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宇恒预应力钢绞线
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预应力钢绞线在荷载作用下的影响

时间:2019-02-27 10:53 作者:天津宇恒预应力钢 点击:

  随着预应力钢绞线技术在桥梁、建筑和水利工程中的广泛应用,锚固作为保证预应力钢绞线有效传递的关键部件越来越受到人们的重视。预应力钢绞线采用高碳钢盘条,经过表面处理后冷拔成钢丝,然后按钢绞线结构将一定数量的钢丝绞合成股,再经过消除应力的稳定化处理过程而成。为延长耐久性,钢丝上可以有金属或非金属的镀层或涂层,如镀锌、涂环氧树脂等。为增加与混凝土的握裹力,表面可以有刻痕等。模拔的预应力钢绞线在绞合后经过一次模具压缩过程,结构更加密实,表层更加适合锚具抓握。为了保证锚固的效率,锚固成本已成为一个越来越重要的问题。传统设计遵循“大而不小”的原则,以设计经验为基础。预应力钢绞线应力复杂,理论公式难以准确计算其应力应变。以锚固环为研究对象,建立了锚固组合的有限元模型,分析了锚杆的受力过程,校核了锚环的强度,优化了锚固环的形状、尺寸和材料。最后,通过物理实验对实验结果进行了验证。在模拟锚固应力过程方面,以七孔锚具为例,在分析了七孔锚具的工作条件和结构后,采用线性硬化弹塑性材料模型,简化了锚固环、夹和钢绞线的形状。在建立了摩擦系数的基础上,利用有限元分析软件建立了摩擦系数的数值模型。得到了锚固环的应力应变和位移分布,并对锚固环的强度进行了校核。

  关于锚固环尺寸和材料的优化,首先考虑到钢的尺寸和产品加工的要求,对七孔锚环的形状尺寸进行了优化。钢绞线最常用的钢绞线为镀锌钢绞线和预应力钢绞线,常用预应力钢绞线直径在9.53mm-17.8mm范围,有少量更粗直径的钢绞线。每根预应力钢绞线中的钢丝一般为7根,也有2根、3根及19根,钢丝上可以有金属或非金属的防腐层。根据Φ135和Φ126的尺寸规范,对七孔锚环进行了模拟计算,分析了不同高度、相同直径的应力应变随高度的变化趋势,得出了最佳的锚固高度。第三,比较了两种不同材料和不同状态的七孔锚固环的仿真结果.结果表明,经回火处理后,45钢可替代40 Cr钢,提高了屈服强度和断裂强度。最后通过物理实验验证了数值模型的正确性。仿真结果与实验结果吻合较好。上述研究结果为锚固环的形状和尺寸的设计和选材提供了理论依据,具有一定的指导作用。