CN110747738A - 悬索桥锚碇的前锚室及钢混组合式上盖板的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种悬索桥锚碇的前锚室及钢混组合式上盖板的施工方法，属于桥梁配件技术领域。施工方法包括：(1)预埋步骤，在浇注前锚室侧墙的过程中，将钢结构预埋件埋入侧墙混凝土中；(2)吊装步骤，将预制钢底模吊装至支撑在侧墙混凝土上；(3)焊接步骤，并将预制钢底模两侧边缘部与钢结构预埋件焊接连接；(4)浇注步骤，在预制钢底模上浇注混凝土层。基于前述步骤所限定的上盖板的施工方法，不仅可便于施工，且能有效确保悬索桥的耐久性，可广泛应用于桥梁工程领域中。

Description

悬索桥锚碇的前锚室及钢混组合式上盖板的施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，具体地说，涉及一种悬索桥锚碇的前锚室、用于构建该前锚室的钢混组合式上盖板及该上盖板的施工方法。

背景技术

悬索桥作为一种跨越能力最强的桥型，其以悬索为主要承重结构，锚碇作为悬索桥的主要承载结构之一，主要用于将悬索桥主缆的端部固定于桥头岸边岩石或土层中，例如公开号为CN105648921A的专利文献所公开的钢筋混凝土板复合式锚碇，在施工过程中，需先在山体边坡侧开挖前锚室。

对于前锚室，其为由上盖板与锚碇侧墙一起构成的封闭结构，在施工过程中，以往通常采用混凝土结构，一种是现浇混凝土，例如公开号为CN108457190A的专利文献所公开锚碇前锚室的顶板施工方法，需要搭设支架，在施工过程容易对主缆造成损伤，且由于施工空间狭小，现浇混凝土的施工质量很难保证；另一种是预制混凝土，重量较重，且由于盖板上方有引桥构造，施工空间不足，因此对吊装设备要求较高；此外，预制混凝土由于存在湿接缝，在使用期也容易在湿接缝处出现裂缝，导致前锚室无法可靠地防水，进而影响悬索桥主缆的耐久性。

此外，上盖板的施工长期困扰着施工方。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种悬索桥锚碇的前锚室的上盖板的施工方法，以方便施工的同时，确保悬索桥的耐久性；

本发明的另一目的是提供一种悬索桥锚碇的前锚室，以方便施工的同时，确保悬索桥的耐久性。

为了实现上述主要目的，本发明提供的悬索桥锚碇的钢混组合式上盖板的施工方法包括以下步骤：

预埋步骤，在浇注前锚室侧墙的过程中，将钢结构预埋件埋入侧墙混凝土中；钢结构预埋件包括焊接连接板及与焊接连接板固连的钢筋预埋件，钢筋预埋件埋入侧墙混凝土中，焊接连接板具有暴露地位于侧墙混凝土顶侧的焊接连接部；

吊装步骤，将预制钢底模吊装至支撑在侧墙混凝土上；预制钢底模包括钢底模板及固设在钢底模板的上表面上的多根沿横向布置的加劲肋；加劲肋上设有第一钢筋贯穿孔；

焊接步骤，将钢底模板的底面两侧缘部与焊接连接部焊接固连；

浇注步骤，在第一钢筋贯穿孔内穿设有连接钢筋的预制钢底模上浇注混凝土层。

利用钢结构在场外预制出钢底模与预埋件，再运输至施工现场进行吊装，且先将预埋件埋入两侧墙的混凝土中，从而可利用两侧墙充当部分支架，甚至无需额外支模支架，以对作为浇注模板用的钢底模板进行支撑，从而可减少施工过程搭建支模的工程量，不仅能便于施工，且利用钢结构焊接而构成的连接处，与现有技术预制件的浇注连接而存在后期开裂的问题，有效地确保悬索桥的耐久性。

