浅谈预应力锚索格构梁体系中格构梁的设计
格构梁与锚杆、预应力锚索联合支护在边坡治理中的应用
格构梁与锚杆、预应力锚索联合支护在边坡治理中的应用强珂（中国有色金属工业西安勘察设计研究院，西安，710054）摘要：本文结合东北某工业项目边坡支护工程实例，介绍了格构梁与锚杆、预应力锚索联合支护在边坡治理中的应用。
关键词：边坡支护锚杆预应力锚索格构梁我国近年来基础建设高速发展，不少大型工业项目、公路、铁路等工程建设工程中经常需要大量的挖方、填方，必然形成大量的裸露边坡。
裸露边坡会带来一系列如水土流失、泥石流、滑坡等地质环境问题，因此边坡支护就现的尤为重要。
本文结合东北某工业项目边坡支护工程实例，详细介绍了格构梁与锚杆、预应力锚索联合支护结构在挖方区高陡边坡中的应用。
格构梁与锚杆、预应力锚索联合支护结构是对边坡进行加固的一种支护技术, 该加固技术具有布置灵活、结构形式多样、截面调整方便、与坡面密贴、可随坡就势等显著优点,格构内可进行挂网喷砼、植草绿化和防护,同时该方法造价较低、施工工期短、边坡变形小,安全可靠,使其在高边坡加固处理中得到广泛应用。
1.场地概况、气候土壤条件及边坡（挖方区）支护方法选择东北某工业项目边坡绿化工程位于辽东丘陵地带的浑河河谷冲击平原，坐落在东洲河下游河谷的东部丘陵地区。
处于中温带，属大陆性季风气候，四季分明，夏季温暖多雨，冬季寒冷，春秋两季较短、多风。
年平均气温为摄氏13.9度，年平均降水量为826.8mm，降雨日数理念平均24天，地面冻结深度1.2—1.4m。
本工程根据场地平整标高，厂区分137.5m标高、121m标高、149.5m三个平台。
既存在挖方区边坡，又存在填方区边坡。
边坡依据结构类型分为三种类型：挖方区边坡、填方区坡度≥45°边坡、填方区坡度≤45°边坡。
挖方边坡最高约为30m，边坡高程图1 锚杆、锚索、格构梁布置立按10m 一级平台设计，平台宽2m ，坡度最陡处达68.2度。
边坡加固采用锚杆（索）与格构梁联合结构方式进行支护,坡面框格内采用植生袋植草绿化护面。
预应力锚索框架梁加固体系分析与设计
预应力锚索框架梁加固体系分析与设计摘要：预应力锚索框架梁技术在近年来边坡治理工程中得到了广泛应用。
本文分析了其与边坡岩土体的相互作用机理及常见的破坏形态。
在此基础上提出了该结构在设计中所涉及到的问题，并在最后介绍了其附属结构的一些新研究。
关键词:预应力锚索框架梁受力分析设计要素1 概述预应力锚索框架梁作为一种新型的加固结构，近年来广泛应用于破碎岩质边坡和土质边坡的加固工程中。
作为一种主动的加固方法，预应力锚索框架梁体系通过锚索的预应力将滑动的坡体与稳定的基岩连接为一体，增加了岩体各层面的抗滑力，同时又通过坡面上的框架梁将各个锚索有效地连成一个整体，形成一个由表及里的被覆式加固体系，从而达到防止边坡整体失稳的目的。
2 预应力锚索框架梁与岩土体相互作用机理预应力锚索框架梁加固技术是把预应力锚索的锚墩直接固定于框架结构上，使框架、预应力锚索和边坡岩土体共同承担加固结构物的荷载。
它是通过钢筋混凝土框架将锚索的锚固力传递给坡体，改变坡体应力状态，调用坡体自稳能力的一种主动加固方法。
锚索通过施加预应力增强滑带的法向应力，从而增加滑面摩擦力和减少边坡的下滑力，有效地增强了边坡的稳定性。
其主要作用包括两个方面：一是预应力锚索能充分利用和调动岩土体的物理力学特性，通过灌浆技术将预应力提供点设置在边坡稳定岩土体中，从而为获得足够的、稳定的预应力提供保证。
