龙井河特大桥单侧双向可换式锚固装置抗滑试验分析

刘立民

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司)



龙井河特大桥单侧双向可换式锚固装置抗滑试验分析

刘立民

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司)

摘要：以龙井河特大桥为例，对龙井河特大桥单侧双向可换式锚固装置抗滑试验进行了详细的分析。

关键词：龙井河；特大桥；单侧双向；可换式锚固装置；抗滑；试验

1工程概况

龙井河特大桥位于厦门至成都高速公路贵州境织金至纳雍段，且其平面位于半径为850 m的圆曲线上，是我国第一座曲线型矮塔斜拉公路桥梁。其主桥为三跨曲线预应力混凝土矮塔斜拉桥，跨径布置为：86 m+160 m+86 m，且其建筑方式采用双排单索面形式。主桥平面位于圆曲线上，圆曲线半径R为852.75 m，纵面位于1.995%的直线坡上，并采用悬臂浇注施工方法。桥梁全宽28 m，采用变截面单箱三室，中间4.5 m为设置桥塔和斜拉索的空间。桥面横向布置为0.5 m(防撞护栏)+11.25 m(行车道)+4.5 m(中央分隔带)+11.25 m(行车道)+0.5 m(防撞护栏)。

2单侧双向可换式锚固装置抗滑试验

2.1　抗滑锚固装置概述

矮塔斜拉桥和斜拉桥最主要的区别在于塔上的锚固形式。斜拉桥拉索一端锚固在主梁上，另一端锚固在主塔上。而矮塔斜拉桥拉索是通过索塔的索鞍连续贯通，并在主梁上进行锚固和在索鞍两端设置抗滑锚固装置，进而有效克服拉索在营运过程中产生的不平衡力，防止拉索在索鞍段产生微动磨损，同时拉索具有可更换功能。矮塔斜拉桥拉索体系一般选用分丝管索鞍，且在索鞍两端的抗滑锚固装置内灌注高强环氧砂浆，进而使其对钢绞线产生握裹力，最终达到克服拉索不平衡力的目的。

环氧握裹式抗滑锚固装置是我国目前大桥建设中运用最多的一项锚固装置，其抗滑性能安全可靠，且环氧握裹式抗滑锚固装置需在成桥索力张拉到一定的位置之后才可进行高强环氧砂浆的灌注工作。在大桥建设工程施工阶段，索鞍段的磨阻相对较小，如果主梁的施工采用悬臂浇注的方式，则施工中拉索不平衡力的控制方面就会有较高的要求，且一旦不平衡力超过索鞍段的摩阻力，拉索就极易产生滑移现象。其次，因高强环氧砂浆与钢绞线及抗滑锚固装置是粘结在一起的，这就导致后期换索工作较为困难，且不具备单根换索功能。

现阶段，经过了大量的相关技术方面的研究与分析，矮塔斜拉桥的抗滑形式有了进一步的创新，即基于分丝管索鞍的单侧双向抗滑锚固装置。该锚固装置是设置有固结在单根钢绞线上的抗滑键及具有锁紧结构，抗滑键的一端支承在索鞍端面，抗滑键的另一端与抗滑插片的一端紧密接触，同时，抗滑插片的另一端与锁紧螺母紧密接触，螺母与锚固筒螺纹连接，从而形成两端约束抗滑键滑动的状态。该装置不仅在施工阶段就可以提供足够的抗滑力，而且此抗滑能力是持续不变的，这在很大程度上提升了拉索的使用安全性。基于每根钢绞线形成独立抗滑，且锁紧结构为可拆分式，这使得环氧握裹式抗滑形式施工中抗滑的问题及无法单根换索的技术难题得到了很好的解决，进而为矮塔斜拉桥抗滑技术和单根换索提供了良好的解决措施。

