国内大跨径悬索桥锚碇锚固系统比较研究
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球 面垫 圈予 以调 整 。
⑤ 钢 绞 线 采 用 表 面 喷 涂 环 氧树 脂 防腐 保 护层 及 预应力 管道 内灌 注 防腐 油脂 的双 重 防腐 体 系 ， 在 前锚 面设 置有 油脂 面观 测 管 ， 梁 运 营 期 间根 据油 桥
面观 测 结果 实施 补充 灌 注。要 求 钢绞线 在管 道 内不
第３ ６卷 ， ６期 第
２０１ １年 １２月
公 路 工 程
Ｈｉ ｈ ｙ Ｅｎｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｇ ｗａ ｉ ｅ ｒｎ
Ｖｏ ． ６，Ｎｏ ６ １３ ． Ｄｅ ｃ． ， ２０１１
国 内大 跨 径 悬 索桥 锚 碇 锚 固 系统 比较 研 究
李 海 鲜 ， 亮 ，姚 志安
［ 稿 日期 ］２ １ — ３ ３ 收 ０１ ０ — ０
【 者 简介 ］李 作
海（９５ １７ 一）， ， 南长 沙人 ， 级 工 程 师 ， 要 从 事 大 跨 径 桥 梁 施 工 与 管 理 工作 。 男 湖 高 主
９ ８
公
路
工
程
３ ６卷
力 钢绞 线及锚 具 、 防腐 油 脂 、 头 防 护 帽等 组 成 ， 锚 结 构布置 图见 图 １ 。在前锚 面 位 置拉 杆一 端 与 索股 锚
锚头 防护 帽 等 ） 锚 具设 计 尺 寸 应 满 足 锚 下 混 凝 土 ，
的受 力要 求 。
塑
ＢＰ
０， ０
耋 索 面 股
蒌 鱼 至 至 墨 磊 事 － 萝Ｉ Ｉ Ｐ
（ ，，） ０００
堕 亘
… ＿ ． ＿ 一 ～ ．
ｊ笪 堡一一 童 一
ＩＯ ８ ２８ ０ ２
① 为 保证 拉杆 方 向与相应 的索股 方 向一 致 ， 需 将前 锚 面槽 口坐标 误差 控制 在 ０ ５ｅ 以内 ， 度误 ． ｍ 角 差控 制在 ０ １ 以内 ， ．。 以免拉 杆次 应力 过大 。
② 预应 力 管道 必须 与 相应 的索股 方 向一致 ， 施 工过 程 中必须 保证 不 变形 ， 不漏 浆 ， 预应 力 钢柬顺 使
与耐久 。悬 索桥 锚碇 锚 固系 统 的体系 基本 上可 分 为 型 钢锚 固体 系和 预应 力锚 固体系两 种类 型 。型 钢锚 固体 系全部 由型钢 构 成 ， 般 在 前 锚 面 或后 锚 面设 一
应力 孔道 内灌 注 防腐 油 脂 的无 粘 结 可 换 式 锚 固体
系 。前者 是较 为成 熟 常 见 的一 种锚 固体 系 ， 预应 力 钢束 张拉 完成 后进 行 灌 浆 ， 浆 前 期预 应 力 是 可靠 灌 的 ， 后 期预应 力会 损失 ， 但 预应 力束 会 因各种 原 因腐 蚀 老化 ， 为严 重 的是 预应力 束不 能更换 。因此 ， 最 在
（． １ 中交 第 二 公 路 工 程 局 有 限 公 司 ，陕 西 西 安 ７０ ６ ； ２ 广 东 省 公 路 建 设 有 限公 司 ，广 东 广 州 ５ ０ ０ ） １０ ５ ． １６ ０
