CN101487258B - 一种缆索吊承重绳地锚及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种缆索吊承重绳地锚，包括预应力岩锚和钢筋混凝土锚墙，其中钢筋混凝土锚墙浇注在两岸的岩体坡面上，预应力岩锚包括锚固段、自由段和锚墙锚固段，锚固段锚固于岩体中，锚墙锚固段锚固于锚墙中，中间为自由段；该地锚的施工方法包括：(1)测量放样出岩锚中心位置，再拉线把锚墙位置放样出来；(2)把地锚位置坡面开挖出来，绑扎锚墙钢筋，同时把岩锚孔道预留出来，然后分层浇筑锚墙砼；(3)在锚墙砼达到设计强度的85％以上时，按照锚墙上的预留孔道进行岩锚成孔施工；(4)在已完成的岩锚孔中安放锚索；(5)进行岩锚压浆施工；(6)当岩锚孔中压浆浆体的强度达设计张拉强度后，进行岩锚的张拉；(7)张拉完成后，对锚索自由段灌浆或封孔灌浆。
Description
技术领域
本发明属于悬索桥施工技术领域，具体涉及一种缆索吊承重绳的地锚结构及该种地锚的施工方法。
背景技术
目前西部山区建设的大跨度悬索桥中，多采用桁架式加劲梁；但山区地形地质条件复杂、交通不便、大件运输极为困难，而且施工场地狭小，工作面严重受限，施工中无法采用缆载吊机架设桁架式加劲梁，而采用悬拼法工期又过长，无法满足建设需要，在此情况下，采用快速高效的大跨度缆索吊成为悬索桥桁架式加劲梁吊装的首选方案。但是，随着山区悬索桥向大跨径发展，缆索吊的跨径随之增大，为了适应大跨径缆索吊的承重绳张力要求，需要设置庞大的重力式地锚，因此缆索吊的造价成本必然剧增，过高造价成本制约了大跨径缆索吊的发展应用。为此，需要一种新的地锚结构来降低缆索吊的造价成本，使得1500m跨径范围内缆索吊成为最经济合理的桁架梁架设方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种经济效益非常明显而结构安全可靠的缆索吊承重绳地锚来代替庞大的重力式地锚，并提供该种地锚的施工方法，以减小投入，降低施工成本，以促进大跨度缆索吊的推广和应用。
为实现上述目的，本发明首先提供一种缆索吊承重绳地锚，该地锚利用悬索桥两岸的岩体承受缆索吊承重绳的拉力，其特征在于：所述地锚包括预应力岩锚和钢筋混凝土锚墙，其中钢筋混凝土锚墙浇注在两岸的岩体坡面上，预应力岩锚包括锚固段、自由段和锚墙锚固段，锚固段锚固于岩体中，锚墙锚固段锚固于锚墙中，中间为自由段。
每个上述地锚包括23根岩锚，设置成上中下3排，上排8根，中间7根，下排8根，呈空间交错分布。
每根上述岩锚由φj15-6高强低松弛钢绞线组成，每根岩锚的总长度为19m，其中锚固段长8m，自由段长度为8.5m，锚墙锚固段的长度为2.5m。
上述岩锚轴向与水平向呈14.209°角。
为实现本发明的目的，本发明还提供一种上述缆索吊承重绳地锚的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在欲设置地锚的岩体处测量放样出岩锚中心位置，再拉线把锚墙位置放样出来；
(2)把地锚位置坡面的表层土清除干净，把锚墙的后坡面开挖出来，绑扎锚墙钢筋，同时按缆索吊承重绳对应坐标把岩锚孔道预留出来，并预埋钢管，然后分层浇筑锚墙砼；
(3)在锚墙砼达到设计强度的85％以上时，直接按照锚墙上的预留孔道位置钻进，进行岩锚成孔施工；
(4)在已完成的岩锚孔中安放预先制作好的锚索；
(5)锚索安放就位后进行岩锚压浆施工；
(6)当岩锚孔中压浆浆体的强度达设计张拉强度后，进行岩锚的张拉；
(7)张拉完成后，对锚索自由段灌浆或封孔灌浆，使锚索与空气和水隔离。
进一步，上述步骤(3)中，当岩锚钻孔达到设计深度后，用高压风清理孔道，将钻渣清理干净。
进一步，上述步骤(4)中，预先制作的锚索采用φj15-6的钢绞线编束；安放锚索时，在锚索钢绞线尾端设置挤压套，在孔深设计深度处设置一组挤压套，再往外1m处设置第二组挤压套；在锚索锚固段每隔77cm交替设置收缩和扩张定中环，在锚索自由段每隔1m设置一个收缩定中环。
