一种悬索桥重力式锚碇施工方法与流程

1.本发明涉及桥梁施工技术领域，具体而言，涉及一种悬索桥重力式锚碇施工方法。


背景技术：

2.锚碇是悬索桥的核心构件之一，悬索桥主缆索的一端稳定在锚碇上，其上的拉力通过锚碇传入基础，锚碇一般都是大型混凝土块浇筑在地下，也有锚固在山体里。传统的锚碇施工方式：各锚碇分块在锚碇基坑内沿竖向同步均匀上升浇筑，锚碇四周需要设置环形施工平台，开挖土石方量及回填工作量大，对环境影响大，施工进程缓慢。


技术实现要素：

3.本发明旨在提出一种悬索桥重力式锚碇施工方法，以解决现有锚碇施工周期长的技术问题。
4.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样的：
5.一种悬索桥重力式锚碇施工方法，锚碇包括多个锚碇分块，包括以下步骤：
6.s1：开挖锚碇基坑，并将所述锚碇基坑划分成多个小区间；
7.s2：在所述锚碇基坑一侧开挖第一施工作业平台；
8.s3：施工设备站位在靠近所述第一施工作业平台一侧的一个所述小区间上，在远离所述第一施工作业平台一侧的多个所述小区间上施工对应的所述锚碇分块；
9.s4：所述施工设备站位在所述第一施工作业平台上，在靠近所述第一施工作业平台一侧的一个所述小区间上施工最后一个所述锚碇分块。
10.本发明所述的悬索桥重力式锚碇施工方法，锚碇基坑被分成多个小区间，锚碇可被分成多个锚碇分块，各小区间上的锚碇分块采用不同步施工，锚碇基坑内将靠近第一施工作业平台的一个小区间留作最后浇筑，在浇筑远离第一施工作业平台一侧的多个小区间时，施工设备可站位在靠近第一施工作业平台的一个小区间上，该小区间作为临时施工作业平台使用，当除最后一个小区间之外的其他小区间都浇筑完成之后，施工设备移动到第一施工作业平台上，运输混凝土、天泵以完成最后一个锚碇分块的施工，先前浇筑完成的锚碇分块与最后浇筑的锚碇分块一起构成完整的锚碇，实现了局部开挖的情况下的整个锚碇施工，采用本发明所述的悬索桥重力式锚碇施工方法不用在锚碇基坑的四周都设置施工作业平台，减少土方开挖及回填工作量，施工效率更高，施工进程更有保障。
11.可选地，所述s1中，所述开挖锚碇基坑的过程包括：在待开挖锚碇基坑的位置，由背山侧向靠山侧方向依次放坡分台阶开挖。
12.可选地，所述s1中，所述开挖锚碇基坑后，对所述锚碇基坑的基底进行岩基的原位测试试验，并将检测得到的所述基底的承载能力、摩擦系数与第一预设值作比较，当检测到所述基底的承载能力、摩擦系数小于所述第一预设值时，处理所述基底直至达到所述第一预设值。
13.可选地，所述第一预设值是勘察设计院进行桥梁设计时，根据地质勘察报告中的
所述基底的承载能力及土质参数所取的设计值。
14.可选地，所述s1中，所述锚碇基坑划分成四个小区间，四个所述小区间两两相对设置，所述锚碇分块的数量与所述小区间数量一致。
15.可选地，所述s2中，所述在所述锚碇基坑一侧开挖第一施工作业平台的过程包括：对背山侧的各所述小区间的所述基底的承载能力进行比较，在所述承载能力最差的一个所述小区间的一侧开挖所述第一施工作业平台。
16.可选地，所述s3中，所述在远离所述第一施工作业平台一侧的多个所述小区间上施工对应的所述锚碇分块时，各所述锚碇分块均匀同步向上施工。
17.可选地，在所述s4之前，还包括：定期检测所有所述小区间的基底的沉降情况，直至已施工所述锚碇分块的所述基底与未施工所述锚碇分块的所述基底的沉降差达到第二预设值。
18.可选地，所述第二预设值的设计过程包括：根据所述锚碇基坑的所述基底的土质参数进行所述基底的沉降计算，分析在各所述小区间不同步施工的情况下，最后施工完成的一个所述小区间的所述基底的计算沉降量，根据最后一个所述小区间的计算沉降量与其他各所述小区间的已观测的沉降量确定所述第二预设值。