［ 摘 要 ］悬 索 桥 锚 碇 锚 固 系统 在 保 证 结 构 整 体 安 全 上 具 有 重 要 控 制 作 用 。 主 要对 我 国 目前 大 跨 径 悬 索 桥 锚 固 系统 不 同 体 系 作 了 比较 ， 对 各 种 体 系 的耐 久性 、 靠 性 及 经 济 性 等 方 面 进 行 了研 究 ， 并 可 为今 后 大 跨 径 悬 索 桥 锚 固 系统 体 系 的 采 用 提 供 了借 鉴 。 ［ 键 词 ］悬 索 桥 ； 碇 ； 固 系统 ；比较 研 究 关 锚 锚
预应 力孔 道 内灌注 防腐 油脂 可换锚 固体 系就 产生并 得 到广泛 使用 ， 种体 系与前 者相 比， 防腐 性与 耐 这 其
久性 较为 可靠 。且 因后者 的 预应力 钢绞 线或 油脂均 可监 测 、 可更换 ， 以具 有“ 久 ” 所 永 防腐性 能 。 预应 力锚 固体 系研究 的重 点就 是无 粘结锚 固体 系， 以广 州黄 埔大 桥为例 ， 预应力 孔道 内灌 注 防腐 对 油脂 的无 粘结 可换 式锚 固体 系的设 计 和施工要 点及 造价 等方 面进 行深 入研究 。
２０ ０ ０
・ — — — — — — — — — —
（ ） 面 ａ立
（ Ａ－ ｈ） Ａ
图 １ 锚 固 系 统 总 体 布 置
Ｆｉ ｕ ｅ ｔｅ ｇ ｎ ｒ ｌｌｙ ｕ ｒ ｗｉｇ ｏ ｎ ｈ ｒｓ ｓｅ ｇ ｒ １ ｈ ｅ ｅ ａ ａ ｏ ｔｄ ａ ｎ ｆａ ｃ ｏ ｙ ｔｍ
利通 过 。
③ 当锚 下混 凝 土 强 度达 到 １０ 时 ， 可 对 称 ０％ 方 张拉 预应 力 钢束 。张拉 控 制 应 力 为 ０ ７Ｒ ｂ １ — ７ ． ｙ ，５ １ 型 的张 拉 控 制 力 为 ３１ ２ｋ １ — ４型 的 张 拉控 制 ０ Ｎ，５ ３
头上 的锚板相 连 接 ， 一 端 与 被 预应 力 钢柬 锚 固于 另 前 锚面 的连 接器 相连 接 。 ② 索 股锚 固连 接 构 造 有 单索 股 和 双 索 股锚 固 两种类 型 。单 索 股锚 固单 元 由 ２根拉 杆 和单索 股连 接器 构成 ， 双索 股锚 固单 元 由 ４根拉 杆 和 双 索股 连
Baidu Nhomakorabea
置 刚度 强 大的锚 梁 ， 个 锚 碇 架 浇 筑在 锚 块 混 凝 土 整 内， 因此不 需后期 养 护 ， 该 体 系用 钢 量 ： 制作 安 但 赶， 装 和施 工精 度要 求 高 ， 程 量 大 … 。预应 力 锚 固体 工
系则有 预应 力 系统 和 索 股 连 接 件 系统 构 成 ， 主缆 索 股 则通 过 连接件 与 预应力 筋 相连 ， 系统用 钢 量少 ， 该 布置灵 活 ， 支 撑 钢 框 架 制 作 安装 要 求 低 ， 工 方 对 施 便 。 目前 我 国大跨 径悬 索桥锚 碇锚 固系统在 两 种体 系上均 有 成功应 用 。
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图 ２ 索 股 锚 固单 元 构 造
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第６ 期
李
海 ， ： 内大 跨 径 悬 索 桥 锚 碇 锚 固 系统 比较 研 究 等 国
