CN101775780A - 钢-混凝土组合锚固结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种钢-混凝土组合锚固结构,属于桥梁结构技术领域。该结构由锚固区钢箱、锚固区附近主梁钢箱、主缆、散索、散索套、散索鞍、栓钉连接件以及混凝土组成。其中锚固区钢箱由后锚板和侧板组成。主缆通过散索套后散开形成散索穿入锚固区钢箱,锚固于后锚板。锚固区钢箱以及锚固区附近主梁钢箱钢板内侧熔焊栓钉连接件,并在箱室内部填筑混凝土。采用这种结构能够有效改善传统锚固结构的受力性能,解决混凝土锚固结构体积大、施工复杂、易开裂等问题,弥补纯钢锚固结构钢板厚、用钢量大、加劲肋构造复杂、压重材料成本高等不足。本发明的钢-混凝土组合锚固结构受力性能良好,用钢量小,构造简单,施工快速方便,经济性能优,具有良好的技术经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种可应用于大跨自锚式悬索桥的钢-混凝土组合锚固结构;属于桥梁结构技术领域。
背景技术
大跨自锚式悬索桥主缆需要直接锚固于主梁之上,主缆锚固结构承受由主缆传来的巨大集中索力,是全桥设计的关键部位。传统的主缆锚固结构包括混凝土锚固结构和纯钢锚固结构。当采用混凝土锚固结构时,由于主缆散开需要很大空间,因此锚固结构体积很大;同时混凝土易开裂,从而影响锚固结构的耐久性;采用混凝土锚固结构时施工也比较复杂。当采用纯钢锚固结构时,由于主缆力很大,所需用钢量较大,应力集中现象明显,为了降低锚固结构钢板的应力水平,则需采用较厚的钢板,而厚钢板焊接质量往往难以保证;此外,钢板稳定问题突出,需要布置复杂加劲肋,增加了施工步骤和施工难度;同时,钢结构自重较轻,当锚固区需要墩顶压重来平衡主缆力的竖向分量时,常常需要设置铸钢,成本较高。本发明针对传统锚固结构的上述不足,采用钢-混凝土组合技术,通过栓钉连接件使钢与混凝土协同工作,共同承受主缆力,从而有效改善锚固结构的受力性能,简化构造和施工工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种相对于自锚式悬索桥传统主缆锚固结构,受力性能良好,用钢量小,构造简单,施工快速方便,经济性能较优的钢-混凝土组合锚固结构。
本发明的技术方案如下:
一种钢-混凝土组合锚固结构,其特征在于:由锚固区钢箱、锚固区附近主梁钢箱、主缆、散索、散索套、散索鞍、栓钉连接件以及混凝土组成;所述的锚固区钢箱由后锚板和侧板组成。散索鞍焊于锚固区附近主梁钢箱上方,散索套固定于散索鞍上,主缆通过散索套后散开形成散索穿入锚固区钢箱,锚固于后锚板。锚固区钢箱以及锚固区附近主梁钢箱钢板内侧熔焊栓钉连接件,并在箱室内部填筑混凝土。
本发明相对于现有技术具有以下优点:
(1)锚固结构通过栓钉连接件使钢板与混凝土协同工作,共同承受主缆集中力,相比传统锚固结构,能够显著改善锚固结构的受力性能。(2)锚固结构钢板对内填混凝土起到良好的约束作用,避免混凝土裂缝外露,改善结构的耐久性,同时作为混凝土浇注的模板,施工快捷方便,质量易于保证。(3)锚固结构混凝土和钢板共同参与受力,分散钢板应力,能有效改善纯钢锚固结构钢板应力集中的问题,显著减小钢板厚度,降低用钢量,同时焊接质量易于保证。(4)锚固结构内填混凝土对周边钢板起到良好的约束作用,提高钢板的稳定性能,避免复杂的加劲肋,简化构造,降低钢结构加工难度。(5)锚固结构中的内填混凝土可作为墩顶压重,平衡主缆力的竖向分量,节省压重材料成本。
