桥43-重力式锚碇系统施工工艺

重力式锚碇系统施工工艺

1前言

锚碇是悬索桥的主要承重结构，要抵抗来自主缆的拉力，并传递给地基基础。锚碇按结构形式可分为重力式锚碇和隧道式锚碇。重力式锚碇依靠其巨大的重力抵抗主缆拉力，隧道式锚碇的锚体嵌入基岩内，借助基岩抵抗主缆拉力。隧道式锚碇只适合在基岩坚实完整的地区，其它情况下大多采用重力式锚碇。

2重力式锚碇结构

锚碇一般由锚碇基础、锚块、主缆的锚碇架及固定装置、遮棚等部分组成；当主缆需要改变方向时，锚碇中还应包括主缆支架和锚固鞍座（亦称扩展鞍座）

重力式锚碇根据主缆在锚块中的锚固位置可分为后锚式和前锚式。前锚式就是索股锚头在锚块前锚固，通过锚固系统将缆力作用到锚体。后锚式即将索股直接穿过锚块，锚固于锚块后面，如图1所示，前锚式因具有主缆锚固容易，检修保养方便等优点而广泛运用于大跨悬索桥中。

前锚式锚固系统分为型钢锚固系统和预应力锚固系统两种类型。型钢锚固系统有直接拉杆式（图

1）和前锚梁式（图2）o预应力锚固系统按材料不同有粗钢筋锚固形式和钢绞线锚固形式，如图所示。

1-主缆；2-索股；3-锚块；4-锚支架；5-锚杆；6-锚梁

图1重力式主缆锚固系统结构图

图2 前锚梁式锚固系统

4-锚杆；5-锚支架；6后锚梁

a）粗钢筋锚固; b）钢绞线锚固

1-索股；2-螺杆；3-粗钢筋；4-钢绞线

图3预应力锚固系统

锚碇基础

根据地质、水深和悬索桥结构的规模等，锚碇的基础可以分为直接基础、沉井基础、桩基础、井筒基础、复合基础等。若持力层距地面较浅，适合采用直接基础；当持力层埋置深度大时，采用沉井基础、桩基础等。

锚块

重力式锚碇的锚块就是重力式锚块，与基础形成整体，以抵抗由主缆拉力产生的锚碇滑动及倾倒。

主缆的锚固架及固定装置

主缆的锚定架及固定装置将主缆拉力分散传布在锚块内，通常是由前梁、后梁、锚杆、定位构

件和支撑结构组成。如图

锚杆的数量一般与钢缆的丝束数相同。根据主缆的架设方法，连接束股与锚杆的固定装置分为:

用于空中送丝法的钢丝束股支座（或称靴跟）和用于预制钢丝束成缆法的套筒两种。

遮棚

锚碇的遮棚是覆盖锚块及主缆等并建于锚碇基础上的结构物，一般采用钢筋混凝土或钢结构.如

果高程合适，遮棚上面可以构筑路面，内部可以作为输配电，排水等设备的机房。

主缆支架

当主缆在锚碇处改变方向时，则需设置主缆支架。主缆支架可以独立地分开设置在锚碇之前，也可

以设置在锚碇之内，它是主缆的支点。主缆支架顶部设有支承钢缆的鞍座；当主缆支架设在锚碇之内时主缆就从这个鞍座开始分散开成为丝股，这个鞍座就是扩展鞍座或称散索鞍。其主要功能是改变主缆索的方向，并把主缆的钢丝束股在水平和竖直方向分散开来，然后把这些钢丝束股引入各自的锚固位置。

主缆支架主要有三种形式，钢筋混凝土刚性支架、钢制柔性支架和钢制摇杆

支架，如图4所示。当采用刚性主缆支架时，扩展鞍座的底部必须设置辊筒，以适应主缆的伸缩。

锚碇可以看作是一个刚体，承受主缆的拉力，并将其传给地基。主缆作用于锚碇上的力可分为水平分力和竖向分力。锚碇在主缆的水平分力作用下不得产生滑移；而在竖向分力和锚碇自重力等作用下，在锚碇底面任意处的压应力不能超过地基上的容许压应力，否则将会出现地基下沉。当然,

锚碇也不得在主缆竖向分力作用下发生倾倒。一般地，满足了锚碇不产生滑移的条件下，锚碇的自

重将足以使锚碇不发生倾倒。

图4主缆支架

3锚碇施工工艺流程图（见图5）

施工准备

"IT"

