¶ 03231 預力鋼腱及端錨
¶ 1. 03231 預力鋼腱及端錨 V2021.02.doc
第03231章
預力鋼腱及端錨
1. 通則
1.1 本章概要
說明預力混凝土構造物所採預力鋼腱(Tendon)、鋼絞線(Strands)、鋼線(Wires)、夾片(Wedge)、套管(Sheath)、續接器(Coupler)及端錨(Anchorage)等之材料、設備、施工及檢驗等相關規定。
1.2 工作範圍
包括預力鋼線及鋼絞線、預力端錨、預力續接器及預力混凝土用套管之材料規格、產品資料分階段送審、準備工作、安裝、施工、檢驗及現場品質管制等相關工作。
1.3 相關章節
(1)第03210章—鋼筋
(2)第03432章--後拉法預力混凝土梁
1.4 相關準則
1.4.1 中華民國國家標準(CNS)
(1)CNS 3332 G3073 預力混凝土用鋼線及鋼絞線
(2)CNS 8497 G3163 熱軋不銹鋼鋼板、鋼片及鋼帶
(3)CNS 8499 G3164 冷軋不銹鋼鋼板、鋼片及鋼帶
(4)CNS 12739 A2243 預力混凝土用螺旋鋼製套管
1.4.2 交通部
交通部頒「公路橋梁設計規範」
1.4.3 美國材料試驗協會(ASTM)
(1)ASTM A53/A53M Standard Specifications for Pipe,Steel, Black and Hot-Dipped,Zinc-Coated,Welded and Seamless
無縫熱浸鍍鋅黑色鋼管標準規範
(2)ASTM C564 Standard Specification for Rubber Gaskets for Cast Iron Soil Pipe and Fittings
污水鑄鐵管及管配件用橡膠墊片標準規範
(3)ASTM D638 Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics
塑料拉伸性質標準試驗法
(4)ASTM D790 Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insultating Materials
非加勁和加勁塑料和電絕緣材料的彎曲特性的標準試驗法
(5)ASTM D1238 Standard Test Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer
擠出塑性儀測定熱塑性塑料熔體流動速率的標準試驗法
(6)ASTM D1505 Standard Test Method for Density of Plastics by the Density-Gradient Technique
通過密度梯度技術對塑料進行密度測試的標準試驗法
(7)ASTM D1693 Standard Test Method for Environmental Stress-Cracking of Ethylene Plastics
乙烯塑料環境應力開裂的標準試驗法
(8)ASTM D2657 Standard Practice for Heat Fusion Joining of Polyolefin Pipe and Fittings
聚烯烴管材和配件熱熔接的標準規範
(9)ASTM D2837 Standard Test Method for Obtaining Hydrostatic Design Basis for Thermoplastic Pipe Materials or Pressure Design Basis for Thermoplastic Pipe Products
獲得熱塑性管道材料的靜液壓設計基礎或熱塑性管道產品的壓力設計基礎的標準試驗法
(10)ASTM D3350 Standard Specifications for Polyethylene Plastics Pipe and Fittings Materials
聚乙烯塑料管材和管件材料的標準規範
1.4.4 歐洲技術認可組織(European Organisation for Technical Approvals, EOTA)
(1)ETAG 013 Guideline for European Technical Approval of Post-Tensioning Kits for Prestressing of Structures
歐洲預力結構之後拉套件技術認可指南
1.4.5 國際預力聯盟(International Federation for Prestressing, FIP)