附图说明
图1为钢-混凝土组合锚固结构施工过程示意图。
图2为钢-混凝土组合锚固结构示意图。
图中:1-锚固区钢箱后锚板;2-锚固区钢箱侧板;3-锚固区附近主梁钢箱;4-主缆;5-栓钉连接件;6-混凝土;7-散索;8-散索套;9-散索鞍
具体实施方式
以下结合附图,对本发明的结构、施工过程作进一步描述。
本发明提供了一种相对于自锚式悬索桥传统主缆锚固结构,受力性能良好,用钢量小,构造简单,施工快速方便,经济性能较优的钢-混凝土组合锚固结构。如图1~图2所示,该组合锚固结构由锚固区钢箱、锚固区附近主梁钢箱3、主缆4、散索7、散索套8、散索鞍9、栓钉连接件5以及混凝土6组成;所述的锚固区钢箱由后锚板1和侧板2组成。散索鞍9焊于锚固区附近主梁钢箱3上方,散索套8固定于散索鞍9上,主缆4通过散索套8后散开形成散索7深入锚固区钢箱,锚固于后锚板1。锚固区钢箱以及锚固区附近主梁钢箱3钢板内侧熔焊栓钉连接件5,并在箱室内部填筑混凝土6。锚固区附近主梁钢箱3可以通过有限元计算等结构分析手段选取应力水平较高、应力集中现象较明显的主梁钢箱区域。
本发明的施工工序为:
本发明所述的钢-混凝土组合锚固结构的施工工序由钢结构的加工安装、穿索、浇筑混凝土以及主缆张拉四部分组成。在工厂加工锚固区钢箱(包括后锚板1和侧板2)以及锚固区附近主梁钢箱3,并在钢箱内侧预先熔焊栓钉连接件5(如图1所示)。钢结构加工完成后,运至施工现场安装定位,安装散索鞍9和散索套8,主缆穿过散索套8后散开,穿入锚固区钢箱后,锚固于后锚板1上。然后,在锚固区钢箱以及锚固区附近主梁钢箱3的箱室内填充混凝土6(如图2所示),待混凝土达到强度后,张拉主缆力,形成如图2所示的钢-混凝土组合锚固结构。
Claims (2)
1.一种钢-混凝土组合锚固结构,其特征在于:由锚固区钢箱、锚固区附近主梁钢箱(3)、主缆(4)、散索(7)、散索套(8)、散索鞍(9)、栓钉连接件(5)以及混凝土(6)组成;所述的锚固区钢箱由后锚板(1)和侧板(2)组成;散索鞍(9)焊于锚固区附近主梁钢箱(3)上方,散索套(8)固定于散索鞍(9)上,主缆(4)通过散索套(8)后散开形成散索(7)穿入锚固区钢箱,锚固于后锚板(1);锚固区钢箱以及锚固区附近主梁钢箱(3)钢板内侧熔焊栓钉连接件(5),并在箱室内部填筑混凝土(6)。
2.一种钢-混凝土组合锚固结构的施工方法,包括钢结构的加工安装、穿索、浇筑混凝土以及主缆张拉;具体步骤如下:
a.在工厂加工锚固区钢箱,所述锚固区钢箱包括后锚板(1)和侧板(2),加工锚固区附近主梁钢箱(3),并在钢箱内侧预先熔焊栓钉连接件(5);
b.钢结构加工完成后,运至施工现场安装定位,安装散索鞍(9)和散索套(8),主缆穿过散索套(8)后散开,穿入锚固区钢箱后,锚固于后锚板(1)上;
c.在锚固区钢箱以及锚固区附近主梁钢箱(3)的箱室内填充混凝土(6);待混凝土(6)达到强度后,张拉主缆力,形成钢-混凝组合锚固结构。
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