一种U形隧道锚用可更换锚固结构及施工方法与流程

本发明涉及悬索桥锚固，更具体地说，它涉及一种u形隧道锚用可更换锚固结构及施工方法。

背景技术：

1、锚碇是指用以锚固悬索桥主缆、承受主缆荷载的大型结构体，当前悬索桥主缆锚碇主要有三种类型：重力锚，如图1所示；隧道锚，如图2所示；岩锚，如图3所示。其中隧道式锚碇适用于岩体较好、开挖较少、对环境要求影响较少的工况，隧道锚的锚塞体与岩体结合为整体，靠岩体抗剪力来承担主缆拉力。

2、山区峡谷的大型悬索桥常采用隧道锚，如湖南矮寨大桥茶洞岸锚碇、贵州坝陵河大桥西锚碇、云南丽香铁路金沙江特大桥锚碇、云南金安金沙江大桥锚碇、宜昌伍家岗长江大桥江北侧锚碇、川滇金沙江特大桥宁南岸锚碇、贵州花江峡谷大桥六枝岸锚碇、新建川藏铁路大渡河特大桥锚碇等工程都是采用隧道锚。每个岸的锚碇设置两个独立的锚体，每个锚体各锚固一根主缆。

3、锚碇锚固体系(结构)是通过预应力筋锚具组装件、拉杆组件与索股锚头联接，将来自主缆的拉力荷载传递给锚体的结构，是悬索桥的“生命线工程”，如图4示。随着预应力的发展，锚碇锚固结构当前主要有两种形式：粘结式不可更换锚固结构和无粘结式可更换锚固结构。对于常用隧道锚，每个锚体后端需设置后锚室以方便锚固结构施工。

4、悬索桥锚碇所处的地质条件千差万别，有的地区具有极其复杂的地形、地质、气候、生态，且地震烈度高，建设极其艰巨，科学合理的设计是首要关键。对于这些极其复杂的、地质条件较差的工况，最适用的锚碇是隧道锚，然而常用的隧道锚有时也难以满足工程设计要求，需采用新的隧道锚结构。

5、经分析计算与研究，u形隧道锚是最为合适的新型构造，这种u形隧道是在常用隧道锚基础上，在后端增加一个u形锚体a，这u形锚体a把两个独立的直线形锚体连接成一体，如图5所示，这种u形隧道锚的抗拔性能大大优于直线形隧道锚。

6、对于这种u形隧道锚，当前没有相应的锚固体系匹配，现有的锚固体系(如图4示)只适用于直线形锚体的隧道锚，不适用于u形隧道锚。需要一种u形隧道锚用可更换锚固结构及施工方法来匹配这新的u形隧道锚。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的一是提供一种u形隧道锚用可更换锚固结构。

2、本发明的目的二是提供一种u形隧道锚用可更换锚固结构的施工方法。

3、为了实现上述目的一，本发明提供一种u形隧道锚用可更换锚固结构，包括与主缆索股数量相等并一一对应的锚固单元，所述锚固单元包括至少一根位于岩体内的u形管，所述u形管的两端分别设有锚下预埋件，所述u形管与岩体之间设有锚塞体，且所述锚塞体将所述锚下预埋件预埋，两侧的所述锚下预埋件分别通过索股连接机构对应连接大桥两侧的主缆索股，所述u形管内设有预应力索，所述预应力索的两端分别与两侧的索股连接机构锚固。

4、作为进一步地改进，多个所述锚固单元之间为上下顺序排列布置或水平嵌套布置。

5、进一步地，所述索股连接机构包括拉杆、螺母组件、连接器，所述连接器连接所述锚下预埋件，所述预应力索通过索体锚具与所述连接器锚固，所述拉杆穿过所述连接器、主缆索股的索股锚头并通过所述螺母组件锁紧。

