一种用于缆索吊机的隧道式锚碇结构的制作方法

本实用新型属于土木工程领域，涉及大型缆索吊机的设计与施工，尤其涉及一种用于缆索吊机的隧道式锚碇结构。

背景技术：

缆索吊机是大跨度拱桥施工常用的起重运输机械，锚碇是缆索吊机的重要承力结构物，缆索吊机的各种索力，均需通过锚碇传递给地基。锚碇的类型有重力式、隧道式、岩锚式等，其中，重力式锚碇主要依靠自身重力来平衡索力，结构简单、受力可靠，但混凝土用量大，且对周边环境影响较大；隧道式锚碇通过在岩体中开挖隧洞，在隧洞内浇筑混凝土，与周边岩体共同作用形成锚塞体，以平衡索力，施工工艺较复杂，但混凝土用量低，且对周边环境影响较小；岩锚式则一般需设置一个混凝土锚固墙，通过预应力锚索对锚固墙进行锚固后，再将缆索锚固到锚固墙上，受预应力锚索受力性能的限制，一般适用于索力较小的情况。

在山区建造和使用大型缆索吊机时，需因地制宜，根据地形地貌和工程地质条件，采用合适的锚碇结构。隧道式锚碇由于混凝土用量低，受到广泛应用。现有的隧道式锚碇结构中，缆索的锚固方式主要有两种，一种是缆索通过散索鞍转向后直接锚固在锚塞体内部；一种是在锚塞体外部设置锚具，常用的有双螺杆式调节锚具或定滑轮组锚具，通过双螺杆式调节锚具或定滑轮组锚具将缆索索力传递给锚碇。由于缆索吊机一般是临时结构，在缆索吊机使用结束后，各类缆索均需拆除，故必须设置进行索力转换的锚具，将缆索吊机的缆索锚固在锚塞体的外部。现有的锚具构造较复杂，不便于缆索的安装和拆卸，且1组锚具一般只能锚固1根主索，不便于在大型缆索吊机的锚碇结构中应用。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种构造简单、安全可靠、施工便利、各类缆索可集中锚固且便于后期缆索拆除的用于缆索吊机的隧道式锚碇结构。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种用于缆索吊机的隧道式锚碇结构，包括锚塞体、锚索和用于锚固缆索的锚固梁，所述锚塞体包括位于隧洞外侧的外端头和位于隧洞内侧的内端头，所述锚固梁固定于锚塞体的外端头处，所述锚索部分预埋于锚塞体内，且锚索的一端锚固于锚塞体的内端头中，锚索的另一端穿过锚固梁且外露部分锚固于锚固梁的外侧。

上述的用于缆索吊机的隧道式锚碇结构，优选的，所述隧道式锚碇结构还包括底座板，所述底座板的一侧设有锚筋，所述锚筋锚固于所述锚塞体内，底座板的另一侧设有支托加劲板，所述锚固梁固定于所述支托加劲板上，底座板上设有供所述锚索穿过的锚索孔。

上述的用于缆索吊机的隧道式锚碇结构，优选的，所述支托加劲板包括多个间隔布置的支托加劲板组，各支托加劲板组均包括两个对称设置的板块，所述板块上设有供所述锚固梁置入的凹槽，所述锚索孔设于两个相互对称的板块之间，所述缆索和锚索在所述锚固梁上相互交错布置。

上述的用于缆索吊机的隧道式锚碇结构，优选的，所述锚塞体的所述外端头和内端头的锚固区域均设有多层局部承压钢筋网。

上述的用于缆索吊机的隧道式锚碇结构，优选的，所述锚固梁内填充有混凝土，锚固梁上设有通孔，所述通孔内穿设有内衬管，所述锚索设于所述内衬管中。

上述的用于缆索吊机的隧道式锚碇结构，优选的，所述锚索另一端的外露部分通过锚板锚固于所述锚固梁的外侧并设有保护罩，所述锚板和内衬管之间设有锚垫板。

上述的用于缆索吊机的隧道式锚碇结构，优选的，所述隧道式锚碇结构还包括缆风索，所述缆风索的一端锚固于所述锚塞体的内端头中，缆风索的另一端直接从锚塞体的外端头处穿出且外露部分延伸至缆索吊机主塔架顶部。

