一种主动平衡式索塔混凝土齿块锚固结构及设计方法技术

一种主动平衡式索塔混凝土齿块锚固结构及设计方法，包括索塔主体、混凝土齿块和锚固组件，所述混凝土齿块设置有两个并分别设置于所述索塔主体的内侧相对布置，所述锚固组件设置于两块所述混凝土齿块上。本申请具有以下可预期的技术效果：本发明专利技术通过张拉设置在索塔顺桥向两个齿块间预应力束，极大地消除了斜拉索的水平分力对索塔混凝土结构的不利载荷，使索塔结构处于最佳受力状态；通过主动施加主、边跨斜拉索的平衡力，进而可实现完全取消混凝土索塔锚固区的环向预应力，解决了现有索塔齿块锚固区因环向预应力造成的主塔钢筋切断、混凝土振捣不便、结构承载力削弱及施工繁琐等一系列问题。列问题。列问题。

【技术实现步骤摘要】
一种主动平衡式索塔混凝土齿块锚固结构及设计方法


[0001]本专利技术涉及到混凝土锚固结构，具体涉及到一种主动平衡式索塔混凝土齿块锚固结构及设计方法。

技术介绍

[0002]在斜拉索强大的水平分力作用下，索塔塔壁产生拉应力，为保证索塔(拉索)锚固区有足够的抗裂性和承载力，目前索塔齿块锚固区通过设置U形或井字形预应力束来承受拉索对塔壁产生的强大拉力，但此种预应力束特别是横桥向长度太短，预应力损失较大，由于没有从根本上解决索塔锚固区被动受力状态，索塔需要沿高度方向布置数量繁多的U形或井字形预应力束，其工作效率不高。在施工中又往往会与普通钢筋冲突，普通钢筋需要截断，不仅严重削弱了塔柱自身结构的承载力，而且施工繁琐。
[0003]公开号为CN106835981B的中国专利技术专利公开一种适用于桥墩和桥塔内的自平衡型拉索锚固结构包括桥墩和桥塔的柱体，以及锚固于柱体上的左侧拉索、右侧拉索。柱体为任意截面形状的空心结构，在左侧拉索、右侧拉索的锚固位置于柱体内设置实心段，在实心段上部设置梯形锚固齿块结构。梯形锚固齿块结构和实心段采用钢筋混凝土结构，梯形锚固齿块结构两侧边的斜度保证左侧拉索、右侧拉索沿其轴线能垂直锚固于该梯形锚固齿块结构上。
[0004]该结构直接通过拉锁将竖直向心力传递至柱体，依靠结构自身来承受斜拉索产生的拉力，仍属于被动受力状态，容易因环向预应力挤压造成主塔钢筋切断，混凝土振捣不便、结构承载力削弱及施工繁琐等一系列问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种主动平衡式索塔混凝土齿块锚固结构及设计方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种主动平衡式索塔混凝土齿块锚固结构，包括索塔主体、混凝土齿块和锚固组件，所述混凝土齿块设置有两个并分别设置于所述索塔主体的内壁两侧相对布置，所述锚固组件设置有两组并分别位于两块所述混凝土齿块上；所述锚固组件包括设置在所述混凝土齿块内壁上的斜拉索锚垫板，所述混凝土齿块上还竖直设置有钢束锚固钢耳板，所述钢束锚固钢耳板位于所述斜拉索锚垫板两侧布置，且所述钢束锚固钢耳板的底部延伸至所述混凝土齿块内；两块所述混凝土齿块之间还设置有预应力束，所述预应力束两端分别连接于两块所述钢束锚固钢耳板的顶部，所述预应力束用于对两块所述混凝土齿块施加拉力。
[0008]通过上述技术方案，索塔主体和混凝土齿块的配合为锚固组件提供了稳定的安装位置，锚固组件通过在两个混凝土齿块中施加预应力束，极大地消除了斜拉索的水平分力对索塔混凝土结构的不利载荷，使索塔结构处于最佳受力状态，钢束锚固钢耳板便于预应力束的安装，斜拉索锚垫板能有效将张拉时候的应力扩散至索塔主体内，分散集中力，使结
构更加稳固、耐用，延长了该结构的使用寿命。
[0009]可选的，所述混凝土齿块的内部设置有多根钢筋，多根所述钢筋延伸至所述索塔主体的内部。
[0010]通过上述技术方案，混凝土齿块通过钢筋和索塔主体连接更加紧密，有效提升了该结构的稳定性，同时加强了该结构的承力上限，钢筋和混凝土搭配的结构有很好的整体性，被包裹的钢筋不容易腐蚀，取材容易。
[0011]可选的，所述预应力束为多个低回缩锚具组成，多个所述低回缩锚呈水平布置且两端分别连接于所述钢束锚固钢耳板。
[0012]通过上述技术方案，低回缩锚具与常规锚具结构相比，大幅度地降低了预应力钢铰线的放张后的回缩量，有效地减少其预应力损失，使腹板受力状态得到明显的改善。
[0013]一种主动平衡式索塔混凝土齿块锚固结构的设计方法，包括如下步骤：
[0014](1)计算取材；依据设计图纸计算出斜拉索产生的水平分力来得出所述预应力束需提供的平衡力大小，并通过该平衡力可以得到所需预应力束的数量，再通过预应力的数量可以得出锚固钢板的尺寸及锚固开孔位置；
[0015](2)锚固预设；在所述索塔主体和所述混凝体齿块进行浇筑时，将所述斜拉索锚垫板和所述钢束锚固钢耳板预先设置在所述混凝土齿块上，且所述钢束锚固钢耳板位于所述斜拉索锚垫板两侧布置；
[0016](3)预应力束安装及张拉；当所述混凝土齿块达到设计强度后，安装所述预应力束，根据结构受力状况所述预应力束可分1～4次张拉，确保索塔结构受力状况良好。
