悬索桥主缆分布传力锚固系统设计与施工

内容简介

《悬索桥主缆分布传力锚固系统设计与施工》针对分布传力锚固系统，作者从构造设计、计算分析方法、锚固结构制造与安装、锚体混凝土施工等方面进行了较为详细的探讨，并提出了相应的方法，基本形成了设计、施工成套技术。

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据锚固系统采用结构材料的不同，可分为无预加力的预埋型钢式和有预加力的预应力钢束锚固型式。锚碇型钢型式的锚固系统已很少使用，预应力钢束锚固型式已成为主要的型式。从锚固系统着力点位置的不同又可分为前锚式和后锚式。

一般而言，越是靠近岩体深部，岩体的强度越高，相应的承载能力越高，故相同的锚体长度，锚固系统的着力点放置在锚体后锚面附近有利于提高隧道锚的承载力。此外，考虑到后期维护和长期使用的需要，锚固系统采用无粘结预应力钢束还具有可换性的优势。具体选用时还需结合施工条件、施工方法综合考虑。2100433B

传力杆1 概述

接缝传荷能力对水泥混凝土路面使用性能有着重要影响，横缝处设置传力杆能够明显提高板间传荷能力，降低板边和板角处竖向变形，从而延缓错台发展速度，保证水泥路面的长期使用性能。国外一些现场调查结果也表明，接缝设置传力杆后，水泥路面错台和板角的开裂率都能够明显降低 。我国开始将传力杆布设到重载交通水泥路面横向缩缝位置，由于传力杆自动植入设备 (Dowel Bar Inserter)能够明显提高施工效率，DBI方法2006 年在广东省首先应用，DBI 方法是我国水泥路面接缝传力杆主要采用的施工工艺。然而，在施工过程中由于多种因素的影响，传力杆并不能准确达到理想的设计位置，导致传力杆偏差的发生 。

因此，很多研究开始分析偏差的传力杆对路面使用性能的影响。例如，Yu 等人在1998 年通过调查发现传力杆偏差发生后对路面使用性能有着较大Leong 等人在2006 年通过现场调查发现传力杆竖向和水平偏转对接缝处的剥落病害有着重要影响 。随着传力杆在我国接缝水泥路面的广泛应用，我国研究者也开始关注传力杆偏差问题，2009 年蔡海斌通过有限元模型分析了传力杆偏差后对界面应力和传荷能力的影响;2011 年彭鹏，田波等人通过室内拔出和重复弯曲试验分析了不同偏转程度的传力杆工作性能状况 。

上述分析表明，传力杆偏差程度已经成为影响水泥路面板间传荷能力变化的关键因素。因此，为了降低传力杆偏差的不利影响，研究人员开始针对传力杆偏差的允许范围进行研究。例如，2001 年Lev Khazanovich 等人在美国明尼苏达州交通部支持下通过有限元和现场调查分析了传力杆偏差的可接传力杆偏差的5 种类型分别是:( 1) 水平偏转; ( 2) 水平移动; ( 3) 竖向偏转; ( 4)竖向移动; ( 5) 纵向移动。

需要说明的是，传力杆施工过程中发生的偏差是 5 种基本偏差类型的组合。多研究机构开始颁布相应的传力杆偏差控制指南，例如 2007 年，FHWA 美国联邦公路管理局在多个工程实践的基础上提出了传力杆偏差控制标准2013 年，美国水泥路面协会 ACPA 针对 DBI 设备的广泛应用，提出了 DBI 植入传力杆的偏差控制标准 。

虽然传力杆植入工艺 DBI 已经在我国开始广泛应用，然而，关于我国的传力杆偏差状况尚缺少实际数据分析。为此，本文采用德国生产的专门用于传力杆三维定位检测分析的 MITSCAN2 设备对北黑高速公路典型路段 ( 108 条接缝) 进行现场检测，基于美国 ACPA 的传力杆偏差控制指南进行评估分析，并与美国伊利诺伊州的两条路段的实际检测结果 ( 23 条接缝) 进行了对比分析。

传力杆2 对比分析

美国伊利诺伊州两个水泥路面路段的23 条接缝也是采用该设备进行的传力杆检测，这里采用本文的评估标准对北黑高速和美国伊利诺伊州的接缝传力杆偏差进行了汇总。由对比可以得到如下结论:

(1)与国外高质量施工水平相比，DBI 施工工艺在我国尚处于起步阶段，传力杆偏差控制工艺需要提高。

(2)水平移动偏差导致传力杆不可接受水平，在美国和北黑高速比例分别是0% 和1. 8% ，说明DBI 工艺能够较好控制水平移动偏差。

(3) 纵向移动偏差导致传力杆不可接受水平在美国和北黑高速分别是1. 1% 和5. 6% ，不可接受水平和可接受水平之间比例分别是12. 4% 和29. 3% ，传力杆纵向移动和切缝位置密切相关，因此可以通过切缝位置控制降低这部分偏差。

(4) 竖向移动偏差方面美国和中国有着较大的差别，两者不可接受水平分别为0. 8% 和2. 9% ，但两者在不可接受和可接受水平之间比例分别为3. 8%和41. 3% ，在北黑高速竖向移动偏差为正值(25 ～66 mm) 比例达到了 39. 8%，由该设备测量原理可知，偏差为正值主要是由于实际板厚大于设计板厚导致，对于路面使用性能是有益的。

(5)水平偏转偏差导致传力杆不可接受水平在美国和北黑高速分别为2. 2% 和33. 8% ，两者之间存在着较大差别，原因尚不明确。

(6)竖向偏转偏差导致传力杆不可接受水平在美国和北黑高速分别为8. 2% 和15. 8% ，不可接受和可接受水平之间的比例分别为17. 3% 和34. 3% ，说明无论在我国还是在美国，传力杆的竖向偏差都是比较严重的，也是DBI 施工过程中难以控制的，应该加强该方面的研究。

传力杆3 结论

传力杆偏差控制是接缝水泥路面施工过程的重要环节，随着DBI 方法在我国开始应用，传力杆偏差状况尚不清楚。因此，本文采用MITSCAN2 设备对黑龙江省北黑高速公路的典型路段传力杆偏差状况进行了检测分析，发我国传力杆偏差问题较为严重，尤其是竖向移动和竖向偏转两种偏差类型。同时与美国伊利诺伊州两条公路实际检测数据进行了对比，结果显示我国在水泥施工过程中的传力杆偏差控制方面存在较大差距，除了水平移动偏差外，我国的其他类型偏差都较为严重。 2100433B