基坑外围周边排水系统施工

基坑开挖

基坑边坡支护

4操作要点

锚碇基础施工

锚碇的基础施工与桥塔基础的施工相似，所不同的是桥塔基础以承受垂直力为主，而锚碇的基

柔性支座

基坑底平整硬化和周边排水系统施工

图5锚碇施工工艺流程图

础则以抵抗水平力为主。因此，锚碇基础底面挖成锯齿形、台阶形以确保锚碇在主缆的巨大拉力下 不产生滑移。由于锚碇基础体积巨大，对这种大体积混凝土的浇注及混凝土的特性具有特殊的要求。 如采用类似混凝土大坝的施工方法，及要求混凝土具有很好的流动性和较小的发热量，且在水中不 分离等。

近年来，地下连续墙基础得到了广泛应用，这种基础的施工是先用挖槽机械，从施工基面沿基 础边界向下挖槽，直到持力层；然后在槽中构筑侧壁。成墙后挖除内部土柱，再向内部灌注素混凝 土，构成基础。

锚碇由于体积庞大，基坑可采用机械开挖，也可采用爆破和人工开挖的方法。开挖采取沿等高 线自上而下分层进行。在坑外和坑底要分别设排水沟和截水沟，防地面水流入、积留在坑内而引起 塌方或基底土层破坏。 在采用机械开挖时， 应在基底标高以上预留 15cm 〜30cm 厚土层用人工清理， 以免破坏基底结构。在采用爆破方法施工时，对于深陡边坡，应使用如预裂爆破等方法，以免对边 坡造成破坏。

对于深大基坑及不良土质，应采用支护措施保证边坡稳定，支护方法有以下几种。

（1） 喷射混凝土 喷射混凝土采用的水泥标号不低于 425号的硅酸盐水泥，砂粒径不大于2.5mm, 石子

粒径小于5mm 。推荐混凝土配合比（质量比）为水泥：砂：石 =1: 2::，水灰比为〜。采用湿 喷机喷混凝土，水泥、砂、石等材料在进入喷射机料斗前应充分拌和均匀，并随拌随用，喷浆气压

在〜范围内，喷射混凝土厚度为 50mm 〜150mm,视边坡稳定情况而定，必要时可加钢筋网，以增加混凝 土层的强度和整体性.这种喷射支护适用于岩层节理不发育，稳定性较好的地层。此外对于节理发育， 有掉块危险、稳定性中等的岩层可采用喷射混凝土加锚杆支护的方法。

（2） 喷锚网联合支护 适用岩石坡碎、稳定性差或坡度大而高的基坑。其中锚杆分为普通锚杆 和预应力锚杆两

类。普通锚杆采用螺纹钢，预应力锚杆多数采用钢绞线。

喷锚网联合支护的施工程序为开挖

7清理边坡7喷射底层混凝土 7钻孔7安装锚杆（锚索）7注 7喷面层混凝土（如是预应力锚杆则还有张拉锚固 7二次注浆7封锚等工序），其构造

如图6。

I J TY-

龙「非锚固段

%:応

3-锚索；4-喷射混凝土层；5-排水沟；6-排水管

图6喷锚网联合支护

1）钻孔 净，并不准用膨润土护壁，以免泥皮降低锚杆承载力。

2 ）安装锚杆 锚杆在安装前必须除锈。为保证锚杆安放于孔的中心，防止非锚固段产生翘曲和 扰动孔壁，通常在锚杆上设置定位架。 钢筋锚杆一般每隔2m 至4m 设置一个，钢绞线锚杆每隔0.6m

0.7m 设一个。

在安放锚杆时，应同注浆系统一并装入，非锚固段，钢绞线宜涂黄油并包以塑料薄膜或套管。

3 ）注浆 注浆除有腐蚀性地下水的情况宜用防酸水泥外，一般采用普通水泥制浆，水灰比为

锚块 锚块的施工除应按大体积混凝土施工方法进行外，其施工方法还受到锚固方式的影响。主缆的 锚固可分为各束股在锚块前面锚固的前锚式和各束股在锚块后面锚固的后锚式。

1-钢筋网；2#锚固台座; 钻孔压水法和干作业法两种方式。压水法使现场积水较多，成孔后要求将孔内清除干