一种无支墩悬浇拱桥的施工系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种无支墩悬浇拱桥的施工系统，其包括桥位区岩石，其设有适于为锚索锚固提供操作空间的竖井，竖井设有适于锚索穿过的锚索孔通道；锚索，其一端穿过锚索孔通道与桥位区岩石固定连接，另一端与拱肋固定连接，拱肋通过拱座与桥位区岩石连接一体；预应力型后锚系统，其包括与桥位区岩石固定连接的混凝土基座，混凝土基座一侧连接预应力锚索，预应力锚索线性延伸至岩石中固定，另一侧连接斜拉扣挂或缆吊锚索，斜拉扣挂或缆吊锚索另一端与拱肋固定连接。该技术方案充分利用已有结构，降低工程造价。

【技术实现步骤摘要】
一种无支墩悬浇拱桥的施工系统
本技术涉及一种无支墩悬浇拱桥的施工系统。
技术介绍
随着我国公路建设事业的迅猛发展，作为公路建设重要组成部分的桥梁建设得到蓬勃发展。特别是西部大开发建设的欣欣向荣，道路需跨越山间峡谷、江、河，此时一般选择采用桥梁形式跨越，而桥梁的结构形式往往是悬索桥、斜拉桥，尤其以拱桥诸多。拱桥施工的重点及难点在于主拱圈施工。目前山区拱桥主拱圈施工中最常用方法主要有：劲性骨架法、缆索吊装法、转体施工法、悬臂拼装法、悬臂浇筑法等，而诸多的施工方法均离不开缆索吊装系统或斜拉扣挂系统，此两大系统中核心部分均在于后锚部分。目前，作为永久结构(如悬索桥)锚碇，主要有重力式锚碇、隧道式锚碇及复合式锚碇。不管是作为临时结构的缆索吊装系统或斜拉扣挂系统的后锚，锚碇的主要作用都是用来承载和平衡缆索的巨大拉拔力，确保整个体系的安全稳定。重力式锚碇是目前采用最常见的锚碇形式之一。由于重力式锚碇体积庞大，且承受巨大的水平荷载，因此要求其下方地基具有较高的竖向承载力及较大的水平摩擦系数。对于岩溶地区而言，岩石强度虽高但分布溶洞，且溶洞多为空洞或填充粘土，不能满足锚碇的承载力要求。另一方面，由于溶洞的存在，地下水往往很丰富，给锚碇施工和耐久性带来较大的影响。与重力式锚碇相比，隧道锚碇造价低廉，譬如永久结构悬索桥锚碇，建于2000年的重庆鹅公岩长江大桥，隧道式锚碇比重力式锚碇节约1500万元左右。由于隧道锚能够与围岩一起作用共同承载主缆巨大的拉力，避免了对原地表的大规模开挖，在保护环境方面的优点是重力锚不可替代的。虽然隧道式锚碇在节约造价、环境保护方面较重力式锚碇具有明显的优点，但隧道式锚碇的实际工程应用却很少，究其原因是由于大跨度悬索桥的缆索力较大(单缆索达数万吨)，对于桥位锚碇处的岩石质量较高，而且由于锚塞体尺寸较大，开挖支护的难度较大。但是对于临时机构的后锚系统，需要平衡的索力相对永久结构桥梁后锚而言要小很多，当然开挖的工程量及支护难度要小很多，因此根据现场实际地形，充分发挥隧道锚的优势，设计隧道式临时锚碇是完全可能的。预应力锚索施工技术在桥梁工程中已广泛应用，其中使用预应力锚索结构作为缆索吊装系统或斜拉扣挂系统的锚碇的成功工程经验证明，预应力锚索技术运用于大型起重设施的锚碇结构是安全可靠的。然而该技术在实际应用时受地形地质条件限制，锚碇位置基岩埋深较深时不宜采用。不同基岩条件，需要现场的锚固力实验数据，需要专门的机具进行施工等一系列因素要求，选用锚索式锚碇需要根据具体情况具体研究。西部山区地质复杂，常见软岩地基，其强度低，承载力不足，而且在应力长期作用下，容易发生蠕变现象，同时软岩地基与混凝土胶结面的摩擦系数低，尤其是遇水就会发生软化现象，使得胶结面微观结构体系变得松散，从而降低胶结面的内聚力和内摩擦角，进而导致胶结面的强度降低。为了提高锚碇的抗滑稳定性，势必需要增加锚碇规模，确保锚碇基础有足够的抗滑力，但同时也增加了工程造价。作为临时结构的后锚系统，若由于软岩地基诸多不利的地质条件，往往采取加大埋深，选择风化程度更低的岩层作为持力层，或者辅以桩、沉井、地下连续墙基础等措施，如此必然增大了工程量，以及材料消耗，使造价大幅上升。因此，传统的锚碇结构设计已经满足不了合理、经济、安全的临时结构锚碇设计理念。如此，可发现重力式锚碇，通常采用混凝土浇筑形成大体积的锚体，依靠自重和地基之间的摩擦力来抵抗系统的拉拔力，其土石方开挖量大、混凝土施工量多、对生态环境影响大，且在施工过程中常常会出现不稳定的坡体或者不同的地层结构，从而导致整个锚碇出现不确定性的变形，引起锚碇不稳定的现象，在山区桥梁建设中使用往往造成施工困难，而且不利于降低工程造价。隧道式锚碇的受力状态与常规的支护锚杆相似，但其实际尺寸及实际荷载要大得多，影响其稳定性的因素也更多更复杂，且对围岩的要求也更高。隧道锚受力后可能的破坏模式主要有：山体整体变形失稳破坏、围岩剪切破坏、围岩与锚碇混凝土胶结面剪切破坏及锚索断裂滑出等。因隧道式锚碇所涉及的技术问题多，施工难度大，故阻碍了其大规模发展。重力锚(隧道锚)+锚索的复合式锚碇，锚索的耐久性难以保证。岩体与钢筋混凝土板复合式锚碇钻孔较多，施工工序复杂。综上所述，作为目前临时结构的后锚系统，不仅浪费大量的人力、物力和财力，更主要的是上述形式锚碇的施工均会给陡峭的边坡带来扰动，且同时面临平衡索角度不宜调整，使得平衡索容易弯折，工程质量控制难度大、施工工期长、安全风险大、受力不明确且较复杂、造价高等一系列难题。
