专利名称：一种缆索吊承重绳地锚及其施工方法
技术领域：
本发明属于悬索桥施工技术领域，具体涉及一种缆索吊承重绳的地锚 结构及该种地锚的施工方法。
背景技术：
目前西部山区建设的大跨度悬索桥中，多采用桁架式加劲梁；但山区 地形地质条件复杂、交通不便、大件运输极为困难，而且施工场地狭小， 工作面严重受限，施工中无法采用缆载吊机架设街架式加劲梁，而采用悬 拼法工期又过长，无法满足建设需要，在此情况下，采用快速高效的大跨 度缆索吊成为悬索桥桁架式加劲梁吊装的首选方案。但是，随着山区悬索 桥向大跨径发展，缆索吊的跨径随之增大，为了适应大跨径缆索吊的承重 绳张力要求，需要设置庞大的重力式地锚，因此缆索吊的造价成本必然剧 增，过高造价成本制约了大跨径缆索吊的发展应用。为此，需要一种新的 地锚结构来降低缆索吊的造价成本，使得1500m跨径范围内缆索吊成为 最经济合理的街架梁架设方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种经济效益非常明显而结构安全可靠的缆 索吊承重绳地锚来代替庞大的重力式地锚，并提供该种地锚的施工方法， 以减小投入，P争低施工成本，以促进大跨度缆索吊的推广和应用。
为实现上述目的，本发明首先提供一种缆索吊承重绳地锚，该地锚利 用悬索桥两岸的岩体承受缆索吊承重绳的拉力，其特征在于所述地锚包 括预应力岩锚和钢筋混凝土锚墙，其中钢筋混凝土锚墙浇注在两岸的岩体 坡面上，预应力岩锚包括锚固段、自由段和锚墙锚固段，锚固段锚固于岩 体中，锚墙锚固段锚固于锚墙中，中间为自由段。上述每个地锚包括23根岩锚，设置成上中下3排，上排8根，中间 7根，下排8才艮，呈空间交错分布。
上述每根岩锚由4)jl5-6高强低松弛钢绞线组成，每根岩锚的总长度 为19m，其中锚固段长8m，自由段长度为8.5m,锚墙锚固段的长度为2.5m。
上述岩锚轴向与水平向呈14.209°角。
为实现本发明的目的，本发明还提供一种上述缆索吊承重绳地锚的施 工方法，其特征在于，包括以下步骤
(1) 在欲设置地锚的岩体处测量放样出岩锚中心位置，再拉线把锚墙位 置放样出来；
(2) 把地锚位置坡面的表层土清除干净，把锚墙的后坡面开挖出来， 绑扎锚墙钢筋，同时按缆索吊承重绳对应坐标把岩锚孔道预留出来，并预 埋钢管，然后分层浇筑锚墙砼；
(3) 在锚墙砼达到设计强度的85%以上时，直接按照锚墙上的预留孔 道位置钻进，进行岩锚成孔施工；
(4) 在已完成的岩锚孔中安放预先制作好的锚索；
(5) 锚索安放就位后进行岩锚压浆施工；
(6) 当岩锚孔中压浆浆体的强度达设计张拉强度后，进行岩锚的张拉；
(7) 张拉完成后，对锚索自由段灌浆或封孔灌浆，使锚索与空气和水 隔离。
进一步，上述步骤(3)中，当岩锚钻孔达到设计深度后，用高压风 清理孔道，将钻渣清理干净。
进一步，上述步骤(4)中，预先制作的锚索采用4)jl5-6的钢绞线编 束；安放锚索时，在锚索钢绞线尾端设置挤压套，在孔深设计深度处设置 一组挤压套，再往外lm处设置第二组挤压套；在锚索锚固段每隔77cm 交替设置收缩和扩张定中环，在锚索自由段每隔lm设置一个收缩定中环。
进一步，上述步骤(5)中，进行岩锚压浆施工时，将锚索自由段进 行防腐处理，并套上塑料管，使其与灌浆体隔离开。进一步，上述步骤(5)中，将所述锚索置于锚孔中央；注浆液采用 1 : 0.4的纯水泥浆；注浆压力为0.8- l.OMPa，注浆饱满度达到95%以上， 并采用止浆袋防止浆液溢出。
进一步，上述步骤(6)中，所述进4亍岩锚的张拉，采取从中间向两 边对称顺序进行张拉，张拉采用分级加荷，按10%、 50%、 70%、 100% 的分级次序进行加载，每级加荷持续时间1分钟以上，中间过程不卸载， 最后一级持荷3分钟后锁定。
