高速鐵路預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的設(shè)計(jì)與分析畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　高速鐵路預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的設(shè)計(jì)與分析</p><p><b>　　2011年 6 月</b></p><p>　　題 目 高速鐵路預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的設(shè)計(jì)與分析 </p><p><b>　

2、　指導(dǎo)教師</b></p><p>　　評 語 </p><p>　　指導(dǎo)教師 (簽章)</p><p><b>　　評 閱 人</b></p><p>　　評

3、 語 </p><p>　　評 閱 人 (簽章)</p><p>　　成 績 </p><p>　　答辯委員會主任 (簽章)</p>

4、;<p>　　年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　發(fā)題日期： 2011 年 4 月 13 日 完成日期： 6 月 10 日</p><p>　　題 目 高速鐵路預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的設(shè)計(jì)與分析 </p&

5、gt;<p>　　1、本論文的目的、意義了解高速鐵路支擋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)要點(diǎn)和支擋結(jié)構(gòu)的發(fā)展史。了解輕型支擋結(jié)構(gòu)的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、計(jì)算過程，掌握預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的計(jì)算理論和方法，預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的構(gòu)造、設(shè)計(jì)計(jì)算、施工方法及注意事項(xiàng)。了解預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的發(fā)展前景和工程中實(shí)際存在的問題。同時(shí)，通過本設(shè)計(jì)對大學(xué)所學(xué)知識進(jìn)行綜合運(yùn)用，對知識進(jìn)行歸納總結(jié)。把書本上所學(xué)知識和實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來，養(yǎng)成獨(dú)立思考和分析問題的能力。并且掌

6、握各種查閱文獻(xiàn)的能力，學(xué)會學(xué)術(shù)性論文研究分析的方法。 </p><p>　　2、學(xué)生應(yīng)完成的任務(wù) </p><p>　　（1）、根據(jù)論文題目中所提供的關(guān)鍵詞，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)等工具搜集相關(guān)的文獻(xiàn)資料；

7、 </p><p>　　（2）、通過對獲得的文獻(xiàn)資料的調(diào)查研究分析，了解本論文的研究原理，方法以及寫作內(nèi)容； </p><p>　　（3）依據(jù)提供的設(shè)計(jì)資料，對設(shè)計(jì)題目分析并進(jìn)行設(shè)

8、計(jì)，并將設(shè)計(jì)過程遇到的問題，記錄下來，通過導(dǎo)師指導(dǎo)和自己查閱文獻(xiàn)資料加以分析解決； </p><p>　?。?）結(jié)論：對全文進(jìn)行分析總結(jié)，歸納出主要研究分析結(jié)論，并提出仍需改進(jìn)努力之處。 </p><p>　　3、論文各部分內(nèi)容及時(shí)間分配

9、：（共 10 周）</p><p>　　第一部分 查找文獻(xiàn)，收集與整理資料 (1 周) </p><p>　　第二部分 外文資料的翻譯 (1周) </p><p>　　第三部分 學(xué)習(xí)鐵路支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法

10、 (2周)</p><p>　　第四部分 畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)以及實(shí)習(xí)報(bào)告整理 (1周) </p><p>　　第五部分 預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的計(jì)算分析 (3周)</p><p>　　第六部分 設(shè)計(jì)說明書的編寫整理與打印 (1周)

11、</p><p>　　評閱及答辯 (1周)</p><p>　　備 注 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 年 月 日

12、</p><p>　　審 批 人： 年 月 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　滑坡，是高速鐵路建設(shè)中遇到的常見地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象之一，其具有危害線路安全、影響高速列車安全運(yùn)營等害處。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，西部大開發(fā)的不斷推進(jìn)，邊坡治理在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有著舉足輕重的地位，如何有效地加固邊

13、坡是滑坡防治至關(guān)重要的核心內(nèi)容。</p><p>　　在邊坡治理方面，預(yù)應(yīng)力錨索與混凝土框架梁的復(fù)合結(jié)構(gòu)能夠充分發(fā)揮錨索和框架梁的錨固作用，被廣泛應(yīng)用于邊坡加固中。</p><p>　　本設(shè)計(jì)旨在通過對邊坡破壞形式的分析，對錨索和框架梁分別進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，從而達(dá)到有效加固邊坡、防止滑坡的目的。</p><p>　　本設(shè)計(jì)通過對工點(diǎn)資料的分析，了解錨索和框架梁結(jié)構(gòu)的工作

14、特點(diǎn)，通過對錨索框架梁加固邊坡機(jī)制的研究，得出邊坡破壞的可能形式。再利用傳遞系數(shù)法計(jì)算出邊坡的最大剩余下滑力，通過簡化計(jì)算分析得出邊坡錨固力的大小。然后根據(jù)錨索的受力狀態(tài)，對錨索進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。最后計(jì)算作用在框架梁上的錨固力，采用“地基梁”算法，計(jì)算框架梁的內(nèi)力，完成對框架梁的配筋計(jì)算。</p><p>　　關(guān)鍵詞：滑坡治理；預(yù)應(yīng)力錨索框架梁；內(nèi)力計(jì)算；配筋設(shè)計(jì)</p><p><b&

15、gt;　　Abstract</b></p><p>　　Landslide is a common phenomenon of geological disasters in the construction of high-speed railway.It is harmful to the railway circuitry and effect the safe operation of hig

16、h-speed railway.With the development of China's economy and China's Western Campaign, landslide treatment plays a very important role in the development of national economy.How to reinforce side slope effectively

17、 becomes the core content of the landslide treatment.</p><p>　　In the field of landslide treatment, the composite structure of anchor cable and concrete frame beam can fully exploit the advantage of these tw

18、o materials.and the prestressed anchor cable frame beam is widely used in landslide treatment.</p><p>　　This design aims to analysis the damage form of the side slope, and design the anchor cable and frame b

19、eam.Finally get the purpose of treating the side slope and preventing landslide.</p><p>　　This design is based on the analysis of the worksite data, and get understand about the work features of anchor cable

20、 and frame beam. Through the research on the mechanism of reinforced side slope, and finally get the destruction form of side slope.Use transfer coefficient method to calculate the maximum sliding power, and finally get

21、the anchorage force. Then according to the stress on the anchor cable, we can design it.Finally,through the anchorage force acted on the frame beam,using the metho</p><p>　　Keyword: Landslide treatment；Prest

22、ressed anchor cable frame beams；Internal force calculation；Reinforcement design.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1問題的提出1</p>

23、<p>　　1.2支擋結(jié)構(gòu)的發(fā)展1</p><p>　　1.3常見支擋結(jié)構(gòu)類型2</p><p>　　1.3.1一般支擋結(jié)構(gòu)2</p><p>　　1.3.2高輕型支擋結(jié)構(gòu)2</p><p>　　1.4應(yīng)用研究現(xiàn)狀3</p><p>　　1.5支擋結(jié)構(gòu)發(fā)展前景3</p>

