CN113338153A - 一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板及施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁工程技术领域，公开了一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板及施工工艺，包括：H型钢，其两端分别固定架设于前锚室侧壁的预留槽口内，其中一个翼板朝上；预制板，其贴合设置于H型钢顶面；现浇层，其浇筑于预制板顶面，并且封住预留槽口。本发明具有以下优点和效果：本申请中H型钢和预制板在现场组合形成结合梁进行接装，极大的降低了运输要求，同时也可以在前锚室中拼装，降低了运输条件、起吊设备和预制场地的要求。结合了钢混组合结构和预制板的优点，具有结构刚度大，变形小，制造安装方便的优点。本申请中，现浇层的混凝土可与H型钢形成的主梁结合成整体，共同参与受力，提高了主梁在施工过程和运营期的承载能力。

Description

一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板及施工工艺

技术领域

本申请涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板及施工工艺。

背景技术

悬索桥是大跨径桥梁的主要形式，通常由主缆、加劲梁、桥塔、鞍座、锚碇、吊索等构件构成。锚碇是主缆的锚固体，是悬索桥的主要受力构件之一。锚碇将主缆的拉力传递给地基基础。通常采用的有重力式锚碇和隧道式锚碇。重力式锚碇依靠巨大自重来抵抗主缆的垂直分力，水平分力则由锚碇与地基间的摩擦力或嵌固力来抵抗。重力式锚碇通常由锚体、鞍部、前锚室、基础等构件组成，其中前锚室由底板、侧墙、顶板和前墙构成封闭空间，起到保护主缆，散索鞍的作用。

目前国内重力式锚碇前锚室结构顶盖板有3种设计及施工工艺，分别是支架现浇法、预制梁板法、钢混组合法。

支架现浇法在厚度方向一次性浇筑成型，整体性较好，考虑到锚室高度一般较高，索股从散索鞍至前锚面呈放射状布置，造成支架搭设难度大，支架投入量大，安拆风险高，且搭设和拆除过程中可能对索股有一定损伤，因此支架现浇法有着施工风险大，施工效率低的缺点。

预制板法通常采用工厂提前预制空心板，采用运输及起吊设备能够快速安装，能加快整体工期，但需要求场地的运输条件好，起重设备吊装能力高，前锚室周边地基承载力高，且空心板预制需设置预制厂，投入较大。

现有常应用于悬索桥锚碇前锚室顶盖板的技术方案中，通常采用钢混组合法，具有施工效率高的优点，但为满足顶板浇筑顶板底模板强度和刚度要求，作为主要承重结构的H型钢需按较小的间距设置，侧墙上需设置大量预埋钢板，造成用钢量较大，工程造价较高。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板及施工工艺，具有施工效率高、承载能力强、成本低廉以及对运输和起吊设备要求低的特点。

