斜拉桥拉索塔端锚固装置和施工方法与流程

1.本技术涉及斜拉索塔端锚固技术领域，具体而言，涉及一种斜拉桥拉索塔端锚固装置和施工方法。


背景技术：

2.目前斜拉桥拉索塔端锚固方式主要有五种型式：钢锚箱锚固、钢锚梁锚固、环向预应力锚固、交叉锚固以及索鞍式锚固。
3.然而，目前斜拉桥拉索塔端锚固方式存在锚固结构与混凝土塔壁结合位置受力复杂，混凝土塔壁易开裂，影响结构的耐久性，以及在施工中，上述锚固方式具有钢用钢量大，成本高，安装吊重大，对施工吊装能力有一定要求的问题。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种斜拉桥拉索塔端锚固装置和施工方法，其能够解决现有技术中锚固结构与混凝土塔壁结合位置受力复杂，混凝土塔壁易开裂，影响结构的耐久性，以及施工难度大的问题。
5.第一方面，本发明提供一种斜拉桥拉索塔端锚固装置，包括：
6.索塔中隔板，被配置为与索塔中塔柱连接且沿竖直方向延伸；以及
7.锚固组件，锚固组件设置于索塔中隔板且用于连接索塔的拉索，锚固组件包括加劲板和锚拉板；
8.加劲板锚固于索塔中隔板的中心且沿横桥向延伸；锚拉板锚固于索塔中隔板并与加劲板连接，锚拉板在纵桥向具有相对的锚拉端，锚拉端与索塔在纵桥向两侧的拉索一一对应，锚拉端穿过索塔中隔板的侧面用于锚固对应的拉索。
9.上述实现的过程中，索塔中隔板为混凝土浇筑结构，索塔中隔板与索塔中塔柱连接。加劲板和锚拉板均为钢构件，加劲板锚固于索塔中隔板的中心，锚拉板锚固于索塔中隔板中并与加劲板连接，锚拉板的两个锚拉端穿出于索塔中隔板的侧壁与拉索锚固。锚拉板为一完整的板件，以保证拉索受力的传递。索塔两侧的拉索分别锚固于锚拉板的锚拉端，拉索的平衡水平力由锚拉板来承担，不平衡水平力(包括纵向和横向的不平衡水平力)由锚拉板、加劲板传递到索塔中隔板上，由锚拉板、加劲板和索塔中隔板共同承担。需要说明的是，斜拉桥拉索塔端锚固装置的整体构造简单、可靠，平衡水平力充分利用了钢构件(锚拉板)的受拉能力，不平衡水平力充分利用了钢
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砼组合构件的承载能力，且相关构件纵向和横向传力简单明确，因此具有受力合理，材料用量省，经济性好，施工方便的优点。
10.在可选的实施方式中，加劲板的数量为两个，两个加劲板位于锚拉板沿横桥向上的两侧，且分别与锚拉板全熔透焊接。
11.上述实现的过程中，锚拉板和两个加劲板均锚固于索塔中隔板，通过全熔透焊接将加劲板与锚拉板连接，能够有效地使得不平衡水平力由锚拉板、加劲板传递到索塔中隔板，提高了索塔的抗不平衡的能力。
12.在可选的实施方式中，加劲板设置有若干第一剪力钉，若干第一剪力钉锚固于索塔中隔板；
13.锚拉板设置有若干第二剪力钉，若干第二剪力钉锚固于索塔中隔板。
14.上述实现的过程中，第一剪力钉和第二剪力钉能够提高加劲板和锚拉板与索塔中隔板的锚固强度，加强向索塔中隔板传递不平衡水平力的能力。
15.在可选的实施方式中，锚固组件还包括面板；
16.面板锚固于索塔中隔板在纵桥向上的侧面且面板与锚拉板连接，面板形成有穿孔，穿孔供锚拉板的锚拉端穿过。
17.上述实现的过程中，面板对索塔中隔板进行保护，且在浇筑索塔中隔板时，面板还可以作为索塔中隔板施工的侧模板，从而降低了施工难度和施工成本。
18.在可选的实施方式中，面板设置有若干第三剪力钉，若干第三剪力钉锚固于索塔中隔板。
19.上述实现的过程中，面板通过若干第三剪力钉能够牢固地固定在索塔中隔板的侧面，由于面板与锚拉板连接，故锚拉板所受的不平衡水平力能够通过面板有效地传递给索塔中隔板。
20.在可选的实施方式中，锚拉端配置有叉耳、调节套筒以及锚头；
21.锚拉端形成有销孔，叉耳通过销轴与销孔的配合连接于锚拉端，叉耳通过调节套筒与锚头连接，锚头用于固定拉索。
