侧压力进行肋柱的加固。该段路基采用上、下两排肋柱错开布置的形式进行设计,上、下排肋柱之间采用30厘米的浆砌片石进行封闭。上排肋柱共计42根,总长1087.20米,其中第14号肋柱高度为23.08米,埋深14.59米;下排肋柱共计43根,总长1264.92米,其中第16号肋柱高度为21.05米,埋深19.10米。上、下排肋柱根据高度和地质状况分别采用1.0×1.5米、1.5×2.0米矩形断面并带企口,以便安装预制挡土板,肋柱间距为4米,根据高度不同分为六种形式(见下表所示),其埋深则按地质资料具体确定。
肋柱尺寸表
编号 肋柱形式 截面尺寸 肋柱高度 锚点个数
1 A型肋柱 1.0×1.5米 H≥4米
2 B型肋柱 1.0×1.5米 4
3 C型肋柱 1.0×1.5米 8
4 D型肋柱 1.5×2.0米 12
5 E型肋柱 1.5×2.0米 16
6 F型肋柱 1.5×2.0米 20
⑵ 计算分析
墙背土压力按库仑土压力计算,结构计算根据肋柱的埋深和工程地质水文状况,肋柱按一端固结或铰支,另一端自由的超静定连续梁进行计算,根据计算确定的内力,按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)对肋柱和挡土板进行配筋,确定预应力锚索钢绞线的根数和预应力张拉吨位。现将F型肋柱的计算如下:
①. 将车辆荷载置换为等代土柱高,按库仑土压力计算墙背土压力;
②. 用力矩分配法,解得个点弯矩和剪力;
③. 根据计算得到的内力,对肋柱进行配筋;
④. 根据计算得到的内力,确定预应力锚索钢绞线的根数和预应力张拉吨位。
3.3.2挡土板
⑴ 布置原则
挡土板根据实际地形分别采用尺寸为0.5×0.3×2.3米挡土板和0.5×0.25×2.8米挡土板两种类型。
⑵ 计算分析
挡土板按以肋柱为支座的简支梁进行验算,其计算跨径lp为挡土板两支座中心的距离,荷载取挡土板所在位置土压力的平均值,即q=(σ′+σ″)*h/2。
得挡土板跨中最大弯矩Mmax=qlp2/8;支座处剪力Q= qlp/2
根据挡土板的内力进行配筋计算。
3.3.3预应力锚索
⑴ 布置原则
锚索按压力分散型锚索进行设计,每根锚索均向下与水平夹角为15°,锚索间距为4米,按肋柱高度,分别确定锚索钢绞线的根数和预应力张拉力。预应力钢绞线采用一端张拉的方式进行张拉。锚索钢绞线材料应选用高强度、低松弛环氧喷涂无粘结预应力钢绞线,(TM A416-88a标准270级,Rby=1860Kpa,松弛率为3.5%,Φj=15.24mm),共计设置锚索231根,其中上排桩设置101根;下排桩设置130根。
⑵ 计算分析
① 计算假定:假定锚固段传递给岩体的应力沿锚固段全长均匀分布;假定钻孔直径和锚固段注浆体直径相同(即注浆时地层无被压缩现象);假定岩石与注浆体界面产生剪切破坏。
② 计算锚固段长度:锚索的锚固段长度按公式:
L=(SfNt)/(πDqr) 和 L=(SfNt)/(nπdξqr)
分别计算,取最大值。
⑶ 抗拉拔试验
为取得现场资料与数据,确定土体的极限承载力,以及为设计提供合理的参数,在2001年7月至9月在工地现场进行肋锚索抗拉拔试验。试验锚索共6束。分别为750KN、1200KN、1600KN级锚索各2束。试验结果见下表
编号 地层情况 钻孔直径 锚固长度 设计应力 试验荷载 最大检验荷载钢绞线理论伸长值最大检验荷载钢绞线实际伸长值
mm m KN KN mm mm
1 前12.2米为碎石土,后为板岩 前12.2米为168,后为150 24 1600 2288 60 65
2 前13.3米为碎石土,后为板岩 152 18 1200 1664 71 72.5
3 前10.7米为碎石土,后为板岩 前8.4米为168,后为150 12 750 1040 71 69
4 碎石土 153 24 1600 2288 60 64
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