一種部分無粘結(jié)隧道式復(fù)合錨碇系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橋梁工程中的隧道式復(fù)合錨碇系統(tǒng)，具體涉及一種部分無粘結(jié)隧道式復(fù)合錨碇系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]21世紀(jì)以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)和交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，大跨徑橋梁廣泛建設(shè)，懸索橋是大跨徑橋梁中最主要的橋梁形式?，F(xiàn)代懸索橋由橋塔、錨碇、主纜、吊索等部分組成。錨碇系統(tǒng)一般分為重力錨碇、隧道錨碇、土錨錨碇及結(jié)構(gòu)自錨固系統(tǒng)。其中，隧道錨碇其結(jié)構(gòu)受力合理，工程量小，工程造價(jià)較低，是其他錨碇系統(tǒng)無法替代的。隧道錨一般在節(jié)理較少、巖體性能較好的地方使用。懸索的巨大水平拉力通過索股、錨桿傳入隧道中填充的混凝土，再通過混凝土與隧道巖體的粘結(jié)力傳遞給周圍的巖體。
[0003]對(duì)于傳統(tǒng)的錨碇系統(tǒng)，現(xiàn)在普遍的結(jié)構(gòu)形式是圓錐形錨碇，錨固單根拉索，拉索與錨碇系統(tǒng)全部粘結(jié)。但是實(shí)際工程及數(shù)值模擬均發(fā)現(xiàn)，這樣的結(jié)構(gòu)形式存在不足。錐形錨碇體積較大，無法錨固多根拉索，在拉索所受拉力較大的情況下，很容易引起錨碇局部應(yīng)力過大失效，進(jìn)而破壞。因此，有必要發(fā)明一種具有新的結(jié)構(gòu)形式的隧道式復(fù)合錨碇系統(tǒng)，來改善現(xiàn)有隧道式銷碇系統(tǒng)的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提出了一種部分無粘結(jié)隧道式復(fù)合錨碇系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法優(yōu)化了隧道式錨碇的受力形式，提高了混凝土錨碇的承拉極限。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種部分無粘結(jié)隧道式復(fù)合錨碇系統(tǒng)，其特征是，包括:混凝土錨碇本體、滑輪系統(tǒng)和若干扣索；
[0007]所述滑輪系統(tǒng)包括:若干滑輪、受拉鋼板以及工字鋼；所述滑輪通過受拉鋼板固定，受拉鋼板后端焊接工字鋼，每兩塊所述受拉鋼板之間均固定有滑輪，所述受拉鋼板與混凝土錨碇本體相連接的部分存在設(shè)定區(qū)域的無粘結(jié)部分；
[0008]所述若干扣索均貫通混凝土錨碇本體，并錨固在混凝土錨碇本體上。形成“一對(duì)多”的錨固，有效地減小了錨碇的體積，減小工作量的同時(shí)，也減小了隨環(huán)境的擾動(dòng)。
[0009]所述受拉鋼板預(yù)埋進(jìn)混凝土錨碇本體中，受拉鋼板預(yù)埋進(jìn)混凝土錨碇本體的前段區(qū)域與混凝土錨碇本體無粘結(jié)。
[0010]所述受拉鋼板與混凝土錨碇本體粘接的區(qū)域采用加固鋼筋固定。
[0011]所述扣索為通過在混凝土錨碇本體上貫通一個(gè)直徑大于承拉鋼索的孔道，承拉鋼索穿過所述孔道，采用后錨式錨固。
[0012]所述混凝土錨碇本體的橫截面由兩部分組成，上部為梯形，下部為矩形。整體構(gòu)成梯柱形，對(duì)隧道式復(fù)合錨碇系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了優(yōu)化。
[0013]所述混凝土錨碇本體的斜面部分與圍巖之間插入錨桿。
[0014]每一個(gè)滑輪對(duì)應(yīng)一條主索。
[0015]一種部分無粘結(jié)隧道式復(fù)合錨碇系統(tǒng)的方法，包括:
[0016]首先在山體巖石開鑿隧道及錨碇洞室，錨碇洞室高度寬度均大于隧道寬度高度；在錨碇洞室前方隧道內(nèi)進(jìn)行插入錨桿及鋼筋網(wǎng)等防護(hù)措施；
[0017]然后在洞室內(nèi)灌注混凝土，混凝土與圍巖斜面之間插入錨桿；
