專利名稱：用于控制懸索橋散索鞍位移的錨碇沉井隔倉的充填方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種施工方法，尤其涉及用于控制懸索橋散索鞍位移的錨碇沉井隔倉
的充填方法。
背景技術(shù)：
建造在深厚覆蓋層上的懸索橋，其錨碇基礎(chǔ)常常采用大型沉井。為了提高錨碇的 穩(wěn)定性，沉井隔艙內(nèi)通常充填砂、片石或者素混凝土。錨碇基礎(chǔ)的常規(guī)施工步驟如下第一 步，制作沉井，該沉井包含由隔板隔開的多個隔倉；第二步，抽取沉井各隔倉底部的土體，使 沉井緩慢下沉；第三步，沉井下沉到位后，向沉井各隔倉中充填混凝土，對沉井封底；第四 步，向靠近錨碇尾部的沉井中后部隔倉中充填砂、片石或者素混凝土 ；第五步，澆筑沉井蓋 板和錨碇；第六步，架設(shè)纜索，拼接鋼箱梁，鋪設(shè)橋面。此種充填方法，先向錨碇沉井隔倉中 充填砂、片石或者素混凝土，然后再進行纜索的錨固和橋面的鋪設(shè)。這種充填方法，雖然可 以增加錨碇基礎(chǔ)的重量，提高錨碇的整體抗滑能力，但是對于控制散索鞍位移量基本不起 作用。根據(jù)大型橋梁實際監(jiān)測結(jié)果，散索鞍位移量可達到5cm以上。若散索鞍位移量過大， 則會引起懸索橋主梁撓度變化、塔頂位移增加和塔根彎矩加大，從而影響橋梁結(jié)構(gòu)安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于控制懸索橋散索鞍位移的錨碇沉井 隔倉的充填方法，以減小散索鞍位移量，提高橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是將隔倉充填時間推遲，即提出一
種用于控制懸索橋散索鞍位移的錨碇沉井隔倉的充填方法，包括以下步驟 第一步制作沉井，并在沉井靠錨碇尾部的后部隔倉井壁上預(yù)留孔口，沉井下沉到
位后，通過該孔口安裝工作梯； 第二步澆注封底混凝土，對沉井進行封底； 第三步除后部隔倉以外，對前部隔倉和中部隔倉進行充填； 第四步澆筑沉井蓋板和錨碇； 第五步架設(shè)纜索，拼接鋼箱梁，鋪裝橋面，同時，對后部隔倉進行充填。 在所述第五步中，對后部隔倉充填是與拼接鋼箱梁或者鋪裝橋面同步、分階段進行的。 在所述第五步中，在鋼箱梁拼接之前，在后部隔倉底部安裝水泵，將后部隔倉中的 水抽出。
與現(xiàn)有方法相比，采用本發(fā)明的充填方法具有以下優(yōu)點 1.減小了散索鞍位移量，改善了橋梁上部結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)。改進前的充填方法，是 先向錨碇沉井中充填砂、片石或者素混凝土，然后再進行纜索的錨固和橋面的鋪設(shè)。采用這 種施工方法，散索鞍位移一般較大。本發(fā)明的充填方法，先充填除沉井后部以外的隔倉；然 后在拼接鋼箱梁或者鋪裝橋面的同時，再充填沉井后部隔倉。這樣，沉井后部隔倉的充填物
3重量對沉井底部中心產(chǎn)生的彎矩與拼裝鋼箱梁或者鋪設(shè)橋面引起的纜索拉力所產(chǎn)生的彎 矩相抵消。根據(jù)力學(xué)分析和最優(yōu)化方法，可以合理選擇最佳充填量和充填時間，從而減小散 索鞍位移量。因此，本發(fā)明的充填方法可以控制散索鞍的位移量，避免給橋梁上部結(jié)構(gòu)帶來 大的附加應(yīng)力。 2.節(jié)省了混凝土材料，降低了投資成本。改進前的充填方法通常在錨碇尾部專門 設(shè)置壓重塊，而本發(fā)明的方法沒有設(shè)置壓重塊，卻起到同樣的功效，從而節(jié)省了壓重塊混凝 土的工程量，降低了工程投資成本。 3.提高了工作效率，具有更好的技術(shù)效果。由于向沉井后部隔倉中的充填量較大， 即使扣除水的浮力，充填物的有效重量仍比錨碇尾部的壓重大，因此技術(shù)效果更好。在鋼箱 梁拼接之前將該隔倉中的水抽出，則使有效重量進一步增加，效果更為顯著。


圖1是實施本發(fā)明后，錨碇沉井的縱向剖視圖。
圖2是實施本發(fā)明第五步的縱向剖視圖。
