钢绞线与预应力锚固体系的关系
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预应力钢绞线
预应力钢绞线
预应力钢绞线（prestressed steel strand）是一种用于预
应力混凝土结构中的钢材，由许多个钢丝通过预应力锚固
而成。
预应力钢绞线通过施加预先设定的张力，使混凝土
结构在使用荷载下产生一定的预应力，从而增加结构的承
载能力和抗裂性能。
预应力钢绞线通常由高强度的钢丝组成，每个钢丝经过镀
锌处理以提供抗腐蚀性能。
这些钢丝在一定的应力下通过
扭转在一起，形成一个稳定的绞线。
根据应用的需要，预
应力钢绞线可以有不同的规格和强度等级。
在预应力混凝土结构中，预应力钢绞线通常埋设在混凝土
构件的内部，通过张拉设备施加预应力。
当混凝土达到设
计强度后，预应力钢绞线的张拉力会被锚固在构件的两端，使得混凝土受到压缩力，并能够抵抗外部荷载的作用。
预应力钢绞线的使用可以提高混凝土结构的整体性能，增
加抗弯、抗剪和抗挠等能力，减小结构的变形和裂缝，提
高结构的耐久性和安全性。
它广泛应用于桥梁、大型建筑、水利工程等领域。
(完整版)预应力钢绞线低回缩量锚固体系工作机理锚具附图及参数
OVM钢绞线低回缩量锚固体系柳州欧维姆机械股份有限公司目录一、概要二、主要技术性能指标三、标志示例四、结构及参数五、施工工艺一、概要OVM低回缩量锚具是针对短预应力束锚具张拉放张回缩量过大，导致其有效永久预应力损失大而专门研究开发的一种低回缩高效率的预应力锚具。
OVM低回缩量锚具广泛应用于大跨度预应力混凝土连续梁、连续钢构等桥梁竖向预应力结构，铁路梁横向预应力结构，斜拉桥塔身周向、横向预应力结构，边坡锚固预应力结构及其它各种较短预应力筋结构中。
我公司为专业的锚、机具生产企业，开发的低回缩量锚具锚固效率系数高，锚固性能稳定、可靠，张拉操作简便。
产品执行GB/T14370-2007《预应力筋用锚具、夹具和连接器》标准和铁路产品认证用技术规范TB/T3193-2008《铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件》。
二、主要技术性能指标1、锚具效率系数：ηA≥0.952、破断总应变:εapu≥2.0%3、锚具二次放张回缩量:λ≤1mm4、满足试验应力上限取0.65f ptk，应力幅度100MPa，循环200万次的疲劳性能要求。
5、满足试验应力上限取0.80f ptk，下限应力取0.40f ptk，循环50次的周期荷载性能要求。
6、锚具满足分级张拉、补张拉和放松钢绞线的要求。
7、锚具的锚口摩阻损失和喇叭口摩阻损失合计不大于6%。
三、标记示例OVM .M 15 DHS - □□□应用类型预应力钢材根数低回缩量代号预应力钢材直径(mm)，15为φ15.24mm钢绞线锚具代号预应力体系代号示例:锚固3根直径为φ15.24mm预应力混凝土用钢绞线铁路工程用OVM低回缩量锚具型号标记：OVM.M15DHS-3T四、结构及参数1、OVM.M15DHS低回缩量锚具（张拉端）结构及尺寸参数图1 低回缩量锚具结构图（张拉端）低回缩量锚具（张拉端）由工作夹片、工作锚板、螺母、锚垫板和螺旋筋组成，见图1。
螺母通过内螺纹与工作锚板外螺纹相连。
预应力筋施工方案
预应力施工方案预应力施工步骤包括：预应力筋下料、波纹管制作与安装〔或钢管安装〕、穿束、X拉、压浆、封锚等工序。
预应力施工方法分为先X法和后X法，目前施工中一般采用后X法。
预应力筋的品种有钢丝、钢绞线、热处理钢筋、冷拉低碳钢丝、精扎螺纹钢筋等。
预应力施工主要应用于盖梁、T梁和箱梁等结构构件中。
预应力施工时，那么需采取必要的平安技术措施，以防止发生事故。
一、预应力筋的材质检验预应力筋进场时应分批验收，验收时，除应对其质量证明书、包装、标志和规格等进展检查外，还必须按以下规定进展检验：1、钢丝应分批进展检验，每批的重量≤60t。
先从每批中抽检5%，但不少于5盘，对其进展形状、尺寸和外表等检查，如出现检查不合格，那么将该批钢丝逐盘检查。
在上述检查合格的钢丝中抽取5%，且不小于3盘，在每盘钢丝的两端取样进展抗拉强度、弯曲和伸长率的试验，其力学性能应符合《规X》要求。
如试验结果有一项不合格时，那么不合格盘报废，并从同批未试验过的钢丝盘中取双倍数量试样进展该不合格项的复验，如仍有一项不合格，那么该批钢丝为不合格。
2、钢绞线从每批钢绞线中任取3盘，并从每盘所选取的钢绞线端部的正常部位载取一根试样进展外表质量、直径偏差和力学性能等试验。
如每批少于3盘，遇应逐盘取样进展上述试验。
试验结果如有一项不合格时，那么不合格盘报废，并再从该批未试验过的钢绞线中取双倍数量的试样进展该不合格项的复测，如仍有一项不合格，那么该批钢绞线为不合格。
每批钢绞线的重量应≤60t。
3、热处理钢筋1〕从每批钢筋中抽取10%的盘数〔不小于25盘〕进展外表质量和尺寸偏差的检查。
