轨道交通环线冉家坝站风亭组锚索挡墙预应力锚索X拉计算书一、预应力锚索的主要设计参数和要求1．预应力锚索采用9Φs15.2高强度低松弛钢绞线，强度级别为1860Mpa,公称直径15.24mm，公称面积140mm2，弹性模量为195000N/mm2。
2．预应力钢绞线的设计施加应力为550KN。
3. 预应力钢绞线的锚固段长度不小于8m，自由段为长度数据如附图1-1，千斤顶工作长度为100cm。
附图1-1:锚索自由段长度统计表4.X拉设备校准方程P=0.022980F+0.409927P—压力指示器示值(MPa)F—标准力值（KN）二、预应力钢绞线的X拉程序X拉预应力钢绞线的主要机具有油泵、千斤顶和油表，千斤顶和油表必须经过配套标定之后才允许使用，标定单位必须通过国家有关单位认可。
一般标定的有效期限为6个月或使用300次或发现有不正常情况也须重新标定。
X拉采用液压千斤顶250t级进行X拉，X拉前先对钢绞线预调。
单根预调的目的是使一孔内的钢绞线达到顺直、受力均匀并具有一定的拉应力状态，消除钢绞线的非弹性变形，以便更好地控制X拉。
X拉过程中稳压持荷时间：分级稳压3 min，最后一级稳压不少于5min锁定。
简明工艺：锚具安装→一次X拉→…N次X拉→锁定。
X拉顺序：0→25%бcon→50%бcon→75%бcon→110%бcon 三、钢绞线X理论拉伸长值与压力表读数计算1．计算公式△L=PL/AE式中：P 预应力钢绞线的平均X拉力（N），L 预应力钢绞线的长度（mm）A 预应力钢绞线的公称面积，取140mm2E 预应力钢绞线的弹性模量，取195000N/mm22．理论伸长值与油表读数值计算（1）当施加压力=25％бcon=0.25*550KN=137.5KN时，伸长值与油表读数如下表：（2）当施加压力=50％бcon=0.5*550KN=275KN时，伸长值与油表读数如下表：（3）当施加压力=75％бcon=0.75*550KN=412.5KN时，伸长值与油表读数如下表：（3）当施加压力=110％бcon=1.1*550KN=605KN时，伸长值与油表读数如下表：3．X拉过程中的伸长值对比预应力钢绞线采用应力控制方法X拉时，应以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求，设计无规定时，实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在±6％以内，否则应暂停X拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续X拉。
附：高边坡锚杆、锚索伸长量计算K19+760～K19+840高边坡一、预应力锚索计算:三个单元段张拉行程预应力钢绞线张拉伸长量：第一单元(20m)计算伸长量：=⨯⨯⨯⨯⨯==∆1401095.11020101001533EA PL L 73㎜ 第二单元(16.7m)计算伸长量：=⨯⨯⨯⨯⨯==∆1401095.1107.16101002533EA PL L 61㎜ 第三单元(13.4m)计算伸长量：=⨯⨯⨯⨯⨯==∆1401095.1104.13101003533EA PL L 49㎜ 张拉时第一单元伸长量：73-61=12㎜张拉时第二单元伸长量：61-49=12㎜张拉时第三单元伸长量：49㎜。
计算第一单位张拉力：KN L EA L p 8.322100010201401095.1123511=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆= 计算第二单位张拉力：KN L EA L p 5.7841000107.161401095.1123522=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆= 计算第三单位张拉力：KN L EA L p 60061000104.131401095.1493522=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆= 第三单元张拉时，分五次施工加预应力： 第一次：600×0.3=180KN第二次：600×0.5=300KN第三次：600×0.75=450KN第四次：600×1.0=600KN第五次：600×1.1=660KN二、12m 长Φ32预应力锚杆计算: 设计抗拔拉张拉力：250KN=⨯⨯⨯⨯⨯==∆2.804100.21012102501533EA PL L 19㎜K19+440～K19+660高边坡一、8m 长Φ25预应力锚杆计算: 设计抗拔拉张拉力：60KN=⨯⨯⨯⨯⨯==∆9.390100.210810601533EA PL L 6.1㎜ 二、6m 长Φ25预应力锚杆计算: 设计抗拔拉张拉力：60KN=⨯⨯⨯⨯⨯==∆9.390100.210610601533EA PL L 5㎜K21+300～K21+580高边坡一、10m 长Φ25预应力锚杆计算: 设计抗拔拉张拉力：100KN=⨯⨯⨯⨯⨯==∆9.390100.21010101001533EA PL L 13㎜ 二、6m 长Φ25预应力锚杆计算: 设计抗拔拉张拉力：60KN=⨯⨯⨯⨯⨯==∆9.390100.210610601533EA PL L 5㎜。