19.可选地，该悬索桥重力式锚碇施工方法还包括s5，将所述锚碇四周进行回填，以形成第二施工作业平台，所述施工设备站位在所述第二施工作业平台上施工后浇带。
附图说明
20.图1为本发明实施例的悬索桥重力式锚碇施工方法的流程图；
21.图2为本发明实施例的悬索桥重力式锚碇施工方法中s2对应的结构示意图；
22.图3为本发明实施例的悬索桥重力式锚碇施工方法中s3对应的结构示意图；
23.图4为图3另一视角的结构示意图；
24.图5为本发明实施例的锚碇的结构示意图；
25.图6为本发明实施例的悬索桥重力式锚碇施工方法中s4对应的结构示意图；
26.图7为本发明实施例的悬索桥重力式锚碇施工方法中s5对应的结构示意图。
27.附图标记说明：
28.1、锚碇基坑；11、小区间；111、第一区间；112、第二区间；113、第三区间；114、第四区间；2、第一施工作业平台；3、第二施工作业平台；4、后浇带；5、锚碇；51、锚碇分块；52、锚块；53、散索套支墩基础；54、散索套支墩；55、前锚室；6、施工设备；7、背山侧；8、靠山侧。
具体实施方式
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
30.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“配合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.另外，还需要说明的是，在本发明的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名
词例如“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本发明的限制。
32.本文中设置有坐标系xyz，其中，x轴的正向代表前方，x轴的反向代表后方，y轴的正向代表左方向，y轴的反向代表右方向，z轴的正向代表上方向，z轴的反向代表下方向。
33.图2-3、6-7中所示箭头表示靠山侧、背山侧方向。
34.如图1所示，本发明实施例的一种悬索桥重力式锚碇施工方法，锚碇5包括多个锚碇分块51，包括以下步骤：
35.如图2所示，s1：开挖锚碇基坑1，并将所述锚碇基坑1划分成多个小区间11。
36.在本步骤中，所述锚碇基坑1可设置在上脚下，用于施工锚碇5，如图5所示，锚碇5作为桥梁主缆索的拉力承接端，锚碇基坑1的尺寸远大于所述锚碇5的尺寸，以涛源金沙江大桥大理岸锚碇施工为例，所述锚碇基坑1的截面尺寸可为134.97m
×
85.95m，深度为12～22m，锚碇5的尺寸为51m
×
51m
×
37.5m，可见重力式锚碇的锚碇尺寸大，锚碇基坑1开挖的土方量大，土方的开挖量严重影响着施工的进度及工程工期。
37.将锚碇基坑1分成多个小区间11，锚碇分块51施工在对应的小区间内，各小区间11的锚碇分块51拼成所述锚碇5，化整为零，施工更加方便、灵活。
38.需要说明的是，如图4所示，沿锚碇5立面方向上，锚碇是由依次连接的锚块52、散索套支墩基础53、散索套支墩54及前锚室55构成的；如图3所示，将所述锚碇5分成多个锚碇分块51，各锚碇分块51之间的大小、重量、形状不相同，各小区间对应的位置上不管是锚块52、散索套支墩基础53还是散索套支墩54，都是约2m一层逐层向上施工，锚块52、散索套支墩基础53和散索套支墩54没有绝对的施工间隙。
39.如图2所示，可选地，所述s1中，所述开挖锚碇基坑1的过程包括：在待开挖锚碇基坑的位置，由背山侧7向靠山侧8方向依次放坡分台阶开挖。