如检查不合格，那么应对该批钢筋进展逐盘检查。
2〕从每批钢筋中抽取10%的盘数〔不小于25盘〕进展力学性能试验。
试验结果如有一项不合格时，该不合格盘应报废，并再从未试验过的钢筋中取双倍数量的试样进展复验，如仍有一项不合格，那么该批钢筋为不合格。
3〕每批钢筋的重量应不大于60t。
浅析二次张拉钢绞线竖向预应力锚固系统
锚具品种之一。
中发现 ， 常有 竖向 预应力筋永存预应力不到位的情 况 ， 至在施 甚 工完成以后 ， 的预应力筋内无预应力。 有 同时由 于箱梁桥高度有 限 ， 施工要求 高 ， 对 稍有不慎 ，
竖向预直力可能会损失过半， 这对箱体的受力
是极 为不利的 。 从大量的实际施工桥梁调研 中发现 ，主要
力。其中， 竖向预应力摒弃传统的精轧螺纹钢 Ｙ Ｍ锚固体系 ， Ｇ 采用新型 的二次张拉低 回缩钢 绞线竖向预应力锚 固系统的施工工艺 ，达到了
预期效果。 ２新型锚 固系统特点 二次张拉低回缩钢绞线竖向预应力锚 固系 统是一种新型的预应力筋锚 固体系 ， 同于传 不 统的精 轧螺纹钢 Ｙ Ｍ锚 固体 系， Ｇ 也不同于夹片
及施 工工 艺， 总结 了二 次张拉铜 绞 线竖 向预 应 力的施工 工 艺和技 术要 点。通 过工程 实例 ， 实践证 明 了二 次张拉 竖向预应 力钢绞 线锚
固系统施 工工 艺在 工程 中的 可行性 ， 其是二 次 张拉钢 绞线基 本 无回缩 产生 ， 尤 达到 了低 回缩 、 效率 的 目的 ， 高 产生 的较 好 的经济效 益和施 工 简易性 ， 确保 了工程后 期运 营质量 。
问题是竖向预应力采用的精轧螺纹钢 Ｙ Ｍ锚 Ｇ 固体 系竖 向预应力存在如因 在于钢筋上的螺纹与螺母间隙及变形、螺母与 垫板的接触面存在夹角，导致实际回缩量损失 大大超出规范。上述特点往往导致竖向预应力
效果差。
３． ． ２ ２精轧螺纹钢 Ｙ Ｍ锚固体系 由于力筋 Ｇ ４ １新工艺结构原 理 是刚性索 ，对施 工安装锚 固螺母 、预应力粗钢 二次张拉低 回缩钢绞线竖向预应力锚固系 筋、 锚垫板三者安装精度要求相当高， 否则造成 统 由固定端垫板 、 锚 、 螺旋筋 、 Ｐ 固定 钢绞线 、 波 放张时锚 固螺母拧不到位 ，是传统锚 固体系永 纹管 、 端垫板 、 张拉 张拉端锚具和张拉端螺旋筋 存预应力极难保证稳定 ， 且易发生随 即变化 的 组成 。 固定端垫 板、 张拉端垫板组件和混凝土共 同构成 了承 力架构 ， 锚固定钢绞线 。 Ｐ 个重要原因。 ３ ３在 实际工程中 ， ２ 精轧螺纹钢 被拉断 的 工 作锚环设计成外 圆全螺纹 ， 向布置若 轴 现象也时有发生 ， 精轧螺纹钢—旦拉断 ， 无法补 干个锥 孔 ， 外螺纹 与支承 螺母相连接 ， 锚环 夹片 轴向安装在锚环锥孔 内。 救， 危害也很大 。 第 一次张拉 钢绞线至张拉设 计控 制荷载 ， ３ ． 向预应力筋 普遍存 在压浆 质量不 ． ２ ４竖 好， 管道压浆不密实等通病存在， 也为传统锚固 放张时， 夹片自动跟进夹紧钢绞线进行 自 锚固； 第二次将工作锚环通过连接杆整体张拉至设计 系统预应力损失 留下 了后患。 ３ ３新工艺的形成 荷载值 ，向张拉端垫板侧 拧紧支 承螺母 ，放张 箱梁桥腹板的竖 向预应力是为控制箱梁桥 后 ， 环由支承螺母支承在张拉 端垫板上 ， 锚 预应 腹板开裂而设计 的， 许多专家、 的文献也都 力筋无 回缩产生 ，从而消除第一 次张拉钢绞线 学者 强 调 了竖 向预应 力在 箱梁 桥结构 中的显 著作 锚具回缩值， 达到提高预应力效率的目的。 用。 工程实例也证实： 没有设 置竖 向预应力的箱 ４ 第一次张拉安装 ２ 梁腹板开裂更加明显 ， 至在施工期间就 出现 甚 首先应 了解工程设计 中对预应力束的张拉 了裂缝 ； 有的虽然设 置了竖向预应力 ， 由于预 要求， 但 例如每束预应力筋钢绞线的根数、 标准强 应 力损失大 ， 管道压浆 不密实 ， 温度应力 、 度、 以及 横截面积数值、 控制应力、 要求的张拉伸长 混凝土的收缩和徐变等诸多因素，仍然不能抑 量值、 锚具的回缩值等， 然后根据标定后的” 油 制腹板斜 向裂缝 的出现。 压值一 张拉力” 标定值确定控制应力的油压值。 中交公路规划设计院曾对 建成的部分大跨 待养护龄期满足设计要求后 ，准备第一次 径预应力混凝土连续梁 、连续 刚构等连续梁式 张拉工作。 将工作锚环 自 钢绞线束端部套 匕 并 ， 桥进行 了调查 ，结果表明预应力混凝土连续梁 推至锚垫板处， 对准止 口固定； 安装工作锚环、 式桥存在 的突 出问题是混凝土结构开裂 。而纵 夹片； 安装限位板， 限位板应按锚板尺寸设计 ， 向预应力束布置和竖向预应力的大小对箱梁桥 与锚 板的孔相对应配合 ； 安装千斤顶 ， 将千斤顶 腹板斜裂缝的控制等起着主要作用。 