本实用新型专利技术提供了一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构。所述复合式锚碇结构包括布置在悬索桥桥位区的主缆接入洞，通过主缆接入洞依次施工形成的散索鞍室、前锚室和后锚室，在前锚室与后锚室之间设有前锚固体、锚塞体、后锚固体以及多根锚索，前锚固体置于锚塞体的前锚面，且面积大于锚塞体的前锚面，后锚固体置于锚塞体的后锚面，且面积大于锚塞体的后锚面，多根锚索从前锚固体穿过锚塞体以及锚塞体周围的岩体后用通过锚具固定在后锚固体上；悬索桥的主缆从主缆接入洞牵引入散索鞍室后通过散索鞍分散后与对应的锚索连接。本实用新型专利技术增大了岩体承载的范围，提高了锚碇承载力，可减小锚洞尺寸，能适用工程质量级别较差的岩体。
【技术实现步骤摘要】
一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构
本技术属于桥梁工程
，涉及悬索桥锚碇结构，具体是一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构。
技术介绍
目前悬索桥锚碇结构型式主要有重力式锚碇、隧道式锚碇、重力式锚碇(隧道式锚碇)+锚索的复合式锚碇、岩体锚、岩体与钢筋混凝土板式锚碇和混凝土梁式岩锚等。重力式锚碇在软弱岩体地基中使用，依靠自重与地基之间的摩擦力来抵抗主缆拉力，土石方开挖、混凝土施工量大，对生态环境的影响也大。隧道式锚碇通常建造在较为坚硬或完整的岩体中，将主缆中的大部分拉力通过锚体传递给围岩，土石方开挖、混凝土施工量及对生态环境的影响较重力式锚碇小，但大吨位承载的桥梁所需隧道式锚碇依然很大，洞室开挖和混凝土浇筑量也很大。隧道式锚碇相似缩尺模型拉拔试验表明，主缆拉力大部分通过锚体的中后部四周侧壁仅以剪摩的方式将荷载传递至围岩，约占主缆拉力的70％左右，加长锚体并不能大幅提高锚体承载力，围岩自身未得以充分承载，建成的隧道式锚碇围岩安全稳定系数多大于7，有的甚至达到10～50。隧道式锚碇+锚索的复合式锚碇是在重力式锚碇或隧道式锚碇后部通过加设锚索将部分荷载传至岩体，锚索与锚体的出力不容易协调，锚索的耐久性难以保证，且受力不均匀。为了解决锚索与锚体的出力不容易协调、土石方和混凝土工程量大的问题，授权公告号CN105648921B的专利公开了一种悬索桥岩体与钢筋混凝土板复合式锚碇的施工方法，该方法中具体公开了一种岩体与钢筋混凝土板复合式锚碇，通过锚固在钢筋混凝土板上的锚索，将悬索桥主缆拉力直接传递岩体上，其性能安全可靠、节约造价、利于环境保护。岩体锚、岩体与钢筋混凝土板复合式锚碇、混凝土梁式岩锚需大量锚索穿孔，削弱了岩体的完整性，仅适用于工程质量级别较高的I～III级的岩体中，且应用较少，经验不足。随着国民经济发展和交通工程建设的需要，双层、公铁两用、大跨度、大吨位承载的悬索桥将不但涌现，单根主缆拉力达到或超过5万吨级别，个别甚至近10万吨级别，这对锚碇的承载能力提出了更高的要求，采用上述锚碇势必要加大锚碇体量或增加锚索数量。但悬索桥受线路、地形地貌的限制，隧道式锚碇往往需要建在工程质量级别较低的IV～V级岩体中，大跨度、大吨位承载的桥梁而较大体量的锚碇，有的锚洞高度达24m多，此时成洞极其困难，存在极大的安全隐患，洞挖和混凝土方量大幅增大，投资巨大，工期长，风险高。
技术实现思路
