專利名稱:鋼-混凝土組合錨固結構及其施工方法
技術領域:
本發明涉及一種可應用于大跨自錨式懸索橋的鋼-混凝土組合錨固結構;屬于橋梁結構技術領域。
背景技術:
大跨自錨式懸索橋主纜需要直接錨固于主梁之上,主纜錨固結構承受由主纜傳來的巨大集中索力,是全橋設計的關鍵部位。傳統的主纜錨固結構包括混凝土錨固結構和純鋼錨固結構。當采用混凝土錨固結構時,由于主纜散開需要很大空間,因此錨固結構體積很大;同時混凝土易開裂,從而影響錨固結構的耐久性;采用混凝土錨固結構時施工也比較復雜。當采用純鋼錨固結構時,由于主纜力很大,所需用鋼量較大,應力集中現象明顯,為了降低錨固結構鋼板的應力水平,則需采用較厚的鋼板,而厚鋼板焊接質量往往難以保證;此外,鋼板穩定問題突出,需要布置復雜加勁肋,增加了施工步驟和施工難度;同時,鋼結構自重較輕,當錨固區需要墩頂壓重來平衡主纜力的豎向分量時,常常需要設置鑄鋼,成本較高。本發明針對傳統錨固結構的上述不足,采用鋼-混凝土組合技術,通過栓釘連接件使鋼與混凝土協同工作,共同承受主纜力,從而有效改善錨固結構的受力性能,簡化構造和施工工藝。
發明內容
本發明的目的是提供一種相對于自錨式懸索橋傳統主纜錨固結構,受力性能良好,用鋼量小,構造簡單,施工快速方便,經濟性能較優的鋼_混凝土組合錨固結構。
本發明的技術方案如下 —種鋼-混凝土組合錨固結構,其特征在于由錨固區鋼箱、錨固區附近主梁鋼箱、主纜、散索、散索套、散索鞍、栓釘連接件以及混凝土組成;所述的錨固區鋼箱由后錨板和側板組成。散索鞍焊于錨固區附近主梁鋼箱上方,散索套固定于散索鞍上,主纜通過散索套后散開形成散索穿入錨固區鋼箱,錨固于后錨板。錨固區鋼箱以及錨固區附近主梁鋼箱鋼板內側熔焊栓釘連接件,并在箱室內部填筑混凝土。
本發明相對于現有技術具有以下優點
0007] (1)錨固結構通過栓釘連接件使鋼板與混凝土協同工作,共同承受主纜集中力,相比傳統錨固結構,能夠顯著改善錨固結構的受力性能。(2)錨固結構鋼板對內填混凝土起到良好的約束作用,避免混凝土裂縫外露,改善結構的耐久性,同時作為混凝土澆注的模板,施工快捷方便,質量易于保證。(3)錨固結構混凝土和鋼板共同參與受力,分散鋼板應力,能有效改善純鋼錨固結構鋼板應力集中的問題,顯著減小鋼板厚度,降低用鋼量,同時焊接質量易于保證。(4)錨固結構內填混凝土對周邊鋼板起到良好的約束作用,提高鋼板的穩定性能,避免復雜的加勁肋,簡化構造,降低鋼結構加工難度。(5)錨固結構中的內填混凝土可作為墩頂壓重,平衡主纜力的豎向分量,節省壓重材料成本
圖1為鋼_混凝土組合錨固結構施工過程示意圖。
圖2為鋼_混凝土組合錨固結構示意圖。 圖中l-錨固區鋼箱后錨板;2-錨固區鋼箱側板;3-錨固區附近主梁鋼箱;4_主 纜;5_栓釘連接件;6_混凝土 ;7_散索;8_散索套;9_散索鞍
具體實施例方式
以下結合附圖,對本發明的結構、施工過程作進一步描述。 本發明提供了一種相對于自錨式懸索橋傳統主纜錨固結構,受力性能良好,用鋼 量小,構造簡單,施工快速方便,經濟性能較優的鋼-混凝土組合錨固結構。如圖1 圖2 所示,該組合錨固結構由錨固區鋼箱、錨固區附近主梁鋼箱3、主纜4、散索7、散索套8、散索 鞍9、栓釘連接件5以及混凝土 6組成;所述的錨固區鋼箱由后錨板1和側板2組成。散索 鞍9焊于錨固區附近主梁鋼箱3上方,散索套8固定于散索鞍9上,主纜4通過散索套8后 散開形成散索7深入錨固區鋼箱,錨固于后錨板1。錨固區鋼箱以及錨固區附近主梁鋼箱3 鋼板內側熔焊栓釘連接件5,并在箱室內部填筑混凝土 6。錨固區附近主梁鋼箱3可以通過 有限元計算等結構分析手段選取應力水平較高、應力集中現象較明顯的主梁鋼箱區域。