具体的方案为焊接连接板包括焊接成T型结构的顶板与腹板，在腹板上设有第二钢筋贯穿孔，钢筋预埋件为穿设于第二钢筋贯穿孔内的U型钢筋预埋件；在预埋步骤中，腹板与U型钢筋预埋件均埋入侧墙混凝土中；顶板构成焊接连接部。进一步便于施工操作。

更具体的方案为U型钢筋预埋件的肢长大于等于U型钢筋预埋件的直径的30倍；沿腹板的长度方向，相邻两个第二钢筋贯穿孔的孔间距大于等于10厘米，第二钢筋贯穿孔的孔径大于等于3厘米。

优选的方案为在焊接步骤之后，在第一钢筋贯穿孔上穿设连接钢筋，连接钢筋与加劲肋相正交布置，同一根连接钢筋贯穿共中心线布置的第一钢筋贯穿孔，并在钢底模板的边缘处截断，及将连接钢筋的端部弯起处理。

优选的方案为沿加劲肋的长度方向，在同一根加劲肋上的相邻两个第一钢筋贯穿孔的孔间距大于等于10厘米，第一钢筋贯穿孔的孔径大于等于3厘米。

优选的方案为加劲肋的两端延伸至钢底模板的边缘处；钢底模板在横向宽度大的位置处加劲肋的间距小于横向宽度小的位置处的加劲肋的间距；在吊装步骤前，在施工现场将多块预制部焊接成整块结构的预制钢底模；在浇注步骤后，对裸露的钢结构表面进行涂装防腐涂层。

为了实现上述另一目的，本发明提供的悬索桥锚碇的前锚室包括两侧墙及固定支撑在两侧墙顶部上的上盖板；上盖板包括钢底模及浇注于钢底模上的混凝土层；钢底模包括用于支撑混凝土层的钢底模板，固设在钢底模板上且沿钢底模板的宽度方向布置的加劲肋，及穿设在加劲肋的第一钢筋贯穿孔内的连接钢筋；加劲肋与连接钢筋均埋入混凝土层内；两侧墙混凝土中埋设有钢结构预埋件，钢结构预埋件包括埋入两侧墙混凝土中的钢筋预埋件及与钢筋预埋件固连的焊接连接板，焊接连接板与钢底模板的底面两侧边缘部焊接固连。

基于其上盖板结构的设计，可利用钢结构在场外预制出钢底模与预埋件，再运输至施工现场进行吊装，且先将预埋件埋入两侧墙的混凝土中，从而可利用两侧墙充当部分支架，以对作为浇注模板用的钢底模板进行支撑，从而可减少施工过程搭建支模的工程量，不仅能便于施工，且利用钢结构焊接而构成的连接处，与现有技术预制件的浇注连接而存在后期开裂的问题，有效地确保悬索桥的耐久性。

具体的方案为焊接连接板包括焊接成T型结构的顶板与腹板，在腹板上设有第二钢筋贯穿孔，钢筋预埋件为穿设于第二钢筋贯穿孔内的U型钢筋预埋件；顶板与底面两侧边缘部焊接固连。

优选的方案为连接钢筋与加劲肋相正交布置，同一根连接钢筋贯穿共中心线布置的第一钢筋贯穿孔，并在钢底模板的边缘处截断；连接钢筋的端部为弯起结构。

优选的方案为在同一钢构件上，相邻两个钢筋贯穿孔之间的孔间距大于等于10厘米，钢筋贯穿孔的孔径大于等于3厘米；加劲肋的两端延伸至钢底模板的边缘处；钢底模板在横向宽度大的位置处加劲肋的间距小于横向宽度小的位置处的加劲肋的间距；在裸露的钢结构表面附着有防腐涂层。