上述的用于缆索吊机的隧道式锚碇结构，优选的，所述锚塞体内填充有混凝土，且锚塞体的横断面呈马蹄形，锚塞体包括直线段、渐变段和用于锚固所述锚索的锚固段，所述锚固段设于所述隧道式锚碇结构的内侧，直线段设于隧道式锚碇结构的外侧，渐变段设于锚固段和直线段之间。

上述的用于缆索吊机的隧道式锚碇结构，优选的，所述锚塞体轴线的倾斜角度与所述缆索的倾斜角度相同。

作为一个总的技术构思，本实用新型还提供了一种上述的用于缆索吊机的隧道式锚碇结构的施工方法，包括以下步骤：

s1：开挖隧洞，先对隧洞洞口进行处理，然后开挖隧洞洞身，边开挖边做好支护；

s2：绑扎钢筋，隧洞洞身开挖完成后，绑扎钢筋，使钢筋网紧贴围岩；

s3：安装锚索和缆风索，钢筋绑扎完成后，在隧洞内侧安装锚索和缆风索的固定端锚板，并预埋预应力钢绞线；

s4：浇筑混凝土，在锚塞体的外端面安装模板，并安装底座板，然后向锚塞体内浇筑混凝土；

s5：安装锚具及张拉锚索，锚塞体的混凝土达到设计强度后，安装支托加劲板，然后安装锚固梁，全部安装完成后，进行锚索预应力钢绞线张拉；

s6：安装缆索：锚碇结构施工完成后，在锚固梁上锚固安装缆索吊机的缆索。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的锚碇结构采用锚固梁进行索力转换，具有构造简单、安全可靠、锚固性能好等优点，锚索的一端锚固于隧洞内侧，另一端穿出锚固梁且外露部分锚固于锚固梁的外侧，缆索吊机除缆风索之外的主索、牵引索、起重索等各类缆索均可集中锚固于锚固梁，可锚固的缆索数量多，且便于后期各类缆索的拆除，缆索和锚索在锚固梁上能够实现相互交错布置，使锚索的锚固力和缆索的索力相互平衡，提高了缆索吊机隧道式锚碇结构施工和应用的安全性和便利性，可因地制宜，根据地形地貌条件设置合适的倾斜角度，充分发挥山体受力性能，节约混凝土用量，降低建造成本，尤其适用于大型缆索吊机。

附图说明

图1是实施例的锚碇结构的侧立面示意图。

图2是实施例的锚碇结构的立体结构示意图。

图3是实施例中的底座板、锚筋及支托加劲板的立体结构示意图。

图4是实施例中的锚固梁的立体结构示意图。

图5是实施例中的内衬管、锚垫板及锚板的立体结构示意图。

图例说明：

1、锚塞体；1-1、直线段；1-2、渐变段；1-3、锚固段；1-4、外端头；1-5、内端头；2、底座板；2-1、锚索孔；3、锚固梁；3-1、通孔；4、锚板；5、锚垫板；6、锚索；7、缆风索；8、锚筋；9、支托加劲板；10、缆索；11、内衬管；12、封端板；13、保护罩。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型做更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体实施例。

大型缆索吊机是拱桥施工中常用的空中运输设备，锚碇是缆索吊机的重要承力结构物，缆索吊机的各种索力，均需通过锚碇传递给地基。其中，当桥址处地形地貌和工程地质条件适宜时，应用隧道式锚碇，不仅可以极大地节约混凝土用量，而且外露部分少，对环境影响小。本实施例提供了一种用于大型缆索吊机的隧道式锚碇结构。