ｒ ｌ ｎ ｏ ｅ ａ ｌｓ ｆ ｔ ｆｓｒ ｃｕ ｅ ． ｏｅ ｉ ｖ ｒ ｌ ａｅ ｙ ｏ ｔｕ ｔ ｒ Ｔｈｅ］ａ ｅ ｉ ｌ ｏ ａ ｅ ｈ ｉ ｅ ｅ ｔａ ｃ ｏ ｙ ｔｍ ｏ ｎ ｈ ｒ ｇ ｆ ｐ ｐ ｒｍａ ｎ ｙ ｃ ｍｐ ｒ ｓｔ ｅ ｄ ｆ ｒ ｎ ｎ ｈ ｒｓ ｓｅ ｆ ｒａ ｃ ｏ ａ ｅ ｏ ｆ ｄ ｍｅ ｔｃ ｌｎｇ ｓ ａ ｕ ｐ ｎ ｉｎ ｂｒｄ ｅ，ａ ａ ｅ ｎ ｉ ｖ ｓｉ ａｉｎ ｏ ｕ ａ ｉｉ ｒ ｌａ ｉ ｔ ｎｄ ｅ ｏ ｏ ｙ， ｏ ｓｉ ｏ －ｐ ｎ ｓ ｓ ｅ ｓｏ ｉ ｇ ｎｄ Ｍ ｋ ｓａ ｎ ｅ ｔｇ ｔｏ ｎ ｄ ｒ ｂ ｌ ｙ、 ｅｉ ｂｌ ｙ ａ ｃ ｎ ｍ ｔ ｉ ｗｈ ｃ ａ ｅ ｕ ｅ ｒｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｄ ｐ ｉｎ ｆ ｒｆ ｔ ｒ ｎ ｈ ｒｓ ｓｅ ｆｒ ａ ｃ ｏ ａ ｅ ｏ ｏ ・ ｐ ｎ ｓ ｓ ｅ － ｉｈ ｃ ｎ ｂ ｓ ｄ ｆ ｅｅ ｅ ｃ ｎ ａ ｏ ｔｏ ｕ ｕ ｅ ａ ｃ ｏ ｙ ｔ ｍ ｏ ｎ ｈ ｒ ｇ ｆｌｎｇ－ ａ ｕ ｐ ｎ－ ｏ ｏ ｓ ｓｏ ｒｄ ｅ ｉｎ ｂ ｉ ｇ ．
９ ９
④ 拉 杆方 向与 其对应 索 股 方 向一致 ， 前锚 面 与
后锚 面 均为索 股 中 心线 垂 直 平 面 ， 应 力 钢 束 沿索 预
股发 散 方 向布置 。对应 于单索 股锚 固 的预应 力钢束 与索 股方 向一 致 ， 对应 于 双 索股 的预 应 力 钢 束 取两
根 索股 方 向的平 均值 。拉 杆方 向误 差用 球 面螺母 和
扭 绞 ， 头张 拉端 不封 锚并 留有 换束 工作 长度 。 锚
⑥ 索 股 锚 固 连 接 构 造 的 设 计 安 全 系 数 大 于 ２ ５ 预 应 力 钢 束 锚 固构 造 的 设 计 安 全 系 数 大 于 ．， ２ ５ 拉杆设 计 考虑 了 １ ％ 的偏 载系 数 。 ．， ０
［ 图分 类 号 ］Ｕ４ ８ ２ 中 ４ ．５ ［ 献 标 识 码 】Ａ 文 ［ 章 编 号 ］１ ７ — ６０ ２ １ ）６ ０ ９ － ５ 文 ６ ４ ０ １ （０ １ ０ － ０ ７ ０
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１ ２ 施 工 要 点 ．
图 ３ 锚 固 系统 预 应 力 钢 架 施 工
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接器 构成 ， 构 布置 图见 图 ２ 结 。 ③ 对 应 于单索 股锚 固单 元 采 用 ｌ — ７规 格 预 ５１
应 力 钢束锚 固 ， 应 于 双 索 股 锚 固单 元 采 用 １ — ４ 对 ５ ３ 规格 预应力 钢束锚 固 ， 具分 别 采用 特制 的 Ｔ ５ １ 锚 １—７ 型和 Ｔ ５ ３ １ — ４型锚 具 （ 包含 锚 环 、 垫 板 、 锚 螺旋 钢 筋 、
１ １ 设 计 要 点 ．
１ 预 应 力 锚 固 系 统
预应 力 锚 固 体 系有 两 种 型式 ： 种 是 在 预应 力 一 孔道 灌注 水泥 浆 的粘 结 式 锚 固 体 系 ； 一种 是 在 预 另
