锚具检测ZY02101.docx
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锚具检测ZY02101
文件编号：
ZY02－10－2008
作业指导书
（锚具检测）
编写：
日期：
审核：
日期：
批准：
日期：
受控状态：
持有者姓名：
分发号：
持有者部门：
江苏省交通科学研究院有限公司
（江苏省交通工程质量检测中心）
目录
一、锚具、夹具硬度试验（ZY02-1001-2008）
1、检测设备及开展项目
2、主要技术要求
3、仪器设备操作规程及注意事项
4、试验操作规程及注意事项
5、检测数据处理
6、测量不确定度报告
7、原始记录
8、检测报告
二、锚具锚固系数试验（ZY02-1002-2008）
同上
三、锚具疲劳性能试验（ZY02-1003-2008）
同上
四、锚具周期荷载试验（ZY02-1004-2008）
同上
五、锚具辅助性试验（ZY02-1005-2008）
同上
一、锚具、夹具硬度试验（ZY02-1001-2008）
1.检测设备及开展项目
主要仪器设备
仪器名称
规格型号
生产厂家
测量范围
准确度等级
布洛维光学硬度计
HBRVU—187.5
其它仪器配件
夹具、伸长计（精度0.01mm）
开展项目
项目名称
试验方法
方法来源
测量范围
允许误差范围
洛氏硬度
GB/T230.1-2004
/
/
维氏硬度
GB/T4340.1-1999
/
/
布氏硬度
GB/T231.1-2002
/
/
2主要技术要求
2.1环境要求
试验一般在10～35℃室温进行。
对于精度要求较高的试验，室温应控制在23±5℃。
2.2硬度试验要求
1.被测试件的表面应平整光洁，试件的支承面与试台保证良好密合。
2.试件应稳定地放在试台上，试验过程中试件不得移动，确保试验力垂直加于试件上。
3.在每个试样上的试验点数应不少于四点（第一点不记）。
4.被测试件最小厚度的确定取决于预期硬度值，
试样或试验层厚度：
洛氏硬度试验应不小于e的十倍，维氏硬度试验至少应为对角线长度的1.5倍。
试验后试件背面不得有显著变形痕迹。
5.在试验过程中，试验装置不应受到冲击和震动。
6.维氏硬度压痕对角线长度范围为0.020～1.400mm。
2.3其它要求
1.应从每批中抽取5％的锚具零件且不应少于5套，按产品设计规定的表面位置和硬度范围做硬度检验。
2.有一个零件不合格时，则应另取双倍数量的零件重做检验；仍有一个不合格时，则应对本批产品逐个检验，合格者方可进入后续检验组批。
3.仪器操作规程及注意事项
3.1HBRVU—187.5型布洛维光学硬度计操作规程
1.接通电源，调整开关至所需位置。
2.根据试件的技术要求选择标尺，顺时针转动变荷手轮，确定总试验力。
3.安装试台和压头，将试件置于试台上。
4.顺时针转动旋轮，升降螺杆，直至光学杠杆上的标尺基线与投影屏刻线重合（重合间距允许差±2个格）。
5.调动微调旋钮，使两线重合，并施加初始试验力。
6.将加卸试验力手柄朝后推，施加主试验力。
7.将总试验力保持相应时间。
达到要求的规定时间后，将加卸试验力手柄朝前拉，卸除主试验力。
8.在硬度测试过程中施加试验力或尚未卸除试验力时，严禁转动变荷手轮。
当试验力施加于试件上时，严禁转动升降螺杆。
9.试验结束后切断电源，清理试验仪器。
3.2硬度计的保养及注意事项
1.本仪器电气元件，开关、插座等安装位置严禁自行拆装。
2.在硬度测试过程中施加试验力或尚未卸除试验力时，严禁转动变荷手轮。
3.当试验力施加于试件上时，严禁转动升降螺杆，避免压头损坏。
4.任何情况下，不允许压头与试台及支座触碰。
5.硬度计搬运时应托底，不准横列。
搬运前先将缓冲器内油抽取，再固定光学杠杆并取下砝码。