二是岩土体在正向压力下可使岩土体滑移面上的摩擦力增大，从而提高滑移面抗剪强度，增大坡体阻力，阻止边坡体继续滑动。
在边坡加固工程中一般很少单独使用框架梁直接加固，通常都是和锚索（杆）结合起来使用的。
框架梁作为其中的重要组成部分，主要作用有三种：一是作为一种传力结构，预应力首先作用在框架梁上，通过框架梁的传递使预应力能够在边坡体表层较均匀的分布，避免了过分的应力集中和因岩土变形所引起的预应力损失。
二是作为一种连接结构，它能加强各锚索之间的联系，使锚索不再单独作用于坡体，从而形成一个网状锚索体结构，形成由表及里的被覆式加固体系，保证了锚索在抗滑中的均匀性、连续性以及整体性。
滑坡治理中预应力锚索格构梁受力分析
滑坡治理中预应力锚索格构梁受力分析
滑坡治理中预应力锚索格构梁是一种有效的抗滑坡措施。
它采用钢索或钢筋等材料作为预应力作用载荷，通过锚入地层，使其成为滑坡体的固定点，从而抵抗滑坡力的破坏力。
预应力锚索格构梁的受力分析可以由以下几个方面来讨论：
1.预应力杆的受力分析：预应力杆要承受整个结构的预应力荷载，这个荷载会使预应力杆产生拉力，而预应力拉力的大小和钢筋的材料、直径、长度和预应力值等有关。
2.混凝土梁的受力分析：混凝土梁在受到荷载时呈现出弯曲的
形态，因此需要考虑其中的弯曲应力。
此外，混凝土梁的受力还与钢筋的材料、布置方式、数量和直径有关。
3.混凝土-钢筋的黏结力分析：混凝土和钢筋的黏结力是保证
整个结构安全运行的关键因素。
黏结力大小与钢筋直径的大小、表面形态、锚固深度和混凝土强度等有关。
4.锚固工程的受力分析：锚固点的质量直接影响整个结构的可
靠性。
锚固工程的受力分析需要同时考虑钢筋与地层的黏结力和钢筋的抗拉强度。
综上所述，预应力锚索格构梁的受力分析需要综合考虑多个因素的影响，并对其进行合理的优化设计。
在实际应用过程中，需要根据具体的地质情况和工程要求，进行详细的设计和评估，确保整个结构的安全可靠。
锚杆格子梁
锚杆格子梁、预应力锚索格子梁预应力锚索施工由综合施工队中专业施工人员负责施工，施工工艺如下：⑴钻孔钻孔设备采用MG50钻机，施工平台用Ф50mm脚手架进行搭设，平台用锚杆与坡面固定，钻机用三角支架提升到平台上。
通过测量放线，定出孔口位置。
安装并固定好钻机后进行钻孔，钻孔过程中应超钻2m为宜。
锚索钻孔要求干钻，禁止采用水钻，以确保锚索施工不致于恶化边坡岩体工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。
钻孔结束后，用高压风管插入孔底吹孔，清除孔内的岩屑及残渣，确保浆液与孔壁的粘结质量。
钻进过程中应对每个孔的地层变化、钻进状态、地下水及一些特殊情况作现场记录，如遇地层松散、破碎时，应采用跟套管的钻进技术，以使钻孔完整不坍。
如遇坍孔，应立即停钻，进行固壁灌浆处理，待水泥浆初凝后，重新清孔钻进。
成孔后采用设计孔径钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具验送长度满足设计锚孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存明显飞贱尘碴及水体现象。
同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位。