① 锚 固系 统 由 索股 锚 固连 接 构造 和预 应 力钢 束锚 固构 造 组成 。索股锚 固连接构 造 由拉杆 及其组 件、 连接 器组成 ； 应 力 钢 束锚 固构 造 由管 道 、 预 预应
⑤ 钢 绞 线 采 用 表 面 喷 涂 环 氧树 脂 防腐 保 护层 及 预应力 管道 内灌 注 防腐 油脂 的双 重 防腐 体 系 ， 在 前锚 面设 置有 油脂 面观 测 管 ， 梁 运 营 期 间根 据油 桥
面观 测 结果 实施 补充 灌 注。要 求 钢绞线 在管 道 内不
第３ ６卷 ， ６期 第
２０１ １年 １２月
公 路 工 程
Ｈｉ ｈ ｙ Ｅｎｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｇ ｗａ ｉ ｅ ｒｎ
Ｖｏ ． ６，Ｎｏ ６ １３ ． Ｄｅ ｃ． ， ２０１１
国 内大 跨 径 悬 索桥 锚 碇 锚 固 系统 比较 研 究
李 海 鲜 ， 亮 ，姚 志安
［ 稿 日期 ］２ １ — ３ ３ 收 ０１ ０ — ０
【 者 简介 ］李 作
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９ ８
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工
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３ ６卷
力 钢绞 线及锚 具 、 防腐 油 脂 、 头 防 护 帽等 组 成 ， 锚 结 构布置 图见 图 １ 。在前锚 面 位 置拉 杆一 端 与 索股 锚
锚头 防护 帽 等 ） 锚 具设 计 尺 寸 应 满 足 锚 下 混 凝 土 ，
的受 力要 求 。
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（ ，，） ０００
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… ＿ ． ＿ 一 ～ ．
ｊ笪 堡一一 童 一
ＩＯ ８ ２８ ０ ２
① 为 保证 拉杆 方 向与相应 的索股 方 向一 致 ， 需 将前 锚 面槽 口坐标 误差 控制 在 ０ ５ｅ 以内 ， 度误 ． ｍ 角 差控 制在 ０ １ 以内 ， ．。 以免拉 杆次 应力 过大 。
② 预应 力 管道 必须 与 相应 的索股 方 向一致 ， 施 工过 程 中必须 保证 不 变形 ， 不漏 浆 ， 预应 力 钢柬顺 使
与耐久 。悬 索桥 锚碇 锚 固系 统 的体系 基本 上可 分 为 型 钢锚 固体 系和 预应 力锚 固体系两 种类 型 。型 钢锚 固体 系全部 由型钢 构 成 ， 般 在 前 锚 面 或后 锚 面设 一
应力 孔道 内灌 注 防腐 油 脂 的无 粘 结 可 换 式 锚 固体
系 。前者 是较 为成 熟 常 见 的一 种锚 固体 系 ， 预应 力 钢束 张拉 完成 后进 行 灌 浆 ， 浆 前 期预 应 力 是 可靠 灌 的 ， 后 期预应 力会 损失 ， 但 预应 力束 会 因各种 原 因腐 蚀 老化 ， 为严 重 的是 预应力 束不 能更换 。因此 ， 最 在
（． １ 中交 第 二 公 路 工 程 局 有 限 公 司 ，陕 西 西 安 ７０ ６ ； ２ 广 东 省 公 路 建 设 有 限公 司 ，广 东 广 州 ５ ０ ０ ） １０ ５ ． １６ ０