前端盖支承 口套在限位板的外面 ， 这时千斤顶 针对精轧螺纹钢 Ｙ Ｍ锚固体系存在的缺 即可同轴对 中；将工具锚 安装在活塞端部的支 Ｇ 陷， 将二次张拉预应力锚固体系应用于箱梁桥 承止 口上。 腹板 ， 作为竖 向预应力 ， 向预应力筋预应力 使竖 按 照一般低松弛钢绞线预应力 的张拉工艺 效率大大提高 ， 预应力损失很小 ， 时效松弛应力 完成对竖向预应力的第一次张拉 ， 第一次张拉 损 失也远远小于精轧螺纹钢力筋 ， 加上压浆工 放张后 ， 由夹片进行 自 固。 锚 艺 的优化改进 ， 孔道压浆密实饱满 ， 粘结握裹力 ４ ３第二次张拉安装 好， 克服了精轧螺纹钢 Ｙ Ｍ锚固体系存 在的不 Ｇ 根据预应力张拉施工方案要求， 检查第一 足。同时， 工程造价同比降低，－ ７程安全性却明 次张拉 施工是否按照规定完成 ，检查第一次张 显提升。 拉施工是否达到锚固质量要求， 如符合要求， 方 ３ ． ４新工艺优势及应用 可进 行二次张拉 ， ， 否则 应采取措施按照规范要 二次张拉低回缩钢绞线竖向预应力锚固系 求对第一次张拉进行检查， 使第—次张拉合格。 统低回缩、 永存预应力损失小的显著特点， 为广 第二次张拉安装时按照顺序安装张拉支 泛应用于大跨度预应力混凝土连续梁 、连续刚 架、 连接套、 张拉杆、 定位垫板和连接螺母， 将工 构、刚构—连续组合体系等桥梁竖向预应力提 作锚 环进行 整体拉起 ， 达到设计预应力要求后 供 了理论 依据 ，从而 克服传 统 的精 轧螺纹 钢 持荷 ２ ｉ， ａ ｒ ｎ再拧紧支承螺母， 使支承螺母支承在 Ｙ Ｍ 锚固体 系回缩大导致 永存预应力 损失大 张拉 端垫板 匕 Ｇ 。 的缺陷。 ４ 孔道 压浆、 ４ 封端 二次张拉钢绞线低回缩锚具在施工 中还可 孔道
中发现 ， 常有 竖向 预应力筋永存预应力不到位的情 况 ， 至在施 甚 工完成以后 ， 的预应力筋内无预应力。 有 同时由 于箱梁桥高度有 限 ， 施工要求 高 ， 对 稍有不慎 ，
竖向预直力可能会损失过半， 这对箱体的受力
是极 为不利的 。 从大量的实际施工桥梁调研 中发现 ，主要
力。其中， 竖向预应力摒弃传统的精轧螺纹钢 Ｙ Ｍ锚固体系 ， Ｇ 采用新型 的二次张拉低 回缩钢 绞线竖向预应力锚 固系统的施工工艺 ，达到了
预期效果。 ２新型锚 固系统特点 二次张拉低回缩钢绞线竖向预应力锚 固系 统是一种新型的预应力筋锚 固体系 ， 同于传 不 统的精 轧螺纹钢 Ｙ Ｍ锚 固体 系， Ｇ 也不同于夹片
及施 工工 艺， 总结 了二 次张拉铜 绞 线竖 向预 应 力的施工 工 艺和技 术要 点。通 过工程 实例 ， 实践证 明 了二 次张拉 竖向预应 力钢绞 线锚
固系统施 工工 艺在 工程 中的 可行性 ， 其是二 次 张拉钢 绞线基 本 无回缩 产生 ， 尤 达到 了低 回缩 、 效率 的 目的 ， 高 产生 的较 好 的经济效 益和施 工 简易性 ， 确保 了工程后 期运 营质量 。
问题是竖向预应力采用的精轧螺纹钢 Ｙ Ｍ锚 Ｇ 固体 系竖 向预应力存在如因 在于钢筋上的螺纹与螺母间隙及变形、螺母与 垫板的接触面存在夹角，导致实际回缩量损失 大大超出规范。上述特点往往导致竖向预应力
效果差。
３． ． ２ ２精轧螺纹钢 Ｙ Ｍ锚固体系 由于力筋 Ｇ ４ １新工艺结构原 理 是刚性索 ，对施 工安装锚 固螺母 、预应力粗钢 二次张拉低 回缩钢绞线竖向预应力锚固系 筋、 锚垫板三者安装精度要求相当高， 否则造成 统 由固定端垫板 、 锚 、 螺旋筋 、 Ｐ 固定 钢绞线 、 波 放张时锚 固螺母拧不到位 ，是传统锚 固体系永 纹管 、 端垫板 、 张拉 张拉端锚具和张拉端螺旋筋 存预应力极难保证稳定 ， 且易发生随 即变化 的 组成 。 固定端垫 板、 张拉端垫板组件和混凝土共 同构成 了承 力架构 ， 锚固定钢绞线 。 Ｐ 个重要原因。 ３ ３在 实际工程中 ， ２ 精轧螺纹钢 被拉断 的 工 作锚环设计成外 圆全螺纹 ， 向布置若 轴 现象也时有发生 ， 精轧螺纹钢—旦拉断 ， 无法补 干个锥 孔 ， 外螺纹 与支承 螺母相连接 ， 锚环 夹片 轴向安装在锚环锥孔 内。 救， 危害也很大 。 第 一次张拉 钢绞线至张拉设 计控 制荷载 ， ３ ． 向预应力筋 普遍存 在压浆 质量不 ． ２ ４竖 好， 管道压浆不密实等通病存在， 也为传统锚固 放张时， 夹片自动跟进夹紧钢绞线进行 自 锚固； 第二次将工作锚环通过连接杆整体张拉至设计 系统预应力损失 留下 了后患。 ３ ３新工艺的形成 荷载值 ，向张拉端垫板侧 拧紧支 承螺母 ，放张 箱梁桥腹板的竖 向预应力是为控制箱梁桥 后 ， 环由支承螺母支承在张拉 端垫板上 ， 锚 预应 腹板开裂而设计 的， 许多专家、 的文献也都 力筋无 回缩产生 ，从而消除第一 次张拉钢绞线 学者 强 调 了竖 向预应 力在 箱梁 桥结构 中的显 著作 锚具回缩值， 达到提高预应力效率的目的。 用。 