浅析预应力锚索的张拉

水能经济77浅析预应力锚索的张拉【摘要】本文对预应力锚索施工中的张拉工序进行了简要的介绍，并对理论伸长值的计算进行了详细的分析。【关键词】预应力锚索；张拉；理论伸长值；计算张洪宝 廖晟浙江华东工程咨询有限公司1、概述近年来，随着预应力技术的快速发展，预应力锚索在工程施工中得到了越来越为广泛的应用。在大跨度地下洞室、高边坡以及地质情况较差的部位大量采用了预应力锚索进行支护，不仅在围岩加固和改善围岩应力方面取得了较好的效果，成功解决了较为复杂的围岩稳定和结构应力超限问题，而且施工快捷，比其它支护方式节省了大量时间，大大提高了工作效率，产生了明显的经济效益。预应力锚索的张拉作为锚索施工的关键工序，是锚索向围岩结构施加作用力的中心环节，张拉作业的质量直接关系到工程质量和人身安全。锚索张拉可分三个阶段进行，分别为预张拉、张拉和补偿张拉。2、预应力锚索张拉2.1 预张拉将工作锚、限位板、千斤顶、工具锚、夹片等按由里至外的顺序安装并固定，预张拉采用对应的千斤顶，先施加一定的定位荷载，对钢绞线逐根对称张拉，使各部位接触紧密，钢铰线完全平直。每根钢铰线预张拉吨位要均匀一致，并按设计荷载锁定在工作锚板上。2.2 张拉即为整束张拉。整束张拉用与张拉吨位适配的千斤顶对已调直的锚束进行整束张拉，一般情况下，张拉用千斤顶加载至设计应力值的0.2倍，做为初始应力值的起点，如600KN的设计值对应的初始张拉应力值为120KN，1000KN的设计值对应的初始张拉应力值200KN。在此荷载下，拉伸率读数设为0。分级张拉力分别为设计值的0.25、0.5、0.75、1.0、1.15倍；但最大张拉力不得超过预应力锚索强度标准的75%。分级张拉加荷、卸荷速度不宜过快，油压升降按每分钟不超过2MPa控制。每级张拉完毕及升级前均应测伸长值并记录，分级张拉持荷时间分别要求为5min、5min、10min、10min和20min。每隔5min和10min读一次数，若持荷期间伸长值变化不超2mm，则可继续加载，否则再保持荷载45min，继续观测进一步的位移读数。测伸长值变化，采用钢板尺固定在千斤顶的油缸和活塞上进行。将每级张拉和各时段的伸长值分别记录在相应张拉表格中。2.3 补偿张拉也称二次张拉。在首次张拉48小时后，当发现预应力损失过大或其它原因致使张拉和锁定荷载不当时，需要进行补偿张拉。补偿张拉时，必须张拉至设计要求的锁定吨位后方可稳压锁定。3、预应力锚索张拉的理论伸长值计算3.1 实际伸长值的计算公式△L=△L1+△L2式中：△L ——锚索实际伸长值，mm；△L1——从初应力至最终应力之间的实测伸长值，包括多级张拉，mm；△L2——初应力下的推算伸长值，mm；可以根据下面介绍的理论伸长值计算公式计算。3.2 理论伸长值的计算某电站的预应力锚索采用的均为广西某公司提供的高强度低松弛预应力钢绞线，公称面积为140㎜2，破断拉力269.8KN，抗拉强度1930Mpa，屈服力242.8KN，延伸率5.0%。直线型预应力锚索，理论伸长值计算公式：△L=（P-P0）L/EA式中：△L——变形后的长度改变量，m； L——变形前的杆件长度，m； E——弹性模量，N/㎡，取199Gpa； A——锚索公称面积，㎡，取A=140×n(㎜2)； P——试验荷载，N； P0——初始荷载，N。以某水电站工程1000KN预应力锚索为例，来计算理论伸长值该工程预应力锚索采用的均为高强度低松弛预应力钢绞线。公称面积为140㎜2，破断拉力269.8KN，抗拉强度1930Mpa，屈服力242.8KN，延伸率5.0%。经计算，预应力锚索理论伸长值的上、下限见下表：锚索型式内锚固段长度(cm)自由张拉段长度(cm)Lmax(cm)Lmin(cm)备注1000KN 预应力锚索50012007.064.6760014008.285.45注：1. △Lmax为锚索的伸长值上限，等于自由段长度加50%粘结段长度时的理论性伸长值；2. △Lmin为锚索的伸长值下限，等于80%自由段长度时的理论伸长值；3. 1000KN预应力锚索所用钢绞线为7根；4. 对穿式锚索因自由段长度不同，张拉前根据实际长度计算。当证实预应力锚索是合格的，则把锚索从0.2倍设计值直接张拉至工作荷载并锁定。各级张拉的张拉力与伸长量关系见下表：理论张拉力与伸长量关系表Ps=1000KNL自=1200cmL固=500cmP(KN)0.2Ps0.25Ps0.5Ps0.75Ps1.0Ps1.15Ps20025050075010001150Lmax(cm)00.372.234.095.957.06Lmin(cm)00.251.482.73.944.68Ps=1000KNL自=1400cmL固=600cmLmax(cm)00.442.624.86.978.28Lmin(cm)00.291.723.164.65.46以上各表理论张拉力与伸长量关系曲线见图1：3.3 锚索的评价为严格控制预应力锚索的张拉质量，锚索张拉均采取张拉力控制与伸长值校核的双控措施。在每级加载后须同步量测其伸长值；锚索锁定后要量测预应力钢绞线的滑移量，再用公式△L=△L1+△L2计算实际伸长值，（下转第79页）水能经济79六、综上所述要做好水资源管理工作这几点很重要。一是各地要深入领会并贯彻好习总书记提出的“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时期治水方针，全方位做好水资源管理工作。二要充分考虑流域和区域水资源承载能力，在水生态文明建设中合理开发水资源。三要在水资源管理和保护工作中要依法行政，坚持问题导向，及时解决水资源管理和保护中出现的重大问题。四要在流域和区域相结合的水资源管理体制中，统筹上下游、左右岸，坚持放管结合、强化服务，形成合力，取得实效。结语为了实现人类与自然的和谐发展，必须正确的处理好水资源的利用情况。充分实现资源的优化配置，严格贯彻落实《中华人民共和国水法》以及中央政府的号召。坚持水资源管理的基本原则，加大对水资源相关管理部门的团队建设，提高从业人员的职业素养和职业技能，加强对社会民众的水资源保护的宣传工作。切实把各项工作落到实处。不断学习采用国内外先进的管理技术和科学技术，加大对水资源管理的资金和人力投入，充分优化资源配置。促进社会经济良好的发展以及社会和谐的进一步实现。参考文献:[1]王蒙;内蒙古水利;2012年2期[2]杜玉荣;加强水资源管理;实现可持续发展;2013年11期[3]张智街;如何加强水资源管理工作[J];2014年7月作者简介：杨勇（1974- ），男，本科，中级经济师，主要从事水资源管理方面的工作。（上接第76页）面对水源匮乏问题之后，要讲地下水当作后背水源，以及相应的应急水源，从根本上保护好地下水，确保水质，避免超采区以及深层开采，落实好水源后备工作；第三，要针对农村饮水安全问题，完善相应的系统监测网络体系，加强水质监测力度，从根本上落实好水源地保护和监管工作。结语综上所述，针对农村饮水安全问题来说，关乎农民群众的生命健康，必须落实好农村饮水安全管理和水质监测工作，建设和谐社会，统筹城乡发展，促进社会主义新农村建设工作的有效落实。参考文献：[1]黄宗新.农村饮水安全工程管理现状及存在问题浅析[J].城市建设理论研究（电子版）,2014,(21):397-398.[2]白晋梅.农村饮水安全问题与对策研究[J].科技创新与应用,2016,(11):216-216.[3]何国一.农村饮水安全问题与对策研究[J].科技与企业,2015,(1):94-94.[4]兰冰,朱玉贵.解决农村饮水安全问题的对策[J].农业与技术,2016,(6):242.[5]阿不都吾甫尔·艾买提.农村饮水安全问题与对策研究[J].商品与质量,2016,(24):7-7.作者简介：张敏（1975年7月） 女 贵州纳雍人；民族：穿青人；本科 主要从事水利工程建设工作 现任职称工程师。（上接第77页）并与同级荷载下的理论伸长值进行比较，以此来判断张拉质量是否符合规范和设计要求。P（KN）4003007006005002000100800900100011001200