附图说明

图1为本发明上盖板实施例中骨架的立体图；

图2为图1中A局部放大图；

图3为图1中B局部放大图；

图4为本发明上盖板实施例中刚底模板与加劲肋的结构示意图；

图5为本发明上盖板实施例中位于刚底模板两侧的钢结构预埋件的立体图；

图6为图5所示钢结构预埋件在区别于图5所示视角下的局部立体图；

图7为本发明上盖板实施例中第一贯穿钢筋的立体图；

图8为本发明上盖板实施例中第二贯穿钢筋的立体图；

图9为本发明上盖板实施例中刚底模板与加劲肋的俯视结构示意图；

图10为本发明施工方法实施例的流程图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

在下述实施例中，主要对悬索桥锚碇的前锚室的上盖板结构与施工方法进行改进，对于锚碇的前锚室的其他部分结构及施工方法可参照现有结构及施工方法进行设计。

实施例

本发明悬索桥锚碇的前锚室包括两侧墙及固定支撑在所述两侧墙顶部上的上盖板；参见图1至图9，该上盖板为钢混组合结构，包括钢结构预埋件1、钢底模2及浇注于钢底模2上的现浇混凝土板层。

如图1至图4及图9所示，钢底模2包括钢底模板3，通过焊接方式而固设在钢底模板3的上表面上的多根沿横向布置的加劲肋4，及连接钢筋5。在本实施例中，钢底模板3为一体结构，具体为等腰梯形结构；每根加劲肋4均沿该等腰梯形结构的底面方向布置，即与高度方向相正交；每根加劲肋4的两端延伸至钢底模板2的边缘处。

在每根加劲肋4上设有均设有多个第一钢筋贯穿孔40，第一钢筋贯穿孔40均位于加强筋4在高度方向上的中部区域，该多个第一钢筋贯穿孔40在加劲肋4的长度方向等间距布置，具体为在同一加劲肋4上，相邻两个第一钢筋贯穿孔40之间的孔间距大于等于10厘米，每个第一钢筋贯穿孔40的孔径大于等于3厘米。

连接钢筋5沿与加劲肋4的长度方向相正交布置地穿设在共中心线的多个第一钢筋贯穿孔40，在本实施例中，每根连接钢筋5穿设过与之有交点的加劲肋4上的钢筋贯穿孔，并在钢底模板3的边缘处截断，并对每根连接钢筋5的端部进行弯起处理，形成端部弯起结构50。

如图5至图8所示，钢结构预埋件1包括焊接连接板10及与焊接连接板固连的多根钢筋预埋件11，焊接连接板10包括焊接成T型结构的顶板12与腹板13，在每块腹板13上设有多个沿其长度方向间隔排布的第二钢筋贯穿孔130，该多个第二钢筋贯穿孔130在腹板13的长度方向等间距布置，钢筋预埋件11为穿设于第二钢筋贯穿孔130内的U型钢筋预埋件；在本实施例中，在同一腹板13上，相邻两个第二钢筋贯穿孔130之间的孔间距大于等于10厘米，每个第二钢筋贯穿孔130的孔径大于等于3厘米。

其中，加劲肋4与连接钢筋5均埋入支撑于钢底模板3上的混凝土层内，从而使现浇混凝土板层与钢底模1固连牢固；钢筋预埋件11埋入侧墙混凝土中，且焊接连接板10具有暴露地位于该侧墙混凝土顶侧的焊接连接部，具体为腹板13与钢筋预埋件11均埋入侧墙混凝土中，而顶板12构成暴露于侧墙混凝土的顶侧的焊接连接部；顶板12与钢底模板3的底面两侧边缘部焊接固连。

如图10所示，构建该上盖板的施工方法包括预埋步骤S1、吊装步骤S2、焊接步骤S3、穿设步骤S4、浇注步骤S5及防腐步骤S6，参见图1至图9所示结构，施工过程具体如下：

预埋步骤S1，在浇注前锚室的两侧墙的过程中，将钢结构预埋件1埋入侧墙混凝土中。

在钢结构预埋件1中，为保证该钢结构预埋件1与侧墙混凝土间的结合可靠牢固，将U型钢筋预埋件11伸出的肢长110不小于30倍U型钢筋预埋件11的直径，即U型钢筋预埋件11的肢长110大于等于U型钢筋预埋件的直径的30倍。