工程实例也证实： 没有设 置竖 向预应力的箱 ４ 第一次张拉安装 ２ 梁腹板开裂更加明显 ， 至在施工期间就 出现 甚 首先应 了解工程设计 中对预应力束的张拉 了裂缝 ； 有的虽然设 置了竖向预应力 ， 由于预 要求， 但 例如每束预应力筋钢绞线的根数、 标准强 应 力损失大 ， 管道压浆 不密实 ， 温度应力 、 度、 以及 横截面积数值、 控制应力、 要求的张拉伸长 混凝土的收缩和徐变等诸多因素，仍然不能抑 量值、 锚具的回缩值等， 然后根据标定后的” 油 制腹板斜 向裂缝 的出现。 压值一 张拉力” 标定值确定控制应力的油压值。 中交公路规划设计院曾对 建成的部分大跨 待养护龄期满足设计要求后 ，准备第一次 径预应力混凝土连续梁 、连续 刚构等连续梁式 张拉工作。 将工作锚环 自 钢绞线束端部套 匕 并 ， 桥进行 了调查 ，结果表明预应力混凝土连续梁 推至锚垫板处， 对准止 口固定； 安装工作锚环、 式桥存在 的突 出问题是混凝土结构开裂 。而纵 夹片； 安装限位板， 限位板应按锚板尺寸设计 ， 向预应力束布置和竖向预应力的大小对箱梁桥 与锚 板的孔相对应配合 ； 安装千斤顶 ， 将千斤顶 腹板斜裂缝的控制等起着主要作用。 前端盖支承 口套在限位板的外面 ， 这时千斤顶 针对精轧螺纹钢 Ｙ Ｍ锚固体系存在的缺 即可同轴对 中；将工具锚 安装在活塞端部的支 Ｇ 陷， 将二次张拉预应力锚固体系应用于箱梁桥 承止 口上。 腹板 ， 作为竖 向预应力 ， 向预应力筋预应力 使竖 按 照一般低松弛钢绞线预应力 的张拉工艺 效率大大提高 ， 预应力损失很小 ， 时效松弛应力 完成对竖向预应力的第一次张拉 ， 第一次张拉 损 失也远远小于精轧螺纹钢力筋 ， 加上压浆工 放张后 ， 由夹片进行 自 固。 锚 艺 的优化改进 ， 孔道压浆密实饱满 ， 粘结握裹力 ４ ３第二次张拉安装 好， 克服了精轧螺纹钢 Ｙ Ｍ锚固体系存 在的不 Ｇ 根据预应力张拉施工方案要求， 检查第一 足。同时， 工程造价同比降低，－ ７程安全性却明 次张拉 施工是否按照规定完成 ，检查第一次张 显提升。 拉施工是否达到锚固质量要求， 如符合要求， 方 ３ ． ４新工艺优势及应用 可进 行二次张拉 ， ， 否则 应采取措施按照规范要 二次张拉低回缩钢绞线竖向预应力锚固系 求对第一次张拉进行检查， 使第—次张拉合格。 统低回缩、 永存预应力损失小的显著特点， 为广 第二次张拉安装时按照顺序安装张拉支 泛应用于大跨度预应力混凝土连续梁 、连续刚 架、 连接套、 张拉杆、 定位垫板和连接螺母， 将工 构、刚构—连续组合体系等桥梁竖向预应力提 作锚 环进行 整体拉起 ， 达到设计预应力要求后 供 了理论 依据 ，从而 克服传 统 的精 轧螺纹 钢 持荷 ２ ｉ， ａ ｒ ｎ再拧紧支承螺母， 使支承螺母支承在 Ｙ Ｍ 锚固体 系回缩大导致 永存预应力 损失大 张拉 端垫板 匕 Ｇ 。 的缺陷。 ４ 孔道 压浆、 ４ 封端 二次张拉钢绞线低回缩锚具在施工 中还可 孔道
钢绞线
钢绞线是由多根钢丝绞合构成的钢铁制品，碳钢表面可以根据需要增加镀锌层、锌铝合金层、包铝层(aluminum clad)、镀铜层、涂环氧树脂(epoxy coated)等。
分类最常用的钢绞线为镀锌钢绞线和预应力钢绞线，常用预应力钢绞线直径在9.53mm-17.8mm范围，有少量更粗直径的钢绞线。
每根预应力钢绞线中的钢丝一般为7根，也有2根、3根及19根，钢丝上可以有金属或非金属的防腐层。
涂防腐油脂或石蜡后包HDPE的称为无粘结预应力钢绞线(unbonded steel strand)。
制造方法制造过程分为单丝制造和绞线制造，制作单丝时采用（冷）拉丝技术，根据产品的不同材料可以是高碳钢盘条、不锈钢盘条或中低碳钢盘条，如果需要镀锌，应在单丝上进行电镀或热镀处理。
绞线制造过程中采用绞线机将多根钢丝绞合成产品，预应力钢绞线还需要在成形后连续进行稳定化处理，最终产品一般收在工字轮(reel)上或按无轴卷(reel-less)完工。
性能特点钢绞线分预应力钢绞线，无粘结钢绞线，镀锌钢绞线等，不同的钢绞线有不同的性能特点，请见参考文件。
应用镀锌钢绞线通常指用于承力索(messenger wire)、拉线(guy wire)、加强芯(core wire or strength member)等，也可以作为架空输电的地线（earth wire/ground wire）、公路两边的阻拦索(barrier cable)或建筑结构中的结构索(structure cable)。
预应力钢绞线中常用的预应力钢绞线为无镀层的低松弛预应力钢绞线(uncoated steel strand for prestressed concrete)，也有镀锌的(galvanized)，常用于桥梁、建筑、水利、能源及岩土工程等，无粘结预应力钢绞线(unbonded steel strand or monostrand)常用于楼板、地基工程等。