锚孔下倾与水平夹角为25°，允许误差±1°，为确保锚孔深度，实际钻孔深度要求大于设计深度0.3米。
⑵锚索制作设计上每个单元预应力锚索由4根Φj15.2钢绞线组成；锚具采用帽式锚垫板和螺旋筋，以使荷载合理地传递给锚下的砼和岩体；自由段采用收缩定位环固定，间距1.5m，自由段采用套塑料套管进行处理，并在锚固段处用铅丝绑扎牢固；锚固段采用收缩及扩张定位环固定，进行收缩扩张变形，锚固段起始段采用压力套。
钢铰线下料采用机械切割，严禁用电弧切割，下料长度根据框架梁厚度、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度、张拉操作预留量及下料误差进行确定。
下料完毕后，将钢绞线平直编排在加工平台上编束，锚索编束前，要确保每根钢绞线顺直，不扭不叉，排列均匀，对有死弯、机械损伤处应剔出。
注浆管应捆扎牢固，捆扎材料不宜用镀锌材料，应采用铅丝。
锚索框格梁技术
优选锚索框格梁技术
1、锚索框架梁施工方案 1、1设计参数及材料要求 （1）框格梁锚索采用15.2-4（股）设计荷载为500KN，锁定荷载为400KN。 （2）锚索采用普通拉力型锚索，材料采用高强度、低松弛预应力钢绞线，
直径φs=15.2mm，强度1860Mpa,松弛率为2%。要求顺直、无损伤、无死 弯。
1.2.5钢筋混凝土框架梁及锚斜托施工 框架梁、锚斜托均采用C30混凝土现场整体浇注，OVM15锚
具与其同时安装浇筑固定。框架梁浇筑前，首先完成平台部 位纵梁基础处理，格梁基础从下挖不小于50cm，置于完整 的岩石基础上；当下挖50cm，基岩仍不满足要求时，继续 下挖50cm，基坑底面呈0.2：1的反向坡度，回填C15片石混 凝土形成良好基础。完成坡面修整和格梁基槽开挖处理后， 在基础贴坡面先铺垫2cm砂浆调平层，再进行钢筋制作安装， 钢筋接头需错开，同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数 的50%，且接头错开间距不小于1m。如锚索与竖梁箍筋相 干扰，可局部调整箍筋的间距。砼浇注，尤其在锚孔周围， 钢筋较密集，必须仔细振捣，保证质量。 ① 根据施工图纸确定框架梁的断面尺寸及横梁分段长度及 竖梁长度，横梁间设置伸缩缝，每9～12m位一段，测量放 出格梁主要控制点线，伸缩缝位置如图2所示。 ② 浇注混凝土前，必须将锚具中的螺旋钢筋、直径60mm钢 管和锚垫承压板按照设计要求固定在格子梁钢筋上，锚具轴 线与锚孔方向一致，摆放整齐，再一起现场浇注、振捣，尤 其在锚具和锚斜托等钢筋较密，仔细振捣，保证质量。 ③ 格子梁允许偏差和检验方法如表所示
b、塌孔、卡钻的处理。当钻孔穿越强风化岩层或岩体破碎带时，往 往发生塌孔。塌孔的主要标志是从孔中吹出黄色岩粉，夹杂一些原状 (非钻头击碎的、非新鲜的、无光泽的)石块，出现此类现象，不管钻 进深度如何，都要立即停止钻进，拔出钻具，进行固壁注浆，注浆压 力采用0.1～0.2Mpa，浆液为水泥浆,待初凝后，重新扫孔钻进。雨天 施工时，常常顺岩体破碎带向孔内渗流泥浆,固壁注浆前，必须用水和 风把泥浆洗出(塌入钻孔内的石块不必清除)，否则，不仅固壁注浆效 果差,还容易造成假象。
高速铁路预应力锚索框架梁的设计与分析