位于预制钢底模2两侧边缘处的钢结构预埋件，在锚碇前锚室侧墙混凝土浇筑时进行预埋。

吊装步骤S2，将预制钢底模吊装至支撑在所述侧墙混凝土上。

加劲肋除了提高预制钢底模2的强度、刚度外，以减少钢底模板3厚，降低用钢量，还用于连接钢底模板3与现浇混凝土板成的作用，因此，加劲肋4进行开孔，孔中设置贯穿连接钢筋，该连接钢筋的端头弯起成弯起结构50，与混凝土成更容易结合，也不易从贯穿孔中脱离。

加劲肋4沿横向布置并延伸至钢底膜板3边缘，且在横向宽度大的位置，加劲肋4布置得密一些，而在横向宽度小的位置，加劲肋4布置得疏一些，即钢底模板3在其横向宽度大的位置处加劲肋4的间距小于横向宽度小的位置处的加劲肋4的间距。

对于预制钢底模2，可以分块预制，也可以整体预制，视运输吊装条件决定为方便运输，减小吊装重量，钢底模可以分块预制，并在现场拼接整块结构。

焊接步骤S3，将钢底模板3的底面两侧缘部与焊接连接部焊接固连。

U型钢筋预埋件11与侧墙混凝土结合，利用顶板12与钢底模板3的两侧边缘焊接连接，有效地确保密封性。

穿设步骤S4，在第一钢筋贯穿孔40上穿设连接钢筋5。

为方便施工，连接钢筋5与加劲肋4相正交布置，同一根连接钢筋5贯穿共中心线布置的第一钢筋贯穿孔40，并在钢底模板3的边缘处截断，及将连接钢筋5的端部弯起处理。

浇注步骤S5，在第一钢筋贯穿孔内穿设有连接钢筋的预制钢底模2上浇注混凝土层。

现浇混凝土板成在钢底模上方，两者通过开孔加劲肋4和连接钢筋5紧密连接，现浇混凝土可采用普通钢筋混凝土，也可采用超高性能混凝土。

防腐步骤S6，对裸露的钢结构表面进行涂装防腐涂层。

本发明具有以下优点：

1.施工方便，不需要在前锚室搭设满堂支架，上盖板钢底模吊装到位后，就将前锚室的散索鞍和主缆保护起来了，不用担心物体掉落损伤散索鞍和主缆。

2.吊装重量轻，相比较混凝土底模，钢底模的总量约减轻70％，降低了吊装设备的要求，在山区等恶劣施工环境下有很强的适应性。

3.便于标准化设计、工厂化施工。

4.施工工序简单快捷，提高了施工效率。

5.密封性能好，目前常用的混凝土上盖板结构容易开裂渗水，而钢底模通过与预埋件顶板焊接，阻断了水和湿润空气进入前锚室的通道。

6.使用期维护简单，发现防腐涂装大面积脱落剥离后补一次防腐涂装即可，预估20年左右，而采用混凝土结构则当裂缝发展时很难进行维护。

Claims (10)

1.一种悬索桥锚碇的钢混组合式上盖板的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括以下步骤：

预埋步骤，在浇注前锚室侧墙的过程中，将钢结构预埋件埋入侧墙混凝土中；所述钢结构预埋件包括焊接连接板及与所述焊接连接板固连的钢筋预埋件，所述钢筋预埋件埋入所述侧墙混凝土中，所述焊接连接板具有暴露地位于所述侧墙混凝土顶侧的焊接连接部；

吊装步骤，将预制钢底模吊装至支撑在所述侧墙混凝土上；所述预制钢底模包括钢底模板及固设在所述钢底模板的上表面上的多根沿横向布置的加劲肋；所述加劲肋上设有第一钢筋贯穿孔；

