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【關鍵詞】高層建筑;轉換成;施工
引言
隨著我國高層新型建筑的不斷發展, 厚板轉換層工程越來越多。目前, 帶厚板轉換層的高層建筑在國內應用還不太多, 主要原因是對這種結構的理論和試驗研究不夠深入。現代預應力技術作為建筑行業的一項新技術, 很適合厚板轉換層這類跨度和受力大、撓度控制及抗沖切問題突出的特殊結構。本文主要針對厚板預應力混凝土轉換層的澆筑措施進行了研究, 為現代預應力技術與厚板轉換層結構合理應用的施工提供了可靠的保證措施。
1、工程概況
一綜合商住樓,地下共有六層,地上共有 30 層,總建筑高度有 106.5m,總的建筑面積有 66500m2。裙房共設置了三層,在結構上為框架類型,裙樓主要是為了用于超市和商務辦公。設轉換層于塔樓四樓,轉換層在結構方面的具體形式是厚板式,上部主要為剪力墻。在平面上,轉換層對應的大小為 39.22m×39.08m,總面積達到了 1510m2,和邊柱相比,厚度超出了邊柱大約 3m,其他相關位置超出了大約 2.4m。在結構形式層面上,核心筒為雙層板,混凝土達到了 C40 級的強度。
2、轉換層結構施工技術方案的制定原則
由于轉換層結構的跨度和承受的豎向荷載均很大,致使轉換層結構的截面尺寸不可避免地高而大。其施工特點有:連續施工強度大,施工過程復雜;結構整體性要求高,一般不留施工縫,要求整體澆筑;結構體積大,水泥水化熱溫度應力大,要預防混凝土早期開裂等。 在確定施工方案時應考慮以下幾個原則: 針對轉換層的自重和施工荷載較大的特點,應進行模板支撐體系的設計。為防止新澆混凝土的溫度裂縫,對大體積轉換層,混凝土施工時應采取措施減小混凝土水化熱。針對鋼筋骨架的高度大,配筋多,轉換層的跨度和承受的荷載大的情況,施工時應采取措施,保證便于鋼筋的布置和鋼筋骨架的穩定。設置模板支撐系統后,應對轉換梁及其下部樓層的樓板進行施工階段的承載力驗算。
3、轉換層施工技術
模板工程。在建筑施工過程中常常要運用到模板支撐方式,但在使用過程中需要對一些因素給予重視,主要涉及到的因素包括了:維護轉換層混凝土的質量達到要求,結構設計必須與模板支撐體系互相配合使用。高大模板的施工必須能夠達到安全標準,在材料選用過程中盡量降低工程的資本消耗。設置立桿的時候,一定要按照標準開展,一方面建筑結構可以達到對應的要求。處理邊對應的 900mm 的高混凝土的情況下,只有很好的完成澆筑,其才會與梁底支撐系統予以緊密地結合之后,展現理想的功效,轉換層對應的荷載也才能夠被很好的支撐。
綁扎與制作鋼筋。對于高層建筑里面的轉換層,鋼筋是一個最為主要的材料,施工的主要形式為綁扎與鋼筋制作。施工進行的時候,首先安置 U 形鋼支架到鋼筋沿體的周邊,距離應該是固定的,據此一方面,鋼筋整體對應的垂直度可以得到有效的保證,另外一方面外部可以獲得一定厚度的保護層,此外,還能夠很好的對綁扎予以定位,并且達到穩定的追求。綁扎的實施一定要遵照相關的要求和規范開展,捆綁鋼筋的時候,也要按順序的科學展開:U形支架予以很好的架設,開口對應的底箍予以放置、進行牢固的綁扎,內開口箍的具體放置,自中間逐步地向兩邊進行水平主筋的具體放置、予以牢固的綁扎,水平開口箍被從兩側予以很好的插入。可以說工藝的嚴格遵守,是施工質量得到保證的具體要求。
對混凝土予以具體施工的時候要遵照的具體工藝。原材料:①水泥:耐久性和強度要符合具體的標準,選材的時候礦渣水泥和火山灰水泥這兩種種低熱的材料要得到很好的選擇,如何水泥不合格的話,禁用,否則質量方面就會受到很大的影響。②骨料:選擇骨料的時候,卵與碎石的使用就能夠達到需要的標準,結合連續的有效配置,標準需求可以得到更好的保證。在選料時應該保證骨料的最大粒徑在鋼筋最小凈距的 3/4 以內。使用泵送混凝土過程中應該采取相應的措施對混凝土的可泵性和控制增加水泥用量進行有效控制。在選擇骨料時必須要排除有機雜質的存在,且將含泥量控制在 1%以內。細骨料一般采用粗砂或中砂,且保證含泥量在 3%以內。使用泵送混凝土過程中要保證粗細率在 2.6-2.8 之間為最佳。在混凝土配制過程中需要減少水泥時可適當添加粉煤灰代替,通常需摻入水泥用量 10%的粉煤即可。