(1)Recommendations for the acceptance of post-tensioning systems (1993)後拉系統允收建議
1.5 定義
1.5.1 預力系統
係指後拉法之端錨或續接器之整組構件,包括錨頭、承壓板、喇叭套筒、夾片、錨錐、保護蓋及預力續接器等,各構件不同廠牌不得混用。
預力系統廠商需為原製造廠商、原廠授權代理廠商或原廠授權製造廠商;原廠授權代理廠商或原廠授權製造廠商應檢附原製造廠商相關完整有效之授權證明文件,授權證明文件應經我國政府機構或駐外單位認證。
(1) 預力鋼腱應採用預力系統廠商認可並經3.4.1檢驗合格之產品。
(2) 施預力設備如採用非預力系統廠商之產品時,應由預力系統廠商出具證明,證明所採用之施預力設備符合原預力系統廠商同系列施預力設備之規格、功能需求。
1.5.2 預力續接器
分為固定式及活動式,固定式為接續原已設置並經施畢預力錨碇後之鋼腱,活動式為接續原已設置但尚未施預力之鋼腱。續接處不得產生影響應力傳遞之滑動。
1.5.3 同系列預力產品
(1) 同系列預力產品指產品適用相同標準(標稱)直徑(Nominal Diameter)但不同股數(此處“股數”指系統產品所具股數,非本工程擬使用股數)鋼絞線之預力系列,其使用相同傳力機制、並具有相同構件組成,僅各構件尺寸不同者之預力端錨產品,視為同系列產品。
(2) 夾片數及其尺寸不同者或鋼絞線標稱(標準)直徑不同者為不同系列產品。
(3) 固定鋼絞線方式不同者(例如夾片型與握裹型屬不同固定鋼絞線方式),為不同系列產品。
(4) 固定端錨與活動端錨相互替代符合前述同系列情形者,可視為同系列產品。
1.6 資料送審
1.6.1 預力鋼絞線
(1) 訂約後:應提送產品說明書及無輻射污染證明(含原廠產品型錄、製造廠名稱及地址、產品編號或型號、規格、尺寸、容許公差等)。
(2) 進場時:應提送製造廠出具之出貨單、批號、出廠證明、檢驗合格證明。國外進口產品需附經海關證明之進口報單或相關證明文件。
1.6.2 預力端錨及預力續接器
承包商應於下列各階段提報相關文件送請工程司核可後始可進行次一階段之作業。承包商所提各項文件內容(包含材質、尺寸及構造等規格)應為相符並且一致。
(1) 訂約後:
A.產品說明書:
a.含製造廠名稱及地址、製造廠原版型錄[含產品編號或型號、預力系統各部構件(含預力鋼腱配置之最小彎曲半徑、自端錨進入套管後應保持之最小直線段等)及機具之規格、尺寸及材質資料等]
b.所採用預力系統如係由原廠授權代理廠商或原廠授權製造廠商所供應,應檢附由原廠所出具並經我國駐外單位驗證之相關授權證明文件。
B.型式檢驗報告書:
a.型式檢驗報告書應符合下列規定之一:
(a) 應為具取得實驗室認證機構所核發之該項試驗認證之實驗室依本章規定辦理所出具之試驗報告。型式檢驗計有靜載重試驗(Static Load Test)、動力載重試驗(Dynamic Load Test)、載重傳遞試驗(Load Transfer Test)等項目。
前項實驗室認證機構應為國際實驗室認證聯盟相互承認協議(ILAC MRA) 之簽署會員。
(b) 出具動力載重試驗報告或載重傳遞試驗報告之實驗室,如不符前述實驗室資格規定時,應依以下b項(e)款規定辦理。
(c) 經1.4.4歐洲技術認可組織(EOTA)所認可文件之試驗報告。
所提試驗報告之試件鋼絞線標稱(標準)直徑,如與所預定使用之鋼絞線標稱(標準)直徑不同時,承包商須檢送於有效期限內之完整EOTA技術認可書(European Technical Approval, ETA),證明所預定使用鋼絞線標稱(標準)直徑之預力系統已取得EOTA認可,該試驗報告方可予接受。
b.提送之試驗報告應包含:
(a)試驗樣本所能代表該系列之各型號、各產品之製造廠資料、各部尺寸及材質資料,並應與本工程使用之預力系統元件相符(本項資料可由預力系統廠商提供)。
(b)試驗用鋼絞線之機械性質報告(鋼絞線應符合本工程規定)。
(c)試體組裝、試驗流程、試驗數據、試驗結果判斷。
(d)試驗機構提供之試驗相片(含試體組裝於試驗機台之相片及試驗完成後試體之相片,相片應能含括各角度,且應為清晰可辨識之彩色相片、尺寸在4吋×6吋以上)。
(e) 承包商如提送由前述 a.(b)款所述實驗室出具之動力載重試驗報告或載重傳遞試驗報告,除需提送以上(a)~(d)各項資料外,應再提送辦理該試驗之試驗機台設備規格、設備校正報告、試驗布設示意圖、試驗作業程序書、試驗全程縮時攝影紀錄影片(影片應為能含括試驗各階段之完整全程紀錄影片,含試件組裝於試驗機台至試驗完成後試體檢視之操作過程,且應為清晰可辨識之彩色影片,操作中之循環加載過程得以縮時攝影方式適當處理後呈現)等指定之相關資料。