本技术根据现有技术的不足，提供一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构，该复合式锚碇保留传统隧道式锚体承载特性，并有效利用锚塞体周边岩体，缩小锚塞体室断面尺寸，减小洞挖和混凝土量，相应提高锚碇承载力，降低工程造价。为了达到上述技术目的，本技术提供的技术方案为一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构，所述复合式锚碇结构包括布置在悬索桥桥位区的主缆接入洞，通过主缆接入洞依次施工形成的散索鞍室、前锚室和后锚室，在前锚室与后锚室之间设有前锚固体、锚塞体、后锚固体以及多根锚索，前锚固体置于锚塞体的前锚面，且面积大于锚塞体的前锚面，后锚固体置于锚塞体的后锚面，且面积大于锚塞体的后锚面，多根锚索从前锚固体穿过锚塞体以及锚塞体周围的岩体后通过锚具固定在后锚固体上；悬索桥的主缆从主缆接入洞牵引入散索鞍室后通过散索鞍分散成数量与锚索数量相同的主缆索股，每根主缆索股分别通过锚固连接器与对应的锚索连接。本技术进一步的技术方案：所述锚塞体的截面呈城门洞形或马蹄形或圆形，其截面面积从前锚面向后锚面逐渐增大，形成前小后大的楔形体；所述锚塞体与后锚固体组成隧道锚，前锚固体与锚塞体分离，并与后锚固体、锚塞体周围的岩体在锚索的作用下组成包裹在隧道锚外的岩体锚。本专利技术较优的技术方案：所述前锚固体、后锚固体的横截面与锚塞体的横截面形状相同，锚塞体和后锚固体为一体式钢筋混凝土结构，前锚固体置于锚塞体的前锚面前侧四周，后锚固体与锚塞体之间呈弧形或半球形的曲面体衔接。本技术较优的技术方案：在前锚室对应前锚固体大于锚塞体前锚面的区域回填混凝土形成前锚室加固体；所述多根锚索呈环形均匀分布在锚塞体及锚塞体外围的前锚固体和后锚固体外缘连接线之间的岩体内，并与锚塞体外围、前锚固体和后锚固体外缘连接线之间的岩体形成包裹在隧道锚外的岩体锚；在锚塞体内预埋锚索管，在前锚固体、锚塞体周围的岩体、后锚固体和前锚室加固体中设置锚索孔，并在锚索孔内安装锚索管，岩体内的锚索管和前锚室加固体内的锚索管在前锚室加固体中采用圆角或圆弧相切的方式连接，多根锚索从前锚面、前锚室加固体的锚索管分别穿过锚塞体以及前加固体和锚塞体周围的岩体后通过锚具固定在后锚固体上。本技术较优的技术方案：所述多根锚索穿过锚索管、锚索孔至后锚室用锚具锚固在后锚固体上，隧道锚中的锚索前端用锚具固定在隧道锚的前锚面，岩体锚中的锚索固定在前锚室加固体上，每根主缆索股分别通过锚固连接器与对应的锚具连接；所述前锚室加固体是在主缆索股与锚索在前锚固体前端面连接后通过回填钢筋混凝土形成的加固结构。本技术中锚塞体的合力线与主缆的合力线重合，前锚固体的截面合力点与后锚固体截面合力点均在主缆合力线上。本技术中的复合式锚碇的中部为前小后大、截面为城门洞形或圆形或马蹄形的倒楔形的锚塞体，在锚塞体前端面设有面积大于其前端面的前锚固体，锚塞体的后端面设有面积大于后端面的后锚固体，锚索分布在锚塞体及锚塞体周围的岩体内，前锚固体与锚塞体分离，锚塞体和后锚固体一体浇筑钢筋混凝土，锚塞体前锚面之外的前锚室扩大部分用钢筋混凝土填筑现形成前锚室加固体，前锚固体、后锚固体和二者与锚塞体外缘之间的岩体形成环状的岩锚体；本技术中的锚碇结构既保留了传统隧道式锚体承载特性，又有效利用了锚塞体周边岩体，缩小锚洞断面尺寸，减小洞挖和混凝土量，相应提高了锚碇承载力。在相同承载承载力和围岩级别下本复合式式锚碇较传统隧道式锚体长度短，可缩短洞室长度，缩小洞室断面，从而减小洞挖量和混凝土量，降低工程造价，缩短工期。附图说明图1本技术中的锚碇结构的立剖面图；图2是图1中A-A剖视图；图3是图1中B-B剖视图。图中：1—主缆接入洞，2—散索鞍室，3—前锚室，4—前锚固体，5—锚塞体，6—后锚固体，7—后锚室，8—主缆，9—散索鞍，10—锚索，11—主缆索股，12—锚固连接器，13—岩体，14—锚具，15—锚索孔，16—锚索管，17—前锚室加固体。具体实施方式下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案的具体实施方式进行清楚、完整地描述。