防裂措施。梁核心處的溫度要想得到有效的降低,就需設兩套水箱和循環降溫管到梁中,設置的時候沿豎向進行,管理有 25 毫米,兩套之間的間距要保持在50 厘米,對混凝土予以升溫的時候,混凝土對應的內部熱量就會在最大程度上被帶走,內部的溫度被降低。摻雜
14.75%的粉煤灰將水泥替換掉,這樣水化熱和水灰比就可被降低,和易性得到很好的提升。緩凝劑的摻入,水化熱在被降低的同時,峰值到來的時間也被推遲了。為控制內外溫差,降低散發速度,鋪設塑料薄膜(共兩層)到側模與梁底模的外面,共同作梁底面,并且演變成為側面對應的保溫層。
4、高層建筑轉換層結構施工的幾點建議
對截面尺寸較大的轉換構件宜按大體積混凝土組織施工。在進行轉換結構截面承載力計算和撓度驗算時,還需考慮轉換結構混凝土徐變、收縮的影響及大體積混凝土的水化熱問題。
轉換結構的自重以及施工荷載較大,必須對其模板支撐方案進行設計以保證支撐系統有足夠的強度和穩定性。搭設支撐時,要求上、下層支撐在同一位置,以保證荷載的正確傳遞。
當轉換結構下層空間高度較大,難以設置腳手架支撐時,一是可采用轉換結構采用內埋型鋼 (或鋼結構) 的辦法,型鋼 (或鋼結構) 可用來支承澆搗混凝土時所需的模板和腳手架,以確保模板和腳手架不致走動。二是采用疊合梁原理將轉換梁 (板) 混凝土分兩次澆筑,即采用一次形成的鋼筋混凝土梁 (板) 支承第二次澆筑的混凝土和施工荷載,形成疊合梁 (板),以解決大梁 (厚板) 的施工荷載的傳遞問題。
由于轉換結構承托的豎向荷載較大,預應力鋼筋的用量較多,要采取措施防止張拉階段預拉區開裂或反拱過大,可采取擇期張拉技術或分階段張拉技術,即待轉換結構上部施工數層之后再張拉預應力或分期分批張拉預應力鋼筋以平衡各階段荷載的預應力技術。采用擇期張拉的預應力技術在張拉之前轉換結構下的支撐必須加強。
5、結語
轉換層由于具有可以提供較大的室內空間和為高層建筑物提供大的出入口的優點,在現代建筑中得到廣泛應用。但結構轉換層的施工難度大,大體積混凝土施工技術要求高,在結構設計時,應綜合考慮轉換結構的施工支模方案,建立符合實際的力學分析模式,達到設計和施工的統一。本工程采用了上述措施后,工程結構施工效果良好,經過兩年的時間觀察是安全可靠的。
參考文獻:
[1]趙新兵. 高層建筑大梁式轉換層施工技術工程實例[J]. 深圳土木與建筑. 2009(01)
1.系統的核心支撐
電力經營管理分析與輔助決策系統以數據倉庫為核心技術。數據倉庫作為決策支持系統和聯機分析應用數據源的結構化數據環境,可以應用到電力的經營管理上,從電力企業海量積累的數據中進行綜合的整理分析,近一步的挖掘隱藏信息,而且數據倉庫所分析的信息并不只是當前電力企業中所收集到的信息,而是從過去的某一時間到現在的所有數據信息。所以,通過數據倉庫可以幫助決策者把握以后的發展趨勢,起到一個輔助決策的作用,有利于電力經營管理分析與輔助決策系統的建設。
2.系統的架構組成
數據倉庫是作用是將信息歸納處理,并提供給決策人員。它主要由以下幾部分組成。第一是數據源,它是數據倉庫系統的基礎。一般包括電力企業內部處理信息和外部收集信息。內部信息包括數據庫管理員所管理的業務數據、處理之后的數據以及公司內各類文檔數據資料,而外部信息則包括正常的法律法規、市場收集到信息以及其他電力企業的信息等.。第二是數據的存儲與管理,它是整個數據系統的核心。數據倉庫的關鍵所在就是對數據進行存儲和處理。面對電力企業的海量數據,他可以進行快速的抽取清理,高效的整合,按照一定的要求進行重組,從而確定出系統的物理存儲結構,進行建設。第三是OLAP服務器,主要是對海量的數據進行高效的重組。通過它,系統可以對所需要分析的數據進行有效的集成,按不同的模型重組,方便最終的決策者進行全方位、多角度的分析,并研究其接下來的發展趨勢。最后是前端工具,包括各種數據分析、數據查詢、數據挖掘等應用開發工具。