焊接步骤，将所述钢底模板的底面两侧缘部与所述焊接连接部焊接固连；

浇注步骤，在所述第一钢筋贯穿孔内穿设有连接钢筋的所述预制钢底模上浇注混凝土层。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：

所述焊接连接板包括焊接成T型结构的顶板与腹板，在所述腹板上设有第二钢筋贯穿孔，所述钢筋预埋件为穿设于所述第二钢筋贯穿孔内的U型钢筋预埋件；在所述预埋步骤中，所述腹板与所述U型钢筋预埋件均埋入所述侧墙混凝土中；所述顶板构成所述焊接连接部。

3.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于：

所述U型钢筋预埋件的肢长大于等于所述U型钢筋预埋件的直径的30倍；

沿所述腹板的长度方向，相邻两个所述第二钢筋贯穿孔的孔间距大于等于10厘米，所述第二钢筋贯穿孔的孔径大于等于3厘米。

4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的施工方法，其特征在于：

在所述焊接步骤之后，在所述第一钢筋贯穿孔上穿设所述连接钢筋，所述连接钢筋与所述加劲肋相正交布置，同一根所述连接钢筋贯穿共中心线布置的所述第一钢筋贯穿孔，并在所述钢底模板的边缘处截断，及将所述连接钢筋的端部弯起处理。

5.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的施工方法，其特征在于：

沿所述加劲肋的长度方向，在同一根所述加劲肋上的相邻两个所述第一钢筋贯穿孔的孔间距大于等于10厘米，所述第一钢筋贯穿孔的孔径大于等于3厘米。

6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的施工方法，其特征在于：

所述加劲肋的两端延伸至所述钢底模板的边缘处；

所述钢底模板在横向宽度大的位置处加劲肋的间距小于横向宽度小的位置处的加劲肋的间距；

在所述吊装步骤前，在施工现场将多块预制部焊接成整块结构的所述预制钢底模；

在所述浇注步骤后，对裸露的钢结构表面进行涂装防腐涂层。

7.一种悬索桥锚碇的前锚室，包括两侧墙及固定支撑在所述两侧墙的顶部上的上盖板，其特征在于：

所述上盖板包括钢底模及浇注于所述钢底模上的混凝土层；所述钢底模包括用于支撑所述混凝土层的钢底模板，固设在所述钢底模板上且沿所述钢底模板的宽度方向布置的加劲肋，及穿设在所述加劲肋的第一钢筋贯穿孔内的连接钢筋；所述加劲肋与所述连接钢筋均埋入所述混凝土层内；

两侧墙混凝土中埋设有钢结构预埋件，所述钢结构预埋件包括埋入所述两侧墙混凝土中的钢筋预埋件及与所述钢筋预埋件固连的焊接连接板，所述焊接连接板与所述钢底模板的底面两侧边缘部焊接固连。

8.根据权利要求7所述的前锚室，其特征在于：

所述焊接连接板包括焊接成T型结构的顶板与腹板，在所述腹板上设有第二钢筋贯穿孔，所述钢筋预埋件为穿设于所述第二钢筋贯穿孔内的U型钢筋预埋件；所述顶板与所述底面两侧边缘部焊接固连。

9.根据权利要求7或8所述的前锚室，其特征在于：

所述连接钢筋与所述加劲肋相正交布置，同一根所述连接钢筋贯穿共中心线布置的所述第一钢筋贯穿孔，并在所述钢底模板的边缘处截断；所述连接钢筋的端部为弯起结构。

10.根据权利要求7至9任一项权利要求所述的前锚室，其特征在于：

在同一钢构件上，相邻两个钢筋贯穿孔之间的孔间距大于等于10厘米，钢筋贯穿孔的孔径大于等于3厘米；

所述加劲肋的两端延伸至所述钢底模板的边缘处；

所述钢底模板在横向宽度大的位置处加劲肋的间距小于横向宽度小的位置处的加劲肋的间距；

在裸露的钢结构表面附着有防腐涂层。

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