【生产工艺】盘条-酸洗磷化-拉丝-镀层（如果需要镀层）-绞合-稳定化处理（如果是预应力钢绞线）-成品《客运专线铁路物资管理手册》第二章桥涵工程材料一、预应力体系（一）钢绞线由于设计梁体较大，客专预应力钢绞线的规格一般为1×7Φ15.24mm，由6根外层钢丝围绕着一根中心钢丝绞成，中心钢丝直径加大2.5％，执行GB5224-2003及其引用标准。
预应力锚杆设计分析
预应力锚杆设计分析预应力锚杆作为一种重要的地下工程支护结构，在岩土工程中被广泛应用。
它通过施加预应力，有效地提高了锚固区的岩土稳定性，控制了结构的变形和裂缝发展。
本文将对预应力锚杆的设计与分析进行探讨。
预应力锚杆是一种将钢绞线或高强度钢丝插入到地层中的地下结构物，通过张拉产生预应力，从而对围岩提供支护力。
它的工作原理是通过调整锚杆的长度、直径、布置方式和预应力大小，以适应不同的地质条件和工程需求。
锚杆材料的选择：根据工程需要选择具有足够强度和耐久性的材料，如高强度钢绞线或高强度钢丝。
锚杆长度的确定：根据岩土体的性质、埋深、地下水状况以及施工条件等因素来确定。
锚杆布置方式的选择：根据围岩的形状和地质条件，选择合适的锚杆布置方式，如矩形、三角形或环形布置。
预应力大小的确定：根据围岩的稳定性和工程要求，确定合适的预应力大小。
预应力锚杆的分析方法主要包括静力分析和动力分析。
静力分析主要考虑锚杆的静载特性，如抗拔力和抗剪力；动力分析主要考虑地震、爆炸等动载条件下的响应。
常用的分析方法包括有限元法、有限差分法、离散元法等。
在某隧道工程中，由于围岩稳定性较差，设计采用了预应力锚杆支护。
通过合理的选材、确定锚杆长度和布置方式以及选择合适的预应力大小，有效地控制了围岩的变形和裂缝发展，保证了施工安全。
预应力锚杆作为一种有效的地下工程支护结构，在岩土工程中得到了广泛应用。
通过对预应力锚杆的设计与分析，我们可以更好地了解其工作原理和性能特点，为工程实践提供指导。
在未来的研究中，我们还需要进一步探讨预应力锚杆的设计优化方法，提高其支护效果和经济效益。
预应力锚杆支护是一种利用高强度钢杆件和端部锚固机制，对围岩进行加固的支护方式。
其基本原理是在岩体中钻孔，将钢杆件插入孔内，利用端部锚固机制对岩体进行锚固，使岩体形成稳定的支撑结构，提高岩体的整体强度和稳定性。
预应力锚杆支护的常用参数包括杆体直径、杆体长度、锚固长度、锚固力、预应力等。
预应力锚固
ห้องสมุดไป่ตู้
2. 预应力锚索的主要问题
（1）预应力衰减问题。加固松散体的锚索的预应力衰 减是有限的、可控的和可弥补的，在规范施工的条件下， 对预应力锚索的长期有效性的耽心是不必的。 （2）钢绞线腐蚀问题。对化学腐蚀，由于采用了钢绞 线防腐除锈、塑料套裹护、水泥砂浆裹护三道措施, 问题 基本解决。现最关注的是应力腐蚀，即钢绞线长期处于高 拉应力状态下产生缺损进而组成钢绞线的钢丝产生破断的 问题。由于预应力锚索面世仅数十年，作为百年大计的抗 滑工程, 尚未全程经受检验，因此目前应以加大锚索钢绞 线的安全储备、规范张拉工艺来应对。
• 预应力锚索的适用条件及主要问题
1.预应力锚索的适用条件 预应力锚索的适用条件
技术上，预应力锚索可用于加固一般岩土质的边坡、 滑坡和危岩，包括土质滑坡。 但在以下条件时, 其应用和功效受到限制： （1）当滑动面较陡时, 尤其对陡倾的危岩。 （2）当滑体很厚、锚索自由段过长时。 （3）当下滑力过大、滑体十分松软时。 （4）当滑床为松软土体时。
5、锚头缺损
钢垫板变形凹陷 钢垫板下砼压碎变形破坏
锚墩砼受压破碎
• 病害原因
①锚头承压板破坏 锚头下的钢垫板受局部承压变形，主要原因是垫 板厚度不足、刚度不够、套管孔径大、垫板下砼 表面凹凸不平等，大都是施工质量不合格造成。 ②锚墩破坏 a、砼垫板受力面积过小、受力过于集中 b、砼垫板没有配置钢筋或配置钢筋数量不足 c、垫墩砼养护期较短，砼强度不足，过早张拉 预应力锚索而使垫墩砼被压坏
二、预应力锚索的类型
• 按照外锚头的结构形式
OVM锚、QM锚、XM锚、弗氏锚
• 按照锚索体
钢绞线束锚索，高强钢丝束锚索
• 按照锚固段受力状态
拉力型、压力型、载荷分散型
2. 预应力锚索的主要问题
（1）预应力衰减问题。加固松散体的锚索的预应力衰 减是有限的、可控的和可弥补的，在规范施工的条件下， 对预应力锚索的长期有效性的耽心是不必的。 （2）钢绞线腐蚀问题。对化学腐蚀，由于采用了钢绞 线防腐除锈、塑料套裹护、水泥砂浆裹护三道措施, 问题 基本解决。现最关注的是应力腐蚀，即钢绞线长期处于高 拉应力状态下产生缺损进而组成钢绞线的钢丝产生破断的 问题。由于预应力锚索面世仅数十年，作为百年大计的抗 滑工程, 尚未全程经受检验，因此目前应以加大锚索钢绞 线的安全储备、规范张拉工艺来应对。
• 预应力锚索的适用条件及主要问题
1.预应力锚索的适用条件 预应力锚索的适用条件