凡取下砝码或更换保险丝时，应先拔去电源插头。
6.操作人员应遵守操作规范，在试验前用标准块校对硬度计。
不经常使用的仪器，开机后要进行多次的硬度测试，稳定后，再进行试件的硬度测试。
7.硬度块的使用只能在工作面上进行，其使用有效期为一年。
8.硬度计做好周期检定工作，每年一次以保证硬度计的准确性。
4.试验操作规程及注意事项
4.1洛氏硬度试验步骤
4.1.1.试验前,应使用与试样硬度值相近的标准洛氏硬度块对硬度计进行校验。
硬度计应符合国家计量部的规定要求。
4.1.2.试样的试验面、支承面、试台表面和压头表面应清洁。
试样应稳固地放置在试台上，以保证在试验过程中不产生位移及变形。
在任何情况下，不允许压头与试验台及支座触碰。
试样支承面、支座和试台工作面上均不得有压痕。
4.1.3.试验时，必须保证试验力方向与试样得试验面垂直。
4.1.4.施加初始试验力时，指针或指示线不得超过硬度计规定范围，否则应卸除初始试验力，在试样另一位置试验。
4.1.5.调整示值指示器至零点后，应在2～8s内施加全部主试验力。
应均匀平稳地施加试验力，不得有冲击及震动。
4.1.6.施加主试验力后，总试验力的保持时间应以示值指示器指示基本不变为准。
总试验力保持时间推荐如下：
对于施加主试验力后不随时间继续变形的试样，保持时间为1～3s；
对于施加主试验力后随时间缓慢变形的试样，保持时间为6～8s；
对于施加主试验力后随时间明显变形的试样，保持时间为20～25s；
达到要求的保持时间后，在2s内平稳地卸除主试验力，保持初始试验力，从相应的标尺刻度上读出硬度值。
4.1.7.两相邻压痕中心间距离至少应为压痕直径的4倍，但不得小于2mm，任一压痕中心距试样边缘距离至少为压痕直径的2.5倍，但不得小于1mm。
4.1.8.在每个试样上的试验点数应不少于四点（第一点不算）。
对大批量试样的检验，点数可适当减少。
4.2维氏硬度试验步骤
4.2.1.应选用规定的试验力进行试验。
4.2.2.试样支承面应清洁且无其他污物。
试样应稳固地放置于钢性支承台上以保证试验中试样不产生位移。
使压头与试样表面接触,垂直于试验面施加试验力,加力过程中不应有冲击及震动，直至将试验力施加至规定值。
4.2.3.从加力开始至全部试验力施加完毕的时间应在2～10s之间。
对于小负荷维氏硬度试验和显微维氏硬度试验，压头下降速度应不大于0.2mm/s。
试验力保持时间为10～15s。
对于特殊材料试验力保持时间可以延长，但误差应在±2s内。
在整个试验期间，硬度计应避免受到冲击和震动。
4.2.4.任一压痕中心距试样边缘距离，对于钢、钢及钢合金至少应为压痕对角线长度的2.5倍；对于轻金属、铅、锡及合金至少应为压痕对角线长度的3倍。
4.2.5.两相邻压痕中心之间距离，对于钢及钢合金至少应为压痕对角线长度的3倍；对于轻金属、铅、锡及合金至少应为压痕对角线长度的6倍。
如果相邻两压痕大小不同，应以较大压痕确定压痕间距。
4.2.6.应测量压痕两条对角线的长度，用其算术平均值按表查出维氏硬度值，也可按相关公式计算硬度值。
4.2.7.在平面上压痕两对角线长度之差应不超过对角线平均值的5%，如果超过5%，则应在试验报告中注明。
4.2.8.在一般情况下，建议对每个试样报出3个点的硬度测试值。
4.3布氏硬度试验步骤
4.3.1.应选择合适的试验力进行试验。
4.3.2.试验力-压头球直径平方的比率（0.102F/D2比值）应根据材料和硬度值选择。
当试样尺寸允许时，应优先选用直径10mm的球压头进行试验。
4.3.3.试样应稳固的放置在刚性支承物上。
试样背面和支承物之间应清洁和无外界污物（氧化皮、油、灰尘等）。
4.3.4.使压头与试样表面接触，无冲击和震动地垂直于试样表面施加试验力，直至达到规定试验力值。
