一種纜索吊裝錨索式錨碇施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種纜索吊裝錨索式錨碇施工方法，在確定的錨碇區域內，先開挖表土露出新鮮巖層面，將巖層面鑿成高度不小于2m的垂直面并沖洗干凈，然后緊貼巖層面澆筑強度滿足要求的矩形錨碇體；再在錨碇體和巖體上鉆孔；清孔后，在每個錨孔內放入錨索，及時進行孔內注漿；澆注砂漿強度達到設計值時，再預張緊錨索；錨索預緊后，在錨碇體正面通過露出的錨索安裝分配錨梁，分配錨梁上再通過座拉板固定安裝滑輪座，再通過滑輪座安裝主索、扣索和工作索；纜索系統安裝到位后，即可進行吊裝。本發明可以大大簡化吊裝施工過程，更好的保障施工安全，節約工期及成本。
【專利說明】一種纜索吊裝錨索式錨碇施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及拱橋預應力錨索施工技術改進，具體指一種纜索吊裝錨索式錨碇施工方法，屬于橋梁施工【技術領域】。
[0002]
【背景技術】
[0003]預應力錨索施工技術在橋梁工程中已廣泛應用，其中使用預應力錨索結構作為纜索吊的錨索式錨碇成功的工程經驗證明預應力錨索技術運用于大型起重設施的錨碇結構是安全可靠的。然而該項技術在實際應用時受地形地質條件限制，錨碇位置基巖埋深較深時不宜采用。不同基巖條件，需要現場的錨固力試驗數據，需要專門的機具進行施工等一系列因素要求，選用錨索式主錨碇需要根據具體情況具體研究。塔架通常是纜索系統的重要受力結構部分，而吊扣一體的纜索吊塔架構造及受力更為復雜，施工中安全風險很大，需要專業設計。
[0004]橋梁有相當一部分是在山區特別是峽谷河谷地形條件下修建。橋梁兩岸可能有需要連接的公路，也可能直接連接隧道。如果有公路存在，在預應力錨索施工時，按常規布置吊裝索塔不僅將擠占現有公路的行車寬度，同時也將大大壓縮施工操作空間，起吊時將嚴重影響社會交通車輛安全。而選用常規的重力式或地垅式主錨碇等構造形式，巖石開挖工程量大，施工時必然要中斷道路通行。
【發明內容】
[0005]針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種纜索吊裝錨索式錨碇施工方法，本方法專門針對V形峽谷河谷地形而設計，可以大大簡化吊裝施工過程，更好的保障施工安全，節約工期及成本。
[0006]本發明的技術方案是這樣實現的:
纜索吊裝錨索式錨碇施工方法，本方法適用于V形峽谷之間修建拱橋，峽谷夾角小于90度；具體步驟如下:
1)錨碇位置確定:在每組拱肋兩岸山體上分別確定錨碇施工位置，錨碇用于安裝包括吊裝主索在內的纜索兩端，錨碇高度保證主索吊裝拱肋至索跨跨中時主索最低點位于拱頂之上；
2)錨碇體砼施工:在確定的錨碇區域內，先開挖表土露出新鮮巖層面，將巖層面鑿成高度不小于2m的垂直面并沖洗干凈，然后緊貼巖層面澆筑強度滿足要求的矩形錨碇體，錨碇體中心與其對應的拱肋中心正對；
3)鉆孔、清孔:錨碇體養護達到設計強度后，在錨碇體砼外斜向下3-8°(優選5° )均勻地鉆若干錨孔至設計深度，成孔后反復用高壓風吹孔，清洗孔壁上殘留物及水體，以增強巖體的粘結能力；
4)錨索安裝:錨孔清孔后，立即在每個錨孔內放入錨索，及時進行孔內注漿，使錨索與錨孔固接為一體；錨索露出一定長度，用于后續分配錨梁安裝；
5)澆注砂漿強度達到設計值100%以上時，開始逐索張拉錨索使錨索得以預張緊；錨索預緊后，在錨碇體正面通過露出的錨索安裝分配錨梁，分配錨梁上再通過座拉板固定安裝滑輪座，所述滑輪座由主索滑輪座、扣索滑輪座和工作索滑輪座構成，主索滑輪座位于分配錨梁正中；扣索滑輪座有兩組對稱設于主索滑輪座兩側并位于分配錨梁兩端，工作索滑輪座位于主索滑輪座和內側扣索滑輪座之間；