为达到以上目的，一方面，采取的技术方案是：

本申请提供一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板，包括：

H型钢，其两端分别固定架设于前锚室侧壁的预留槽口内，其中一个翼板朝上；

预制板，其贴合设置于H型钢顶面；

现浇层，其浇筑于预制板顶面，并且封住预留槽口。

优选的，还包括：

长钉，其一端固定于H型钢顶面，另一端向上伸出预制板并部分埋设于现浇层内；

短钉，其一端固定于H型钢顶面，另一端埋设于预制板内；

所述长钉和短钉在H型钢顶部均匀排布。

优选的，所述H型钢两端设置有端封板、端腹板和端底板；

所述端封板设置于H型钢的端面，且同时垂直于H型钢的腹板以及翼板；

所述端腹板由H型钢的腹板向外延伸形成；

所述端底板由H型钢的位于底部的翼板向外延伸形成；

所述端封板、端腹板和端底板均和现浇层相贴合。

优选的，还包括侧钉，所述侧钉垂直设置于端封板、端腹板以及端底板的表面；

设置于所述端封板的侧钉垂直指向远离H型钢的方向；

设置于所述端腹板的侧钉垂直指向端腹板向外的方向；

设置于所述端底板的侧钉指向竖直向上的方向。

优选的，所述端腹板上设置有圆孔，所述前锚室侧壁内的钢筋穿过所述圆孔设置。

优选的，所述预制板内设置有：

横向钢筋，其于预制板内横向设置且相互之间等间隔排列；

纵向钢筋，其于预制板内纵向设置且相互之间等间隔排列；

连接箍筋，其位于预制板四边，并且部分埋入预制板，另一部分埋入现浇层。

优选的，所述现浇层顶面还设置有防水层，所述防水层包括：

非固化橡胶涂料层，设置于现浇层顶面，厚度为1-3mm；

防水卷材层，设置于非固化橡胶涂料层顶面，厚度为3-5mm；

聚丙烯纤维混凝土层，设置于防水卷材层的顶面，纤维掺量至少1kg/m3，厚度为3-8cm。

优选的，相邻所述预制板的顶面之间通过铝板密封，相邻预制板之间的缝隙中填充有环氧砂浆密封。

本申请还提供一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板施工工艺，包括：

S1.预备H型钢和预制板，并将H型钢和预制板贴合在一起形成组合梁；

S2.设置前锚室，将前锚室侧墙上设置预留槽口；

S3.当前锚室施工完成后，将H型钢和预制板贴合形成的组合梁盖设在前锚室顶部，并且将H型钢置入预留槽口内；

S4.先浇筑预留槽口，待预留槽口的混凝土强度和龄期达到预设值后，再分块浇筑预制板顶面，待预制板顶面的混凝土强度和龄期达到预设值后，预制板顶面的混凝土和预留槽口的混凝土形成现浇层。

优选的，当所述H型钢两端设置有端封板、端腹板和端底板，以及所述侧腹板上设置有圆孔时，所述步骤S2还进行：

S21：在前锚室开设预留槽口后，预留槽口内两侧的侧墙主筋不连接；

所述步骤S3还进行：

S31：将预留槽口内两侧的侧墙主筋穿过圆孔，并且互相搭接；

S32：将预制板和侧墙主筋固定连接。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请的悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板施工工艺，H型钢和实心的预制板可以分别运输，在现场组合形成结合梁进行接装，极大的降低了运输要求，同时也可以在前锚室中拼装，降低了吊车和预制场地的要求。

H型钢和预制板之间可以根据现场前锚室实际情况选择合适的结合方式，无需像现有技术中预制板法一般，需要根据实际设置的前锚室的具体结构对空心预制板进行现场调整，提高施工效率。同时本申请提供的施工工艺无支架设置，结构简单，无需复杂的支架搭设和拆除工艺，施工风险低，进一步提高了施工效率。

而本申请的悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板，结合了钢混组合结构和预制板的优点，预制板作为后浇混凝土的承重结构，省去了带肋钢板，且预制板与H型钢形成钢混组合结构，具有结构刚度大，变形小的优点，因而H型钢可以以较大的间距布置，使得钢材用量更少，因而节省了造价。

同时本申请可以将预制板和H型钢拆分使用，即使在一处施工工地没有使用完，可以调度去其他施工工地投入使用，而无需像预制板法一般只能定点使用，降低了施工成本。

另外本申请的预制板和H型钢，还具有构件平面尺寸小，轻型化的优点，因而也适用于吊装能力和运输能力受限的施工场地。

本申请的悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板中，现浇层的混凝土可与H型钢形成的主梁结合成整体，共同参与受力，提高了主梁在施工过程和运营期的承载能力。

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为本申请中一个实施例的沿前锚室长度方向纵切的剖视示意图。