从施加力开始至施加力的时间应在2s～8s之间。
试验力保持时间为10s～15s。
对于要求试验力保持时间允许误差为±2s。
4.3.5.在整个试验期间，硬度计不应受到影响试验结果的冲击和震动。
4.3.6.任一压痕中心距离至少为压痕平均直径的2.5倍。
两相邻压痕中心间距离至少为压痕平均直径的3倍。
4.3.7.应在两相互垂直方向测量压痕直径。
用两个读书的平均值计算布氏硬度。
5.检测数据处理
5.1洛氏试验数据处理
1.试验报告中给出的洛氏硬度值应精确至0.5个洛氏单位。
2.对于圆柱面和球面上测得的洛氏硬度值，应按规定进行修正。
3.应尽量避免将洛氏硬度值换算成其他硬度值或抗拉强度，当必须进行换算时，应按GB166、GB1172和GB3771换算。
5.2维氏试验数据处理
维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得到的商，压痕被视为具有正方形基面并于压头角度相同的理想形状。
维氏硬度
常数1/gn＝1/9.80665≈0.102；
F——试验力；
α——金刚石压头顶部两相对面夹角（136°）；
d——两压痕对角线长度d1和d2的算术平均值。
5.3布氏试验数据处理
布氏硬度
常数1/gn＝1/9.80665≈0.102；
D——球直径；
F——试验力；
d——压痕平均直径。
6.测量不确定度报告
测量数学模型：
y=x
最佳测量结果：
y1=x1
方差及灵敏系数：
方差
灵敏系数
标准不确定度计算
测量标准不确定度u（y）包括测量设备示值误差引入的标准不确定度u（y1）、读数不准引入的标准不确定度u（y2）和测量样本的不一致性引入的标准不确定度u（y3）。
）测量设备示值误差引入的标准不确定度u（y1）
u（y1）=
=
为仪器示值误差均匀分布k=
）读数不准引入的标准不确定度u（y2）
u（y2）=
=
e是测量读数时，读数误差均匀分布k=
合成标准不确定u（Re）：
扩展标准不确定度U：
K=2
7原始记录
试验结果应记录在附表《金属洛氏硬度试验记录表》、《金属维氏硬度试验记录表》、《金属布氏硬度试验记录表》中。
8、检测报告
内容包括：
（1）试样名称、规格型号、生产厂家、批号
（2）试验日期
（3）检测方法、判定依据
（4）主要仪器设备
（5）试验结果及判定（JGJ85-2002）
二、锚具锚固性能试验（ZY02-1002-2008）
1.检测设备及开展项目
主要仪器设备
仪器名称
规格型号
生产厂家
测量范围
准确度等级
静载锚固试验机
YJJ-10MN
/
/
/
1200t千斤顶
YCW型A型
/
/
/
前卡式千斤顶
YCN-23型
/
/
/
其它仪器配件
力传感器（精度1%）、位移传感器（精度1%）
开展项目
项目名称
试验方法
方法来源
测量范围
允许误差范围
静载锚固
GB/T14370-2007
/
/
2主要技术要求
2.1试样及组装要求
1.在通过外观检查和硬度检验的锚具中抽取6套样品，与符合试验要求的预应力筋组装成3个预应力筋－锚具组装件进行试验。
2.组装时锚固零件必须擦拭干净，不得在锚固零件上添加影响锚固性能的物质，如金刚砂、石墨、润滑油（设计规定的除外）。
3.预应力钢材严禁互相缠绕，锚具夹片间缝隙要均匀，且夹片顶部高低一致。
4.对预应力钢材应先进行母材性能试验，试件不应少于三根，证明其符合国家行业标准后才可用于组装件试验。
5.母材实测抗拉强度平均值（
）应符合工程选定的强度等级，超过上一个等级时不应采用；当工程选定的是最高强度等级，试验用预应力钢材的实测抗拉强度平均值（
）不应超过1.05倍的抗拉强度标准值（
）。
6.束中各根预应力筋应等长平行，其受力长度不应小于3m。
