CN109653248B - 一种用于锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置 - Google Patents

一种用于锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置。本发明方法用于锚固悬浮在深水或海峡中悬浮隧道管体，其具体装置是：在悬浮隧道每节段管体每隔一定间距设置一个类似索鞍、并固定该索鞍于管体的环形背上，索鞍的大小应视锚固张拉索力大小及安全系数选用锚索直径的粗细、考虑布置并排对称反拉锚固索的尺寸，在管体索鞍的两侧张拉锚固点处设置可张拉调节锚索力的锚固装置，在锚索两端张拉完固定施工毕后可用索鞍盖将索背盖紧，对锚索进行保护，以防索在横流作用下偏位引起一侧索力的松弛。在索鞍罩的两侧还应专门设有减振阻尼材料填充的渐变过渡段，以防锚索的疲劳损伤。本发明可以实现在任意荷载及水流作用下的悬浮隧道管体的锚固。

Description

一种用于锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种用于锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置。
背景技术
悬浮隧道主要由管段、锚索、基础、驳岸段等组成，具有跨越能力强、施工灵活、运营状态好，环保和经济性好等优点。被认为是21世纪最有挑战和发展潜能的新型交通结构物。
由于各种因素的影响，悬浮隧道管体一般应位于水面以下30米处。由于在深水中无法修建像桥墩一样的基础，故对悬浮隧道可考虑在海底通过预制的重力式锚或利用吸力式锚的锚固基础，将锚缆索一端锚固于海底基础上，而另一端如何锚固于悬浮隧道管体上，目前还没有定论，如果直接将锚索锚固于管体伸出的固定于管体的锚耳环上，则势必导致该锚固耳及管体的受力非常复杂，同时不易进行锚索的索力张拉控制、且局部区域易产生疲劳损伤和破坏，施工风险及难度均非常大。因此，有必要提出一种锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置，为悬浮隧道管体实现海底的整体锚固提供方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种用于锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置，用于锚固悬浮在深水或海峡中悬浮隧道管体，包括索鞍盖、索鞍、索鞍锚固钢筋、锚索、过渡段、锚索座、锚索密封罩和成品索锚；
索鞍盖通过螺栓设置在索鞍上，用于固定锚索；索鞍盖和索鞍对应位置设置有半圆形的凹槽，该凹槽用于固定锚索；索鞍贴面设置于管体的环形背上，
锚索座底部通过预埋的锚固螺栓与悬浮隧道管体相连，待成品索锚固于锚索座上；锚索的一端先锚于海底固定的基础上，然后锚索的另一锚固端沿着索鞍绕过悬浮隧道管体，穿过锚索座并用千斤顶将锚索张拉至设计索力后固定，再将索鞍处的锚索进行防护处理后用索鞍盖固定和保护；
对管体上设置的索鞍的两侧张拉锚固点设置可张拉调节锚索力的锚固装置；在锚索两端张拉完固定施工毕后，对索鞍处的锚索进行防护处理、并用索鞍盖将锚索背盖紧和保护，以防锚索在横流作用下偏位引起的一侧索力松弛；在索鞍的两反拉锚固索的入鞍处设置减振阻尼材料填充的渐变过渡段，以防锚索的疲劳损伤。
所述的索鞍盖与索鞍均采用不锈钢材质制作而成，并采用焊接成U型的锚固钢筋插入悬浮隧道的管体内，索鞍半圆形的凹槽设置在背侧，用于放置和保护锚索；索鞍的大小应视锚固张拉索力大小及安全系数选用锚索直径的粗细、考虑布置并排对称反拉锚固索的尺寸而确定。
