譚青林

（核工業(yè)西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司， 四川 成都 610000）

0 引言

錨碇系統(tǒng)要承受主纜傳遞下來的外部荷載，所以它與一般加固體系有明顯差異。，要保證長(zhǎng)期有效的預(yù)應(yīng)力以達(dá)到錨固主纜索力的要求，巖錨錨碇系統(tǒng)宜采用壓力分散型錨索，壓力型錨索中的錨索是全長(zhǎng)無粘結(jié)的，預(yù)應(yīng)力通過鋼絞線傳遞給承壓板，承壓板再以均布荷載的形式擠壓注漿體，注漿體上的壓力再通過注漿體與巖體之間的粘結(jié)力傳遞給巖體。所謂分散型錨索，是通過設(shè)置不同的錨固單元，在不同的深度設(shè)置錨固體，分散型錨索的好處在于增加錨固段的數(shù)量，有效的利用錨固力，達(dá)到更好的加固效果。所以分析錨碇系統(tǒng)預(yù)應(yīng)力損失的規(guī)律及成因至關(guān)重要。

1 工程概況及錨索布置情況

以云南某懸索橋?yàn)楣こ虒?shí)例，橋梁主跨跨徑208 米，吊桿中心間距為6.0 米，上部結(jié)構(gòu)主梁采用鋼桁加勁梁，兩側(cè)錨碇系統(tǒng)均采用巖錨錨碇系統(tǒng)，巖錨附近巖性主要表現(xiàn)為弱風(fēng)化變質(zhì)玄武巖，巖體完整性好，巖體級(jí)別為III 類。

因?yàn)閮蓚?cè)錨碇系統(tǒng)的巖體情況基本一致，且主纜纜力也基本相同，所以錨索的布置情況，錨固深度也基本一致，擬抽取其中一側(cè)錨碇系統(tǒng)為研究對(duì)象，探索巖錨錨碇系統(tǒng)中預(yù)應(yīng)力的損失情況及變化規(guī)律，為以后類似工程的設(shè)計(jì)提供參考。本次研究采用兩種檢測(cè)工具，分別通過應(yīng)變計(jì)對(duì)巖錨錨碇系統(tǒng)錨拉板的應(yīng)力監(jiān)測(cè)及通過索力環(huán)對(duì)預(yù)應(yīng)力錨固力（索力）的監(jiān)測(cè)，單側(cè)巖錨系統(tǒng)共2 塊錨拉板，錨拉板厚度1.8m，1 個(gè)錨拉板上布置19 根錨索，在其中均勻抽取其中3 根錨索進(jìn)行索力監(jiān)測(cè)，在錨拉板四周及中間布置應(yīng)變計(jì)進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)控。

由于巖層具有差異性及不確定性，在批量張拉巖錨錨碇系統(tǒng)錨索前，應(yīng)布置實(shí)驗(yàn)孔，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)張拉，以確定其張拉的參數(shù)，同時(shí)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)孔張拉時(shí)做好應(yīng)力、索力的監(jiān)測(cè)，以此來判斷錨索預(yù)應(yīng)力張拉的損失情況及錨拉板的應(yīng)力情況，為后續(xù)批量張拉提供可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及客觀規(guī)律。

通過對(duì)錨索實(shí)驗(yàn)孔的張拉數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以得出，在設(shè)計(jì)張拉荷載作用下，錨拉板的應(yīng)力水平未達(dá)到材料強(qiáng)度，通過觀測(cè)，未發(fā)現(xiàn)錨拉板出現(xiàn)裂縫、移位等情況，由此證明，錨拉板能承受設(shè)計(jì)張拉力的要求。除此之外，對(duì)錨索實(shí)驗(yàn)孔錨索索力進(jìn)行1 個(gè)月的監(jiān)測(cè)，通過索力變化規(guī)律可以得出，錨索在張拉完前7 天損失較為嚴(yán)重，約達(dá)到設(shè)計(jì)張拉力的20%，7 天之后，索力趨于穩(wěn)定，達(dá)到平衡。因此，在批量后續(xù)張拉時(shí)，在原設(shè)計(jì)初始張拉力的基礎(chǔ)之上，建議預(yù)先提高20%的張拉力，以滿足后期預(yù)應(yīng)力的損失。為后續(xù)批量張拉提供可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及損失規(guī)律，但在實(shí)際張拉過程中，由于某些原因，并未采納預(yù)先提前超張拉20%為初設(shè)張拉力的建議，為了安全起見，在批量張拉時(shí)，同樣對(duì)錨索索力進(jìn)行檢測(cè)，每個(gè)錨拉板抽取3 個(gè)錨索進(jìn)行。下面數(shù)據(jù)為其中1 個(gè)錨拉板上錨索張拉情況和預(yù)應(yīng)力損失的情況。

2 預(yù)應(yīng)力損失情況

圖1 為其中1 個(gè)錨碇系統(tǒng)錨索張拉索力及應(yīng)變計(jì)的監(jiān)測(cè)情況，通過監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)繪制圖表，以分析批量張拉的預(yù)應(yīng)力損失情況。通過監(jiān)測(cè)，預(yù)應(yīng)力損失通實(shí)驗(yàn)孔基本一致，建議進(jìn)行補(bǔ)償張拉，以滿足有效預(yù)應(yīng)力的要求。