技术上，预应力锚索可用于加固一般岩土质的边坡、 滑坡和危岩，包括土质滑坡。 但在以下条件时, 其应用和功效受到限制： （1）当滑动面较陡时, 尤其对陡倾的危岩。 （2）当滑体很厚、锚索自由段过长时。 （3）当下滑力过大、滑体十分松软时。 （4）当滑床为松软土体时。
5、锚头缺损
钢垫板变形凹陷 钢垫板下砼压碎变形破坏
锚墩砼受压破碎
• 病害原因
①锚头承压板破坏 锚头下的钢垫板受局部承压变形，主要原因是垫 板厚度不足、刚度不够、套管孔径大、垫板下砼 表面凹凸不平等，大都是施工质量不合格造成。 ②锚墩破坏 a、砼垫板受力面积过小、受力过于集中 b、砼垫板没有配置钢筋或配置钢筋数量不足 c、垫墩砼养护期较短，砼强度不足，过早张拉 预应力锚索而使垫墩砼被压坏
二、预应力锚索的类型
• 按照外锚头的结构形式
OVM锚、QM锚、XM锚、弗氏锚
• 按照锚索体
钢绞线束锚索，高强钢丝束锚索
• 按照锚固段受力状态
拉力型、压力型、载荷分散型
钢丝钢绞线及锚具
1预应力钢材1.1产品概述一种预埋在预应力混凝土结构中的钢材，在施加荷载前，对其预先张拉，使其对混凝土施加预压应力，以抵消或减少荷载产生的拉应力，从而提高构件的抗裂度和刚度，减少裂缝宽度，同时有效地利用高强钢材和混凝土，从而节约钢材，减轻自重。
1.2产品分类、基本特点与适用范围预应力钢材主要有预应力混凝土用钢丝、预应力混凝土用钢绞线、预应力混凝土用热处理钢筋、PC钢棒和精轧螺纹钢筋等几大类。
基本特点与适用范围见表1.2。
表1.2 预应力钢材1.3预应力钢材的规格及技术性能1)预应力混凝土用钢丝产品规格及技术性能预应力混凝土用钢丝分冷拉钢丝、消除应力光圆及螺旋肋钢丝和消除应力刻痕钢丝，其外形见图1.3-1、图1.3-2。
Σe≈0.3πdB-B图1.3-2面刻痕钢丝示意图(1)冷拉钢丝的规格和力学性能应符合GB/T5223-2002标准中表4的规定。
(2)消除应力的光圆及螺旋肋钢丝的规格和力学性能应符合GB/T5223-2002标准中表5的规定。
(3)消除应力刻痕的钢丝的规格和力学性能应符合GB/T5223-2002标准中表6的规定。
图1.3-31×2 结构钢绞线外形示意图 图1.3-41×3 结构钢绞线外形示意图 图1.3-51×7 结构钢绞线外形示意图图1.3-6热处理钢筋示意图图1.3-7PC 钢棒外形示意图2)预应力混凝土用钢绞线按其结构分为1×2、1×3、1×7三种。
其外形见图1.3-3、图1.3-4和图1.3-5。
3）预应力混凝土用热处理钢筋预应力混凝土用热处理钢筋的规格及力学性能应符合GB4463-84标准的规定。
见图1.3-6。
表1.3-1 PC 钢棒力学性能4）PC 钢棒PC 钢棒系预应力混凝土用钢棒之简称，也叫管桩钢丝。
其外形见图1.3-7，公称直径有7.1mm、9.0mm、10.7mm 和12.6mm 四种，其力学性能应符合YB/T111-1997标准的规定。
预应力锚索锚固段钢绞线应力分布研究
钢绞线应力传递和分布的规律 ； 结合长期监 测 ， 分析 了锚 固段钢绞线 应力损失 情况 以及 张拉锁定 前后锚 固段钢绞 线应 力分布调整的规律 。研究应用表 明， 磁通量传感器技术可作为锚索基本试验等各 种试 验 中钢绞线 应力分布检 测 的一种有效的方法。 关键词 ： 预应力锚索 ； 锚固段 ； 钢绞线 ； 应力分布 ； 磁通量传 感器技术
１ ６
探矿 工程 （ 岩土钻 掘工 程 ）
２ ０ １ ３年 第 ４ ０卷第 ７期
预应力锚 索锚 固段钢绞线应 力分布研究
王 全 成 ，杨 栋 ，严君 凤
（ 中国地质科学院探矿工艺研 究所， 四川 Ｉ成都 ６ １ ０ ０ ８ １ ）
摘
要： 使用磁通量传感器对拉力集中型预应力 锚索锚 固段钢 绞线应力 分布进行 研究 ， 分析 了预应力锚 索锚 固段
中 图分 类 号 ： Ｐ ６ ４ ２ ． ２ ２ ； Ｕ ６ ４ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２— ７ ４ ２ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７— ０ ０ １ ６— ０ ３
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ Ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｓ ｔ ｒ ａ ｎ ｄ ｆ ｏ ｒ Ａ ｎ ｃ ｈ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＰ ｒ ｅ － ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ Ａ ｎ ｃ ｈ ｏ ｒ Ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ／ Ｗ Ａ Ｎ Ｇ Ｑ ｕ ａ ｔ ｒ —
