龍井河特大橋單側(cè)雙向可換式錨固裝置抗滑試驗(yàn)分析

劉立民

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司)

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龍井河特大橋單側(cè)雙向可換式錨固裝置抗滑試驗(yàn)分析

劉立民

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司)

摘要：以龍井河特大橋?yàn)槔?，?duì)龍井河特大橋單側(cè)雙向可換式錨固裝置抗滑試驗(yàn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

關(guān)鍵詞：龍井河；特大橋；單側(cè)雙向；可換式錨固裝置；抗滑；試驗(yàn)

1工程概況

龍井河特大橋位于廈門至成都高速公路貴州境織金至納雍段，且其平面位于半徑為850 m的圓曲線上，是我國(guó)第一座曲線型矮塔斜拉公路橋梁。其主橋?yàn)槿缜€預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋，跨徑布置為：86 m+160 m+86 m，且其建筑方式采用雙排單索面形式。主橋平面位于圓曲線上，圓曲線半徑R為852.75 m，縱面位于1.995%的直線坡上，并采用懸臂澆注施工方法。橋梁全寬28 m，采用變截面單箱三室，中間4.5 m為設(shè)置橋塔和斜拉索的空間。橋面橫向布置為0.5 m(防撞護(hù)欄)+11.25 m(行車道)+4.5 m(中央分隔帶)+11.25 m(行車道)+0.5 m(防撞護(hù)欄)。

2單側(cè)雙向可換式錨固裝置抗滑試驗(yàn)

2.1　抗滑錨固裝置概述

矮塔斜拉橋和斜拉橋最主要的區(qū)別在于塔上的錨固形式。斜拉橋拉索一端錨固在主梁上，另一端錨固在主塔上。而矮塔斜拉橋拉索是通過索塔的索鞍連續(xù)貫通，并在主梁上進(jìn)行錨固和在索鞍兩端設(shè)置抗滑錨固裝置，進(jìn)而有效克服拉索在營(yíng)運(yùn)過程中產(chǎn)生的不平衡力，防止拉索在索鞍段產(chǎn)生微動(dòng)磨損，同時(shí)拉索具有可更換功能。矮塔斜拉橋拉索體系一般選用分絲管索鞍，且在索鞍兩端的抗滑錨固裝置內(nèi)灌注高強(qiáng)環(huán)氧砂漿，進(jìn)而使其對(duì)鋼絞線產(chǎn)生握裹力，最終達(dá)到克服拉索不平衡力的目的。

環(huán)氧握裹式抗滑錨固裝置是我國(guó)目前大橋建設(shè)中運(yùn)用最多的一項(xiàng)錨固裝置，其抗滑性能安全可靠，且環(huán)氧握裹式抗滑錨固裝置需在成橋索力張拉到一定的位置之后才可進(jìn)行高強(qiáng)環(huán)氧砂漿的灌注工作。在大橋建設(shè)工程施工階段，索鞍段的磨阻相對(duì)較小，如果主梁的施工采用懸臂澆注的方式，則施工中拉索不平衡力的控制方面就會(huì)有較高的要求，且一旦不平衡力超過索鞍段的摩阻力，拉索就極易產(chǎn)生滑移現(xiàn)象。其次，因高強(qiáng)環(huán)氧砂漿與鋼絞線及抗滑錨固裝置是粘結(jié)在一起的，這就導(dǎo)致后期換索工作較為困難，且不具備單根換索功能。

現(xiàn)階段，經(jīng)過了大量的相關(guān)技術(shù)方面的研究與分析，矮塔斜拉橋的抗滑形式有了進(jìn)一步的創(chuàng)新，即基于分絲管索鞍的單側(cè)雙向抗滑錨固裝置。該錨固裝置是設(shè)置有固結(jié)在單根鋼絞線上的抗滑鍵及具有鎖緊結(jié)構(gòu)，抗滑鍵的一端支承在索鞍端面，抗滑鍵的另一端與抗滑插片的一端緊密接觸，同時(shí)，抗滑插片的另一端與鎖緊螺母緊密接觸，螺母與錨固筒螺紋連接，從而形成兩端約束抗滑鍵滑動(dòng)的狀態(tài)。該裝置不僅在施工階段就可以提供足夠的抗滑力，而且此抗滑能力是持續(xù)不變的，這在很大程度上提升了拉索的使用安全性?；诿扛摻g線形成獨(dú)立抗滑，且鎖緊結(jié)構(gòu)為可拆分式，這使得環(huán)氧握裹式抗滑形式施工中抗滑的問題及無(wú)法單根換索的技術(shù)難題得到了很好的解決，進(jìn)而為矮塔斜拉橋抗滑技術(shù)和單根換索提供了良好的解決措施。

2.2　試驗(yàn)裝置基本參數(shù)

試驗(yàn)裝置基本參數(shù)的確定必須依據(jù)以下三個(gè)重要原則進(jìn)行：(1)武漢市龍井河特大橋斜拉索采用環(huán)氧鋼絞線，規(guī)格為15~43，試驗(yàn)采用15~43規(guī)格鋼絞線。(2)試驗(yàn)主要是檢測(cè)單側(cè)雙向可換式抗滑裝置的抗滑移性能，在足尺模型的塔上按照實(shí)橋進(jìn)行安裝錨固。(3)本試驗(yàn)必須承受試驗(yàn)所需要最大荷載的設(shè)計(jì)索力的1.25倍以上。根據(jù)以上原則，并對(duì)大橋的各方面因素進(jìn)行必要的綜合考慮，最終確定了試驗(yàn)裝置的具體的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