所述的索鞍盖与索鞍通过螺栓固定。
所述的锚索座底部通过预埋的锚固螺栓与悬浮隧道管体相连，待成品索锚固于锚索座上，张拉调节完索力后用相应的防护措施对锚索端及锚固索进行处理，再用密封罩进行密封，锚索端密封罩采用螺栓固定在锚索座上；密封罩也用不锈钢的材质制成。
所述的减振阻尼材料填充的过渡段由不锈钢外壳和橡胶填充材料两部分组成，橡胶填充材料采用抗腐蚀能力强的橡胶材料制成；渐变的过渡段的外形为圆台状，入鞍处粗、上细下粗，将外侧变直径、而内侧等直径的过渡段的上端尖头部分夹紧在过渡段索鞍和过渡段索鞍盖中。
所述的锚索锚固过程如下：
锚索的一端先锚于海底固定的基础上，然后锚索的另一锚固端沿着索鞍绕过悬浮隧道管体，穿过锚索座并用千斤顶将锚索张拉至设计索力后固定，再将索鞍处的锚索进行防护处理后用索鞍盖固定和保护；其次，在索鞍的两反拉锚固索的入鞍处设置有减振阻尼材料填充的过渡段、过渡段索鞍和过渡段索鞍盖，以防锚索的疲劳损伤，过渡段索鞍和过渡段索鞍盖为渐变状态，从而与渐变的过渡段相匹配；渐变的过渡段的外形为圆台状，入鞍处粗、上细下粗，将外侧变直径、而内侧等直径的过渡段的上端尖头部分夹紧在过渡段索鞍和过渡段索鞍盖中。
一种用于锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置的施工方法，包括如下步骤：
步骤1、在悬浮隧道每节段管体每隔一定间距L设置一个索鞍，并将索鞍固定在管体的环形背上；
所述索鞍的大小应视锚固张拉索力大小及安全系数选用锚索直径的粗细、考虑布置并排对称反拉锚固索的尺寸而定；
步骤2、在管体的索鞍的两侧张拉锚固点，设置可张拉调节锚索力的锚固装置，具体的:
索鞍外伸的锚索装置部分采用特殊钢特制的锚索座，锚索座底部通过预埋的螺栓与悬浮隧道管体相连，锚索的一端先锚于海底固定的基础上，然后锚索的另一锚固端沿着索鞍绕过悬浮隧道管体，穿过锚索座并用千斤顶将锚索张拉至设计索力后固定,再用密封罩对锚索端进行密封；然后将索鞍处的锚索进行防护处理后，索鞍盖将锚索背盖紧和保护，以防锚索在横流作用下偏位引起的一侧索力松弛；
步骤3、在索鞍的两反拉锚固索的入鞍处设置有减振阻尼材料填充的过渡段、过渡段索鞍和过渡段索鞍盖，以防锚索的疲劳损伤，具体的：
过渡段(8)、过渡段索鞍和过渡段索鞍盖采用具有高强抗韧性好的钢制成，其入口处直径较锚索直径大，过渡段索鞍和过渡段索鞍盖为渐变状态，从而与渐变的过渡段相匹配；之后再到正常防护固定的索鞍及索鞍盖直径；
所述的减振阻尼材料填充的渐变的过渡段的外形为圆台状，入鞍处粗、上细下粗，上端尖头部分被夹紧在过渡段索鞍和过渡段索鞍盖中。
本发明有益效果如下：
本发明在悬浮隧道每节段管体每隔一定间距设置一个类似索鞍、并固定该索鞍于管体的环形背上，索鞍的大小应视锚固张拉索力大小及安全系数选用锚索直径的粗细、考虑布置并排对称反拉锚固索的尺寸，在管体索鞍的两侧张拉锚固点处设置可张拉调节锚索力的锚固装置，在锚索两端张拉完固定施工毕后可用索鞍盖将索背盖紧，对锚索进行保护，以防索在横流作用下偏位引起一侧索力的松弛。在索鞍罩的两侧还应专门设有减振阻尼材料填充的渐变过渡段，以防锚索的疲劳损伤。本发明可以实现在任意荷载及水流作用下的悬浮隧道管体的锚固
附图说明
图1为可调式锚索装置在隧道管体上的立面图。
图2为可调式锚索装置在隧道管体上的侧面图。
图3为索鞍和索鞍盖的细部结构图。
图4为一根锚索在索鞍上的锚固图。
图5为减振阻尼材料填充的过渡段细部构造图。
图6为锚索密封罩细部构造图。
图7为锚索座立面图。
图8为锚索座侧面图。