C.品質計畫:
a.包括材料規格(含本工程使用之產品編號或型號、各產品之製造廠資料、各部尺寸及材質資料)及產品標示等。
b.檢驗及試驗規範(含項目、方法、頻率及合格標準等,須與附錄相關規定相符)及本工程材料數量、進場時程與進場抽檢驗計畫;外觀(含尺度及形狀)檢驗每批(其定義同第3.4.2所述)產品取樣為該批總數量之5%,且至少3個。
D.產品安裝說明書,內容應符合以下規定:
a.預力系統各部構件安裝說明:應至少包含施工順序、施工要領、定位與精度要求(錨頭與承壓板中心偏心防制機制)、注意事項。
b.施拉預力:應包含機具設備操作要領、預力施拉(前、中、後)要領、伸長量、施工安全、注意事項。
c.灌漿施工:應符合第03432章規定。
E.製造廠派赴工地指導承包商辦理安裝作業之技術人員資歷文件,前述技術人員應具有豐富之工地經歷。
(2) 進場時
A.製造廠出具之產品出廠證明及檢驗合格證明。
B.依品質計畫辦理之各項材料及成品試驗報告。
C.國外進口產品尚需附經海關證明之進口報單或相關證明文件。
1.6.3 預力混凝土用套管:
¶ (1) 訂約後:應提送產品說明書(含製造廠名稱及地址、產品編號或型號、規格、尺寸等)送請工程司核可後始准進場。
¶ (2) 進場時:應提報該批產品製造廠之出廠檢驗合格報告送請工程司核可後始可使用。
1.6.4 制式電銲套:(無則免)
¶ (1) 訂約後:應提送電銲套之型式、性質、施工程序,以及接合溫度、電熔時間、冷卻時間等送請工程司核可後始准進場。
¶ (2) 進場時:應提報該批原廠之出廠及合格證明書送請工程司核可後始可使用。
2. 產品
2.1 材料
2.1.1 預力鋼線及鋼絞線應符合CNS 3332之SWPR7BL規定及設計圖示規格,並經工程司核可。
2.1.2 預力端錨及預力續接器:應為經工程司核可之預力系統,其材質應符合經核可之產品說明書。預力續接器用於黏裹鋼材時應有必要之設施(灌漿排氣孔)以確保灌漿之完整性。各部構件應清楚標示廠牌名稱與型號及適用線徑。
2.1.3 預力混凝土用套管
(1) 內置預力者
鍍鋅金屬製螺旋套管須符合CNS 12739規定及設計圖示內徑及規格,並須具充分強度以免搬運及安裝或澆置混凝土時因混凝土之壓力或與振動機接觸而變形,且須具水密性,以免水泥漿滲入套管內而影響施預力工作。
(2) 外置預力者
其外徑與管厚須符合設計圖說規定,埋置於混凝土內部分應採鋼管,材質須符合ASTM A53之Grade B規定,外露部分則採高密度聚乙烯(HDPE)管,材質須符合ASTM D3350之規定或經核准之同等品;並應附原廠之出廠及檢驗合格證明文件以確保產品品質。前述兩類管間須以能防漏密封之緊迫接頭接合,該接頭符合表03231-3靜水壓力設計基準。原則上,鋼管與HDPE管接頭之內部防水材質須符合ASTM C564規定,外部緊迫體須為CNS 8497或CNS 8499規定之304類不銹鋼材,且其螺栓厚度須小於1.5cm,以符合該兩類管相接之空間,亦或其他同等品。
(3) 套管及其接頭須具足夠堅固性,能承受混凝土澆置、灌漿及施工荷載而不影響其功能,並能承受因半途終止之灌漿作業所需清理灌漿沖洗套管之水壓力。
(4) 高密度聚乙烯管全長應為連續射出製造,或以熱熔銲接方式續接。熱熔銲接應符合ASTM D2657之規定,承包商並應提送各型式套管熱熔銲接之樣品(每種尺寸至少3件,每件1.8m長)辦理試驗以確認其品質。銲接接頭之強度應達HDPE管之拉力降伏強度。
(5) 如無法先行以熱熔銲接之HDPE管,接頭對接可改以制式電銲套接合。電銲套施工時應留存紀錄,並確認熔接指標及熔接時間符合產品要求,銲接接頭之強度應達HDPE管之拉力降伏強度。
2.1.4 灌漿材料:須符合第03432章規定。
3. 施工
3.1 準備工作
承包商應於預力施工前提出施工計畫送請工程司核可,施工計畫內容應包含下列項目。擬訂之施工計畫應妥為考慮採購、製造、送審、試驗及檢驗、運輸等相關作業所需時程,並配合工期與施工進度表之時程辦理相關檢試驗及施作項目,否則因而延誤工期,應由承包商負全責。
(1) 預力系統及錨碇裝置之選定。
(2) 鋼腱及錨碇配置。
(3) 預力施拉計算及步驟。
(4) 錨碇滑動量(配合設計預力值及預力施拉步驟計算之)。
3.2 安裝
3.2.1 預力元件之安裝應符合設計圖說及第03432章規定辦理。
3.2.2 預力混凝土用螺旋套管
(1) 相鄰套管間及與端錨之接頭應緊密,絕不可漏漿或受力脫開,並應作水密性試驗。接頭處應為螺旋式,其搭接長度應為內徑之1.5倍以上,且不得接成折線,安裝時應注意不得損及套管。