3.系統的技術支持
通過數據倉庫來實現電力經營管理分析與輔助決策系統必須要有以下的技術支持。首先是ETL技術。通過它將分散的數據文件或數據庫等不同數據源的數據進行抽取,然后進行初步的處理,最后加載到數據倉庫中,為以后的聯機分析處理以及數據挖掘操作提供基礎。其次是聯機分析處理(OLAP),它具有很強的分析功能、形象的數據操作過程和可視化的分析結果等特點決定了它可以輔助決策。通過可以共享多維的信息,對一個或多個多維數據集可以進行聯機數據訪問和分析,創建出數據透視表或圖來總結數據,使用戶或者決策者可以多角度的去觀察數據。最后是數據挖掘(Datamining),數據挖掘指的是對海量的數據進行深入的分析,比如情報檢索、模式識等,從而發現其中隱藏于數據殊規律的過程。這就可以為決策者推算數據之后的發展趨勢提供數據支持。
4.方案的實現價值
(1)通過整合管理不同數據平臺的數據,可以滿足系統以后的詳細分析,可以促進數據的標準化。
(2)解決了原來數據分散、不易進行統計分析等問題,為電力企業的數據整合提供便利。
(3)通過該系統,可以充分分析數據,利用數據,進行深入的挖據,從而提高客戶的洞察力和高層決策者的監督力度,方便決策,進而提高電力企業在同行業中的競爭力。
二、電力經營管理分析與輔助決策系統的應用方案
1.方便查詢數據
對于電力的經營管理決策者而言,及時的了解數據的最新發展動態,掌握業務情況,做出正確決策非常重要。通過電力經營管理分析與輔助決策系統,使得對數據庫以及SQL語言不了解的人也可以進行詳細的數據統計分析,只要他們按照規定的業務邏輯就可以完成操作,而且可以以各種可視化的形式查看結果。
2.對數據進行OLAP分析
電力企業通過該系統可以對工作中某一個具體問題進行單獨的OLAP分析,節省時間,高效率操作。電力企業的工作人員可以從該系統中獲取所收集到相關數據,進行OLAP分析,具體可以通過餅狀圖、柱狀圖、折線圖等多種形勢呈現出來,通過多方位的觀察數據和分析,從而得到真實可靠的結論。
3.實時監控、預測
通過該系統,電力企業可以對企業的電費銷售進行實時的監控,對廣大的用戶群生活用電量,甚至是實時銀行的收費情況等都能有一個好的統計。另外,該系統可以對電力企業中的業務系統中積累的數據進行深入的分析,比如電壓合格率的浮動變化、電價的增加對用電量的影響,供電的可靠性等,從而對隱藏在數據中的規律進行科學的推測,對未來一段時間內的售電量、公司售電收入以及客戶的增減進行一個大膽的預測,幫助對企業在近期做一些調整。
三、結語
論文關鍵詞:DT143DA紅外測溫儀,環境因子,操作因素,解決辦法,操作方法
0 前言
溫度作為研究物態的重要參數之一,它的精確測量一直是工業的重要需求,非接觸式測溫從上世紀初的隱絲式光學高溫計的出現到現在的多光譜測溫儀器的應用,輻射測溫技術現在仍然在不斷的發展中。輻射測溫儀器的制造原理大多數是和黑體輻射定律相關。紅外測溫也屬于輻射測溫范疇,在高爐測溫時顯示了相對于熱電偶測溫的一系列優越性,動態性好、不破壞溫度場的分布、不與鐵水接觸、節約重金屬、可多次使用等等。但是測量過程同時也顯示了其相對的不足,測溫的抗干擾性不強,易受操作和環境的影響物理論文,測得的溫度可靠性不好。現在將針對這些造成測量結果偏差的原因進行定性的分析并指出解決的方法。
2 鐵水表面的反射對測溫的影響試驗
任何的實際物體都有反射外來的光線的能力,鐵水表面肯定會反射周圍物體的紅外輻射,探頭接受的光線不只是鐵水的輻射,所以測得的數據并不能反映鐵水表面的實際紅外輻射特性,測出的結果將是不精確的。
2.1包鋼高爐現場試驗簡圖與試驗數據
在實際測量中未插入鐵水和插入鐵水中測得的溫度是不同的,插入鐵水則避免了外界的紅外輻射光波,下表時未插入鐵水和插入鐵水中測得的溫度對比表
表2 未插入鐵水和插入鐵水中測得的溫度對比表
Table 2 Molten iron and molten iron is notinserted into the temperature measured in comparison table