技术实现思路
本技术目的之一在于提供一种充分利用已有结构，降低工程造价的一种无支墩悬浇拱桥的施工系统。本技术目的之二在于提供一种基于该无支墩悬浇拱桥的施工系统的无支墩悬浇拱桥的施工方法。为了解决上述技术问题，本技术采取的技术方案为：一种无支墩悬浇拱桥的施工系统，其包括：-桥位区岩石，其设有适于为锚索锚固提供操作空间的竖井，所述竖井设有适于锚索穿过的锚索孔通道；-锚索，其一端穿过所述锚索孔通道与所述桥位区岩石固定连接，另一端与拱肋固定连接，所述拱肋通过拱座与所述桥位区岩石连接一体；-预应力型后锚系统，其包括与所述桥位区岩石固定连接的混凝土基座，所述混凝土基座一侧连接预应力锚索，所述预应力锚索线性延伸至岩石中固定，另一侧连接斜拉扣挂或缆吊锚索，所述斜拉扣挂或缆吊锚索另一端与拱肋固定连接。优选地，上述的一种无支墩悬浇拱桥的施工系统，其中所述预应力型后锚系统包括所述混凝土基座，其一侧板面与基岩面紧密贴合，相对的另一侧固定连接有若干钢横梁和钢纵梁；-预应力锚索，其一端线性延伸穿过所述混凝土基座与所述钢纵梁锚固连接，另一端线性延伸至岩石中固定；-斜拉扣挂或缆吊锚索，其一端线性延伸与所述钢横梁锚固连接，另一端与拱肋固定连接。优选地，上述的一种无支墩悬浇拱桥的施工系统，其中所述混凝土基座呈锯齿状，包括所述板面，以及凸出于所述板面的若干相互平行间隔的纵向混凝土肋。优选地，上述的一种无支墩悬浇拱桥的施工系统，其中若干所述钢横梁相互平行间隔设置，其分别与最外侧的所述纵向混凝土肋固定连接，并贯穿位于该最外侧的所述纵向混凝土肋之间的其他所述纵向混凝土肋。优选地，上述的一种无支墩悬浇拱桥的施工系统，其中若干所述钢纵梁分别位于所述钢横梁上方，其分别一一对应固定连接于所述纵向混凝土肋的顶面。优选地，上述的一种无支墩悬浇拱桥的施工系统，其中所述预应力型后锚系统设置于所述竖井的下方，其分别对应通过锚索连接所述拱肋的不同节段。与现有技术相比，本技术技术优势为：该技术方案有效利用桥位区有力的地形条件，尤其是岩石完整性好，强度高的情况，直接采用锚索穿过锚索孔通道与桥位区岩石固定连接，另一端与拱肋固定连接，并同时结合采用预应力型后锚系统，预应力锚索作后锚受力结构，通过预应力锚索与岩石之间的摩擦力来抵抗拱肋的锚索拉力，其结构简单，设计巧妙，布局合理，而且结构受力明确、施工方便。同时充分利用已有结构，降低了工程造价，大大减少了施工量，节约了施工周期。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无支墩悬浇拱桥的施工系统，其特征在于，包括：‑桥位区岩石，其设有适于为锚索锚固提供操作空间的竖井，所述竖井设有适于锚索穿过的锚索孔通道；‑锚索，其一端穿过所述锚索孔通道与所述桥位区岩石固定连接，另一端与拱肋固定连接，所述拱肋通过拱座与所述桥位区岩石连接一体；‑预应力型后锚系统，其包括与所述桥位区岩石固定连接的混凝土基座，所述混凝土基座一侧连接预应力锚索，所述预应力锚索线性延伸至岩石中固定，另一侧连接斜拉扣挂或缆吊锚索，所述斜拉扣挂或缆吊锚索另一端与拱肋固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种无支墩悬浇拱桥的施工系统，其特征在于，包括：-桥位区岩石，其设有适于为锚索锚固提供操作空间的竖井，所述竖井设有适于锚索穿过的锚索孔通道；-锚索，其一端穿过所述锚索孔通道与所述桥位区岩石固定连接，另一端与拱肋固定连接，所述拱肋通过拱座与所述桥位区岩石连接一体；-预应力型后锚系统，其包括与所述桥位区岩石固定连接的混凝土基座，所述混凝土基座一侧连接预应力锚索，所述预应力锚索线性延伸至岩石中固定，另一侧连接斜拉扣挂或缆吊锚索，所述斜拉扣挂或缆吊锚索另一端与拱肋固定连接。2.根据权利要求1所述的一种无支墩悬浇拱桥的施工系统，其特征在于：所述预应力型后锚系统包括所述混凝土基座，其一侧板面与基岩面紧密贴合，相对的另一侧固定连接有若干钢横梁和钢纵梁；-预应力锚索，其一端线性延伸穿过所述混凝土基座与所述钢纵梁锚固连接，另一端线性延伸至岩石中固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖绪青，吕芝林，张涛，王建波，刘佳蕾，彭川，刘嫦，
申请(专利权)人：中国葛洲坝集团第五工程有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42