一种超高性能混凝土锚固体系评价方法与流程

本发明涉及锚固装置检测领域，特别是涉及一种超高性能混凝土锚固体系评价方法。

背景技术：

1、预应力技术是采用钢绞线张拉后对混凝土结构施加预压应力，从而提高混凝土结构的耐久性和承载能力，现在普遍采用1860mpa的钢绞线施加预应力。随着钢铁冶炼技术与加工制造工艺的提高，1960～2400mpa的钢绞线陆续被研发和应用，高强钢绞线的应用增加了锚固区的受力，提高了对锚固体系的要求。

2、超高性能混凝土是一种新型高性能水泥基混凝土材料，具有超高的抗压性能、耐久性和良好的抗拉性能，立方体抗压强度一般高于120mpa。在桥梁、建筑结构、电力结构等已进行应用，在预应力锚固区具有良好适用性。

3、既有结构锚固体系中普通钢筋配置量较大，在实际施工中不利于钢筋绑扎和混凝土的浇筑，给锚固区混凝土结构质量带来隐患。普通混凝土的抗拉强度较低，在预应力集中作用下，混凝土有开裂的风险。现有适应于高强预应力的超高性能混凝土锚固体系应用于高强预应力体系，减小锚垫板尺寸和降低钢筋配筋率，提高结构质量和施工效率。

4、为了满足适应于高强预应力的超高性能混凝土锚固体系的设计需求，现需一种超高性能混凝土锚固体系评价方法来实现超高性能混凝土锚固体系的参数设计以及评价。

技术实现思路

1、本发明是为了解决现有技术中预应力锚固体系评价方法未有针对超高性能混凝土锚固体系的问题，本发明提供了一种超高性能混凝土锚固体系评价方法，通过对超高性能混凝土锚固体系开展对应钢绞线数量和钢绞线拉力标准值的各级加载进行测定并根据测定方式调整设计数值的方法，解决了现有技术的问题。

2、本发明提供了一种超高性能混凝土锚固体系评价方法，包括以下步骤：

3、s1、设定锚垫板参数和uhpc参数，根据设定的锚垫板参数和uhpc参数制备超高性能混凝土锚固体系模型；

4、s2、对制备的超高性能混凝土锚固体系模型进行极限情况下强度试验；

5、s3、根据强度试验结果判断立方抗压强度是否大于设计值，是则进行步骤s4，否则进行步骤s20；

6、s4、根据强度试验结果判断抗折强度是否大于设计值，若是则进行步骤s6，否则进行步骤s20；

7、s5、将超高性能混凝土锚固体系模型安装至台架上；

8、s6、对超高性能混凝土锚固体系模型安装荷载测试装置；

9、s7、根据模型钢绞线公称抗拉强度标准值、试验锚垫板对应的钢绞线根数和单根钢绞线公称横截面积计算锚垫板传力试验中钢绞线束抗拉力标准值fptk，fptk的具体计算公式如下：

