壓力分散型錨索張拉工藝研究

曠志龍

【摘要】考慮到壓力分散型錨索劃分承載體單元長(zhǎng)度不一致影響，以新型智能張力技術(shù)為基礎(chǔ)，基于漳永高速（漳平段）公路工程進(jìn)行了壓力分散型錨索施工工藝的技術(shù)研究和探討，對(duì)比分析了智能張拉張拉數(shù)值和理論計(jì)算值的差異。研究結(jié)果表明：智能張力技術(shù)張拉效果良好，真正意義的實(shí)現(xiàn)了整個(gè)智能張拉過程，具有良好的運(yùn)用推廣效果。

【關(guān)鍵詞】張拉；壓力分散型；錨索

1、前言

預(yù)應(yīng)力錨索是當(dāng)前錨索實(shí)際工程運(yùn)用中的主要形式[1]-[2]。隨著研究的進(jìn)展，單孔復(fù)合錨固系統(tǒng)概念被提出，即將一個(gè)鉆孔劃分為幾個(gè)單元，使得各個(gè)單元獨(dú)立工作，從而分散了復(fù)合體的壓力。大量的研究和工程實(shí)踐表明[3]：壓力分散型錨索拉力效果明顯，可以達(dá)到普通拉力型錨索的2倍。雖然壓力分散型錨索比傳統(tǒng)拉力型錨索性能優(yōu)越，但是由于傳統(tǒng)的張拉工藝的缺陷，不能保證其有效預(yù)應(yīng)力的施加，因而影響了壓力分散型錨索的整體性能。隨著預(yù)應(yīng)力智能張力工藝的出現(xiàn)和推廣[4]，預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量得到了一定的保證。因而在壓力分散型錨索中實(shí)現(xiàn)智能張拉具有顯著的意義。

本文以智能張拉技術(shù)為背景，對(duì)智能張拉在錨索中的工藝進(jìn)行了研究，對(duì)比分析了智能張拉的過程值和理論計(jì)算值的差異。進(jìn)而為后續(xù)張拉工程提供技術(shù)背景和指導(dǎo)意義。

2、錨索施工工藝

2.1施工工序

具體的張拉過程如下：

錨索單元?jiǎng)澐帧碚摵驮囼?yàn)確定張拉工藝→施工準(zhǔn)備→錨孔和錨筋制作→錨孔注漿→框架梁施工→錨索張拉鎖定→錨孔封錨。

錨索有效預(yù)應(yīng)力的施加是維持整個(gè)結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在施工過程中，采用智能張拉設(shè)備進(jìn)行智能張拉，來保證有效預(yù)應(yīng)力的施加到位。

2.2張拉流程

以錨固段由3個(gè)單元共6束壓力分散型錨索為例，預(yù)應(yīng)力錨索基本張拉流程如下：

①準(zhǔn)備好張拉設(shè)備、千斤頂，連接張拉設(shè)備電源，安裝好千斤頂，連接好高壓油管和數(shù)據(jù)線；

②整體加荷15%進(jìn)行預(yù)張拉，持荷5min，卸荷回油；

③進(jìn)行差異荷載補(bǔ)償張拉：先單獨(dú)張拉D1單元到△P1，再將D1、D2單元同時(shí)張拉至△P2；

④整體分級(jí)張拉：在補(bǔ)足差異荷載后，三個(gè)單元整體分5級(jí)（25%、50%、75%、100%和110%）張拉，在最后一級(jí)持荷10～20min后卸荷；

⑤卸荷、回頂：分級(jí)張拉并持荷完畢后進(jìn)行卸荷、回頂。錨索鎖定48小時(shí)內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)明顯的預(yù)應(yīng)力損失現(xiàn)象，必須及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。

張拉過程中為了準(zhǔn)備控制張拉效果，采用張拉力值和錨索體伸長(zhǎng)量2個(gè)量來控制，即所謂的“雙控法”。以控制油表讀數(shù)為準(zhǔn)，伸長(zhǎng)率為校核，保證實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)偏差值在6%內(nèi)，否則應(yīng)查明原因并采取措施后方可進(jìn)行張拉。