进一步，上述步骤(5)中，进行岩锚压浆施工时，将锚索自由段进行防腐处理，并套上塑料管，使其与灌浆体隔离开。
进一步，上述步骤(5)中，将所述锚索置于锚孔中央；注浆液采用1∶0.4的纯水泥浆；注浆压力为0.8～1.0MPa，注浆饱满度达到95％以上，并采用止浆袋防止浆液溢出。
进一步，上述步骤(6)中，所述进行岩锚的张拉，采取从中间向两边对称顺序进行张拉，张拉采用分级加荷，按10％、50％、70％、100％的分级次序进行加载，每级加荷持续时间1分钟以上，中间过程不卸载，最后一级持荷3分钟后锁定。
带预应力岩锚的锚墙复合结构是一种主动承载体系，能充分调动深层岩体的自承能力，同时也对围岩体起到了预加固作用，改善了岩体的力学性质。该种承载结构具有造价低，施工方便，对周围环境影响小，承载可靠等特点，充分发挥了预应力岩锚轴向刚度的优势。本发明在山区狭窄的施工条件下，将缆索吊承重绳地锚采用预应力岩锚+锚墙形式，结构安全可靠，相对于庞大的重力式地锚，其经济效益是非常明显，可以起到节约投资的作用。
附图说明
图1是本发明的地锚侧视剖视图
图2是本发明的地锚俯视剖视图
图3是图1中的A-A向剖视图
具体实施方式
本发明的地锚利用悬索桥两岸的岩体承受缆索吊承重绳的拉力，采用预应力岩锚+锚墙的复合结构。如图1和图2所示，地锚包括预应力岩锚1和钢筋混凝土锚墙2，其中钢筋混凝土锚墙2浇注在两岸的岩体坡面3上，预应力岩锚1包括锚固段11、自由段12和锚墙锚固段13，锚固段11锚固于岩体中，锚墙锚固段13锚固于锚墙2中，中间为自由段13。
作为一种具体实施方式，每个地锚可包括23根预应力岩锚，设置成上中下3排，上排8根，中间7根，下排8根，呈空间交错分布。如图3所示。
预应力岩锚由φj15-6高强低松弛钢绞线组成，每根岩锚的总长度为19m，其中锚固段长8m，自由段长度为8.5m，锚墙锚固段的长度为2.5m。
预应力岩锚轴向与水平向夹角α为14.209°。
以下结合具体实施例，对对本发明的地锚的施工方法作进一步说明。
(1)锚墙施工
地锚实施前，先把地锚位置坡面的表层土清除干净，确保锚墙和坡面接触面良好。为了保证预应力力岩锚的成孔精度，采取先浇筑锚墙再进行预应力岩锚的施工。先根据测量放样出预应力岩锚中心位置，再拉线把锚墙位置放样出来，再进行清表，把锚墙的后坡面开挖出来，绑扎钢筋，分层浇筑锚墙砼。在锚墙砼浇筑前，进行定位钢支架的安装，按承重绳对应坐标把岩锚孔道预留出来，预埋管道为φ107×3的钢管。在浇筑锚墙砼按大体积砼施工进行控制，砼中可添加适量的粉煤灰以降低水泥用量。
(2)预应力岩锚成孔
在锚墙砼达到设计强度的85％以上时，进行预应力岩锚成孔施工。直接按照锚墙上的预留孔道位置钻进，确保钻孔施工有很高的精度。孔径为φ100mm，孔深19m(含2.5m厚锚墙段)，钻孔过程中视围岩情况的好坏适当加深锚孔。当钻孔达到设计深度后，应及时用高压风清理孔道，将钻渣清理干净。
(3)锚索的制作及安装
预应力岩锚成孔完成后，进行锚索的安装。锚索安装前应再次清孔，并检测钻孔深度。预应力岩锚的锚索按照设计要求预先制作，锚索采用φj15-6的钢绞线编束。在锚索制作过程中，应严格控制质量。钢绞线下料长度要准确，下料时宜用砂轮切割，以免钢绞线损伤，降低抗拉强度。锚索自由段应进行防腐处理，并套上塑料管等，使其与灌浆体隔离开。
锚索安放时应保证进浆和回浆管路畅通。保证锚索在孔中位于对中位置，确保锚索的锚固质量，钢绞线尾端设置挤压套，在孔深设计深度处设置一组挤压套，再往外1m处设置第二组挤压套。锚索自由段每隔1m设置一个收缩定中环；锚固段每隔77cm交替设置收缩和扩张定中环。
(4)岩锚的压浆
锚索放置就位后应及时进行压浆施工。锚索压浆应质量可靠，锚索应位于锚孔中央，四周均被砂浆包裹，注浆饱满度应达到95％以上，并采用止浆袋防止浆液溢出。注浆液可以是1∶0.4左右的纯水泥浆；注浆压力为0.8～1.0MPa。
