專利名稱：鋼-混凝土組合錨固結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可應(yīng)用于大跨自錨式懸索橋的鋼-混凝土組合錨固結(jié)構(gòu)；屬于橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大跨自錨式懸索橋主纜需要直接錨固于主梁之上，主纜錨固結(jié)構(gòu)承受由主纜傳來的巨大集中索力，是全橋設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部位。傳統(tǒng)的主纜錨固結(jié)構(gòu)包括混凝土錨固結(jié)構(gòu)和純鋼錨固結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用混凝土錨固結(jié)構(gòu)時(shí)，由于主纜散開需要很大空間，因此錨固結(jié)構(gòu)體積很大；同時(shí)混凝土易開裂，從而影響錨固結(jié)構(gòu)的耐久性；采用混凝土錨固結(jié)構(gòu)時(shí)施工也比較復(fù)雜。當(dāng)采用純鋼錨固結(jié)構(gòu)時(shí)，由于主纜力很大，所需用鋼量較大，應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯，為了降低錨固結(jié)構(gòu)鋼板的應(yīng)力水平，則需采用較厚的鋼板，而厚鋼板焊接質(zhì)量往往難以保證；此外，鋼板穩(wěn)定問題突出，需要布置復(fù)雜加勁肋，增加了施工步驟和施工難度；同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)自重較輕，當(dāng)錨固區(qū)需要墩頂壓重來平衡主纜力的豎向分量時(shí)，常常需要設(shè)置鑄鋼，成本較高。本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)錨固結(jié)構(gòu)的上述不足，采用鋼-混凝土組合技術(shù)，通過栓釘連接件使鋼與混凝土協(xié)同工作，共同承受主纜力，從而有效改善錨固結(jié)構(gòu)的受力性能，簡化構(gòu)造和施工工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種相對(duì)于自錨式懸索橋傳統(tǒng)主纜錨固結(jié)構(gòu)，受力性能良好，用鋼量小，構(gòu)造簡單，施工快速方便，經(jīng)濟(jì)性能較優(yōu)的鋼_混凝土組合錨固結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 —種鋼-混凝土組合錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于由錨固區(qū)鋼箱、錨固區(qū)附近主梁鋼箱、主纜、散索、散索套、散索鞍、栓釘連接件以及混凝土組成；所述的錨固區(qū)鋼箱由后錨板和側(cè)板組成。散索鞍焊于錨固區(qū)附近主梁鋼箱上方，散索套固定于散索鞍上，主纜通過散索套后散開形成散索穿入錨固區(qū)鋼箱，錨固于后錨板。錨固區(qū)鋼箱以及錨固區(qū)附近主梁鋼箱鋼板內(nèi)側(cè)熔焊栓釘連接件，并在箱室內(nèi)部填筑混凝土。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)
0007] (1)錨固結(jié)構(gòu)通過栓釘連接件使鋼板與混凝土協(xié)同工作，共同承受主纜集中力，相比傳統(tǒng)錨固結(jié)構(gòu)，能夠顯著改善錨固結(jié)構(gòu)的受力性能。(2)錨固結(jié)構(gòu)鋼板對(duì)內(nèi)填混凝土起到良好的約束作用，避免混凝土裂縫外露，改善結(jié)構(gòu)的耐久性，同時(shí)作為混凝土澆注的模板，施工快捷方便，質(zhì)量易于保證。(3)錨固結(jié)構(gòu)混凝土和鋼板共同參與受力，分散鋼板應(yīng)力，能有效改善純鋼錨固結(jié)構(gòu)鋼板應(yīng)力集中的問題，顯著減小鋼板厚度，降低用鋼量，同時(shí)焊接質(zhì)量易于保證。(4)錨固結(jié)構(gòu)內(nèi)填混凝土對(duì)周邊鋼板起到良好的約束作用，提高鋼板的穩(wěn)定性能，避免復(fù)雜的加勁肋，簡化構(gòu)造，降低鋼結(jié)構(gòu)加工難度。(5)錨固結(jié)構(gòu)中的內(nèi)填混凝土可作為墩頂壓重，平衡主纜力的豎向分量，節(jié)省壓重材料成本


圖1為鋼_混凝土組合錨固結(jié)構(gòu)施工過程示意圖。
圖2為鋼_混凝土組合錨固結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中l(wèi)-錨固區(qū)鋼箱后錨板；2-錨固區(qū)鋼箱側(cè)板；3-錨固區(qū)附近主梁鋼箱；4_主 纜；5_栓釘連接件；6_混凝土 ；7_散索；8_散索套；9_散索鞍