24、<p>　　第2章 工程簡介4</p><p>　　2.1設(shè)計(jì)范圍4</p><p>　　2.2地形地貌4</p><p>　　2.3地質(zhì)概況4</p><p>　　2.4水文地質(zhì)4</p><p>　　2.5氣候條件5</p><p>　　2.6設(shè)計(jì)參數(shù)

25、5</p><p>　　2.7設(shè)計(jì)原則5</p><p>　　第3章 基本理論6</p><p>　　3.1邊坡的類型和特征6</p><p>　　3.1.1邊坡類型6</p><p>　　3.1.2邊坡的特征6</p><p>　　3.2邊坡破壞形式7</p>

26、<p>　　3.3邊坡穩(wěn)定性分析的意義7</p><p>　　3.4影響邊坡穩(wěn)定性的因素8</p><p>　　3.5邊坡穩(wěn)定性分析8</p><p>　　3.5.1直線破裂面邊坡穩(wěn)定性分析9</p><p>　　3.5.2圓弧破裂面邊坡穩(wěn)定性分析10</p><p>　　3.6剩余

27、下滑力的計(jì)算11</p><p>　　3.7預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的結(jié)構(gòu)組成13</p><p>　　3.8作用機(jī)理13</p><p>　　3.9結(jié)構(gòu)特點(diǎn)14</p><p>　　3.10預(yù)應(yīng)力錨索的設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.10.1總錨固力的確定15</p><p>

28、　　3.10.2錨固力分配原則16</p><p>　　3.10.3錨索間距與傾角的確定16</p><p>　　3.10.4錨固體的設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.11框架梁的設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.11.1節(jié)點(diǎn)荷載的分配原則18</p><p>　　3.11.2節(jié)點(diǎn)荷載的分配方法

29、19</p><p>　　3.12鋼筋混凝土設(shè)計(jì)原理20</p><p>　　3.12.1單筋矩形截面梁抗彎設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.12.2雙筋矩形截面梁抗彎設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.12.3斜截面抗剪設(shè)計(jì)23</p><p>　　3.13工程實(shí)例25</p><

30、;p>　　3.13.1工程實(shí)例一 馬嶺山滑坡25</p><p>　　3.13.2工程實(shí)例二 內(nèi)昆鐵路李子溝特大橋11號墩岸坡加固工程27</p><p>　　第4章 設(shè)計(jì)計(jì)算書30</p><p>　　4.1設(shè)計(jì)思路30</p><p>　　4.2坡體特征30</p><p>　　4.3剩余

31、下滑力的計(jì)算30</p><p>　　4.4錨固力的計(jì)算34</p><p>　　4.4.1確定鋼絞線的規(guī)格34</p><p>　　4.4.2錨索間距與傾角的確定34</p><p>　　4.4.3總錨固力的計(jì)算35</p><p>　　4.4.4錨索根數(shù)的確定35</p><

32、;p>　　4.4.5錨索錨固段長度的確定35</p><p>　　4.5框架梁的內(nèi)力計(jì)算37</p><p>　　4.5.1框架梁形式的確定37</p><p>　　4.5.2確定框架梁截面尺寸37</p><p>　　4.5.3節(jié)點(diǎn)內(nèi)力分配計(jì)算37</p><p>　　4.5.4單根梁內(nèi)力

33、分析38</p><p>　　4.6配筋計(jì)算40</p><p>　　4.6.1正截面抗彎計(jì)算41</p><p>　　4.6.2斜截面抗剪計(jì)算41</p><p>　　第5章 施工簡介43</p><p>　　5.1施工準(zhǔn)備43</p><p>　　5.2邊坡開挖44&

34、lt;/p><p><b>　　5.3成孔45</b></p><p>　　5.4錨索的制作45</p><p>　　5.5錨索的安裝46</p><p>　　5.6錨索灌漿46</p><p>　　5.7框架梁鋼筋的制作安裝46</p><p>　　5.8

35、混凝土澆筑47</p><p>　　5.9錨索張拉47</p><p>　　5.10施工流程47</p><p>　　5.11坡面綠化49</p><p><b>　　結(jié)論50</b></p><p><b>　　致謝52</b></p>&

36、lt;p><b>　　參考文獻(xiàn)53</b></p><p><b>　　附圖54</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　問題的提出</b></p><p>　　滑坡是指斜坡上的土體(巖體)，在河流沖

37、刷、地下水活動、地震及人工切坡等因素影響下，沿著一定的軟弱面或者軟弱帶，整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現(xiàn)象。</p><p>　　滑坡是高速鐵路建設(shè)中遇到的常見地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象之一。其發(fā)生的后果通常是中斷交通、侵占河道、造成人身財(cái)產(chǎn)的損害，而且它的分布面廣、發(fā)生比較頻繁、產(chǎn)生條件復(fù)雜，作用因素繁多使得治理滑坡的費(fèi)用昂貴。由于地質(zhì)環(huán)境和自然條件的區(qū)域性的特點(diǎn)，從而決定了滑坡的分布具有區(qū)域集中的特點(diǎn)。因此在許多山區(qū)，

38、滑坡多是成群狀分布，這無疑給滑坡的治理方面帶來了巨大的困難。</p><p>　　在高速鐵路交通運(yùn)輸方面，滑坡的危害主要表現(xiàn)在：（1）破壞鐵路線路，造車中斷行車；（2）危害鐵路站場、站房，嚴(yán)重威脅車站安全；（3）造成橋梁墩臺的推移以及隧道明洞摧毀；（4）中斷鐵路交通運(yùn)輸，影響國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)；（5）造成行車事故和人身傷亡；（6）加大維修費(fèi)用，增加了財(cái)政支出。</p><p>　　隨著我國社會經(jīng)

39、濟(jì)的不斷發(fā)展，西部大開發(fā)的不斷推進(jìn)，邊坡治理在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有著舉足輕重的地位，如何有效地加固邊坡是滑坡防治至關(guān)重要的核心內(nèi)容。</p><p><b>　　支擋結(jié)構(gòu)的發(fā)展</b></p><p>　　在邊坡的治理方面，支擋結(jié)構(gòu)的形式是多種多樣的，比如預(yù)應(yīng)力錨索、錨桿、抗滑樁、擋土墻等等。但其發(fā)展過程大致可以分為以下幾個(gè)階段：</p><p>

40、;　　第一階段（20世紀(jì)50年代以前），采用抗滑擋墻結(jié)合支撐錨桿，取得了一定效果。但由于滑坡的推力較大，致使抗滑擋墻的體積龐大，墻基須置于滑面以下一定深度，施工開挖對滑體的穩(wěn)定影響大。</p><p>　　第二階段（20世紀(jì)70年代），采用抗滑樁支擋，工程效果比較明顯。國外則多采用鋼筋混凝土鉆孔樁，用群樁和承臺共同受力。而國內(nèi)采用矩形截面的鋼筋混凝土挖孔樁，由于抗滑樁提供的抗力大，施工對滑體的擾動小、安全、見效快