7.钢绞线穿入孔道时，应保持外表面干净，不得拖带污物；穿束以后，应将其锚固夹持段及外端的浮锈和污物擦拭干净。
2.2加载要求
1.加载前应将各根预应力钢材的初应力调匀，初应力可取钢材抗拉强度标准值
的5％～10％。
2.测量总应变的量具标距不得小于1m。
3.按预应力钢材抗拉强度标准值
的20％、40％、60%、80％，分四级等速加载，加载速度宜为100MPa/min。
4.对试件的破坏部位与形式，应作出文字描述。
2.3试验要求
1.对于先安装锚具、夹具或连接器再张拉预应力筋的预应力体系，可直接用试验机或试验台座加载。
2.如果能证明在先张拉预应力筋再锚固的预应力体系，其锚具对预应力筋—锚具组装件的静载性能和先锚固后张拉方式没有显著影响时，也可以按上述方式加载进行试验。
3.试验结果应单独评定，每个组装件都必须符合要求。
有一个试件不符合要求时，则应取双备数量的锚具重做试验；仍有一个试件不符合要求时，则该批锚具应视为不合格品。
3.仪器操作规程及注意事项
3.1YJJ-10MN静载锚固试验机操作规程
3.1.1.接通试验机各项电源，预热三十分钟，确认放大器标定系数并调零。
3.1.2.打开计算机试验软件，输入试验所需信息。
3.1.3.开启油泵，向张拉油缸供油，使活塞伸出10～20mm。
3.1.4.将预应力钢材从试验机中心孔穿过，在试验机两端装上跟锚具相对应的挡板，并在两挡板外侧装夹试验锚具。
3.1.5.用张拉千斤顶对每根预应力钢材均匀张拉并顶紧，使每根预应力钢材受力均匀。
3.1.6.启动油泵，开启加载油泵逆时针方向关闭张拉油缸回油阀（右上油阀），按预应力钢材抗拉标准值的20％、40％、60％、80％分4级等速张拉到80％后关闭加载油泵电源，持荷1h（计算机点击‘暂停’）后（计算机点击‘继续’），再张拉至破坏。
3.1.7.试样断裂后，将油缸活塞回程余10～20mm即可停泵（如试验全部结束应回到缸底）；取下试样，检查断口及锚具，退出计算机软件，关闭所有电源。
3.1.8注意事项
3.1.8.1.保持试验机表面清洁。
3.1.8.2.试验时，试验机两端必须有挡板，严禁有人随意走动和停留。
3.1.8.3.计算机严禁拷贝不明来源的任何软件或其它文件，以免感染病毒。
3.1.8.4.系统工作时严禁用本计算机玩游戏或干其它事情。
3.1.8.5.预应力钢绞线严禁互相缠绕。
3.2ZB10/320-4/800B超高压二级电动油泵
3.2.1.接通电源。
3.2.2.要使油缸伸出进行加载，应：
首先将转向阀转向左边，并打开左阀门，关闭右阀门；调节面前的速度调节阀门，向内旋转可以增大加荷速率，反之可以减慢加荷速率。
3.2.3.要使油缸缩回，应：
首先将转向阀转向右边，并打开右阀门，关闭左阀门；调节面前的速度调节阀门，向内旋转可以增大加荷速率，反之可以减慢加荷速率。
3.3YCN-23型前卡式内油路液压顶压千斤顶
3.3.1.进行组装试件顶锚时，应：
选用顶锚器，先将千斤顶接触顶锚器、靠上夹片，然后打开左上油阀，关闭右上油阀，调节右下面的阀门，控制油压至8MPa左右，关闭左上油阀，调节左下面的阀门，使油压达到20MPa，然后先打开右上阀门，再打开左上阀门，待油缸完全收回后即可撤回千斤顶。
3.3.2.进行卸夹片时，应：
选用卸锚器，首先打开左上阀门，关闭右上阀门；调节右下面的阀门，缓慢增大油压，听到一声脆响后，打开右上阀门、关闭左上阀门，直到油缸完全收回即完成打开左上阀门，完成卸夹片工作。
4.试验操作规程及注意事项
4.1锚具锚固性能试验
4.1.1.接通试验机各项电源，预热三十分钟，确认放大器标定系数并调零。
4.1.2.打开计算机试验软件，输入委托信息。
4.1.3.开启油泵
（1）向张拉油缸供油，使油缸伸出10～20mm；
4.1.4.根据检定的情况，将力值通道调至相对应的通道上，将力值清零。
