CN111519530A - 一种墩头式隧道锚及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种墩头式隧道锚及施工方法,属于桥梁工程技术领域。本申请提供的墩头式隧道锚包括前锚室、后锚室和锚塞体,其中,前锚室内架设有主缆,主缆通过散索鞍分散成多根主缆钢绞线;锚塞体包括相连的锚塞体前端和锚塞体后端,锚塞体前端位于所述前锚室的后部,且锚塞体前端的各个横截面尺寸一致,锚塞体后端位于所述后锚室的前部,锚塞体后端的各个横截面尺寸一致且大于所述锚塞体前端的横截面尺寸。由此,锚塞体前端和锚塞体后端构成的锚塞体形成墩头式锚塞体,整个隧道锚形成墩头式隧道锚。本申请提供的墩头式隧道锚具有施工难度及风险较小、整体工程规模减小、造价相对降低的优势,且结构的安全性、稳定性和耐久性都有显著提高。
Description
技术领域
本申请涉及桥梁工程技术领域,特别涉及一种墩头式隧道锚及施工方法。
背景技术
随着国民经济及科学技术的不断发展,以及交通需求的日益增加,我国桥梁建设正进入黄金时期。对于需要建设特大跨径桥梁以供通行的地区,可以选择架设一座悬索桥,悬索桥又名吊桥,是一种以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索作为上部结构主要承重构件的桥梁。悬索桥通常由主缆、加劲梁、桥塔、鞍座、锚碇、吊索等构件构成。主缆是悬索桥的主要承重构件,除承受自身恒载外,主缆本身又通过索夹和吊索承受活载和加劲梁(包括桥面)的恒载。除此之外,主缆还承担一部分横向风载,并将它直接传递到桥塔顶部。
相关技术中,悬索桥主缆锚碇有重力式和隧道式两种,其中,隧道式锚碇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,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,以形成锚塞效应,增强锚碇的承载力以分担主缆巨大的压力。
但是,前小后大的楔形隧道锚,其每个断面的尺寸均不一样,由于锚塞体竖向倾角大,且需要在洞内实施开挖、初期支护、锚塞体及二衬施工,因此设计及施工控制均十分复杂,施工难度和风险较大,且工期较长;此外,常规的楔形隧道锚通常长度较长,导致工程造价高。
发明内容
本申请实施例提供一种墩头式隧道锚及施工方法,以解决相关技术中楔形隧道锚断面尺寸不一致,施工难度高、风险大、工期长、造价高的技术问题。与现有技术相比,本申请实施例提供的墩头式隧道锚,施工难度及风险较小,整体工程规模减小,造价相对降低,且结构的安全性、稳定性和耐久性都有显著提高。
第一方面,提供了一种墩头式隧道锚,其包括:
前锚室,其布置在山体的洞口处,所述前锚室内架设有主缆,所述主缆通过散索鞍分散成多根主缆钢绞线;
后锚室,其衔接于所述前锚室的后方,所述后锚室截面尺寸大于所述前锚室截面尺寸的洞室;
锚塞体,其包括相连的锚塞体前端和锚塞体后端,所述锚塞体前端位于所述前锚室的后部,所述锚塞体前端的各个横截面尺寸一致,所述锚塞体后端位于所述后锚室的前部,所述锚塞体后端的各个横截面尺寸一致且大于所述锚塞体前端的横截面尺寸。
一些实施例中,所述锚塞体内设有预应力钢绞线,所述预应力钢绞线与所述主缆钢绞线相连。
一些实施例中,所述锚塞体采用钢筋混凝土整体浇筑。
一些实施例中,所述前锚室、后锚室及锚塞体的外沿均浇筑有衬砌。
一些实施例中,所述锚塞体处的岩体有注浆。
