水电工程预应力锚固设计规范word版ghbj.docx
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1、DL / T 5176 2003ICS227.1140P 599备案号:J222520003中华人民民共和国国电力行行业标准准P DL/T5177620003水电工程程预应力力锚固设 计计 规规 范范Desiign speecifficaatioon oof PPresstreesseed aanchhoraagefor Hyddroppoweer pprojjectt20033-011-099发布 20003-06-001实施施中华人民民共和国国国家经经济贸易易委员会会发布目 次前言1 范范围12 规规范性引引用文件件23 总总则34 术术语与符符号44.1 术语语和定义义44.2 符号号7
2、5 一一般规定定95.1 基本本资料95.2 预应应力锚杆杆材料95.3 锚固固设计的的基本内内容116 锚锚杆体的的选型与与设计136.1 锚杆杆体的选选型136.2 锚杆杆体的结结构设计计146.3 锚杆杆体的防防护设计计166.4 张拉拉力的控控制和张张拉程序序设计177 边边坡锚固固198 基基础锚固固219 地地下洞室室锚固229.1 围岩岩锚固229.2 岩壁壁吊车梁梁锚固2310 预应力力闸墩锚锚固设计计2511 预应力力水工隧隧洞环形形锚固设设计2612 水工建建筑物的的补强与与锚固2713 试验与与监测2813.11 锚锚杆试验验2813.22 锚锚杆体的的原位监监测28附录
3、A (规规范性附附录)胶胶结材料料与围岩岩的黏结结强度30附录B (规规范性附附录)预预应力锚锚杆锚固固试验31条文说明明33前 言在我国水水电水利利工程中中,应用用预应力力锚固技技术对岩岩体边坡坡、地下下洞室、建建筑物基基础、闸闸墩、水水工隧洞洞等各类类结构进进行加固固或改善善应力,取取得了良良好的效效果和一一定的经经济效益益,并积积累了丰丰富经验验。为推推广应用用预应力力锚固技技术,提提高预应应力锚固固的效能能和技术术水平,促促进水电电工程锚锚固技术术的发展展,国家家经济贸贸易委员员会以电电力220000222号文关关于确认认19999年度度电力行行业标准准制修订订计划项项目的通通知下下达
4、了编编制水水电工程程预应力力锚固设设计规范范的任任务。水水电规划划设计标标准化技技术委员员会于220000年122月在北北京召开开了水水电工程程预应力力锚固设设计规范范编制制大纲讨讨论会。根据大纲纲审查会会纪要的的要求,编编制组全全面总结结了我国国预应力力锚固技技术的应应用经验验,完成成了水水电水利利工程预预应力锚锚固技术术的应用用、有有关国家家和地区区预应力力锚固规规范简介介、水水工隧洞洞环形锚锚束式预预应力混混凝土衬衬砌和和水水电工程程预应力力锚固设设计规范范按可可靠度理理论转轨轨和套改改专题研研究报告告等四四份专题题报告,在在此基础础上于220011年8月月提出了了规范初初稿,22002
5、2年2月月提出了了规范送送审稿。电电力行业业水电规规划设计计标准化化技术委委员会于于20002年44月对规规范送审审稿进行行了审查查。本标准是是应用预预应力锚锚固技术术对岩体体或水工工建筑物物实施加加固的设设计规范范,应与与其他相相关标准准配套使使用。本本标准的的结构安安全度是是根据GGB 5501999水水利水电电工程结结构可靠靠度设计计统一标标准的的原则确确定的。本标准的的附录AA、附录录B为规规范性附附录。本标准由由电力行行业水电电规划设设计标准准化技术术委员会会提出、归归口并负负责解释释。本标准负负责起草草单位:东北勘勘测设计计研究院院。本标准参参加起草草单位:西北勘勘测设计计研究院院