圖3是本發(fā)明中的沉井俯視圖。 圖中，1、沉井，2、錨碇，3、隔倉，301、前部隔倉，302、中部隔倉，303、后部隔倉，4、孔 口 ， 5 、工作梯，6 、封底混凝土 ， 7 、蓋板，8 、管道，9 、隔板，10 、散索鞍，11、混凝土泵車。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行具體的闡述。 如圖1至圖3所示，本發(fā)明的用于控制懸索橋散索鞍位移的錨碇沉井隔倉的充填 方法，包括以下操作步驟 第一步制作沉井1，并在沉井1靠錨碇2尾部的后部隔倉303井壁上預(yù)留孔口 4， 在沉井1下沉到位后，通過孔口 4安裝工作梯5。如圖3所示，沉井1由多塊隔板9分隔出 多個隔倉3。沉井1的后部隔倉303的井壁上開有孔口 4。通過挖除沉井1隔倉3底部的 土體，沉井l下沉。當(dāng)沉井l下沉到預(yù)定位置時，停止取土。在孔口 4旁可以安裝擋泥板， 防止沉井1周邊的土體進入隔倉3。通過該孔口 4，可以在后部隔倉303井壁上安裝工作梯
5。 工作梯5便于人員從外部空間進入隔倉3內(nèi)作業(yè)。 第二步澆注封底混凝土 6，對沉井1進行封底。向各個隔倉3中澆注封底混凝土
6。 混凝土在沉井隔倉3底部凝固，形成基礎(chǔ)底板。 第三步除沉井1后部隔倉303以外，對前部隔倉301和中部隔倉302進行充填。 沉井1前部隔倉301可以保持原來的充水狀態(tài)，中部隔倉302充填密度大的建材。充填物 可以是砂、片石、素混凝土或者它們的混合物。 第四步澆筑沉井1上的錨碇2和蓋板7。在對沉井1后部隔倉303以外的隔倉 充填完成后，澆筑蓋板7。隨后，在蓋板7上澆筑錨碇2，錨碇2與蓋板7連接為整體。錨碇 2上設(shè)有散索鞍IO和錨固件，用于支撐和錨固纜索。 第五步架設(shè)纜索，拼接鋼箱梁，鋪裝橋面，同時，對沉井1后部隔倉303進行充填。
在該步驟中，優(yōu)選傳輸帶或者混凝土泵車11對后部隔倉303進行充填。使用傳輸 帶時，優(yōu)選砂或者片石或者其混合物進行充填。使用混凝土泵車11時，優(yōu)選素混凝土進行充填。如圖2所示，當(dāng)選擇混凝土泵車11進行充填時，需要在前述的第一步中，通過孔口 4 安裝管道8。素混凝土通過混凝土泵車11后，經(jīng)過管道8流入后部隔倉303中。
在第五步中，混凝土泵車11或者傳輸帶對沉井1后部隔倉303進行充填。該充填 操作可以與拼接鋼箱梁同步進行，也可以與鋪裝橋面同步進行。充填時，盡可能保證在相同 施工時段內(nèi)，混凝土泵車11或傳輸帶向沉井1后部隔倉303充填的物體對沉井1底部中心 產(chǎn)生的彎矩盡量與鋼箱梁拼裝和橋面鋪設(shè)引起的纜索拉力所產(chǎn)生的彎矩大小接近，這樣可 以互相抵消，從而使散索鞍io基本不發(fā)生偏移。
散索鞍10的位移計算公式 其中，u是散索鞍10的位移值，Aux是散索鞍10的水平位移值，AUy是散索鞍10 的豎向位移值。當(dāng)11 = 0時，散索鞍10位置保持不變，橋梁的安全性最佳。當(dāng)然，在實踐中 很難保證散索鞍10位置不發(fā)生偏移，所以本發(fā)明的技術(shù)方案在于讓散索鞍10在盡可能小 的范圍內(nèi)發(fā)生偏移。 采用力學(xué)分析結(jié)合最優(yōu)化方法，可以確定優(yōu)化的充填量值A(chǔ)V。 AV是第五步中向 沉井1后部隔倉303中的充填量。在計算過程中，0< AV〈V^，其中V^是后部隔倉303 所能容納的最大充填量。 上面提及的后部隔倉303是指離懸索橋橋面較遠的隔倉。在本技術(shù)方案中，如果 最后一排隔倉能夠容納所需要的充填量，那么后部隔倉303就僅指最后一排隔倉；如果最 后一排隔倉不能容納所需要的充填量，那么將后充填的范圍擴大到最后兩排隔倉，此時后 部隔倉303就指沉井1的最后兩排隔倉。 在第五步中，對沉井l后部隔倉303進行充填，是與鋼箱梁拼接和橋面鋪設(shè)同步、 分階段進行的。首先拼接鋼箱梁或者鋪裝橋面，然后對沉井1后部隔倉303充填一定量的 充填物。充填量是根據(jù)拼接鋼箱梁或者鋪裝橋面完成的工作量，結(jié)合力學(xué)分析而得出的量 值。 為了增加沉井1后部隔倉303中充填物的有效重量，加強位移控制效果，可以在鋼 箱梁拼接之前，在沉井1后部隔倉303底部安裝水泵，將后部隔倉303中的水抽出。