22.上述实现的过程中，锚拉端通过叉耳、调节套筒以及锚头能够方便地与拉索连接，同时通过调节套筒可以调整斜拉索的无应力索长，在拉索张拉时，一边张拉，一边调整调节套筒，保证斜拉索的受力。
23.在可选的实施方式中，斜拉桥拉索塔端锚固装置还包括索塔外壁板；
24.索塔外壁板被配置为与索塔中塔柱连接，且索塔外壁板的内部形成有保护腔，索塔中隔板和锚固组件处于保护腔内；
25.索塔外壁板配置有预埋套管，预埋套管供拉索穿过。
26.上述实现的过程中，索塔外壁板可采用混凝土结构或钢结构建造而成等。索塔外壁板承担索塔的整体受力，不承担斜拉索的水平力。同时，索塔中隔板处于索塔外壁板的保护腔内，故为索塔中隔板和锚固组件提供保护，提升结构耐久性。
27.在可选的实施方式中，锚固组件的数量为多个，多个锚固组件沿竖直方向设置于索塔中隔板上。
28.第二方面，本发明提供一种斜拉桥拉索塔端锚固装置的施工方法，施工方法用于施工前述实施方式的斜拉桥拉索塔端锚固装置，方法包括以下步骤：
29.提供锚固组件，组装加劲板和锚拉板；
30.施工索塔中隔板，绑扎钢筋，浇筑索塔中隔板且同时将加劲板和锚拉板锚固。
31.在可选的实施方式中，锚拉端配置有叉耳、调节套筒以及锚头；锚拉端形成有销孔，叉耳通过销轴与销孔的配合连接于锚拉端，叉耳通过调节套筒与锚头连接，锚头用于固定拉索；
32.方法还包括以下步骤：
33.牵引拉索，通过叉耳、调节套筒以及锚头将拉伸连接于锚拉端；
34.张拉拉索，通过张拉装置张拉拉索，且同时调节调节套筒。
附图说明
35.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
36.图1为本实施例中斜拉桥拉索塔端锚固装置的示意图；
37.图2为本实施例中斜拉桥拉索塔端锚固装置的截面图；
38.图3为本实施例中锚固组件的示意图；
39.图4为本实施例中锚拉板的示意图；
40.图5为本实施例中锚拉板和两个加劲板的示意图；
41.图6为本实施例中面板的示意图；
42.图7为本实施例中第一种张拉装置的工作示意图；
43.图8为本实施例中第二种张拉装置的工作示意图。
44.图标：10
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索塔中隔板；11
‑
索塔外壁板；110
‑
预埋套管；12
‑
索塔过渡段；
45.20
‑
锚固组件；21
‑
加劲板；210
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第一剪力钉；22
‑
锚拉板；220
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锚拉端；23
‑
面板；230
‑
第三剪力钉；231
‑
面板拼接板；
46.30
‑
叉耳；31
‑
调节套筒；32
‑
锚头；33
‑
拉索；
47.40
‑
张拉螺杆；41
‑
销轴端分配梁；42
‑
锚头端分配梁；43
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千斤顶；44
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螺母；45
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张拉端分配梁；46
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反力支撑套筒。
具体实施方式
48.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
49.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
50.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