(2) 套管應安裝於正確之位置及方向並以鋼筋及鍍鋅鐵絲固定,以避免澆置混凝土時因受混凝土澆置及搗時振動之壓力而移動位置或角度,其支撐間距規定如下:
A.佈設於橋面板之縱向或橫向套管:不得超過0.6m。
B.佈設於腹板之縱向套管:不得超過1m。
(3) 若設計彎曲度較大之套管,須於工廠內預彎。
(4) 套管安裝完成後之位置及方向是否正確、套管有無受損、是否將預力鋼腱之必要部分全部包裏、接頭處是否牢固及密不漏漿等,承包商均應先經檢查紀錄後始可封模並澆置混凝土。
(5) 鋼絞線、夾片、續接器、端錨及其配件等均應妥善保管維護,如有鏽蝕、表面傷痕等,承包商應即更換新品。
(6) 預力套管之佈設應平順,並設置適當之灌漿口及出漿口。
3.2.3 預力端錨及續接器
(1) 預力端錨與續接器應固定於設計圖或施工圖所示位置,並按圖示之位置及形狀組立。
(2) 預力端錨承壓面應與鋼腱垂直。
(3) 用續接器續接鋼腱時,不得在施預力時鬆脫或滑動。續接器應有保護套筒,施預力時活動式續接器在套管內應留有充分自由移動之空間。
(4) 預力端錨及續接器之套筒與套管相接處,應緊密不得脫落與漏漿,安裝完成後須再檢查以確保其完整性。
3.3 施預力
應依各相關章節辦理。
3.4 檢驗
3.4.1 預力鋼線及鋼絞線
(1) 材料樣品須具代表性,並於預定使用期限前及時依表03231-1之規定試驗,其中鬆弛試驗試片之取樣及檢驗頻率為每30捲(不足30捲時以30捲計)取樣1次,若連續試驗6次(含經加倍取樣複驗)均合格則頻率放寬為每60捲,其後若有不合格且經加倍取樣複驗仍不合格,則回歸原頻率。試驗持續時間應為1,000小時,亦可連續測至200小時後,以其所測之鬆弛值推算至1,000小時,但應以先前曾經有實測1,000小時之後之試驗值來做比對為基礎。承包商應提出一年內1,000小時合格證明書。
表 03231-1 鋼腱材料檢驗
-
-
檢驗項目
依據之標準
規範之要求
頻 率
機械性質
對應0.2%橫距法永久伸長率之負載
CNS 3332
CNS 3332
以30捲或其餘數各為1批,並自同批內任意1捲之一端取樣之
拉伸負載
以5捲或其餘數各為1批,並自同批內任意1捲之一端取樣之
伸長率
鬆弛率
依3.4.1(1)規定辦理
形狀、尺度及外觀
1捲取1個
標稱截面積及單位長度質量
-
(2) 若鋼腱材料不合格時,應依程序辦理退料,惟承包商得申請複驗。機械性質複驗應再自原試樣之捲上取1試樣,並自同一批中其他任2捲之一端各加取1試樣進行檢驗。試驗結果須3個試樣均符合規定,此批才視為合格,若任一個不符合規定,則整批視為不合格。至於另兩項複驗則應再自原試樣之捲上取1試樣進行檢驗,如試驗結果仍不合格則該捲退料運離工地。
(3) 為確保品質控制,承包商應慎選產品,該產品若有3次抽驗不合格時,承包商應改採其他廠牌之產品。
(4) 外置預力使用無握裹之鋼腱應自行取代表性試體(含鋼絞線及夾片)二件依交通部頒「公路橋梁設計規範」第8.26節規定作動力試驗(詳附錄7.規定),其試驗報告至少應於預力鋼腱安裝前30日送工程司核可。
3.4.2 預力端錨及預力續接器
承包商應慎選產品,材料進場時,應即分批(同系列產品以不超過1,000個為一批,活動式續接器係以各單股鋼絞線續接組成者,以單股續接個數計算)辦理進場檢驗(詳附錄)。為利品質控制,該產品若有3次抽驗不合格時,承包商應改採其他廠牌之產品。
3.4.3 預力混凝土用螺旋套管應符合CNS 12739之規定,產品送達工地後,依表03231-2辦理檢驗。若套管不合格時,應依程序辦理退貨,惟承包商得申請複驗,該批次加倍取樣進行檢驗,其結果均須符合各項規定方為合格,若有任何1項不合格時,則該批視為不合格。
表 03231-2 預力混凝土用螺旋套管檢驗
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檢驗項目
依據之標準
規範之要求
頻 率
尺度、外觀、材料(彎曲、拉伸及鍍層附著量)及製造方法
CNS 12739
CNS 12739
依相同規格每500支為1批取1支,未滿500支者亦為1批取1支
強度試驗
水密性試驗
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3.4.4 外預預力之鋼管、高密度聚乙烯(HDPE)、內部防水材料、外部緊迫體及制式電銲套等產品送達工地後,除HDPE管應由承包商應會同工程司取樣,並依表03231-3辦理檢驗外,其他項目則須提送最近6個月內之合格證明。若HDPE管不合格時,應依程序辦理退貨,惟承包商得申請複驗,該批次再取2件試樣進行檢驗,其結果均須符合各項規定方為合格,若有任何1項不合格時,則該批視為不合格。
