（圖）鋼筋直螺紋套筒接頭試驗詳細流程
鋼筋直螺紋套筒接頭試驗在進行常應力幅疲勞試驗時，若循環次數達到200萬次時鋼筋接頭仍未發生疲勞破壞則停止該試樣的試驗，若循環次數未達到200萬次試樣即發生破壞則記錄破壞時的循環次數.整個試驗按如下主要步驟進行：
①試樣夾持安裝就位，保證試樣軸心受力；
②液氮罐中注入液氮并升壓，約需1.5h；
③設定溫度控制器的溫度為-10℃或-20℃，開始降溫；
④試樣冷卻，低溫箱內溫度保持-10℃或-20℃，30min；
⑤預加載，試驗過程由位移控制；
⑥設定最大、最小荷載與平均荷載，滿足應力幅100MPa的要求；
⑦正式開始200萬次常幅循環加載，①28mm試樣加載頻率20Hz，④32mm試樣加載頻率15Hz，因此，疲勞試驗時間分別需要約28h或37 h.
鋼筋直螺紋套筒連接接頭的低溫疲勞試驗結果如表2所示.其中有4根試樣在200萬次循環前發生了疲勞斷裂破壞，9根試樣達到200萬次循環而未發生疲勞破壞.如圖4所示，試樣疲勞斷裂的位置均發生在套筒連接的端部.此處由于截面突變導致應力集中，更容易發生疲勞斷裂.試樣SP-28-10-3、SP-28-20-4、SP-32-10-2和SP-32-20-2分別在114.86萬次、138.03萬次、110.61萬次和156.89萬次循環時發生疲勞斷裂破壞.
鋼筋直螺紋套筒連接接頭的低溫疲勞試驗結果如表2所示.其中有4根試樣在200萬次循環前發生了疲勞斷裂破壞，9根試樣達到200萬次循環而未發生疲勞破壞.如圖4所示，試樣疲勞斷裂的位置均發生在套筒連接的端部.此處由于截面突變導致應力集中，更容易發生疲勞斷裂.試樣SP-28-10-3、SP-28-20-4、SP-32-10-2和SP-32-20-2分別在114.86萬次、138.03萬次、110.61萬次和156.89萬次循環時發生疲勞斷裂破壞.
鋼筋直螺紋套筒試驗結果分析
由試驗可見，大部分鋼筋直螺紋套筒連接接頭在低溫下的疲勞性能都較好.個別鋼筋接頭，如試樣SP-32-10-2和SP-32-20-2，由于鋼筋本身在套筒連接端部的螺紋處存在較大的初始缺陷，使鋼筋接頭發生過早的疲勞斷裂破壞，而未滿足200萬次循環的要求.圖5給出了發生疲勞破壞的4個試樣的宏觀斷口，斷口具有明顯的疲勞破壞特征，包含裂紋源、疲勞裂紋擴展區和瞬斷區三個部分.疲勞裂紋源通常在高應力局部或材料缺陷附近，高應力區一般在材料表面附近回.
疲勞裂紋擴展區斷面較為光滑、平整，可見“海灘條帶”，圖5（a）和（b）較明顯，海灘條帶是裂紋擴展過程中在斷面上留下的明暗相間的條痕.圖5所示各斷口上部較粗糙的部分是最后的斷裂區，是裂紋擴展到足夠尺寸后發生瞬間斷裂形成的新鮮斷面.由圖5（c）和（d）可見，試樣SP-32-10-2和SP-32-20-2斷口中顏色較深的部分為鋼筋本身含有的初始缺陷，同時伴有銹蝕的痕跡。進一步對試樣的疲勞斷口進行掃描電鏡試驗，分別觀察疲勞裂紋源附近、疲勞裂紋擴展區和瞬斷區的微觀斷口形貌.如圖6給出了試樣SP-28-20-4斷口三個區域的掃描電鏡照片，圖6
（a）為宏觀疲勞斷口形貌，圖6
（b）（d）為疲勞斷口的微觀形貌.由圖6
（c）可見，疲勞裂紋擴展區具有解理斷裂的特征，裂紋擴展屬微解理型，對應于較低的裂紋擴展速率.由圖6（
d）可見，瞬斷區具有顯著的舌狀花樣和河流花樣等解理斷裂特征。
（b）（d）為疲勞斷口的微觀形貌.由圖6
（c）可見，疲勞裂紋擴展區具有解理斷裂的特征，裂紋擴展屬微解理型，對應于較低的裂紋擴展速率.由圖6（
d）可見，瞬斷區具有顯著的舌狀花樣和河流花樣等解理斷裂特征。
（2）根據《鋼筋機械連接技術規程》（JGJ 107-2010）的規定，鋼筋直螺紋套筒連接的低溫疲勞性能基本滿足該高鐵客運站軌道層工程應用的需要，但建議對套筒連接處的鋼筋質量進行嚴格把關，減少鋼筋接頭的初始缺陷，從而提高接頭的抗疲勞性能.
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