51.在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
52.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语
“
设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
53.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
54.下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行描述。
55.本实施例提供一种斜拉桥拉索塔端锚固装置，能够解决现有技术中锚固结构与混凝土塔壁结合位置受力复杂，混凝土塔壁易开裂，影响结构的耐久性，以及施工难度大的问题。
56.请参见图1
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图3，图1为本实施例中斜拉桥拉索塔端锚固装置的示意图，图2为本实施例中斜拉桥拉索塔端锚固装置的截面图，图3为本实施例中锚固组件20的示意图。
57.索塔中隔板10被配置为与索塔中塔柱连接且沿竖直方向延伸。
58.锚固组件20设置于索塔中隔板10且用于连接索塔的拉索，锚固组件20包括加劲板21和锚拉板22。
59.可以理解的是，锚固组件20的数量为多个，多个锚固组件20沿竖直方向设置于索塔中隔板10上。需要说明的是，图1仅示例性地展示出四个锚固组件20沿竖直方向依次连接，其并不代表本实施例所提供的斜拉桥拉索塔端锚固装置中的锚固组件20的数量为四，其锚固组件20的数量可超过四个，例如五个、六个或者七个等；同时，需要说明的是，在其他实施方式中，不对斜拉桥拉索塔端锚固装置中的锚固组件20的数量进行限制，其可以为一个、二个或三个等。
60.需要说明的是，下文描述的“横桥向”和“纵桥向”在图2中以箭头的方式进行指示。
61.加劲板21锚固索塔中隔板10的中心且沿横桥向延伸。锚拉板22锚固于索塔中隔板10并与加劲板21连接，锚拉板22在纵桥向具有相对的锚拉端220，锚拉端220与索塔在纵桥向两侧的拉索33一一对应，锚拉端220穿过索塔中隔板10的侧面用于锚固对应的拉索33。
62.请参见图4，图4为本实施例中锚拉板22的示意图。锚拉板22为一个完整的板件，以保证拉索33受力的传递。两侧的拉索33分别连接于锚拉板22的两侧的锚拉端220，拉索33的平衡水平力由锚拉板22来承担，不平衡水平力由锚拉板22、加劲板21传递到索塔中隔板10上。可以理解是，在实际运用中，当边中跨拉索共面时，锚拉板22为一平面钢板；当边中跨拉索不共面时，锚拉板22通过大半径曲线弯曲以适应边中跨拉索的平面。
63.上述实现的过程中，索塔中隔板10为混凝土浇筑结构，索塔中隔板10与索塔中塔柱连接。加劲板21和锚拉板22均为钢构件，加劲板21锚固于索塔中隔板10的中心，锚拉板22锚固于索塔中隔板10中并与加劲板21连接，锚拉板22的两个锚拉端220穿出于索塔中隔板10的侧壁与拉索33锚固。锚拉板22为一完整的板件，以保证拉索33受力的传递。索塔两侧的拉索33分别锚固于锚拉板22的锚拉端220，拉索33的平衡水平力由锚拉板22来承担，不平衡水平力(包括纵向和横向的不平衡水平力)由锚拉板22、加劲板21传递到索塔中隔板10上，由锚拉板22、加劲板21和索塔中隔板10共同承担。需要说明的是，斜拉桥拉索塔端锚固装置的整体构造简单、可靠，平衡水平力充分利用了钢构件(锚拉板22)的受拉能力，不平衡水平力充分利用了钢
‑
砼组合构件的承载能力，且相关构件纵向和横向传力简单明确，因此具有
受力合理，材料用量省，经济性好，施工方便的优点。
64.在本技术的一些实施例中，加劲板21的数量为两个，两个加劲板21位于锚拉板22沿横桥向上的两侧，且分别与锚拉板22全熔透焊接。请参见图2和图5，图5为本实施例中锚拉板22和两个加劲板21的示意图。
