大跨径悬索桥锚碇基础的选型

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1、大跨径悬索桥锚碇基础的选型摘要：本文结合工程实例，归纳了目前应用较多的几种锚碇基础型式的特性及应用，对锚碇基础选型时所需考虑的因素进行了分析，以期为同类工程提供有益的参考。关键词：悬索桥锚碇基础选型中图分类号：B8011文献标识码：ATheSelectionofLong-spanSuspensionBridge’sAnchorageFoundationYeWen-haiHubeiCommunicationsTechnicalCollege，Wuhan430079，ChinaAbstract:Combiningwiththeenginee

2、ringexample,summarizedthecharacteristicsandapplicationofseveralkindsofanchoragefoundationtypesused,Thefactorsaboutfoundationselectionwereanalyzedtoprovideausefulreferenceforsimilarprojects.Keywords:suspensionbridge；anchorage；foundation；selection7悬索桥是目前跨越能力最大的一种桥型，它的大部分荷载

3、由主缆承受，通过索股与锚碇架分散传到锚碇上，再由锚碇基础传递到地基上。悬索桥锚碇的安全是大桥安全的核心。表1摘录了目前国内外一些特大跨径悬索桥所采用锚碇基础的型式。锚碇是悬索桥重要的承力部件，体积巨大、构造复杂、造价高。因此不同的地形地质条件下采用悬索桥方案应经过比选，尽可能选择安全合理、经济可行的锚碇基础型式。本文结合工程实例对常用的几种锚碇基础型式进行了归纳，总结了锚碇基础选型时应注意的主要问题，以期为同类工程提供有益的参考。表1国内外特大跨径悬索桥锚碇基础型式一览表1锚碇基础概述锚碇通常分为重力式锚碇与隧道式锚碇。重力式锚碇一般由

4、锚块、散索鞍支墩及基础、前锚室、后锚室四部分组成，主缆索锚固在混凝土锚块上，锚块主要承受主缆索股的拉力。隧道式锚碇一般由锚塞体、散索鞍支墩及基础、前锚室、后锚室及明洞五部分组成，利用锚碇体及其周围岩体的共同作用，抵抗主缆拉力，大大减小了锚碇混凝土体积，具有显著的技术和经济效益。7重力式锚碇基础型式多样，分为直接基础型式和人工基础型式。直接基础是指锚体直接作用于持力层上，而人工基础则是指采用人工开挖方式将基础作用到持力岩层或土层上。常用的人工基础有沉井基础、地下连续墙基础、桩基础、扩大基础、以及采用排桩围护和冻土墙围护施工的基础。沉井基础

5、刚度大、稳定性好，但下沉过程中会对相邻土层产生扰动，沉井太高不易顺利下到预定标高。近年来施工的大跨悬索桥基础采用地连墙的居多，针对地下岩土层很不平整的情况地下连续墙方案可充分发挥其深度大、适应性强的优点。表2对几种常见的锚碇人工基础的特性进行了比较和说明。表2重力式锚碇人工基础特性比较表2锚碇基础选型时考虑的问题2.1锚碇基础的地质条件锚碇的作用是将主缆拉力传递到地基中。因此锚碇基础的设计需要充分考虑当地的地质条件，发挥各种基础型式的优点，避开其缺点，结合桥位区的地形、地质条件，将锚碇设置在较适当的地基之上。使施工可靠性高、施工难度小，

6、综合效益高，造价经济。锚碇基础一般选择良好的地基作为持力层。从文献[1]所列数据来看，国内外绝大多数锚碇基础是在基岩上的，且大多采用明挖干施工。这样可以在施工过程中能够看得见基底的情况，取得基底实际力学参数以确保设计取用值的可靠。根据实际情况可以进一步采取措施，诸如地基加固或作构造上的处理，可设计成锯齿状、台阶状、倾斜状等。对于放置在非岩石地基上锚碇基础，一般都要进行特殊的地基处理。如丹麦大贝尔特东桥锚碇受到约6007MN的水平力，该锚处粘土层厚20m，其下为厚层泥灰岩，水深约10m，采用楔形碎石垫层使大缆拉力和锚碇恒载的合力垂直于倾斜

7、的开挖面。然后，将碎石垫层灌浆，使与沉井底板的接触面安全可靠，如图1所示。2.2锚碇基础设计的控制条件（1）地质条件（2）锚碇沉降和水平位移的限制（3）锚碇需承受的主缆力，入射角等物理、几何参数锚碇基础的设计应充分发挥各种基础型式的优点，优先考虑综合效益高的基础型式。以江阴长江大桥为例，北锚碇的地质条件较差，地表以下约20m范围内是淤泥质亚粘土与松散亚砂土、粉砂互层，地下水位在地表下1～2m，呈饱和状态，高压缩性，承载力低。埋深20～40m范围为亚砂与亚粘土互层和粉细砂，由松散向中密到密实发展。再下10m范围主要是硬塑或半坚硬的粉质粘土

8、层并夹有粉细砂层。埋深在50m以下为密实的细砂，含砾中粗砂层并含有少量的结核。到达风化的灰岩面埋深在78～86m之间。而承压水层分别在-20～-407m和-50m以下两层，承压水与长江水是连通的。两层承压水