圖2-a測得鐵水溫度
1235
1137
1132
1139
1143
圖2-b測得鐵水溫度
1425
1426
1423
關鍵詞:凈現值;內含報酬率;資金成本
中圖分類號:F275.5文獻標識碼:A
凈現值法與內含報酬率法是長期投資決策分析中兩種考慮了貨幣時間價值的專門方法,廣泛應用于單個長期投資方案是否可行的決策分析以及從多個相互排斥的長期投資方案中選取最優方案的決策分析。在對單個投資方案是否可行的決策分析中,兩種方法得出的結論完全一致。但在從若干個相互排斥的長期投資方案中選取最優方案的決策分析中,兩種方法有可能得到相互矛盾的結論。在此情況下,以什么指標為標準來選擇最優方案,就成了一個值得認真研究的問題。
一、兩種方法的概念及其優缺點
凈現值是指一項長期投資方案未來報酬的總現值(即不包含投資額在內投資方案未來現金凈流量的現值之和)與投資額的現值的差額。凈現值法則是根據一項長期投資方案的凈現值是否大于零來確定該方案是否可行的一種決策分析方法。若凈現值大于零,說明該方案的投資報酬率大于資金成本,那么該方案可行;若凈現值小于零,說明該方案的投資報酬率小于資金成本,那么該方案不可行。凈現值法考慮了貨幣的時間價值,能夠反映各種投資方案的凈收益,但該方法不能揭示各個投資方案本身可能達到的報酬率是多少,在資本限量的情況下,只根據各個投資項目凈現值的絕對數作出決策還不能實現最大的投資收益。
內含報酬率是指一項長期投資方案實際可望達到的報酬率,用該報酬率對投資方案未來的現金凈流量進行折現,能使投資方案未來報酬的總現值正好等于該方案投資額的現值,也就是說,內含報酬率實際上是一種能使投資方案的凈現值等于零的報酬率。內含報酬率法,則是根據各備選方案的內含報酬率是否高于資金成本來確定該方案是否可行的一種決策分析方法。若內含報酬率大于資金成本,說明該投資方案的凈現值大于零,那么該方案可行;若內含報酬率小于資金成本,說明該投資方案的凈現值小于零,那么該方案不可行。如果兩個或兩個以上相互排斥的備選方案的內含報酬率均大于資金成本,那么應根據具體情況選取最優方案。內含報酬率法考慮了貨幣的時間價值,反映了投資項目本身的實際投資報酬率,概念也易于理解,但該方法計算過程比較復雜,特別是每年現金凈流量不相等的投資項目,要經過反復測算才能計算出內含報酬率,而且僅用此方法進行決策分析有時會作出錯誤的選擇。
二、兩種方法比較分析
(一)對財富增長的揭示形式方面的差異。盡管凈現值和內含報酬率都是衡量投資項目盈利能力的指標,但凈現值能直接揭示投資項目對企業財富絕對值的影響,反映投資效益,使投資決策與股東財富最大化目標保持一致;而內含報酬率與企業財富之間的聯系不如凈現值明顯,在互斥投資項目決策中甚至有可能得出與股東財富最大化目標不一致的結論,因為內含報酬率最高的方案凈現值不一定最大。如果企業能以現有資金成本獲得所需資金,凈現值法能幫助企業充分利用現有資金,獲取最大投資收益。
(二)再投資假設方面的差異。凈現值法在投資評價中以實際資金成本作為再投資利率,內含報酬率以項目本身的收益率作為再投資利率。相比而言,凈現值法以實際資金成本作為再投資利率更為科學,因為投資項目的收益是邊際收益,在市場競爭充分的條件下,邊際收益受產品供求關系影響呈下降趨勢,投資報酬率超出資金成本的現象是暫時的,超額報酬率會逐步趨向于零。因此,以高于資金成本的內含報酬率作為再投資利率不符合經濟學的一般原理。如果以高于資金成本的內含報酬率作為再投資利率,必將高估投資項目收益,是一種不穩健的做法。項目的現金流入可以再投資,但再投資于原項目的情況很少,而投資于其他項目的情況居多。因此,以原投資項目內含報酬率作為再投資利率缺乏客觀性,而凈現值法以實際資金成本作為再投資利率,是對投資收益較為合理的預期。當各年度現金流量正負號出現多次改變時,內含報酬率有可能存在多重解或無解的情況,這是數學符號規則運行的結果,每次現金流量改變符號,就可能有一個新解出現。而凈現值法以固定資金成本作為再投資利率,從而避免了這一問題。
