CN103590338A - 一种悬索桥复合式隧道锚碇施工方法及岩锚施工结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种悬索桥复合式隧道锚碇施工方法及岩锚施工结构。包含如下步骤，用岩锚和隧道式锚碇共同对悬索桥进行固定，包含隧道式锚碇施工工序和岩锚施工工序，其中的岩锚施工工序将岩锚伸入岩层而进一步将主缆的拉力传递给更深层的基岩。锚固段受力最为均匀，当锚索承受荷载后，在锚固段拉应力依靠锚索和水泥砂浆体之间的粘结分段传递，压应力由承载板分段向水泥砂浆体传递，并将荷载传递给周围的岩体。研究表明，采用本发明，可使抗拔能力提高57.0％。

Description

一种悬索桥复合式隧道锚碇施工方法及岩锚施工结构

技术领域

本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种悬索桥复合式隧道锚碇施工方法及岩锚施工结构。

背景技术

同常悬索桥采用的锚碇型式有重力式和隧道式，重力式锚碇依靠其巨大的自重及其与地基之间的摩擦力和嵌固力来抵抗主缆的拉力，隧道式锚碇则是将主缆中的大部分拉力直接传递给周围的基岩。隧道锚碇的造价明显低于重力式锚碇，悬索桥主缆隧道式锚碇作为悬索桥主缆的主要受力结构，通过锚碇自重和锚碇隧道围岩共同承担主缆强大的锚固力，其地形地貌适于隧道的设计和施工，故隧道式锚碇一般适用于山区，又因隧道纵断面形式为喇叭形变截面形式，隧道口断面较小，锚塞体断面很大，要求岩体整体稳定性好，在施工过程中不易坍塌的地质条件采用。但由于隧道式锚碇将主缆中的拉力直接传递给周围的基岩，因而要求桥位处必须有良好的地质条件。

发明内容：

发明的目的：为了在地质条件较差的桥位处也能采用隧道式锚碇，达到悬索桥的建筑要求。

为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：

方案1：

一种悬索桥复合式隧道锚碇施工方法，其特征在于，包含如下步骤，用岩锚和隧道式锚碇共同对悬索桥进行固定，包含隧道式锚碇施工工序和岩锚施工工序，其中的岩锚施工工序将岩锚伸入岩层而进一步将主缆的拉力传递给更深层的基岩。

本发明进一步技术方案在于，所述岩锚施工工序是在悬索桥的两端将岩锚固定入岩层。

本发明进一步技术方案在于，岩锚施工工序包含如下步骤：

(1)锚塞体定位钢支架安装，准确定位需要施工岩锚的位置，即在需要施工岩锚的位置搭建支架，为后续岩锚施工工序提供施工基础；

(2)锚塞体预应力锚固体系施工，即将岩锚钢绞线打入岩面以下的岩层内部，所述岩锚钢绞线有一根以上；露出岩面的岩锚钢绞线通过联结器和锚体预应力系统钢绞线连接，所述锚体预应力系统钢绞线远离联结器的一端呈锥形收缩连接岩锚锚索；所述岩锚锚索远离岩面的一端通过调节拉杆连接主缆；

(3)用混凝土浇筑岩锚锚索四周，在混凝土中掺入膨胀剂，对混凝土收缩进行补偿，增强锚体混凝土与周围基岩的紧密联系。

本发明进一步技术方案在于，所述步骤(3)中混凝土浇筑的过程中采取温控措施以防止混凝土温度裂缝的产生。

方案2：

一种岩锚施工结构，其特征在于，包含岩锚锚索，所述岩锚锚索伸入岩层，岩锚锚索一端连接锚体预应力系统钢绞线，锚体预应力系统钢绞线通过联结器连接岩锚钢绞线，所述岩锚钢绞线打入岩面以下的岩层内部。

本发明进一步技术方案在于，所述岩锚锚索和锚体预应力系统钢绞线以及联结器被包埋在混凝土内，所述混凝土和岩面无缝对接，所述锚体预应力系统钢绞线远离联结器的一端呈锥形收缩连接岩锚锚索。