图中结构如下：索鞍盖1，索鞍2，悬浮隧道管体3，索鞍锚固钢筋4，螺栓5，锚索6，基础7，过渡段8，不锈钢外壳8.1，橡胶填充材料8.2，锚索座9，锚索密封罩10，成品索锚11。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施对本发明进行说明。
如图1-图8所示，一种用于锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置，用于锚固悬浮在深水或海峡中悬浮隧道管体，包括索鞍盖(1)、索鞍(2)、索鞍锚固钢筋(4)、锚索(6)、过渡段(8)、锚索座(9)、锚索密封罩(10)和成品索锚(11)；
索鞍盖(1)通过螺栓(5)设置在索鞍(2)上，用于固定锚索(6)；索鞍盖(1)和索鞍(2)对应位置设置有半圆形的凹槽，该凹槽用于固定锚索(6)；索鞍(2)贴面设置于管体(3)的环形背上，
锚索座(9)底部通过预埋的螺栓(5)与悬浮隧道管体(3)相连，待成品索锚(11)固于锚索座(9)上；锚索(6)的一端先锚于海底固定的基础(7)上，然后锚索(6)的另一锚固端沿着索鞍(2)绕过悬浮隧道管体(3)，穿过锚索座(9)并用千斤顶将锚索(6)张拉至设计索力后固定，再将索鞍(2)处的锚索(6)进行防护处理后用索鞍盖(1)固定和保护；
对管体(3)上设置的索鞍(2)的两侧张拉锚固点设置可张拉调节锚索力的锚固装置；在锚索(6)两端张拉完固定施工毕后，对索鞍(2)处的锚索(6)进行防护处理、并用索鞍盖(1)将锚索(6)背盖紧和保护，以防锚索(6)在横流作用下偏位引起的一侧索力松弛；在索鞍(2)的两反拉锚固索的入鞍处设置减振阻尼材料填充的渐变过渡段(8)，以防锚索(6)的疲劳损伤。
索鞍盖(1)与索鞍(2)均采用不锈钢材质制作而成，并采用焊接成U型的锚固钢筋(4)插入悬浮隧道的管体内，索鞍(2)半圆形的凹槽设置在背侧，用于放置和保护锚索(6)；索鞍(2)的大小应视锚固张拉索力大小及安全系数选用锚索(6)直径的粗细、考虑布置并排对称反拉锚固索的尺寸而确定。
所述的索鞍盖(1)与索鞍(2)通过螺栓(5)固定。
所述的锚索座(9)底部通过预埋的螺栓(5)与悬浮隧道管体(3)相连，待成品索锚(11)固于锚索座(9)上，张拉调节完索力后用相应的防护措施对锚索(6)端及锚固索进行处理，再用密封罩(10)进行密封，锚索(6)端密封罩(10)采用螺栓固定在锚索座上；密封罩(10)也用不锈钢的材质制成。
减振阻尼材料填充的过渡段(8)由不锈钢外壳(8.1)和橡胶填充材料(8.2)两部分组成，橡胶填充材料(8.2)采用抗腐蚀能力强的橡胶材料制成；渐变的过渡段的外形为圆台状，入鞍处粗、上细下粗，将外侧变直径、而内侧等直径的过渡段的上端尖头部分夹紧在过渡段索鞍和过渡段索鞍盖中。
锚索(6)锚固过程如下：
锚索(6)的一端先锚于海底固定的基础(7)上，然后锚索(6)的另一锚固端沿着索鞍(2)绕过悬浮隧道管体(3)，穿过锚索座(9)并用千斤顶将锚索(6)张拉至设计索力后固定，再将索鞍(2)处的锚索(6)进行防护处理后用索鞍盖(1)固定和保护；其次，在索鞍(2)的两反拉锚固索的入鞍处设置有减振阻尼材料填充的过渡段(8)、过渡段索鞍(2)和过渡段索鞍盖(1)，以防锚索(6)的疲劳损伤，过渡段索鞍(2)和过渡段索鞍盖(1)为渐变状态，从而与渐变的过渡段(8)相匹配；渐变的过渡段的外形为圆台状，入鞍处粗、上细下粗，将外侧变直径、而内侧等直径的过渡段的上端尖头部分夹紧在过渡段索鞍和过渡段索鞍盖中。
一种用于锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置的施工方法，包括如下步骤：
步骤1、在悬浮隧道每节段管体(3)每隔一定间距L设置一个索鞍(2)，并将索鞍(2)固定在管体(3)的环形背上；