40.在本实施例中，在开挖锚碇基坑1时，可采用机械开挖与爆破开挖相结合的方式进行；分级开挖的放坡坡度为1:0.75，每级台阶的高度可根据地质条件进行设计，一般地，可设置10m，锚碇基坑1的各侧面可采用不同的倾角以适应锚碇四周不同的地形、地质情况；在开挖过程中还要做好坡面防护，避免坡面受损或者土石滑落到锚碇基坑1内，影响锚碇的施工。
41.这里，因锚碇基坑1比较大，通常都是由背山侧7向靠山侧8逐步开挖，从上至下依次开挖，通常是背山侧已经挖到基底了，靠山侧还有很多没有开挖至基底。
42.可选地，所述s1中，所述开挖锚碇基坑1后，对所述锚碇基坑1的基底进行岩基的原位测试试验，并将检测得到的所述基底的承载能力、摩擦系数与第一预设值作比较，当检测到所述基底的承载能力、摩擦系数小于所述第一预设值时，处理所述基底直至达到所述第一预设值。
43.在本实施例中，在开挖锚碇基坑1之后，浇筑锚碇5之前，每周一次检测锚碇基坑1内基底的各项参数指标，确保基底具有良好的承载能力，使得各锚碇分块51在施工完成后，基底具有相对较小的沉降差，为锚碇分块的不同步施工提供基础。
44.一般地，根据锚碇基底岩基原位试验，分析锚碇基底的承载性能和摩擦特性时，要求检测基底的承载能力和基底摩擦系数不小于勘察设计的承载能力和基底摩擦系数(也即
第一预设值)，可确保锚碇分块浇筑后，各分块之间引起的相对沉降小。
45.示例性地，以涛源金沙江大桥锚碇施工为例，大桥两端的锚碇分别为永胜岸锚碇、大理岸锚碇，经过岩基原位测试试验结果，其大理岸锚碇基底的承载能力大于1000kpa，远大于勘察设计值450kpa的要求，场地的地质良好。
46.可选地，所述第一预设值是勘察设计院进行桥梁设计时，根据地质勘察报告中的所述基底的承载能力及土质参数进行所取的设计值。
47.在本实施例中，地质勘察报告是由地质勘察设计院给出的，由于重力式锚碇的体型较大，地质勘察设计时，无法勘察到每个位置的地层参数，往往是间隔10～30m取一个勘察点，这就会造成在施工中，很多锚碇基坑在实际开挖后，地基的承载能力与勘察设计时的取值存在较大偏差，需要重新检测，更正，但是也不可忽视的是，所述勘察设计值可作为参考标准使用，将实际开挖过程中检测的基地承载能力与勘察设计值做对比。
48.可选地，所述s1中，所述锚碇基坑1划分成四个小区间11，四个所述小区间11两两相对设置，所述锚碇分块51的数量与所述小区间11数量一致。
49.在本实施例中，四个所述小区间11可包括第一区间111、第二区间112、第三区间113及第四区间114，所述第一区间111、所述第三区间113位于靠山侧8，所述第二区间112、所述第四区间114位于背山侧7。分别在四个小区间11内浇筑对应的四个锚碇分块51，施工方便。
50.如图2所示，s2：在所述锚碇基坑1一侧开挖第一施工作业平台2。
51.在本步骤中，第一施工作业平台2用于运输混凝土浇筑所需要的天泵、混凝土运输车、钢筋模板等材料，用于浇筑四个小区间11时使用。在将第四区间114作为临时施工作业平台的基础上，只需要在锚碇基坑1的一侧设置第一施工作业平台2，而不需要在四周都设置通道，极大减少土方开挖与回填的工作量，方便施工和土方运输，降低施工成本，对环境影响小，施工的周期短。
52.可选地，所述s2中，所述在所述锚碇基坑1一侧开挖第一施工作业平台2的过程包括：对背山侧的各所述小区间11的所述基底的承载能力进行比较，在所述承载能力最差的一个所述小区间11的一侧开挖所述第一施工作业平台2。
53.在本实施例中，考虑到施工的便利性以及土方开挖回填的工作量，一般在背山侧设置第一施工作业平台2，在第二区间112与第四区间114中选择一个基底承载能力最差的延后施工，暂时作为施工其他三个小区间11的临时施工作业平台，示例性地，在第四区间114的背山侧设置第一施工作业平台2，选择第四区间114作为施工其他三个小区间11的临时施工作业平台，区间划分方式合理，施工方便。