本發明的施工工序為 本發明所述的鋼-混凝土組合錨固結構的施工工序由鋼結構的加工安裝、穿索、 澆筑混凝土以及主纜張拉四部分組成。在工廠加工錨固區鋼箱(包括后錨板1和側板2) 以及錨固區附近主梁鋼箱3,并在鋼箱內側預先熔焊栓釘連接件5(如圖l所示)。鋼結構 加工完成后,運至施工現場安裝定位,安裝散索鞍9和散索套8,主纜穿過散索套8后散開, 穿入錨固區鋼箱后,錨固于后錨板1上。然后,在錨固區鋼箱以及錨固區附近主梁鋼箱3的 箱室內填充混凝土 6(如圖2所示),待混凝土達到強度后,張拉主纜力,形成如圖2所示的 鋼-混凝土組合錨固結構。
權利要求
一種鋼-混凝土組合錨固結構,其特征在于由錨固區鋼箱、錨固區附近主梁鋼箱(3)、主纜(4)、散索(7)、散索套(8)、散索鞍(9)、栓釘連接件(5)以及混凝土(6)組成;所述的錨固區鋼箱由后錨板(1)和側板(2)組成;散索鞍(9)焊于錨固區附近主梁鋼箱(3)上方,散索套(8)固定于散索鞍(9)上,主纜(4)通過散索套(8)后散開形成散索(7)穿入錨固區鋼箱,錨固于后錨板(1);錨固區鋼箱以及錨固區附近主梁鋼箱(3)鋼板內側熔焊栓釘連接件(5),并在箱室內部填筑混凝土(6)。
2. —種鋼_混凝土組合錨固結構的施工方法,包括鋼結構的加工安裝、穿索、澆筑混凝土以及主纜張拉;具體步驟如下a. 在工廠加工錨固區鋼箱,所述錨固區鋼箱包括后錨板(1)和側板(2),加工錨固區附近主梁鋼箱(3),并在鋼箱內側預先熔焊栓釘連接件(5);b. 鋼結構加工完成后,運至施工現場安裝定位,安裝散索鞍(9)和散索套(8),主纜穿過散索套(8)后散開,穿入錨固區鋼箱后,錨固于后錨板(1)上;c. 在錨固區鋼箱以及錨固區附近主梁鋼箱(3)的箱室內填充混凝土 (6);待混凝土(6)達到強度后,張拉主纜力,形成鋼-混凝組合錨固結構。
全文摘要
一種鋼-混凝土組合錨固結構,屬于橋梁結構技術領域。該結構由錨固區鋼箱、錨固區附近主梁鋼箱、主纜、散索、散索套、散索鞍、栓釘連接件以及混凝土組成。其中錨固區鋼箱由后錨板和側板組成。主纜通過散索套后散開形成散索穿入錨固區鋼箱,錨固于后錨板。錨固區鋼箱以及錨固區附近主梁鋼箱鋼板內側熔焊栓釘連接件,并在箱室內部填筑混凝土。采用這種結構能夠有效改善傳統錨固結構的受力性能,解決混凝土錨固結構體積大、施工復雜、易開裂等問題,彌補純鋼錨固結構鋼板厚、用鋼量大、加勁肋構造復雜、壓重材料成本高等不足。本發明的鋼-混凝土組合錨固結構受力性能良好,用鋼量小,構造簡單,施工快速方便,經濟性能優,具有良好的技術經濟效益。
文檔編號E01D19/10GK101775780SQ20101010059
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月22日 優先權日2010年1月22日
發明者樊健生, 聶建國, 陶慕軒 申請人:清華大學