第二方面,提供了一种墩头式隧道锚的施工方法,包括以下步骤:
开挖洞口、前锚室及后锚室;
浇筑后锚室的衬砌,架设所述锚塞体的钢筋及预应力钢绞线,浇筑所述锚塞体的混凝土,并张拉所述预应力钢绞线;
浇筑前锚室的衬砌,在所述前锚室内安装散索鞍,将主缆通过所述散索鞍分散成多根主缆钢绞线,并将所述主缆钢绞线与所述预应力钢绞线进行连接;
施工洞口混凝土。
一些实施例中,浇筑所述锚塞体的混凝土的具体方法为:整体浇筑所述锚塞体的混凝土。
一些实施例中,所述开挖洞口、前锚室及后锚室的具体方法为:采用控制爆破法开挖,开挖的同时进行初期支护施工,所述初期支护包括架设系统锚杆、钢筋网、钢架及喷射混凝土。
一些实施例中,在浇筑后锚室衬砌之后,架设所述锚塞体的钢筋及预应力钢绞线之前,还包括步骤:设置预应力管道。
一些实施例中,浇筑所述锚塞体之前,还包括步骤:通过岩体注浆管对所述锚塞体处的岩体进行注浆施工。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括:本申请提供的墩头式隧道锚能够在有效分担主缆拉力的基础上,有效降低施工难度及施工风险。
本申请实施例提供了一种墩头式隧道锚及施工方法,由于锚塞体前端的各个横截面尺寸一致,锚塞体后端的各个横截面尺寸一致且大于锚塞体前端的横截面尺寸,形成墩头式锚塞体。因此,既能形成锚塞体,有效分担主缆的压力,又因为锚塞体前端断面尺寸一致、锚塞体后端断面尺寸一致,能够降低施工的难度和风险。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的墩头式隧道锚的立体图;
图2为本申请实施例提供的墩头式隧道锚的平面图;
图3为本申请实施例提供的隧道锚前端断面布置示意图;
图4为本申请实施例提供的锚塞体后端断面布置示意图。
图中,1-洞口;2-前锚室;3-散索鞍;4-后锚室;5-衬砌;6-岩体注浆管;7-锚塞体前端;8-锚塞体后端;9-预应力钢绞线;10-主缆钢绞线;11-主缆;12-山体边坡。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种墩头式隧道锚,其能解决现有技术中采用的楔形隧道锚前后断面尺寸不一致,从而导致施工难度高、风险大、工期长、造价高的技术问题。
图1是本申请实施例提供的墩头式隧道锚的立面图,本申请实施例提供的墩头式隧道锚包括:前锚室2、后锚室4和锚塞体,其中,前锚室2布置在山体1的洞口处,前锚室2内架设有主缆11,主缆11通过散索鞍3分散成多根主缆钢绞线10;后锚室4衔接于前锚室2的后方,且后锚室4为截面尺寸大于所述前锚室2截面尺寸的洞室;锚塞体包括相连的锚塞体前端7和锚塞体后端8,锚塞体前端7位于所述前锚室2的后部,且锚塞体前端7的各个横截面尺寸一致,锚塞体后端8位于所述后锚室4的前部,锚塞体后端8的各个横截面尺寸一致且大于所述锚塞体前端7的横截面尺寸。由此,锚塞体前端7和锚塞体后端8构成的锚塞体形成墩头式锚塞体,整个隧道锚形成墩头式隧道锚。
参见图2至图4所示,在本申请实施例中,锚塞体前端7的尺寸根据岩体向内破坏极限强度确定,不宜太短,同时,锚塞体前端7的尺寸还根据主缆钢绞线10的锚固要求确定。由于锚塞体后端8的各个横截面尺寸大于所述锚塞体前端7的横截面尺寸,形成了墩头式锚塞体,因此本申请实施例提供的隧道锚能够有效分担主缆11的压力,将悬索桥巨大的主缆11拉力通过锚塞体传递给岩体。又由于锚塞体前端7的各个横截面尺寸一致、锚塞体后端8的各个横截面尺寸也一致,因此与常规的楔形锚塞体相比,在本申请实施例提供的墩头式隧道锚施工过程中,施工难度和风险均能够有效降低。除此之外,由于形成了墩头式锚塞体,因此,锚塞体前端7的尺寸不必设置得过长,与常规的楔形锚塞体相比,本申请实施例中的锚塞体前端7的尺寸有所缩短,使得隧道锚整体工程规模减小,造价相对降低20%,且结构的安全性、稳定性和耐久性都有显著提高。