带预应力岩锚的锚墙复合结构是一种主动承载体系，能充分调动深层 岩体的自承能力，同时也对围岩体起到了预加固作用，改善了岩体的力学 性质。该种承载结构具有造价低，施工方便，对周围环境影响小，承载可 靠等特点，充分发挥了预应力岩锚轴向刚度的优势。本发明在山区狭窄的 施工条件下，将缆索吊承重绳地锚采用预应力岩锚+锚墙形式，结构安全 可靠，相对于庞大的重力式地锚，其经济效益是非常明显，可以起到节约 投资的作用。
图1是本发明的地锚侧视剖视图 图2是本发明的地锚俯视剖视图 图3是图1中的A-A向剖视图
具体实施例方式
本发明的地锚利用悬索桥两岸的岩体承受缆索吊承重绳的拉力，采用 预应力岩锚+锚墙的复合结构。如图l和图2所示，地锚包括预应力岩锚 1和钢筋混凝土锚墙2,其中钢筋混凝土锚墙2浇注在两岸的岩体坡面3 上，预应力岩锚1包括锚固段11、自由段12和锚墙锚固段13,锚固段 ll锚固于岩体中，锚墙锚固段13锚固于锚墙2中，中间为自由段13。
作为一种具体实施方式
，每个地锚可包括23根预应力岩锚，设置成 上中下3排，上排8根，中间7根，下排8根，呈空间交错分布。如图3 所示。预应力岩锚由(J)jl5-6高强低松弛钢绞线组成，每根岩锚的总长度为 19m,其中锚固段长8m，自由段长度为8.5m，锚墙锚固段的长度为2.5m。
预应力岩锚轴向与水平向夹角oc为14.209° 。
以下结合具体实施例，对对本发明的地锚的施工方法作进一步说明。 (1 ) 4苗墙施工
地锚实施前，先把地锚位置坡面的表层土清除干净，确保锚墙和坡面 接触面良好。为了保证预应力力岩锚的成孔精度，采取先浇筑锚墙再进行 预应力岩锚的施工。先根据测量放样出预应力岩锚中心位置，再拉线把锚 墙位置放样出来，再进行清表，把锚墙的后坡面开挖出来，绑扎钢筋，分 层浇筑锚墙砼。在锚墙砼浇筑前，进行定位钢支架的安装，按承重绳对应 坐标把岩锚孔道预留出来，预埋管道为(H07x3的钢管。在浇筑锚墙砼 按大体积砼施工进行控制，砼中可添加适量的粉煤灰以降低水泥用量。
(2) 预应力岩锚成孔
在锚墙砼达到设计强度的85%以上时，进行预应力岩锚成孔施工。 直接按照锚墙上的预留孔道位置钻进，确保钻孔施工有很高的精度。孔径 为(M00mm,孔深19m(含2.5m厚锚墙段)，钻孔过程中视围岩情况的好 坏适当加深锚孔。当钻孔达到设计深度后，应及时用高压风清理孔道，将 钻渣清理干净。
(3) 锚索的制作及安装
预应力岩锚成孔完成后，进行锚索的安装。锚索安装前应再次清孔， 并检测钻孔深度。预应力岩锚的锚索按照设计要求预先制作，锚索采用(J) jl5-6的钢绞线编束。在锚索制作过程中，应严格控制质量。钢绞线下料 长度要准确，下料时宜用砂轮切割，以免钢绞线损伤，降低抗拉强度。锚 索自由段应进行防腐处理，并套上塑料管等，使其与灌浆体隔离开。
锚索安放时应保证进浆和回浆管路畅通。保证锚索在孔中位于对中位 置，确保锚索的锚固质量，钢绞线尾端设置挤压套，在孔深设计深度处设 置一组挤压套，再往外lm处设置第二组挤压套。锚索自由段每隔lm设 置一个收缩定中环；锚固段每隔77cm交替设置收缩和扩张定中环。
7(4) 岩锚的压浆
锚索放置就位后应及时进行压浆施工。锚索压浆应质量可靠，锚索应 位于锚孔中央，四周均被 吵浆包裹，注浆饱满度应达到95%以上，并采 用止浆袋防止浆液溢出。注浆液可以是1 : 0.4左右的纯水泥浆；注浆压 力为0.8 —l.OMPa。
(5) 锚索张拉
当岩锚孔中压浆浆体的强度达设计张拉强度后，即可进行岩锚的张拉 工作。采取从中间向两边对称顺序进行张拉，张拉采用分级加荷按10 %、 50%、 70%、 100%的分级次序进行加载，每级加荷持续时间1分钟 以上，中间过程不卸载，最后一级应持荷3分钟后锁定。张拉施工完成后， 即可对自由段灌浆或封孔灌浆，使锚索与空气和水隔离，起到防腐蚀的作 用。
(6 )施工观测
地锚的预应力锚索张拉过程中，为岩锚的围岩最不利的情况，在张拉 施工前，在锚墙后断面和岩面接触处设置观测点，每张拉4根锚索，采用 经绵仪进行观测一次。张拉过程中对锚墙后断面的岩面进行观测，没发现 任何异常，说明地锚在承重索的作用下是安全，可以投入使用。
权利要求