图2为图1中A处放大图。

图3为图2中B处放大图。

图4为图1所示实施例沿图1中C-C方向剖切的剖视示意图。

图5为图4中D处的放大示意图。

图6为图5沿E方向视角的示意图。

图7为部分预制板沿图1所示方向剖切的剖视示意图。

附图标记：

1、H型钢；11、端封板；12、端腹板；121、圆孔；13、端底板；2、预制板；21、横向钢筋；22、纵向钢筋；23、连接箍筋；24、铝板；3、现浇层；4、前锚室；41、侧壁；42、预留槽口；5、长钉；6、短钉；7、侧钉。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实施例中，提供一种悬索桥锚碇前锚室4装配式顶盖板，包括H型钢1、预制板2和现浇层3，所述H型钢1两端固定架设于前锚室4侧壁41的预留槽口42内，其中H型钢1的一个翼板朝上，使得H型钢1的截面为工字型。预制板2贴合在H型钢1的顶面，在应用于现有的前锚室4时，顶盖板通常是倾斜设置，也即预制板2是倾斜设置，因此在一些实施例中，预制板2如图1所示，在预制板2底部设置一些底面平行的阶梯用于安装H型钢1。所述现浇层3设置于预制板2顶面以及预留槽口42内，主要作用是将预制板2和顶部空气隔绝，防止内部朽坏。

在上述实施例中，现浇层3、H型钢1和预制板2之间的结合可以通过胶黏剂或者设置防滑花纹等多种方式增强结合性。

在一些优选的实施例中，还包括长钉5和短钉6，所述长钉5和短钉6的端面都固定于H型钢1的顶面，所述长钉5穿过预制板2伸入现浇层3内，如图2所示，长钉5的作用主要是从H型钢1进入现浇层3，将三者结合在一起；所述短钉6穿设在预制板2内，如图7所示，主要作用是将H型钢1和预制板2结合在一起。一般而言，长钉5和短钉6在H型钢1顶部均匀设置，但是在一些少数实施例中，在局部可以根据计算得到的受力分析调整长钉5和短钉6的排布，使的长钉5和短钉6不破坏整体的受力结构。

在前述实施例中，H型钢1的两端是直接架设在前锚室4侧壁41的预留槽口42内，并通过现浇层3进行固定。

在一些优选的实施例中，如图5所示，为了增强H型钢1两端和现浇层3以及前锚室4侧壁41连接的结构强度，在H型钢1的端面设置有端封板11、端腹板12和端底板13，所述端封板11设置在端面，主要作用是封住混凝土进入H型钢1内部的通路，端腹板12由H型钢1腹板延伸形成，端底板13由位于H型钢1底部的翼板延伸形成，端腹板12和端底板13都是为了增大与现浇层3的接触面积而设置的，用于增强H型钢1的连接强度。

而在此之上，为了进一步增强H型钢1两端和现浇层3连接的结构强度，在一些实施例中会在H型钢1的表面设置花纹，增强与混凝土的结合性。

在一些优选的实施例中，如图5和图6所示，H型钢1两端还设置有侧钉7，侧钉7的位置如图5和图6所示，所述侧钉7分为位于端封板11、端腹板12和端底板13的表面，位于所述端封板11的上的侧钉7沿端封板11指向外侧，设置于所述端腹板12的侧钉7位于端腹板12两侧，朝向向外，设置于所述端底板13的侧钉7指向向上，所述现浇层3浇筑在端封板11、端腹板12和端底板13，通过侧钉7互相结合紧密。

同样为了增强H型钢1两端和前锚室4侧壁41的连接强度，在一类实施例中，如图所示，端腹板12上开设有圆孔121，所述前锚室4侧壁41内的钢筋穿过圆孔121设置。

在前述实施例中，预制板2的结构有多种，比如纯钢板、钢塑复合板等。

在一类较优的实施例中，如图7所示，此类预制板2主要是钢筋混凝土结构，也存在少量其他带钢筋结构的预制板2实施例，预制板2内设置有横向钢筋21、纵向钢筋22和连接箍筋23，横向钢筋21和纵向钢筋22呈井字形设置在预制板2内部，而连接箍筋23部分埋入预制板2，部分埋入现浇层3。

在现有技术中，存在雨水渗漏导致内部钢筋和钢板结构锈蚀损坏。因此在一些优选的实施例中，所述现浇层3的顶面还铺设有防水层，并且防水层包括非固化橡胶涂料层、防水卷材层和聚丙烯纤维混凝土层。其中非固化橡胶涂料层设置于现浇层3的顶面，厚度为1-3mm；防水卷材层设置于非固化橡胶涂料层顶面，厚度为3-5mm；聚丙烯纤维混凝土层设置于防水卷材层的顶面，纤维掺量至少1kg/m3，厚度为3-8cm。

