搞懂这篇就够了！钢绞线偏斜拉伸试验全流程操作详解

钢绞线作为预应力混凝土结构中的关键受力构件，凭借其优异的力学性能与适配性，成为提升混凝土结构性能、保障工程安全的核心材料，因此，采用偏斜拉伸试验评估钢绞线在非轴向受力条件下的力学性能，验证钢绞线服役可靠性也显得尤为重要。

 

钢绞线偏斜拉伸试验是用5根直径大于或等于12.5mm的钢绞线试样固定在与芯轴成20°的偏斜装置上进行轴向拉伸试验，从而来确定钢绞线最大力的缩减系数。很多标准规范中对于钢绞线偏斜拉伸系数有明确要求，如GB/T 5224-2023《预应力混凝土用钢绞线》中规定，一般用途的钢绞线其偏斜拉伸系数D应为≤28%，用于斜拉索的钢绞线其偏斜拉伸系数D应为≤20%。

 

试验方法

1.样品准备

若无特殊要求，试样一般在成品包装前在成品中截取，应一次截取一根足够长度的样品以获得至少12根试样。每个试样长度应适合拉伸和夹持装置。若样品是成卷、成捆等形式的包装产品时，截取试样时应防止试样因发生塑性变形而可能改变其性能。如果对样品有其他要求，则可进行补充。

 

 

2.试验设备

试验所采用偏斜拉伸试验机应具有刚性机架，且包括一个固定的被动锚固夹头和带测力装置的活动锚固夹头，一个加载装置和一个带凹槽的具有规定尺寸的固定芯轴等装置。试验设备应能够满足试验对试样夹持长度、角度等方式的要求，所使用夹具应能承受相关力值的要求。试验中夹片与锚环间应该是扣紧的，且两者间的位移量，及夹片带齿部位的长度应符合相关规定。

 

装置的芯轴部位应采用工具钢制造，且其应具有高韧性和高耐磨性能，其尺寸、表面硬度需满足相关规定，固定方式应为刚性固定不能有任何旋转和移动。如果是新加工的芯轴，其凹槽表面粗糙度最大值为1.6μm，且应按规定方法测量。

 

试验加载设备应有测力传感器并定期校准，其加载速度应可调节，且加载速度、设备精度等均应满足要求。

 

 

3.试验过程

试验前应仔细清理芯轴凹槽表面，若钢绞线试样有轻微弯曲，则其曲率应与偏斜方向一致。按要求将钢绞线试样装置于试验机上，加载前安装锚具过程中应正确调整钢绞线，以保证锚固效果，使加载期间钢绞线与夹片之间不出现任何滑移。

 

完成试样安装后，应按符合试验要求的方式进行加载，当符合上升到预计破断负荷的50%时，加载速度应控制在30MPa/s～60MPa/s（若试验采用应变控制，则应变速度控制在15×10^-5s^-1～30×10^-5s^-1），并保持到试样断裂。

 

试验中应及时精确记录有效试验的单根试样破断力，并根据试验结果计算对应的偏斜拉伸系数，最终计算得出偏斜拉伸系数平均值。当钢绞线的一根或多根钢丝的断裂处不在与芯轴接触的位置时，则试验为无效试验。

 

注意事项

在钢绞线偏斜拉伸试验过程中，为获得更为准确科学的试验结果，有些注意事项需知晓。这些注意事项贯穿试验全流程，从试验前的准备工作到试验中的操作细节，再到试验后的结果处理，每一个环节的把控都直接影响最终数据的可靠性，具体包括以下几方面：

• 需严格按照相关标准选取试样，确保试样长度、直径等参数符合试验要求，避免因试样尺寸不规范导致受力不均。

 

• 虽然建议至少准备10根试样用于偏斜拉伸试验，但钢绞线的偏斜系数是由5个有效的试验结果计算而来，这是由于考虑到有无效试验的情况，可能会导致无法得到最终试验结果。

 

• 偏斜拉伸试验前，在钢绞线样品两端截取的两根试样应按照要求进行轴向拉伸试验，以确定钢绞线的最大力平均值。

 

 

• 试验环境的温度、湿度会对钢绞线的力学性能产生一定影响，尤其是在高温或高湿环境下，钢绞线可能出现力学性能波动。因此，试验应在标准环境条件下进行，若环境条件超出标准范围，需在试验报告中注明，并分析环境因素可能对试验结果产生的影响。

 

• 加载速率是影响钢绞线偏斜拉伸试验结果的重要因素之一，过快或过慢的加载速率都可能导致测得的钢绞线强度值不准确，因此需严格按照试验标准规定的加载速率进行加载。

 

结语

钢绞线偏斜拉伸试验绝非单纯的材料性能检测，而是衔接钢绞线材料特性与混凝土结构实际服役需求的关键环节，它真实模拟了钢绞线在工程中可能面临的非轴向受力场景，所获得的试验数据是混凝土结构设计的重要依据，也能为工程施工提供关键参考。为确保试验数据能够真实、可靠地反映钢绞线的实际性能，必须严格遵循相关标准规范进行真实试验，以使试验数据真正成为支撑混凝土结构安全的科学依据，为钢绞线在工程中的合理应用、结构性能的精准保障筑牢基础。