2.2　试验装置基本参数

试验装置基本参数的确定必须依据以下三个重要原则进行：(1)武汉市龙井河特大桥斜拉索采用环氧钢绞线，规格为15~43，试验采用15~43规格钢绞线。(2)试验主要是检测单侧双向可换式抗滑装置的抗滑移性能，在足尺模型的塔上按照实桥进行安装锚固。(3)本试验必须承受试验所需要最大荷载的设计索力的1.25倍以上。根据以上原则，并对大桥的各方面因素进行必要的综合考虑，最终确定了试验装置的具体的结构参数。

2.3　试验测试方案

(1)安装单侧双向抗滑装置。(2)将制作好抗滑键的钢绞线穿索，同时安装抗滑插片，然后在索鞍一侧布置抗滑键。(3)将锁紧螺母旋紧。(4)逐根预紧单根钢绞线。(5)选取两根钢绞线，并将位移计安装在抗滑装置的位置。(6)两端抗滑装置安装数显位移计。(7)试验按照：0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.456(510 t)、0.55级别的公称极限拉力逐渐递增加到相应的标准等级载荷。(8)用千斤顶整体张拉到0.456(510 t)倍公称极限拉力。(9)无抗滑键一侧千斤顶开始逐级加载，每级20 t，有抗滑键一侧千斤顶持荷保持索力不变，共分7级加载，并对每一级位移计的数据做好详细的记录。(10)无抗滑键一侧放张到0.45倍公称极限拉力持荷，有抗滑键一侧千斤顶开始逐级张拉，每级20 t，无抗滑键一侧千斤顶持荷保持索力不变，共分7级加载，并记录每一级位移计的数据。(11)有抗滑键侧放张到0.45倍公称极限拉力，两侧同时张拉到0.55倍标准索力。(12)无抗滑键一侧千斤顶开始逐级加载，每级20 t，有抗滑键一侧千斤顶持荷保持索力不变，共分7级加载，并记录每一级位移计的数据。(13)无抗滑键一侧放张到0.55倍公称极限拉力持荷，有抗滑键一侧千斤顶开始逐级张拉，每级20 t，无抗滑键一侧千斤顶持荷保持索力不变，共分7级加载，并记录每一级位移计的数据。(14)有抗滑键侧放张到0.55倍公称极限拉力，两侧同时持荷。

2.4　试验分析(以0.55倍公称极限拉力下的抗滑力测试为例)

两侧从0.456倍公称极限拉力循环交替加载到0.5倍公称极限拉力，再次循环交替加载到0.55倍公称极限拉力，有抗滑键侧持荷在0.55倍公称极限拉力，无抗滑键侧按每级200 kN的分8级加载到7 758.46 kN，即单侧抗滑力为1 600 kN，满足单侧最大抗滑力125%倍的公称极限拉力规定。表1为试验得出的具体的有抗滑键测数据。

表1　有抗滑键测数据

说明：Y1为1号钢绞线位移测点；Y2为2号钢绞线位移测点；Y3为抗滑装置位移测点。

无抗滑键侧持荷在0.55倍公称极限拉力，有抗滑键侧按每级200 kN的分8级加载到7 758.46 kN，即单侧抗滑力为1 600 kN，满足单侧最大抗滑力125%倍的公称极限拉力规定。表2为试验得出的具体的无抗滑键侧数据。

表2　无抗滑键测数据

说明：W1为1号钢绞线位移测点；W2为2号钢绞线位移测点；W3为抗滑装置位移测点。

3结语

综上所述，经过对龙井河特大桥单侧双向可换式锚固装置不同状态下的抗滑性能进行了一系列的试验得出，单侧双向可换式锚固装置拥有较好的抗滑性能，无论在何种状态下。因此，加大对单侧双向可换式锚固装置的使用可以有效推进特大桥建设工程的快速发展。

参考文献：

[1]刘新荣，欧明喜，郑颖人，等.h型抗滑桩抗滑机制模型试验研究[J].土木建筑与环境工程，2013，35(2)：33-37.

收稿日期：2015-06-02

中图分类号：U442

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2015)08-0113-02