6、,武汉汉大学土土木建筑筑工程学学院。本标准主主要起草草人为:赵长海海、苏加加林、沈沈义生、王王槟、吕吕祖珩、黄黄福德、侯侯建国、程程燕、舒舒征、苏苏萍、王王文奇、朱朱振家、李李金祥、马马军、赵赵玉江、刘刘晓刚、陈陈大华。1451 范范围本标准规规定了用用于加固固岩体和和水工建建筑物的的预应力力锚杆的的设计原原则和方方法,适适用于下下列水电电水利工工程的锚锚固设计计:1 岩岩质边坡坡。2 地地下洞室室。3 各各种水工工建筑物物的基础础。4 闸闸墩。5 水水工隧洞洞环形锚锚束式混混凝土衬衬砌。6 岩岩壁吊车车梁。7 其其他水工工建筑物物。2 规规范性引引用文件件下列文件件中的条条款通过过本标准准引
7、用而而成为本本标准的的条款。凡凡是注日日期的引引用文件件,其随随后所有有的修改改(不包包括勘误误的内容容)或修修订均不不适用于于本标准准,然而而,鼓励励根据本本标准达达成协议议的各方方研究是是否可使使用这些些文件的的最新版版本。凡凡是不注注日期的的引用文文件,其其最新版版本适用用于本标标准。GB1775 硅酸盐盐水泥、普普通硅酸酸盐水泥泥GB5002877 水水利水电电工程地地质勘察察规范DL/TT50557水工工混凝土土结构设设计规范范JGJ/T922 无无黏结预预应力混混凝土结结构技术术规程SD1334水工工隧洞设设计规范范3 总总 则3.0.1 锚固设设计应以以充分利利用围岩岩和岩体体的
8、承载载能力为为基本原原则,在在地质调调查的基基础上,根根据工程程的稳定定性和结结构应力力分析的的有关资资料,对对锚固措措施的安安全性、合合理性进进行技术术经济比比较。3.0.2 预应力力锚固工工程的地地质勘察察应根据据锚固对对象的建建筑物等等级,按按GB 502287的的规定执执行。3.0.3 预应力力锚固工工程可采采用理论论分析和和工程类类比法设设计,重重要工程程还应根根据原位位监测结结果进行行修正,并并根据监监测结果果分析锚锚固效果果,对锚锚固后的的水工建建筑物做做出稳定定状态的的评价。3.0.4 预应力力锚固设设计应积积极采用用新技术术、新工工艺、新新设备和和新材料料。4 术术 语 与
9、符符 号4.1 术 语 和和 定 义下列术语语和定义义适用于于本标准准。4.1.1预应力锚锚固 Prresttresssedd annchooragge通过对锚锚杆(索索)施加加张拉力力,使岩岩体或混混凝土结结构物达达到稳定定状态或或改善结结构物内内部应力力状况的的技术措措施。4.1.2预应力锚锚杆 Preestrresssed ancchorrs施加预应应力后的的锚杆。本本标准将将锚杆、锚锚束统称称为锚杆杆。4.1.3锚束 Tennsille rreinnforrcinng bbarss数股钢丝丝、钢绞绞线或钢钢筋,按按一定规规律编排排成束的的构件。亦亦称锚索索。在预预应力闸闸墩或预预应力衬
10、衬砌中又又习惯称称为锚束束或锚索索。4.1.4永久性预预应力锚锚杆 Perrmannentt prresttresssedd annchoors在永久性性工程中中布置的的使用年年限为22年以上上的预应应力锚杆杆。4.1.5临时性预预应力锚锚杆 Temmporraryy prresttresssedd annchoors在临时性性工程中中布置的的和在永永久性工工程中布布置的使使用年限限为2年年以内的的预应力力锚杆。4.1.6张拉锚杆杆 TTenssilee annchoors施加张拉拉力的砂砂浆锚杆杆。4.1.7砂浆锚杆杆 ggrouutedd annchoor bbar以普通螺螺纹钢材材为杆体
