软岩地区悬索桥隧道锚设计研究
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2019 年 8 月 第 8 期（ 总 251）
铁道工程学报 JOUＲNAL OF ＲAILWAY ENGINEEＲING SOCIETY
文章编号： 1006－2106（ 2019） 08－0051－05
Aug 2019 NO．8（ Ser．251）
软岩地区悬索桥隧道锚设计研究
王鹏宇
（ 中铁第四勘察设计院集团有限公司， 武汉 430063）
研究结论： （ 1） 数值分析表明，7 倍设计荷载是锚体位移的一个突变点，即隧道锚稳定安全系数不小于 7； （ 2） 通过 1 ∶10 现场缩尺试验，8 倍设计荷载为锚体的屈服荷载，试验成果与数值分析结果基本一致； （ 3） 通过 设置剪力块、加劲工字钢架等措施，隧道锚的整体抗剪强度由 7．0 提高到 9．0； （ 4） 本研究成果可为软岩地区悬 索桥隧道锚设计提供参考和借鉴。 关键词： 悬索桥； 软岩； 隧道锚； 数值分析； 模型试验 中图分类号： U448 文献标识码： A
收稿日期： 2019－04－25 作者简介： 王鹏宇，1982 年出生，男，高级工程师。
52
铁道工程学报
2019 年 8 月
悬索桥隧道式锚碇锚塞体可充分发挥围岩的承载 能力，并通过锚塞体自重和围岩共同承担主缆拉力，节 约材料、经济性好，对地形地貌和周围环境破坏小［1］。 隧道锚是悬索桥的关键核心构件，锚碇发生移动将严 重影响大桥的稳定，甚至导致桥体发生破坏。
Ｒesearch on the Design of Tunnel － type Anchorage of Suspension Bridge in Soft Ｒock Area
WANG Pengyu （ China Ｒailway Siyuan Survey and Design Group Co． Ltd，Wuhan，Hubei 430063，China） Abstract： Ｒesearch purposes： Jijiang Changjiang river bridge in Chongqing is a suspension bridge which used the tunnel－type anchorage in soft rock area in the northern bank． However，there are fewer references and research results for the construction of tunnel－type anchors in soft rock areas． Through the numerical simulation analysis on the tunnel－ type anchorage，scale model test and strengthen measures research，the failure mode and deformation mechanism of tunnel－type anchorage and surrounding rock system in soft rock area are mastered，to provide technical support in the design of tunnel－type anchorage in soft rock area． Ｒesearch conclusions： （ 1） Numerical analysis shows that the 7 times design load is a sudden change point of anchorage displacement，that is，the safety factor of tunnel －type anchorage stability is not less than 7． （ 2） Through 1 ∶ 10 field scale test，8 times design load is the yield load of anchor body，which is basically consistent with the numerical results． （ 3） The overall shear strength of tunnel－type anchor is increased from 7．0 to 9．0 by the measure of setting shear blocks， stiffening I－beam，etc．（ 4） The research results can provide reference for tunnel－type anchor design of suspension bridge in soft rock area． Key words： suspension bridge； soft－rock； tunnel－type anchorage； numerical analysis； model test
摘要： 研究目的： 重庆几江长江大桥采用地锚式悬索桥，北岸隧道式锚碇位于软岩地区，在软岩地区建造隧道 锚可供参考的资料和研究成果较少。本文通过对该隧道锚进行数值分析、现场缩尺模型试验、稳定性加强措 施等一系列研究，掌握软岩地区隧道锚与围岩系统的破坏模式和变形机制，以期为软岩地区隧道锚的设计提 供技术支持。
悬索桥隧道锚大部分建造在岩体强度高、节理不 发育且覆盖层浅的区域。经调研，国内大部分悬索桥 隧道锚位于硬质岩层，如金安金沙江大桥两岸隧道锚 均处于玄武岩及多层凝灰岩夹层［2］，雅安至康定高速 公路泸定大渡河特大桥雅安岸隧道式锚碇位于花岗岩 层［3］，丽香铁 路 金 沙 Baidu Nhomakorabea 大 桥 丽 江 岸、香 格 里 拉 岸 隧 道 锚均位于片理化玄武岩层［4］，普立 －宣威高速公路普 立特大桥普立岸隧道锚总体位于灰岩岩体内［5］，湖南 矮寨大桥吉首岸隧道锚位于泥质白云岩层［6］。