65.上述实现的过程中，锚拉板22和两个加劲板21均锚固于索塔中隔板10，通过全熔透焊接将加劲板21与锚拉板22连接，能够有效地使得不平衡水平力由锚拉板22、加劲板21传递到索塔中隔板10，提高了索塔的抗不平衡的能力。
66.可以理解的是，在一些实施例中，加劲板21设置有若干第一剪力钉210，若干第一剪力钉210锚固于索塔中隔板10。锚拉板22设置有若干第二剪力钉(图中未示出)，若干第二剪力钉锚固于索塔中隔板10。
67.上述实现的过程中，第一剪力钉210和第二剪力钉能够提高加劲板21和锚拉板22与索塔中隔板10的锚固强度，加强向索塔中隔板10传递不平衡水平力的能力。
68.在本技术的一些实施例中，请结合图6，图6为本实施例中面板23的示意图。
69.锚固组件20还包括面板23。面板23锚固于索塔中隔板10在纵桥向上的侧面且面板23与锚拉板22连接，面板23形成有穿孔，穿孔供锚拉板22的锚拉端220穿过。
70.上述实现的过程中，面板23对索塔中隔板10进行保护，且在浇筑索塔中隔板10时，面板23还可以作为索塔中隔板10施工的侧模板，从而降低了施工难度和施工成本。
71.可以理解的是，在一些实施例中，面板23设置有若干第三剪力钉230，若干第三剪力钉230锚固于索塔中隔板10。面板23通过若干第三剪力钉230能够牢固地固定在索塔中隔板10的侧面，由于面板23与锚拉板22连接，故锚拉板22所受的不平衡水平力能够通过面板23有效地传递给索塔中隔板10。
72.可以理解的是，在锚固组件20为多个的实施例中，相邻两个锚固组件20的面板23可进行焊接连接，以使得相邻两个锚固组件20相互连接；或者说面板23可配置有面板拼接板231，面板拼接板231配合螺栓能够将相邻两个锚固组件20的面板23进行连接。
73.请重新参见图2和图3。在本技术的一些实施例中，锚拉端220配置有叉耳30、调节套筒31以及锚头32。锚拉端220形成有销孔，叉耳30通过销轴与销孔的配合连接于锚拉端220，叉耳30通过调节套筒31与锚头32连接，锚头32用于固定拉索33。
74.上述实现的过程中，锚拉端220通过叉耳30、调节套筒31以及锚头32能够方便地与拉索33连接，同时通过调节套筒31可以调整拉索33的无应力索长，在拉索33张拉时，一边张拉，一边调整调节套筒31，保证斜拉索33的受力。
75.在本技术的一些实施例中，斜拉桥拉索塔端锚固装置还包括索塔外壁板11。索塔外壁板11被配置为与索塔中塔柱连接，且索塔外壁板11的内部形成有保护腔，索塔中隔板10和锚固组件20处于保护腔内。索塔外壁板11配置有预埋套管110，预埋套管110供拉索33穿过。
76.上述实现的过程中，索塔外壁板11可采用混凝土结构或钢结构建造而成等。索塔外壁板11承担索塔的整体受力，不承担斜拉索33的水平力。同时，索塔中隔板10处于索塔外壁板11的保护腔内，故为索塔中隔板10和锚固组件20提供保护，提升结构耐久性。
77.需要说明的是，上文提供的斜拉桥拉索塔端锚固装置较现有技术具有以下优点：
78.减少用钢量，减轻结构吊重，提高结构的经济性；受力复杂度大大降低，避免了其
他锚固方式的锚固构造与混凝土索塔连接部位可能出现的裂缝的情况发生；锚固组件20和索塔整体受力各司其职，结构受力明确，索塔构造进一步简化。外塔壁构件简洁，避免了其他构造造成的外塔壁内构造复杂度增加和钢筋的截断，混凝土浇筑便捷，提升了结构质量和耐久性；索塔中隔板10利用面板23作为模板，且锚固组件20不设置水平钢板，混凝土浇筑方便，质量有保证；锚固组件20均位于索塔内部，耐久性好；占用索塔空间小，索塔尺寸可以进一步优化，同时塔内可以设置爬梯和电梯，检修方便；斜拉桥拉索塔端锚固装置的简化使得锚固组件20的加工质量和混凝土浇筑质量进一步提升，更加有保证，同时后续检修维护更加便捷。