１ 开展 研 究的意 义
过对锚 固体 系 内部应 力 分 布 的研 究 ， 合 理 确 定 锚 固 段长 度 。同时 ， 通 过试 验研究 ， 提供 一种 快速 合理 的 确定 锚 固段 长度 的有 效 手 段 ， 并 对 锚 固体 系 内部应
钢绞线竖向预应力锚固体系的研究
能少且精确。
２ 低 回缩量 钢绞 线锚 固体 系锚 具设计
２ １ 与 精 轧 螺 纹 钢 筋 的 比 较 ．
与 精 轧 螺 纹 钢 筋 相 比 ，钢 绞 线 柔 性 大 、强 度
精 轧螺 纹 钢筋 回缩 量 过 大有各 种 各样 的原 因。 首先是本身的结构原 因 ， 两端精轧螺纹钢筋的 锚 垫 板 安 装 后 不 可 能 完 全平 行 ，加 上 精 轧 螺 纹 钢
操 作方便 可靠 。钢 绞线 竖 向预应 力锚 固体 系能确保 箱梁 腹板 中设计 的预应力 ， 有效 提高 箱粱腹 板 的耐久性 。 能
关键词 ： 绞线竖 向预 应力锚 固体 系 ；低 回缩 量 ；撑脚 限位 装置 钢 中 图分类 号 ： ４ ４ 文献标 识 码 ： Ｕ４ Ａ 文章编 号 ：０ ９ ７ １ （ ０ ７ ０ － ０ ７ ０ １０ — ７ ６ ２ ０ ） ２ ０ ９ － ３
碳化 、 护层剥落 、 筋腐蚀 ， 而削 弱混凝 土 的 保 钢 进 强 度 与 刚度 ， 久 性 下 降 ， 重 时甚 至 发 生 垮 塌 事 耐 严 故 。这 种 裂 缝 与 其 危 害 是 一 种 “ 见 病 ” “ 发 常 与 多 病 ” 经 常 困扰 桥 梁 工 程 设 计 人 员 。 ， 裂 缝 的 出现 有 各 种 各 样 的 原 因 ， 荷 载 变 化 、 如 温 度 变 化 、 缩 徐 变 、 基 变 形 、 筋 锈 蚀 、 工 收 地 钢 施 材 料 质 量 和 施 工 质 量 等 。 但 实 际 上 ，不 管 什 么 原 因 ，采 用 预 应 力 或 部 分 预 应 力 是 限 制 混 凝 土 开 裂 最有 效 办 法 。 目前 有 些 桥 梁 腹 板 中除 了有 沿 桥 纵
向 的 预应 力 外 ， 竖 向也设 有 预应 力 。 轧 螺 纹 钢 在 精 筋 因安 装 、 拉 操 作 方 便 ， 格 低 廉 ， 以 在 已建 张 价 所 的、 在建 的桥 梁 中得 到 大 量 采 用 。 从 出 现 裂缝 的 但 腹 板 中检 查 发 现 ，大 多数 精 轧螺 纹 钢 筋 的 预应 力 很 低 ， 于设 计 要求 的 预应 力 ， 的甚 至 为 零 。也 低 有 就是说 ， 自张 拉锚 固后 ， 轧 螺 纹 钢 筋 的 张 拉 伸 长 精 量 越 来 越 小 ， 生 过 大 的 回缩 ， 致 过 大 的 预 应 产 导
２ 低 回缩量 钢绞 线锚 固体 系锚 具设计
２ １ 与 精 轧 螺 纹 钢 筋 的 比 较 ．
与 精 轧 螺 纹 钢 筋 相 比 ，钢 绞 线 柔 性 大 、强 度
精 轧螺 纹 钢筋 回缩 量 过 大有各 种 各样 的原 因。 首先是本身的结构原 因 ， 两端精轧螺纹钢筋的 锚 垫 板 安 装 后 不 可 能 完 全平 行 ，加 上 精 轧 螺 纹 钢
操 作方便 可靠 。钢 绞线 竖 向预应 力锚 固体 系能确保 箱梁 腹板 中设计 的预应力 ， 有效 提高 箱粱腹 板 的耐久性 。 能
关键词 ： 绞线竖 向预 应力锚 固体 系 ；低 回缩 量 ；撑脚 限位 装置 钢 中 图分类 号 ： ４ ４ 文献标 识 码 ： Ｕ４ Ａ 文章编 号 ：０ ９ ７ １ （ ０ ７ ０ － ０ ７ ０ １０ — ７ ６ ２ ０ ） ２ ０ ９ － ３
碳化 、 护层剥落 、 筋腐蚀 ， 而削 弱混凝 土 的 保 钢 进 强 度 与 刚度 ， 久 性 下 降 ， 重 时甚 至 发 生 垮 塌 事 耐 严 故 。这 种 裂 缝 与 其 危 害 是 一 种 “ 见 病 ” “ 发 常 与 多 病 ” 经 常 困扰 桥 梁 工 程 设 计 人 员 。 ， 裂 缝 的 出现 有 各 种 各 样 的 原 因 ， 荷 载 变 化 、 如 温 度 变 化 、 缩 徐 变 、 基 变 形 、 筋 锈 蚀 、 工 收 地 钢 施 材 料 质 量 和 施 工 质 量 等 。 但 实 际 上 ，不 管 什 么 原 因 ，采 用 预 应 力 或 部 分 预 应 力 是 限 制 混 凝 土 开 裂 最有 效 办 法 。 目前 有 些 桥 梁 腹 板 中除 了有 沿 桥 纵
向 的 预应 力 外 ， 竖 向也设 有 预应 力 。 轧 螺 纹 钢 在 精 筋 因安 装 、 拉 操 作 方 便 ， 格 低 廉 ， 以 在 已建 张 价 所 的、 在建 的桥 梁 中得 到 大 量 采 用 。 从 出 现 裂缝 的 但 腹 板 中检 查 发 现 ，大 多数 精 轧螺 纹 钢 筋 的 预应 力 很 低 ， 于设 计 要求 的 预应 力 ， 的甚 至 为 零 。也 低 有 就是说 ， 自张 拉锚 固后 ， 轧 螺 纹 钢 筋 的 张 拉 伸 长 精 量 越 来 越 小 ， 生 过 大 的 回缩 ， 致 过 大 的 预 应 产 导
