CN112523072A - 非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系，其针对的是非对称独塔双索面斜拉桥由于主、边跨梁的长度不同，边跨较短，索塔承受不平衡力的具体技术问题；具体施工方法是：施工主梁时，斜拉索锚固在边跨后竖向垂直锚固于同位置梁块地下的岩层土质中，并对此地锚施加一定的预应力，施工中辅助墩处可直接预埋预应力锚固体系，形成新型等效配重结构体系。此结构具有更好的经济性，施工方便，结构安全可靠，减小了传统非对称斜拉桥边跨段配重混凝土材料，克服了施工大临支架复杂设计施工的弊端。

Description

非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系及施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程、桥梁水工结构中的基础以及该基础的施工方法技术领域，尤其涉及非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系及施工方法。

背景技术

斜拉桥是大跨度结构，对于不同地质、地形条件可采用不同的布置方式。一般斜拉结构多为对称直线布置，可以通过塔梁平衡桥面传递的荷载力；但对于特殊地质条件的单塔基础设置需考虑施工等因素的便利，往往斜拉桥设置成非对称斜拉索结构体系。

非对称斜拉索结构体系的设计一般考虑边跨配重，即边跨主梁采用混凝土结构，主跨采用钢结构，常规施工采用辅助临时支架体系进行混凝土浇筑，工期长，作业面大，结合自平衡条件下边主跨的应力造成斜拉桥设计难度和验算的复杂程度增大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系及施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系，地锚预应力筋和斜拉索同时在边跨主梁上进行锚固，与已施工完成的主梁结构形成受力平衡态。

优选地，在非对称斜拉桥边跨一般设计有辅助墩，辅助墩的承台开设有地锚孔，所述辅助墩的地锚孔底端预埋有锚固端配件，所述锚固端配件包括预埋垫板，所述预埋垫板中心穿接有锚固套，所述锚固套下部外壁设有螺纹并套接有球形螺母，所述球形螺母与预埋垫板之间垫设有球形垫板，所述锚固套底端与预应力筋底端固定锚接，所述锚固套上部设有钢波纹管，所述预应力筋顶端与主梁锚接，所述钢波纹管顶端一直延伸到预应力筋顶端与主梁的锚接处，对预应力筋起保护作用，所述钢波纹管外壁与地锚孔内壁之间的空腔位置布置有注浆管。

优选地，辅助墩的锚固结构可在全桥施工完成后形成永久结构。

优选地，在边跨区域桥墩之间的地基处开设地锚孔，地锚孔底端延伸到岩层处，所述地基处的地锚孔底端预埋有锚固端配件，所述锚固端配件包括预埋垫板，所述预埋垫板中心穿接有锚固套，所述锚固套下部外壁设有螺纹并套接有球形螺母，所述球形螺母与预埋垫板之间垫设有球形垫板，所述锚固套底端与预应力筋底端固定锚接，所述锚固套上部设有钢波纹管，所述预应力筋顶端与主梁锚接，所述钢波纹管顶端一直延伸到原地面线上方位置，对预应力筋起保护作用，所述钢波纹管外壁与地锚孔内壁之间的空腔位置布置有注浆管。

进一步地，所述地基处的预应力筋和辅助墩承台处的预应力筋在主梁处锚固端完成后分别进行施加预应力。

本发明还提出非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：在非对称斜拉桥边跨一般设计有辅助墩，在辅助墩承台施工时预埋地锚结构，同时预埋钢波纹管直通梁索处；

步骤2：同步在边跨区域桥墩之间的地基处垂直钻孔到岩层处埋设地锚锚固端配件，根据主梁两端非对称施工进度，当主梁施工到当前梁段地锚处时，该地锚顶端锚固在对应斜拉索处，并此在梁端给予一定的初张预应力值，使得地锚预应力筋处于受力拉直状态，并根据受力分析确认最终的非对称施工条件下该边跨主梁最终地锚预应力，有效解决非对称主梁施工平衡；