41、，因此曾被廣泛采用。</p><p>　　第三階段（20世紀(jì)80年代以后），隨著錨固技術(shù)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力錨索在邊坡加固中得到了廣泛的應(yīng)用，在不斷的工程實(shí)踐中演化出了各種各樣的結(jié)構(gòu)形式，主要有：①預(yù)應(yīng)力錨索抗滑擋墻；②預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁；③預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁板墻；④預(yù)應(yīng)力錨索框架梁。預(yù)應(yīng)力錨索在工程中的應(yīng)用大大地改善了抗滑結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，降低了工程造價(jià)。</p><p><b>　　常見

42、支擋結(jié)構(gòu)類型</b></p><p>　　隨著我國交通運(yùn)輸基礎(chǔ)建設(shè)的不斷發(fā)展，支擋結(jié)構(gòu)在邊坡工程中的運(yùn)用是變得越來越廣泛。在許多的山區(qū)地帶，由于沿線的地形陡緩交錯頻繁，一般的支擋結(jié)構(gòu)的高度有限，就很難滿足設(shè)計(jì)要求。因此需要開發(fā)使用高輕型支擋結(jié)構(gòu)，以降低工程造價(jià)，下面簡單介紹這兩種支擋結(jié)構(gòu)：</p><p><b>　　一般支擋結(jié)構(gòu)</b></p>

43、;<p>　　一般的支擋結(jié)構(gòu)包括各種類型的擋土墻和其他具有承重能力的支撐結(jié)構(gòu)，主要形式有：重力式擋土墻、錨索（桿）擋土墻、錨定板擋土墻、抗滑樁、土釘支護(hù)、樁板式擋土墻等等。它們適用于墻高不超過一定高度的支擋工程，在一般的公路工程中使用比較廣泛。</p><p><b>　　高輕型支擋結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　高輕型支擋結(jié)構(gòu)是指在一般支擋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)

44、上使用了新材料、新技術(shù)、新工藝的結(jié)構(gòu)形式，專指高度大于12m的支擋工程，目前在我國現(xiàn)行的公路、鐵路規(guī)范中還沒有明確規(guī)定的一類支擋結(jié)構(gòu)物。</p><p>　　它的主要形式包括：高輕型預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻、高輕型錨定板擋土墻、高輕型預(yù)應(yīng)力錨索框架梁。這幾種形式相比于一般支擋結(jié)構(gòu)而言，由于采用了預(yù)應(yīng)力錨索，使得樁（板、框架）的受力形式發(fā)生改變，使得樁（板、框架）的內(nèi)力分布更加合理，從而極大地發(fā)揮了材料和結(jié)構(gòu)的性能。預(yù)應(yīng)力

45、錨索框架梁是隨著預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)近年來在滑坡治理和邊坡加固工程中大量應(yīng)用而發(fā)展起來的一種新型支擋結(jié)構(gòu)。因此，在邊坡治理方面，預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的應(yīng)用空間會隨著科技的不斷進(jìn)步變得越來越廣。</p><p><b>　　應(yīng)用研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨索框架梁作為一種新型的輕型支擋結(jié)構(gòu)，由于其具有加固邊坡同時(shí)還能進(jìn)行植物美化的效果，近幾年來在邊坡加固中被廣泛

46、使用。但是這種新型支擋結(jié)構(gòu)的使用條件、設(shè)計(jì)計(jì)算方法等方面的理論研究已經(jīng)明顯落后于生產(chǎn)實(shí)踐。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的設(shè)計(jì)理論已經(jīng)取得了一定的成果，但是仍然處于探索和研究的階段。在我國的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范中，還沒有對其具體設(shè)計(jì)計(jì)算原則和方法做出相應(yīng)的規(guī)定和說明。而目前，大多數(shù)設(shè)計(jì)單位都是按照自己的設(shè)計(jì)方法并結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　目前，對預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的計(jì)算方法

47、多是采用一般地基梁的算法，將錨索框架梁拆分為橫梁和縱肋來計(jì)算，在若干假設(shè)的基礎(chǔ)上建立起來的分析計(jì)算。文獻(xiàn)中的反梁法，是將坡面的反力視為作用在框架梁上的均布荷載，將預(yù)應(yīng)力錨索作用點(diǎn)視為支座，將框架梁看做是倒置的交叉格構(gòu)梁來進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且假設(shè)橫梁和縱肋是相互獨(dú)立的。但是，這種方法忽略了巨大錨索力作用下框架的變形，引起了底部反力的不均勻分布。</p><p><b>　　支擋結(jié)構(gòu)發(fā)展前景</b>&

48、lt;/p><p>　　邊坡支擋技術(shù)是高速鐵路路建設(shè)，特別是山區(qū)高速鐵路建設(shè)所面臨的一個(gè)重大問題。我國在這方面既沒有計(jì)算公式可依，也沒有自主知識產(chǎn)權(quán)的計(jì)算程序，僅依靠大量施工經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)，理論研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工程實(shí)踐。隨著新材料、新工藝的不斷使用，高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力錨索在工程中的應(yīng)用促進(jìn)了錨固技術(shù)的發(fā)展。在未來，高輕型支擋結(jié)構(gòu)的理論研究、應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)必將得到進(jìn)一步的發(fā)展。</p><p><

49、b>　　第2章 工程簡介</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)范圍</b></p><p>　　K117+950～K118+090左側(cè)路塹高邊坡，長140.0m，高度約為40m，路肩標(biāo)高為528.29m。該邊坡為永久性邊坡，邊坡工程重要性等級為一級。</p><p><b>　　地形地貌</b><

50、;/p><p>　　本段路線處于威遠(yuǎn)背斜北西翼地區(qū)，呈切脊?fàn)畹蜕剑瑸榍治g構(gòu)造低山地貌。坡體內(nèi)灌木叢生，植被繁茂；坡頂?shù)貏輰捑徠教?。斜坡四周呈椅狀溝槽地形，溝槽?nèi)坡殘積層發(fā)育。</p><p><b>　　地質(zhì)概況</b></p><p>　　根據(jù)鉆孔揭露及野外工程地質(zhì)測繪，勘察區(qū)出露的地層主要有：新生界第四系全新統(tǒng)殘坡積層（）、三疊系上統(tǒng)須家河組（

51、）。</p><p>　　新生界第四系全新統(tǒng)殘坡積層（）</p><p>　　<6-1>低液限黏土：黃色，硬塑狀，土質(zhì)不勻，可見植物根系，含約占5%的砂、泥角礫，厚0~2m，主要分布于斜坡表層。</p><p>　　三疊系上統(tǒng)須家河組（）</p><p>　　<14-2-1>泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖夾煤層強(qiáng)風(fēng)化層：褐黃色，