11、体,在锚锚杆全孔孔充填水水泥砂浆浆、快硬硬水泥砂砂浆或水水泥卷的的锚杆。4.1.8锚杆体 Boody of ancchorrs预应力锚锚杆的整整体。包包括内锚锚固段、张张拉段、外外锚头及及相连接接的所有有部件。4.1.9内锚固段段 IInneer aanchhoreed ssecttionn预应力锚锚杆体的的内部持持力端。它它是用胶胶结材料料或用金金属加工工的机械械装置使使锚杆内内端与被被锚固体体深部稳稳定的介介质形成成整体的的区段。4.1.10张拉段 Teensiile secctioon对预应力力锚杆施施加拉力力时可以以自由伸伸长的部部分,当当锚杆锁锁定后依依靠自由由伸长部部分的弹弹性变形
12、形对被锚锚固的介介质施加加预应力力。4.1.11外锚头 Ouuterr fiixedd ennd对锚杆实实现张拉拉和锁定定的支撑撑装置。4.1.12有黏结预预应力锚锚杆 Preestrresssed ancchorrs wwithh boond 锚杆锁定定后,张张拉段与与被锚固固介质无无相对滑滑动的预预应力锚锚杆。4.1.13无黏结预预应力锚锚杆 Preestrresssed ancchorrs wwithhoutt boond锚杆张拉拉锁定后后,张拉拉段与被被锚固介介质之间间能相对对移动的的预应力力锚杆。4.1.14预应力钢钢材强度度利用系系数 Utiilizzatiion facctorr
13、 onn thhe sstreengtth oof ppresstreesseed aanchhorss当预应力力锚杆的的张拉力力达到设设计值时时,锚杆杆材料的的平均应应力值与与锚杆材材料抗拉拉强度标标准值之之比。4.1.15设计张拉拉力 Dessignn teensiion根据锚固固设计需需要,并并考虑一一定安全全余度和和由于岩岩体流变变、混凝凝土徐变变及钢材材松弛可可能引起起的预应应力损失失后,确确定的每每根锚杆杆应施加加的张拉拉荷载。4.1.16超张拉力力 EExtrra ddesiign tennsioon为消除由由于锚杆杆与孔壁壁的摩擦擦、锚具具的压缩缩和锚束束的回缩缩而引起起的预应
14、应力损失失,施工工时将设设计张拉拉力提高高后的实实际张拉拉荷载。4.1.17安装荷载载 LLoadd off innstaallaatioon预应力锚锚杆张拉拉锁定后后,锚杆杆实际存存在的荷荷载。4.1.18永存张拉拉荷载 Etternnal tennsille lloadd由各种因因素造成成的预应应力损失失均完成成后,锚锚杆中保保存的预预应力值值。4.1.19预张拉 Prreteensiion预应力锚锚杆正式式张拉作作业之前前,为使使锚束中中各股钢钢丝或钢钢绞线受受力均匀匀,所进进行的张张拉作业业。4.1.20补偿张拉拉 CComppenssatoory tennsioon预应力锚锚杆锁定定
15、后,为为补偿预预应力损损失而进进行的再再次张拉拉作业。4.1.21压力型锚锚固段 Annchooredd seectiion on thee coomprresssionn tyype采用无黏黏结预应应力锚杆杆,并通通过改变变锚固段段结构型型式的办办法,使使内锚固固段由受受拉状态态变为受受压状态态,用内内锚固段段的压缩缩传递张张拉力,此此时锚固固段称之之为压力力型锚固固段。4.1.22压力集中中型锚固固段 Ancchorred secctioon oon tthe commpreessiion-conncenntraatioon ttypee内锚固段段采用一一个承载载体,对对预应力力锚杆施施加
16、的张张拉力全全部集中中在一个个承载体体的内锚锚固段内内,这样样的内锚锚固段称称之为压压力集中中型锚固固段。4.1.23压力分散散型锚固固段 Ancchorred secctioon oon tthe commpreessiion-dissperrsioon ttypee内锚固段段采用多多个承载载体,对对预应力力锚杆施施加的张张拉力,分分散在每每一个承承载体的的锚固段段内,这这样的内内锚固段段称之为为压力分分散型锚锚固段。4.2 符 号L预预应力锚锚杆长度度;L1内锚固固段长度度;L2张拉段段长度;L3外露段段长度;Pm单根预预应力锚锚杆超张张拉力;P单单根预应应力锚杆杆设计张张拉力;c胶胶结材