(三)指標計算方面的差異。確定各年現金流量后,內含報酬率法要求逐步測算項目的投資報酬率。對于每年凈現金流量不相等的投資項目,一般要經過多次測算才能得出結果,計算過程十分繁瑣,并且還存在一定的誤差。而凈現值的計算過程則相對較為簡單,計算結果也更準確。如果項目經濟壽命期內存在資金成本變動或通貨膨脹,凈現值法也比內含報酬率法更易于調整。
雖然凈現值法在理論上優于內含報酬率法,但在實際工作中,應用凈現值法的企業明顯少于應用內含報酬率的企業。筆者認為,引起這種理論與實踐之間偏差的原因主要在于折現率。因為采用內含報酬率法進行投資項目評估不需要確定折現率,只需要根據內含報酬率高低就可以確定投資方案的先后順序,從而減輕了實際應用的難度。而且,內含報酬率作為相對數指標,能夠直觀地反映方案本身的獲利水平,且不受其他因素的影響,有利于不同投資方案之間的直接比較。采用凈現值法進行投資項目評估,正確選擇折現率是關鍵。因為折現率的高低將影響投資方案的優先順序,進而影響投資評價的結論。企業可以投資項目的資金成本作為折現率,也可以投資項目的機會成本作為折現率,或者以行業平均資金收益率作為折現率。如果選擇的折現率過低,將會使一些經濟效益較差的項目通過投資評估,浪費企業有限的資源;如果選擇的折現率過高,則會導致一些效益較好的項目不能通過投資評估,從而使企業資金閑置,不能充分發揮現有資源的作用。正是由于折現率不易確定,限制了凈現值法的應用范圍。內含報酬率備受青睞,還與投資報酬率指標廣泛應用于企業經營者業績考評密不可分。為了提高業績考評結果,經營者傾向于選擇有利于提高企業經營業績的投資方案。內含報酬率是方案本身的投資報酬率,能直觀地反映投資方案的實施對企業經營業績的影響。因此,投資報酬率指標的風行是內含報酬率得以廣泛應用的一個重要原因。
三、互斥投資方案決策分析中評價標準的選擇
在單個投資方案是否可行的決策分析中,凈現值法和內含報酬率法能夠得到相同的結論,即凈現值大于零的方案,其內含報酬率必然高于資金成本,反之亦然。從多個相互排斥的投資方案中選取最優方案是一個比較復雜的問題,不少人認為在若干個可行方案中內含報酬率最高的方案為最優方案,對此觀點,筆者不敢茍同,應具體情況具體分析。有時內含報酬率最高的方案確實是最優方案,但有時內含報酬率最高的方案未必就是最優方案,問題的關鍵是應該以什么指標為標準來選擇最優方案,一旦確定了正確的評價標準,問題也就迎刃而解了。在互斥投資方案的決策分析中,有時凈現值法與內含報酬率法會得到相同的結論,即凈現值最大的方案其內含報酬率也最高;有時兩種方法可能得到相互矛盾的結論,即凈現值最大的方案其內含報酬率卻最低。即使兩個方案的初始投資和經濟壽命都相同,兩種方法所得到的結論仍有可能相反。如本文中的方案B和方案C,初始投資和經濟壽命都相同,方案B的凈現值小于方案C的凈現值,但方案B的內含報酬率高于方案C的內含報酬率。這是因為根據再投資理論,凈現值法假設項目壽命周期內的現金凈流量按資金成本再投資,到項目終了時,B方案的現金凈流量的終值為38000×(1+8%)+38000=79040元,小于C方案的現金凈流量的終值80,000元。在采用同樣的資金成本折現的情況下,B方案的凈現值也就小于C方案的凈現值。而內含報酬率法假設B方案的再投資利率為其本身的報酬率(17.33%),其現金凈流量的終值為38000×(1+17.33%)+38000=82585元,大于C方案的現金凈流量的終值80,000元。因此,按內含報酬率法會得出B方案優于C方案的結論。(表1、表2)
可以看出,A方案的凈現值最小,但內含報酬率高于C方案;C方案的內含報酬率最低,但凈現值在三個方案中最大。也就是說,在多個相互排斥的投資方案的決策分析中,凈現值法與內含報酬率法會得出相互矛盾的結論。筆者認為,在此情況下,應以凈現值指標作為評價標準,即凈現值最大的方案為最優方案。
(作者單位:江蘇財經職業技術學院)
主要參考文獻:
[1]李天民.現代管理會計學[M].上海:上海立信會計出版社,2008.