123475689△L（cm）理论张拉力与伸长量关系曲线P~△LminP~△Lmax(P =1000KN，L =1200cm，L =500cm）s自固

图1aP（KN）800110090010001200400100200300500600700123456789△L（cm）P~△LminP~△Lmax理论张拉力与伸长量关系曲线(P =1000KN，L =1400cm，L =600cm）s自固

0图1b如果在峰值荷载时，预应力锚索的弹性变形△L在下列两个限值之内，则预应力锚索是合格的。锚索的伸长值上限△Lmax：等于自由段长度加50%粘结段长度时的理论伸长值；锚索的伸长值下限△Lmin：等于80%自由段长度时的理论弹性伸长值。即如果△Lmin≤△L≤△Lmax，则说明锚索张拉质量是符合要求的。4、结语在预应力锚索施工中，应在对工程特点深入分析的基础上，以完善的质量保证体系、认真负责的态度、规范化的管理，对锚索的施工质量进行了有效的监督和控制，确保锚索施工质量。同时，希望在今后的预应力锚索施工中，能利用现场地质条件和围岩监测信息及时调整方案和参数，更好地指导现场施工，以提高岩体锚固的安全性和经济性。参考文献：[1]王泰恒主编.预应力锚固技术基本理论与实践.中国水利水电出版社.2007.9[2]国家能源局.水电水利工程预应力锚索施工规范DL/T5083-2010.