[发明专利]非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系及施工方法

说明书

本发明公开了一种非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系，其针对的是非对称独塔双索面斜拉桥由于主、边跨梁的长度不同，边跨较短，索塔承受不平衡力的具体技术问题；具体施工方法是：施工主梁时，斜拉索锚固在边跨后竖向垂直锚固于同位置梁块地下的岩层土质中，并对此地锚施加一定的预应力，施工中辅助墩处可直接预埋预应力锚固体系，形成新型等效配重结构体系。此结构具有更好的经济性，施工方便，结构安全可靠，减小了传统非对称斜拉桥边跨段配重混凝土材料，克服了施工大临支架复杂设计施工的弊端。

技术领域

本发明涉及土木工程、桥梁水工结构中的基础以及该基础的施工方法技术领域，尤其涉及非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系及施工方法。

背景技术

斜拉桥是大跨度结构，对于不同地质、地形条件可采用不同的布置方式。一般斜拉结构多为对称直线布置，可以通过塔梁平衡桥面传递的荷载力；但对于特殊地质条件的单塔基础设置需考虑施工等因素的便利，往往斜拉桥设置成非对称斜拉索结构体系。

非对称斜拉索结构体系的设计一般考虑边跨配重，即边跨主梁采用混凝土结构，主跨采用钢结构，常规施工采用辅助临时支架体系进行混凝土浇筑，工期长，作业面大，结合自平衡条件下边主跨的应力造成斜拉桥设计难度和验算的复杂程度增大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系及施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系，地锚预应力筋和斜拉索同时在边跨主梁上进行锚固，与已施工完成的主梁结构形成受力平衡态。

优选地，在非对称斜拉桥边跨一般设计有辅助墩，辅助墩的承台开设有地锚孔，所述辅助墩的地锚孔底端预埋有锚固端配件，所述锚固端配件包括预埋垫板，所述预埋垫板中心穿接有锚固套，所述锚固套下部外壁设有螺纹并套接有球形螺母，所述球形螺母与预埋垫板之间垫设有球形垫板，所述锚固套底端与预应力筋底端固定锚接，所述锚固套上部设有钢波纹管，所述预应力筋顶端与主梁锚接，所述钢波纹管顶端一直延伸到预应力筋顶端与主梁的锚接处，对预应力筋起保护作用，所述钢波纹管外壁与地锚孔内壁之间的空腔位置布置有注浆管。

优选地，辅助墩的锚固结构可在全桥施工完成后形成永久结构。

优选地，在边跨区域桥墩之间的地基处开设地锚孔，地锚孔底端延伸到岩层处，所述地基处的地锚孔底端预埋有锚固端配件，所述锚固端配件包括预埋垫板，所述预埋垫板中心穿接有锚固套，所述锚固套下部外壁设有螺纹并套接有球形螺母，所述球形螺母与预埋垫板之间垫设有球形垫板，所述锚固套底端与预应力筋底端固定锚接，所述锚固套上部设有钢波纹管，所述预应力筋顶端与主梁锚接，所述钢波纹管顶端一直延伸到原地面线上方位置，对预应力筋起保护作用，所述钢波纹管外壁与地锚孔内壁之间的空腔位置布置有注浆管。

进一步地，所述地基处的预应力筋和辅助墩承台处的预应力筋在主梁处锚固端完成后分别进行施加预应力。

本发明还提出非对称斜拉桥边跨段地锚预应力等效配重体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：在非对称斜拉桥边跨一般设计有辅助墩，在辅助墩承台施工时预埋地锚结构，同时预埋钢波纹管直通梁索处；

步骤2：同步在边跨区域桥墩之间的地基处垂直钻孔到岩层处埋设地锚锚固端配件，根据主梁两端非对称施工进度，当主梁施工到当前梁段地锚处时，该地锚顶端锚固在对应斜拉索处，并此在梁端给予一定的初张预应力值，使得地锚预应力筋处于受力拉直状态，并根据受力分析确认最终的非对称施工条件下该边跨主梁最终地锚预应力，有效解决非对称主梁施工平衡；

步骤3：地锚预应力施工时，应保证主、边梁该号梁块斜拉索同步张拉，同步锚固，以使边跨短距造成的非平衡力通过地锚完成平衡；

步骤4：采用注浆导管法对地锚孔进行封浆施工，应根据地质特性沿钻孔周长方向布设多根导管，依次顺进浇筑，连续完成地锚孔浇筑工作；