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1、cl hJE rJLII 二、一 D BM 上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
2、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
3、，自由段 13米。锚索锚头结构见下图。螺旋筋 钢筋砼锚梁预应力锚索锚头结构图验前的准备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520三6 = 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:Fy)XF=4m21Xl73.333=33.016KN1其中：F为第一单元第一次张拉力；F为每单元总张拉力;F=86.667KNX2=1
4、73.333KN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：F =F +F +F =33.016+33.016+40.784=106.816KN2 1(1) 1(2) 2(1)其中：(F()+F()的分布系数为：1(2) 2(1)(F +F ) = (4三21+4三17)XF=33.016+40.784=73.8KN1(2) 2(1)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%、1
5、10%、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：F =F +F +F +F31(3)2(2)3(1)2设(F()+F()+F()的总分布系数为 1, 则(1/21+1/17+1/13) X=11(3)2(2)3(1)F 的系数为(1/21) X=0.259694476, F 的系数为(1/17) X=0.3207990581(3)2(2)F 的系数为(1/13) X=0.4195064613(1)当 F=130KN 时；3F = 0.25969447
6、6 X (130-106.816)=6.021KN1(3)F =0.320799058X(130-106.816)=7.437KN2(2)F =0.419506461X(130-106.816)=9.726KN3(1)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 F=260KN 时；F =39.781KN F =49.141KN F =64.262KN1(3)2(2)3(1)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；F = 73.541KN F =90.845K
7、NF =118.798KN1(3)2(2)3(1)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 F=520KN 时；F = 107.302KN F =132.549KNF =173.333KN1(3)2(2)3(1)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 F=572KN 时；F = 120.806KN F =149.2311KNF =195.148KN1(3)2(2)3(1)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。
8、当 F3=780KN 时；F = 174.822KN F =215.957KNF =282.405KN1(3)2(2)3(1)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+0.004705#千斤顶的回归方程为：Y=12.173X5.8583 (其中Y单位为KN, X单位为MPa)可得到表:序号千斤顶型号张拉力(KN)122#05#读数(MPa)读数(MPa)133.1060.9312.6722106.8162.9617.45131304.53711.16042609.07
9、420.912539013.61132.519652018.14843.199757219.96347.470878027.22264.5573.3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=2.796cm23.3.2根据以上计算由公式：8 = P/ A 和AL = (6 x L)/ E在只张拉第一单元时，F=33.016KN, L=21米，可得 AL =12.276mm。在只张拉第一、二单元时，F=40.782KN, L=17米，可得 AL =12.276mm。在张拉到130KN时,在张拉到260KN时,在张拉到390KN时
10、,在张拉到520KN时,在张拉到572KN时,在张拉到780KN时,第三单元 F=9.726KN,L=13 米，可得 AL =2.24mm。L=13 米，可得 AL =14.79mm。度 L=13 米，可得 AL =27.34mm。L= 13 米，可得 AL =39.9mm。L= 13 米，可得 AL =44.92mm。L= 13 米，可得 AL =65mm。第三单元F=64.262KN,第三单元F=118.798KN,第三单元F=173.333KN,第三单元F=195.148KN,第三单元F=282.405KN,3.4实际张拉数据汇总：见下表张拉荷载（KN）油压表读数（MPa）锚头位移读数（
11、mm）理论锚头位移增量（mm）实际锚头位移增量（mm）33.0160.9325.2512.27612.05106.8162.9637.3112.27612.061304.5439.342.752.032609.075212.5512.6539013.6166.412.5612.5552018.1591.612.5612.5557219.96845.025.078027.22104.0720.0820.07回油1101. 373.5数据分析3.5.1 在经过理论数据和试验数据的对比，发现对一单元和对第一、第二单元张拉的伸长量比理论 伸长量稍稍偏短约 0.2mm。3.5.2在张拉力达到130KN,
12、 260KN, 390KN时，伸长量比理论值增量略大或者略小，情况比较理想， 在张拉力达到520KN时，伸长量比理论值增量略小，都是基本吻合，达到要求。3.5.3在张拉力达到572KN，780KN时，总伸长量及其与各级伸长量的差值与理论值相比均略偏小。3.5.4在回油至lGPa时，监测到伸长值比780KN即超张拉150%时的伸长量小4.7mm。3.6 原因分析3.6.1对一单元和对第一、第二单元张拉的伸长量比理论伸长量稍稍偏短约0.2mm。分析原因有一 下三种可能：（1）、 自由段的长度可能稍稍偏短，从计算过程中我们看到由于自由段偏短导致了伸长值的偏短 故此，在张拉的过程中要仔细控制锚索自由段
13、长度。（2）、 油压表的读数误差引起。（3）、 千斤顶张拉锚具及夹片的变形引起伸长值偏短。3.6.2千斤顶在回油至1GPa时，监测到伸长值比780KN即超张拉150%时的伸长量小4.7mm。说明 回油时由于锚具及夹片的变形量为4.7mm，单最终伸长量为38.92mm，略小于设计值为520KN时的理论 伸长值39.91,但其差值在允许偏差范围（6%）以内。纵上所述，该预应力锚索张拉试验与理论计算相吻合，符合规范要求。同时从计算过程中我们充分 理解控制锚索张拉伸长量的主要因素有以下几条：有效控制张拉力和伸长量，来保证张拉力的准确。 千斤顶和油表、油泵计量精度要符合要求，及时定期校验。失效部分钢绞线失效处理得当，能达到失效的作用和效果，失效长度符合设计长度。4、结束语 高边坡锚索张拉的伸长量计算是锚索施工的重要环节，也是锚索能否起到防护作用的关键工序，因 此，在施工时决不能轻视这个问题。必须，认真加以对待和解决。参考文献：4.1土层锚杆设计与施工规范（CECS22： 90）.中国计划出版社.1991年4.2建筑工程常用数据手册 中国建筑工业出版社 1997.094.3浦南高速公路高边坡动态设计福建省交通规划设计院 2005.08