步骤3：地锚预应力施工时，应保证主、边梁该号梁块斜拉索同步张拉，同步锚固，以使边跨短距造成的非平衡力通过地锚完成平衡；

步骤4：采用注浆导管法对地锚孔进行封浆施工，应根据地质特性沿钻孔周长方向布设多根导管，依次顺进浇筑，连续完成地锚孔浇筑工作；

步骤5：按此施工方案施工到辅助墩时同步张拉辅助墩处的预埋锚固体系，同步注浆，并以此循环施工完成剩余梁段，最后形成地锚预应力等效配重的受力体系。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明优化等效配重锚固体系，通过采用地锚和在辅助墩预埋预应力结构，将主梁非平衡力传送到地基，转换受力方式形成配重平衡体系。

2.本发明辅助墩预应力体系结构可设置为永久结构成为梁体的受力结构，具有更好的经济性。

3.本发明工艺简单，施工快捷安全，减小了传统非对称斜拉桥边跨段配重混凝土材料，克服了施工大临支架复杂设计施工的弊端。

附图说明

图1为本发明提出的非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系的整体结构及布局示意图；

图2为本发明提出的非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系中的锚固结构的具体示意图；

图中：预应力筋1、预埋垫板2、锚固套3、球形螺母4、球形垫板5、钢波纹管6、注浆管7。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系，地锚预应力筋和斜拉索同时在边跨主梁上进行锚固，与已施工完成的主梁结构形成受力平衡态。

参照图1-2，在非对称斜拉桥边跨一般设计有辅助墩，辅助墩的承台开设有地锚孔，所述辅助墩的地锚孔底端预埋有锚固端配件，所述锚固端配件包括预埋垫板2，所述预埋垫板2中心穿接有锚固套3，所述锚固套3下部外壁设有螺纹并套接有球形螺母4，所述球形螺母4与预埋垫板2之间垫设有球形垫板5，所述锚固套3底端与预应力筋1底端固定锚接，所述锚固套3上部设有钢波纹管6，所述预应力筋1顶端与主梁锚接，所述钢波纹管6顶端一直延伸到预应力筋1顶端与主梁的锚接处，对预应力筋1起保护作用，所述钢波纹管6外壁与地锚孔内壁之间的空腔位置布置有注浆管7。

参照图1-2，辅助墩的锚固结构可在全桥施工完成后形成永久结构。

参照图1-2，在边跨区域桥墩之间的地基处开设地锚孔，地锚孔底端延伸到岩层处，所述地基处的地锚孔底端预埋有锚固端配件，所述锚固端配件包括预埋垫板2，所述预埋垫板2中心穿接有锚固套3，所述锚固套3下部外壁设有螺纹并套接有球形螺母4，所述球形螺母4与预埋垫板2之间垫设有球形垫板5，所述锚固套3底端与预应力筋1底端固定锚接，所述锚固套3上部设有钢波纹管6，所述预应力筋1顶端与主梁锚接，所述钢波纹管6顶端一直延伸到原地面线上方位置，对预应力筋1起保护作用，所述钢波纹管6外壁与地锚孔内壁之间的空腔位置布置有注浆管7。

参照图1-2，所述地基处的预应力筋1和辅助墩承台处的预应力筋1在主梁处锚固端完成后分别进行施加预应力。

参照实际施工情况，原地面线下依次为粉质黏土、泥质砂岩和花岗岩，地锚孔必须钻入花岗岩20-50cm左右，再通过注浆填实，起到锚固力作用，具体的操作步骤如下：

步骤1：在非对称斜拉桥边跨一般设计有辅助墩，在辅助墩承台施工时预埋地锚结构，同时预埋钢波纹管直通梁索处；

步骤2：同步在边跨区域桥墩之间的地基处垂直钻孔到岩层处埋设地锚锚固端配件，根据主梁两端非对称施工进度，当主梁施工到当前梁段地锚处时，该地锚顶端锚固在对应斜拉索处，并此在梁端给予一定的初张预应力值，使得地锚预应力筋处于受力拉直状态，并根据受力分析确认最终的非对称施工条件下该边跨主梁最终地锚预应力，有效解决非对称主梁施工平衡；