關鍵詞:巖質邊坡;預應力錨索;加固技術;設計參數;
中圖分類號:S611 文獻標識碼: A
1、前言
在水利水電、交通、煤炭、冶金等領域已大量采用預應力錨固技術,如長江三峽、黃河小浪底及漫灣水電站等一大批水利水電工程中,普遍采用了高強預應力錨索加固技術,然而邊坡工程不及時加固或加固設計失誤而造成邊坡失穩的重大事故也時有報道。因此,作為巖土體改良重要手段的錨固理論與設計方法有待深入研究。
2、決策分析與錨固系統失效模式
2.1 簡單風險決策分析的概念
簡單風險決策,通常采用決策變量確定一個目標函數"%#,目標函數常以貨幣量來表示總受益或總費用。最優設計就是用決策變量的值確定受益多少,從中選擇受益最大或損失最小的決策變量,其數學模型為:設決策變量集為X1,X2,……Xn;F(X1,X2,……Xn)
為目標函數,使式(1)成立的變量集即為最優變量集:
(1)
在巖錨設計參數中,決策變量通常包括錨固荷載、錨固角、內錨固段長度、錨固間距及錨固體安全儲備(包括施工條件、環境因素等難以定量描述的因素對錨固系統失效的影響),在確定決策變量時,還應該針對決策變量的重要程度給予每個變量一定的權重,以更好地反映變量在優化中的顯著水平。但由于施工條件與環境因素很難以連續型變量的形式建立與錨固系統失效概率之間的關系,本文將施工條件與環境因素作為確定錨固安全儲備的因素來考慮。
2.2決策模型
不失一般性,決策分析通常需要包括以下幾部分的內容:可行方案的確定,與每一方案有關的各種可能結果,與每一方案及其結果相結合的有關后果的評價,決策準則的確定,所有方案的系統評價。本文運用決策樹的方法建立決策準則,所謂決策樹是指將所有決策分析中有關部分組合成一種系統的方式,應用決策樹分析方法,有利于優化方案的分析與評價,采用設計的概率模型來估計后果的可能性,而每一后果的滿意程度通過功利模型來衡量,一般問題的決策樹如圖1所示。圖中為設計所選用的方案,為方案的可能結果,u()表示相應于方案及結果的功利值。
圖1 一般性決策樹
在決策分析中,通常采用最大期望經濟受益的準則即:設dij表示與第i方案有關的第j個后果的經濟價值,Pij為相應的概率,則方案i的期望經濟價值為
(2)
其最大期望經濟價值為
(3)
2.3錨固系統可能的失效模式
根據巖錨成功與失敗的典型實例,利用故障樹分析方法,可以得到巖錨支護系統最可能的失效模式有以下幾種:
(1)錨索內錨固段沿孔壁拔出(A) 錨索的錨固力主要依賴于內錨固段注漿體與孔壁之間的粘結力(握裹力)。通常因內錨固段長度不夠或錨孔孔徑偏小、預應力值過大等因素引起內錨固段沿孔壁拔出。
當然,施工質量低劣也是造成此失效模式的一個因素。
(2)鋼絞線從注漿體中拔出(B) 注漿體的強度決定索體的握裹力,在注漿體達不到設計要求、施工時殘存蜂窩結構及內錨固段長度不夠等因素作用下,鋼絞線有可能從注漿體中拔出。
(3)群錨失效(C) 一般而言,群錨加固巖質邊坡,錨索布置的量越多、錨索間距越小、錨固效果越好。但是,在不同的巖體類型中,由于錨索內錨固段外端周圍巖體拉應力的作用,錨索間距太小會引起相鄰錨索的相互作用而導致內錨段形成整體拉裂面,從而使錨索整體失效。另外,錨索設計荷載偏小也可能導致錨索整體失效。