6)纜索系統的安裝:在每組拱肋兩岸的錨碇體上分別通過對應的滑輪座安裝主索、扣索和工作索；
7)拱肋的吊裝:纜索系統安裝到位后，即可將待吊裝的拱肋段通過吊索懸吊于主索上，再牽引至安裝位置即可；其中扣索用于將已經安裝到位的拱肋拉吊。
[0007]進一步地，所述錨孔由錨碇體上的錨孔和巖體上的錨孔兩部分形成，其中巖體上的錨孔深度不低于20米；靠近表層的錨索上套裝有鋼管形成自由段，鋼管長度大于錨碇體厚度，自由段不進行澆注；其余錨索構成錨固段，澆注只在錨固段上進行。
[0008]每個錨孔內的錨索由6?10根0 15.24mm高強度低松馳鋼絞線編制而成。
[0009]更進一步地，錨固段通過擴張定位環和收縮定位環綁扎形成波紋形，波長取Im ；當錨索張拉時采用波紋形式的各根鋼絞線有伸直趨勢，對周圍漿體產生擠壓，可產生對錨索錨固非常有利的摩擦效應。
[0010]所述第4)步錨孔注漿采用一次孔底法施工，漿液為M40水泥漿，采用普通水泥制漿，水灰比0.38-0.4，膨脹劑10%，灌注壓力為0.4Mpa?0.6Mpa。
[0011]本發明橋梁上部結構安裝施工根據V形峽谷兩岸陡峭的地形、良好的地質條件、完整的山體結構等有利因素，將纜索錨固于兩岸山體上相當于現有塔架索鞍的適當高程位置，采用預應力錨索錨固主錨碇及分配錨梁，分配錨梁上再設置滑輪座等構造使其能懸掛纜索體系。由于采取無塔設計與預應力索式主錨碇技術，使吊裝施工過程大為簡化，扣掛后定位精確，能更好的保障施工安全，節約工期及成本。采用錨索式主錨碇開挖工程量小，對公路通行干擾最小。
[0012]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1-本發明纜索吊裝系統總體布置圖。
[0014]圖2-本發明纜索吊裝系統總體布置俯視圖。
[0015]圖3-本發明纜索吊裝系統錨碇構造圖。
[0016]圖4-本發明纜索吊裝系統錨碇構造端面圖。
[0017]圖5-本發明預應力錨索構造圖。
[0018]
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0020]本發明纜索吊裝錨索式錨碇施工方法適用于V形峽谷、河谷地形地質條件下修建拱橋，峽谷夾角小于90度；施工時既可以采用有塔施工方法，也可以采用無塔施工方法，無塔施工具體實施步驟如下:1)錨碇位置確定:在每組拱肋兩岸山體I上分別確定錨碇施工位置，錨碇用于安裝包括吊裝主索在內的纜索兩端，錨碇高度保證主索吊裝拱肋至索跨跨中時主索最低點位于拱頂之上；根據橋面寬度不同，拱肋數量也不同，通常為2-3組。假設拱肋為N個，那么兩岸山體上就要分別設置N個錨碇。錨碇位置確定時，除了高度和左右位置外，還需要考慮該位置的巖層結構等，以保證巖體能夠承受吊裝系統的拉力。在保證結構強度的前提下，位置可以適當移動一些。
[0021]2)錨碇體砼施工:在確定的錨碇區域內，先開挖表土露出新鮮巖層面，將巖層面鑿成高度不小于2m的垂直面2并沖洗干凈，然后緊貼巖層面澆筑強度滿足要求的矩形錨碇體3，錨碇體3中心與其對應的拱肋中心正對；同時注意錨下鋼筋網及索套管的精確預埋和定位；
實施例中錨碇體為高2m、厚lm、長6 m的C30砼。
[0022]3)鉆孔、清孔:錨碇體3養護達到設計強度后，在錨碇體砼外斜向下3-8° (優選5° )均勻地鉆若干錨孔至設計深度。成孔后反復用高壓風吹孔，清洗孔壁上殘留物及水體，以增強巖體的粘結能力。
[0023]除了錨碇體上的錨孔外，還包括巖體上的錨孔，其中巖體上的錨孔深度不低于20米，即錨索錨入基巖中的深度大于20米，以確保有效錨固端嵌入中弱風化巖層，保證強度。
[0024]錨孔大小既要考慮到錨索直徑，又要考慮到注漿量，實際直徑90_，采用潛孔鉆干鉆法風動施工。
