表1～表3。
（2）夹片式锚具。
试验采用夹片式锚具，利用夹片式锚具的锚固机理与填充型环氧钢绞线充分锚固。
3.3静载锚固性能试验。
（1）按如图1所示，将单根填充型环氧涂层钢绞线、锚具、夹片进行组装，使用张拉用千斤顶及油泵分4级等速加载至80%后，持荷1h，直到加载至破坏，并按照标准规定的项目进行测量和观察。
（2）填充型环氧涂层钢绞线——锚具（单孔）组装件的静载锚固性能试验共进行6组，试验结果见表4。
（3）静载锚固性能试验时，加载至极限荷载后，全部填充型环氧涂层钢绞线均在其自由段部位7丝共同断裂，断口呈紧缩状，见图2。试验后对夹片和钢绞线进行检查，夹片完好无损，填充型环氧涂层钢绞线被夹片夹持部位咬痕完整清晰，未见表面环氧涂层粉末脱落，未发现夹片滑移痕迹，见图3。
图2单孔锚具静载试验钢绞线中断图
图3静载试验后环氧钢绞线和夹片
3.4咬合锚固性能试验。
3.4.1使用张拉用千斤顶及泵对填充型环氧钢绞线施加载荷，通过锚具、夹片按如图4所示的方法留下夹片齿痕。卸载后，将夹片取出，通过火焰枪将环氧涂层烧去，露出钢基本体，确认齿痕。固定端锚具的环氧钢绞线的齿形图如图5所示。
图4咬合试验装置图
图5夹片齿形咬合试验示意
3.4.2试验的张拉荷载为0.2 Fm ～0.7 Fm，分6级张拉，每级张拉结束后均需将夹片取出，观察各级荷载作用下钢基表面被夹片咬合的情况。试验选用了1-3、2-3、3-3（厚、中、薄）三种涂层厚度试样（图6、图7、图8）。夹片在低应力到高应力状态下与不同环氧涂层厚度的填充型环氧钢绞线钢基咬痕如下。
（1）咬合锚固性能试验中，环氧涂层厚、中、薄三种厚度的填充型环氧涂层钢绞线在低应力到高应力6级荷载作用下夹片均能充分咬进钢绞线的钢基上，未出现夹片滑移痕迹，咬痕清晰。
（2）当荷载为0.2 Fm～0.3 Fm时，随着环氧涂层厚度的增加，钢基上的咬痕深度变浅；当荷载为0.4 Fm～0.7 Fm时，随着环氧涂层厚度的增加，钢基上的咬痕深度没有明显变化。
（3）三种环氧涂层厚度的试样随荷载的增加咬痕深度增大，咬痕越完整清晰。
4. 结论
4.1不同环氧涂层厚度的填充型环氧涂层钢绞线分
级张拉咬合锚固性能试验中，在各级荷载作用下夹
片均能充分咬进钢绞线的钢基上，咬痕完整清晰，
咬痕深度随荷载的增加而增大。不会出现夹片滑
移，绞线滑丝的现象。
4.2填充型环氧涂层钢绞线与其配套的锚夹具具有优异、可靠的锚固性能，其锚固性能满足GB/T 14370-2007和JTT329-2010标准的要求。
参考文献
[1]金平，费汉兵，徐钦华. 新一代防腐型预应力材料——环氧涂层填充型钢绞线[C]，2006钢桥科技论坛全国学术会议论文集 ， 2006.
[2]郭立叶，李天鸿. 影响夹片式锚固锚固性能的综合因素[J]. 黑龙江交通科技，2006，（5）.
[3]费汉兵，单继安，马伟杰. 填充型环氧涂层钢绞线锚具的设计与锚固性能试验[J]. 公路交通科技. 2010，27（4）.
[4]周明华. 影响夹片式锚具锚固性能的综合因素[J]. 桥梁建设，2001，（2）.
[5]赵有梁，袁华，袁关生. 对钢绞线“切口”效应改善的探讨[J]. 公路. 1997，（1）.
[6]GB/T 14370-2007，预应力筋用锚具、夹具和连接器 [S]. 2007.