52、青灰色，薄-中層狀，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)為主，泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層產(chǎn)狀120°∠12°。已風(fēng)化呈碎塊石狀。一般厚2~6m，屬Ⅳ級軟石。</p><p>　　<14-2-2>泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖夾煤層中風(fēng)化層：綠灰、灰、灰黑色，薄-中層狀，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)為主，泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層產(chǎn)狀145°∠6°。遇水易崩解軟化，暴露易風(fēng)化剝落，具飽脫水風(fēng)化特征。屬Ⅳ級軟石。<

53、;/p><p><b>　　水文地質(zhì)</b></p><p>　　區(qū)內(nèi)第四系松散土層孔隙潛水具淺埋藏，短流徑，緩流速之特點(diǎn)?；鶐r裂隙含水層之地下水徑流、補(bǔ)給條件差，較為貧乏，且在空間上分布不均勻。區(qū)內(nèi)總體水文地質(zhì)條件簡單。區(qū)內(nèi)環(huán)境水對混凝土具有中等結(jié)晶類腐蝕性，對混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具微腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。</p><p><b>　

54、　氣候條件</b></p><p>　　該地區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年均氣溫17.8℃，一月均溫7.4℃，七月均溫27.2℃。極端高溫39℃，最低零下5.5℃?；顒臃e溫6570℃。無霜期329天，日照1192小時(shí)。年平均降雨量985.2毫米，多集中于6-9月，常有春旱。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>

55、<b>　　表2.6 設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　　1、本邊坡工程為永久性支護(hù)，邊坡等級為一級。</p><p>　　2、邊坡剩余下滑力的計(jì)算采用傳遞系數(shù)法。</p><p>　　3、框架梁內(nèi)力計(jì)算“倒梁法”，并進(jìn)行配筋計(jì)算。</p>

56、<p>　　4、設(shè)計(jì)本著安全、經(jīng)濟(jì)、適用的原則進(jìn)行。</p><p><b>　　第3章 基本理論</b></p><p><b>　　邊坡的類型和特征</b></p><p><b>　　邊坡類型</b></p><p>　　（1）按構(gòu)成邊坡的物質(zhì)種類分：<

57、;/p><p>　?、偻临|(zhì)邊坡，整個(gè)邊坡主要由土體所構(gòu)成，按土體的種類通常又可分為粘性土邊坡、黃土邊坡、膨脹土邊坡、堆積土邊坡、填土邊坡。</p><p>　?、趲r質(zhì)邊坡，整個(gè)邊坡主要由巖石所構(gòu)成，按巖體的強(qiáng)度又可以分為硬巖邊坡、軟巖邊坡、風(fēng)化巖邊坡等。</p><p>　?、蹘r土混合邊坡，邊坡下部為巖層，而上部為土層的邊坡結(jié)構(gòu)。</p><p>

58、;　　（2）按邊坡的高度分：</p><p>　?、僖话氵吰?，巖質(zhì)邊坡總高度在30m以下，土質(zhì)邊坡總高度在15～20m。</p><p>　　②高邊坡，巖質(zhì)邊坡總高度大于30m，土質(zhì)邊坡總高度大于15～20m。</p><p>　　通常情況下，容易發(fā)生變形破壞和滑坡的邊坡多為高邊坡，因此，加強(qiáng)對高邊坡的研究將是邊坡治理的重點(diǎn)，對邊坡治理的成功也將起到關(guān)鍵作用。<

59、;/p><p>　?。?）按邊坡使用年限分：</p><p>　　①臨時(shí)邊坡，一般只在施工期間存在的邊坡，如基坑邊坡。</p><p>　?、诙唐谶吰拢嬖跁r(shí)間為10～20年的邊坡，如露天礦邊坡。</p><p>　?、塾谰眠吰?，長期使用的邊坡，如鐵路路塹邊坡。</p><p><b>　　邊坡的特征</b

60、></p><p>　　（1）邊坡的自然特征</p><p>　　人工邊坡是將自然邊坡部分改造成為人工構(gòu)筑物，其邊坡特征和穩(wěn)定性很大程度取決于自然邊坡的地形地貌特征、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征。由于自然邊坡的地層巖性、地下水分布、地質(zhì)構(gòu)造和風(fēng)化程度的不同，在自然力作用下形成了不同的形態(tài)，如有直線坡、凸形坡、臺階狀坡等。</p><p>　　對于巖質(zhì)邊坡，其特殊的結(jié)構(gòu)特

61、征．可保持較為高陡的邊坡。由于高陡邊坡容易發(fā)生滑動，因此必須設(shè)置支擋工程才能保持其穩(wěn)定。通常高陡邊坡坡體容易被沖刷，需要設(shè)置坡面防護(hù)工程。對于地下水較多、雨水豐沛的地區(qū)，土體重度增加，發(fā)生滑坡的危險(xiǎn)增大。因此，需要做好排水工程，疏通地下水、截流雨水等。</p><p>　?。?）邊坡的滑面特征</p><p>　　無論是土質(zhì)邊坡還是巖質(zhì)邊坡，在坡體沒有開挖或填筑之前，坡體內(nèi)不存在明顯滑面，

62、即使坡體中存在軟弱土夾層或軟弱結(jié)構(gòu)面，也不能視作滑面，因?yàn)樗鼈儧]有滑動的趨勢。這正是邊坡與滑坡的不同之處。</p><p><b>　　邊坡破壞形式</b></p><p>　　邊坡廣義的破壞形式包括有崩塌、坍塌、滑塌、傾倒等，下面簡單講解下其含義。</p><p>　　崩塌，是指陡峭邊坡上的巨大巖石或土體，在重力和其他外力作用下，發(fā)生突然崩落

63、的現(xiàn)象。整個(gè)過程中巖石（或土體）猛烈的翻滾、跳躍、相互撞擊，最后堆積于坡腳，原巖石（或土體）結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重的破壞。</p><p>　　坍塌，是指土層、堆積層或風(fēng)化破碎巖層斜坡，由于土壤的水和裂隙水的作用、河流沖刷等作用而產(chǎn)生逐層塌落的變形現(xiàn)象。</p><p>　　滑塌，是指斜坡上的巖體或土體，在重力和其他外力作用下，沿坡體內(nèi)新形成的滑面發(fā)生整體向下以水平滑移為主的現(xiàn)象。它與坡體滑坡現(xiàn)象十

64、分類似，滑坡是沿坡體內(nèi)一定的軟弱面（或軟弱帶）整體向下滑動的現(xiàn)象。</p><p>　　傾倒，是指陡傾的巖體由于其他外力作用，繞著底部的某點(diǎn)向臨空方向傾倒的現(xiàn)象，它可以發(fā)展轉(zhuǎn)化為崩塌或滑塌，也可以停止在傾倒變形階段。</p><p>　　邊坡穩(wěn)定性分析的意義</p><p>　　對邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析通常具有以下兩方面的意義：一是定性的確定邊坡周圍的巖體對邊坡穩(wěn)定性的