[0025]4)錨索安裝:錨孔清孔后，立即在每個錨孔內放入錨索4，及時進行孔內注漿，使錨索與錨孔固接為一體；錨索4露出一定長度，用于后續分配錨梁安裝。
[0026]錨孔注漿采用一次孔底法施工，漿液為M40水泥漿，采用普通水泥制漿，水灰比
0.38-0.4，膨脹劑10%，灌注壓力為0.4Mpa?0.6Mpa。
[0027]每個錨孔內的錨索由6?10根0 15.24mm高強度低松馳鋼絞線編制而成。錨索編制前，要對每根鋼絞線嚴格檢查，不得使用有死彎、機械損傷及嚴重銹蝕、電燒傷等造成強度降低的材料。
[0028]5)澆注砂漿強度達到設計值100%以上時，開始逐索張拉錨索使錨索得以預張緊。張拉主要設備為YC250穿心千斤頂，使用前經有資質的單位標定。實際設計中預應力筋張拉設計強度為。_=0.43%fptk= 800Mpa,即錨碇體兩側的錨索設計張拉力為67.2T，中部錨索設計張拉力為112噸。張拉程序為:0 —初應力一σ _持荷5min錨固。
[0029]錨具破壞就意味著錨索失效，關系到工程的安全，使用時應對錨具妥善保護，為防止錨固端夾片松脫，采取工作錨板前使用壓板緊貼夾片等保護措施。
[0030]錨索4預緊后，在錨碇體3正面通過露出的錨索安裝分配錨梁5，分配錨梁5上再通過座拉板固定安裝滑輪座6，座拉板與分配錨梁間采用高強螺栓進行連接。所述滑輪座由主索滑輪座、扣索滑輪座和工作索滑輪座構成，主索滑輪座位于分配錨梁正中；扣索滑輪座有兩組對稱設于主索滑輪座兩側并位于分配錨梁兩端，工作索滑輪座位于主索滑輪座和內側扣索滑輪座之間。
[0031]本發明同岸的錨碇分離設計，每個錨碇設計2X3索鋼鉸線錨索來固定型鋼分配錨梁，其中中間2X1錨索為10Φ15.24 mm鋼鉸線，兩側分別為2X1錨索為6Φ15.24 mm鋼鉸線；錨索采用標準抗拉強度Ryb = 1860Mpa、Ey = 1.95 X 105Mpa、松弛率滿足II級要求的Φ 15.24 mm高強度低松弛鋼絞線。
[0032]圖3和圖4為本發明纜索吊裝系統錨碇構造圖。
[0033]6)纜索系統的安裝:在每組拱肋兩岸的錨碇體上分別通過對應的滑輪座安裝主索
7、扣索8和工作索9，錨固整個索道系統。
[0034]纜索吊系統制作和安裝完畢后要進行每組纜索吊試吊，試吊采用鋼筋配重，以最大吊裝重量的120%噸位進行試吊(如拱肋最大節段總重22.6噸，那么試吊重量就是27噸)。在整個吊裝過程中對錨碇以及纜索各系統部件進行檢查，對未正常運行的部件進行調試，確保在吊裝期間正常運行。
[0035]7)拱肋的吊裝:纜索系統安裝到位后，即可將待吊裝的拱肋段通過吊索懸吊于主索上，再牽引至安裝位置即可；其中扣索用于將已經安裝到位的拱肋拉吊。
[0036]本發明靠近表層的錨索4上套裝有鋼管10形成自由段，鋼管長度大于錨碇體厚度，自由段不進行澆注；其余錨索構成錨固段，澆注只在錨固段上進行。同時錨固段通過擴張定位環11和收縮定位環12綁扎形成波紋形，波長取lm。當錨索張拉時采用波紋形式的各根鋼絞線有伸直趨勢，對周圍漿體產生擠壓，可產生對錨索錨固非常有利的摩擦效應。圖5為預應力錨索構造圖。
[0037]本發明經過對纜索系統總體布置的調整，增大懸索跨度，并提升高度，采取在原纜索索鞍位置后直接錨固方式，將錨碇通過預應力錨索錨固于基巖中，形成了無塔錨索式纜索吊裝系統。圖1和圖2為本發明纜索吊裝錨索式錨碇系統總體布置圖。
[0038]錨索式主錨碇受力情況比較復雜,與常規巖石錨固索承受靜荷載相比,有動荷載作用于錨頭處，因此需要足夠的安全儲備，確保錨固安全。在設計分配錨梁上座拉板和錨固滑輪的位置時，要注意使纜索吊機傳遞來的荷載方向與錨索軸線盡量保持一致，分配錨梁與錨體砼構造要有效傳遞剪力，確保錨索軸線受拉。