10、fptk＝fptk×n×ap；

11、其中fptk为钢绞线公称抗拉强度标准值，n为试验锚垫板对应的钢绞线根数，ap为单根钢绞线公称横截面积；

12、s8、对超高性能混凝土锚固体系模型进行第一试验倍率下的钢绞线束抗拉力标准值fptk的加载，持续时间为t1；

13、s9、判断此时超高性能混凝土锚固体系模型表面是否出现可见裂缝，是则进行步骤s24，否则进行步骤s10；

14、s10、判断此时锚垫板向下位移是否出现负增长，是则进行步骤s28，否则进行步骤s11；

15、s11、对超高性能混凝土锚固体系模型进行第二试验倍率下的钢绞线束抗拉力标准值fptk的加载，持续时间为t2；

16、s12、判断此时超高性能混凝土锚固体系模型表面是否出现可见裂缝，是则进行步骤s23，否则进行步骤s13；

17、s13、判断此时锚垫板向下位移是否出现负增长，是则进行步骤s27，否则进行步骤s14；

18、s14、提升载荷至第三试验倍率下的钢绞线束抗拉力标准值fptk后，进行反复加载，反复加载次数为x；

19、s15、判断此时超高性能混凝土锚固体系模型表面是否出现可见裂缝，是则进行步骤s22，否则进行步骤s16；

20、s16、判断此时锚垫板向下位移是否出现负增长，是则进行步骤s26，否则进行步骤s17；

21、s17、提升载荷至第四试验倍率的钢绞线束抗拉力标准值fptk载荷；

22、s18、判断超高性能混凝土锚固体系模型表面裂缝宽度是否超过0.1mm，是则进行步骤s21，否则s19；

23、s19、判断锚垫板是否出现裂缝，且锚垫板向下位移是否出现负增长，若有一项为是则进行步骤s25，否则进行步骤s29；

24、s20、提高uhpc强度，提高量为an/m2，进行步骤s1；

25、s21、提高钢纤维掺量α％，进行步骤s1；

26、s22、改善养护条件的同时提高钢纤维掺量β％，进行步骤s1；

27、s23、提高uhpc强度bn/m2同时提高钢纤维掺量β％，进行步骤s1；

28、s24、提高uhpc强度cn/m2、改善养护条件的同时提高钢纤维掺量γ％，进行步骤s1；

29、s25、加大锚垫板厚度amm，进行步骤s1；

30、s26、加大锚垫板尺寸bmm，进行步骤s1；

31、s27、加大锚垫板cmm厚度和尺寸dmm，进行步骤s1；

32、s28、加大锚垫板emm厚度和尺寸fmm同时提高锚垫板材料强度δn/m2，进行步骤s1；

33、s29、试验极限载荷fu，若极限载荷则判定为锚固体系合格，否则为进行步骤s20；

34、其中，fu为试验极限荷载值、fcu,k为模型设计混凝土立方体抗压强度标准值、f′cu为试验时同条件养护立方体模型的抗压强度实测平均值。

35、本发明所述的一种超高性能混凝土锚固体系评价方法，作为优选方式，步骤s1具体包括：

36、s1a、钢模板内外表面除锈并涂刷脱模剂；

37、s1b、判断待评价的锚固体系是否有普通钢筋，是则将绑扎好的钢筋笼放入钢模板内部后进行步骤s1c，否则直接进行步骤s1c；

38、s1c、判断待评价的锚固体系是否有螺旋钢筋，是则在钢筋笼内安装螺旋筋和锚垫板后进行步骤s1d，否则在钢筋笼内安装锚垫板后进行s1d；

39、s1d、在钢模板内浇筑超高性能混凝土；

40、s1e、进行3天蒸汽养护或连续7天对模型进行洒水养护；

41、s1f、混凝土强度达到设计值60％，将模型脱模；

42、s1g、等待模型的混凝土强度达到设计值100％；

43、s1h、完成模型制备。

44、本发明所述的一种超高性能混凝土锚固体系评价方法，作为优选方式，超高性能混凝土锚固体系模型包括混凝土柱、找平层、预应力管道和锚垫板，混凝土柱为混凝土长方体结构，找平层上表面连接混凝土柱底面，预应力管道设置于混凝土柱内部，预应力管道为筒状结构，预应力管道、混凝土柱和锚垫板共轴线，锚垫板设置于混凝土柱顶部且联通预应力管道，找平层下表面设置于台面上，混凝土柱轴线垂直台面上表面。

45、本发明所述的一种超高性能混凝土锚固体系评价方法，作为优选方式，超高性能混凝土锚固体系模型还包括螺旋筋，螺旋筋为轴向螺旋结构，螺旋筋设置于混凝土柱顶端内部且设置于预应力管道顶部外周，螺旋筋一端连接锚垫板，螺旋筋与预应力管道共轴线。

46、本发明所述的一种超高性能混凝土锚固体系评价方法，作为优选方式，超高性能混凝土锚固体系模型还包括若干纵向钢筋和若干箍筋，各纵向钢筋均匀的竖向设置与混凝土柱侧表面，箍筋均匀的周向设置于混凝土柱侧表面外周上，纵向钢筋和箍筋组合成设置在混凝土柱外表面的网状钢筋笼。

47、本发明所述的一种超高性能混凝土锚固体系评价方法，作为优选方式，uhpc强度的变化量c＞b＞a；

48、钢纤维掺量的变化量γ＞β＞α；

49、长度变化量e＞c＞a，f＞d＞b。

50、本发明有益效果如下：

51、本评价系统采用逐级反馈的方式，根据实际测定问题设定合理的解决方案，使得整体评价流程具有一定灵活性，针对超高性能混凝土锚固的使用环境得到的结果的合理性更强；

52、同时本技术方案将uhpc状态分为五个等级，将锚垫板状态分为四个等级，使uhpc和锚垫板均能得到更有针对性的调整解决方案；

53、试验中各级荷载间隔时间观测并记录裂缝宽度和锚垫板竖向位移值，验证模型是否满足预应力超高性能混凝土结构锚固区域的正常使用极限状态要求，控制超高性能混凝土的裂缝开展及裂缝宽度和锚垫板变形性能，保障锚固体系的正常使用和耐久性；在荷载到达1.2级后要加载至最终破坏，验证模型承载能力极限状态要求，从而判断承载能力是否满足使用要求，是否满足承载能力极限状态。