西南交通大学本科毕业设计（论文）高速铁路预应力锚索框架梁的设计与分析年级: 2007级学号: 20070218姓名: 张耀专业: 土木工程指导老师: 苏谦2011年6月院系土木工程专业土木工程年级2007级姓名张耀题目高速铁路预应力锚索框架梁的设计与分析指导教师评语指导教师 (签章)评阅人评语评阅人 (签章) 成绩答辩委员会主任 (签章)年月日毕业设计（论文）任务书班级07-詹土学生姓名张耀学号20070218发题日期：2011 年 4 月13 日完成日期： 6 月10 日题目高速铁路预应力锚索框架梁的设计与分析1、本论文的目的、意义了解高速铁路支挡结构的特点，设计要点和支挡结构的发展史。
了解轻型支挡结构的类型、结构特点、计算过程，掌握预应力锚索框架梁的计算理论和方法，预应力锚索框架梁的构造、设计计算、施工方法及注意事项。
了解预应力锚索框架梁的发展前景和工程中实际存在的问题。
同时，通过本设计对大学所学知识进行综合运用，对知识进行归纳总结。
把书本上所学知识和实际生产实践结合起来，养成独立思考和分析问题的能力。
并且掌握各种查阅文献的能力，学会学术性论文研究分析的方法。
2、学生应完成的任务（1）、根据论文题目中所提供的关键词，运用互联网等工具搜集相关的文献资料；（2）、通过对获得的文献资料的调查研究分析，了解本论文的研究原理，方法以及写作内容；（3）依据提供的设计资料，对设计题目分析并进行设计，并将设计过程遇到的问题，记录下来，通过导师指导和自己查阅文献资料加以分析解决；（4）结论：对全文进行分析总结，归纳出主要研究分析结论，并提出仍需改进努力之处。
3、论文各部分内容及时间分配：（共10 周）第一部分查找文献，收集与整理资料(1 周) 第二部分外文资料的翻译(1周) 第三部分学习铁路支挡结构的设计方法(2周) 第四部分毕业设计实习以及实习报告整理(1周) 第五部分预应力锚索框架梁的计算分析(3周) 第六部分设计说明书的编写整理与打印(1周)评阅及答辩(1周) 备注指导教师：年月日审批人：年月日摘要滑坡，是高速铁路建设中遇到的常见地质灾害现象之一，其具有危害线路安全、影响高速列车安全运营等害处。
预应力锚索和格构梁复合结构在路堑边坡防护中的应用研究
２ １ 有 限元 模 型单元 和参 数 ． 按照勘 探报 告 所 提供 的数 据 ， 路 段坡 面 角 该
度 为 ７ 。坡 高为 ２ Ｆ Ｉ 棕 红色粉 质 粘土厚 度 ５， ４Ｆ ， 类 Ｉ 为 ９Ｆ，Ｉ 棕黄 色粉 质 粘土厚 度为 ５Ｆ，Ｉ类 棕 ＩＩ 类 Ｆ ＩＩ Ｆ Ｉ 红 色粉质 粘 土 厚度 为 ｌ Ｏ ｍ。使 用 二 维 实体 单元
构梁联 合联合 防 护方 式 ， 变传 统 的被 动抗 滑 为 能
主动抗 滑 ， 充分 发挥 滑体 的 自承能 力 ， 一种 非常 是 经济 、 效 的支 挡加 固措 施 ， 常适 应于联 合稳 定 有 非 性较 差 、 滑推 力过 大 的松 散 堆 积层 滑 坡 前 缘 的 下
大量降雨作用下， 大量 雨水 人 渗 ， 土 体 自重增 使
中的 ４节点 的 Ｐａ ｅ ２单元 进 行重力 荷 载作用 下 ｌｎ ４
思想 ， 建立边坡 土体 、 应力锚 索 和格构 梁 复合结 预 构模型， 在分 析边坡 土体 应力 和位移 的基 础上 ， 进 行 预应力锚 索 和格构 梁 复合 结构应 用 于边坡肪 护 的设 计 ， 探讨 边坡 在预 应 力 锚 索 和 格构 梁 复 合 并
边坡 经人 为切坡 ， 造成 了较 陡的临 空面 ， 由于
坡 顶处无 任何 约束 ， 坡坡 面 在水 平 和垂 直方 向 边 都存 在运 动趋势 。
（ ）假 定 在远 离边坡 坡 面 的侧边 界 只存 在垂 ２
