悬索桥重力式锚碇原位摩阻系数试验的研究分析.pdf
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1、-93-第7 期悬索桥重力式锚碇原位摩阻系数试验的研究分析孙雪宏(重庆交大建设工程质量检测中心有限公司,重庆 400000)【摘要】随着我国桥梁建设的蓬勃发展,悬索桥作为大跨径桥梁的主要形式,在跨越大江、深谷等特殊地形中应用广泛。重力式锚碇是悬索桥的主要承重结构物,重力式锚碇接受主缆传来的荷载,起到了承受荷载、传递荷载的作用,是保证桥梁稳定及安全的关键部位。重力式锚碇的原位摩阻系数试验,通过分级加载,测试标准试验试块在不同正应力作用下的剪断力、剪切力,再与设计摩阻系数进行对比从而能够反映锚碇基底的抗滑性能。论文以在白帝城长江大桥重力式锚碇的摩阻系数试验为例,对摩阻系数试验方法、试验过程、试验数
2、据分析以及试验注意事项等内容进行介绍。【关键词】悬索桥;重力式锚碇;原位摩阻系数;试验分析【中图分类号】U415.6【文献标志码】A【文章编号】16713702(2023)070093060引言本文介绍了白帝城长江大桥南岸(巫山岸)锚碇地基持力层部位进行原位摩阻力试验的试验方法、试验数据分析,通过实测摩阻系数与设计摩阻系数对比从而反映锚碇基底的抗滑性能,为重力式锚定施工提供检测数据支持。1工程概况白帝城长江大桥是安康至来凤高速公路奉节至建始段跨长江的节点性工程,桥梁起讫桩号为K6+366-K7+533,主桥为 916 m 单跨钢箱梁悬索桥,引作者简介:孙雪宏,男,高级工程师,研究方向为道路检测
3、,桥梁检测及维修加固。Research and Analysis of In-situ Friction Coefficient Test of Gravity Anchorage of Suspension Bridge SUN Xuehong(Chongqing Jiaotong University Construction Engineering Quality Inspection Center Co.,Ltd.,Chongqing 400000,China)Abstract:With the vigorous development of bridge construction i
4、n my country,suspension bridges,as the main form of long-span bridges,are widely used in special terrains such as large rivers and deep valleys.The gravity anchor is the main load-bearing structure of the suspension bridge.The gravity anchor accepts the load from the main cable,plays the role of bea
5、ring and transmitting the load,and is a key part to ensure the stability and safety of the bridge.In-situ friction coefficient test of gravity anchorage,through gradation loading,test the shear force and shear force of standard test block under different normal stress,and then compare with the desig
6、n friction coefficient to reflect the anchorage base anti-skid performance1,2.This article takes the friction coefficient test of the gravity anchorage of the Baidicheng Yangtze River Bridge as an example,and introduces the friction coefficient test method,test process,test data analysis and test pr
