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原文传递用于组合隧道锚式大跨径悬索管道桥主缆锚固的方法

专利名称：	用于组合隧道锚式大跨径悬索管道桥主缆锚固的方法
摘要：	本发明涉及一种用于组合隧道锚式大跨径悬索管道桥主缆锚固的方法，属于油气管道跨越设计领域。所述方法包括：根据锚址区围岩条件和物理力学参数，分析隧洞锚塞体受力情况；确定隧洞锚塞体的断面形式和断面尺寸；根据围岩物理力学参数，初步估算隧洞锚塞体的长度；建立隧洞锚塞体结构分析模型，精确确定隧洞锚塞体长度以及锚碇位移；根据围岩物理力学参数，计算预应力锚索的锚固段长度；设计隧洞锚塞体与预应力锚索的连接结构；设计外部主缆与隧洞锚塞体间的连接结构。本发明所述锚固方法在地质条件差、围岩强度低、结构裂隙发育岩体情况下，锚塞体不易因永久拉力产生应力松弛和变形，性能稳定，施工现场无需大型安装设备，可节省建设成本。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国石油天然气集团公司
发明人：	左雷彬;陈晓辉;詹胜文;李国辉;徐大宝;马晓成;铁明亮;杨威;倪娜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910201775.8
公开号：	CN109914242A
代理机构：	北京君泊知识产权代理有限公司
代理人：	王程远;胡玉章
分类号：	E01D19/14(2006.01);E;E01;E01D;E01D19
申请人地址：	100120 北京市西城区六铺炕
主权项：	1.一种用于组合隧道锚式大跨径悬索管道桥主缆锚固的方法，其特征在于，基于一种组合式隧道锚系统，所述组合式隧道锚系统包括外部主缆(15)、隧洞锚塞体和预应力锚索(10)，其中所述隧洞锚塞体位于锚址区围岩内部，所述外部主缆(15)一端锚固在主塔上，另一端锚固在隧洞锚塞体的前锚面上，所述预应力锚索(10)一端锚固在锚址区后部围岩，另一端锚固在隧洞锚塞体的后锚面上，且所述隧洞锚塞体与水平面的倾斜角度跟外部主缆(15)与水平面的夹角相同；所述主缆锚固方法包括以下步骤：步骤1，根据锚址区围岩条件和物理力学参数，分析隧洞锚塞体受力情况；步骤2，确定隧洞锚塞体的断面形式和断面尺寸；步骤3，根据围岩物理力学参数，初步估算隧洞锚塞体的长度；步骤4，建立隧洞锚塞体结构分析模型，精确确定隧洞锚塞体长度以及锚碇位移；步骤5，根据围岩物理力学参数，计算预应力锚索的锚固段长度；步骤6，设计隧洞锚塞体与预应力锚索的连接结构；步骤7，设计外部主缆与隧洞锚塞体间的连接结构，完成隧道锚式大跨径悬索管道桥主缆锚固。 2.根据权利要求1所述的用于组合隧道锚式大跨径悬索管道桥主缆锚固的方法，其特征在于，步骤3中初步估算隧洞锚塞体的长度的公式为：式中，Lm为隧洞锚塞体拟定长度，m； [τ]为岩体容许抗剪强度，kPa； P为最大设计缆力，kN； K为隧洞锚塞体的抗拔安全系数； C为正常数，取值0.10～0.12； UP为隧洞锚塞体后锚面截面的周长，m。 3.