[科普中国]-锚锥

概念

在预应力锚杆结构体系之中，外锚头是对结构物施加拉张力，实现锚固的关键部位。由于外锚头的存在，才能使预应力永久的存在下来。外锚头是用金属部件加工而成的机械装置。由于预应力的不断发展，锚杆的种类也越来越多，而区别锚杆类型，主要是外锚头的结构类型，其主要类型有：墩头锚、锥型锚、JM锚、XM锚、OVM锚、精扎螺纹锚、螺丝端杆锚等。锚锥作为其中的一种，有其特有的性质和参数。1

锚锥组成锥型锚具主要由锚塞和锚圈组成。它可锚固标准强度为1570MPa以上的、的高强钢丝束，主要用于后张法预应力混凝土的构建中，其主要构造见图1。1

GZ型钢质锚锥技术参数表见图2。

锚具、夹具和连接器的关系锚具是指在后张法预应力结构或构件中，为保持预应力筋的张拉力并将其传递到混凝土上所用的永久性锚具装置。夹具（又称工具锚）是指在先张法预应力混凝土结构或构件施工时，为保持预应力筋的拉力并将其固定在张拉台座（或设备）上的临时性锚固装置；或者是在后张法预应力结构或构件施工时，将千斤顶（或其他张拉设备）的张拉力传递到预应力筋的临时性锚固装置。连接器是指用于连接预应力筋的装置。

预应力锚具按锚固性能分为Ⅰ类和Ⅱ类两种：Ⅰ类锚具用于承受动、静载作用的预应力混凝土结构，Ⅱ类锚具仅用于有黏结的预应力混凝土结构中预应力筋应力变化不大的部位。预应力锚具、夹具和连接器按锚固方式的不同，可分为夹片式（单孔和多孔夹片锚具）、支承式（镦头锚具、螺母锚具等）、锥塞式**（钢质锥形锚具）**和握裹式（挤压锚具、压花锚具等）四种。它们的产品标记由四部分组成：第一部分由两个汉语拼音字母组成，第一个字母为预应力体系代号，由研制单位选定，无研制单位者可省略不写，第二个字母为锚具(M)、夹具(J)或连接器(L)代号；第二部分为预应力筋的直径(mm)；第三部分为预应力筋的根数；第四部分为锚固方式代号，夹片锚、锥塞锚和握裹锚的代号分别为J、Z和W，支承式锚中的螺母锚具和镦头锚具代号分别为L和D。例如，锚固21根直径为5 mm钢丝的镦头锚具可以标记为M5-21D。2

锚锥的技术要求锚具、夹具和连接器应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性，以保证充分发挥预应力筋的强度，并安全地实现预应力张拉作业。

锚具的静载锚固性能．应由静载试验时测定的锚具效率系数。和达到实测极限拉力时预应力筋-锚具组装件受力长度的总应变确定。

锚具效率系数按下式计算：

式中：

——预应力筋-锚具组装件的实测极限拉力；

——预应力筋的实际平均极限抗拉力，由预应力钢材试件实测破坏荷载平均值计算得出；

——预应力筋的效率系数，按下列规定取用：预应力筋-锚具组装件中预应力钢材为1～5根时，；预应力筋-锚具组装件中预应力钢材为6～12根时，；预应力筋-锚具组装件中预应力钢材为13～19根时，；预应力筋-具组装件中预应力钢材为20根及以上时，。

锚具的静载锚固性能应同时满足下列两项要求：对于Ⅰ类锚具，，；对于Ⅱ类锚具，，。

在预应力筋一锚具组装件达到实测极限拉力时，应当是由于预应力筋的断裂，而不应当是由于锚具（或连接器）的破坏而导致试验的终结。试验后锚具部件会有残余变形，但应能确认锚具的可靠性。

对于预应力筋-具组装件，除必须满足静载锚固性能外，还需满足循环次数为200万次的疲劳性能试验，即试件经受200万次的循环载荷后，锚具零件不应发生疲劳破坏。在经受200万次循环载荷后，预应力筋在锚具夹持区域发生疲劳破坏的截面面积不应大于试件总截面面积的5%。

用于有抗震要求结构中的锚具，预应力筋一锚具组装件还应满足循环次数为50次的周期载荷试验，即试件经过50次循环载荷试验后，预应力筋在锚具夹持区域不应发生破断、滑移和夹片松脱现象。

锚具应满足分级张拉、补张拉以及放松预应力筋的要求，锚具及其附件上应设置灌浆孔或排气孔应有保证浆液畅通的截面面积，排气孔应设在锚具垫板空腔的上部。锚固过程中预应力筋的内缩量不应大于6 mm，锚口摩阻损失不应大于2.5%。2

锚锥的优点1．取消墩粗，减少大量准备工作， 钢筋束穿入孔道方便；

2．锚固性能可靠，钢筋不滑动；

3．如一束钢筋下料长度不等， 安装夹具时还可予以调整，使每根钢筋应力仍较均匀。3

锚锥的工作原理锥形夹具的工作原理是：将一束钢筋分别排列在锚锥的半圆槽里，套入锚环后打紧。通过螺杆张拉锚锥，使之向锚环内移动，借锚锥与锚环间的挤压力锚住钢筋（图3、4）。

锚环与锚锥均用45号钢制作，经热处理，回火后要求硬度HRC=40～45。3