79.需要说明的是，本技术还提供一种斜拉桥拉索塔端锚固装置的施工方法，用于施工上文描述的斜拉桥拉索塔端锚固装置，方法包括以下步骤：
80.提供锚固组件20，组装加劲板21和锚拉板22；
81.施工索塔中隔板10，绑扎钢筋，浇筑索塔中隔板10且同时将加劲板21和锚拉板22锚固。
82.需要说明的是，在本技术的一些实施例中，斜拉桥拉索塔端锚固装置的施工方法还包括以下步骤：牵引拉索33，通过叉耳30、调节套筒31以及锚头32将拉伸连接于锚拉端220；张拉拉索33，通过张拉装置张拉拉索33，且同时调节调节套筒31。
83.在本技术的一些实施例中，斜拉桥拉索塔端锚固装置可按照以下步骤进行施工：
84.步骤1：索塔浇筑至索塔过渡段12；
85.步骤2：在工厂内完成锚拉板22、面板23以及加劲板21的预制；
86.步骤3：在工厂进行锚拉板22、面板23以及加劲板21的焊接连接，完成锚固组件20的拼装；
87.步骤4：将多个锚固组件20运输至桥位处，通过吊机吊装至索塔过渡段12；
88.步骤5：通过焊接或者面板拼接板231连接在竖直方向上的相邻两个锚固组件20；
89.步骤6：绑扎钢筋，浇筑索塔外壁板11和索塔中隔板10，并做好预埋套管110的预埋；
90.步骤7：工厂内生产拉索33，在拉索33上安装叉耳30、锚头32以及调节套筒31；
91.步骤8：牵引拉索，使得拉索33与锚拉板22连接；
92.步骤9：通过张拉装置张拉拉索33，并同步调节调节套筒31。
93.需要说明的是，本技术提供两种张拉装置，下文将对两种张拉装置进行说明：
94.当塔内一侧空间足够时，可采用第一种张拉装置，以方便快捷地张拉拉索33，请参见图7，图7为本实施例中第一种张拉装置的工作示意图。张拉装置包括张拉螺杆40、销轴端分配梁41、锚头端分配梁42、千斤顶43以及螺母44。销轴端分配梁41设于拉索33与锚拉板22之间的销轴上且与张拉螺杆40连接，锚头端分配梁42固定在锚头32且与张拉螺杆40连接；千斤顶43设于锚头端分配梁42远离销轴端分配梁41的一侧且与张拉螺杆40连接；张拉螺杆40、销轴端分配梁41和锚头端分配梁42通过螺母44固定，在千斤顶43张拉时，三者组成的构造为拉索33的张拉提供反力。
95.采用第一种张拉装置对拉索33进行张拉时，其张拉过程为：安装张拉装置，张拉千斤顶43进行预紧；千斤顶43施加压力，同步拧紧螺母44，以及调整调节套筒31；拆除张拉装置。需要说明的是，为减少不平衡水平力，两侧的拉索33可通过两个张拉装置同步张拉。
96.当塔内一侧空间不足时，可采用第二种张拉装置，请参见图8，图8为本实施例中第二种张拉装置的工作示意图。张拉装置包括张拉螺杆40、销轴端分配梁41、锚头端分配梁42、千斤顶43、螺母44、张拉端分配梁45和反力支撑套筒46。销轴端分配梁41设于拉索33与锚拉板22之间的销轴上且与反力支撑套筒46连接，锚头端分配梁42固定在锚头32且与张拉螺杆40连接；张拉端分配梁45与张拉螺杆40连接且位于远离锚头端分配梁42的一侧；反力支撑套筒46位于销轴端分配梁41和张拉端分配梁45之间，且与销轴端分配梁41和张拉端分配梁45连接，用于实现在索塔中隔板10的另一侧对拉索33的张拉。
97.张拉螺杆40和锚头端分配梁42通过螺母44连接，张拉螺杆40与反力支撑套筒46和张拉端分配梁45通过螺母44连接。
98.千斤顶43张拉时，反力支撑套筒46和销轴端分配梁41组成的构造提供反力，从而实现张拉螺杆40的张拉。而张拉螺杆40与锚头端分配梁42组成的构造带动拉索33的张拉。
99.采用第二种张拉装置对拉索33进行张拉时，其张拉过程为：安装张拉装置，张拉千斤顶43进行预紧；千斤顶43施加压力，同步拧紧螺母44，以及调整调节套筒31；拆除张拉装置。需要说明的是，为减少不平衡水平力，两侧的拉索33可通过两个张拉装置同步张拉。
100.以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。