地质工程设计(第二版)
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第二节 预应力锚索的构造

由锚头、高强钢丝或高强钢绞线和锚固件组成,通过对高强钢丝或高强钢绞线施加预应力,对被锚固体提供主动支护抗力的锚固结构称为预应力锚索。显然,典型的锚索结构由3部分组成,即内锚固段、张拉段与外锚固段。

预应力锚固主要包括以钢绞线为锚索体的锚夹具和以精轧螺纹钢筋为锚索体的锚夹具、张拉千斤顶、锚索测力传感器以及造孔、锚索安装、内锚固段灌浆、张拉、锁定、施工监测和长期观测等。双层保护预应力锚索体的主要部件如有:①钢绞线;②钢绞线外涂油脂并用PE管包裹;③内、外部灌浆管(或排气管);④PVC波纹管;⑤内部PVC硬质塑料支架;⑥PE塑料端帽;⑦外部定心器;⑧钢筋混凝土锚墩;⑨钢垫板;⑩外锚头保护端帽等。

一、预应力锚索的内锚固段结构

预应力锚索的内锚固段是预应力锚索体的内部持力端,它是用胶结材料或用金属加工的机械装置,使锚索内端与被锚固体深部稳定的介质形成整体的区段。拉力型预应力锚索的内锚固段通常采用枣核形(图2-1)、压力型锚索的内锚固段常设置一些锚板(图2-2)。涨壳型锚索的内锚固段见图2-3。

图2-1 拉力型锚索内锚固段的枣核形结构

图2-2 压缩分散式锚索内锚固段形式

图2-3 涨壳机械式锚索内锚固段结构

1—托圈;2—套管;3—顶簧;4—垫圈;5—外夹片;6—锥筒;7—六棱锚塞;8—钢绞线

二、预应力锚索的张拉段结构

预应力锚索的张拉段是对预应力锚索施加拉力时可以自由伸长的部分,当锚索锁定后依靠自由段的弹性变形对被锚固的岩土体施加预应力(图2-4)。张拉段常按一定间隔布置隔离架,隔离架是在编索时,使组成锚索体的钢绞线成束,保持钢绞线间有一定间距,使锚索安装时避免钢绞线直接与孔壁接触的构件。

双层保护锚索张拉段结构采用如图2-5所示形式的PVC管进行保护,即每一根钢绞线的外面套上PVC管,在一束锚索的外面再套一层PVC管。

图2-4 锚索张拉段的保护

图2-5 双层保护锚索张拉段结构

三、预应力锚索的外锚固段结构

预应力锚索的外锚固段是指对锚索实现张拉和锁定的支撑装置,由锚夹具组成。锚夹具包括工作锚、工具锚、限位板和隔离架。

工作锚又称外锚固端,是锚索孔口外露的一端,是通过锚具将锚索体的张拉力传递给被锚固对象的永久性锚固装置,常用工作锚的结构见图2-6。

图2-6 常用工作锚的结构

1—夹片;2—锚板;3—锚垫板;4—螺旋筋;5—金属波纹管;6—钢绞线

工具锚又称夹具,是将千斤顶的张拉力传递给锚索体的临时性锚固装置。

限位板是限制工作锚夹片位移量的一种构件。它套在工作锚板上,其功能为既限制张拉时夹片被钢绞线夹带的位移量,锁定时又以最小的回缩量锁定钢绞线。

图2-7~图2-11为预应力锚索外锚固段的相关结构。

图2-7 外锚固端的结构

图2-8 锚板

图2-9 外锚固端的保护

图2-10 OVM锚具结构(单位:mm)

图2-11 外锚墩结构示意图