表 03231-3 高密度聚乙烯(HDPE)管檢驗
-
-
檢驗項目
ASTM試驗
合格標準
頻 率
外徑與最小管壁厚度之比值
-
小於18
各種尺寸之高密度聚乙烯外套管應檢附出廠及檢驗合格證明文件,每一尺寸每1,000 m長度為1批,並辦理抽樣檢驗一次,樣品長度至少1.8m
密度,g/m2
D1505
大於0.940
軟化指數(Melt Index),
g/10 minutes
D1238
0.36~1.4
撓曲模數(Flexural Modulus),MPa
D790
大於750
斷裂伸長率試驗(Elongation at break test(at 23°C, test speed 50mm/minute) Testing shall be performed once for each pipe dimension per lot)
D638
350%
拉力降伏強度(Tesile Strength at Yield), MPa
D638
大於21
環境應力裂縫扺抗力(Environmental Stress Crack Resistance), F20, hrs
D1693
(Condition C)
600
靜水壓力設計基準(Hydrostatic Design Basis),N/mm2(套管內未填充者,免辦理此項試驗)
D2837
8.6~11.03
熱熔銲接處之拉力降伏強度(Tesile Strength at Yield), N/mm2
D638
大於21
各型式套管熱熔銲接之樣品(每種尺寸至少3件,每件1.8m長)
-
3.5 現場品質管制
3.5.1 預力鋼線及鋼絞線
(1) 裝運時應併同所用防蝕劑置於貨櫃(箱)內以免受物理性損壞與銹蝕,其包裝或貨櫃若受損應即更新或整修。除特殊需要外,預力鋼材表面不得塗以化學防蝕劑。
(2) 儲放於工地時應置於通風良好、防水、防濕之倉庫且其地板應高出地面30cm以上,且有妥善防蝕措施並設專人保管維護,若有銹蝕、沾污或損傷者均不得使用。
3.5.2 預力端錨及預力續接器
(1) 預力端錨及預力續接器之各組件應標示其製造廠名稱、型式及號碼等(夾片則僅需標示製造廠名稱),儲存及運輸時亦應妥善保護並設專人保管,若有銹蝕、沾污、損傷或散失者均不得使用,儲放時應置於通風良好、防水、防濕之倉庫且其地板應高出地面30cm以上。
(2) 臨時性防護措施應不影響安裝操作之效果及永久性防蝕之實施。
(3) 各預力混凝土結構單元(伸縮縫至伸縮縫間),於未準備足夠該結構單元所需全部之預力系統構件(包含端錨、續接器、施力設備等)數量並完成進場檢驗前,不得開始施作預力系統。
(4) 預力系統安裝及施拉預力時應由製造廠指派經驗豐富之技術人員(其曾實際指導安裝之橋梁工程內容、施工時程、端錨及續接器之型式及數量等經歷應提報工程司備查)赴工地指導承包商辦理並於安裝施拉前向工程司解說安裝施拉作業,直至工程司認為承包商可自行安裝及施拉預力為止。
3.5.3 預力混凝土用套管
(1) 套管應儲存於倉庫內或加覆蓋存於適當之場所,以免銹蝕或沾油污、灰塵等雜物,並應防止受損或變形。
(2) 套管若有受損或內面有顯著銹蝕者不得使用,其外表面若沾有油污、鐵銹等雜物時,安裝前應以適當方法清除乾淨。
4. 計量與計價
4.1 計量
4.1.1 本章工作「預力鋼腱,低鬆弛鋼絞線」、「預力鋼腱(外置鋼腱)」係依經工程司核可之施工圖示兩端錨之外端面間各預力鋼腱之總長度換算為重量,並以「T」為單位計量,若因承包商施工或設備之故而增加之預力鋼腱應由承包商自行負擔,不予計量。
4.1.2 設計圖示預力端錨處之補強鋼筋(不含圍束鋼筋)依第03210章之規定計量。
4.1.3 本章其他工作以「組」、「M」或其他單位計量。
4.2 計價
4.2.1 本章工作依契約詳細價目表所列項目單價計價,該項單價已包括所需之一切人工、材料、機具、設備、動力、運輸及其他為完成本項工作所必需之費用在內。型式檢驗費用之攤提、進場前自主品管辦理之各項材料與成品試驗、製造廠派赴工地指導承包商辦理安裝作業之技術人員等費用已包含於預力端錨及預力續接器材料費內,另無其他給付。
4.2.2 本章工作項目名稱及計價單位例舉如下。
-
工作項目名稱
計價單位
預力鋼腱,低鬆弛鋼絞線,註明規格
T
預力鋼腱(外置鋼腱,含端錨、套管及灌漿) ,低鬆弛鋼絞線,註明規格
T
端錨、固定端錨,註明規格
組
端錨、活動端錨,註明規格
組
續接器(預力鋼腱用),固定續接器,註明規格
組
續接器(預力鋼腱用),可動續接器,註明規格
組
