悬索桥岩体与钢筋混凝土板复合式锚碇的施工方法与流程

本发明属于桥梁工程技术领域，涉及悬索桥锚碇的设计与施工，具体是一种悬索桥岩体与钢筋混凝土板复合式锚碇及其施工方法。

背景技术：
目前悬索桥锚碇型式有重力式锚、隧道式锚、重力锚(隧道锚)+锚索的复合式锚碇。重力式锚碇在土体及软弱岩体地基中使用，依靠自重与地基之间的摩擦力来抵抗主缆的拉力，土石方开挖、混凝土施工量大，对生态环境的影响也大。隧道式锚碇常在岩体较为坚硬完整的峡谷地区使用，是将主缆中的大部分拉力通过锚塞体传递给围岩，土石方开挖、混凝土施工量及对生态环境的影响较重力式锚碇小，但一般处于山体边坡前部，开挖对岩体扰动较大，未充分利用岩体自身抗力。重力锚(隧道锚)+锚索的复合式锚碇是在重力锚或隧道锚后部通过锚索将部分荷载传至山体，但锚索与锚塞体的出力不容易协调，且锚索的耐久性难以保证，随着对隧道锚作用机理认识的深入，隧道锚围岩已足够承受主缆拉拔力。

技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种可以代替隧道锚，解决锚索与锚塞体的出力不容易协调问题的悬索桥岩体与钢筋混凝土板复合式锚碇及其施工方法，该复合式锚碇采用岩体代替钢筋混凝土锚塞体，充分利用岩体自身抗力，将悬索桥主缆荷载通过锚索和后锚室钢筋混凝土锚板直接传递到岩体上，其性能安全可靠、节约造价、利于环境保护。本发明提供的技术方案为：所述一种悬索桥岩体与钢筋混凝土板复合式锚碇，其特征在于包括挖设在悬索桥单侧或两侧山体边坡的前锚室、挖设在山体内的后锚室、置于前、后锚室之间的预留岩体和分散设置在前、后锚室之间的多根锚索，在后锚室内浇筑有钢筋混凝土锚板，在前锚室内安装有散索鞍，多根锚索从前锚室通过锚索孔穿过岩体进入后锚室，并分别通过锚固装置固定于后锚室的钢筋混凝土锚板上，多根锚索前端分别与主缆经过散索鞍分散后的对应缆索连接。本发明较优的技术方案：所述钢筋混凝土锚板是采用混凝土连续浇筑一次成型而成的钢筋混凝土板。本发明较优的技术方案：所述前、后锚室之间的预留岩体呈前小后大的楔形。本发明提供的另一种技术方案为：所述一种悬索桥岩体与钢筋混凝土板复合式锚碇的施工方法，其特征在于具体步骤如下：(1)在悬索桥单侧或两侧的山体边坡侧开挖前锚室，对前锚室的洞壁和洞口进行支护或加固，衬砌洞壁及底板，并浇筑混凝土前锚面；(2)根据设计图纸确定后锚室施工位置，并在步骤(1)中的山体边坡开挖施工平洞或施工斜洞至后锚室预定位置；(3)通过步骤(2)中的施工平洞或施工斜洞进入山体内部后锚室的预定位置，并在山体内开挖后锚室，且后锚室的截面大于前锚室的截面，然后对后锚室的破碎围岩进行喷锚及注浆加固；(4)在置于前锚室的前锚面和置于后锚室的后锚面上对应布置有多个锚索孔，采用钻机从前锚面的每个锚索孔跟管钻孔穿过两锚室之间的岩体至后锚室，在钻孔过程中控制孔位和孔向，确保前锚面的每个锚索孔与后锚室内相对应的钢筋混凝土锚索孔贯穿，在钻孔过程后，对破碎岩体进行注浆加固；(5)在后锚室内绑扎锚板钢筋，并安装锚板模板，预留与锚索孔对应的锚孔，然后分层连续浇筑锚板混凝土形成钢筋混凝土锚板；(6)将多根锚索的后端从前锚室穿过对应的锚索孔进入后锚室，安装锚固装置，并通过锚固装置将锚索锚固在钢筋混凝土锚板上；(7)在前锚室内安装散索鞍，将大桥主缆通过散索鞍分散成多根缆索，多根锚索前端分别与对应的缆索连接。本发明较优的技术方案为：在所述步骤(4)中布置在前锚面的多个锚索孔呈梅花形分布。本发明较优的技术方案为：在所述步骤(5)中的钢筋混凝土锚板是采用混凝土浇筑连续浇筑，一次成型。