1. 一种缆索吊承重绳地锚，利用悬索桥两岸的岩体承受缆索吊承重绳的拉力，其特征在于所述地锚包括预应力岩锚和钢筋混凝土锚墙，其中钢筋混凝土锚墙浇注在两岸的岩体坡面上，预应力岩锚包括锚固段、自由段和锚墙锚固段，锚固段锚固于岩体中，锚墙锚固段锚固于锚墙中，中间为自由段。
2. 如权利要求1所述的缆索吊承重绳地锚，其特征在于所述每个 地锚包括23根岩锚，设置成上中下3排，上排8根，中间7根，下排8 根，呈空间交错分布。
3. 如权利要求1所述的缆索吊承重绳地锚，其特征在于所述每根 岩锚由小jl5-6高强低松弛钢绞线组成，每根岩锚的总长度为19m，其中 锚固段长8m,自由段长度为8.5m，锚墙锚固段的长度为2.5m。
4. 如权利要求1所述的缆索吊承重绳地锚，其特征在于所述岩锚 轴向与水平向呈14.209°角。
5. —种如权利要求1所述的缆索吊承重绳地锚的施工方法，其特征 在于，包括以下步骤(1) 在欲设置地锚的岩体处测量放样出岩锚中心位置，再拉线把锚墙位 置放样出来；(2) 把地锚位置坡面的表层土清除干净，把锚墙的后坡面开挖出来， 绑扎锚墙钢筋，同时按缆索吊承重绳对应坐标把岩锚孔道预留出来，并预 埋钢管，然后分层浇筑锚墙砼；(3) 在锚墙砼达到设计强度的85%以上时，直接按照锚墙上的预留孔 道位置钻进，进行岩锚成孔施工；(4) 在已完成的岩锚孔中安放预先制作好的锚索；(5) 锚索安放就位后进^f于岩锚压浆施工；(6) 当岩锚孔中压浆浆体的强度达设计张拉强度后，进行岩锚的张拉；(7)张拉完成后，对锚索自由段灌浆或封孔灌浆，使锚索与空气和水隔离。
6. 如权利要求5所述的缆索吊承重绳地锚的施工方法，其特征在于所述步骤(3)中，当岩锚钻孔达到设计深度后，用高压风清理孔道，将钻渣清理干净。
7. 如权利要求5所述的缆索吊承重绳地锚的施工方法，其特征在于所述步骤(4)中，预先制作的锚索采用(J)jl5-6的钢绞线编束；安放锚索时，在锚索钢绞线尾端设置挤压套，在孔深设计深度处设置一组挤压套，再往外lm处设置第二组挤压套；在锚索锚固段每隔77cm交替设置收缩和扩张定中环，在锚索自由段每隔lm设置一个收缩定中环。
8. 如权利要求5所述的缆索吊承重绳地锚的施工方法，其特征在于所述步骤(5)中，进行岩锚压浆施工时，将锚索自由段进行防腐处理，并套上塑料管，使其与灌浆体隔离开。
9. 如权利要求5所述的缆索吊承重绳地锚的施工方法，其特征在于所述步骤(5)中，将所述锚索置于锚孔中央；注浆液采用1 : 0.4的纯水泥浆；注浆压力为0.8-l.OMPa，注浆^T包满度达到95%以上，并采用止浆袋防止浆液溢出。
如权利要求5所述的缆索吊承重绳地锚的施工方法，其特征在于所述步骤(6)中，所述进行岩锚的张拉，采取从中间向两边对称顺序进行张拉，张拉采用分级加荷，按10%、 50%、 70%、 100%的分级次序进行加载，每级加荷持续时间l分钟以上，中间过程不卸载，最后一级持荷3分钟后锁定。
全文摘要
一种缆索吊承重绳地锚，包括预应力岩锚和钢筋混凝土锚墙，其中钢筋混凝土锚墙浇注在两岸的岩体坡面上，预应力岩锚包括锚固段、自由段和锚墙锚固段，锚固段锚固于岩体中，锚墙锚固段锚固于锚墙中，中间为自由段；该地锚的施工方法包括(1)测量放样出岩锚中心位置，再拉线把锚墙位置放样出来；(2)把地锚位置坡面开挖出来，绑扎锚墙钢筋，同时把岩锚孔道预留出来，然后分层浇筑锚墙砼；(3)在锚墙砼达到设计强度的85％以上时，按照锚墙上的预留孔道进行岩锚成孔施工；(4)在已完成的岩锚孔中安放锚索；(5)进行岩锚压浆施工；(6)当岩锚孔中压浆浆体的强度达设计张拉强度后，进行岩锚的张拉；(7)张拉完成后，对锚索自由段灌浆或封孔灌浆。
文档编号E02D5/80GK101487258SQ20091007732
公开日2009年7月22日 申请日期2009年2月18日 优先权日2009年2月18日
发明者唐世连, 庄值政, 李德钦, 潘永祥, 王嗣江, 王宗仁, 王崇旭, 鲜正洪 申请人:路桥集团国际建设股份有限公司