一种铠装混凝土锚碇与施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁基础施工技术领域，特别涉及一种铠装混凝土锚碇与施工方法。

背景技术

悬索桥指的是通过索塔悬挂并锚固于两岸的缆索作为上部结构主要承重构件的桥梁。而悬索桥锚碇设施是对锚块基础、锚块、主缆锚固系统及防护结构等的总称。它是悬索桥主缆的端头，防止其走动的巨大构件。

悬索桥锚碇锚块等大体积混凝土，常常出现开裂的现象。裂缝主要是由于温差应力、混凝土干缩应力等引起的，属于非结构性变形裂缝。目前主要从原材料、混凝土配合比、温度控制、施工工艺以及基础的处理等方面采取充分的裂缝控制措施，进行综合治理，但是，依然存在开裂的现象。锚碇的裂缝不影响结构的安全使用，但是对结构的耐久性会有一些影响，裂缝发生后常常进行修补，目的在于封闭裂缝防止水汽进入，确保结构物在使用期间的抗渗和耐久性能。锚碇主要分为锚块、箱基、散索鞍支墩、前锚室及横梁等。其中，锚块和前后锚室的耐久性最为重要，直接影响到主缆工作环境。

针对锚碇锚块容易开裂的问题，采用锚块芯部混凝土外包铠装层的方法，铠装层由具备特殊功能的混凝土或其他材料组成，具有防渗、耐久、低收缩、微膨胀、低水化热及高强度等系列功能中的其中一种或多种。铠装层与芯部混凝土采用一定的隔离方式，且铠装层和芯部混凝土同步或异步施工，同时保证两者之间良好的结合性。通过该方式达到提高锚块在使用期间的耐久性，防止出现有害裂纹的目的。

因此，提供一种铠装混凝土锚碇与施工方法，是非常必要的。

发明内容

本发明实施例提供一种铠装混凝土锚碇与施工方法，能解决相关技术中的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种铠装混凝土锚碇，

包括锚块及主筋组件，

所述锚块包括锚碇芯部混凝土、铠装层及隔离构件，所述锚碇芯部混凝土由硅酸盐水泥、粉煤灰、水、粗细骨料及高效减水剂等搅拌形成；所述铠装层设于所述锚碇芯部混凝土外层；所述隔离构件设于所述铠装层及所述锚碇芯部混凝土之间；

所述主筋组件包括外侧竖向主筋、内侧竖向主筋及横向主筋，所述外侧竖向主筋设于所述铠装层上；所述内侧竖向主筋焊接于所述隔离构件上；所述横向主筋沿水平方向固定设于所述外侧竖向主筋及所述内侧竖向主筋上。