65、影響，用于評價(jià)巖體質(zhì)量，初步評判邊坡穩(wěn)定性，為工程的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行提供依據(jù)，減少邊坡破壞給人民帶來的人身財(cái)產(chǎn)損失；二是通過工程類比方法來定量確定作用于支擋結(jié)構(gòu)上的巖石壓力，為支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，以便進(jìn)行支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　影響邊坡穩(wěn)定性的因素</p><p>　　影響邊坡穩(wěn)定性的因素主要有地理?xiàng)l件、地質(zhì)條件、氣候條件、水文和水文地質(zhì)條件、土的類別等。</p

66、><p>　　其中影響巖石邊坡穩(wěn)定性的因素為巖石的結(jié)構(gòu)類型與完整性、結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、地下水及巖石的強(qiáng)度等。其中最主要的影響因素是巖體的完整性、結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度與結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀，水對邊坡穩(wěn)定性的影響與邊坡巖體性質(zhì)有關(guān)，有時(shí)是主要影響因素，有時(shí)又影響不大。</p><p>　　邊坡穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀密切相關(guān)，當(dāng)結(jié)構(gòu)面走向與邊坡走向相近時(shí)，外傾結(jié)構(gòu)面對邊坡是不利的。對傾向與邊坡傾向相同，走

67、向與邊坡走向的夾角小于的結(jié)構(gòu)面稱為外傾結(jié)構(gòu)面。但不是所有的外傾結(jié)構(gòu)面都會發(fā)生滑動，只有結(jié)構(gòu)面的傾角在之間（為結(jié)構(gòu)面內(nèi)摩擦角）時(shí)，結(jié)構(gòu)面才有可能發(fā)生滑動。外傾結(jié)構(gòu)面傾角越是接近時(shí)，邊坡越容易產(chǎn)生滑動，因而這是一個(gè)最不利的傾角，此時(shí)巖體的穩(wěn)定性最差。</p><p>　　結(jié)構(gòu)面結(jié)合狀況，包括裂隙張開度、充填物的厚度與性質(zhì)。結(jié)構(gòu)面的粗糙情況，也是影響邊坡穩(wěn)定性的一個(gè)主要因素。</p><p>&

68、lt;b>　　邊坡穩(wěn)定性分析</b></p><p>　　邊坡穩(wěn)定性分析是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程，其計(jì)算通常采用土力學(xué)中的極限平衡法來分析。極限平衡方法的基本特點(diǎn)是只考慮了靜力平衡條件和土的摩爾庫侖破壞準(zhǔn)則，也就是說通過分析土體在破壞時(shí)的力的平衡來求解。然而多數(shù)情況下問題是靜不定的，極限平衡方法處理靜不定問題的對策是引入一些簡化假定，使問題變得靜定可解。由于簡化假定的引入，使得分析計(jì)算工作量大大的簡

69、化，因而在工程中獲得廣泛應(yīng)用。</p><p>　　近年來，隨著計(jì)算機(jī)和有限元分析方法的發(fā)展，應(yīng)用嚴(yán)格的應(yīng)力應(yīng)變分析方法來分析邊坡的變形和穩(wěn)定性已成為可能。因此有限元法也被廣泛應(yīng)用于邊坡穩(wěn)定分析。然而有限元方法也擁有一些局限性，主要是在確定邊坡的初始應(yīng)力狀態(tài)把握邊坡臨近破壞時(shí)的彈塑性本構(gòu)關(guān)系等方面遇到的難題。</p><p>　　這里主要介紹一下極限平衡法在工程中的運(yùn)用，根據(jù)邊坡失穩(wěn)時(shí)破裂

70、面的形狀又可分為：直線破裂面和圓弧狀破裂面。</p><p>　　直線破裂面邊坡穩(wěn)定性分析</p><p>　　直線破裂面是指邊坡破壞時(shí)其破裂面近似為平面，斷面近似為直線，這種情形通常發(fā)生在均質(zhì)砂土、透水的砂石邊坡中。</p><p>　　如下圖3.5.1所示，坡體重，坡角，抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為、，破裂面傾角為，滑面長度，沿邊坡長度方向取單位長度作為平面分析。</p

71、><p>　　圖3.5.1 砂性邊坡示意圖</p><p>　　滑面上由重力產(chǎn)生的下滑力和土的抗剪強(qiáng)度產(chǎn)生的抗滑力分別為：</p><p>　　則邊坡穩(wěn)定系數(shù)或安全系數(shù)，可用抗滑力與下滑力之比表示，即</p><p><b>　?。?.5.1）</b></p><p>　　為了保證邊坡的穩(wěn)定性，通常安

72、全系數(shù)值一般不小于1.25，特殊情況下可以減小至1.15。</p><p>　　對于的砂性土坡，公式又可以簡化為</p><p><b>　?。?.5.2）</b></p><p>　　從上式我們可以看出，當(dāng)時(shí)，值最小，此時(shí)邊坡表面土體最容易發(fā)生滑動，有</p><p><b>　?。?.5.3）</b&

73、gt;</p><p>　　圓弧破裂面邊坡穩(wěn)定性分析</p><p>　　據(jù)大量觀測表明，黏性土山坡、人工填筑或開挖的邊坡在發(fā)生破壞時(shí)，其破裂面多呈圓弧狀，由于黏性土黏聚力的存在，黏性土邊坡在破壞時(shí)，滑動面近似于圓柱面。工程中為了簡化計(jì)算，通常假定滑動面為圓弧面，建立在這一假定上的土的穩(wěn)定性分析方法叫做圓弧滑動法。其中，最為常用的就是瑞典條分法。</p><p>　

74、　條分法是將滑動土體在豎向分為若干土條，將土條視為剛塑體，分別求得作用于各個(gè)土條上的力對圓心的滑動力矩和抗滑力矩，由抗滑力矩與滑動力矩之比求得安全系數(shù)。</p><p>　　條分法假定不計(jì)條間力的影響，將土條兩側(cè)的條間力的合力看做大小相等、方向相反、作用在同一直線上。實(shí)際上，每個(gè)土條兩側(cè)的條間力是不平衡的，但經(jīng)驗(yàn)表明，忽略條間力的作用對計(jì)算結(jié)果影響不大。</p><p>　　如圖3.5.2

75、所示，將土體分為若干土條，土條的寬度越小，計(jì)算精度就越高，盡量選擇滑體外形變化點(diǎn)和土層分界點(diǎn)作用界限。</p><p>　　圖3.5.2 瑞典條分法</p><p>　　則垂直于滑面法向的分力與沿著滑面的切向分力分別為：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　其中起抗滑作用的切向分力用表示，則整個(gè)滑

76、弧上的抗滑力矩與滑動力矩分別為：</p><p>　　安全系數(shù)為抗滑力矩與滑動力矩之比，即</p><p><b>　?。?.5.4）</b></p><p><b>　　剩余下滑力的計(jì)算</b></p><p>　　目前，計(jì)算滑坡剩余下滑力的方法比較多，使用較多的有瑞典條分法、畢肖普法、傳遞系數(shù)法

