第十三届全国混凝土及预应力混凝土学术会议论文2 0 0 5 年Q M Z 型系列中间锚具( 环锚) 及工程应用于滨、陈茜、栾贵臣( 中国建筑科学研究院结构所，北京1 0 0 0 1 3 )提要中间锚具( 又称环锚、游动锚) 是集张拉端与固定端于一体的特殊锚具，适用于预应力筋束末端不能或难于安装普通张拉端锚具的环形建筑物，近些年来，被广泛应用在涵洞、隧道、圆形水池，污水处理厂的卵形消化池等工程中。本文主要介绍了中国建筑科学研究院结构所Q M z 系列中间锚具研究、试验与工程应用。关键词中间锚具，无粘结，环形结构1 引言中间锚具( 又称环锚、游动锚) 是集张拉端与固定端于一体的特殊锚具，即预应力筋的张拉端和锚固端在同一块游动锚板上，锚板可以移动，在预留张拉槽内经变角后即可实现张拉。适用于预应力筋束末端不能或难于安装普通张拉端锚具的环形建筑物，如水电站压力引排水隧洞，排砂洞的预应力混凝土衬砌结构和大型污水池等环形预应力结构，也可用作预应力筋连接器。由于中间锚具能够减少摩阻，提高有效预应力，减少锚具数量，节省锚下垫板，使得结构造型美观，近些年来，被广泛应用在涵洞、隧道、圆形水池，污水处理厂的卵形消化池等工程中。为了适应工程的需要，我们也研究设计了Q M z 系列中间锚具，并进行了各项研究试验，该系列产品在多项工程中应用。Q M Z 型中间锚具体积小，能使预应力结构更加紧凑，无需设置扶壁柱，预留槽尺寸更小，减少预应力结构断筋数量，从而减少对预应力结构的影响，同时配套弧形变角器的使用能使施工操作更方便。2Q M Z 中间锚具规格系列于滨，男，1 9 6 3 出生，高级工程师2 1 6 第十三届全国混凝土及预应力混凝土学术会议论文2 0 0 5 年表1无粘结筋用O M Z 系列中间锚具尺寸参数型号ABHL 1L 2Q M Z l 5 - 21 5 55 06 53 5 06 0 0Q M Z l 5 - 41 5 59 08 06 5 09 0 0Q M Z l 5 61 6 01 2 09 56 5 09 0 0Q M Z l 5 - 81 9 51 5 51 0 58 5 01 1 0 0Q M Z l 5 - 1 22 6 01 6 01 3 01 0 5 01 3 0 0Q M Z l 5 1 83 2 02 0 01 6 01 3 0 01 6 0 0图l 伽Z 系列中间锚具安装及张拉槽构造示意图1 钢绞线2 锚板3 工作夹片4 限位板5 交角块6 过渡板7 接长筒8 定位板9 千斤顶1 0 工具锚板1 1 工具夹片3 中间锚具试验2 1 7 第十三届全国混凝土及预应力混凝土学术会议论文2 0 0 5 年按照预应力筋用锚具、夹具和连接器G B T 1 4 4 3 7 0 2 0 0 0 国家标准，我们在国家建筑工程质量监督检验中心对Q M Z l 5 6 型和Q M Z l 5 2 型两种规格的中间锚具进行了锚具组装件静力试验及相应的钢绞线母材试验，试验结果见表2 。试验结果全部达到了国标。表2中间锚具组装件静载锚固性能试验数据钢绞线钢绞线序号锚具型号强度钢绞线计算极实测组装实测极锚固根数限拉力件极限拉限总应效率备注检测报告编号级别力K N变系数之和K N1Q M Z l 5 - 21 8 6 025 2 85 1 83 10 9 8断母材2Q M Z l 5 21 8 6 025 2 85 1 93 3O 9 8断母材 B E T C - C L l 2 0 0 5 。6 3 7 3Q M Z l 5 21 8 6 025 2 85 1 93 30 9 8断母材平均1 8 6 05 2 85 1 93 2O 9 8备注：锚具组装件试验用预应力筋实测平均极限拉力2 6 9 2 k N ，极限拉力时平均应变6 5 ( B E T C C L I 一2 0 0 5 1 6 报告提供) 。预应力筋效率系数7 7 p2 0 9 9 。