进一步地，所述铠装层厚度为2m，且所述铠装层及所述锚碇芯部混凝土高度差≤0.4m。

进一步地，所述隔离构件为平面钢，且开设有网眼。

进一步地，包括上述所述的铠装混凝土锚碇。

进一步地，包括以下步骤：

S10.锚块的布置、模板及钢筋的设置；

S20.铠装层材料的选择；

S30.隔离构件的选择；

S40.铠装层的混凝土及锚碇芯部混凝土的浇筑；

S50.铠装层的养护。

进一步地，所述步骤“S10.锚块的布置、模板及钢筋的设置”包括以下步骤：

S11.调研锚块的工作环境，并通过有限元计算锚碇芯部混凝土散热量，选择合适的铠装层材料及性能，综合判断获得铠装层所需的最小厚度；

S12.对锚块的钢筋布置进行设计，保证锚块整体的工作性能满足使用期的要求；

S13.清理场地；

S14.搭建模板，并绑扎钢筋，划定铠装层的浇筑范围；

S15.在铠装层和锚碇芯部混凝土之间立内模，内模为隔离构件；

S16.隔离构件附近设有一层平行于铠装层平面的内侧竖向主筋，隔离构件与内侧竖向主筋进行焊接；

S17.当隔离构件与横向主筋发生干扰时，应将隔离构件进行开孔处理，保证横向主筋的顺利穿过。

进一步地，所述步骤“S20.铠装层材料的选择”包括以下步骤：

S21.选择的材料包括：低碱水泥PW52.5、石子用量为370～380kg/m

进一步地，所述步骤“S30.隔离构件的选择”包括以下步骤：

S31.将隔离构件用0.45m*1.85m的条形构件组拼而成，厚度0.2mm～0.4mm，根据侧模压力F来确定厚度，其中浇筑高差为0.4m；

S32.侧模压力：

S33.在隔离构件上钢制构件，且开设有网眼，将网眼的余角片嵌入锚碇芯部混凝土里，形成一个与铠装层相连的机械式楔，用以增加铠装层与锚碇芯部混凝土之间的粘结性能。

进一步地，所述步骤“S40.铠装层的混凝土及锚碇芯部混凝土的浇筑”包括以下步骤：

S41.将铠装层与锚碇芯部混凝土采用两个搅拌站分别进行搅拌，铠装层的混凝土采用120m

S42.在模板和钢筋均布置完成后，先自由选择铠装层和锚碇芯部混凝土的浇筑顺序，在锚碇芯部混凝土内设置冷却水管；

S43.在铠装层和锚碇芯部混凝土的浇筑时，控制两种混凝土各自的水平面均衡上升，在浇筑过程中，专人在模板内对布料高度进行检查。在布料过程中可使用振捣棒对混凝土进行振捣，对振捣间距按50cm进行控制。混凝土振捣时应将振捣棒插入下层混凝土，每一处振捣应快插慢拔，振捣至该处混凝土不再下降，气泡不再冒出，表面出现泛浆为止。

进一步地，所述步骤“铠装层的养护”包括以下步骤：

S51.在混凝土浇筑完成后，对铠装层进行保湿养护，减少混凝土收缩的发生，待铠装层达到一定的强度，对模板进行拆除。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

1、通过在锚块芯部混凝土外设置铠装层，有效防止裂纹的出现，增加外层的隔离效果，减少水汽侵入的问题；

2、在绑扎钢筋的时，加入隔离构件，对锚块芯部混凝土与铠装层的混凝土进行适当的隔离，且能保持有效连接，保证了整体的抗剪强度，且隔离构件具有一定的刚度，能够抵抗一定的混凝土的压力；

3、锚块芯部混凝土与铠装层的浇筑顺序不受限制，提升了施工的效率，有利于推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明一种铠装混凝土锚碇的结构示意图之一；

图2为本发明一种铠装混凝土锚碇的结构示意图之二；

图3为本发明一种铠装混凝土锚碇的结构示意图之三；

图4为本发明一种铠装混凝土锚碇的隔离构件的布置方式示意图。

图中：10.锚块；11.锚碇芯部混凝土；12.铠装层；13.隔离构件；20.主筋组件；21.外侧竖向主筋；22.内侧竖向主筋；23.横向主筋；Q.铠装混凝土锚碇。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1至图4所示，本发明实施例提供了一种铠装混凝土锚碇，包括锚块10及主筋组件20，

所述锚块10包括锚碇芯部混凝土11、铠装层12及隔离构件13，所述锚碇芯部混凝土11由硅酸盐水泥、粉煤灰、水、粗细骨料及高效减水剂等搅拌形成；所述铠装层12设于所述锚碇芯部混凝土11外层；所述隔离构件13设于所述铠装层12及所述锚碇芯部混凝土11之间；

所述主筋组件20包括外侧竖向主筋21、内侧竖向主筋22及横向主筋23，所述外侧竖向主筋21设于所述铠装层12上；所述内侧竖向主筋22焊接于所述隔离构件13上；所述横向主筋23沿水平方向固定设于所述外侧竖向主筋21及所述内侧竖向主筋22上。

在本实施例中，铠装层12的材料包括：低碱水泥PW52.5、石子用量为370～380kg/m

其中，外侧竖向主筋21、内侧竖向主筋22及横向主筋23的数量，可根据实际需求进行设置，用以加强隔离构件13的刚度。

同时，在隔离构件13与横向主筋23连接处，可对隔离构件13进行开孔处理，隔离构件13为免凿毛模板网。

在一些实施例中，所述铠装层12厚度为2m，且所述铠装层12及所述锚碇芯部混凝土11高度差≤0.4m。

在本实施例中，铠装层12厚度为2m，且铠装层12及锚碇芯部混凝土11高度差H1≤0.4m，当特殊情况下，需要将铠装层12及锚碇芯部混凝土11的高度设置在0.4m以上时，对隔离构件13的抗侧压能力进行复核。