[0039]本發明吊裝受力通過錨碇(尺寸、結構)、錨索(長度、粗細、結構)、纜索等來保證，要求巖錨體系在使用過程中不能出現松動和變形。實際操作時，在各要素確定后要進行錨索最大拉力計算和錨索安全系數驗算。本發明在使用過程中，纜索吊機工作正常，主索垂度與設計計算結果基本吻合，巖錨體系在使用過程中未出現松動和變形，表明本發明纜索吊機錨索式主錨碇設計思路和計算方法經受了實踐的檢驗，為拱橋順利施工提供了保障。
[0040]最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管 申請人:參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.纜索吊裝錨索式錨碇施工方法，其特征在于:本方法適用于V形峽谷之間修建拱橋，峽谷夾角小于90度；具體步驟如下: 1)錨碇位置確定:在每組拱肋兩岸山體上分別確定錨碇施工位置，錨碇用于安裝包括吊裝主索在內的纜索兩端，錨碇高度保證主索吊裝拱肋至索跨跨中時主索最低點位于拱頂之上； 2)錨碇體砼施工:在確定的錨碇區域內，先開挖表土露出新鮮巖層面，將巖層面鑿成高度不小于2m的垂直面并沖洗干凈，然后緊貼巖層面澆筑強度滿足要求的矩形錨碇體，錨碇體中心與其對應的拱肋中心正對； 3)鉆孔、清孔:錨碇體養護達到設計強度后，在錨碇體砼外斜向下3-8°均勻地鉆若干錨孔至設計深度，成孔后反復用高壓風吹孔，清洗孔壁上殘留物及水體，以增強巖體的粘結能力； 4)錨索安裝:錨孔清孔后，立即在每個錨孔內放入錨索，及時進行孔內注漿，使錨索與錨孔固接為一體；錨索露出一定長度，用于后續分配錨梁安裝； 5)澆注砂漿強度達到設計值100%以上時，開始逐索張拉錨索使錨索得以預張緊；錨索預緊后，在錨碇體正面通過露出的錨索安裝分配錨梁，分配錨梁上再通過座拉板固定安裝滑輪座，所述滑輪座由主索滑輪座、扣索滑輪座和工作索滑輪座構成，主索滑輪座位于分配錨梁正中；扣索滑輪座有兩組對稱設于主索滑輪座兩側并位于分配錨梁兩端，工作索滑輪座位于主索滑輪座和內側扣索滑輪座之間； 6)纜索系統的安裝:在每組拱肋兩岸的錨碇體上分別通過對應的滑輪座安裝主索、扣索和工作索； 7)拱肋的吊裝:纜索系統安裝到位后，即可將待吊裝的拱肋段通過吊索懸吊于主索上，再牽引至安裝位置即可；其中扣索用于將已經安裝到位的拱肋拉吊。
2.根據權利要求1所述的纜索吊裝錨索式錨碇施工方法，其特征在于，所述錨孔由錨碇體上的錨孔和巖體上的錨孔兩部分形成，其中巖體上的錨孔深度不低于20米；靠近表層的錨索上套裝有鋼管形成自由段，鋼管長度大于錨碇體厚度，自由段不進行澆注；其余錨索構成錨固段，澆注只在錨固段上進行。
3.根據權利要求2所述的纜索吊裝錨索式錨碇施工方法，其特征在于，每個錨孔內的錨索由6?10根0 15.24mm高強度低松馳鋼絞線編制而成。
4.根據權利要求3所述的纜索吊裝錨索式錨碇施工方法，其特征在于，錨固段通過擴張定位環和收縮定位環綁扎形成波紋形，波長取Im ;當錨索張拉時采用波紋形式的各根鋼絞線有伸直趨勢，對周圍漿體產生擠壓，可產生對錨索錨固非常有利的摩擦效應。
5.根據權利要求1所述的纜索吊裝錨索式錨碇施工方法，其特征在于，所述第4)步錨孔注漿采用一次孔底法施工，漿液為M40水泥漿，采用普通水泥制漿，水灰比0.38-0.4，膨脹劑10%，灌注壓力為0.4Mpa?0.6Mpa。
【文檔編號】E01D21/00GK104213509SQ201410501309
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】張昶, 劉平, 黃小良, 劉建, 徐基立, 周明, 黃春, 熊衛士, 楊帆, 李慧英, 但建華, 范麒麟 申請人:重慶交通建設(集團)有限責任公司