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、施工過程作進(jìn)一步描述。 本發(fā)明提供了一種相對(duì)于自錨式懸索橋傳統(tǒng)主纜錨固結(jié)構(gòu)，受力性能良好，用鋼 量小，構(gòu)造簡單，施工快速方便，經(jīng)濟(jì)性能較優(yōu)的鋼-混凝土組合錨固結(jié)構(gòu)。如圖1 圖2 所示，該組合錨固結(jié)構(gòu)由錨固區(qū)鋼箱、錨固區(qū)附近主梁鋼箱3、主纜4、散索7、散索套8、散索 鞍9、栓釘連接件5以及混凝土 6組成；所述的錨固區(qū)鋼箱由后錨板1和側(cè)板2組成。散索 鞍9焊于錨固區(qū)附近主梁鋼箱3上方，散索套8固定于散索鞍9上，主纜4通過散索套8后 散開形成散索7深入錨固區(qū)鋼箱，錨固于后錨板1。錨固區(qū)鋼箱以及錨固區(qū)附近主梁鋼箱3 鋼板內(nèi)側(cè)熔焊栓釘連接件5，并在箱室內(nèi)部填筑混凝土 6。錨固區(qū)附近主梁鋼箱3可以通過 有限元計(jì)算等結(jié)構(gòu)分析手段選取應(yīng)力水平較高、應(yīng)力集中現(xiàn)象較明顯的主梁鋼箱區(qū)域。
本發(fā)明的施工工序?yàn)?本發(fā)明所述的鋼-混凝土組合錨固結(jié)構(gòu)的施工工序由鋼結(jié)構(gòu)的加工安裝、穿索、 澆筑混凝土以及主纜張拉四部分組成。在工廠加工錨固區(qū)鋼箱(包括后錨板1和側(cè)板2) 以及錨固區(qū)附近主梁鋼箱3，并在鋼箱內(nèi)側(cè)預(yù)先熔焊栓釘連接件5(如圖l所示)。鋼結(jié)構(gòu) 加工完成后，運(yùn)至施工現(xiàn)場安裝定位，安裝散索鞍9和散索套8，主纜穿過散索套8后散開， 穿入錨固區(qū)鋼箱后，錨固于后錨板1上。然后，在錨固區(qū)鋼箱以及錨固區(qū)附近主梁鋼箱3的 箱室內(nèi)填充混凝土 6(如圖2所示)，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，張拉主纜力，形成如圖2所示的 鋼-混凝土組合錨固結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
一種鋼-混凝土組合錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于由錨固區(qū)鋼箱、錨固區(qū)附近主梁鋼箱(3)、主纜(4)、散索(7)、散索套(8)、散索鞍(9)、栓釘連接件(5)以及混凝土(6)組成；所述的錨固區(qū)鋼箱由后錨板(1)和側(cè)板(2)組成；散索鞍(9)焊于錨固區(qū)附近主梁鋼箱(3)上方，散索套(8)固定于散索鞍(9)上，主纜(4)通過散索套(8)后散開形成散索(7)穿入錨固區(qū)鋼箱，錨固于后錨板(1)；錨固區(qū)鋼箱以及錨固區(qū)附近主梁鋼箱(3)鋼板內(nèi)側(cè)熔焊栓釘連接件(5)，并在箱室內(nèi)部填筑混凝土(6)。
2. —種鋼_混凝土組合錨固結(jié)構(gòu)的施工方法，包括鋼結(jié)構(gòu)的加工安裝、穿索、澆筑混凝土以及主纜張拉；具體步驟如下a. 在工廠加工錨固區(qū)鋼箱，所述錨固區(qū)鋼箱包括后錨板(1)和側(cè)板(2)，加工錨固區(qū)附近主梁鋼箱(3)，并在鋼箱內(nèi)側(cè)預(yù)先熔焊栓釘連接件(5);b. 鋼結(jié)構(gòu)加工完成后，運(yùn)至施工現(xiàn)場安裝定位，安裝散索鞍(9)和散索套(8)，主纜穿過散索套(8)后散開，穿入錨固區(qū)鋼箱后，錨固于后錨板(1)上；c. 在錨固區(qū)鋼箱以及錨固區(qū)附近主梁鋼箱(3)的箱室內(nèi)填充混凝土 (6);待混凝土(6)達(dá)到強(qiáng)度后，張拉主纜力，形成鋼-混凝組合錨固結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種鋼-混凝土組合錨固結(jié)構(gòu)，屬于橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。該結(jié)構(gòu)由錨固區(qū)鋼箱、錨固區(qū)附近主梁鋼箱、主纜、散索、散索套、散索鞍、栓釘連接件以及混凝土組成。其中錨固區(qū)鋼箱由后錨板和側(cè)板組成。主纜通過散索套后散開形成散索穿入錨固區(qū)鋼箱，錨固于后錨板。錨固區(qū)鋼箱以及錨固區(qū)附近主梁鋼箱鋼板內(nèi)側(cè)熔焊栓釘連接件，并在箱室內(nèi)部填筑混凝土。采用這種結(jié)構(gòu)能夠有效改善傳統(tǒng)錨固結(jié)構(gòu)的受力性能，解決混凝土錨固結(jié)構(gòu)體積大、施工復(fù)雜、易開裂等問題，彌補(bǔ)純鋼錨固結(jié)構(gòu)鋼板厚、用鋼量大、加勁肋構(gòu)造復(fù)雜、壓重材料成本高等不足。本發(fā)明的鋼-混凝土組合錨固結(jié)構(gòu)受力性能良好，用鋼量小，構(gòu)造簡單，施工快速方便，經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)E01D19/10GK101775780SQ20101010059
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者樊健生, 聶建國, 陶慕軒 申請人:清華大學(xué)