蒲石河预应力闸墩锚索张拉力与测力计关系研究

1、蒲石河预应力闸墩锚索张拉力与测力计关系研究水利科研东北水利水电 2009年第 12 期 【文章编号】 1002-0624(2009)12一 o03802 蒲石河预应力闸墩锚索张拉力与测力计关系研究 罗维成 ,邢军,任建钦,蔡云波(1.中国水利水电第二工程局有限公司 ,北京 100120; 2.中水东北勘测设计研究有限责任公司科学研究院 ,吉林长春 130061) 摘要 本文主要介绍了蒲石河预应力闸墩锚索张拉力与测力计之间的关系,并对两者之间的差异进行了比对分析 ,为蒲石河工程施工和预应力闸墩的长期稳定运行提供了依 据.关键词预应力锚索;张拉力;错索测力计 ;蒲石河抽水蓄能电站 中图分类号 TV

2、135.2*9 文献标识码 A1 工程概述 蒲石河抽水蓄能电站 ,位于辽宁省宽甸满族自治县境 内 ,电站工程枢纽建筑物主要由下水库泄洪排沙闸坝 .上 水库钢筋混凝土面板堆石坝 ,上下水库进出水口 ,地下厂 房洞室系统 ,地下输水洞室系统及地面开关站等地面附属 建筑物组成 .下水库泄洪排沙闸闸墩采用预应力混凝土结 构,每个中墩布置主锚束16束,长度为37.01m;水平次锚 束15束,锚束孔道长度中墩为7.0m,其中主锚束沿闸墩 中心线对称布置 ,每侧一排,每排 8层.边墩只在靠近弧门 侧布置一排 8 根主锚柬和 5 束水平次锚束 ,边墩次锚束长 度为5.0m.主锚索共计112根,次锚索100根;

3、主锚束的 控制张拉吨位为3.5MN/束,水平次锚束的控制张拉吨位 为2.3MN/束.预应力闸墩采用后装后张法施工.为此，在中墩上游侧和边墩左右两侧均设有锚固预留槽 ,方便张 拉 ,待张拉结束后再行回填 .2锚索受力性能试验介绍 预应力锚索施工工艺性试验在 10号闸墩进行 ,其中 有两根锚索安装有测力计 ,试验锚索测力计监测的结果作 为评价锚索受力性能的依据 .试验中根据试验进展和监测 成果 ,及时对锚索张拉力和试验内容进行了调整 ,从而保 证了工程的顺利进行 .锚索主要施工工艺有预埋件的安装 ,编索穿索 ,预紧 张拉 ,真空灌浆等工序 ,其中,试验锚索的关键内容是锚索 受力性能试验 .受力性能

4、试验结合有测力计的锚索进行 . 锚索张拉中所用干斤顶和压力表均进行了试验室标定 .锚 ?38?索测力计采用美国 SINCO 公司生产的 350t,250t 锚索测 力计 ,测力计均进行了标定 . 通常锚索张拉控制时主要以千斤顶油压表作为施工 过程中的控制依据 ,以实际伸长值进行校核 .根据规程锚 索受力性能试验中应以锚索测力计为控制标准 .但在实际 过程中 ,千斤顶的出力和测力计测值之间有较大的差异 . 3锚索张拉控制和锁定损失计算 预应力锚索张拉锁定后 ,根据钢绞线的内缩量及钢绞 线的实际伸长值计算张拉力损失 .在计算张拉锁定损失 时 ,实际伸长值和内缩量在实测的基础上 ,考虑了锚固端 夹片

5、的内缩量 ,千斤顶内钢绞线变形 ,这样 ,能够使计算的 张拉锁定损失更为精确 .以便与测力计测值相互对比分 析 .实际伸长值和内缩量按下列公式进行计算 .(1) 理论伸长值计算公式 :AL=PL/AE 式中 P 一每级荷载下预应力锚束的平均张拉力 ,取张拉端 的拉力,N; 预应力锚束的长度；一预应力锚束的截面 面积,mm:;预应力锚束的弹性模量，MPa.(2) 预应力锚束的实际伸长值计算 :AL=AL1+3 .式中 .一从初应力到最大张拉力间的实测伸长值，mm;厂初应力以下的推算伸长值 ,IrllTl; 广孔外千斤顶 内部分钢绞线变形值 ,千斤顶内部分钢绞线计算长度为张 拉后千斤顶长度，包括张