17、料料与孔壁壁的黏结结强度;D锚锚杆孔直直径;n预预应力锚锚杆根数数;A单单根预应应力锚杆杆所控制制的面积积;q引引起围岩岩失去稳稳定的下下滑力;P1需要预预应力锚锚杆提供供的支护护抗力;P2砂浆锚锚杆提供供的支护护抗力;P3钢筋网网喷射混混凝土提提供的支支护抗力力;P0围岩具具有的支支护抗力力;b锚固固角(预预应力锚锚杆轴线线与水平平面的夹夹角);q滑动动面(软软弱结构构面)与与水平面面的夹角角;j内摩摩擦角;g 0结结构的重重要性系系数;y设计计状况系系数;g d结结构系数数;g p单单根预应应力锚杆杆张拉力力分项系系数;g c黏黏结强度度分项系系数;g Q下下滑力作作用分项项系数;g k抗
18、抗滑力作作用分项项系数;pk单根预预应力锚锚杆的支支护抗力力;qk预应力力锚杆承承担的不不稳定块块体下滑滑力;g s预预应力锚锚杆材料料强度分分项系数数;g q需需预应力力锚杆承承担的下下滑力分分项系数数;SGK永久久作用在在预应力力锚杆中中拉力的的标准值值;SQK可变变作用在在预应力力锚杆中中产生的的拉力标标准值;g G永永久作用用分项系系数;g Q可可变作用用分项系系数;fptkk预应应力锚杆杆材料强强度的标标准值;Ap单位梁梁长所需需要的预预应力锚锚杆截面面面积。5 一一般规定5.1 基本本资料5.1.1 预应力力锚固设设计应具具备以下下基本资资料:1 建建筑物级级别及工工程布置置图。2
19、 水水工建筑筑物基本本参数,荷荷载组合合和运行行特性。3 锚锚固区域域地形地地质条件件。4 施施工条件件。5 建建筑材料料的物理理力学指指标。5.1.2 岩体锚锚固设计计应具备备下列地地质资料料:1 锚锚固工程程部位的的地质平平面、剖剖面图。2 不不稳定岩岩体的范范围和边边界条件件。3 围围岩质量量、主要要构造的的产状、各各种结构构面的组组合关系系及地下下水的资资料。4 锚锚固工程程所涉及及部位岩岩体的抗抗压强度度、抗拉拉强度、变变形模量量、岩体体重度、声声波速度度、岩体体的c和j 值,可可能失稳稳结构面面的c和j 值,胶胶结材料料与被锚锚固介质质的黏结结强度。对对于、类围岩岩,还应应提供围围
20、岩的流流变特性性。5 重重要部位位的锚固固工程,应应具有试试验资料料和原位位监测资资料。5.2 预应应力锚杆杆材料5.2.1 锚杆材材料可根根据锚固固工程的的性质、锚锚固部位位、工程程规模,选选择高强强度、低低松弛的的预应力力钢丝、钢钢绞线、无无黏结预预应力筋筋、精轧轧螺纹钢钢筋或普普通预应应力钢筋筋。5.2.2 当采用用高强预预应力钢钢丝作锚锚杆材料料时,其其力学性性质应符符合GBB/T 52223的规规定;当当采用预预应力钢钢绞线作作锚杆材材料时,其其力学性性质应符符合GBB/T 52224的规规定;当当采用无无黏结预预应力筋筋做锚杆杆材料时时,其力力学性能能、预应应力筋涂涂料及外外包层材
21、材料应符符合JGGJ/TT 922 的规规定;当当采用精精轧螺纹纹钢筋做做锚杆材材料时,其其物理力力学性质质应符合合表5.2.22-1和表表5.22.2-2的规规定。表5.22.2-1 精精轧螺纹纹钢筋的的力学性性能级 别别钢材名称称及型号号公称直径径mm屈服点sssMPa抗拉强度度sbMPa伸长率dss冷弯540/835540Sii2MnVV45Sii2MnVV18不小于5540不小于8835不小于110d=5aa9025d=6aa903236不小于88d=7aa9040735/9355(9880)K40SSi2MnV18不小于7735不小于9935(9980)不小于88d=5aa9025d
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