更进一步地,所述锚塞体内设有预应力钢绞线9,所述预应力钢绞线9与所述主缆钢绞线10相连。
更进一步地,所述锚塞体采用钢筋混凝土整体浇筑。
在本申请实施例中,锚塞体前端7和锚塞体后端8采用整体浇筑的形式进行混凝土浇筑,使得锚塞体具有足够的强度和刚度,能够将主缆11拉力传递给岩体。根据实际情况可以选择钢筋混凝土或型钢混凝土。
更进一步地,所述前锚室2、后锚室4及锚塞体的外沿均浇筑有衬砌5。其中,前锚室2和后锚室4段的衬砌5为复合式,锚塞体段的衬砌5为锚喷支护。
更进一步地,所述锚塞体处的岩体有注浆。
在本申请实施例中,所述锚塞体后端8前侧至所述锚塞体前端7前侧的岩体均进行注浆处理,以确保锚塞体与周边岩体共同受力。
本申请实施例还提供一种上述墩头式隧道锚的施工方法,包括以下步骤:
S1、开挖洞口1、前锚室2及后锚室4;
S2、浇筑后锚室4的衬砌5,架设所述锚塞体的钢筋及预应力钢绞线9,浇筑所述锚塞体的混凝土,并张拉所述预应力钢绞线9;
S3、浇筑前锚室2的衬砌5,在所述前锚室2内安装散索鞍3,将主缆11通过所述散索鞍3分散成多根主缆钢绞线10,并将所述主缆钢绞线10与所述预应力钢绞线9进行连接;
S4、施工洞口1混凝土。
在本申请实施例中,首先在山体边坡12处挖设洞口1,然后挖设前锚室2及后锚室4,其中,前锚室2的横向宽度相对较小,纵向长度相对较长,后锚室4的横向宽度相对较大,而纵向长度相对较短;在洞口1、前锚室2及后锚室4挖设完毕后,需要浇筑后锚室4的衬砌5,在后锚室4前部及前锚室2后部架设所述锚塞体的钢筋及预应力钢绞线9,然后对所述锚塞体进行混凝土浇筑,并张拉所述预应力钢绞线9;然后浇筑前锚室2的衬砌5,在前锚室2内安装散索鞍3,并将主缆11通过所述散索鞍3分散成多根主缆钢绞线10,随后,将所述主缆钢绞线10与张拉后的预应力钢绞线9进行连接;最后,对洞口1进行混凝土施工,即可完成墩头式隧道锚的施工。在本申请实施例中,前锚室2的后部构成锚塞体前端7,后锚室4的前部构成锚塞体后端8,锚塞体前端7的各个横截面尺寸一致,锚塞体后端8的各个横截面尺寸一致且大于所述锚塞体前端7的横截面尺寸,锚塞体前端7和锚塞体后端8构成锚塞体。
更进一步地,浇筑所述锚塞体的混凝土的具体方法为:整体浇筑所述锚塞体的混凝土。
在本申请实施例中,对锚塞体整体进行混凝土浇筑,使得锚塞体具有足够的强度和刚度,能够将主缆11拉力传递给岩体。
更进一步地,所述开挖洞口1、前锚室2及后锚室4的具体方法为:采用控制爆破法开挖,开挖的同时进行初期支护施工,所述初期支护包括架设系统锚杆、钢筋网、钢架及喷射混凝土。
在本申请实施例中,采用控制爆破的方法挖洞口1、前锚室2及后锚室4设,并确保周边的岩体稳定。在挖设的同时进行初期支护的施工,初期支护包括架设系统锚杆、钢筋网、钢架及喷射混凝土,在必要时可以设置超前支护。
更进一步地,在浇筑后锚室4衬砌之后,架设所述锚塞体的钢筋及预应力钢绞线9之前,还包括步骤:设置预应力管道。
在本申请实施例中,预应力管道设置在锚塞体范围内,以便于预应力钢绞线9的架设。
