箱形—预应力抗滑扩头锚桩组合锚碇应用

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1、箱形-预应力抗滑扩头锚桩组合锚碇应用摘要：锚碇是悬索吊桥的主要结构之一，锚碇对地形和地质条件有选择要求，影响到吊桥的造价和桥型选定。由于地质因素的复杂和不确定性，都以重力式锚碇的摩擦力为明确、安全、可靠。但是在地震强烈地区，地基摩擦力很不可靠。西藏墨脱公路西莫河和达果大桥的地形、地质条件很差，地震影响强烈。采用了箱形-预应力抗滑扩头锚桩组合锚碇，获得了好的效果。一.工程概况西藏墨脱公路是全国最后一条通县公路，结束了高原“孤岛”历史，墨脱正飞跃进入现代化发展。公路穿越嘎隆拉雪山，沿嘎隆藏布、金珠藏布和雅鲁藏布江南下到墨脱县城。公路穿越雪山隧

2、道、峡谷和江河，地形十分艰险，路线布线很困难。公路沿线经过冰川、积雪、雪崩、泥石流、坍塌和山体崩塌，雨季经常发生，是难以根治的自然灾害，工程十分艰巨。按四级公路（部分三级）保通原则修建，全路要求控制在10亿元内。墨脱降水量达到2700毫米，是积雪、泥石流、坍塌和山崩的诱发因素，雨季时间长，施工十分困难。墨脱又是印度与高原板块挤压和雅鲁藏布江断裂地带，地震达到8.6级和烈度大于9度，地质很破碎，十分不稳定。中、小桥梁基本都是采用贝雷钢桁架桥梁跨越，唯西莫河和达果大桥采用悬索吊桥飞越。西莫河和达果大桥需要满足经济、边防建设需要，适应抗震防灾、

3、抗风稳定需要，建成经济、实用、美观和耐久性好的桥梁，体现墨脱现代化发展形象，符合旅游景观需要。二.桥梁简况：1.达果桥达果桥位于金珠拉峡谷口前K110+098处，桥梁孔跨与桥位地形和路线线形相配合的坡桥，峡谷口比较狭窄，岸边基岩已出露。主桥为75米跨径的悬索吊桥，悬索垂跨比F/L=1/9，桥面距河底高度为41米，引桥为（2+3）孔15米跨径的二肋式钢筋混凝土现浇曲线刚架梁桥。2.西莫河大桥西莫河大桥位于西莫河峡谷口和雅鲁藏布江边K134+910处，桥梁孔跨与桥位地形和路线线形相配合的坡桥，峡谷口上宽、下窄，下部岸边有基岩出露。主桥为120

4、m跨径吊桥，悬索垂跨比F/L=1/12，桥面距河底高度为63m，引桥为（4+2）孔15m跨径二肋式钢筋混凝土现浇曲线刚架梁桥。两桥主桥的结构形式相同，只是悬索直径、跨径、垂跨比、塔架高度和锚碇大小各不相同，引桥的平面线形、长度和墩高各异。桥面净宽7m，设计荷载为公路-Ⅱ级标准，达到公路-Ⅰ级标准。桥梁景观造型新颖，近景壮实安全，远景轻盈美观。三.技术状况两座吊桥的技术特点，是将预应力技术移植应用在悬索吊桥上，使吊桥的设计和施工技术发生新的改进、变化。两座桥设计是特别针对墨脱自然地理环境很差和地震灾害特别严重的情况，在技术上有较多改进和发展

5、。其中箱形-预应力抗滑扩头锚桩组合锚碇是复合型锚碇，采用箱形重力式锚碇与预应力抗滑锚桩相组合，适应平行钢绞线主缆索的锚固需要，保证锚碇安全，独具特点。四.箱形-预应力抗滑扩头锚桩组合锚碇1.原因西莫河大桥和达果桥的地形很差，地质为坡积层，下伏基岩很破碎，地震为8.6级，烈度大于9度，山崩时有发生，不适宜作隧道锚碇。采用重力式锚碇的摩擦力稳定性差，在强烈地震横波作用下，摩擦力极不可靠，不能够满足抗震稳定需要。故采用具有多种稳定形式的复合锚碇，即箱形-预应力抗滑扩头锚桩组合锚碇。2.原理箱形重力式锚碇的圬工数量较小，而填土压重较大。预应力抗滑

6、扩头锚桩深度较大，预应力筋是桩的强有力配筋，桩基扩头便于施加预压力，能够获得向下的巨大稳定锚压力，是相当于巨大压重。复合锚碇兼具重力摩擦和抗滑桩二者的优越性，锚碇与周围地基能够共同结合受力，呈现出共同旋转形式变形，使组合锚碇的抗震稳定性大为加强。所以抗滑和稳定性能很好，既能够满足抗地震横波影响的需要，又便于主缆索与桩的竖向预应力转向交接和锚固，使吊桥主缆索锚固形式大为简化，是其特点和优点。3.优点预应力抗滑锚桩的桩底作成扩头形式，挖孔施工简便，扩大桩头便于预应力锚头设置，更有利于加压于地基土层，加强地基稳定。预应力筋下端作死端锚固，宜采用

7、钢绞线压花锚头。预应力筋采用无粘结力较方便，也可以设排气管作压、灌浆处理。预应力抗滑扩头锚桩，实际上可以看作是隧道式锚碇作竖向转折的变化使用形式，而竖向开挖施工比隧道施工更方便、安全。箱形-预应力抗滑锚桩组合锚碇的安全稳定性好，很适合平行钢绞线主缆索锚固，应该是吊桥锚碇的基本实用形式，具有发展和实用意义。4.先进性预应力抗滑扩头锚桩就是抗滑桩，而一般钢筋混凝土抗滑桩，都是采用普通劲性粗钢筋、粗钢筋束或型钢，用钢量都大，是被动纯曲受力形式，钢筋要充分发挥作用，桩已经开裂和变形严重。预应力抗滑桩采用预应力钢绞线，用钢量较小。预应力抗滑锚桩是主

8、动偏心受压，属于压、弯受力形式，可以使抗滑桩的刚度增大，成为主动抗弯受力，更为科学合理。预应力抗滑锚桩的横断面积大，有地基土保持稳定，可以承受巨大的预应力，不必像预应力混凝土那样采用高强度混凝