[發明專利]一種錨碇設計及施工方法

有效

• 申請號: 202110253148.6
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN113123233B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 李曉峰;郭萬中;陳鳴;游川;肖灑;枚龍;沈俊成;黃劍鋒
• 申請（專利權）人: 中交二航局第二工程有限公司;中交第二航務工程局有限公司
• 主分類號: E01D19/14
• 分類號: E01D19/14;E01D21/00;E01D11/02;E02D27/12;E02D27/14
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 李琴

1.一種錨碇設計及施工方法，其特征在于，利用橋梁原有永久結構樁基進行設計，通過在橋梁兩側錨碇位置增設樁基，然后在新增結構樁基與永久結構樁基頂部澆筑混凝土承臺，樁基嵌入承臺之中，并通過系梁將前后兩個承臺相連，新增結構樁基、永久結構樁基以及承臺和系梁共同構成了錨碇結構，主纜使用臨時拉鎖通過預埋導管穿過錨碇的承臺中并錨固于后錨面，錨碇用來抵抗主纜的拉力；

具體施工步驟包括：

步驟一：平整場地，施沉鋼護筒，架設鉆機，采用沖擊鉆、旋挖鉆、回旋鉆至少一種施工工藝，施工橋梁兩側新增結構錨碇樁基；新增結構樁基與永久結構樁基直徑及樁長一致；

步驟二：施沉鋼板樁圍堰，綁扎鋼筋，安裝模板，在錨碇對應的承臺位置安裝預埋導管，澆筑系梁和承臺混凝土，完成錨碇施工；

錨碇總體受力計算如下：

一、土體側向約束計算；

1)根據錨碇處地質情況，進行土體的水平抗力系數的比例系數m值的選取，第一種，對于一般土體，按《港口工程樁基規范》進行計算，并參考規范推薦值，m值按下式進行計算：

其中，v_b為鋼樁頂水平位移量，大于10mm時，取10mm；C、為土體的粘聚力(kPa)、內摩擦角(°)，按照規范及地勘報告確定，對多層土，按不同土層分別取值；

第二種，對于巖石類土體，根據《建筑基坑支護技術規程》進行計算選?。?/p>

2)根據巖石強度，采用直線內插法計算巖石地基抗力系數，巖石地基抗力系數選取，為5000000kN/m⁴；

3)水平反力折減系數選取，根據規范中對于群樁基礎水平地基反力折減系數的說明表進行選取，依據本申請錨碇的情況，承臺樁受力方向間距為3.75m3×1.8m＝5.4m，則其折減系數k₀＝0.25；對于系梁中間兩根鉆孔樁由于其樁間距為11m＞6×1.8m＝10.8m，k₀＝1.0；

4)樁基寬度計算，樁基直徑為1.8m，計算寬度按如下公式：

d≧1.0m，b₀＝k_f(d+1)；d1.0m，b₀＝k_f(1.5d+0.5)；

式中，d為樁徑或垂直于水平外力作用方向樁的寬度(m)；

b₀為樁的換算寬度(m)；

k_f為樁形狀換算系數，圓樁或管樁取0.9，方樁或矩形樁取1.0；

b₀＝k_f(b+1)＝0.9×(1.8+1)＝2.52m；

5)樁基水平抗力系數，對樁長范圍內樁基礎施加樁側巖層彈性約束，樁側彈性系數按下式計算：K＝mzb₁Δ_h；

式中，m為土體的水平抗力系數隨深度增長的比例系數；

z為計算點距地面深度；

b₁為同b₀樁的計算寬度；

Δ_h為計算步距，取1m；

二、計算模型，根據上述得到的具體參數，采用通用有限元midas civil 2017建立計算模型；承臺混凝土采用實體單元進行模擬，鉆孔樁采用桿系單元進模擬；根據上述得到的各參數，在樁底設置豎向約束，樁周按照每米深度設置一處彈性約束；荷載采用實體單元面荷載；模型共計25199個節點，20350個實體單元，420個桿系單元；

三、計算結果，施加假定的臨時拉索拉力2500t，得到各鉆孔樁反力、彎矩、剪力、豎向位移和樁頂水平位移；

計算前對荷載及邊界進行假定，采用有限元程序Midas Civil建立實體模型，樁長假定為20m，臨時拉鎖拉力2500t；荷載及模型簡化如下：1)不考慮承臺鋼筋作用，不考慮承臺基底承載和摩阻力及樁周摩阻力，僅考慮周圍土對樁水平約束；2)考慮臨時拉索引起的豎向和水平荷載；3)考慮承臺及樁基自重荷載。

2.如權利要求1所述的錨碇設計及施工方法，其特征在于，全橋共設計4個錨碇，東岸和西岸在左右幅各設置一個，錨碇設置在橋梁投影范圍內。