更进一步地,浇筑所述锚塞体之前,还包括步骤:通过岩体注浆管6对所述锚塞体处的岩体进行注浆施工。
在本申请实施例中,为确保锚塞体能够有效分担主缆11的巨大压力,对所述锚塞体处的岩体进行注浆施工,以使锚塞体能够和岩体共同受力,提高锚塞体的稳固性和整体结构的安全性。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是,在本申请中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种墩头式隧道锚,其特征在于,其包括:
前锚室(2),其布置在山体的洞口(1)处,所述前锚室(2)内架设有主缆(11),所述主缆(11)通过散索鞍(3)分散成多根主缆钢绞线(10);
后锚室(4),其衔接于所述前锚室(2)的后方,所述后锚室(4)为截面尺寸大于所述前锚室(2)截面尺寸的洞室;
锚塞体,其包括相连的锚塞体前端(7)和锚塞体后端(8),所述锚塞体前端(7)位于所述前锚室(2)的后部,所述锚塞体前端(7)的各个横截面尺寸一致,所述锚塞体后端(8)位于所述后锚室(4)的前部,所述锚塞体后端(8)的各个横截面尺寸一致且大于所述锚塞体前端(7)的横截面尺寸。
2.如权利要求1所述的一种墩头式隧道锚,其特征在于,所述锚塞体内设有预应力钢绞线(9),所述预应力钢绞线(9)与所述主缆钢绞线(10)相连。
3.如权利要求1所述的一种墩头式隧道锚,其特征在于,所述锚塞体采用钢筋混凝土整体浇筑。
4.如权利要求1所述的一种墩头式隧道锚,其特征在于,所述前锚室(2)、后锚室(4)及锚塞体的外沿均浇筑有衬砌(5)。
5.如权利要求1所述的一种墩头式隧道锚,其特征在于,所述锚塞体处的岩体有注浆。
6.一种如权利要求1~5中任一项所述的墩头式隧道锚的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
开挖洞口(1)、前锚室(2)及后锚室(4);
浇筑后锚室(4)的衬砌(5),架设所述锚塞体的钢筋及预应力钢绞线(9),浇筑所述锚塞体的混凝土,并张拉所述预应力钢绞线(9);
浇筑前锚室(2)的衬砌(5),在所述前锚室(2)内安装散索鞍(3),将主缆(11)通过所述散索鞍(3)分散成多根主缆钢绞线(10),并将所述主缆钢绞线(10)与所述预应力钢绞线(9)进行连接;
施工洞口(1)混凝土。
7.如权利要求6所述的一种墩头式隧道锚的施工方法,其特征在于,浇筑所述锚塞体的混凝土的具体方法为:整体浇筑所述锚塞体的混凝土。
8.如权利要求6所述的一种墩头式隧道锚的施工方法,其特征在于,所述开挖洞口(1)、前锚室(2)及后锚室(4)的具体方法为:采用控制爆破法开挖,开挖的同时进行初期支护施工,所述初期支护包括架设系统锚杆、钢筋网、钢架及喷射混凝土。
9.如权利要求6所述的一种墩头式隧道锚的施工方法,其特征在于,在浇筑后锚室(4)的衬砌(5)之后,架设所述锚塞体的钢筋及预应力钢绞线(9)之前,还包括步骤:设置预应力管道。
10.如权利要求6所述的一种墩头式隧道锚的施工方法,其特征在于,浇筑所述锚塞体的混凝土之前,还包括步骤:通过岩体注浆管(6)对所述锚塞体处的岩体进行注浆施工。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200811 |
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