[发明专利]一种单孔复合锚索及现场分级循环张拉施工工艺

权利要求书

1.一种单孔复合锚索，其特征在于，中心位置设有1根塑料注浆管，注浆管穿过多级承载体中心孔与顶端导向帽连接，在每级承载体后用螺旋钢筋绑扎各股钢绞线，在锚索体长度方向，每隔设定间隔布设一个架线环或定位支架，以防相邻钢绞线交织。

2.如权利要求1所述的一种单孔复合锚索，其特征在于：所述单孔复合锚索包含多个拉、压力锚固段和自由段，按照锚索顶端为前而锚索尾部为后的方向定义，在纵剖面上钢绞线长短不一且呈台阶状对称布设。

3.如权利要求1或2所述的一种单孔复合锚索，其特征在于：锚索顶端设有导向帽，导向帽与最长的2股钢绞线顶端连接，在导向帽与第一级承载体之间为剥除PE外层的裸露钢绞线，在锚孔注浆后，该段钢绞线与注浆体黏结固化，成为第1级拉力锚固段；在第1级与第2级承载体之间，最长的2股钢绞线未剥除PE外层，与外围注浆体无黏结作用，成为第1级压力锚固段；而次长的2股钢绞线为剥除PE外层的裸露钢绞线，并连接于第1级承载板上，成为第2级拉力锚固段；在第2级与第3级承载板之间，次长的2股钢绞线未剥除PE外层，与外围注浆体无黏结作用，成为第2级压力锚固段；而最短的2股钢绞线为剥除PE外层的裸露钢绞线，并连接于第2级承载板上，成为第3级拉力锚固段；在第3级承载板之后，最短的2股钢绞线未剥除PE外层，与外围注浆体无黏结作用，成为第3级压力锚固段；每级压力锚固段之后为自由段；在第3级承载板之后的无黏结钢绞线穿出PVC管后，被固定于锚孔孔口的锚具之上，而后整个孔口为封锚混凝土封闭。

4.如权利要求1或2所述的一种单孔复合锚索，其特征在于：所述承载体为金属制作的圆盘状板体，直径等于钻孔直径，中心有注浆管穿孔，注浆管穿孔周围有偶数个钢绞线穿孔；同时，承载体圆周边界上对称布设有若干向内的凹槽，以便注浆液能够自由流入复合锚索各级锚固段。

5.一种如权利要求1所述的单孔复合锚索实现的现场分级循环张拉施工工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：

(1)锚索设计：

中心位置设有1根塑料注浆管，注浆管穿过多级承载体中心孔与顶端导向帽连接，在每级承载体后用螺旋钢筋绑扎各股钢绞线，在锚索体长度方向，每隔设定间隔布设一个架线环或定位支架，以防相邻钢绞线交织；所述单孔复合锚索包含多个拉、压力锚固段和自由段，按照锚索顶端为前而锚索尾部为后的方向定义，在纵剖面上钢绞线长短不一且呈台阶状对称布设；

(2)锚索制作，过程如下：

2.1锚索下料：选用无粘结低松弛高强度钢绞线，采用砂轮切割机切割满足锚索设计和张拉操作要求长度的钢绞线，切割后钢绞线需进行除锈和防腐处理，自由段还需涂抹防护油并外套PVC管，锚固段和自由段交界处采用胶带等止水材料缠封；

2.2钢绞线布设

按照长短次序呈台阶状对称布设多级钢绞线；

2.3锚索体制作

将各级锚固段承载体进行定位处理，用打包机或铁丝捆绑固定钢绞线与承载体，于承载体中心孔内穿1根PE塑料注浆管，其长度至距离孔底数十厘米处为止。沿锚索体轴线方向，每隔一定间距安装1个聚乙烯定位支架，并用铅丝绑扎牢固。于绑扎固定的锚索体顶部安装导向帽，以便在钻孔中顺利进行穿索操作；

2.4编索存放

逐根检查钢绞线，并予以编号标记，同时确保每根钢绞线顺直，无损伤，不扭不叉，排列均匀。复检锚索体及定位支架是否破损，承载体锈蚀情况等，发现问题及时处理，锚索制好后外部涂上防腐油漆，检查合格后分区存放，同时做好防雨、防晒工作；

(3)现场分级循环张拉施工，过程如下：

3.1)组装张拉装置：从锚孔孔口往外，依次为锚墩、钢垫板、工作锚、小型千斤顶，按此顺序组装好张拉装置；

3.2)预应力施加：向张拉油缸加油，使油表指针读数升至标定曲线上预应力对应的油表压力值，向预张拉锚索单元施加预应力；

3.3)预张拉：为消除造孔误差引起的钻孔弯曲以及钢绞线进洞弯曲问题，用小型千斤顶，对每股钢绞线同时预紧至0.1～0.2Af_p,tk，而后顶压锁定，确保单孔复合锚索各个部分接触贴合和平直张紧；

3.4)单元分级循环张拉：按先中心后两边的顺序，采用小千斤顶对每级单元钢绞线实施间隔、对称和分序张拉，几何对称位置同时进行张拉，确保各级钢绞线平均受力，如此一级张拉循环完毕，继续进行下一级循环张拉，逐级加载，直至达到设计工作荷载，而后顶压锁定；循环张拉次数越多，荷载不均匀系数越小，但张拉工作量愈大，实施2～3次循环张拉即可使各个单元基本达到均匀受力状况，对锚索正常工作没有太大影响；

单孔复合锚索采用超张拉法施工，即最大张拉力为(1.1～1.2)Af_p,tk，A为钢绞线截面积，f_p,tk设计张拉力；

3.5)补偿张拉锁定：

锚索第3级循环张拉锁定后，由于钢绞线松弛，底层围岩徐变，以及锚固段与锚墩之间的覆盖层发生弹性收缩等因素，导致锚索预应力损失；

遂对锚索进行整体补偿张拉，从而满足设计永久赋存力的要求，采用同步工作多头千斤顶，同时对所有单元进行张拉，则可保证各级单元受力均匀并充分发挥各自应有效能，且施工效率高。

6.如权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述3.4)中，3级循环张拉流程如下：

在每级张拉结束后稳压10min。同一单元中的钢绞线同步张拉，确保受力均匀。

第1级循环张拉：0.2Af_p,tk→0.3Af_p,tk→0.4Af_p,tk→0.5Af_p,tk→0.4Af_p,tk→0.3Af_p,tk→0.2Af_p,tk，稳压10min后锁定；

第2级循环张拉：0.2Af_p,tk→0.3Af_p,tk→0.4Af_p,tk→0.5Af_p,tk→0.6Af_p,tk→0.7Af_p,tk→0.8Af_p,tk→0.7Af_p,tk→0.6Af_p,tk→0.5Af_p,tk→0.4Af_p,tk→0.3Af_p,tk→0.2Af_p,tk，稳压10min后锁定；

第3级循环张拉：0.2Af_p,tk→0.3Af_p,tk→0.4Af_p,tk→0.5Af_p,tk→0.6Af_p,tk→0.7Af_p,tk→0.8Af_p,tk→0.9Af_p,tk→1.0Af_p,tk→1.1Af_p,tk→1.0Af_p,tk→0.9Af_p,tk→0.8Af_p,tk→0.7Af_p,tk→0.6Af_p,tk→0.5Af_p,tk→0.4Af_p,tk→0.3Af_p,tk→0.2Af_p,tk，稳压10min后锁定)。