［ 摘 要 ］悬 索 桥 锚 碇 锚 固 系统 在 保 证 结 构 整 体 安 全 上 具 有 重 要 控 制 作 用 。 主 要对 我 国 目前 大 跨 径 悬 索 桥 锚 固 系统 不 同 体 系 作 了 比较 ， 对 各 种 体 系 的耐 久性 、 靠 性 及 经 济 性 等 方 面 进 行 了研 究 ， 并 可 为今 后 大 跨 径 悬 索 桥 锚 固 系统 体 系 的 采 用 提 供 了借 鉴 。 ［ 键 词 ］悬 索 桥 ； 碇 ； 固 系统 ；比较 研 究 关 锚 锚
预应 力孔 道 内灌注 防腐 油脂 可换锚 固体 系就 产生并 得 到广泛 使用 ， 种体 系与前 者相 比， 防腐 性与 耐 这 其
久性 较为 可靠 。且 因后者 的 预应力 钢绞 线或 油脂均 可监 测 、 可更换 ， 以具 有“ 久 ” 所 永 防腐性 能 。 预应 力锚 固体 系研究 的重 点就 是无 粘结锚 固体 系， 以广 州黄 埔大 桥为例 ， 预应力 孔道 内灌 注 防腐 对 油脂 的无 粘结 可换 式锚 固体 系的设 计 和施工要 点及 造价 等方 面进 行深 入研究 。
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（ ） 面 ａ立
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图 １ 锚 固 系 统 总 体 布 置
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利通 过 。
③ 当锚 下混 凝 土 强 度达 到 １０ 时 ， 可 对 称 ０％ 方 张拉 预应 力 钢束 。张拉 控 制 应 力 为 ０ ７Ｒ ｂ １ — ７ ． ｙ ，５ １ 型 的张 拉 控 制 力 为 ３１ ２ｋ １ — ４型 的 张 拉控 制 ０ Ｎ，５ ３
头上 的锚板相 连 接 ， 一 端 与 被 预应 力 钢柬 锚 固于 另 前 锚面 的连 接器 相连 接 。 ② 索 股锚 固连 接 构 造 有 单索 股 和 双 索 股锚 固 两种类 型 。单 索 股锚 固单 元 由 ２根拉 杆 和单索 股连 接器 构成 ， 双索 股锚 固单 元 由 ４根拉 杆 和 双 索股 连
Baidu Nhomakorabea
置 刚度 强 大的锚 梁 ， 个 锚 碇 架 浇 筑在 锚 块 混 凝 土 整 内， 因此不 需后期 养 护 ， 该 体 系用 钢 量 ： 制作 安 但 赶， 装 和施 工精 度要 求 高 ， 程 量 大 … 。预应 力 锚 固体 工
系则有 预应 力 系统 和 索 股 连 接 件 系统 构 成 ， 主缆 索 股 则通 过 连接件 与 预应力 筋 相连 ， 系统用 钢 量少 ， 该 布置灵 活 ， 支 撑 钢 框 架 制 作 安装 要 求 低 ， 工 方 对 施 便 。 目前 我 国大跨 径悬 索桥锚 碇锚 固系统在 两 种体 系上均 有 成功应 用 。
ｗ ｙＣ ｎｔ ｃｉ ｏｐ ｒｔ ｎ Ｇ ａ ｇｈ ｕ Ｇ ａ ｇ ｏ ｇ １６ ０ ｈｎ ） ａ ｏｓ ｕ ｔ ｎＣ ｒｏａｉ ， ｕｎ ｚｏ ， ｕ ｎ ｄｎ ０ ０ ，Ｃ ｉａ ｒ ｏ ｏ ５