收稿 日期 ：０度 减少 ， 土体 重 心 滑 出陡坡 ， 产 生 土 当 会 土体 突然 塌落 。
２ 边 坡有 限元 数值模 拟 分析
支挡 加 固。但是 由于此 种锚 固方式 的受力 分析 和
锚索加格构梁施工方案
锚索加格构梁施工方案1. 引言锚索加格构梁是一种常用的桥梁施工方法，通过利用钢索和锚杆的组合，可以有效增加桥梁的承载能力。
本文将介绍锚索加格构梁的施工方案，包括施工准备、关键工序和施工注意事项。
2. 施工准备2.1 材料准备在进行锚索加格构梁施工前，需要准备以下材料：•钢索：根据设计要求选择合适规格的钢索，并进行预应力张拉处理。
•锚杆：选用合适的材料和规格的锚杆，保证足够的承载能力。
•章程、规范和图纸：施工前需仔细研究相关章程、规范和图纸，确保符合设计要求。
2.2 设备准备在施工前需要准备一些施工专用设备，包括：•吊机：用于吊装和安装构梁所需的钢索和锚杆。
•张拉设备：用于对钢索进行预应力张拉。
•锚固设备：用于固定锚杆的设备。
2.3 施工人员确保施工人员具备一定的桥梁施工经验，并熟悉锚索加格构梁的施工流程。
施工人员包括但不限于：•施工队长：负责施工组织和协调工作。
•吊装人员：负责吊装和安装钢索和锚杆。
•预应力张拉人员：负责对钢索进行预应力张拉。
•锚固人员：负责安装和固定锚杆。
3. 关键工序3.1 钢索安装首先，根据设计要求在桥梁结构上进行钢索的标定和标记。
然后，使用吊机将钢索吊装到预定位置，并确保钢索的垂直度和水平度符合要求。
最后，使用张拉设备对钢索进行预应力张拉，并进行张拉力的控制和调整。
3.2 锚杆安装在完成钢索安装后，将锚杆安装到钢索的两端。
使用吊机将锚杆吊装到桥梁结构上，并根据设计要求进行固定和锚固。
同时，确保锚杆的质量和稳定性。
3.3 构件安装完成钢索和锚杆的安装后，开始进行构件的安装。
使用吊机将构件吊装到预定位置，并根据设计要求进行确定和固定。
同时，通过与钢索和锚杆的连接，加固整个桥梁结构。
3.4 检验和验收在完成锚索加格构梁的施工后，需要进行一系列的检验和验收工作。
包括对钢索的预应力张拉力和稳定性的检测，以及对锚杆和构件的连接强度进行检验。
同时，还需对整个桥梁结构的安全性和稳定性进行验收。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浅谈预应力锚索格构梁体系中格构梁的设计作者：涂永禄
来源：《建筑工程技术与设计》2014年第13期
【关键词】格构梁设计；截面积；锚索间距；悬臂段长度
【摘要】本文通过对多年的工程实践经验总结，对预应力锚索格构梁体系中的格构梁截面积，锚索间距及悬臂段长度进行分析总结，探讨预应力锚索格构梁体系中计算确定合理的格构梁截面积，合理的锚索间距及悬臂段长度。
预应力锚索格构梁体系作为一种新型的边坡抗滑支挡加固措施，近年来，在边坡支护、基坑支护以及滑坡治理中得到广泛应用。
总结多年来的工程实践经验，谈谈预应力锚索格构梁体系中格构梁的设计。
一、格构梁设计的基本原理
预应力锚索格构梁体系中格构梁设计，通常采用地基连续梁或简支梁的设计原理进行设计计算，格构梁主要是作为锚索处受到集中力荷载的地基梁来计算，主要包括承载能力极限状态计算和正常使用极限状态验算。
其断面尺寸按强度、刚度和抗裂度的要求计算确定。
计算受力模型简化为：边坡岩土压力均匀作用于格构梁上，锚索看作支座作用反力。