77、、分塊極限平衡法等，其中傳遞系數(shù)法是驗(yàn)算山區(qū)土層沿巖面滑動最常用的邊坡穩(wěn)定驗(yàn)算方法，本次設(shè)計(jì)即采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行邊坡剩余下滑力進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　計(jì)算推力時(shí)假定：滑坡體是不可壓縮的介質(zhì)，不考慮滑體的局部壓縮變形，塊體間只傳遞推力而不傳遞拉力。塊間作用力（即推力）以集中力表示，它的作用線平行于前一滑塊的滑動方向。計(jì)算時(shí)將滑體沿滑面變坡點(diǎn)垂直分塊，然后由上至下逐塊計(jì)算推力。</p><

78、p>　　在滑體中取第塊土條，如圖3.6所示，假定第塊土條傳來的推力方向平行于第塊土條的底滑面，而第塊土條傳遞給第塊土條的推力平行于第塊土條的底滑面。也就是說，假定每一分界面上推力的方向平行于上一土條的底滑面。將各作用力投影到底滑面上，其平衡方程如下：</p><p>　　圖3.6 傳遞系數(shù)法</p><p><b>　?。?.6.1）</b></p>

79、<p>　　式中 ，為法向反力；</p><p>　　——第塊滑體剩余下滑力；</p><p>　　——第塊滑體剩余下滑力；</p><p>　　——第塊滑體的自重；</p><p><b>　　——第塊滑床反力；</b></p><p>　　——第塊滑塊的法向反力；</p&

80、gt;<p>　　——第塊滑體滑面的傾角；</p><p>　　、——第塊滑體滑面的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)；</p><p>　　——邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)；</p><p>　　——第塊滑體的滑面長度；</p><p><b>　　，稱為傳遞系數(shù)。</b></p><p>　　通常情況下，在鐵路支

81、擋規(guī)范中，出于安全考慮，要通過增大下滑力來提高安全系數(shù)，考慮安全系數(shù)后，設(shè)計(jì)推力應(yīng)為：</p><p><b>　?。?.6.2）</b></p><p>　?。?）若為正值，說明邊坡具有下滑力，是不穩(wěn)定的，應(yīng)該傳遞給下一個(gè)滑體；若為負(fù)值，說明第塊滑體是穩(wěn)定的，不能傳遞，下一塊計(jì)算時(shí)按無上一塊推力考慮。</p><p>　?。?）如果計(jì)算斷面中

82、有逆坡時(shí)，即滑面傾角為負(fù)值的時(shí)候，分塊為負(fù)值，即它不再是下滑力，而是抗滑力了。推力計(jì)算時(shí)，就不該乘以安全系數(shù)。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的結(jié)構(gòu)組成</p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨索框架梁是20世紀(jì)90年代新興的一種支擋結(jié)構(gòu)，被廣泛運(yùn)用于鐵路、公路滑坡治理和邊坡加固中。該結(jié)構(gòu)是將鋼筋混凝土框架和預(yù)應(yīng)力錨索這兩種可以單獨(dú)使用的結(jié)構(gòu)組合在一起，通過預(yù)應(yīng)力錨索、框架和邊坡巖土的相互作用，

83、共同承受邊坡變形時(shí)產(chǎn)生的外力。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的組成主要由主體結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)兩個(gè)部分。其中，主體結(jié)構(gòu)是承受邊坡變形產(chǎn)生的外力的主要受力構(gòu)件，主要由預(yù)應(yīng)力錨索、框架和邊坡巖土共同組成；附屬結(jié)構(gòu)是指為保證主體結(jié)構(gòu)正常工作、發(fā)揮主要功能的一些附屬設(shè)施，其中包括為了保證土體穩(wěn)定和綠化美化而設(shè)置的植被防護(hù)結(jié)構(gòu)，排水設(shè)施，以及為了保證梁頂平臺穩(wěn)定的頂梁。這些結(jié)構(gòu)對主體結(jié)構(gòu)長久發(fā)揮穩(wěn)定性有著重要的作用。&

84、lt;/p><p><b>　　作用機(jī)理</b></p><p>　　由土體極限平衡理論得知，邊坡變形后邊坡變形部分在重力作用下，會沿著破裂面向下成滑動趨勢。而在破裂面上存在著阻止變形體下滑的抗力和法向力，如果變形體在自重作用下的下滑力大于抗力時(shí)，變形體就會沿著破裂面向下滑動，此時(shí)邊坡就會發(fā)生失穩(wěn)破壞。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨索框架的作用機(jī)理

85、就是在此基礎(chǔ)上通過錨索拉力共同作用在框架梁上，與破裂面上的摩擦力和法向力共同作用，平衡邊坡下滑產(chǎn)生的下滑力。如圖3.8所示，預(yù)應(yīng)力錨索主要是承受邊坡下滑產(chǎn)生的下滑力，而框架梁則是使變形體保持整體穩(wěn)定性。</p><p>　　圖3.8 變形體的受力示意圖</p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨索產(chǎn)生的錨固力主要是使破裂面上的法向力增加，從而使得破裂面上的摩擦力增大，相當(dāng)于增大了抗滑力。另一方面，框架梁

86、的緊箍作用，使得變形體變得更加固結(jié)、穩(wěn)定，相當(dāng)于減小了下滑力。</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨索框架梁在工程中得到了廣泛的應(yīng)用，自然跟其自身的特點(diǎn)密不可分，其特點(diǎn)主要有：</p><p>　?。?）預(yù)應(yīng)力錨索框架梁體系充分利用了邊坡巖體自身的強(qiáng)度；</p><p>　?。?）結(jié)

87、構(gòu)容易和其他抗滑結(jié)構(gòu)如抗滑樁等組合使用；</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)布置位置靈活，不受地形的限制，適用于高陡邊坡的加固；</p><p>　　（4）易于改善邊坡土體的受力狀態(tài)，使邊坡土體趨向處于三向受力狀態(tài)；</p><p>　?。?）減少邊坡開挖量，有效降低了邊坡的開挖高度；</p><p>　　（6）施工簡便，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)較低；</

88、p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)輕便，施工速度較快，施工造價(jià)低。</p><p><b>　　預(yù)應(yīng)力錨索的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨索的設(shè)計(jì)包括邊坡錨固力的確定、錨固力的分配、錨索間距和傾角的確定、錨固段長度的確定。要使預(yù)應(yīng)力錨索框架梁發(fā)揮作用，必須將預(yù)應(yīng)力錨索錨固在穩(wěn)定的地層中，其次還要保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。</p>&l

89、t;p><b>　　總錨固力的確定</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)時(shí)，對于滑坡加固，宜采用錨索預(yù)應(yīng)力（抗滑力）的方法計(jì)算，通過邊坡穩(wěn)定性分析、計(jì)算滑坡的下滑力從而確定錨固力。對邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算的時(shí)候，錨固力可以簡化為作用于坡面上的一個(gè)集中力，由《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》確定的方法計(jì)算可按下式：如圖3.10.1所示</p><p>　　圖3.10.