根据权利要求1所述的用于组合隧道锚式大跨径悬索管道桥主缆锚固的方法，其特征在于，步骤5中锚址区后部围岩采用预应力锚索进行锚固，预应力锚索的锚固段长度计算基于以下假设： (1)锚固段锚束传递给注浆体及注浆体传递给围岩的应力沿锚固段全长均匀分布； (2)在锚固段锚束及注浆体与围岩界面上产生滑移或剪切破坏；预应力锚索的锚固段长度按下式进行估算： K-隧洞锚塞体的抗拔安全系数； Nt-预应力锚索的轴向拉力设计值，kN； fmg-锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值，kPa； fms-锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值，kPa； D-锚固段的钻孔直径，mm； d-钢绞线直径，mm； ξ-截面的粘结强度降低系数，取0.6～0.85； -锚固长度对粘结强度的影响系数； n-钢绞线根数； La1，La2均为锚固段长度，m；锚固段长度设计值La＝max(La1，La2)。 4.根据权利要求1所述的用于组合隧道锚式大跨径悬索管道桥主缆锚固的方法，其特征在于，步骤6包括：在隧洞锚塞体内部设置若干根与隧洞锚塞体中轴线平行的预应力钢绞线(6)，隧洞锚塞体后锚面设置与所述隧洞锚塞体后锚面垂直的整体锚板(13)，所述整体锚板(13)的两侧对称设有预应力钢绞线(6)所需的通孔，所述整体锚板(13)的中间设有用于安装预应力锚索(10)的开孔，所述预应力钢绞线(6)和预应力锚索(10)通过所述整体锚板(13)连接；所述整体锚板(13)通过固定支架(12)进行固定，固定支架(12)放置于垫坑(11)中。 5.根据权利要求4所述的用于组合隧道锚式大跨径悬索管道桥主缆锚固的方法，其特征在于，步骤7包括：隧洞锚塞体前锚面设置主缆锚固座(2)，所述主缆锚固座(2)包括水平板和4个平行布置的竖直板，所述竖直板垂直于水平板布置，所述水平板垂直于所述隧洞锚塞体前锚面设置，所述竖直板与水平板一体成型，且所述水平板与竖直板之间及竖直板与竖直板之间均设置有加劲板；所述水平板的两侧对称设置有预应力钢绞线(6)所需的通孔，所述预应力钢绞线(6)的另一端锚固在所述水平板上；所述4个竖直板上分别开有供销轴(7)通过的孔，所述外部主缆(15)端部采用双螺杆式调节锚具，所述外部主缆(15)端部的螺杆(16)通过所述销轴(7)固定在所述主缆锚固座(2)上。 6.根据权利要求5所述的用于组合隧道锚式大跨径悬索管道桥主缆锚固的方法，其特征在于，所述步骤7还包括：在所述主缆锚固座(2)的下方设置有定位锚板(3)，用于整体定位所述预应力钢绞线(6)，保证所述预应力钢绞线(6)锚固位置的准确性，所述定位锚板(3)与所述水平板平行设置，所述定位锚板(3)上的通孔与整体锚板(13)上的预应力钢绞线通孔(19)及水平板上的预应力钢绞线通孔一一对应。 7.根据权利要求6所述的用于组合隧道锚式大跨径悬索管道桥主缆锚固的方法，其特征在于，所述步骤7还包括：在隧洞锚塞体内部，所述预应力钢绞线(6)的两端分别设置有钢筋网片(4)进行局部承压。 8.根据权利要求7所述的用于组合隧道锚式大跨径悬索管道桥主缆锚固的方法，其特征在于，在完成定位锚板(3)、钢筋网片(4)和预应力钢绞线(6)的安装后，所述隧洞锚塞体内部采用C30混凝土(12)进行充填；完成固定支架(12)和整体锚板(13)的安装后，垫坑(11)采用C30混凝土(14)填实。 9.根据权利要求4所述的用于组合隧道锚式大跨径悬索管道桥主缆锚固的方法，其特征在于，在通过所述整体锚板(13)连接预应力钢绞线(6)和预应力锚索(10)时，设置一根试验索(9)，经锚固力检测所述试验索(9)达到设计锚固力的1.5倍后，再进行预应力锚索(10)的施工。 10.根据权利要求1所述的用于组合隧道锚式大跨径悬索管道桥主缆锚固的方法，其特征在于，步骤2中，所述隧洞锚塞体由锚塞体直线段(5)和锚塞体渐变段(8)组成；所述隧洞锚塞体采用马蹄形断面，所述马蹄形截面宽度为7.5m，上拱直径为7.8m，锚塞体直线段(5)高度为6m，锚塞体渐变段(8)底部高度为9.1m。
所属类别：	发明专利