(4)鋼絞線斷裂(D) 造成鋼絞線斷裂的因素主要有鋼絞線存在缺陷,鋼絞線之間在張拉過程中受力不均以及設計荷載過大等原因。
3、巖錨支護參數的最優決策設計方法
3.1單束錨索預應力設計值得決策分析
不同荷載單束錨索的失效概率,根據國內外錨索加固資料的統計分析結果見表1。由表1可得:P(3000KN)=0.12;P(1000KN)=0.05。單束錨索的預應力值的具體優化過程如下:設某一邊坡,單寬所需錨固力為M(KN),L為錨索所需的長度,由最大期望經濟價值準則,便可確定哪一種預應力值。
由錨索失效造成的經濟損失可由以下各式計算:1000KN,3000KN級
(4)
3000KN級
(5)
式中E1,E3分別為1000KN,3000KN級錨索的綜合單位造價(元/KN·m);P1(T), P3(T)分別為1000KN,3000KN級錨索的失效概率。計算結果表明,在不考慮施工條件時宜選擇3000KN級錨索作為加固的首選手段。但在實際工程應用中,還應考慮如施錨區的巖性及施工條件等因素。
表1不同預應力值錨索失效概率統計值
3.2錨固角的最優設計
錨固角主要影響錨索長度的確定,在確定錨固角時,對應于不同錨固角所提供的最大抗滑力與最少投資時的錨固角為最優錨固角,可由以下各式確定:
(6)
式中T´為錨固荷載(KN);為滑裂面傾角;為錨索與水平面之間的夾角即錨固角(水平面以上為正,水平面以下為負);為滑動面內摩擦角。由式(7):
(7)
可求得最大抗滑力錨固角為。但此時的錨索長度最大。為獲得最經濟錨固角,聯合求解式(7),并令,取為極大值即可獲得最經濟錨固角:
(8)
3.3內錨固段長度的最優確定方法
內錨固段長度不僅影響錨索的長期穩定性,同時直接影響工程造價。研究表明,錨索軸力、剪力的分布集中在內錨固段外端2.0m范圍內(占80%)。為計算方便,假定內錨段粘結力沿內錨段全長均勻分布(實際呈不均勻分布),并定義內錨段粘結力與單束錨索設計荷載之差為安全儲備S,則有:
(9)
式中D為內錨段直徑(m);L為內錨段長度(m);[C2]為巖錨間粘結強度(MPa);Q為軸力(KN)。
剪力t=f(L,N),則由可靠性理論將安全儲備表示成功能函數為
(10)
為方便使用,可由式(11)確定內錨固段長度:
(11)
式中L為錨索的長度(m);LO為滿足一定FS的內錨段有效受力長度(m);, 為單束錨索的荷載(KN);FS為根據工程重要性所確定的安全系數,其他符號同上。
3.4錨固間距的確定
錨固間距的大小不僅取決于被加固巖體的范圍,還與加固荷載的大小及與錨索內錨固段應力疊加相應的錨固間最小距離有關。在實際工程中,確定的錨固間距應盡量使外錨墩下的巖體在錨固荷載作用下的應力能夠搭接而又不使內錨段形成統一的拉裂面。
本文應用決策分析理論將錨固間距表示成功利函數的形式:
(12)
式中W為被加固巖體的總加固力(KN);S為可施作錨索的表面積(m2);N為單束錨索的設計荷載(KN);D 為錨固間距(m)。通過式(12)對D求偏導數,便可獲得Dmin 。將Dmin與D1,D2進行比較,按式(13)確定合理的錨固間距D:
(13)
式中D1為錨索作用的擾動半徑;D2為群錨加固內錨固段應力疊加的合理間距;Dmin為根據決策分析求得的最小錨索間距。