54.如图3-4所示，s3：施工设备站位在靠近所述第一施工作业平台2一侧的一个所述小区间11上，在远离所述第一施工作业平台2一侧的多个所述小区间11上施工对应的所述锚碇分块51。
55.在本步骤中，先施工背山侧的第一区间111、第二区间112及第三区间113，在施工第一区间111、第二区间112及第三区间113上的锚碇分块51时，施工设备及一些建筑材料可置于第四区间114上，合理利用空间，减少第一区间111、第二区间112及第三区间113周围施工作业平台的开挖工作量。
56.这里，钢筋加工及安装、大体积混凝土浇筑及模板的施工可按照常规施工方式。
57.可选地，所述s3中，所述在远离所述第一施工作业平台2一侧的多个所述小区间11上施工对应的所述锚碇分块51时，各所述锚碇分块51均匀同步向上施工。
58.在本实施例中，在浇筑第一区间111、第二区间112及第三区间113上的锚碇分块51时，三个锚碇分块51均匀向上同步施工，尽可能减少锚碇基底不均匀沉降的影响。施工时，各小区间都是以2m每层逐层向上施工的。
59.如图6所示，s4：所述施工设备站位在所述第一施工作业平台2上，在靠近所述第一施工作业平台2一侧的一个所述小区间11上施工最后一个所述锚碇分块51。
60.在本步骤中，在浇筑第四区间114时，施工设备及一些建筑材料可置于第一施工作业平台2上，各锚碇分块51采用不同步施工，最大程度地减少施工作业平台的数量，减少对环境的影响，降低施工成本。
61.可选地，在所述s4之前，还包括：定期检测所有所述小区间11的基底的沉降情况，直至已浇筑所述锚碇分块51的所述基底与未浇筑所述锚碇分块51的所述基底的沉降差达到第二预设值。
62.在本实施例中，在施工锚碇分块51的期间，在各锚碇分块51的外侧布置基底沉降观测点，每两天一次进行基底沉降观测。一般地，当已浇筑锚碇分块51的基底的沉降差超过2cm时，就需要进行第四区间114的锚碇分块51的浇筑。
63.可选地，所述第二预设值的设计过程包括：根据所述锚碇基坑1的所述基底的土质参数进行所述基底的沉降计算，分析在各所述小区间11不同步浇筑的情况下，最后施工完成的一个所述小区间11的所述基底的计算沉降量。本工程中，其所述小区间11的计算沉降量为5mm。而本工程中已浇筑的小区间施工完成后，其观测的沉降差最大为5mm。将最后一个所述小区间11计算沉降量与其他各所述小区间11已观测的沉降量相减所得数值与2cm相加所得值作为所述第二预设值。在本实施例中，若锚碇基坑1的基底承载能力小于第一预设值，也即小于勘察设计值时，是需对基底进行处理，使基底的承载能力和基底的摩擦系数不下于设计所取的值，可确保分块不同步施工时的相对沉降小。如图7所示，可选地，该悬索桥重力式锚碇施工方法还包括s5，将所述锚碇5四周进行回填，以形成第二施工作业平台3，所述施工设备6站位在所述第二施工作业平台3上施工后浇带4。
64.在本实施例中，第一区间111、第二区间112及第三区间113的底部由于已经施工完成，可在周围进行回填，形成第二施工作业平台3，可以满足第一区间111、第二区间112及第三区间113上锚碇分块51的后期施工，以及后浇带4的施工。
65.在各锚碇分块51之间浇筑后浇带4，如图7所示，所述后浇带4可为十字型，十字型的后浇带4将锚碇基坑1分成四个小区间11，十字型的后浇带4先施工沿着桥梁长度方向的，再施工沿着桥梁宽度方向的；后浇带4在锚碇分块51浇筑之后施工，用于锚碇5内部收缩，避免因自身收缩或沉降不均而带来裂缝。
66.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。