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1、预应力锚索框架用于高边坡加固的实测与分析2006年第1期铁道建筑RailwayEngineering59文章编号:1003—1995(2006)01—0059—03预应力锚索框架用于高边坡加固的实测与分析刘宝奎,张玉芳,王荣,尚艳亮(1.铁道科学研究院深圳铁科岩-t232程有限公司,广东深圳5180342.石家庄铁道学院土木工程分院,石家庄050043)摘要:阐述预应力锚索框架在元磨高速公路高边坡中的应用,并对预应力锚索框架进行现场监测,给出锚索拉力,框架弯矩和坡体反力的现场测试结果并进行分析和研究.关键词:预应力锚索锚索框架高边
2、坡病害现场监测中图分类号:U213.158;U213.13文献标识码:B1工程概述元磨公路K259+835～K259+902三公箐隧道出口左侧高边坡,地处云南省墨江县碧溪乡境内,位于元磨高速公路三公箐隧道出EI.边坡处在强烈切割的高中山地貌区,自然边坡走向近东西向,由南向北倾斜,相对高差超过300多m.路线走向近NE70.,经三公箐隧道出口后,横切自然边坡通过.由于边坡相对高差较大,设计中采用一榀锚索框架,框架长度8.5m,高l6.7nl,由三根竖肋和四根横梁组成;坡率l:0.3.锚索长度I8～24nl,水平间距2.8m,竖向间距
3、4.4m,每孔锚索由4根15.24mlTl的钢绞线组成.锚索拉力采用锚索测力计测试,框架结构内力采用钢筋计测试,框架基底反力采用双膜土压力盒测试,图l为测点布置图.2工程地质概况该段边坡体的岩土:①上部为第四系残坡积层,厚度为1.0～4.0nl,系棕红色碎石土,碎石含量40%～80%,次棱角状与棱角状,粒径大多为5—7cm,成份为砂质板岩;②下部为三叠系上统(T3c1)灰黄色及棕褐色砂质板岩,钙质胶结,弱风化,岩层走向NW24./NEI6o,近乎与路线垂直,岩层处于挤紧状态.坡体内存在多组陡立并倾向线路的构造裂面,坡面及坡体内均干
4、燥少水.3锚索张拉锁定的加载方案和测试过程3.1加载原则分级循环施加.每级循环先中间后两边,先横梁后竖肋,对称而均匀地施加.3.2荷载分级和加载顺序每孔锚索由两个单元锚索组成,每个单元有2根15.24mm的钢绞线,每个单元锚索分别张拉锁定.荷载分四级,三次循环施加,整个试验加载48次.试验锚索的设计锁定荷载600kN.第一循环将其中一个单元锚索加载到100kN;第二循环将另一单元锚索也加载到100kN;第三循环分两次,每次将每个单元锚索加载到300kN.每一循环内加载的顺序:M一8,M一7,M一9,M5,M一4,M一6,M一11,
5、M一10,M一12,M一2,M一1,M-3.各节点上锚索测力计编号如图1所示.3.3监测过程整个试验过程中,在加载前全部传感器测试一遍初读数(序号为0),锚索锁定前,后各测试一遍(序号为1至96).长期观测时考虑到预应力锚索框架在加荷初期内力调整的幅度可能较大,而越往后其内力变化越趋于稳定,因此长期观测按"先观测密度大,后观测密度小"的原则进行.4锚索拉力的测试结果与分析4.1测试结果锚索张拉加载前后的测试数据和锚索的拉力随着加载循环过程的变化曲线,以及锚索张拉锁定后,在长期工作状态下,锚索拉力的长期观测数据和锚索拉力随时间的变化
6、曲线等参见图2,图3及表1.4.2测试结果分析1)瞬间变化阶段锚索预应力随着加载循环有一个衰减过程,随着每次加载,锚索锁定前,后拉力都有一定的减小,其典60铁道建筑Janua_,'y,2006600500400300200100OIn量:』量G-2.1¨6-'广lJ,堙蠼霉兽翠.簧山●一'"蛊r∞_I●¨3莘,M-fi,lGlg0一15G-17一}—●C一12G-14C1f.?G一8酬?JI2o罕到辔l叫I～～:M-7G一23莹..J事,二皇,l龇.25G-27J—●G一29'..I¨zzC-Z4一?G-26G281旷lf洲
7、窖'Il0一.I_J9三'c3lG-33t1IG-32Gl341f.曼})r—竖肋内测试元件布置图,.钢筋计埋设位置I,一～.一,『52∞75,?rT_————,r-干1j横粱内测试元件布置图圈倒:?——土压盒.一锚素测力计---钢筋计注:①土压盒编号从左到右.从下到上沿横集竖肋依次捧列@3竖肋的钢筋计单号置于底部,双号I于顶帮;其它截面钢筋计双号I于雇部单号I于顶都.图1三公箐隧道出口锚索框架监测点布置图ol224364860728496加载次序图2加载过程锚索力变化曲线型变化曲线如图2所示.第一次循环结束时,瞬间损失最大值为2
8、1.2kN(M一12位置),最小为5.6kN(M6位置),平均值为13.4kN;第二次循环结束时,瞬间损失最大值为19.2kN(M一7位置),最小为9.0kN(M一6位置),平均值为15.7kN;第三次循环结束时,瞬间损失最大值为37.9kN(M一