圖1 第一次張拉錨索張拉損失情況

圖2 補(bǔ)償張拉后錨索張拉損失情況

通過以上張拉情況，可以得出預(yù)應(yīng)力損失的基本規(guī)律及結(jié)論如下：

（1）在批量張拉時(shí)，未采用體現(xiàn)預(yù)先超張拉20%的建議，損失后的預(yù)應(yīng)力值未達(dá)到設(shè)計(jì)有效錨固力的要求，所以后期進(jìn)行補(bǔ)償張拉的措施，在進(jìn)行補(bǔ)償張拉后，預(yù)應(yīng)力損失后的錨固力滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）在批量張拉時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)在整個(gè)監(jiān)測(cè)過程中撤去千斤頂?shù)乃查g，預(yù)應(yīng)力損失率最大，其中最大值為20.6%，最小值為13.3%。在撤去千斤頂后的其中7 天內(nèi)，各個(gè)錨索索力均有不同幅度的波動(dòng)，但隨時(shí)間的推移，各個(gè)錨索的索力逐漸趨于穩(wěn)定，7 天之后預(yù)應(yīng)力損失其中最大值為24.1%，最小值為13.3%。

（3）在進(jìn)行補(bǔ)償張拉后，同樣存在撤去千斤頂?shù)乃查g損失最大，在撤去千斤頂時(shí)預(yù)應(yīng)力損失率的最大值為20.9%，最小值為10.6%。在7 天之后的監(jiān)測(cè)中，基本與之前監(jiān)測(cè)一致，索力基本不會(huì)發(fā)生大的波動(dòng)，且隨時(shí)間的推移，各個(gè)錨索索力日趨穩(wěn)定。在1 個(gè)月以后，索力的變化非常小，可忽略不計(jì)，可視為已穩(wěn)定。

（4）通過對(duì)以上第一次張拉及補(bǔ)償張拉索力監(jiān)測(cè)情況可以看出，在第一次張拉時(shí)，預(yù)應(yīng)力損失率相對(duì)較大，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)償張拉后，預(yù)應(yīng)力損失略小。

通過對(duì)以上懸索橋巖錨錨碇系統(tǒng)錨索索力及錨拉板應(yīng)力監(jiān)測(cè)情況，進(jìn)行分析，探尋損失損失的基本規(guī)律。錨索預(yù)應(yīng)力損失一般具有大的階段，分布是短期損失及長(zhǎng)期損失。短期損失主要集中在錨具夾片鎖定的一瞬間，在這一瞬間錨具回縮，產(chǎn)生一定的位移，以致錨索索力損失驟增。長(zhǎng)期損失包含了諸多原因，最為常見的有鋼絞線的松弛、巖體的蠕變等。損失的原因有多種，但是損失的基本規(guī)律是一致的，通過對(duì)該工程進(jìn)行長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)損失都有索力驟降、索力上下浮動(dòng)、索力穩(wěn)定這三個(gè)階段。

（1）索力驟降階段

在錨索預(yù)應(yīng)力張拉完成后，撤去千斤頂?shù)囊凰查g，錨索的索力馬上驟降。通過分析研究，產(chǎn)生這一驟降的原因，主要是因?yàn)殄^具回縮、錨具摩擦力、孔道摩擦力、巖體受力后變?yōu)槊軐?shí)等原因，通過以為研究表明，巖體巖性越好，這個(gè)驟降的時(shí)間就越短。

（2）索力上下浮動(dòng)階段

索力上下浮動(dòng)階段無法避免，且對(duì)我們工程無安全威脅，主要原因在于錨索張拉后改變巖體本身的力學(xué)情況，在新的錨索索力作用下，需達(dá)到一個(gè)新的平衡，達(dá)到新的平衡需要一定的時(shí)間，除此之外，錨索與主纜相連接，主纜及其相關(guān)工序施工時(shí)，都會(huì)對(duì)索力產(chǎn)生一定的影響及波動(dòng)。

（3）索力穩(wěn)定階段

通過驟降及浮動(dòng)階段以后，周圍巖體基本平衡，錨索索力也基本穩(wěn)定，預(yù)應(yīng)力損失日趨減少，在此階段，索力主要受周圍環(huán)境溫度的影響，混凝土收縮徐變，起橋梁活荷載變化等影響。

3 結(jié)論及建議

（1）為了使錨索索力能夠滿足設(shè)計(jì)的要求，應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力損失的情況，可以采用補(bǔ)償張拉、超張拉及分析張拉來提高預(yù)應(yīng)力損失后的錨固力。

（2）通過以上工程實(shí)例的監(jiān)測(cè)可以看出，錨索預(yù)應(yīng)力損失主要集中在撤去千斤頂?shù)囊凰查g，若通過計(jì)算錨索能承受超張拉的荷載，可優(yōu)化施工方案，采用一次超張拉20%的措施進(jìn)行張拉作業(yè)。

（3）錨索索力在撤去千斤頂一瞬間損失較大，后期出現(xiàn)浮動(dòng)，但終究穩(wěn)定，由此可見，巖錨錨碇系統(tǒng)可用于類似規(guī)模懸索橋的永久錨碇。