6、进一步地，所述连接器设有覆盖所述预应力索伸出端的锚头防护罩。

7、进一步地，所述u形管的数量为2-7根，且各所述u形管之间为平行独立排布。

8、进一步地，所述u形管的数量最佳为3-4根。

9、进一步地，所述预应力索包括钢绞线成品索、钢丝成品索、碳纤维成品索中的至少一种。

10、进一步地，所述u形管与预应力索之间存在间隙。

11、进一步地，所述u形管包括弯预埋管、所述弯预埋管的两端连接有直预埋管，所述弯预埋管与两端的直预埋管构成u形结构。

12、为了实现上述目的二，本发明提供一种u形隧道锚用可更换锚固结构的施工方法，包括施工过程和预应力索更换过程；

13、施工过程包括以下步骤：

14、步骤11.在岩体内开挖u形隧道，在u形隧道内安装u形管、锚下预埋件，向u形隧道灌注锚塞体；

15、步骤12.安装连接器在锚下预埋件的端面；

16、步骤13.穿预应力索进入u形管中，两端索体锚头分别位于两端连接器处；

17、步骤14.张拉锚固预应力索，使索体锚头锚固于连接器的端面；

18、步骤15.安装锚头防护罩保护索体锚头和预应力索；

19、步骤16.将拉杆穿过连接器和主缆索股的索股锚头，并安装螺母组件，通过调节螺母组件来调节主缆索股的线型；

20、预应力索更换过程包括以下步骤：

21、步骤21.拆除锚头防护罩；

22、步骤22.在旧的预应力索的一端张拉卸荷预应力；

23、步骤23.从一端抽出旧的预应力索，同时从旧的预应力索的另一端带入牵引绳；

24、步骤24.将索引绳连接新的预应力索的端部，牵引新的预应力索进入u形管；

25、步骤25.张拉锚固新的预应力索；

26、步骤26.安装锚头防护罩。

27、有益效果

28、本发明与现有技术相比，具有的优点为：

29、1.本发明能把锚碇左右两个前锚室的主缆索股通过一个u形锚固单元同时锚固，锚固结构简单，受力明确可靠，对原有岩体提供良好的受力特性。

30、2.本发明的u形管是单独隔离设计，施工时接长方便，方便预应力索穿入和独立受力；u形管内腔与预应力索之间存在间隙，u形管内腔不灌注防腐材料，预应力索可监测、可更换。

技术特征：

1.一种u形隧道锚用可更换锚固结构，其特征在于，包括与主缆索股(1)数量相等并一一对应的锚固单元(2)，所述锚固单元(2)包括至少一根位于岩体(3)内的u形管(4)，所述u形管(4)的两端分别设有锚下预埋件(5)，所述u形管(4)与岩体(3)之间设有锚塞体(6)，且所述锚塞体(6)将所述锚下预埋件(5)预埋，两侧的所述锚下预埋件(5)分别通过索股连接机构对应连接大桥两侧的主缆索股(1)，所述u形管(4)内设有预应力索(7)，所述预应力索(7)的两端分别与两侧的索股连接机构锚固。

2.根据权利要求1所述的一种u形隧道锚用可更换锚固结构，其特征在于，多个所述锚固单元(2)之间为上下顺序排列布置或水平嵌套布置。

3.根据权利要求1所述的一种u形隧道锚用可更换锚固结构，其特征在于，所述索股连接机构包括拉杆(8)、螺母组件(9)、连接器(10)，所述连接器(10)连接所述锚下预埋件(5)，所述预应力索(7)通过索体锚具(11)与所述连接器(10)锚固，所述拉杆(8)穿过所述连接器(10)、主缆索股(1)的索股锚头(12)并通过所述螺母组件(9)锁紧。

4.根据权利要求3所述的一种u形隧道锚用可更换锚固结构，其特征在于，所述连接器(10)设有覆盖所述预应力索(7)伸出端的锚头防护罩(13)。

5.根据权利要求1所述的一种u形隧道锚用可更换锚固结构，其特征在于，所述u形管(4)的数量为2-7根，且各所述u形管(4)之间为平行独立排布。

6.根据权利要求5所述的一种u形隧道锚用可更换锚固结构，其特征在于，所述u形管(4)的数量最佳为3-4根。

7.根据权利要求1所述的一种u形隧道锚用可更换锚固结构，其特征在于，所述预应力索(7)包括钢绞线成品索、钢丝成品索、碳纤维成品索中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的一种u形隧道锚用可更换锚固结构，其特征在于，所述u形管(4)与预应力索(7)之间存在间隙。

9.根据权利要求1所述的一种u形隧道锚用可更换锚固结构，其特征在于，所述u形管(4)包括弯预埋管(41)、所述弯预埋管(41)的两端连接有直预埋管(42)，所述弯预埋管(41)与两端的直预埋管(42)构成u形结构。

10.一种u形隧道锚用可更换锚固结构的施工方法，其特征在于，包括施工过程和预应力索更换过程；

技术总结
本发明公开了一种U形隧道锚用可更换锚固结构及施工方法，属于悬索桥锚固技术领域，解决目前没有相应的锚固体系匹配U形隧道锚的技术问题，锚固结构包括与主缆索股数量相等并一一对应的锚固单元，锚固单元包括至少一根U形管，U形管的两端分别设有锚下预埋件，U形管与岩体之间设有锚塞体，且锚塞体将锚下预埋件预埋，两侧的锚下预埋件分别通过索股连接机构对应连接大桥两侧的主缆索股，U形管内设有预应力索，预应力索的两端分别与两侧的索股连接机构锚固。本发明能把锚碇左右两个前锚室的主缆索股通过一个U形锚固单元同时锚固，锚固结构简单，受力明确可靠，对原有岩体提供良好的受力特性，且锚固单元的预应力索耐久性好，可监测、可更换。

技术研发人员：苏强,吴东明,李旺龙,谢正元,植磊,朱志
受保护的技术使用者：柳州欧维姆机械股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4