锚索框架和地梁、垫墩、十字梁、面板等反力结构一样,是预应力锚索布置于坡面上的承载体,是为保证锚索预应力的重要结构物。 在一些相关规范中,建议框架等反力结构采用连续梁或简支梁模型进行计算,其实这是欠合理的。因为,锚索框架属于岩土工程范畴,是接地气的,不是高架于空中依靠桥墩支撑的单纯结构物。除了需考虑框架的结构属性外,还需考虑框架的地质属性;除了考虑的框架的人为属性外,还需考虑框架的自然属性。 无论什么形式的边坡,无论什么样的预应力设置等,都采用千篇一律的一个“标准图”,也仅有一个标准图,这是不合理的。因为,岩土工程虽然以定性为基础,但定量也是需的;岩土工程虽然不是一个多么在乎一丝毫的学科,但也不失严谨。尤其是那种不考虑任何边界条件的定性或定量,都是要不得的,毕竟岩土工程也是一门科学,一门应用性科学。
锚索框架和地梁、垫墩、十字梁、面板等反力结构一样,是预应力锚索布置于坡面上的承载体,是为保证锚索预应力的重要结构物。
在一些相关规范中,建议框架等反力结构采用连续梁或简支梁模型进行计算,其实这是欠合理的。因为,锚索框架属于岩土工程范畴,是接地气的,不是高架于空中依靠桥墩支撑的单纯结构物。除了需考虑框架的结构属性外,还需考虑框架的地质属性;除了考虑的框架的人为属性外,还需考虑框架的自然属性。
无论什么形式的边坡,无论什么样的预应力设置等,都采用千篇一律的一个“标准图”,也仅有一个标准图,这是不合理的。因为,岩土工程虽然以定性为基础,但定量也是需的;岩土工程虽然不是一个多么在乎一丝毫的学科,但也不失严谨。尤其是那种不考虑任何边界条件的定性或定量,都是要不得的,毕竟岩土工程也是一门科学,一门应用性科学。
一般情况下,锚索框架等反力结构的计算需考虑以下主要因素,方能确保框架的设计合理性。
1、框架所在的坡形坡率
不同的坡形坡率,对框架的纵梁长度、锚头垫墩的设置等具有直接影响,也就影响了框架的弯矩和内力。换句话说,无论何种坡形坡率,采用一种,也仅有一种的框架结构布置是非常不合理的。
其中,由于1:1.5缓坡率设置锚索框架等反力结构时需设置防滑牛腿。因为坡率过缓易造成锚索平行于坡面的分力导致框架上爬,从而造成锚索预应力损失。
图1 笔者设置的不同坡率框架纵梁结构(从上至下坡率分别为1:0.5、1:0/75、1:1、1:1.25、1:1.5)
2、框架上锚头的布置间距
目前最为常用的框架多为3×3m的布置形式,偶尔也有4×4m的坡面布置形式。这种不同间距的布置形式,必然会造成框架反力结构的内力差异。换句话说,无论何种框架坡面布置间距形式,采用一种,也仅有一种的框架结构布置是非常不合理的。
图2 笔者设置的3×3m布置形式锚索框架图
3、锚索的预应力力
锚索的不同预应力,必然会在框架等反力结构中产生不同的内力。这就必然要求在不同预应力情况下,配置不同截面等形式的框架等结构。换句话说,无论何种是每孔400KN,还是每孔800KN的锚索拉力,采用一种,也仅有一种的框架结构是非常不合理的。
4、不同的地质条件
边坡的地质为坡面的锚索框架等结构提供了有效的承载,这就必然会影响框架结构的内力。试想一下,抗滑桩伸入岩土体时,要考虑桩周的岩土体弹性地基系数,那与坡面紧贴,且依靠下伏地层支撑的框架等反力结构,怎么能不受到下伏地层相应力学性质的影响。
换句话说,不考虑边坡岩土体性质,忽略其弹性地基系数的纯结构形式框架计算,是非常不合理的。而那种只考虑采用硬岩、较硬岩、较软岩、软岩,极软岩和土质,以及忽略完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎,忽略密实、中密、稍密、松散等地层形态,采用一种,也仅有一种的框架结构是非常不合理的。
因此,无论是何种坡面反力结构形式,脱离以上主要四种因素设置的框架等结构等都欠合理的,是要不得的。尤其是有的设计单位一套标准图,一用就是N年,那么按照科学的态度进行框架等反力结构的设计,是多么的重要。否则作为“门面”的标准图都有明显问题的话,那其它需要用心设计的图,也必然没有那么严谨。
过分一门学科,科学的对待岩土工程。
“慎终如始,则无败事”,只有我们岩土人时刻牢记学习岩土工程的初心,就一定能对人、对事、对己都有所建树。
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知识点:锚索框架