预应力锚索张拉计算书(T22)(1).doc

南平联络线高速公路工程高边坡防护工程

（G1K0+280～G1K0+380）

压力分散型

预

应

力

锚

索

张

拉

计

算

书

编制：

复核：

审核：

福建省闽东工程勘察院

二O一八年二月十二日

压力分散型预应力锚索张拉计算书

一、工程简介

南平联络线高速公路A8合同段部分路堑边坡设计采用锚索框架梁进行防护。见右图所示：框架以两根竖肋为一片，每片水平宽度为8m，竖肋水平间距4m,横梁间距为5.7m，横梁根数根据边坡坡面长度计算确定，横梁水平布置，通过调整上下端自由段以适应路线纵坡坡度。相邻两片框架之间留2cm伸缩缝，缝内填充浸沥青木板。

框架梁采用压力分散型预应力锚索进行锚固，每孔锚索由三单元共六束和两单元四束钢绞线组成，钢绞线采用直径15.24mm、强度1860MPa的高强度低松弛无粘结钢绞线。每个单元锚索分别由两根无粘结钢绞线内锚于钢质承载体组成。钢绞线通过特制的挤压簧（类似于夹片功能）和挤压套（类似于锚环功能）对称地锚固于钢质承载体上，其单根的连接强度大于200KN。各单元锚索的固定长度分别为L1、L2、L3，共同组成复合型锚索的锚固段，且L1=L2=10m、L1=L2=L3=10m和L1=L2=12m。为叙述及计算方便，命名对应锚固长度的单元为D1、D2单元和D1、D2、D3单元，其对应锚索长度为l1、l2和l1、l2、l3，且l1l2及l1l2l3。详见下图所示：

上图中，自由段长度根据边坡级数位置不同而有三种设计长度，分别为14m、16m、18m、24m和28m，其对应设置位置详见具体的边坡锚索框架防护设计图。

压力分散型锚索与一般拉力分散型锚索不同之处在于，压力分散型锚索由几个单元组成，各单元间锚索长度及其自由段长度不同，致使各单元间因自由段长度不同而产生伸长量不同。因此，在进行整体分级张拉前，要先计算各单元间的差异伸长量和差异荷载增量，并先进行补足荷载张拉及预张拉。

二、差异荷载增量、差异伸长量和理论伸长量计算

1、计算公式

因压力分散型锚索各单元长度长短不一，故必须先计算相邻两单元之间的差异伸长量和差异荷载增量。对于三单元共六束压力分散型锚索，其计算公式如下：

差异伸长量：

△L1-2=△L1-△L2,△L2-3=△L2-△L3;

△L1=(σ/E)*L1,△L2=(σ/E)*L2,△L3=(σ/E)*L3,

σ=P/A。

差异荷载增量：

△P1=(E*A*△L1-2/L1)*2

△P2=[(E*A*△L2-3/L2)+(E*A*△L2-3/L1)]*2

以上各式中：

L1、L2、L3,分别为第一、二、三单元锚索的自由段长度，且L1L2L3；

△L1,△L2,△L3,分别为在给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下的伸长量；

△L1-2,△L2-3为对应单元在给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下的差异伸长量；

σ为在给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下的钢绞线束应力；

P为在给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下的单根钢绞线束荷载；

A为单根钢绞线束的截面面积，取A=140mm2;

E为钢绞线的弹性模量，E=1.95*105MPa=195000Pa;

△P1，△P2为进行分步补偿差异张拉的第一、二级张拉荷载增量；

各单元锚索张拉时的实际总伸长值,等于初应力以下的补偿张拉伸长量加上从初应力至最大张拉力间的伸长量，即：

△L=△L初以下+△L初至最大

2、不同长度自由段锚索差异荷载及伸长量计算

本合同段压力分散型锚索框架类型，按自由段长度不同共分为五种，即自由段长14m、16m、18m、24m和28m。锚索设计荷载分别为600KN和400KN，锁定荷载660KN及440KN。现分别列表计算五种锚索各单元的差异荷载及伸长量如下：

各种锚索差异荷载及差异伸长量计算表(设计荷载400KN)

锚索长度（m）

最短自由端长度（M扣掉锚固长度）

单元分类

张拉端有效自由端长度Li（mm）

个单元锚索在最终荷载下的伸长量（mm）

相邻单元在最终荷载下的差异量（mm）

相邻单元分部补偿张拉差异荷载增量（N）

26

16

D1

L1

26408

ΔL1

108.45

ΔL1-2

41.07

ΔP1

83308

D2

L2

16408

ΔL2

67.38

锚索长度（m）

最短自由端长度（M扣掉锚固长度）

单元分类

张拉端有效自由端长度Li（mm）

个单元锚索在最终荷载下的伸长量（mm）

相邻单元在最终荷载下的差异量（mm）

相邻单元分部补偿张拉差异荷载增量（N）

26

14

D1

L1

26408

ΔL1

108.45

ΔL1-2

49.28

ΔP1

99970

D2

L2

14408

ΔL2

59.17

2