2.3　試驗(yàn)測(cè)試方案

(1)安裝單側(cè)雙向抗滑裝置。(2)將制作好抗滑鍵的鋼絞線穿索，同時(shí)安裝抗滑插片，然后在索鞍一側(cè)布置抗滑鍵。(3)將鎖緊螺母旋緊。(4)逐根預(yù)緊單根鋼絞線。(5)選取兩根鋼絞線，并將位移計(jì)安裝在抗滑裝置的位置。(6)兩端抗滑裝置安裝數(shù)顯位移計(jì)。(7)試驗(yàn)按照：0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.456(510 t)、0.55級(jí)別的公稱極限拉力逐漸遞增加到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)載荷。(8)用千斤頂整體張拉到0.456(510 t)倍公稱極限拉力。(9)無(wú)抗滑鍵一側(cè)千斤頂開始逐級(jí)加載，每級(jí)20 t，有抗滑鍵一側(cè)千斤頂持荷保持索力不變，共分7級(jí)加載，并對(duì)每一級(jí)位移計(jì)的數(shù)據(jù)做好詳細(xì)的記錄。(10)無(wú)抗滑鍵一側(cè)放張到0.45倍公稱極限拉力持荷，有抗滑鍵一側(cè)千斤頂開始逐級(jí)張拉，每級(jí)20 t，無(wú)抗滑鍵一側(cè)千斤頂持荷保持索力不變，共分7級(jí)加載，并記錄每一級(jí)位移計(jì)的數(shù)據(jù)。(11)有抗滑鍵側(cè)放張到0.45倍公稱極限拉力，兩側(cè)同時(shí)張拉到0.55倍標(biāo)準(zhǔn)索力。(12)無(wú)抗滑鍵一側(cè)千斤頂開始逐級(jí)加載，每級(jí)20 t，有抗滑鍵一側(cè)千斤頂持荷保持索力不變，共分7級(jí)加載，并記錄每一級(jí)位移計(jì)的數(shù)據(jù)。(13)無(wú)抗滑鍵一側(cè)放張到0.55倍公稱極限拉力持荷，有抗滑鍵一側(cè)千斤頂開始逐級(jí)張拉，每級(jí)20 t，無(wú)抗滑鍵一側(cè)千斤頂持荷保持索力不變，共分7級(jí)加載，并記錄每一級(jí)位移計(jì)的數(shù)據(jù)。(14)有抗滑鍵側(cè)放張到0.55倍公稱極限拉力，兩側(cè)同時(shí)持荷。

2.4　試驗(yàn)分析(以0.55倍公稱極限拉力下的抗滑力測(cè)試為例)

兩側(cè)從0.456倍公稱極限拉力循環(huán)交替加載到0.5倍公稱極限拉力，再次循環(huán)交替加載到0.55倍公稱極限拉力，有抗滑鍵側(cè)持荷在0.55倍公稱極限拉力，無(wú)抗滑鍵側(cè)按每級(jí)200 kN的分8級(jí)加載到7 758.46 kN，即單側(cè)抗滑力為1 600 kN，滿足單側(cè)最大抗滑力125%倍的公稱極限拉力規(guī)定。表1為試驗(yàn)得出的具體的有抗滑鍵測(cè)數(shù)據(jù)。

表1　有抗滑鍵測(cè)數(shù)據(jù)

說明：Y1為1號(hào)鋼絞線位移測(cè)點(diǎn)；Y2為2號(hào)鋼絞線位移測(cè)點(diǎn)；Y3為抗滑裝置位移測(cè)點(diǎn)。

無(wú)抗滑鍵側(cè)持荷在0.55倍公稱極限拉力，有抗滑鍵側(cè)按每級(jí)200 kN的分8級(jí)加載到7 758.46 kN，即單側(cè)抗滑力為1 600 kN，滿足單側(cè)最大抗滑力125%倍的公稱極限拉力規(guī)定。表2為試驗(yàn)得出的具體的無(wú)抗滑鍵側(cè)數(shù)據(jù)。

表2　無(wú)抗滑鍵測(cè)數(shù)據(jù)

說明：W1為1號(hào)鋼絞線位移測(cè)點(diǎn)；W2為2號(hào)鋼絞線位移測(cè)點(diǎn)；W3為抗滑裝置位移測(cè)點(diǎn)。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，經(jīng)過對(duì)龍井河特大橋單側(cè)雙向可換式錨固裝置不同狀態(tài)下的抗滑性能進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)得出，單側(cè)雙向可換式錨固裝置擁有較好的抗滑性能，無(wú)論在何種狀態(tài)下。因此，加大對(duì)單側(cè)雙向可換式錨固裝置的使用可以有效推進(jìn)特大橋建設(shè)工程的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉新榮，歐明喜，鄭穎人，等.h型抗滑樁抗滑機(jī)制模型試驗(yàn)研究[J].土木建筑與環(huán)境工程，2013，35(2)：33-37.

收稿日期：2015-06-02

中圖分類號(hào)：U442

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2015)08-0113-02