7、ecautions.Keywords:suspension bridge;gravity anchorage;in-situ friction coefficient;test analysisase Analysis案例分析C2023年第41卷第7期-94-工程质量第41卷ase Analysis案例分析C桥为奉节岸,265 m 的 T 型钢构,巫山岸,430 m 简支 T 梁。道路等级为高速公路,设计速度 80 km/h,设计安全等级为一级。巫山岸重力锚区位于山脊顶部较平缓区域,北东侧、南西侧均为斜坡,地面分布高程268275 m,地表多为基岩出露,重力锚区基岩岩体较完整,为宝塔组一段泥灰
8、岩,重力锚区位于坡顶,地下水较贫乏,建议采用明开挖扩大基础,基础置于中风化基岩中。锚固部基坑开挖后,在拟建重力锚四周将形成开挖基坑边坡,边坡高度 3254 m,主要为泥灰组成的岩质边坡。锚碇底面尺寸长为 22 m,宽为 43 m,顶面尺寸长 为 73.11 m,宽为 81.48 m,高 33.10 m,基底高程为215.734 m。散索鞍支墩为实体结构,支墩整体为上小下大、前窄后宽的结构构造。前锚室由侧墙、顶板及前墙构成封闭空间。侧墙厚度为 1.2 m,顶板厚度 0.8 m,侧墙开设宽 1.5 m,高 2.0 m 门洞,以供巡检养护使用。锚碇锚块及鞍部基础为大体积抗渗混凝土结构,采用 60 d
9、 龄期抗压强度作为设计强度。锚体为大体积混凝土结构,共分成基础、锚块、后锚块、散索鞍支墩和前锚室五块,每块分层灌注。为防止锚体温度裂缝的发生,除要求采用低水化热水泥和对骨料进行预冷外,每层设置冷却管,进行冷却,并且锚体表面设置20 温度钢筋,间距 20 cm,此外,锚体表面还需设置间距10 cm10 cm 的冷轧带肋网。设计要求锚碇基底摩阻系数不小于 0.45,并应进行原位摩阻系数试验。2试验目的及依据试验目的。在白帝城长江大桥南岸(巫山岸)锚碇地基持力层部位进行原位摩阻力试验,检测摩阻系数。通过实测摩阻系数与设计摩阻系数对比从而反映锚碇基底的抗滑性能 1-3。试验依据如下。1)GB/T 50
10、2662013 工程岩体试验方法标准;2)SL/T 2642020水利水电工程岩石试验规程;3)JTG 33632019公路桥涵地基与基础设计规范;4)GB/T 502182014工程岩体分级标准;5)工程相关设计图纸。3试验仪器及设备根据项目概况和工程现场实际情况,试验所需仪器设备如表 1 所示。4试验方法4.1测点布置及试块制备4.1.1测点布置根据现场实际情况,初步拟定在巫山岸锚碇后部混凝土与前部混凝土后浇带处上游侧分块和下游侧分块位置各制备 1 组(每组 5 个)混凝土试件,测点布置如图 1 所示。在选定地点人工凿制成 510 cm80 cm 的水平面,剪切面表面起伏差宜为试体推力方向
11、边长的 1%2%。4.1.2试块制备在锚碇基坑开挖至基岩面后,选择局域代表性的基岩面进行混凝土试块浇筑,混凝土试件底面尺寸为表 1主要仪器设备名称数量备注千斤顶250 t 和 100 t 各 1 台压力传感器2垫板2滚轴排1竖向反力架1方便移动拆卸或多备几组百分表4图 1测试点布置图(单位:mm)-95-第7 期50 cm50 cm,高为 50 cm。混凝土的标号及配比与实桥锚碇一致,按 C30 等级人工现场配制,接触面应位于试件中部,浇筑前岩石接触面的起伏差宜为边长的1%2%。混凝土应按预定的配合比浇筑,骨料的最大粒径不得大于边长的 1/6。浇筑前,将试点面清洗干净,进行地质描述。试点面上铺
12、一层 2 cm 厚的砂浆,再浇筑混凝土,分层进行振捣。现场 2 组混凝土试体一次性浇筑完成,同时浇筑 12个 15 cm15 cm15 cm 标准试件。混凝土标准试件与混凝土试体在相同条件下养护,待达到相应的强度等级后开始试验。混凝土试块布置如图 2 所示。4.2加载装置现场摩阻试验系统由加载系统及量测系统组成:加载系统中正应力反力由“锚杆钢梁”(或堆载)组成,剪应力反力采用预埋工字钢作为反力后座,正应力和剪应力出力设备分别采用 500 kN 和 1 000 kN 的千斤顶,剪力千斤顶加载方向应与锚碇受拉方向一致;混凝土试件底部两侧对称设置 4 个量测标点,试验进行时每个标点上安装 1 个垂直
13、向和水平向的百分表4,用于监测混凝土试件剪切破坏过程中的位移变化情况。加载装置如图 3 所示。4.3加载工况现场试验方法采用平推法,剪切面面积 50 cm 50 cm,剪切方向与锚碇工程实际受拉的方向一致5。按设计要求巫山岸施加的最大正应力为 0.7 MPa,按照其 1.2 倍确定竖向最大正应力为 0.84 MPa。按等差级数分配,分别施加到每个试件,并计算千斤顶施加各级荷载。试验加载工况如表 2 所示。4.3.1法向荷载施加要求1)在每个试件上分别施加不同的法向载荷,对应的最大法向应力值不宜小于预定的法向应力。各试件的法向载荷,宜根据最大法向载荷等分确定。2)对于每个试体,法向载荷宜分 13
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