锚杆（锚索）支护设计技术参数一、锚索设计承载力钢绞线直径为φ15.24mm时230kN ，钢绞线直径为φ17.8mm时320kN ，钢绞线直径为φ21.6mm 时454kN 。
二、锚索设计破断力钢绞线直径为φ15.24mm时260kN ，钢绞线直径为φ17.8mm时355kN ，钢绞线直径为φ21.6mm 时504kN 。
三、锚杆（锚索）支护参数校核1、顶锚杆通过悬吊作用，帮锚杆通过加固帮体作用，达到支护效果的条件，应满足：L ≥L 1+L 2+L 3式中L ——锚杆总长度，m ；L 1——锚杆外露长度（包括钢带、托板、螺母厚度），m ；L 2——有效长度（顶锚杆取围岩松动圈冒落高度b ，帮锚杆取帮破碎深度c ），m;L 3——锚入岩（煤）层内深度，m 。
其中围岩松动圈冒落高度b=顶f H B ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+︒245tan 2ω式中B 、H ——巷道掘进荒宽、荒高； 顶f ——顶板岩石普氏系数；ω——两帮围岩的似内摩擦角，ω=()顶f arctan 。
⎪⎭⎫ ⎝⎛-︒=245tan ωH c 2、校核顶锚杆间、排距：应满足γ2kL G a <式中a ——锚杆间、排距，m ；G ——锚杆设计锚固力，kN/根； k ——安全系数，一般取2；（松散系数）L 2——有效长度（顶锚杆取b ）;γ——岩体容重3、加强锚索长度校核，应满足d c b a L L L L L +++= 式中L ——锚索总长度，m ；aL ——锚索深入到较稳定岩层的锚固长度，m ；caa f f d K L 41⨯≥其中：K ——安全系数；1d ——锚索直径； af ——锚索抗拉强度，N/㎜2；c f ——锚索与锚固剂的粘合强度，N/㎜2；（10）？b L ——需要悬吊的不稳定岩层厚度，m ；c L ——托板及锚具的厚度，m ； dL ——外露张拉长度，m ；4、悬吊理论校核锚索排距：L ≤nF 2/[BH γ-（2F 1sin θ）/L 1] 式中 L---锚索排距，m ；B---巷道最大冒落宽度， m ；H---巷道最大帽落高度， m ；（最大取锚杆长度） γ---岩体容重，kN/m 3（包括顶煤+直接顶）L 1---锚杆排距, m,F 1---锚杆锚固力, kN;70F 2---锚索极限承载力, kN;θ---角锚杆与巷道顶板的夹角,75°; n---锚索排数,取1。
锚杆（索）设计根据现场地质条件和地形特征，斜坡体由于受到先期构造作用和后期风化作用强烈影响，出露基岩破碎，裂隙发育，且距交通要道较近的特点,拟采用锚杆（索）对局部卸荷裂隙发育、稳定性较差的危岩体进行锚固，以达到加固坡面，抑制风化剥落、崩塌的发生。
通过现场调查及三维激光扫描数据分析，半壁山危岩体主要失稳模式为倾倒式和滑移式。
1。
倾覆推力计算：推力计算：式中：k—后缘裂隙深度（m）。
取11。
1m；hv—后缘裂隙充水高度（m）。
取3.7m;H—后缘裂隙上端到未贯通段下端的垂直距离（m）。
取15m；a—危岩带重心到倾覆点的水平距离（m)，取3。
4m；b-后缘裂隙未贯通段下端到倾覆点之间的水平距离（m），取6。
8m；h0—危岩带重心到倾覆点的垂直距离(m），取7.2m;fk-危岩带抗拉强度标准值(kPa)，根据岩石抗拉强度标准值乘以0。
4折减系数确定暴雨工况下190kPa；θ-危岩带与基座接触面倾角（°），外倾时取正，内倾时取负值；β—后缘裂隙倾角（°）;K-安全系数取1。
5；2.锚杆计算(1)锚杆轴向拉力设计值计算公式：,式中Nak -锚杆轴向拉力标准值（kN）；Na -锚杆轴向拉力设计值（kN)；Htk —锚杆所受水平拉力标准值（kN);α—锚杆倾角（°），设计取值为15°；γa-荷载分项系数，可取1.30；（2）锚杆钢筋截面图面积计算公式:锚杆截面积：As—锚杆钢筋或预应力钢绞线截面面积(m2）；ξ2—锚杆抗拉工作条件系数，永久性锚杆取0.69，临时性锚杆取0。
92；γ0—边坡工程重要系数，取1。
0;fy—钢筋或预应力钢绞线的抗拉强度标准值（kN)，取300N/ mm；（3）锚杆锚固体与地层的锚固长度计算公式:（4）锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度计算公式：锚固段长度按上述两个公式计算，并取其中的较大值。
式中：la—锚杆锚固段长度(m)；frb-锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值(kPa）；fb—锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值(kPa）;D—锚杆锚固段的钻孔直径（m）；d-锚杆钢筋直径（m）；γ0—边坡工程重要系数，取1。
