專利名稱：隧道式復合錨碇的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及橋梁工程，特別涉及一種適用于山區大跨懸索橋的隧道式錨碇構造。
背景技術：
現代懸索橋主要由錨碇、索塔、纜索系統、加勁梁等四大構件組成。錨碇作為將纜力傳遞給地基的重要構件，一般分為重力式錨碇和隧道式錨碇兩類。重力式錨碇依靠錨碇自重平衡主纜的巨大拉力，而隧道式錨碇充分利用錨碇與周圍巖體的共同作用來錨固主纜。與重力式錨碇相比，隧道錨造價低廉，如建于1931年的美國喬治華盛頓橋，重力式錨碇需混凝土 10. 7萬m3，隧道式錨碇僅需2. 2萬m3，2000年建成的重慶鵝公巖長江大橋， 隧道式錨碇比重力式錨碇節約1500萬元人民幣。由于隧道錨處于地表以下，避免了對原地表的大開挖，在保護環境方面的優點是重力式錨碇不可替代的。雖然隧道式錨碇在節省造價、環境保護方面較重力式錨碇具有明顯的優點，但隧道式錨碇的實際工程應用卻很少，究其原因是由于為大跨懸索橋的纜力較大(單纜達數萬噸)，對橋位錨碇處的巖石質量要求較高，而且由于錨塞體尺寸較大，開挖支護的難度較大。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種隧道式復合錨碇，能有效地解決巖石質量較差橋位隧道式錨碇的強度和流變問題，而且隧道成洞的安全性易得到保障。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案如下本實用新型的隧道式復合錨碇，包括隧道、錨塞體和前錨室，錨塞體由充填灌注于隧道里段的混凝土形成，前錨室內設置支墩，主纜經支墩頂部的散索鞍散開后錨固于錨塞體前錨面，其特征是所述隧道在其拱頂段和兩側邊墻段間隔布設由基巖表面穿入圍巖內的錨桿，并由基巖表面向內依次設置初期支護構造和二次襯砌；沿隧道軸向分布設置穿過錨塞體和隧道內端面進入深層巖體的預應力錨索，預應力錨索的兩端分別與錨塞體前錨面、深層巖體錨固連接。本實用新型的有益效果是，采用初期支護構造與錨桿聯合對開挖斷面進行及時支護，既保證了在軟質巖中大斷面開挖的成洞安全，又通過控制圍巖松動圈的發展滿足錨碇在成橋后的受力要求；預應力錨索與錨塞體形成組合結構，以調動深層巖體的強度，提高了錨碇承載力，預應力錨索的主動張拉可降低錨塞體與圍巖接觸面在長期荷載下的應力水平，解決了巖石質量較差橋位修建隧道錨的流變問題；與重力式錨碇相比較，可大幅度地降低工程造價。
本說明書包括如下三幅附圖[0010]圖1是本實用新型隧道式復合錨碇的立面結構示意圖；圖2是本實用新型隧道式復合錨碇中隧道的橫斷面結構示意圖；圖3是本實用新型隧道式復合錨碇應用實例的構造圖。圖中示出構件、部位名稱及所對應的標記主纜10、錨塞體21、前錨室22、支墩23、 預應力錨索對、錨桿31、噴射混凝土層32、全環鋼架33、鎖腳錨桿34、二次襯砌35。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。參照圖1和圖2，本實用新型的隧道式復合錨碇包括隧道、錨塞體21和前錨室22， 錨塞體21由充填灌注于隧道里段的混凝土形成，前錨室22內設置支墩23，主纜10經支墩 23頂部的散索鞍散開后錨固于錨塞體21前錨面。所述隧道在其拱頂段和兩側邊墻段間隔布設由基巖表面穿入圍巖內的錨桿31，并由基巖表面向內依次設置初期支護構造和二次襯砌35。錨桿31在錨塞體21段可采用分段自進式錨桿，在前錨室22段可采用水泥砂漿藥包錨桿等。