6、拉后千斤顶的伸长值；锚固 端夹片内缩量及钢绞线滑移量 ,根据实测,本工程一般为 2009年第 l2 期东北水利水电3.2r/llTl 左右.(3) 内缩量的计算 :AL=ALI+ L2 3式中厶一锚柬实际伸长值,n吼; L厂锚束锁定时伸长 值,mm;厂一子L外千斤顶内部分钢绞线变形值，根据张拉 吨位和千斤顶长度计算得出 .根据对张拉资料的统计 .主锚索平均内缩量为 5.5ITIITI 左右.根据内缩量和实际伸长值计算张拉力平均损失 为80kN,平均损失2.2%左右.测力计监测成果表明,张拉 锁定后，测力计监测到的损失吨位平均为136kN,平均损 失为 3.57%,满足规范要求和设计张拉控制标准

7、 . 4锚索测力计与千斤顶4.1 试验锚索中测力计与千斤顶出力关系 在预应力锚索受力性能试验过程中 ,通过测力计测得 的数值可以看出 .测力计测值与张拉力存在一定差别 .千 斤顶张拉力与测力计测值成果见表 1.表1 主锚索千斤顶张拉力与测力计测值成果表从表 1 可以看出 .在张拉初始几级时 ,测力计与千斤 顶的差值要大一些 ,在 8%-9%,锚索张拉到最后几级高吨 位时,千斤顶的出力与测力计的差值逐渐减小 ,趋于稳定 , 误差在 6.5%左右 .4.2 锚索测力计与千斤顶配套标定 针对测力计与千斤顶之间存在较大误差的原因 ,为了 对锚索试验张拉控制提供依据 ,对测力计与千斤顶油压表 进行了同步

8、配套标定 .测力计与千斤顶油压表的同步标定 在国家试验机质量监督检验中心进行 ,对 3500kN 测力计 标定了两支 .需要说明的是 ,配套标定时 ,没有模拟施工现 场进行标定 .而是在压力平台上进行标定的 . 同步标定结 果如图 1 所示 .从标定结果看 ,千斤顶出力与校准力基本一致 ,只是 在千斤顶出力较小时 ,千斤顶出力比校准力值略偏大 ,在 千斤顶较大出力时 ,千斤顶与校准力最大相差只是在 0.2% 左右 ,这说明千斤顶的出力比较接近实际值 . 锚索测力计的测值与校准力相比而言 .相对较大 ,锚索测力计与标准力最大差37.88t相差百分比为10.82%; 从曲线上可以看出 ,在千斤顶出

9、力较小时 ,随着千斤顶出 4Ooo30002Ooo1Oo001Oo02o()o30004Ooo%下J1114ooo30oO20o01ooOO1ooo2ooo30oO4ooo(2)o1 7千斤顶 -SN9981%2O151O5O510 152020105O5 1O15 20(b)018 干斤顶-SN9972 千斤顶计算出力；+测力计测值;_e 校准力;千斤顶与校准力差值百分率 :一测力计与校准力差值百分率 图 1 千斤顶一测力计配套标定曲线力的增大 ,测力计与校准力之间的差值逐渐增大 ,两者的 差值逐渐稳定 .5 结语通过对测力计与千斤顶同步标定 ,表明两者之间存在 着一定的误差 :同时,对工程

10、中已安装的锚索测力计的监 测结果分析 ,也可以看出 ,两者之间力值差异也并不与试 验室中标定的结果一致 .个别锚索测力计差异甚至还要大些.根据相关资料表明 ,主要是测力计在压力试验台上 与锚索张拉过程中的受力方式不同 .加之在实际施工中锚 索受基础垫板垂直度不够 ,锚具及测力计安装对中误差 , 锚墩刚度与锚墩混凝土浇注质量等引起的偏载等多种原因引起的 .因此 ,在实际施工中 ,仍以千斤顶油压表作为张拉控 制依据 ,以钢绞线的实际伸长量作为校核 ;将锚索测力计 作为监测锚索锁定后应力的发展变化情况 .为工程的长期 运行稳定提供重要依据 . 通过对工程中锚索测力计与张拉控制力的比较和统计 , 预应力锚索张拉力与测力计之间最大