[0017]通过主动施加主、边跨斜拉索的平衡力，进而可实现完全取消混凝土索塔锚固区的环向预应力，解决了现有索塔齿块锚固区因环向预应力造成的主塔钢筋切断、混凝土振捣不便、结构承载力削弱及施工繁琐等一系列问题。
[0018]可选的，所述索塔主体和所述混凝土齿块对应所述索塔主体顶端的斜拉索形成桥索力T与所述索塔主体顶端的竖向夹角α，分别计算斜拉索产生水平分力T
水平
＝T
·
sina，取两者中的最大值，则所述预应力束需提供的平衡力大小F
N
＝T
水平
，根据测量得到单根所述预应力束的截面面积为A
P
，通过选材得到所述预应力束张拉控制应力为δ，再根据实际操作时考虑预应力损失折减得到系数为λ，因此计算出所需要的所述预应力束的数量
[0019]通过上述技术方案，工作人员能够通过根据承力数值计算出预应力束需要的力值，便于工作人员对预应力束进行选材，能有效在保障结构稳固的情况下节约成本，同时还能在不同场合中使用相对应的材料进行使用。
[0020]可选的，由所述预应力束的数量n值确定预应力锚固点个数，预应力锚点的布置应满足所述预应力束张拉空间要求，所述钢束锚固钢耳板根据所述预应力束的最大水平索力确定使用的锚固钢板的尺寸及锚固开孔位置，所述钢束锚固钢耳板设置在所述斜拉索锚垫板的两侧，以保证所述预应力束足够张拉操作空间。
[0021]通过上述技术方案，工作人员能够通过计算好的锚固点进行布置，加快施工进度的同时也保障了该结构的稳固，降低了人工作业的强度。
[0022]可选的，所述预应力束张拉时根据结构受力状况可分1～4次张拉，确保索塔结构
受力状况良好，斜拉索第n次张拉前，位于同一侧边的斜拉索中取单根最大拉力值为T
n
；张拉所述预应力束时，则单根所述低回缩锚的张拉力为所述预应力束的预应力可全部平衡该次张拉后的斜拉索水平分力，斜拉索最后一次张拉前张拉所述预应力束时，单根所述低回缩锚的张拉控制应力为
[0023]通过上述技术方案，通过计算预应力束来计算索塔结构受力情况，进一步使索塔的稳定性得到保障，同时还能分析出在不同张力下该结构的使用情况以及使用寿命，便于后续对该结构进行进一步的改进。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025]1、塔柱体和混凝土齿块的配合为锚固组件提供了稳定的安装位置，锚固组件通过在两个混凝土齿块中安装预应力束并对两个混凝土齿块主动施加拉力，使所述预应力束张紧，并对两块所述混凝土齿块保持拉力，极大地消除了斜拉索的水平分力对索塔混凝土结构的不利载荷，使索塔结构处于最佳受力状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动平衡式索塔混凝土齿块锚固结构，其特征在于，包括索塔主体、混凝土齿块和锚固组件，所述混凝土齿块设置有两个并分别设置于所述索塔主体的内壁两侧相对布置，所述锚固组件设置有两组并分别位于两块所述混凝土齿块上；所述锚固组件包括设置在所述混凝土齿块内壁上的斜拉索锚垫板，所述混凝土齿块上还竖直设置有钢束锚固钢耳板，所述钢束锚固钢耳板位于所述斜拉索锚垫板两侧布置；两块所述混凝土齿块之间还设置有预应力束，所述预应力束两端分别连接于两块所述钢束锚固钢耳板的顶部，所述预应力束用于对两块所述混凝土齿块施加拉力。2.根据权利要求1所述的一种主动平衡式索塔混凝土齿块锚固结构，其特征在于，所述混凝土齿块的内部设置有多根钢筋，多根所述钢筋延伸至所述索塔主体的内部。3.根据权利要求1所述的一种主动平衡式索塔混凝土齿块锚固结构，其特征在于，所述预应力束为多个低回缩锚具组成，多个所述低回缩锚呈水平间隔布置且两端分别连接于所述钢束锚固钢耳板。4.根据权利要求1中所述的一种主动平衡式索塔混凝土齿块锚固结构的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)计算取材；依据设计图纸计算出斜拉索产生的水平分力来得出所述预应力束需提供的平衡力大小，并通过该平衡力可以得到所需预应力束的数量，再通过预应力的数量可以得出锚固钢板的尺寸及锚固开孔位置；(2)锚固预设；在所述索塔主体和所述混凝体齿块进行浇筑时，将所述斜拉索锚垫板和所述钢束锚固钢耳板预先设置在所述混凝土齿块上，且所述钢束锚固钢耳板位于所述斜拉索锚垫板两侧布置；(3)预应力束安装及张拉；当所述混凝土齿块达到设计强度后，安装所述预应力束，根据结构受力状况所述预应力束可分1～4次张拉，确保索塔结构受力状况良好。5.根据权利要求4所述的一种主动平衡式索塔混凝土齿块锚固结构的设计方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳晏，沈峰，唐守峰，周大华，刘朝辉，胡五洲，刘敬，刘小清，伍志坚，胡龙泳，于得安，罗毅，廖原，
申请(专利权)人：湖北省交通规划设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：