本发明进一步技术方案在于，所述岩锚锚索和调节拉杆连接的位置有前锚面喇叭管，所述前锚面喇叭管上有前锚面螺旋筋。

本发明进一步技术方案在于，调节拉杆的连接岩锚锚索的一端有锚固连接件，岩锚锚索和锚固连接件连接，锚固连接件上有螺纹孔，调节拉杆伸入螺纹孔和锚固连接件螺纹连接，调节拉杆通过索股锚头连接主缆，调节拉杆与索股锚头也通过螺纹孔螺纹连接。

方案3：

一种悬索桥，其特征在于，所述悬索桥两端通过如上任意所述的岩锚施工结构固定。

采用如上技术方案的本发明，具有如下有益效果：锚固段受力最为均匀，当锚索承受荷载后，在锚固段拉应力依靠锚索和水泥砂浆体之间的粘结分段传递，压应力由承载板分段向水泥砂浆体传递，并将荷载传递给周围的岩体。复合型岩锚使荷载分散作用于整个锚固段长度上，而不是集中作用于其上部或下部，因此改善了锚固段的受力状态，使应力分布趋向均匀，并使最大应力值显著减小。这样在使用荷载条件下，可以防止岩锚中水泥砂浆体和周围岩体内产生裂缝或发生剥离现象。研究表明，采用本发明，可使抗拔能力提高57.0％。

附图说明：

为了进一步说明本发明，下面结合附图进一步进行说明：

图1为发明的预应力锚固体系的传力途径图；

图2为发明的岩锚施工结构的示意图；

其中：1.岩锚钢绞线；2.岩面；3.联结器；4.锚体预应力系统钢绞线；5.前锚面喇叭管；6.前锚面螺旋筋；7.球形螺帽；8.锚固连接器；9.球形垫圈；10.环氧浆体；11.调节拉杆；12.索股锚头；13.垫圈；14.螺帽。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的实施例进行说明，实施例不构成对本发明的限制：

附加的岩锚进一步将主缆的拉力传递给更深层的基岩，从而提高了在地质条件较差的桥位处隧道式锚碇的锚固能力，这种在锚体后方增加岩锚的隧道式锚碇，称之为复合式隧道锚碇。复合式隧道锚碇是一种新型的悬索桥锚固方式，由于其结构型式的变化，使这种锚碇的施工过程更加复杂，施工效果更好，岩锚应用于隧道式锚碇中是一种创新。

施工过程中有如下要点：

锚塞体定位钢支架安装中，锚塞体定位钢支架主要用于准确定位各根预应力管道的空间位置，同时又为韧性骨架加固锚体。为保证预应力管道空间位置的精确性，其安装精度要求也较高。

锚塞体预应力锚固体系施工中，锚塞体预应力体系是整个悬索桥的生命线，精度要求十分严格，必须采用三维空间坐标精确逐个定位，并进行认真的检查核对。

混凝土浇筑中有如下特点：

(1)锚塞体混凝土属大体积混凝土。

一般单个锚塞体混凝土方量都比较大，故应采取严格的温控措施以防止混凝土温度裂缝的产生。

(2)需对混凝土收缩进行补偿。

隧道锚的锚塞体要求与周围基岩紧密结合，以便将悬索桥主缆的巨大拉力传递到基岩，为了防止混凝土收缩使锚体与基岩产生分离，在隧道锚洞内锚体混凝土施工时，应在混凝土中掺入适量的膨胀剂，对混凝土收缩进行补偿，增强锚体混凝土与周围基岩的紧密联系。

(3)混凝土抗渗要求高。

为防止预应力体系受到腐蚀，锚塞体混凝土通常对抗渗有特殊要求。

锚碇是悬索桥的重要部位，隧道锚洞中防水工作的好坏直接关系到能否保障索股及锚具在大桥使用周期内不发生锈蚀，以及能否保证锚体周围岩不被软化，确保锚体混凝土与围岩紧密结合等。因此当锚洞周围岩情况较差，岩层裂缝发育，存在一定的渗水时，如何做好隧道锚洞的防水工作，减少洞内积水和洞内空气的湿度，是施工质量控制的关键。