铁道工程学报 JOUＲNAL OF ＲAILWAY ENGINEEＲING SOCIETY
文章编号： 1006－2106（ 2019） 08－0051－05
Aug 2019 NO．8（ Ser．251）
软岩地区悬索桥隧道锚设计研究
王鹏宇
（ 中铁第四勘察设计院集团有限公司， 武汉 430063）
研究结论： （ 1） 数值分析表明，7 倍设计荷载是锚体位移的一个突变点，即隧道锚稳定安全系数不小于 7； （ 2） 通过 1 ∶10 现场缩尺试验，8 倍设计荷载为锚体的屈服荷载，试验成果与数值分析结果基本一致； （ 3） 通过 设置剪力块、加劲工字钢架等措施，隧道锚的整体抗剪强度由 7．0 提高到 9．0； （ 4） 本研究成果可为软岩地区悬 索桥隧道锚设计提供参考和借鉴。 关键词： 悬索桥； 软岩； 隧道锚； 数值分析； 模型试验 中图分类号： U448 文献标识码： A
收稿日期： 2019－04－25 作者简介： 王鹏宇，1982 年出生，男，高级工程师。
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铁道工程学报
2019 年 8 月
悬索桥隧道式锚碇锚塞体可充分发挥围岩的承载 能力，并通过锚塞体自重和围岩共同承担主缆拉力，节 约材料、经济性好，对地形地貌和周围环境破坏小［1］。 隧道锚是悬索桥的关键核心构件，锚碇发生移动将严 重影响大桥的稳定，甚至导致桥体发生破坏。
Ｒesearch on the Design of Tunnel － type Anchorage of Suspension Bridge in Soft Ｒock Area
WANG Pengyu （ China Ｒailway Siyuan Survey and Design Group Co． Ltd，Wuhan，Hubei 430063，China） Abstract： Ｒesearch purposes： Jijiang Changjiang river bridge in Chongqing is a suspension bridge which used the tunnel－type anchorage in soft rock area in the northern bank． However，there are fewer references and research results for the construction of tunnel－type anchors in soft rock areas． Through the numerical simulation analysis on the tunnel－ type anchorage，scale model test and strengthen measures research，the failure mode and deformation mechanism of tunnel－type anchorage and surrounding rock system in soft rock area are mastered，to provide technical support in the design of tunnel－type anchorage in soft rock area． Ｒesearch conclusions： （ 1） Numerical analysis shows that the 7 times design load is a sudden change point of anchorage displacement，that is，the safety factor of tunnel －type anchorage stability is not less than 7． （ 2） Through 1 ∶ 10 field scale test，8 times design load is the yield load of anchor body，which is basically consistent with the numerical results． （ 3） The overall shear strength of tunnel－type anchor is increased from 7．0 to 9．0 by the measure of setting shear blocks， stiffening I－beam，etc．（ 4） The research results can provide reference for tunnel－type anchor design of suspension bridge in soft rock area． Key words： suspension bridge； soft－rock； tunnel－type anchorage； numerical analysis； model test
摘要： 研究目的： 重庆几江长江大桥采用地锚式悬索桥，北岸隧道式锚碇位于软岩地区，在软岩地区建造隧道 锚可供参考的资料和研究成果较少。本文通过对该隧道锚进行数值分析、现场缩尺模型试验、稳定性加强措 施等一系列研究，掌握软岩地区隧道锚与围岩系统的破坏模式和变形机制，以期为软岩地区隧道锚的设计提 供技术支持。
悬索桥隧道锚大部分建造在岩体强度高、节理不 发育且覆盖层浅的区域。经调研，国内大部分悬索桥 隧道锚位于硬质岩层，如金安金沙江大桥两岸隧道锚 均处于玄武岩及多层凝灰岩夹层［2］，雅安至康定高速 公路泸定大渡河特大桥雅安岸隧道式锚碇位于花岗岩 层［3］，丽香铁 路 金 沙 Baidu Nhomakorabea 大 桥 丽 江 岸、香 格 里 拉 岸 隧 道 锚均位于片理化玄武岩层［4］，普立 －宣威高速公路普 立特大桥普立岸隧道锚总体位于灰岩岩体内［5］，湖南 矮寨大桥吉首岸隧道锚位于泥质白云岩层［6］。