本发明是在山体内建造钢筋混凝土锚板，充分利用岩体自身抗力，将两锚室之间岩体代替钢筋混凝土锚塞体，避免大体积土石方开挖，减小混凝土施工量，降低对桥位区生态环境的影响。同时，采用岩体与钢筋混凝土板复合式锚碇，利用岩体自身抗力，较隧道锚(重力锚)+锚索的复合式锚碇的耐久性显著提高，其造价较隧道式锚碇大幅降低。附图说明图1本发明中锚碇构造和锚固系统立面图；图2本发明中锚碇构造和锚固系统平面图；图3是前锚面布置图；图4是后锚面布置图。图中：1—洞门，2—前锚室，3—衬砌，4—前锚面，5—散索鞍，6—施工洞，7—后锚室，8—预留岩体，9—锚索孔，10—钢筋混凝土锚板，11—锚索，12—锚固装置，13—主缆，14—山体边坡。具体实施方式下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案的具体实施方式进行清楚、完整地描述。如图1和图2所示的一种悬索桥岩体与钢筋混凝土板复合式锚碇，其特征在于包括挖设在悬索桥单侧或两侧山体边坡的前锚室2、挖设在山体内的后锚室7、置于前、后锚室2、7之间的预留岩体8和分散设置在前、后锚室2、7之间的多根锚索11，前锚室2小于后锚室7，致使前、后锚室2、7之间的预留岩体8呈前小后大的楔形，在后锚室7内浇筑有钢筋混凝土锚板10，所述钢筋混凝土锚板10是采用混凝土连续浇筑一次成型而成的钢筋混凝土板；在前锚室2内安装有散索鞍5，多根锚索11从前锚室2通过锚索孔9穿过预留岩体8进入后锚室7，锚索11后端分别通过锚固装置12固定于后锚室7的钢筋混凝土锚板10上，前端在前锚室2分别与主缆13经过散索鞍5分散后的对应的缆索连接。本发明的具体实施如下：所述一种悬索桥岩体与钢筋混凝土板复合式锚碇的施工方法，其特征在于具体步骤如下：(1)根据设计图纸在悬索桥单侧或两侧的山体边坡14侧开挖前锚室2的锚洞，锚洞的开挖采用小型机械配合人工施工，在开挖过程中确保周边围岩的稳定，具体施工工艺与现有的隧道锚碇系统中锚室的施工工艺相同；待前锚室2挖设好之后，在锚室的洞壁及底板施工初期支护，具体采用径向砂浆锚杆、钢筋网、钢架、喷射混凝土联合支护，对前锚室的洞壁和洞口进行喷锚支护，或模筑混凝土进行二次衬砌3，并浇筑混凝土前锚面；(2)根据设计图纸确定后锚室的施工位置，并在步骤(1)中的山体边坡14与后锚室7预定位置上开挖施工洞6；(3)通过施工洞6进入山体内部后锚室的预定位置，并在山体内开挖后锚室7，且后锚室7的截面大于前锚室2的截面，然后视情况对后锚室7的围岩进行喷锚、注浆加固；(4)在置于前锚室2的前锚面4和置于后锚室7的后锚面上呈梅花形对应布置有多个锚索孔9，采用钻机对每个锚索孔9跟管钻孔穿过两锚室之间的预留岩体8至后锚室7，在钻孔过程中控制孔位和孔向，确保每个锚索孔的末端位置均与后锚室7内的钢筋混凝土锚板10上预定的锚孔相对应，在钻孔完成之后，对预留岩体8中的破碎～较破碎岩体进行注浆加固；(5)在后锚室7内绑扎锚板钢筋，安装模板，然后分层连续浇筑混凝土一次成型形成钢筋混凝土锚板10；(6)将多根锚索11的后端从前锚室2通过对应的锚索孔9穿过预留岩体8、钢筋混凝土锚板10进入后锚室7，安装锚固装置12，并通过锚固装置12将锚索11的后端锚固在钢筋混凝土锚板10上；(7)在前锚室2内安装散索鞍5，将大桥主缆13通过散索鞍5分散成多根缆索，多根锚索11分别与对应的缆索连接。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。