(5)锚索张拉
当岩锚孔中压浆浆体的强度达设计张拉强度后，即可进行岩锚的张拉工作。采取从中间向两边对称顺序进行张拉，张拉采用分级加荷：按10％、50％、70％、100％的分级次序进行加载，每级加荷持续时间1分钟以上，中间过程不卸载，最后一级应持荷3分钟后锁定。张拉施工完成后，即可对自由段灌浆或封孔灌浆，使锚索与空气和水隔离，起到防腐蚀的作用。
(6)施工观测
地锚的预应力锚索张拉过程中，为岩锚的围岩最不利的情况，在张拉施工前，在锚墙后断面和岩面接触处设置观测点，每张拉4根锚索，采用经纬仪进行观测一次。张拉过程中对锚墙后断面的岩面进行观测，没发现任何异常，说明地锚在承重索的作用下是安全，可以投入使用。
Claims (10)
1.一种缆索吊承重绳地锚，利用悬索桥两岸的岩体承受缆索吊承重绳的拉力，其特征在于：所述地锚包括预应力岩锚和钢筋混凝土锚墙，其中钢筋混凝土锚墙浇注在两岸的岩体坡面上，预应力岩锚包括锚固段、自由段和锚墙锚固段，锚固段锚固于岩体中，锚墙锚固段锚固于锚墙中，中间为自由段。
2.如权利要求1所述的缆索吊承重绳地锚，其特征在于：每个所述地锚包括23根岩锚，设置成上中下3排，上排8根，中间7根，下排8根，呈空间交错分布。
3.如权利要求2所述的缆索吊承重绳地锚，其特征在于：每根所述岩锚由φj15-6高强低松弛钢绞线组成，每根岩锚的总长度为19m，其中锚固段长8m，自由段长度为8.5m，锚墙锚固段的长度为2.5m。
4.如权利要求2所述的缆索吊承重绳地锚，其特征在于：所述岩锚轴向与水平向呈14.209°角。
5.一种如权利要求1所述的缆索吊承重绳地锚的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在欲设置地锚的岩体处测量放样出岩锚中心位置，再拉线把锚墙位置放样出来；
(2)把地锚位置坡面的表层土清除干净，把锚墙的后坡面开挖出来，绑扎锚墙钢筋，同时按缆索吊承重绳对应坐标把岩锚孔道预留出来，并预埋钢管，然后分层浇筑锚墙砼；
(3)在锚墙砼达到设计强度的85％以上时，直接按照锚墙上的预留孔道位置钻进，进行岩锚成孔施工；
(4)在已完成的岩锚孔中安放预先制作好的锚索；
(5)锚索安放就位后进行岩锚压浆施工；
(6)当岩锚孔中压浆浆体的强度达设计张拉强度后，进行岩锚的张拉；
(7)张拉完成后，对锚索自由段灌浆或封孔灌浆，使锚索与空气和水隔离。
6.如权利要求5所述的缆索吊承重绳地锚的施工方法，其特征在于：所述步骤(3)中，当岩锚钻孔达到设计深度后，用高压风清理孔道，将钻渣清理干净。
7.如权利要求5所述的缆索吊承重绳地锚的施工方法，其特征在于：所述步骤(4)中，预先制作的锚索采用φj15-6的钢绞线编束；安放锚索时，在锚索钢绞线尾端设置挤压套，在孔深设计深度处设置一组挤压套，再往外1m处设置第二组挤压套；在锚索锚固段每隔77cm交替设置收缩和扩张定中环，在锚索自由段每隔1m设置一个收缩定中环。
8.如权利要求5所述的缆索吊承重绳地锚的施工方法，其特征在于：所述步骤(5)中，进行岩锚压浆施工时，将锚索自由段进行防腐处理，并套上塑料管，使其与灌浆体隔离开。
9.如权利要求5所述的缆索吊承重绳地锚的施工方法，其特征在于：所述步骤(5)中，将所述锚索置于锚孔中央；注浆液采用1∶0.4的纯水泥浆；注浆压力为0.8～1.0MPa，注浆饱满度达到95％以上，并采用止浆袋防止浆液溢出。
10.如权利要求5所述的缆索吊承重绳地锚的施工方法，其特征在于：所述步骤(6)中，所述进行岩锚的张拉，采取从中间向两边对称顺序进行张拉，张拉采用分级加荷，按10％、50％、70％、100％的分级次序进行加载，每级加荷持续时间1分钟以上，中间过程不卸载，最后一级持荷3分钟后锁定。
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