具体的，在本实施例中，非固化橡胶涂料层的厚度为3mm，防水卷材层厚度为4mm，材料选用SBS改性沥青(Ⅱ型聚酯胎)防水卷材，聚丙烯混凝土层厚度为5cm，纤维渗量为1.0kg/m3。设置防水层可增强锚室顶盖板受温度和混凝土收缩作用下的抗裂能力，从而提高其防水能力，并提高防水卷材的使用寿命，从而减少后期管养维护费用。

在前述实施例中的应用过程中，经常会遇到多个预制板2拼接使用的问题，在一些实施例中，相邻预制板2可以通过填充胶凝材料或者诸如非固化橡胶等密封材料进行密封。

在一类较优的实施例中，如图3所示，相邻预制板2的顶面采用铝板24进行密封，在相邻预制板2之间填充有环氧砂浆，使用铝板24作为首先接触现浇层3的结构，可以依靠铝板24表面的氧化膜抵抗现浇层3混凝的侵蚀，使得预制板2之间的链接更为耐久。

本实施例还提供一种悬索桥锚碇前锚室4装配式顶盖板施工工艺，包括如下步骤

S1.预备H型钢1和预制板2，并将H型钢1和预制板2贴合在一起形成结合梁；

S2.设置前锚室4，将前锚室4侧墙上设置预留槽口42；

S3.当前锚室4施工完成后，将H型钢1和预制板2贴合形成的结合梁盖设在前锚室4顶部，并且将H型钢1置入预留槽口42内；

S4.先浇筑预留槽口42，待预留槽口42的混凝土强度和和龄期达到预设值后，再分块浇筑预制板2顶面，待预制板2顶面的混凝土强度和和龄期达到预设值后，预制板2顶面的混凝土和预留槽口42的混凝土形成现浇层3。

进一步的，还包括如下步骤：

当所述H型钢1两端设置有端封板11、端腹板12和端底板13，以及所述侧腹板上设置有圆孔121时，所述步骤S2还进行：

S21：在前锚室4开设预留槽口42后，预留槽口42内两侧的侧墙主筋不连接；

所述步骤S3还进行：

S31：将预留槽口42内两侧的侧墙主筋穿过圆孔121，并且互相搭接；

S32：将预制板2和侧墙主筋固定连接。

具体的，应用在本申请中一个悬索桥锚碇前锚室4装配式顶盖板的实施例中时，包括以下步骤：

S101.在锚碇施工场地附近分别预制H型钢1和预制板2，运输吊装前，将H型钢1和预制板2结合在一起，形成钢-混结合梁；

S201.设置前锚室4，将前锚室4侧墙上设置预留槽口42，预留槽口42间距和尺寸根据H型钢1进行调整；

S211.在前锚室4开设预留槽口42后，预留槽口42内两侧的侧墙主筋不连接；

S301.待侧墙预留槽施工完毕后，将H型钢1和预制板2形成结合梁运输至施工现场，并吊装至前锚室4两端侧墙预留槽内安装到位；

S311.将预留槽口42内两侧的侧墙主筋穿过圆孔121，并且互相搭接；

S321.将预制板2和侧墙主筋固定连接；

S401.待到所有H型钢1吊装到位后，接着浇筑现浇层3位于预留槽口42的部分混凝土；预留槽口42浇筑完毕后，待其强度和龄期达到设计要求后，分块浇筑位于顶板上方的现浇层3混凝土并设置防水体系。