90、1 錨固力的簡化計(jì)算</p><p><b>　　（3.10.1）</b></p><p>　　式中 ——滑坡下滑力（kN）；</p><p>　　——設(shè)計(jì)總錨固力（kN）；</p><p>　　——滑動面內(nèi)摩擦角（°）；</p><p>　　——錨索與滑動面相交處滑動面傾角（

91、6;）；</p><p>　　——錨索與水平面的夾角。</p><p>　　對單一滑面，式（3.10.1）計(jì)算比較簡單，對于折線滑面，計(jì)算比較繁雜。實(shí)際上，路塹邊坡的水平推力對邊坡才具有破壞作用，豎向推力對路塹邊坡的破壞作用很小，故錨索設(shè)計(jì)錨固力可以簡化計(jì)算：</p><p><b>　?。?.10.2）</b></p><

92、p>　　式中 為邊坡下滑力的水平分量，為錨索與水平面的夾角。</p><p><b>　　錨固力分配原則</b></p><p>　　為了簡化計(jì)算，需要明確總錨固力是如何分配到各級預(yù)應(yīng)力錨索框架梁上，同時(shí)錨固力是如何分配到每一根錨索上的，分配原則如下：</p><p>　　（1）根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)的規(guī)律，單根錨索的加載對于同一框架上的其他錨索

93、的拉力的影響極小。因此，可以做出結(jié)論：作用在同一框架上的總錨固力可以近似的平均分配到各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的預(yù)應(yīng)力錨索上。</p><p>　?。?）同一變形體上的總錨固力是平均分配到各級邊坡預(yù)應(yīng)力錨索上的。</p><p>　?。?）同一孔位下的錨固力是平均分配到該孔位下每根預(yù)應(yīng)力錨索上的。</p><p>　　錨索間距與傾角的確定</p><p>　

94、　錨索間距的確定應(yīng)當(dāng)以設(shè)計(jì)的錨固力能對地基提供最大的張拉力為標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)應(yīng)力錨索存在群錨機(jī)制，錨索間距過大時(shí)，起不到安全錨固的作用。但如果錨索間距過小時(shí)，受群錨機(jī)制的影響，單根錨索的承載力會降低。根據(jù)長期施工經(jīng)驗(yàn)，錨索間距取值宜大于1.5m或5倍孔徑。</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該考慮施工偏差而造成錨索的相互影響。因此規(guī)范規(guī)定錨索間距宜采用3～6m,最小不應(yīng)小于1.5m。</p><p>

95、　　預(yù)應(yīng)力錨索與水平面的夾角稱為錨固角，從施工工藝方面考慮，認(rèn)為錨索設(shè)置方向以水平向下傾為宜。通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合分析，按照單位長度錨索能夠提供抗滑增量最大時(shí)的錨索下傾角為最優(yōu)錨固角。</p><p>　　另一種方法按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算最優(yōu)錨固角：</p><p><b>　?。?.10.3）</b></p><p>　　規(guī)范規(guī)定錨索設(shè)計(jì)下傾角為1

96、5°～30°</p><p><b>　　錨固體的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　對于拉力型錨索，錨索的錨固段長度取值一般在4～10m間。通過大量試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)，錨固段必須置于良好的地基之中。拉力型錨索錨固段的破壞通常是從靠近自由段處開始的，灌漿材料與地基之間的黏結(jié)力逐漸被剪切破壞。當(dāng)錨固段的長度超過8～10m后，錨固力的增量很小，幾乎不可能提高錨

97、固效果。</p><p>　　當(dāng)錨固段的計(jì)算長度超過10m時(shí)，通常采用增大孔徑或減小錨索的間距或增加錨索孔數(shù)等來調(diào)節(jié)。錨索的錨固段長度采用計(jì)算值、中的大值。</p><p>　　（1）按水泥砂漿與錨索張拉鋼材黏結(jié)強(qiáng)度確定錨固段長度，即</p><p><b>　　（3.10.4）</b></p><p>　　當(dāng)錨索錨固段

98、為棗核狀時(shí)， （3.10.5）</p><p>　?。?）按錨固體與孔壁的抗剪強(qiáng)度確定錨固段長度，即</p><p><b>　?。?.10.6）</b></p><p>　　式中 ——錨固體拉拔安全系數(shù)，對于臨時(shí)性錨固采用，永久性錨固采用 ；</p><p>　　——單孔錨固力設(shè)計(jì)值；&

99、lt;/p><p>　　——張拉鋼材外表直徑（m）；</p><p>　　——單根張拉鋼材直徑（m）；</p><p>　　——錨固體（即鉆孔）直徑（m）；</p><p>　　——錨索張拉鋼材與水泥砂漿的極限黏結(jié)應(yīng)力，按砂漿標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度 的10%取值（kPa）；</p><p>　　——錨孔壁對砂漿的極限剪應(yīng)力（kPa）

100、。</p><p><b>　　框架梁的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　目前，計(jì)算預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法都在不斷的完善和成熟的過程中，結(jié)構(gòu)受力模型主要有：</p><p>　?。?）彈性地基框架梁結(jié)構(gòu)模型，此方法主要是基于彈性地基梁的假設(shè)，將框架梁下的土體視為彈性地基，將錨索力視為是作用在框架梁的集中力來計(jì)算。實(shí)際計(jì)算時(shí)，通?？?/p>

101、慮框架本身的對稱性，對框架梁進(jìn)行簡化，根據(jù)梁的節(jié)點(diǎn)力的平衡、連續(xù)條件、邊界條件等建立方程組，解得作用于橫梁和縱肋上的力。</p><p>　?。?）剛性支座連續(xù)梁模型，該方法是假設(shè)框架梁縱肋和梁底的接觸應(yīng)力，把預(yù)應(yīng)力錨索作用點(diǎn)視為剛性支座，按照連續(xù)梁進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>　　本次計(jì)算主要采用彈性地基梁模型，下面主要介紹其方法。</p><p><b&

102、gt;　　節(jié)點(diǎn)荷載的分配原則</b></p><p>　　為了簡化計(jì)算，由基礎(chǔ)工程相關(guān)知識，當(dāng)節(jié)點(diǎn)間距較大時(shí)，不考慮荷載的相互作用。此時(shí)，橫梁和縱肋應(yīng)該滿足靜力平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件，用公式表達(dá)為：</p><p><b>　?。?.11.1）</b></p><p><b>　?。?.11.2）</b><

103、;/p><p>　　式中 ——橫梁和縱肋節(jié)點(diǎn)處的豎向荷載；</p><p>　　——方向（橫梁）分擔(dān)節(jié)點(diǎn)處的豎向荷載；</p><p>　　——方向（縱肋）分擔(dān)節(jié)點(diǎn)處的豎向荷載；</p><p>　　——節(jié)點(diǎn)處在作用下方向的產(chǎn)生的豎向變形；</p><p>　　——節(jié)點(diǎn)處在作用下方向的產(chǎn)生的豎向變形；</p>

