龍井河特大橋單側雙向可換式錨固裝置抗滑試驗分析

2015-02-26 04:57:46劉立民

黑龍江交通科技 2015年8期

劉立民

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司)

劉立民

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司)

摘要：以龍井河特大橋為例，對龍井河特大橋單側雙向可換式錨固裝置抗滑試驗進行了詳細的分析。

關鍵詞：龍井河；特大橋；單側雙向；可換式錨固裝置；抗滑；試驗

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，是我國第一座曲線型矮塔斜拉公路橋梁。其主橋為三跨曲線預應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為設置橋塔和斜拉索的空間。橋面橫向布置為0.5 m(防撞護欄)+11.25 m(行車道)+4.5 m(中央分隔帶)+11.25 m(行車道)+0.5 m(防撞護欄)。

2單側雙向可換式錨固裝置抗滑試驗

2.1　抗滑錨固裝置概述

矮塔斜拉橋和斜拉橋最主要的區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貫通，并在主梁上進行錨固和在索鞍兩端設置抗滑錨固裝置，進而有效克服拉索在營運過程中產生的不平衡力，防止拉索在索鞍段產生微動磨損，同時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灌注高強環氧砂漿，進而使其對鋼絞線產生握裹力，最終達到克服拉索不平衡力的目的。

環氧握裹式抗滑錨固裝置是我國目前大橋建設中運用最多的一項錨固裝置，其抗滑性能安全可靠，且環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行高強環氧砂漿的灌注工作。在大橋建設工程施工階段，索鞍段的磨阻相對較小，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，拉索就極易產生滑移現象。其次，因高強環氧砂漿與鋼絞線及抗滑錨固裝置是粘結在一起的，這就導致后期換索工作較為困難，且不具備單根換索功能。

現階段，經過了大量的相關技術方面的研究與分析，矮塔斜拉橋的抗滑形式有了進一步的創新，即基于分絲管索鞍的單側雙向抗滑錨固裝置。該錨固裝置是設置有固結在單根鋼絞線上的抗滑鍵及具有鎖緊結構，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，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的狀態。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不變的，這在很大程度上提升了拉索的使用安全性。基于每根鋼絞線形成獨立抗滑，且鎖緊結構為可拆分式，這使得環氧握裹式抗滑形式施工中抗滑的問題及無法單根換索的技術難題得到了很好的解決，進而為矮塔斜拉橋抗滑技術和單根換索提供了良好的解決措施。

2.2　試驗裝置基本參數

試驗裝置基本參數的確定必須依據以下三個重要原則進行：(1)武漢市龍井河特大橋斜拉索采用環氧鋼絞線，規格為15~43，試驗采用15~43規格鋼絞線。(2)試驗主要是檢測單側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橋進行安裝錨固。(3)本試驗必須承受試驗所需要最大荷載的設計索力的1.25倍以上。根據以上原則，并對大橋的各方面因素進行必要的綜合考慮，最終確定了試驗裝置的具體的結構參數。

2.3　試驗測試方案

(1)安裝單側雙向抗滑裝置。(2)將制作好抗滑鍵的鋼絞線穿索，同時安裝抗滑插片，然后在索鞍一側布置抗滑鍵。(3)將鎖緊螺母旋緊。(4)逐根預緊單根鋼絞線。(5)選取兩根鋼絞線，并將位移計安裝在抗滑裝置的位置。(6)兩端抗滑裝置安裝數顯位移計。(7)試驗按照：0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.456(510 t)、0.55級別的公稱極限拉力逐漸遞增加到相應的標準等級載荷。(8)用千斤頂整體張拉到0.456(510 t)倍公稱極限拉力。(9)無抗滑鍵一側千斤頂開始逐級加載，每級20 t，有抗滑鍵一側千斤頂持荷保持索力不變，共分7級加載，并對每一級位移計的數據做好詳細的記錄。(10)無抗滑鍵一側放張到0.45倍公稱極限拉力持荷，有抗滑鍵一側千斤頂開始逐級張拉，每級20 t，無抗滑鍵一側千斤頂持荷保持索力不變，共分7級加載，并記錄每一級位移計的數據。(11)有抗滑鍵側放張到0.45倍公稱極限拉力，兩側同時張拉到0.55倍標準索力。(12)無抗滑鍵一側千斤頂開始逐級加載，每級20 t，有抗滑鍵一側千斤頂持荷保持索力不變，共分7級加載，并記錄每一級位移計的數據。(13)無抗滑鍵一側放張到0.55倍公稱極限拉力持荷，有抗滑鍵一側千斤頂開始逐級張拉，每級20 t，無抗滑鍵一側千斤頂持荷保持索力不變，共分7級加載，并記錄每一級位移計的數據。(14)有抗滑鍵側放張到0.55倍公稱極限拉力，兩側同時持荷。

2.4　試驗分析(以0.55倍公稱極限拉力下的抗滑力測試為例)

兩側從0.456倍公稱極限拉力循環交替加載到0.5倍公稱極限拉力，再次循環交替加載到0.55倍公稱極限拉力，有抗滑鍵側持荷在0.55倍公稱極限拉力，無抗滑鍵側按每級200 kN的分8級加載到7 758.46 kN，即單側抗滑力為1 600 kN，滿足單側最大抗滑力125%倍的公稱極限拉力規定。表1為試驗得出的具體的有抗滑鍵測數據。