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钢绞线与预应力锚固体系的关系
钢绞线与预应力锚固体系的关系
预应力锚固，常见于混凝土结构。
是指预应筋、锚具及其相关材料被包裹在混凝土中，增强混凝土与预应力筋的连接，使两者能共同工作以承担各种应力（协同工作承受来自各种荷载产生压力、拉力以及弯矩、扭矩等）。
为了改进结构服役表现，在施工期间给结构预先施加的压应力，结构服役期间预加压应力可全部或部分抵消荷载导致的拉应力，避免结构破坏。
预应力混凝土结构，是在结构承受荷载之前，预先对其施加压力，使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力，用以抵消或减小外荷载产生的拉应力，使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚。
常见于水利水电、地基基坑、矿井巷道、边坡等支护工程；道路交通建设中桥梁工程。
下面我们主要从预应力混凝土桥梁和锚索支护两种工程中所使用的预应力材料进行整理。
1.预应力混凝土桥梁常见预应力材料及设备
预应力混凝土桥指的是以预应力混凝土作为上部结构主要建筑材料的桥梁。
其优点是：节省钢材，降低桥梁的材料费用；由于采用预施应力工艺，能使混凝土结构的工地接头安全可靠，因而以往只适应于钢桥架设的各种不要支架的施工方法，现在也能用于这种混凝土桥，从而使其造价明显降低；同钢桥相比，其养护费用较省，行车噪声小；同钢筋混凝土桥相比，其自重和建筑高度较小，其耐久性则因采用高质量的材料及消除了活载所致裂纹
而大为改进。
缺点：自重要比钢桥大，施工工艺有时比钢桥复杂，工期较长。
预应力混凝土桥施工中常见预应力材料及设备有：预应力钢绞线；锚具（含锚板、夹片、锚垫板、螺旋筋）四件套；预应力波纹管（塑料波纹管和金属波纹管）；张拉设备（穿心式千斤顶、电动油泵、工具锚具<工具锚板，工具夹片，限位板>三件套）；压浆机等。
预应力锚固体系总成
本体系是由张拉端锚具，固定端锚具，连接器，波纹管，预应力钢绞线组成。
可锚固12.7mm和15.2mm标准强度为1860MPa 级别的低松弛高强度预应力钢绞线。
本锚固能够从2至55束预应力钢绞线中任意选择，使用中按具体的工程设计使用。
预应力桥锚固体系总装件
预应力桥锚固材料、设备及规格表
材料名称规格型号执行标准备注
预应力钢绞线1x7*15.20mm-1860MPa GB/T5224- 材质：82B
工作锚具M15-,BM15- GB/T14370- 含锚板，夹片，垫板，螺旋筋工具锚具GJM15- GB/T14370- 含工具锚板，夹片，限位板塑料波纹管Φ50mm-Φ110mm JT/T529- 材质：PE,PP
千斤顶YCW- 行程：150-200mm,孔径：18-
320mm 油泵ZB4-500，ZB4-600 功率0.75-3KW,油压50MPa 压浆机LGB-3
（1）预应力钢绞线：预应力钢绞线是由2、3、7或19根高强度钢
丝构成的绞合钢缆，并经消除应力处理（稳定化处理），适合预应力混凝土或类似用途。
有Φ15.20mm、Φ12.7、Φ17.8mm、Φ21.6mm等型号规格的预应力钢绞线。
常见抗拉强度等级为1860MPa；材质多为82B。
（2）锚具：预应力混凝土中所用的永久性锚固装置，是在后张法
结构或构件中，为保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝土内部的锚固工具，也称之为预应力锚具。
M15－N锚具。
M代表锚具（锚具汉语拼音第一个字母）；15代表钢绞线的规格为国标
15.20的钢绞线，（中国一般普遍使用的钢绞线强度为1860MPa 级的15.20钢绞线）；-N是指所要穿载的钢绞线根数。
（3）塑料波纹管：塑料波纹管，以聚乙烯或聚丙烯为原料，经过科学配方经机械加工成型，是桥梁预应力张拉中钢绞线的护套管；塑料波纹管能够很好的与混凝土结合，提高预应力钢绞线的防腐保护，减少张拉过程中预应力的摩擦损失，提高预应力钢绞线的耐疲劳能力。
（4）张拉机：张拉千斤顶（张拉力：255-11000KN，工作压力：50MPa，张拉行程：150mm-200mm,穿心孔径：18mm-320mm);油泵（电动油泵功率0.75-3KW,油压50MPa)。
2.锚索支护常见预应力材料及设备
锚索支护是经过预应力锚索加固岩体，其实质就是经过锚索对加固岩体施加预应力，限制岩体有害变形的发展，能够明显改进围岩的应力状态，提高围岩的自承能力，从而保持围岩的稳定。
可根据锚固部分的受力状态分为张拉型预应力锚索、压力型预应力锚索和载荷分散型预应力锚索等。
锚索构造示意图。