本申请不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板，其特征在于，包括：

H型钢(1)，其两端分别固定架设于前锚室(4)侧壁(41)的预留槽口(42)内，其中一个翼板朝上；

预制板(2)，其贴合设置于H型钢(1)顶面；

现浇层(3)，其浇筑于预制板(2)顶面，并且封住预留槽口(42)。

2.根据权利要求1所述的一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板，其特征在于，还包括：

长钉(5)，其一端固定于H型钢(1)顶面，另一端向上伸出预制板(2)并部分埋设于现浇层(3)内；

短钉(6)，其一端固定于H型钢(1)顶面，另一端埋设于预制板(2)内；

所述长钉(5)和短钉(6)在H型钢(1)顶部均匀排布。

3.根据权利要求1所述的一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板，其特征在于：所述H型钢(1)两端设置有端封板(11)、端腹板(12)和端底板(13)；

所述端封板(11)设置于H型钢(1)的端面，且同时垂直于H型钢(1)的腹板以及翼板；

所述端腹板(12)由H型钢(1)的腹板向外延伸形成；

所述端底板(13)由H型钢(1)的位于底部的翼板向外延伸形成；

所述端封板(11)、端腹板(12)和端底板(13)均和现浇层(3)相贴合。

4.根据权利要求3所述的一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板，其特征在于，还包括侧钉(7)，所述侧钉(7)垂直设置于端封板(11)、端腹板(12)以及端底板(13)的表面；

设置于所述端封板(11)的侧钉(7)垂直指向远离H型钢(1)的方向；

设置于所述端腹板(12)的侧钉(7)垂直指向端腹板(12)向外的方向；

设置于所述端底板(13)的侧钉(7)指向竖直向上的方向。

5.根据权利要求3所述的一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板，其特征在于：所述端腹板(12)上设置有圆孔(121)，所述前锚室(4)侧壁(41)内的钢筋穿过所述圆孔(121)设置。

6.根据权利要求1所述的一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板，其特征在于，所述预制板(2)内设置有：

横向钢筋(21)，其于预制板(2)内横向设置且相互之间等间隔排列；

纵向钢筋(22)，其于预制板(2)内纵向设置且相互之间等间隔排列；

连接箍筋(23)，其位于预制板(2)四边，并且部分埋入预制板(2)，另一部分埋入现浇层(3)。

7.根据权利要求1所述的一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板，其特征在于，所述现浇层(3)顶面还设置有防水层，所述防水层包括：

非固化橡胶涂料层，设置于现浇层(3)顶面，厚度为1-3mm；

防水卷材层，设置于非固化橡胶涂料层顶面，厚度为3-5mm；

聚丙烯纤维混凝土层，设置于防水卷材层的顶面，纤维掺量至少1kg/m3，厚度为3-8cm。

8.根据权利要求1所述的一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板，其特征在于：相邻所述预制板(2)的顶面之间通过铝板(24)密封，相邻预制板(2)之间的缝隙中填充有环氧砂浆密封。

9.一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板施工工艺，其特征在于，包括：

S1.预制H型钢(1)和预制板(2)，并将H型钢(1)和预制板(2)贴合在一起形成结合梁；

S2.设置前锚室(4)，将前锚室(4)侧墙上设置预留槽口(42)；

S3.当前锚室(4)施工完成后，将H型钢(1)和预制板(2)贴合形成的结合梁盖设在前锚室(4)顶部，并且将H型钢(1)置入预留槽口(42)内；

S4.先浇筑预留槽口(42)，待预留槽口(42)的混凝土强度和龄期达到预设值后，再分块浇筑预制板(2)顶面，待预制板(2)顶面的混凝土强度和龄期达到预设值后，预制板(2)顶面的混凝土和预留槽口(42)的混凝土与现浇层(3)形成整体。

10.根据权利要求9所述的一种悬索桥锚碇前锚室装配式顶盖板施工工艺，其特征在于：当所述H型钢(1)两端设置有端封板(11)、端腹板(12)和端底板(13)，以及所述侧腹板上设置有圆孔(121)时，所述步骤S2还进行：

S21：在前锚室(4)开设预留槽口(42)后，预留槽口(42)内两侧的侧墙主筋不连接；

所述步骤S3还进行：

S31：将预留槽口(42)内两侧的侧墙主筋穿过圆孔(121)，并且互相搭接；

S32：将预制板(2)和侧墙主筋固定连接。

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