4.1.5.将预应力钢材从试验机中心孔穿过，在试验机两端装上跟锚具相对应的挡板，并在两挡板外侧装夹试验锚具。
4.1.6.用张拉千斤顶对每预应力钢材均匀张拉并顶紧，使每根预应力钢材受力均匀。
先对预应力钢材进行逐一张拉，依次张拉完后记下此时传感器上的力值，然后卸力到一个较小值,用手逐一晃动预应力钢材中部，再将力加至原来张拉完毕时的力值；对比较松的预应力钢材再次进行补张拉直至各孔预应力钢材受力基本均匀。
张拉结束后关闭油泵电源。
4.1.7.启动计算机软件，试验开始：
4.1.7.1输入原始数据；
4.1.7.2按“试验”键选择小数点的位数；
4.1.7.3按“显示设置”键选择显示屏的坐标；
4.1.7.4按“试验开始”键开始试验。
4.1.8.开启油泵
（1）逆时针方向关闭张拉油回油阀（右上油阀）按预应力钢材抗拉强度标准值20%、40%、60%、80%分4级等速张拉到80%后关闭油泵
（1）电源，持荷1h（计算机点击暂停），再张拉至破坏。
4.1.9.保存试验数据。
4.1.10.试样断裂后，将油缸活塞回余10～20mm即可停泵（如试验全部结束应回到缸底）。
4.1.11.取下试样，检查断口及锚具，对试样作标记并保存。
到此已完成一次试验。
4.1.12.当试验全部完成后，退出计算机软件，关闭所有电源。
5.检测数据处理
5.1锚具效率系数计算
锚具的静载锚固性能,应由预应力筋-锚具组装件静载试验测定的锚具效率系数ηa和达到实测极限拉力时组装件受力长度的总应变εapu确定。
锚具效率系数ηa按下式计算：
Fapu——预应力筋－锚具组装件的实测极限拉力；
Fpm——按预应力钢材试件实测破断荷载平均值计算的预应力筋的实际极限拉力；
ηp的取用：
预应力筋-锚具组装件中预应力钢材为1至5根时ηp=1，6至12根时ηp=0.99，13至19根时ηp=0.98，20根以上时ηp=0.97。
合格的锚具试验结果应首先满足以下两点：
1.锚具的静载锚具固能应同时满足下列两项要求：
ηa≥0.95；εapu≥2.0%
2.在预应力筋-锚具组装件达到实测极限拉力时，应当是由预应力筋的断裂，而不应由锚具的破坏所导致；试验后锚具部件会有残余变形，但应能确认锚具的可靠性。
5.2锚具合格的判断
静载试验应连续进行三个组装件的试验，全部试验均应作出记录，并计算锚具的锚固效率系数ηa和相应的总应变εapu。
三个试验结果均应满足上述规定的要求，不得进行平均。
预应力钢材在远离锚具处断一根（或一根钢丝）。
此时应察看断口形态，以判断是否属于预应力钢材质量问题。
如不属于锚具的问题，则不对锚具下结论。
静载试验中，当极限拉力Fapu和相应的总应变εapu达到6.2.1中第1条要求时，如将组装件加载至破坏，其破坏状态可能有如下几种情况：
1、预应力筋断裂时可能是逐根发生的，可能先断1根钢材，继续增加荷载，接着再断数根。
试验结果合格；
2、预应力筋突然激烈破断，甚至预应力筋和锚具飞出，断应力钢材拉伤等情况。
这种情况经常发生在锚具效率系数很高的组装件试验中。
显然，这种试验结果也是合格的；
3、预应力筋未断，是因为锚具零件不能继续承受预应力筋的破断荷载而导致组装件终止试验。
因为此时已满足了6.2.1中第1条的要求，但它不符合6.2.1中第2条的要求，试验结果为不合格。
应查明锚具（或连接器）先破坏的原因，修改或加强薄弱零件再经试验并达到合格后才能用于工程。
6.测量不确定度报告
测量数学模型：
y=x
最佳测量结果：
y1=x1
方差及灵敏系数：
方差
灵敏系数
标准不确定度计算
测量标准不确定度u（y）包括测量设备示值误差引入的标准不确定度u（y1）、读数不准引入的标准不确定度u（y2）和测量样本的不一致性引入的标准不确定度u（y3）。