图1至图3为实施例中的悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本专利技术实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本专利技术的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构，其特征在于：所述复合式锚碇结构包括布置在悬索桥桥位区的主缆接入洞(1)，通过主缆接入洞(1)依次施工形成的散索鞍室(2)、前锚室(3)和后锚室(7)，在前锚室(3)与后锚室(7)之间设有前锚固体(4)、锚塞体(5)、后锚固体(6)以及多根锚索(10)，前锚固体(4)置于锚塞体(5)的前锚面，且面积大于锚塞体(5)的前锚面，后锚固体(6)置于锚塞体(5)的后锚面，且面积大于锚塞体(5)的后锚面，多根锚索(10)从前锚固体(4)穿过锚塞体(5)以及锚塞体(5)周围的岩体(13)后通过锚具(14)固定在后锚固体(6)上；悬索桥的主缆(8)从主缆接入洞(1)牵引入散索鞍室(2)后通过散索鞍(9)分散成数量与锚索(10)数量相同的主缆索股(11)，每根主缆索股(11)分别通过锚固连接器(12)与对应的锚索(10)连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构，其特征在于：所述复合式锚碇结构包括布置在悬索桥桥位区的主缆接入洞(1)，通过主缆接入洞(1)依次施工形成的散索鞍室(2)、前锚室(3)和后锚室(7)，在前锚室(3)与后锚室(7)之间设有前锚固体(4)、锚塞体(5)、后锚固体(6)以及多根锚索(10)，前锚固体(4)置于锚塞体(5)的前锚面，且面积大于锚塞体(5)的前锚面，后锚固体(6)置于锚塞体(5)的后锚面，且面积大于锚塞体(5)的后锚面，多根锚索(10)从前锚固体(4)穿过锚塞体(5)以及锚塞体(5)周围的岩体(13)后通过锚具(14)固定在后锚固体(6)上；悬索桥的主缆(8)从主缆接入洞(1)牵引入散索鞍室(2)后通过散索鞍(9)分散成数量与锚索(10)数量相同的主缆索股(11)，每根主缆索股(11)分别通过锚固连接器(12)与对应的锚索(10)连接。
2.根据权利要求1所述的一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构，其特征在于：所述锚塞体(5)的截面呈城门洞形或马蹄形或圆形，其截面面积从前锚面向后锚面逐渐增大，形成前小后大的楔形体；所述锚塞体(5)与后锚固体(6)组成隧道锚，前锚固体(4)与锚塞体(5)分离，并与后锚固体(6)、锚塞体(5)周围的岩体(13)在锚索(10)的作用下组成包裹在隧道锚外的岩体锚。
3.根据权利要求1或2所述的一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构，其特征在于：所述前锚固体(4)、后锚固体(6)的横截面与锚塞体(5)的横截面形状相同，锚塞体(5)和后锚固体(6)为一体式钢筋混凝土结构，前锚固体(4)置于锚塞体(5)的前锚面前侧四周，后锚固体(6)与锚塞...
【专利技术属性】
技术研发人员：余美万，邬爱清，张宜虎，罗荣，范雷，王帅，李玉婕，边智华，熊诗湖，旁正江，陈冲，向前，唐爱松，蒋志明，谢斌，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：新型
国别省市：湖北;42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。