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图 ２ 索 股 锚 固单 元 构 造
Ｆ ｇ ｅ２ ｔ ｅ ｃ ｎ ｔｕ ｔｏ ａ ｒ ｗｉ ｇ ｏ ｎｃ ｏ ｎ ｔ ｉｕｒ ｈ ｏ ｓｒ ｃ ｉｎ ｌｄ ａ ｎ ｆａ ｈ ｒｕ ｉ
第６ 期
李
海 ， ： 内大 跨 径 悬 索 桥 锚 碇 锚 固 系统 比较 研 究 等 国
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９ ９
④ 拉 杆方 向与 其对应 索 股 方 向一致 ， 前锚 面 与
后锚 面 均为索 股 中 心线 垂 直 平 面 ， 应 力 钢 束 沿索 预
股发 散 方 向布置 。对应 于单索 股锚 固 的预应 力钢束 与索 股方 向一 致 ， 对应 于 双 索股 的预 应 力 钢 束 取两
根 索股 方 向的平 均值 。拉 杆方 向误 差用 球 面螺母 和
扭 绞 ， 头张 拉端 不封 锚并 留有 换束 工作 长度 。 锚
⑥ 索 股 锚 固 连 接 构 造 的 设 计 安 全 系 数 大 于 ２ ５ 预 应 力 钢 束 锚 固构 造 的 设 计 安 全 系 数 大 于 ．， ２ ５ 拉杆设 计 考虑 了 １ ％ 的偏 载系 数 。 ．， ０
［ 图分 类 号 ］Ｕ４ ８ ２ 中 ４ ．５ ［ 献 标 识 码 】Ａ 文 ［ 章 编 号 ］１ ７ — ６０ ２ １ ）６ ０ ９ － ５ 文 ６ ４ ０ １ （０ １ ０ － ０ ７ ０
Ｔｈｅ Ｃｏ ｐａ ｅ ａ ｎ ｅ ｔｇ ｔ ｎ ｏ ｃ ｏ ｙ ｔｍ ｏ ｃ ｒ ｇ ｍ ｒ ｎｄ Ｉ ｖ ｓｉ ａ ｉ ｆＡｎ ｈ ｒ Ｓ ｓｅ ｆ ｒ Ａｎ ｈｏ ａ ｅ ｏ ｏ ｍ ｅ ｔｃ Ｌｏ － ｐ ｎ Ｓ ｓ ｅ ｓｏ ｉ ｇ ｆＤｏ ｓｉ ｎｇ Ｓ ａ ｕ ｐ ｎ ｉ ｎ Ｂｒｄ ｅ
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１ ２ 施 工 要 点 ．
图 ３ 锚 固 系统 预 应 力 钢 架 施 工
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接器 构成 ， 构 布置 图见 图 ２ 结 。 ③ 对 应 于单索 股锚 固单 元 采 用 ｌ — ７规 格 预 ５１
应 力 钢束锚 固 ， 应 于 双 索 股 锚 固单 元 采 用 １ — ４ 对 ５ ３ 规格 预应力 钢束锚 固 ， 具分 别 采用 特制 的 Ｔ ５ １ 锚 １—７ 型和 Ｔ ５ ３ １ — ４型锚 具 （ 包含 锚 环 、 垫 板 、 锚 螺旋 钢 筋 、
１ １ 设 计 要 点 ．
１ 预 应 力 锚 固 系 统
预应 力 锚 固 体 系有 两 种 型式 ： 种 是 在 预应 力 一 孔道 灌注 水泥 浆 的粘 结 式 锚 固 体 系 ； 一种 是 在 预 另
① 锚 固系 统 由 索股 锚 固连 接 构造 和预 应 力钢 束锚 固构 造 组成 。索股锚 固连接构 造 由拉杆 及其组 件、 连接 器组成 ； 应 力 钢 束锚 固构 造 由管 道 、 预 预应