[发明专利]一种由预应力群锚和围岩组成的岩锚锚碇及其施工方法

说明书

本发明公开了一种由预应力群锚和围岩组成的岩锚锚碇及其施工方法，包括锚索围岩、现浇于锚索围岩的边坡开挖的平台上的钢筋混凝土锚墩，钢筋混凝土锚墩和锚索围岩之间设有斜向预应力锚索群和竖向预应力锚索群；钢筋混凝土锚墩内设有锚固钢筋，锚固钢筋的端头与位于钢筋混凝土锚墩前端的钢结构传力梁连接，主缆拉力通过钢结构传力梁作用于岩锚锚碇。本发明通过锚碇的预压应力状态将主缆拉力转换为岩体压力和剪力，从而借助于岩体抗压和抗剪强度高的特点带动山体提供强大的抗拔力，本发明岩锚锚碇结构承载能力强、安全性高、岩土体挖方量小、工程造价低，为桥梁、土木工程建设缆索吊装系统提供一种全新的锚碇结构方式，具有良好的经济环保效益。

技术领域

本发明涉及桥梁工程以及土木建筑工程的技术领域，尤其涉及一种由预应力群锚和围岩组成的岩锚锚碇及其施工方法，主要适用于悬索桥巨大主缆拉力承载，也适用于大型钢箱拱桥的施工建设承载，或者适用于建构筑物的缆索吊装系统承载。

背景技术

近年来，西部地区大力发展交通基础设施建设，桥梁建设的重点从平原转向山区，由于悬索桥跨越能力强，所以在山区桥梁选型中备受青睐。悬索桥传递荷载的路径为加劲梁所承受的恒载、车辆荷载等作用通过吊杆传至主缆，再由主缆传递到锚碇，锚碇是悬索桥重要的组成部分，锚碇的安全关系到大桥建设的成败，目前主要的结构形式有重力式锚碇和隧道式锚碇两种。

在平原地区，一般采用重力式锚碇，通过大体积混凝土的强大吨位及摩擦力抵抗悬索桥荷载拉力。在高山峡谷区，由于地形和施工环境的限制，没有广阔平坦的空间来修建重力式锚碇，所以多采用借助山体提供承载力的隧道式锚碇。然而，隧道式锚碇施工需开挖变截面长深隧道，开挖难度大、施工工期长，且需要对洞室及时支护，爆破挖洞等施工作业对整个山体破坏较大，隧道锚承载后更进一步降低了整个山体的稳定性。这些缺点，甚至导致因为山体结构不适于修建隧道锚而被迫放弃悬索桥结构形式。

发明内容

基于上述现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是在于提供一种由预应力群锚和围岩组成的岩锚锚碇，结构可靠度高，工程量小造价低，解决了隧道锚洞室开挖难度高、对环境干扰大以及部分山体结构因不适于修建隧道锚而被迫改变悬索桥形式的问题。

相应的，本发明还提供了一种由预应力群锚和围岩组成的岩锚锚碇的施工方法，方法易行，利用斜向预应力锚索群和竖向预应力锚索群对锚索围岩进行预压，通过锚碇的预压应力状态将主缆拉力转换为岩体压力和剪力，从而借助于岩体抗压和抗剪强度高的特点带动山体提供强大的抗拔力。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

一种由预应力群锚和围岩组成的岩锚锚碇，包括锚索围岩、现浇于锚索围岩的边坡开挖的平台上的钢筋混凝土锚墩，所述钢筋混凝土锚墩和锚索围岩之间设有斜向预应力锚索群和竖向预应力锚索群；所述斜向预应力锚索群和竖向预应力锚索群的一端锚固于锚索围岩的边坡深部基岩中，其另一端与钢筋混凝土锚墩连接；所述钢筋混凝土锚墩内设有与所述斜向预应力锚索群和竖向预应力锚索群交错布置的锚固钢筋，所述锚固钢筋的端头与位于钢筋混凝土锚墩前端的钢结构传力梁连接，主缆拉力通过所述钢结构传力梁作用于岩锚锚碇。

其中，钢结构传力梁的主材采用Q345B钢板焊接而成，锚固钢筋可采用精轧螺纹钢筋，并与预应力锚索在钢筋混凝土锚墩内交错布置。锚固钢筋也可采用角钢代替，角钢现浇于混凝土锚墩内，其端头与钢结构传力梁焊接，可进一步增强岩锚锚碇结构的整体性。

优选的，所述钢筋混凝土锚墩采用实体钢筋混凝土结构，其前端设计成台阶式，其底部水平设置，其背部与水平面成65°～70°夹角。

由上，钢筋混凝土锚墩与既有山体表面坡线基本平行，以减少山体土石的开挖量。

进一步的，所述斜向预应力锚索群的方向与钢筋混凝土锚墩的背部垂直，并与水平面成20°～25°夹角；所述斜向预应力锚索群的总体受力方向与主缆拉力方向的夹角小于5°。