原作者:北京建筑工程学院土木一系 唱锡麟 出处:摘自《建筑技术》

【论文摘要】新型夹具是为预应力钢绞线拉伸试验专门设计的，它解决了V型夹具对钢绞线夹持不均匀的缺陷，提高了试验结果的准确度。普通100t万能试验机配上它也可以作钢绞线的拉伸试验

　　在钢绞线拉伸试验时发现：钢绞线被破坏时，多数情况是只有一根钢丝被拉断。此时的钢绞线抗拉极限荷载偏低，有时甚至低于同批钢绞线锚具组合件的抗拉极限荷载，于是就出现了锚具组合件的效率系数大于1的试验结果。这样的结果在理论上说是不合理的。

　　通过对经过拉伸的钢绞线进行观察：钳口在钢绞线各股外层钢丝上的压痕是不连续的，压痕的总长是不相等的，最多相差15％；压痕的起止点也是不同步的，最多相差25mm（夹持范围为225mm）。钢绞线是由六股外层钢丝围绕着一股芯丝呈螺旋状绞制而成的。钢绞线被V型钳口夹持时，钢绞线的最大轮廊线所围成的圆柱体与V型钳口所构成的正四棱孔形成了相内接的几何关系；可是就其任一横截面而言又不尽相同。为叙述简便把钢绞线的横截面简化为正六边形，钢绞线的轴心为形心，钢绞线各股外层钢丝距轴心的最远点为正六边形的六个顶点；V形钳口所围成的正四边形的形心与正六边形的形心重合。在图1所示的情况下，六边形的二个顶点与四边形的边有相接的关系，其余四个顶点距边框（钳口）的刚性接触的最小距离为0.56mm。在图2所示的情况下，在四个顶点与钳口的刚性的最小距离为0.21mm，实际上，V型钳口与钢绞线的接触是塑性的，钳口留在钢绞线上的压痕深度为0.3mm左右；在塑性接触情况下这四个顶点应当能与钳口相接。上述二种情况在225mm的夹持长度范围内可能各自出现10次。任何时刻都不会有六个顶点同时与钳口相接的截面出现。由此，可以得出一个肯定的结论：V型钳口无法对钢绞线的六股外层钢丝实现均匀夹持，这就是造成上述压痕不连续、总长不等、起止点不同步的原因。

　　　
图1　　　　　　　　图2

　　钢绞线所承受的拉荷载是万能机通过钳口与钢绞线外层钢丝之间摩擦力传递过来的。而磨擦力的大小与受力面积之间存在着一个增函数的关系，压痕越深、接触面积之和越大的钢丝所承受的拉荷载就越大，反之就越小。由于各股钢丝所受磨擦力不同，相对于钳口会产生不等量的滑移。而钢绞线的理论伸长率很小，只相当于普通碳素结构钢的1/7左右，因此，滑移量的差异对各股外层钢丝的实际伸长率的影响就显得更为突出了。实际伸长率大的钢丝自然要先于实际伸长率小的钢丝被拉断。可见由于钢绞线各股外层钢丝与V型钳口的接触面情况不同其承受的拉荷载也不同，达到极限荷载的时刻也不同，这样所测得的钢绞线的极限荷载必然要不同程度的低于其实际极限荷载。因此，改良夹具，提高夹具对钢绞线夹持的均匀性和可靠性是提高检测结果准确度的关键。

　　经反复研究我们设计制造了一套新的园型夹具及配套附件，其最大特点是：钳口是环形的，当它夹持住钢饺线之后，在其任一横截面上钳口所围成的图形都是一个圆（见图3），这就保证了钳口能与钢饺线的六股外层钢丝同时相内接。对用这种新夹具做完拉伸试验后的试件进行观察：钳口留在钢饺线六股外层钢丝上的压痕基本上都是连续的，长度相等，深度均匀，起止点完全同步。表1所列是分别用新型的圆钳口在LYWJ2－100t万能试验机（钳口最大间距750mm）上对钢铰线进行拉伸试验的检测结果与某国家级试验室用V型专用万能机上对钢饺线进行拉伸试验的检测结果的统计对照。对照表明，利用园钳口得到的检测结果的准确度要高于V型钳口。