套管及灌漿,鍍鋅金屬製,註明內徑尺寸
M
套管及灌漿,高密度聚乙烯製,註明內徑尺寸
M
套管,高密度聚乙烯製,註明內徑尺寸
M
〈本章結束〉
附錄 預力端錨及預力續接器之檢驗
1. 試驗用之測力系統誤差不得大於2%;測量總應變之量具標距及指示應變之誤差分別不得大於標距之0.2%及0.1%,且該試驗設備及儀器應每年至少檢定一次。
2. 檢驗分為下列兩類:
2.1 型式檢驗:
2.1.1 型式檢驗係為證實其可靠性及提供施工現場之技術數據所辦理之試驗,計有靜載重試驗(Static Load Test)、動力載重試驗(Dynamic Load Test)、載重傳遞試驗(Load Transfer Test)等項目,試驗次數規定如下(下列二款規定承包商擇一提送):
(1)試驗次數符合表1規定者,於試驗最大股數以下之同系列產品均可適用。
表1 型式檢驗之試驗次數規定表
-
小股數群組
內股數最大者
中股數群組
擇一
最大股數群組
試驗次數合計
靜載重試驗
2
1
2
5
動力載重試驗
1
1
2
4
載重傳遞試驗
1
1
2
4
表中所述小股數群組、中股數群組、最大股數群組依下列方式定義:
同系列預力產品,依其不同股數之產品數分為三群組,其產品數除以3餘數為1者,小股數內之產品數為商數加1,餘數為2者,小股數及中股數內之產品數為商數加1。(例:某同系列產品計有4、7、12、15、19、22、27等七種產品數,7/3=2餘1,三分群組則小股數群組包含4、7、12股,中股數群組包含15、19股,依上表小股數群組內股數最大者指12股,中股數群組擇一指可取15股或19股任一,最大股數指27股之產品。
(2)試驗次數未符合前款規定者,可提送該系列內擬使用於本工程之各相同股數產品之型式檢驗報告,預力端錨及預力續接器之各項試驗次數,分別依前款小股數群組規定辦理。(如本工程擬使用12股及19股產品,則應依前款小股數群組規定試驗次數分別提送12股及19股產品試驗報告)
2.1.2 預力活動式續接器無需辦理載重傳遞試驗,惟仍應依前項規定辦理靜載重試驗及動力載重試驗。預力活動式續接器以單股鋼絞線續接器組成者,應依所採用端錨系列產品之股數,區分為12股以下及12股(含)以上兩群組以分別辦理型式檢驗, 試驗次數應符合下表規定。
-
單股鋼絞線
預力續接器
12股以下
股數擇一 (至少6股)
12股(含)以上
股數擇一
試驗次數
合 計
靜載重試驗
1
1
2
動力載重試驗
1
1
2
2.1.3 靜載重試驗、動力載重試驗、載重傳遞試驗應依本附錄或本章1.4.4或1.4.5規定辦理,其中靜載重試驗與動力載重試驗,試件組合後之幾何構造並應符合本章1.4.4或1.4.5規定,以及符合本章附錄3.1.1(含預力鋼材自錨頭束縮至套管段線形變化)之規定。
2.2 進場檢驗:係產品交貨時辦理之檢驗,辦理檢驗之實驗室應為具取得依檢驗法授權之實驗室認證機構所核發該項試驗認證之實驗室。
2.2.1 各預力元件(錨頭、承壓板、錨錐、夾片及續接器等)應辦理表2之檢驗。
表2 預力元件檢驗表
-
-
檢驗元件
檢驗內容
合格之要求
頻 率
錨頭、承壓板、錨錐、夾片及續接器
形狀、尺度
及外觀形狀、尺度應符合產品說明書,外觀表面應平整清潔,不得有有害之傷痕、氣孔、裂縫、鏽蝕等缺陷。
每1,000個取樣6個(含餘數部分) 。
夾片
化學成分、
硬度化學成分、硬度試驗應符合產品說明書及相關規範之要求
每批取樣6個,每批的數量若超過6,000個,則每6,000個(含餘數部分)取樣6個。
-
2.2.2 每批(其定義同本章3.4.2所述)預力端錨應取樣6個、預力續接器應取樣3個,分別各辦理3次靜載重試驗,預力活動式續接器以單股鋼絞線續接器組成者應取樣6個,以續接6股鋼絞線並成束同時施拉方式辦理1次單股鋼絞線續接器靜載重試驗。若有一個不合格則該批均視為不合格並應即運離工地,且該批後之各批抽樣數提高為2倍,直至連續3批樣本均合格再恢復原頻率。
進場檢驗對同一批內不同股數產品取樣試驗次數之分配,依2.1.1(1)內列表之規定(惟中股數群組取樣試驗次數為2次)辦理。
3. 靜載重試驗
3.1 試件規定
3.1.1 所用預力鋼材及端錨與續接器應依預定使用情況就所有錨固預力鋼材之必要部分組裝,各種鋼材之幾何構造應與實際所用之組裝構件一致(含預力鋼材自錨頭束縮至套管段線形變化)。
3.1.2 預力鋼材母材試驗:最少試驗3根預力鋼材,並記錄試件母材之主要幾何尺寸及機械性能、實際極限載重、實際極限拉力Fpm、平均截面積Apm及表面特徵等資料。
3.1.3 試件之預力鋼材自由受力段不得小於3 m。
3.1.4 預力鋼材及續接器之布設,於續接器兩端至少一端應符合3.1.1及3.1.3規定。