所述索鞍(2)的大小应视锚固张拉索力大小及安全系数选用锚索直径的粗细、考虑布置并排对称反拉锚固索的尺寸而定；
步骤2、在管体(3)的索鞍(2)的两侧张拉锚固点，设置可张拉调节锚索力的锚固装置，具体的:
索鞍(2)外伸的锚索装置部分采用特殊钢特制的锚索座(9)，锚索座(9)底部通过预埋的螺栓(5)与悬浮隧道管体(3)相连，锚索(6)的一端先锚于海底固定的基础(7)上，然后锚索(6)的另一锚固端沿着索鞍(2)绕过悬浮隧道管体(3)，穿过锚索座(9)并用千斤顶将锚索(6)张拉至设计索力后固定,再用密封罩(10)对锚索端进行密封；然后将索鞍(2)处的锚索(6)进行防护处理后，索鞍盖(1)将锚索(6)背盖紧和保护，以防锚索(6)在横流作用下偏位引起的一侧索力松弛；
步骤3、在索鞍(2)的两反拉锚固索的入鞍处设置有减振阻尼材料填充的过渡段(8)、过渡段索鞍(2)和过渡段索鞍盖(1)，以防锚索(6)的疲劳损伤，具体的：
过渡段(8)、过渡段索鞍(2)和过渡段索鞍盖(1)采用具有高强抗韧性好的钢制成，其入口处直径较锚索直径大，过渡段索鞍和过渡段索鞍盖为渐变状态，从而与渐变的过渡段(8)相匹配；之后再到正常防护固定的索鞍(2)及索鞍盖(1)直径；
所述的减振阻尼材料填充的渐变的过渡段(8)的外形为圆台状，入鞍处粗、上细下粗，上端尖头部分被夹紧在过渡段索鞍(2)和过渡段索鞍盖(1)中。

Claims (7)

1.一种用于锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置，用于锚固悬浮在深水或海峡中悬浮隧道管体，包括索鞍盖(1)、索鞍(2)、索鞍锚固钢筋(4)、锚索(6)、过渡段(8)、锚索座(9)、锚索密封罩(10)和成品索锚(11)；
索鞍盖(1)通过螺栓(5)设置在索鞍(2)上，用于固定锚索(6)；索鞍盖(1)和索鞍(2)对应位置设置有半圆形的凹槽，该凹槽用于固定锚索(6)；索鞍(2)贴面设置于管体(3)的环形背上，
锚索座(9)底部通过预埋的螺栓(5)与悬浮隧道管体(3)相连，待成品索锚(11)固于锚索座(9)上；锚索(6)的一端先锚于海底固定的基础(7)上，然后锚索(6)的另一锚固端沿着索鞍(2)绕过悬浮隧道管体(3)，穿过锚索座(9)并用千斤顶将锚索(6)张拉至设计索力后固定，再将索鞍(2)处的锚索(6)进行防护处理后用索鞍盖(1)固定和保护；
对管体(3)上设置的索鞍(2)的两侧张拉锚固点设置可张拉调节锚索力的锚固装置；在锚索(6)两端张拉完固定施工毕后，对索鞍(2)处的锚索(6)进行防护处理、并用索鞍盖(1)将锚索(6)背盖紧和保护，以防锚索(6)在横流作用下偏位引起的一侧索力松弛；在索鞍(2)的两反拉锚固索的入鞍处设置减振阻尼材料填充的渐变过渡段(8)，以防锚索(6)的疲劳损伤。
2.根据权利要求1所述的一种用于锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置，其特征在于：
索鞍盖(1)与索鞍(2)均采用不锈钢材质制作而成，并采用焊接成U型的锚固钢筋(4)插入悬浮隧道的管体内，索鞍(2)半圆形的凹槽设置在背侧，用于放置和保护锚索(6)；索鞍(2)的大小应视锚固张拉索力大小及安全系数选用锚索(6)直径的粗细、考虑布置并排对称反拉锚固索的尺寸而确定。
3.根据权利要求2所述的一种用于锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置，其特征在于：所述的索鞍盖(1)与索鞍(2)通过螺栓(5)固定。