104、<p><b>　　節(jié)點(diǎn)荷載的分配方法</b></p><p>　?。?）內(nèi)柱節(jié)點(diǎn)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)間距較大時(shí)，可以將橫梁和縱肋看做是受單個(gè)集中力作用的無限長梁，由（3.11.2）得：</p><p><b>　?。?.11.3）</b></p><p>　　聯(lián)立（3.11.3）和（3.11.1），求解得：</p

105、><p><b>　　（3.11.4）</b></p><p><b>　?。?.11.5）</b></p><p>　　式中 ——地基土的基床系數(shù)；</p><p>　　、——、方向梁的寬度；</p><p>　　、——、方向梁的特征長度，、。</p><

106、p>　?。?）邊柱節(jié)點(diǎn)，在方向?qū)⒘阂暈闊o限長梁，方向?qū)⒘阂暈榘霟o限長梁。由（3.11.2）得：</p><p><b>　　（3.11.6）</b></p><p>　　聯(lián)立（3.11.6）和（3.11.1），解得：</p><p><b>　　（3.11.7）</b></p><p><

107、;b>　?。?.11.8）</b></p><p>　?。?）角柱節(jié)點(diǎn)，在、方向都將梁視為半無限長梁，由（3.11.2）得：</p><p><b>　　（3.11.9）</b></p><p>　　聯(lián)立（3.11.9）和（3.11.1），解得：</p><p><b>　　（3.11.10）

108、</b></p><p><b>　?。?.11.11）</b></p><p>　　當(dāng)角柱節(jié)點(diǎn)在兩個(gè)方向的梁均無外伸時(shí)，。</p><p><b>　　鋼筋混凝土設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　根據(jù)作用在框架梁上的內(nèi)力，可以對混凝土構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算。從《鋼筋混凝土設(shè)計(jì)原理》中，我

109、們可以知道鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面破壞形式主要有：</p><p>　　（1）少筋梁破壞，縱向受力鋼筋配置過少，受拉區(qū)混凝土開裂后，受拉鋼筋的應(yīng)力突然增大，當(dāng)應(yīng)力增加超過鋼筋的屈服強(qiáng)度時(shí)，鋼筋會屈服發(fā)生破壞。而這種破壞是突然的，屬于脆性破壞，工程中應(yīng)該盡量避免。</p><p>　?。?）超筋梁破壞，與少筋梁相反，超筋梁是縱向受拉鋼筋配置過多，受拉區(qū)混凝土開裂后，應(yīng)力由鋼筋來承受。隨著應(yīng)力

110、的增大，鋼筋應(yīng)力也增大，但受壓區(qū)混凝土應(yīng)力也隨著增大。受壓區(qū)混凝土首先被壓壞，而此時(shí)，鋼筋尚未屈服。由于混凝土石脆性材料，破壞時(shí)沒有明顯預(yù)兆，屬于脆性破壞。</p><p>　?。?）適筋梁破壞，縱向受拉鋼筋配置適量，受拉區(qū)混凝土開裂后，應(yīng)力由鋼筋來承受。隨著應(yīng)力的增大，鋼筋應(yīng)力也增大，直到鋼筋首先發(fā)生屈服。此時(shí)裂縫寬度增大、撓度增加，而混凝土尚未發(fā)生破壞。這種破壞具有明顯的預(yù)兆，破壞不突然，屬于塑性破壞。<

111、;/p><p>　　單筋矩形截面梁抗彎設(shè)計(jì)</p><p>　　如下圖3.12.1所示，對于單筋矩形截面梁可以進(jìn)行計(jì)算簡化，由此便可以建立平衡方程，如下：</p><p>　　圖3.12.1 單筋矩形截面梁計(jì)算簡圖</p><p>　　， （3.12.1）</p><p>　　，

112、 （3.12.2）</p><p>　　或 （3.12.3）</p><p>　　式中 ——計(jì)算截面上產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值；</p><p>　　——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；</p><p>　　——鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；</p>

113、<p>　　——縱向受拉鋼筋的截面面積；</p><p><b>　　——截面寬度；</b></p><p>　　——混凝土受壓區(qū)高度；</p><p>　　——截面有效高度，即受拉鋼筋合力作用點(diǎn)到截面受壓區(qū)邊緣的距離，其值為，為縱向受力鋼筋合力作用點(diǎn)到截面受拉邊緣的距離。</p><p>　　令，稱為相對受壓

114、區(qū)高度，則式（3.12.2）又可以改寫為：</p><p><b>　?。?.12.4）</b></p><p>　　式中 ，稱為截面抵抗矩系數(shù)。</p><p>　　驗(yàn)算截面適用條件時(shí)，滿足一下條件：</p><p>　?。ǚ浅睿?（3.12.5）</p><

115、p>　　（非少筋） （3.12.6）</p><p>　　式中 為相對界限受壓區(qū)高度，其值通常由下表取值：</p><p>　　表3.12.1 相對界限受壓區(qū)高度取值</p><p>　　雙筋矩形截面梁抗彎設(shè)計(jì)</p><p>　　當(dāng)梁的截面尺寸受到限制，在選用最大截面下，設(shè)計(jì)為單筋梁仍出現(xiàn)超筋或是梁的截面受到變號彎矩作用時(shí)，

116、需要采用雙筋截面梁，其設(shè)計(jì)原理如下：</p><p>　　圖3.12.2 雙筋矩形截面梁計(jì)算簡圖</p><p>　　如圖3.12.2所示，由靜力平衡條件，可以建立以下方程：</p><p>　　， （3.12.7）</p><p>　　， （3.12.8）</p><p&

117、gt;　　式中 為縱向受壓鋼筋的面積；為受壓鋼筋到受壓區(qū)邊緣的距離。</p><p>　　驗(yàn)算適用條件時(shí)，應(yīng)該滿足：</p><p><b>　?。?.12.9）</b></p><p><b>　?。?.12.10）</b></p><p><b>　　斜截面抗剪設(shè)計(jì)</b>

118、;</p><p>　　梁斜截面的抗剪承載力主要是由以下三部分構(gòu)成的，即：</p><p><b>　　（3.12.11）</b></p><p>　　式中 ——斜截面抗剪承載力；</p><p>　　——剪壓區(qū)混凝土的抗剪能力；</p><p>　　——箍筋抗剪能力總和；</p>

119、<p>　　——彎起鋼筋抗剪能力總和。</p><p>　　為了防止發(fā)生斜壓破壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該滿足截面限制條件：</p><p><b>　　對于一般梁（）有：</b></p><p><b>　?。?.12.12）</b></p><p>　　式中 ——構(gòu)件最大剪力設(shè)計(jì)值；</p