结合图1和图2，可知：

将岩锚的岩锚锚索埋入地层，利用岩锚锚索周边岩体强度，进而加固岩面或者使结构物在岩面上牢固生根，悬索桥两端如果采用该种结构，其主要承受的拉应力会被均匀分散，因此使得地质情况不好的地方也能实现牢固固定。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims (9)

1.一种悬索桥复合式隧道锚碇施工方法，其特征在于，包含如下步骤，用岩锚和隧道式锚碇共同对悬索桥进行固定，包含隧道式锚碇施工工序和岩锚施工工序，其中的岩锚施工工序将岩锚伸入岩层而进一步将主缆的拉力传递给更深层的基岩。

2.如权利要求1所述的一种悬索桥复合式隧道锚碇施工方法，其特征在于，所述岩锚施工工序是在悬索桥的两端将岩锚固定入岩层。

3.如权利要求1所述的一种悬索桥复合式隧道锚碇施工方法，其特征在于，岩锚施工工序包含如下步骤：

(1)锚塞体定位钢支架安装，准确定位需要施工岩锚的位置，即在需要施工岩锚的位置搭建支架，为后续岩锚施工工序提供施工基础；

(2)锚塞体预应力锚固体系施工，即将岩锚钢绞线(1)打入岩面(2)以下的岩层内部，所述岩锚钢绞线(1)有一根以上；露出岩面(2)的岩锚钢绞线(1)通过联结器(3)和锚体预应力系统钢绞线(4)连接，所述锚体预应力系统钢绞线(4)远离联结器(3)的一端呈锥形收缩连接岩锚锚索；所述岩锚锚索远离岩面(2)的一端通过调节拉杆(11)连接主缆；

(3)用混凝土浇筑岩锚锚索四周，在混凝土中掺入膨胀剂，对混凝土收缩进行补偿，增强锚体混凝土与周围基岩的紧密联系。

4.如权利要求3所述的一种悬索桥复合式隧道锚碇施工方法，其特征在于，所述步骤(3)中混凝土浇筑的过程中采取温控措施以防止混凝土温度裂缝的产生。

5.一种岩锚施工结构，其特征在于，包含岩锚锚索，所述岩锚锚索伸入岩层，岩锚锚索一端连接锚体预应力系统钢绞线(4)，锚体预应力系统钢绞线(4)通过联结器(3)连接岩锚钢绞线(1)，所述岩锚钢绞线(1)打入岩面(2)以下的岩层内部。

6.如权利要求5所述的一种岩锚施工结构，其特征在于，所述岩锚锚索和锚体预应力系统钢绞线(4)以及联结器(3)被包埋在混凝土内，所述混凝土和岩面(2)无缝对接，所述锚体预应力系统钢绞线(4)远离联结器(3)的一端呈锥形收缩连接岩锚锚索。

7.如权利要求5所述的一种岩锚施工结构，其特征在于，所述岩锚锚索和调节拉杆(11)连接的位置有前锚面喇叭管(5)，所述前锚面喇叭管(5)上有前锚面螺旋筋(6)。

8.如权利要求5所述的一种岩锚施工结构，其特征在于，调节拉杆(11)的连接岩锚锚索的一端有锚固连接件(8)，岩锚锚索和锚固连接件(8)连接，锚固连接件(8)上有螺纹孔，调节拉杆(11)伸入螺纹孔和锚固连接件(8)螺纹连接，调节拉杆(11)通过索股锚头(12)连接主缆，调节拉杆(11)与索股锚头(12)也通过螺纹孔螺纹连接。

9.一种悬索桥，其特征在于，所述悬索桥两端通过如权利要求5-8任意所述的岩锚施工结构固定。

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