预应力锚索张拉伸长量的控制

25m预应力锚索张拉伸长量的控制

(中铁十一局集团第四工程有限公司刘继伟)关键词：预应力伸长量

摘要：预应力锚索框架支护，是一种新型的抗滑结构。它将高边坡病害防治与坡面柔性防护有机地结合在一起，既达到防治高边坡病害的目的，又可美化环境，实现了工程和自然的和谐统一。预应力锚索框架梁支护的核心环节就是预应力张拉，高边坡锚索张拉施工时，采用张拉应力和伸长量值双控，他是决定锚索是否能起到巩固边坡稳定的核心任务，因此，探讨预应力锚索张拉伸长量与实际伸长量偏差的施工控制，对于高边坡锚索框架梁的施工有着积极的现实意义。本文结合实际施工过程，通过对浦南高速公路A7标段YK80+038.6-YK80+142.1段右侧高边坡锚索框架防护25m锚索试验孔张拉伸长量计算为例，总结出用于现场锚索张拉施工控制方法，以便同行互励共勉。

1、工程简介

浦南高速公路A7标段YK80+038.6-YK80+142.1段右侧高边坡最大开挖高度48米，每级高度为8米。第一级边坡坡率为1：0.5，第二至第六级边坡坡率为1：0.75。第一、第二级设预应力锚杆加固，第三至第五级设预应力锚索加固，锚索每孔张拉力为520KN，每孔分三个单元，每单元两根锚索，一单元锚固长度4米，自由段21米，二单元锚固长度8米，自由段17米，三单元锚固长度12米，自由段13米。锚索锚头结构见下图。

2、张拉试验前的准备

2.1进场的无黏结预应力钢绞线已经检验，并且符合设计要求，其弹性模量为202GPa，直径为15.24mm。

2.2试验前已经将两套千斤顶和油压表进行配套标定。

3、理论计算

3.1受力计算

单根钢绞线受力为520÷6＝86.667KN,为了使每一根钢绞线受力均衡,考虑到每个单元的自由段长度不同,为了消除其影响,每个单元必须单独张拉,其张拉力由自由段差值与其总长度决定,

公式为: F1(1)=(L1÷L)×F=4÷21×173.333=33.016KN

其中: F1(1)为第一单元第一次张拉力;

F为每单元总张拉力;F=86.667KN×2=173.333KN

当第二次张拉时,第一、第二单元同时张拉，其张拉力的分布情况如下：

F2＝F1(1)＋F1(2)＋F2(1)=33.016+33.016+40.784=106.816KN 其中：（F1(2)＋F2(1)）的分布系数为：

（F1(2)＋F2(1)）=（4÷21＋4÷17）×F＝33.016+40.784=73.8KN 可知,第二次张拉结束时一单元受力为33.016+33.016=66.032KN,二单元受力为40.784KN。

在第一、第二次张拉调整好自由段引起的不同伸长量后，还没有达到设计张拉力的25％时，则应按设计的25％、50%、75%、100%、110%、150%分级张拉，其张拉力为别为130KN， 260KN， 390KN， 520KN ， 572KN， 780KN。

当第三次张拉时,第一、第二、第三单元同时张拉，其张拉力的分布情况如下：F3＝F1(3)＋F2(2)＋F3(1)＋F2

设（F1(3)＋F2(2)＋F3(1)）的总分布系数为1，则（1/21+1/17+1/13）X=1

F1(3)的系数为（1/21）X=0.259694476，F2(2)的系数为（1/17）X=0.320799058

F3(1)的系数为（1/13）X=0.419506461

当F3=130KN时;

F1(3)= 0.259694476×(130-106.816)=6.021KN

F2(2) =0.320799058×(130-106.816)=7.437KN

F3(1) =0.419506461×(130-106.816)=9.726KN

此时,一单元受力为72.053KN, 二单元受力为48.221KN三单元受力为9.726KN。同理:

当F3=260KN时;

F1(3) =39.781KN F2(2) =49.141KN F3(1) =64.262KN

此时,一单元受力为105.813KN, 二单元受力为89.91KN三单元受力为64.262KN。

当F3=390KN时;

F1(3)= 73.541KN F2(2) =90.845KN F3(1) =118.798KN

此时,一单元受力为139.562KN, 二单元受力为131.63KN三单元受力为118.798KN。

当F3=520KN时;

F1(3)= 107.302KN F2(2) =132.549KN F3(1) =173.333KN

此时,一单元受力为173.334KN, 二单元受力为173.334KN三单元受力为173.333KN。

当F3=572KN时;

F1(3)= 120.806KN F2(2) =149.2311KN F3(1) =195.148KN

此时,一单元受力为186.838KN, 二单元受力为190.015KN三单元受力为195.148KN。

当F3=780KN时;

F1(3)= 174.822KN F2(2) =215.957KN F3(1) =282.405KN

此时,一单元受力为240.854KN, 二单元受力为256.741KN三单元受力为282.405KN。

3.2油表读数计算

依据122＃千斤顶的回归方程为： Y＝28.653X＋0.0047

05＃千斤顶的回归方程为： Y＝12.173X－5.8583（其中Y单位为KN，X单位为MPa）

3.3伸长量的计算

3.3.1根据<无黏结预应力钢绞线力学性能检验报告>,可得钢绞线弹性模量E=202GPa,单元面积为A=2.796cm

2

3.3.2 根据以上计算

由公式: /P A δ= 和 ()/L L E δ∆=⨯

在只张拉第一单元时, F=33.016KN, L=21米,可得 L ∆=12.276mm 。 在只张拉第一、二单元时, F=40.782KN, L=17米,可得 L ∆=12.276mm 。 在张拉到130KN 时，第三单元F=9.726KN ， L ＝13米，可得L ∆=2.24mm 。 在张拉到260KN 时，第三单元F=64.262KN ， L ＝13米，可得L ∆=14.79mm 。 在张拉到390KN 时，第三单元F=118.798KN ，度L ＝13米，可得L ∆=27.34mm 。 在张拉到520KN 时，第三单元F=173.333KN ， L ＝13米，可得L ∆=39.9mm 。 在张拉到572KN 时，第三单元F=195.148KN ， L ＝13米，可得L ∆=44.92mm 。 在张拉到780KN 时，第三单元F=282.405KN ， L ＝13米，可得L ∆=65mm 。 3.4实际张拉数据汇总： 见下表