如图1和图2所示，本实施例的用于缆索吊机的隧道式锚碇结构，具体包括锚塞体1、底座板2、锚固梁3、锚板4、锚垫板5、锚索6和预埋缆风索7。

本实施例中，锚塞体1包括位于隧洞外侧的外端头1-4和位于隧洞内侧的内端头1-5，锚固梁3固定于锚塞体1的外端头1-4处，具体而言，锚固梁3通过底座板2及支托加劲板9固定于锚塞体1上，锚索6部分预埋于锚塞体1内，且锚索6的一端锚固于锚塞体1的内端头1-5中，锚索6的另一端穿过锚固梁3且外露部分锚固于锚固梁3的外侧，缆索10锚固于锚固梁3上。从图1中可以看出，锚塞体1的外端头1-4处固定有两组相互平行的锚固梁3，锚塞体1的内端头1-5处以及锚塞体1的内部也设有分别与两组锚固梁3对应的两股锚索6。具体的，锚索6为^s15.24预应力钢绞线，单根锚索6采用8-φ^s15.24钢绞线，锚索6采用单端张拉方式，内部采用p型挤压锚，锚索6的一端锚固于锚塞体1的锚固段1-3内，锚索6的埋入段外套有pvc套管，以便于后期的张拉，将锚索6在外露段张拉后，通过锚板4锚固于锚固梁3的外侧。该锚碇结构构造简单、安全可靠，缆索吊机除缆风索7之外的主索、牵引索、起重索等各类缆索10均可集中锚固于锚固梁3，将缆索10从锚固梁3穿过后，再通过卸扣绑扎固定以将缆索10缠绕在锚固梁3上，一次可锚固的缆索10的数量多，缆索10拆除时仅需解除卸扣再用卷扬机慢慢释放即可，便于后期各类缆索10的拆除，提高了施工和应用的便利性，可因地制宜，根据地形地貌条件设置合适的倾斜角度，充分发挥山体受力性能，节约混凝土用量，降低建造成本，尤其适用于大型缆索吊机。

本实施例中，锚塞体1内填充有混凝土，且锚塞体1的横断面呈马蹄形，锚塞体1包括直线段1-1、渐变段1-2和用于锚固锚索6的锚固段1-3，锚固段1-3设于隧道式锚碇结构的内侧，直线段1-1设于隧道式锚碇结构的外侧，渐变段1-2设于锚固段1-3和直线段1-1之间。考虑到承载力和山体的稳定性问题，锚塞体1采用三段式结构，锚塞体1的主要作用是抗拔，其抗拔承载力主要由直线段1-1的周边黏结力和摩阻力、渐变段1-2的法向压力、及自重组成；为了保证山体稳定，渐变段1-2的埋深不能太浅；为了防止锚塞体1自身结构破坏，锚塞体1渐变段1-2的坡率不能太大；最里面的锚固段1-3一方面可提供抗拔承载力，也可以提供锚索的锚固空间，方便工人在洞内操作。具体的，锚塞体1为钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为c30，锚塞体1按其立面轮廓可分为直线段1-1、渐变段1-2和锚固段1-3三个段落，渐变段1-2向四周均匀扩散起到渐变过渡作用，其外形轮廓尺寸随隧洞由内至外逐渐缩小，以实现横断面轮廓由马蹄形的锚固段1-3至矩形的直线段1-1的过渡。具体的，对于额定起重量为150t的缆索吊机，其主索的索力达千吨以上，锚塞体1总长46m，直线段1-1长40.0m，渐变段1-2长5.0m，锚固段1-3长1.0m，与水平面倾斜角度36.8°，直线段1-1截面高2.0m，宽2.0m，锚固段1-3截面高7.0m，宽7.0m。

本实施例中，锚塞体1轴线的倾斜角度与缆索10的倾斜角度相同，以保证锚塞体1的受力方向与缆索10方向一致，可防止锚塞体1受弯而发生弯曲破坏甚至折断，或导致洞壁失稳。

如图3所示，本实施例中，为了将锚固梁3固定于锚塞体1的外端头1-4，设置了底座板2和支托加劲板9等结构，底座板2的一侧设有锚筋8，锚筋8锚固于锚塞体1内，通过锚筋8的锚固作用实现底座板2与锚塞体1的稳固连接，底座板2的另一侧设有支托加劲板9，锚固梁3焊接于支托加劲板9上，支托加劲板9对锚固梁3起到支撑连接作用，同时加大底座板2和锚固梁3之间的间隙，便于缆索10从间隙中穿过，底座板2上设有供锚索6穿过的锚索孔2-1，锚索6从锚索孔2-1穿出。具体的，底座板2采用厚12mm的钢板切割制成，锚筋8采用φ20mm钢筋制作，单根长65cm，支托加劲板9采用厚30mm的钢板切割制成。

本实施例中，支托加劲板9包括多个间隔布置的支托加劲板组，各支托加劲板组均包括两个对称设置的板块，板块上设有供锚固梁3置入的凹槽，锚索孔2-1设于两个相互对称的板块之间，缆索10和锚索6在锚固梁3上相互交错布置。间隔布置的支托加劲板组可对缆索10进行横向限位，不仅便于穿索时的操作，还可以防止缆索10左右滑动，有利于缆索吊机各类缆索10锚固于锚固梁3上，板块上的凹槽结构便于锚固梁3嵌入，使接触面更大，支撑固定更为牢固，而通过优化设置锚索孔2-1的位置，使得外部缆索10和内部锚索6在锚固梁3上能够实现相互交错布置，使锚索6的锚固力和缆索10的索力相互平衡。