初期支護構造與分布于隧道圍巖內的錨桿31聯合對開挖斷面進行及時支護，既保證了在軟質巖中大斷面開挖的成洞安全，又通過控制圍巖松動圈的發展滿足錨碇在成橋后的受力要求。參照圖2，所述初期支護構造通常由覆蓋隧道基巖的噴射混凝土層32和埋設于其內的全環鋼架33構成，全環鋼架33在其拱頂段與邊墻段的連接部位處設置鎖腳錨桿 34。參照圖1，沿隧道軸向分布設置穿過錨塞體21和隧道內端面進入深層巖體的預應力錨索對，預應力錨索M的兩端分別與錨塞體21前錨面、深層巖體錨固連接。即采用錨固于錨塞體21前錨面的預應力錨索M與錨塞體21形成組合結構，可調動深層巖體的強度， 以提高錨碇承載力。預應力錨索M的主動張拉，可降低錨塞體21與圍巖接觸面在長期荷載下的應力水平，有效地解決了巖石質量較差橋位修建隧道錨的流變問題。本申請人成功地將本實用新型的隧道式復合錨碇應用于國家高速公路網成渝環線南溪長江大橋的設計與建造中。參照圖3，該橋北岸采用重力式錨碇，南岸采用本實用新型的隧道式復合錨碇。南岸隧道式復合錨碇的混凝土體積為16690m3，而北岸采用重力式錨碇體積為76627m3。南岸隧道式復合錨碇造價為四17萬元，與北岸重力式錨碇造價7456萬元相比，節省約造價4539萬元。以上所述只是用圖解說明本實用新型隧道式復合錨碇的一些原理，并非是要將本實用新型局限在所示和所述的具體結構和適用范圍內，故凡是所有可能被利用的相應修改以及等同物，均屬于本實用新型所申請的專利范圍。
權利要求1.隧道式復合錨碇，包括隧道、錨塞體和前錨室(22)，錨塞體由充填灌注于隧道里段的混凝土形成，前錨室0 內設置支墩(23)，主纜(10)經支墩頂部的散索鞍散開后錨固于錨塞體前錨面，其特征是所述隧道在其拱頂段和兩側邊墻段間隔布設由基巖表面穿入圍巖內的錨桿(31)，并由基巖表面向內依次設置初期支護構造和二次襯砌(3 ；沿隧道軸向分布設置穿過錨塞體和隧道內端面進入深層巖體的預應力錨索 (M)，預應力錨索04)的兩端分別與錨塞體前錨面、深層巖體錨固連接。
2.如權利要求1所述的隧道式復合錨碇，其特征是所述初期支護構造由覆蓋隧道基巖的噴射混凝土層(32)和埋設于其內的全環鋼架(33)構成，全環鋼架(33)在其拱頂段與邊墻段的連接部位處設置鎖腳錨桿(34)。
3.如權利要求1或2所述的隧道式復合錨碇，其特征是所述錨桿(31)在錨塞體段采用分段自進式錨桿，在前錨室0 段采用水泥砂漿藥包錨桿。
專利摘要隧道式復合錨碇，能有效地解決巖石質量較差橋位隧道式錨碇的強度和流變問題，而且隧道成洞的安全性易得到保障。它包括隧道、錨塞體(21)和前錨室(22)，錨塞體(21)由充填灌注于隧道里段的混凝土形成，前錨室(22)內設置支墩(23)，主纜(10)經支墩(23)頂部的散索鞍散開后錨固于錨塞體(21)前錨面。所述隧道在其拱頂段和兩側邊墻段間隔布設由基巖表面穿入圍巖內的錨桿(31)，并由基巖表面向內依次設置初期支護構造和二次襯砌(35)；沿隧道軸向分布設置穿過錨塞體(21)和隧道內端面進入深層巖體的預應力錨索(24)，預應力錨索(24)的兩端分別與錨塞體(21)前錨面、深層巖體錨固連接。
文檔編號E21D21/00GK202187288SQ201120294910
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日
發明者余翔, 盧小峰, 孫安洪, 宋揚, 莊衛林, 張新, 曹發輝, 朱栓來, 李勁松, 王凌云, 王崇漢, 石成, 蔣勁松, 譚邦明, 陶齊宇, 黃麟, 黎志忠 申請人:四川省交通運輸廳公路規劃勘察設計研究院