）测量设备示值误差引入的标准不确定度u（y1）
u（y1）=
=
为仪器示值误差均匀分布k=
）读数不准引入的标准不确定度u（y2）
u（y2）=
=
e是测量读数时，读数误差均匀分布k=
合成标准不确定u（Re）：
扩展标准不确定度U：
K=2
7试验结果记录
试验结果应记录在附表《锚具锚固性能试验记录表》中。
7.1试验过程中应测量的项目
1.有代表性的若干根预应力钢材与锚具之间在预应力达到0.8ƒptk时的相对位移Δa；
2.锚具等若干有代表性的零件之间在预应力筋应力达到0.8ƒptk时的相对位移Δb；
3.试件的实测极限拉力Fapu；
4.达到实测极限拉力时的总应变εapu。
7.2试验过程中应观察的项目
1.在预应力筋达到0.8ƒptk时，持荷1h，观察锚具的变形；
2.试件的破坏部位与形式。
8、检测报告
内容包括：
（1）试样名称、规格型号、生产厂家、批号
（2）试验日期
（3）检测方法、判定依据
（4）主要仪器设备
（5）试验结果及判定（JGJ85-2002）
三、锚具疲劳性能试验（ZY02-1003-2008）
1.检测设备及开展项目
主要仪器设备
仪器名称
规格型号
生产厂家
测量范围
准确度等级
微机控制电液伺服疲劳试验机
PWS-500
1%
其它仪器配件
夹具、伸长计（精度0.01mm）
开展项目
项目名称
试验方法
方法来源
测量范围
允许误差范围
疲劳性能
GB/T14370-2007
/
/
2主要技术要求
2.1.试验室环境温度在18℃～25℃范围内，试件温度不得超过40℃。
2.2.试验机应在清洁干燥、无振动，无腐蚀性介质和无较强电磁场干扰的环境中工作
2.3.试验时，电源电压的波动范围不应超过额定电压的±10％。
2.4.允许在实际锚板上少安装预应力钢材，但预应力钢材根数不得少于实际根数的1/10。
2.5.疲劳试验的脉冲频率不应大于每分钟500次。
3.仪器设备操作规程及注意事项
3.1PWS-500微机控制电液伺服疲劳试验机操作规程
3.1.1.检查电气、油路、润滑及其它各部件是否完好，检查各阀及开关是否在初始位置。
3.1.2.打开电源开关，电源灯亮，按启动器的绿色启动按扭启动油泵，此时启动灯亮。
不工作时油液从先导式电磁阀溢流口流回油箱，按下“加压”按钮使液压系统建立起高压状态。
3.1.3.横梁升降操作：
按下手持式控制盒上的“上升”、“下降”按钮控制横梁升降，横梁升降速度由叠加在电磁换向阀下的双向节流阀来调节，调节节流阀两端内六角螺钉，顺时针调节速度减慢，逆时针调节速度加快。
3.1.4.液压夹具操作：
液压夹具初始时处于夹紧状态，当需要夹试样时，先按下“松开”按钮，调整好移动横梁位置装上试样，按下“夹紧”按钮即可进行试验。
3.1.5.由计算机操作伺服阀将伺服缸活塞工作，调整与工作台面之间的距离，开始进行工作。
此时负荷、位移值等有关参数均在计算机屏幕上显示，并按给定的程控自动试验过程。
完成一个工作循环，操作计算机存储资料，并可打印。
3.2PWS-500微机控制电液伺服疲劳试验机维护及安全注意
3.2.1.微机自动控制油缸工作时，严禁手动操作油缸上升、下降按钮及钳口锁紧、松开按钮。
3.2.2.试验过程中和伺服缸工作状态下，严禁将手放在工作台面上；严禁手摸下液压夹头底部，以防伺服缸快速撤回时发生危险。
3.2.3.当需要拆卸油管或各种阀时，一定要停泵一定时间后压力表压力降为“零”后，并使油箱出口的截止阀关闭，才可以拆卸。
3.2.4.拆卸各种阀时一定要关闭总电源，以防止发生危险。
3.2.5.油管拆卸后管接头和油管内一定要清洗干净确认无任何杂质后才能重新安装，以防止堵
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