4.根据权利要求3所述的一种用于锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置，其特征在于：所述的锚索座(9)底部通过预埋的螺栓(5)与悬浮隧道管体(3)相连，待成品索锚(11)固于锚索座(9)上，张拉调节完索力后用相应的防护措施对锚索(6)端及锚固索进行处理，再用密封罩(10)进行密封，锚索(6)端密封罩(10)采用螺栓固定在锚索座(9)上；密封罩(10)也用不锈钢的材质制成。
5.根据权利要求4所述的一种用于锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置，其特征在于：减振阻尼材料填充的过渡段(8)由不锈钢外壳(8.1)和橡胶填充材料(8.2)两部分组成，橡胶填充材料(8.2)采用抗腐蚀能力强的橡胶材料制成；渐变的过渡段的外形为圆台状，入鞍处粗、上细下粗，将外侧变直径、而内侧等直径的过渡段的上端尖头部分夹紧在过渡段索鞍和过渡段索鞍盖中。
6.根据权利要求5所述的一种用于锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置，其特征在于锚索(6)锚固过程如下：
锚索(6)的一端先锚于海底固定的基础(7)上，然后锚索(6)的另一锚固端沿着索鞍(2)绕过悬浮隧道管体(3)，穿过锚索座(9)并用千斤顶将锚索(6)张拉至设计索力后固定，再将索鞍(2)处的锚索(6)进行防护处理后用索鞍盖(1)固定和保护；其次，在索鞍(2)的两反拉锚固索的入鞍处设置有减振阻尼材料填充的过渡段(8)、过渡段的索鞍(2)和过渡段的索鞍盖(1)，以防锚索(6)的疲劳损伤，过渡段索鞍和过渡段索鞍盖为渐变状态，从而与渐变的过渡段(8)相匹配；渐变的过渡段的外形为圆台状，入鞍处粗、上细下粗，将外侧变直径、而内侧等直径的过渡段的上端尖头部分夹紧在过渡段索鞍和过渡段索鞍盖中。
7.根据权利要求6所述的一种用于锚固悬浮隧道管体的可调式锚索装置的施工方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1、在悬浮隧道每节段管体(3)每隔一定间距L设置一个索鞍(2)，并将索鞍(2)固定在管体(3)的环形背上；
所述索鞍(2)的大小应视锚固张拉索力大小及安全系数选用锚索直径的粗细、考虑布置并排对称反拉锚固索的尺寸而定；
步骤2、在管体(3)的索鞍(2)的两侧张拉锚固点，设置可张拉调节锚索力的锚固装置，具体的:
索鞍(2)外伸的锚索装置部分采用特殊钢特制的锚索座(9)，锚索座(9)底部通过预埋的螺栓(5)与悬浮隧道管体(3)相连，锚索(6)的一端先锚于海底固定的基础(7)上，然后锚索(6)的另一锚固端沿着索鞍(2)绕过悬浮隧道管体(3)，穿过锚索座(9)并用千斤顶将锚索(6)张拉至设计索力后固定,再用密封罩(10)对锚索端进行密封；然后将索鞍(2)处的锚索(6)进行防护处理后，索鞍盖(1)将锚索(6)背盖紧和保护，以防锚索(6)在横流作用下偏位引起的一侧索力松弛；
步骤3、在索鞍(2)的两反拉锚固索的入鞍处设置有减振阻尼材料填充的过渡段(8)、过渡段索鞍和过渡段索鞍盖，以防锚索(6)的疲劳损伤，具体的：
过渡段(8)、过渡段索鞍(2)和过渡段索鞍盖(1)采用具有高强抗韧性好的钢制成，其入口处直径较锚索(6)直径大，过渡段索鞍(2)和过渡段索鞍盖(1)为渐变状态，从而与渐变的过渡段(8)相匹配；之后再到正常防护固定的索鞍(2)及索鞍盖(1)直径；
所述的减振阻尼材料填充的渐变的过渡段(8)的外形为圆台状，入鞍处粗、上细下粗，上端尖头部分被夹紧在过渡段的索鞍(2)和过渡段的索鞍盖(1)中。
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