1Q M Z l 5 61 8 6 061 6 1 5 21 5 5 43 20 9 7断母材2Q M Z l 5 61 8 6 061 6 1 5 21 5 2 92 80 9 6断母材 B E T C C L l 2 0 0 5 一1 9 7 3Q M Z l 5 61 8 6 061 6 1 5 21 5 5 03 20 9 7断母材平均1 8 6 01 6 1 5 21 5 5 43 10 9 7备注：锚具组装件试验用预应力筋实测平均极限拉力2 6 9 2 k N ，极限拉力时平均应变6 5 ( B E T C C L l 2 0 0 5 1 6 报告提供) 。预应力筋效率系数7 7 p = 0 9 9 。图2Q M Z l 5 6 中间锚具锚具组装件静力试验试验结果全部达到了国标。对于设计应力值最大的Q M Z l 5 2 型中间锚具，当钢绞线张拉达到最大力2 6 0 K N 时，中间锚具仍然未发生破坏，而其它几种规格的中间锚具设计应力值均小于Q M Z l 5 2 型中间锚具，因此，Q M Z 系列中间锚具的设计是完全满足安全条件的。2 1 8 第十三届全国混凝土及预应力混凝土学术会议论文2 0 0 5 年4 工程应用近来，在北京小红门污水处理厂卵形消化池、陕西扶风冀东水泥分厂生料筒仓工程等工程中均采用了Q M Z 系列中间锚具。小红门污水处理厂消化池工程由北京市市政工程设计研究总院设计，市政四公司负责施工，这是北京地区首次采用卵形体系，池体 总高4 6 0 6 1 米，由5 个容积分别达1 2 3 0 0立方米的卵形水池组成，为目前国内容积最大的卵形消化池。环向无粘结预应力筋根据所在位置池体的直径不同分为1 8 0 。张拉和3 6 0 。张拉，用到Q M Z l 5 - 2 型、Q M z l 5 4 型、 Q M Z l 5 6 型、Q M z l 5 - 8 型中间锚具。图3 卵形消化池剖面示意图为了满足卵形消化池结构的需要，中间锚具的设计必须满足以下要求：开槽尺寸要尽量小，少断结构钢筋；减少摩阻损失，提高有效预应力；安装简单，张拉施工方便。 ， 以下是Q 舵型中间锚具在小红门污水处理厂卵形消化池工程工程中的应用。图4 张拉中的Q M Z l 5 - 6 中间锚具及其组件( 小红门污水处理厂卵形消化池工程)2 1 9 第十三届全国混凝土及预应力混凝土学术会议论文2 0 0 5 年图5 安装完毕的Q M Z l 5 6 中间锚具( 小红门污水处理厂卵形消化池工程) 以下是Q M Z l 5 6 中间锚具在陕西扶风冀东水泥分厂生料筒仓工程中应用的照片。图6 张拉中的Q M Z l 5 6 中间锚具及其组件( 陕西扶风冀东水泥分厂生料筒仓工程)图7 安装完毕的Q M Z l 5 2 中间锚具( 陕西扶风冀东水泥分厂生料筒仓工程)2 2 0 5 结语随着国民经济的快速发展，将会有越来越多的卵形消化池、筒仓、球形大型构筑物和高耸结构等环形预应力结构，而且这类结构都在向大型化发展。对于这类大型环形结构的预应力设计和施工，为了减小结构的壁厚，使用中间锚具对结构施加环形预应力是必由之路。中间锚具运用于环形预应力结构中，具有以下诸多优点：( 1 ) 减小环形结构壁厚，配筋相应减少，节省大量混凝土和钢材，降低施工成本和工程造价；( 2 ) 不需要专门设置扶壁柱，只需留出足够宽度和深度的锚具槽，待张拉完毕后，将锚具槽用膨胀混凝土封堵，池壁是光滑的曲面，外表美观；( 3 ) 可以提高结构的抗裂性能，有效改善结构性能，提高耐久性和耐腐蚀性；( 4 ) 可实现每周圈无粘结钢绞线分段同步一次张拉和锚固，满足大直径池体整圈次建立预应力的要求，使预加应力均衡地作用于池体曲面上；( 5 ) 合理布置预应力筋束，采用弧形变角器有利于减少曲线预应力筋的摩阻损失，提高有效预应力；( 6 ) 减少了锚具数量和预留槽个数，减少了断筋数量，从而减少对预应力结构的影响，同时使施工操作更方便。Q M z 系列中间锚具的诸多优点满足了工程的需要，降低了施工的成本，为在环形结构中更加广泛的推广应用中间锚具创造了条件。参考文献 1 王晶，无粘结预应力技术在圆形混凝土筒仓中的应用 2 刘璇，环形后张预应力混凝土技术在水电工程中的应用，甘肃水利水电技术，2 0 0 2 9 3 王光荣，万玉生，史卿，中国给水排水，2 0 0 0 92 2 1