3.2 試驗方法:
3.2.1 量測之儀器設備誤差應在±1%範圍內,載重誤差應在±2%範圍內,千斤頂應將加載至端錨之摩擦損失歸零。
3.2.2 預力鋼腱應安裝於經校正之試驗設備,依fPK之20%、40%、60%、80%以每分鐘約100MPa分四級等速加載,達到80%後,其針對內置、外置預力系統維持該載重延時分別為1小時及2小時,完成該載重延時後,外置預力系統卸載至20%,內置、外置預力系統再以最大不超過每分鐘0.002應變速率加載到破壞。
3.3 試驗過程中應觀察及量測之紀錄項目如下(參圖1、圖2所示):
(1)
(2)
圖1 試驗過程應測量之項目圖:(1)錨碇前 (2)錨碇後
(1)錨頭平面圖
(2)立面圖
圖2 外置預力試驗過程應測量之項目圖
3.3.1 預力鋼材與端錨或預力鋼材與續接器間之相對位移Δs及其與力及時間之關係,應至少取2股之讀數(參圖1所示)。
3.3.2 端錨或續接器各零件間相對位移Δr及其與力及時間之關係,應至少取2個構件之讀數,構件係指例如夾片或以其他方法錨固預力鋼材之構件(參圖1所示)。
3.3.3 繪製試驗期間力與變形關係圖並紀錄。
3.3.4 極限拉力FTu時預力鋼材自由段之伸長率εTu。
3.3.5 量測得之極限拉力FTu。
3.3.6 試件之破壞部位及形式。
3.3.7 針對外置預力系統,須分別就錨頭圓周方向變形△t及其相對於不動點之變形△z予以量測,且須依下述規定辦理:
(1) 20%fPk。
(2) 40%fPk。
(3) 達80%fPk,於t0~t0+10分鐘之間量測,t0表達80%fPk的時間。
(4) 達80%fPk,於t0+30~t0+40分鐘之間量測。
(5) 達80%fPk,於t0+60~t0+70分鐘之間量測。
(6) 達80%fPk,於t0+120~t0+130分鐘之間量測。
(7) 卸載至20%fPk之際量測。
3.4 合格標準:
3.4.1 試驗後端錨或續接器各部位之殘餘變形應證明其可靠性(不影響端錨或續接器之性能)。
3.4.2 端錨或續接器各部位間及其與預力鋼材間之位移增量應與預力鋼材之受力增量成比例變化。
3.4.3 於達到0.80fPK之際,前項所述相對位移及針對外置預力系統所量測之變形△t及△z應於前30分鐘內達穩定狀態。
3.4.4 試件破壞形式應為預力鋼材之斷裂,且該斷裂非因端錨或續接器部位破壞所致。夾片不允許斷裂成數塊或表面有橫向或斜向之裂紋或裂縫,表面有縱向小裂紋或小裂縫則是可被允許。
3.4.5 量測最大極限拉力(FTu)之錨碇效率不得低於Fpm×95%且不得少於Fpk×95%
FTu:試件量測之極限拉力
Fpm:預力鋼材母材試驗之實際極限拉力;Fpm=Apm×fpm
Apm:預力鋼材母材試驗之實際平均截面積
Ap:預力鋼材母材之標稱截面積
Fpk:預力鋼材母材之標稱極限拉力;Fpk=Ap×fpk
fpk:預力鋼材母材之標稱極限強度
3.4.6 在量測極限拉力時之總應變εTu≧2.0%。
εTu:鋼鉸線於極限拉力(FTu)加載時之應變
4. 動力載重試驗
4.1 試件規定
4.1.1 試件規定同靜載重試驗3.1規定。
4.1.2 預力鋼材於試驗時應由端錨外圈開始佈設,試驗時預力鋼材股數n’規定如下:
產品股數n為12股以下者: n’ ≧ n/2
產品股數n大於12股者: n’ ≧ 6+(n-12)/3
4.1.3 預力鋼材與端錨之布設,若鋼腱兩端之布設均符合以上規定時,則該試驗次數視為2次。
4.2 試驗方法:
4.2.1 應於裝有脈衝器之拉伸試驗設備進行,其加載脈衝頻率每分鐘不得超過600次(10Hz)。
4.2.2 試驗施力上限為0.65fPK,其應力幅度為80MPa且於試驗中保持不變。
4.2.3 試件於試驗中應避免次振動(Secondary Oscillation),組裝試件安裝於試驗設備時應審慎並確保加載力均勻分布於預力鋼材。對於已灌漿之鋼腱,可用專門之器具以免距端錨或續接器較遠之預力鋼材因磨損而過早破壞。
4.3 試驗過程中應觀察和量測之紀錄項目如下:
4.3.1 預力鋼材與端錨或續接器間、端錨或續接器各零件間與載重及其循環次數有關之相對位移(Δs及Δr),至少取2股之讀數(參圖1所示)。
4.3.2 試驗後端錨或續接器及預力鋼材之疲勞損傷及變形之檢查。
4.3.3 試驗過程中預力鋼材發生疲勞破壞之載重循環次數、斷裂位置及數量。
4.4 合格標準:
4.4.1 不應發生端錨或續接器部位之疲勞破壞。
4.4.2 試件經200萬次循環載重後,預力鋼材因端錨或續接器影響發生疲勞破壞之面積不得大於總截面積之5%。
5. 載重傳遞試驗