步骤3：地锚预应力施工时，应保证主、边梁该号梁块斜拉索同步张拉，同步锚固，以使边跨短距造成的非平衡力通过地锚完成平衡；

步骤4：采用注浆导管法对地锚孔进行封浆施工，应根据地质特性沿钻孔周长方向布设多根导管，依次顺进浇筑，连续完成地锚孔浇筑工作；

步骤5：按此施工方案施工到辅助墩时同步张拉辅助墩处的预埋锚固体系，同步注浆，并以此循环施工完成剩余梁段，最后形成地锚预应力等效配重的受力体系。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系，其特征是：地锚预应力索和斜拉索同时在边跨主梁上进行锚固，与已施工完成的主梁结构形成受力平衡态。

2.根据权利要求1所述的非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系，其特征在于，在非对称斜拉桥边跨一般设计有辅助墩，辅助墩的承台开设有地锚孔，所述辅助墩的地锚孔底端预埋有锚固端配件，所述锚固端配件包括预埋垫板（2），所述预埋垫板（2）中心穿接有锚固套（3），所述锚固套（3）下部外壁设有螺纹并套接有球形螺母（4），所述球形螺母（4）与预埋垫板（2）之间垫设有球形垫板（5），所述锚固套（3）底端与预应力筋（1）底端固定锚接，所述锚固套（3）上部设有钢波纹管（6），所述预应力筋（1）顶端与主梁锚接，所述钢波纹管（6）顶端一直延伸到预应力筋（1）顶端与主梁的锚接处，对预应力筋（1）起保护作用，所述钢波纹管（6）外壁与地锚孔内壁之间的空腔位置布置有注浆管（7）。

3.根据权利要求2所述的非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系，其特征在于，辅助墩的锚固结构可在全桥施工完成后形成永久结构。

4.根据权利要求1所述的非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系，其特征在于，在边跨区域桥墩之间的地基处开设地锚孔，地锚孔底端延伸到岩层处，所述地基处的地锚孔底端预埋有锚固端配件，所述锚固端配件包括预埋垫板（2），所述预埋垫板（2）中心穿接有锚固套（3），所述锚固套（3）下部外壁设有螺纹并套接有球形螺母（4），所述球形螺母（4）与预埋垫板（2）之间垫设有球形垫板（5），所述锚固套（3）底端与预应力筋（1）底端固定锚接，所述锚固套（3）上部设有钢波纹管（6），所述预应力筋（1）顶端与主梁锚接，所述钢波纹管（6）顶端一直延伸到原地面线上方位置，对预应力筋（1）起保护作用，所述钢波纹管（6）外壁与地锚孔内壁之间的空腔位置布置有注浆管（7）。

5.根据权利要求2或4所述的非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系，其特征在于，所述地基处的预应力筋（1）和辅助墩承台处的预应力筋（1）在主梁处锚固端完成后分别进行施加预应力。

6.非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在非对称斜拉桥边跨一般设计有辅助墩，在辅助墩承台施工时预埋地锚结构，同时预埋钢波纹管直通梁索处；

步骤2：同步在边跨区域桥墩之间的地基处垂直钻孔到岩层处埋设地锚锚固端配件，根据主梁两端非对称施工进度，当主梁施工到当前梁段地锚处时，该地锚顶端锚固在对应斜拉索处，并此在梁端给予一定的初张预应力值，使得地锚预应力筋处于受力拉直状态，并根据受力分析确认最终的非对称施工条件下该边跨主梁最终地锚预应力，有效解决非对称主梁施工平衡；

步骤3：地锚预应力施工时，应保证主、边梁该号梁块斜拉索同步张拉，同步锚固，以使边跨短距造成的非平衡力通过地锚完成平衡；

步骤4：采用注浆导管法对地锚孔进行封浆施工，应根据地质特性沿钻孔周长方向布设多根导管，依次顺进浇筑，连续完成地锚孔浇筑工作；

步骤5：按此施工方案施工到辅助墩时同步张拉辅助墩处的预埋锚固体系，同步注浆，并以此循环施工完成剩余梁段，最后形成地锚预应力等效配重的受力体系。

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