在第五步中，充填是在縱向相互對稱的隔倉中同時進行的。如圖3所示，對于一排 有四個隔倉3的沉井1而言，當(dāng)充填僅在最后一排隔倉中進行時，充填可以在a隔倉和d隔 倉中同步進行，或者在b隔倉和c隔倉中同步進行，或者在四個隔倉中同步進行。當(dāng)充填在 最后兩排隔倉中進行時，充填可以在a隔倉、d隔倉、e隔倉和h隔倉中同步進行，或者在b 隔倉和c隔倉中同步進行，或者在a隔倉、d隔倉、f隔倉和g隔倉中同步進行，或者其他縱 向?qū)ΨQ的隔倉中同步進行。這種充填方法能夠保持錨碇2受力對稱，避免錨碇2產(chǎn)生橫向 扭轉(zhuǎn)。 在橋面鋪設(shè)完成后，可以封堵沉井1后部隔倉303井壁上的孔口 4。
本發(fā)明中，隔倉3中的充填物不限于砂、片石和素混凝土，其他能夠達到相同效果 的工程充填物也可以采用。本發(fā)明中所提及的砂、片石和素混凝土可以根據(jù)不同的設(shè)計情 況互換，例如，在充填砂的隔倉3中，可以充填片石或者素混凝土。
權(quán)利要求
用于控制懸索橋散索鞍位移的錨碇沉井隔倉的充填方法，其特征在于，包括以下步驟第一步制作沉井(1)，并在沉井(1)靠錨碇(2)尾部的后部隔倉(303)井壁上預(yù)留孔口(4)，沉井(1)下沉到位后，通過該孔口(4)安裝工作梯(5)；第二步澆注封底混凝土(6)，對沉井(1)進行封底；第三步除后部隔倉(303)以外，對前部隔倉(301)和中部隔倉(302)進行充填；第四步澆筑沉井蓋板(7)和錨碇(2)；第五步架設(shè)纜索，拼接鋼箱梁，鋪裝橋面，同時，對后部隔倉(303)進行充填。
2. 按照權(quán)利要求1所述的用于控制懸索橋散索鞍位移的錨碇沉井隔倉的充填方法，其特征在于，在所述的第一步中，通過孔口 (4)，安裝管道(8);在所述的第五步中，通過混凝土泵車(11)和管道(8)對后部隔倉(303)進行充填。
3. 按照權(quán)利要求1所述的用于控制懸索橋散索鞍位移的錨碇沉井隔倉的充填方法，其 特征在于，在所述的第五步中，通過傳輸帶對后部隔倉(303)進行充填。
4. 按照權(quán)利要求1至3中任何一項所述的用于控制懸索橋散索鞍位移的錨碇沉井隔倉 的充填方法，其特征在于，在所述第五步中，對后部隔倉(303)充填是與拼接鋼箱梁或者鋪 裝橋面同步、分階段進行的。
5. 按照權(quán)利要求4所述的用于控制懸索橋散索鞍位移的錨碇沉井隔倉的充填方法，其 特征在于，在所述第五步中，在鋼箱梁拼接之前，在后部隔倉(303)底部安裝水泵，將后部 隔倉(303)中的水抽出。
6. 按照權(quán)利要求5所述的用于控制懸索橋散索鞍位移的錨碇沉井隔倉的充填方法，其 特征在于，在所述第三步中，向沉井(1)中部隔倉(302)充填的是砂、或片石、或素混凝土。
7. 按照權(quán)利要求6所述的用于控制懸索橋散索鞍位移的錨碇沉井隔倉的充填方法，其 特征在于，在所述的第五步中，充填是在縱向相互對稱的隔倉中同步進行的。
8. 按照權(quán)利要求7所述的用于控制懸索橋散索鞍位移的錨碇沉井隔倉的充填方法，其 特征在于，在所述的第五步之后，封堵孔口 (4)。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于控制懸索橋散索鞍位移的錨碇沉井隔倉的充填方法，首先，制作沉井，并在沉井靠錨碇尾部的后部隔倉井壁上預(yù)留孔口，沉井下沉到位后，通過孔口安裝工作梯，并安裝管道或者傳輸帶；其次，澆注封底混凝土，對沉井進行封底；接著，除沉井后部隔倉以外，對其余所有隔倉進行充填；然后，澆筑沉井蓋板和錨碇；最后，架設(shè)纜索，拼接鋼箱梁，鋪裝橋面，同時，通過管道或者傳輸帶，對沉井后部隔倉進行充填。采用該充填方法，沉井后排的充填物重量對沉井底部中心產(chǎn)生的彎矩與鋼箱梁拼裝和橋面鋪設(shè)引起的纜索拉力所產(chǎn)生的彎矩相抵消，從而將散索鞍位移控制在最小幅度內(nèi)，避免給橋梁上部結(jié)構(gòu)帶來大的附加應(yīng)力。
文檔編號E01D19/16GK101761088SQ20101001831
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月13日
發(fā)明者吉林, 周志芳, 王建, 王錦國, 鐘建馳 申請人:河海大學(xué)