5.1 試件形狀及尺寸(示意圖參圖3所示):
端錨
防爆鋼筋
輔助鋼筋
≦50 kg/m3
防爆鋼筋
輔助鋼筋
空套管C≧1cm
C≧1cm
Ac:a × b
圖3 載重傳遞試驗試體示意圖
5.1.1 試件應包含埋入混凝土結構中之端錨或續接器部分與防爆鋼筋,其布設應按實際應用情形並與專業製造廠商之技術要求一致。
5.1.2 試件應為一軸向受壓的混凝土矩形柱,其混凝土之截面積Ac=a × b應與預力鋼腱在軸向受壓時之最小截面積一致,混凝土強度與試體尺寸a和b(參考尺寸)應符合預力系統原廠規定。
5.1.3 混凝土試體高度h應至少為長邊(a或b取大者)的兩倍,端錨或續接器最低壓力傳遞面以下之高度h至少應為1/2 h(參圖3所示)。
5.1.4 端錨或續接器附近應配置與預力系統所規定之相同尺寸及構造之防爆鋼筋,另可配置輔助鋼筋以固定防爆鋼筋,惟該輔助鋼筋之縱向總截面積≦0.003 Ac,且於混凝土中沿試件高度均勻布置之箍筋≦50 kg/m3。
5.1.5 試件之混凝土應於澆置一天後拆模,再進行濕治養護直至強度達預定強度,測定抗壓強度之試體之養護方式應與試件混凝土相同。
5.1.6 鋼筋混凝土保護層應為10mm。
5.2 試驗方法:
5.2.1 試件應安裝於經校正之試驗設備,依結構實際載重情況(例如加載於預力鋼材或直接於端錨或續接器)及FPK之20%、40%、60%、80%分四級等速加載(參圖4所示),達80%後至少需進行十次慢速循環加載,其上、下限分別為FPK之80%和12%。(Fpk=fPK×Ap,Ap=預力鋼絞線標稱斷面積)
1次循環
≧10次循環
量測載重點
至破壞
圖4 載重傳遞試驗施載重程序圖
5.2.2 載重循環次數取決於是否符合第5.4.4及5.4.5所述應變讀數及裂縫寬度之穩定狀態,循環載重後應逐漸增加載重直至試件破壞。
5.2.3 循環載重期間應量測若干循環之上下限載重,以決定應變及裂縫寬度是否達後列第5.4之穩定狀態。
5.2.4 試體混凝土於最後之破壞試驗之平均抗壓強度fcm.e ≤ fcm.0+3MPa。
fcm.0:預力系統廠商允許之混凝土抗壓強度
fcm.e:試驗後混凝土之抗壓強度
5.3 試驗過程中應觀察及量測之紀錄項目如下:
5.3.1 各次循環載重上下限時,最大劈裂影響區內試件側面混凝土之縱向及橫向應變。
5.3.2 上述時刻試件側面裂縫之發生、寬度及擴展情況。
5.3.3 與混凝土接觸之端錨或續接器之變形情況。
5.3.4 破壞之位置和形式。
5.3.5 破壞載重Fu。
5.4 合格標準(參圖5與圖6所示):
5.4.1 首次達載重上限0.80FPK(載重點W0)之裂縫寬度≦0.15 mm。
5.4.2 末次達載重下限0.12FPK(載重點Wn-1’)之裂縫寬度≦0.15 mm。
5.4.3 末次達載重上限0.80FPK(載重點Wn)之裂縫寬度≦0.25 mm。
5.4.4 循環載重期間裂縫寬度應達以下穩定狀態:
Wn-Wn-4≦ 1/3 (Wn-4-W0), n ≥ 10
5.4.5 循環載重期間應變量應達以下穩定狀態:
εn-εn-4 ≦ 1/3 (εn-4-ε0),n ≥ 10
5.4.6 測得之破壞載重Fu ≥ 1.1 Fpk (fcm,e/fcm,0)。
n-1’
圖5 裂縫寬度要求圖
圖6 應變量要求圖
6. 單股鋼絞線續接器載重試驗
6.1 試件規定
6
試驗設備
預力鋼材
續接器
固定端
.1.1 預力鋼材與續接器應依預定使用情形就所有錨固預力鋼材之必要部分組裝,預力鋼材兩端並應另取相同型式之續接器作為試驗端錨。試驗時續接器之間應不得相互妨礙其各別作用
(如圖7所示)。
圖7 試驗之單股鋼絞線續接器與鋼絞線組合後幾何構造圖
6.1.2 預力鋼材與續接器組合試件之預力鋼材自由受力段,於續接器兩端至少一端不得小於3m。
6.2 試驗方法
6.2.1 單股鋼絞線續接器型式檢驗之靜載重試驗及動力載重試驗,應依所選定之端錨產品預力鋼材股數,將全部預力鋼材予以續接,並以成束同時施拉方式,分別參考3.靜載重試驗及4.動力載重試驗規定辦理。
6.2.2 單股鋼絞線續接器進場檢驗之靜載重試驗,應將每批取樣樣品於續接鋼絞線後,以成束同時施拉方式參考3.靜載重試驗規定辦理。
7. 外置預力鋼絞線動力試驗:
7.1 能承受在規定之鋼絞線最低極限之60至66%應力作500,000次循環試驗。
7.2 在規定之最低極限強度之40至80%應力作50次循環試驗而不破壞。
7.3 每一循環之週期為自低應力至高應力再回到低應力。
7.4 每一次做過試驗之試體,不可用作第二次動力試驗。
7.5 合格標準:循環試驗不破壞。
〈本章結束〉
03231-16 2021/02