二、具体应用中的格构梁设计
1、土质和软质岩边坡的格构梁
由粘土（红粘土等）构成的土质边坡，由泥岩，泥质粉砂岩等软质岩构成的软质岩边坡。
构成边坡的岩、土体强度低，容易破坏。
其受力作用可简化为，边坡岩土压力通过岩、土体传递，均匀地作用在格构梁上，锚索处所受集中荷载看作固定支座作用反力。
一般设计步骤如下：
1）采用矩形截面格构梁，按照常用高跨比和宽高比初步确定截面尺寸。
2）计算荷载作用下的内力及控制截面的最大最小弯矩。
3）根据计算求得的弯矩值和规定的裂缝控制等级，初步确定钢筋的有效应力值和钢筋截面面积。
4）布置钢筋，计算等效荷载。
5）验算正常使用极限状态。
根据构件的裂缝控制等级，验算受拉边缘的混凝土法向应力或正截面的裂缝宽度。
必要时，尚需验算斜截面的裂缝控制要求。
6）计算承载力极限状态。
计算正截面受弯承载力，确定所需的钢筋截面积。
此外，尚需计算斜截面承载力。
2、硬质岩边坡中的格构梁
由白云岩、石灰岩等硬质岩构成的岩质边坡。
格构梁受力作用简化为，边坡岩土压力通过岩、土体传递，均匀地作用在矩形截面格构梁上；锚索处所受集中荷载看作固定支座作用反力。
但是，由于构成边坡的岩体强度高，不容易破坏，在硬质岩边坡上浇筑格构梁时，格构梁与边坡岩体构成一个整体，相当于混凝土结构设计中的梁板组合体，梁板组合体设计时将其看作T型梁考虑。
格构梁与边坡岩体构成一个整体，也可看作T型梁考虑，只是该T型梁的腹板厚度和宽度较大，具体设计时可考虑按为有效厚度和有效宽度进行设计计算。
对比土质和软质岩边坡的格构梁与硬质岩边坡的格构梁，同等岩土压力条件下，硬质岩边坡格构梁截面比土质和软质岩边坡的格构梁截面约小。
3、锚索间距及格构梁悬臂段长度
1）锚索间距
理论研究及大量工程实践证明，合理的锚索间距B既能够保证格构梁地基反力不会产生过度的应力集中及应力跌落，又能够保证后张拉的锚索不会对已张拉的相邻锚索产生过大的预应力损失。
根据双参数弹性地基模型的理论研究，锚索间距取值范围应满足关系式：
0.17268ρ+1.03476≤B/L≤3.35418-2.94271ρ+1.28868ρ2〔；G—地基基床剪切模量；k—地基机床系数；EI—格构梁抗弯刚度；b—格构梁的等效宽度，B—锚索间距；L—格构梁特征长度〕。
在常规设计中，锚索间距为2—4米。
锚索间距不得小于1.5m，当间距小于1.5m时，锚索施工和张拉过程中容易影响相邻锚索；当间距大于4m时，锚索处易产生应力集中，锚索间易产生应力跌落。
2）格构梁悬臂段长度
合理的格构梁悬臂段长度对地基反力的分布有重要的影响。
悬臂段长度过小，易导致格构梁梁端地基反力急剧增大；悬臂段长度过大，易导致格构梁梁端地基反力过小而达不到支护效果。
根据理论研究及大量工程实践，格构梁跨距、地基变形模量是影响最优悬臂长度的主要因素，格构梁悬臂段的长度取0.3倍跨距可优化格构梁的内力分布，所以0.3倍跨距长度为最优悬臂长度，通常的悬臂段长度为0.2—0.4倍跨距长度。
在具体的工程设计时，格构梁截面积，锚索间距以及悬臂段长度等需满足有关规范中规定的构造要求。
【参考文献】
《简明岩土工程勘察设计手册》（中国建筑工业出版社）
《岩土工程治理手册》（中国建筑工业出版社）
《混凝土结构设计原理》（东南大学出版社）
《混凝土结构设计规范》GB50010—2010；《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011。