3、實(shí)例分析

3.1工程概述

海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)高速公路網(wǎng)的漳永高速（龍巖段）A9標(biāo)段起訖里程為K119+400～K129+400，合同段部分路塹邊坡設(shè)計(jì)采用框架梁進(jìn)行防護(hù)，如圖1所示?？蚣芰翰捎脡毫Ψ稚⑿皖A(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行錨固，每孔錨索由三單元共六（或四、八）束鋼絞線組成，鋼絞線采用直徑15.24mm、強(qiáng)度1860MPa的高強(qiáng)度低松弛無粘結(jié)鋼絞線。每個(gè)單元錨索分別由兩根無粘結(jié)鋼絞線內(nèi)錨于鋼質(zhì)承載體組成。鋼絞線通過特制的擠壓簧（類似于夾片功能）和擠壓套（類似于錨環(huán)功能）對(duì)稱地錨固于鋼質(zhì)承載體上，其單根的連接強(qiáng)度大于200kN。坡面錨孔孔徑φ150mm，錨具采用OVM15-4型，錨索總長(zhǎng)度根據(jù)邊坡級(jí)數(shù)位置不同而有幾種設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，其對(duì)應(yīng)設(shè)置位置詳見具體的邊坡錨索框架防護(hù)設(shè)計(jì)圖，設(shè)計(jì)噸位分別為350kN（4束）、700kN（6束）、900kN（8束），錨索傾角15°，錨固段長(zhǎng)度有8m、10m和12m不等，孔底沉碴段長(zhǎng)0.2m。

3.2實(shí)例差異載荷計(jì)算

本合同段里程樁號(hào)ZK120+260.014的壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索框架類型，按錨索總長(zhǎng)度不同共分為三種，即錨索總長(zhǎng)16、18和20m；按錨索設(shè)計(jì)荷載不同分為兩種，即350kN和700kN。錨索的鎖定荷載均為設(shè)計(jì)荷載的110%?，F(xiàn)根據(jù)計(jì)算公式，對(duì)三單元共六束壓力分散型錨索分別列表計(jì)算四種錨索各單元的差異荷載及伸長(zhǎng)量如表1所示。張拉過程中，張拉值嚴(yán)格按照計(jì)算設(shè)定。

表中其他計(jì)算參數(shù)：錨索鎖定荷載為設(shè)計(jì)荷載的1.1倍；每單元鋼絞線束n為2；單根鋼絞線截面面積A=140mm2；鋼絞線彈性模量E=195000 （Pa）。

3.3張拉設(shè)備、數(shù)據(jù)

湖南聯(lián)智橋隧技術(shù)有限公司開發(fā)專用于邊坡的智能張拉設(shè)備，分別可進(jìn)行普通拉力型和壓力分散型錨索的張拉，并在漳永高速（龍巖段）A9標(biāo)樁號(hào)ZK120+260.014進(jìn)行十多天的實(shí)地試驗(yàn)，張拉過程中采用的智能張拉設(shè)備如圖2所示。

利用該智能張拉的特點(diǎn)采用合理的張拉工藝，進(jìn)行邊坡的壓力分散錨索進(jìn)行張拉，具體的圖各分級(jí)階段張拉趨勢(shì)圖如圖3所示。

從圖3可以看出，智能張拉設(shè)備設(shè)定的張拉階段張拉力值和伸長(zhǎng)量值與計(jì)算值吻合較好，實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)偏差值在6%內(nèi)，真正的實(shí)現(xiàn)了雙控，保證了有效預(yù)應(yīng)力的施加，提高了整個(gè)錨索預(yù)應(yīng)力整體性能。通過合理的張拉工藝將智能技術(shù)運(yùn)用到壓力分散型錨索施工中，施工效果明顯，保證了工程質(zhì)量，對(duì)后續(xù)壓力分散錨索的施工提供了一定的指導(dǎo)意義。

4、結(jié)束語

本文的主要結(jié)論如下：

（1）壓力分散型錨索施工工藝技術(shù)以控制理論計(jì)算為基礎(chǔ)，嚴(yán)格按照規(guī)定的程序和速度進(jìn)行張拉，保證了錨索施工質(zhì)量；

（2）預(yù)應(yīng)力智能張拉技術(shù)展現(xiàn)了良好的張拉效果，配合合理的施工工藝，能夠作為后期錨索張拉的典范。

參考文獻(xiàn)

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