本实施例中，锚塞体1的外端头1-4和内端头1-5的锚固区域均设有多层局部承压钢筋网，以防止混凝土局部受压破坏。具体的，本实施例设置4～5层局部承压钢筋网，承压钢筋网采用φ12mm钢筋制作，网格尺寸为10cm×10cm。

如图4所示，本实施例中，锚固梁3内填充有混凝土，锚固梁3上设有通孔3-1，通孔3-1内穿设有内衬管11，锚索6设于内衬管11中。内衬管11将锚索6与锚固梁3内灌注的混凝土隔开，便于锚索6穿过锚固梁3并进行张拉。具体的，锚固梁3为钢管混凝土构件，钢管采用φ630×20mm直缝钢管，内部填充混凝土强度等级为c30，通孔3-1为直径为115mm的圆孔，圆孔内穿入内衬管11，内衬管11与锚固梁3焊接连接，内衬管11的外端不从锚固梁3延伸出，内衬管11内端延伸出5cm，内衬管11采用φ110×5mm无缝钢管，锚固梁3的两端设置封端板12，封端板12采用厚8mm～10mm的钢板切割而成。

如图5所示，本实施例中，锚索6另一端的外露部分通过锚板4锚固于锚固梁3的外侧并设有保护罩13，锚板4和内衬管11之间设有锚垫板5。由于缆索吊机的使用周期较长，为防止外露部分的锚索6锈蚀，在锚索6的外露段设置镀锌钢管保护罩。锚垫板5与锚固梁3焊接连接，锚垫板5能对锚板4的强大集中力进行分散，将锚索6的锚固力传递到锚固梁3上，同时便于和其他锚下构件连接。具体的，锚垫板5采用厚20mm的钢板切割制成。

本实施例中，隧道式锚碇结构还包括缆风索7，缆风索7的一端锚固于锚塞体1的内端头1-5中，缆风索7的另一端直接从锚塞体1的外端头1-4处穿出且外露部分延伸至缆索吊机主塔架顶部。具体的，缆风索7为^s15.24预应力钢绞线，单根缆风索7采用6-φ^s15.24钢绞线，缆风索7采用单端张拉方式，内部采用p型挤压锚，一端锚固于锚塞体1的锚固段1-3内，缆风索7的埋入段外套有pvc套管，以便于后期的张拉。

本实施例的隧道式锚碇结构的施工方法为：先根据缆索吊机的工作性能要求和现场地形地貌、工程地质条件进行具体尺寸的设计，再按照以下步骤进行施工：

s1：开挖隧洞；先对隧洞洞口进行处理，洞身开挖前用挖机在洞口挖出施工平台，洞口顶部开挖截水沟，洞前开挖排水沟，同时做好洞口支护；然后开挖隧洞洞身，边开挖边做好支护，洞身土质部分采用人工开挖，岩层部分采用人工打孔，浅孔爆破，从两端往中间开挖，弃渣采用卷扬机拖拉斗车运输，洞身开挖过程中，密切观察围岩变形情况，复核洞身的角度和断面尺寸，发现偏差，及时纠正，开挖时边开挖边支护，洞身支护采用φ48×3.0mm钢管架，顶部铺设3mm厚钢板；

s2：绑扎钢筋，洞身开挖完成后，清除岩壁上的浮土和松动石块，绑扎钢筋，使钢筋网紧贴围岩，留出6cm保护层厚度；

s3：安装锚索6和预埋缆风索7，钢筋绑扎完成后，在隧洞内侧安装锚索6和缆风索7的内部固定端锚板，并预埋预应力钢绞线，钢绞线外套pvc管，便于后期张拉；

s4：浇筑混凝土，在锚塞体1的外端面安装模板，并安装底座板2，然后向锚塞体1内浇筑c30自密式混凝土；

s5：安装锚具及张拉锚索，锚塞体1的混凝土养护7天，达到设计强度后，依次安装支托加劲板9、钢管混凝土锚固梁3及锚垫板5、内衬管11等部件，全部安装并检查完成后，进行锚索6预应力钢绞线张拉；

s6：安装缆索10：待锚碇结构施工完成并验收合格后，在锚固梁3上锚固安装缆索吊机的缆索10。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

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