[0018]在埋入內(nèi)置受拉鋼板時(shí)，在受拉鋼板的前部區(qū)域上包裹塑料膜，使其與混凝土錨碇沒有粘結(jié)，形成后錨式錨固，之后安裝滑輪系統(tǒng)；
[0019]在錨固鋼板周圍設(shè)置扣索，對(duì)混凝土錨碇進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，其強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求后，在錨固鋼板周圍打通扣索孔道。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:
[0021](I)優(yōu)化了隧道式錨碇的結(jié)構(gòu)形式，將錐形錨碇改為梯柱形，可以同時(shí)錨固多根拉索。
[0022](2)在錨固同樣數(shù)量的拉索的情況下，有效減小錨碇系統(tǒng)的體積。
[0023](3)優(yōu)化了隧道式錨碇的受力形式，提高了混凝土錨碇的承拉極限。
[0024](4)極大減少了工程量，減少了對(duì)環(huán)境的擾動(dòng)。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明部分無粘結(jié)隧道式復(fù)合錨碇系統(tǒng)結(jié)構(gòu)立面圖；
[0026]圖2是圖1中的a-a剖面圖；
[0027]圖3是本發(fā)明部分無粘結(jié)隧道式復(fù)合錨碇系統(tǒng)結(jié)構(gòu)正面圖；
[0028]圖4為本發(fā)明部分無粘結(jié)隧道式復(fù)合錨碇系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5(a)全粘接錨固模型半結(jié)構(gòu)體的有限元分析圖；
[0030]圖5 (b)為部分無粘結(jié)錨固模型半結(jié)構(gòu)體的有限元分析圖；
[0031]其中，I為混凝土錨碇，2為受拉鋼板，3為加固工字鋼，4為主索，5為滑輪，6為錨碇后部洞室，7為加固鋼筋，8為未粘結(jié)區(qū)域，9為加固肋板，10為錨桿，11為扣索。
【具體實(shí)施方式】
:
[0032]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0033]如圖1所示，本發(fā)明為隧道式復(fù)合錨碇系統(tǒng)的內(nèi)置鋼板提供一種新的結(jié)構(gòu)形式及錨固形式，具體包括:混凝土錨碇1、滑輪5系統(tǒng)和若干扣索11 ;
[0034]滑輪5系統(tǒng)包括:若干滑輪5、受拉鋼板2以及加固工字鋼3 ;所述滑輪5通過受拉鋼板2固定，受拉鋼板2后端焊接加固工字鋼3，加固工字鋼3通過加固肋板9與受拉鋼板2連接，每兩塊所述受拉鋼板2之間均固定有滑輪5，受拉鋼板2預(yù)埋進(jìn)混凝土錨碇I本體中，受拉鋼板2預(yù)埋進(jìn)混凝土錨碇I本體的前段區(qū)域與混凝土錨碇I本體無粘結(jié)。圖1中，受拉鋼板2前端部分區(qū)域設(shè)置為未粘結(jié)區(qū)域8，后端部分與混凝土錨碇I粘接。受拉鋼板2與混凝土錨碇I粘接的區(qū)域采用加固鋼筋7固定，每一個(gè)滑輪5對(duì)應(yīng)一根主索4。
[0035]如圖3所示，扣索11是通過在錨碇本體上貫通一個(gè)直徑大于承拉鋼索的孔道，承拉鋼索穿過孔道，在錨碇體外，孔道尾部錨固，即后錨式錨固。
[0036]如圖2和圖4所示，混凝土錨碇I為梯柱型結(jié)構(gòu)，由圖2中無粘結(jié)隧道式復(fù)合錨碇系統(tǒng)的剖面圖可以看出，混凝土錨碇I本體的橫截面由兩部分組成，上部為梯形，下部為矩形，整體構(gòu)成梯柱型混凝土銷碇I。混凝土銷碇I本體的斜面部分與圍巖通過銷桿10連接，加強(qiáng)錨碇與圍巖的接觸。錨碇后部洞室6是在錨碇后的預(yù)留空間，方便施工操作和維護(hù)檢修。
[0037]本發(fā)明的施工方法是首先在山體巖石開鑿隧道及錨碇洞室。在錨碇洞室前方，隧道內(nèi)，插入錨桿10及鋼筋網(wǎng)防護(hù)。然后在洞室內(nèi)灌注混凝土，混凝土與圍巖斜面之間插入錨桿10，加強(qiáng)連接。在埋入內(nèi)置受拉鋼板2時(shí)，在未粘結(jié)區(qū)域8的鋼板上包裹塑料膜，使其與混凝土錨碇I沒有粘結(jié)，形成后錨式錨固效