其中，铠装层12的厚度由工作环境、结构尺寸、铠装层12的力学性能及锚碇芯部混凝土11的散热量等综合因素决定，并不局限于将铠装层12厚度设为2m。

在一些实施例中，所述隔离构件13为平面钢，且开设有网眼。

在本实施例中，隔离构件13为平面钢，且开设有网眼，网眼的余角片嵌入锚碇芯部混凝土11里，形成一个与铠装层12相连的机械式楔。

其中，隔离构件13将铠装层12与锚碇芯部混凝土11进行隔开，保证两者之间具有较低的相互侵入性及较高的粘结性能。

在一些实施例中，包括上述所述的铠装混凝土锚碇Q。

在本实施例中，铠装混凝土锚碇Q的横断面形状可为矩形、圆形或不等边异形。

在一些实施例中，包括以下步骤：

S10.锚块10的布置、模板及钢筋的设置；

S20.铠装层12材料的选择；

S30.隔离构件13的选择；

S40.铠装层12的混凝土及锚碇芯部混凝土11的浇筑；

S50.铠装层12的养护。

在一些实施例中，所述步骤“S10.锚块10的布置、模板及钢筋的设置”包括以下步骤：

S11.调研锚块10的工作环境，并通过有限元计算锚碇芯部混凝土11散热量，选择合适的铠装层12材料及性能，综合判断获得铠装层12所需的最小厚度；

S12.对锚块10的钢筋布置进行设计，保证锚块10整体的工作性能满足使用期的要求；

S13.清理场地；

S14.搭建模板，并绑扎钢筋，划定铠装层12的浇筑范围；

S15.在铠装层12和锚碇芯部混凝土11之间立内模，内模为隔离构件13；

S16.隔离构件13附近设有一层平行于铠装层12平面的内侧竖向主筋22，隔离构件13与内侧竖向主筋22进行焊接；

S17.当隔离构件13与横向主筋23发生干扰时，应将隔离构件13进行开孔处理，保证横向主筋23的顺利穿过。

在本实施例中，隔离构件13与内侧竖向主筋22进行焊接，用以加强隔离构件13的抗侧压能力。

其中，在对钢筋进行定位时，在钢筋绑扎前根据测量组放样的轴线点，准确的拟定出该断面的混凝土尺寸线以及钢筋骨架线，再根据钢筋骨架线对钢筋进行定位。

同时，隔离构件13自身具有一定的刚度，可以抵抗一定范围内侧模的混凝土的压力。

在一些实施例中，所述步骤“S20.铠装层12材料的选择”包括以下步骤：

S21.选择的材料包括：低碱水泥PW52.5、石子用量为370～380kg/m

在一些实施例中，所述步骤“S30.隔离构件13的选择”包括以下步骤：

S31.将隔离构件13用0.45m*1.85m的条形构件组拼而成，厚度0.2mm～0.4mm，根据侧模压力F来确定厚度，其中浇筑高差为0.4m；

S32.侧模压力：

S33.在隔离构件13上钢制构件，且开设有网眼，将网眼的余角片嵌入锚碇芯部混凝土11里，形成一个与铠装层12相连的机械式楔。

在本实施例中，将网眼的余角片嵌入锚碇芯部混凝土11里，形成一个与铠装层12相连的机械式楔，用以增加铠装层12与锚碇芯部混凝土11之间的粘结性能。

在一些实施例中，所述步骤“S40.铠装层12的混凝土及锚碇芯部混凝土11的浇筑”包括以下步骤：

S41.将铠装层12与锚碇芯部混凝土11采用两个搅拌站分别进行搅拌，铠装层12的混凝土采用120m

S42.在模板和钢筋均布置完成后，先自由选择铠装层12和锚碇芯部混凝土11的浇筑顺序，在锚碇芯部混凝土11内设置冷却水管；

S43.在铠装层12和锚碇芯部混凝土11的浇筑时，控制两种混凝土各自的水平面均衡上升，在浇筑过程中，专人在模板内对布料高度进行检查，在布料过程中可使用振捣棒对混凝土进行振捣，对振捣间距按50cm进行控制，混凝土振捣时应将振捣棒插入下层混凝土，每一处振捣应快插慢拔，振捣至该处混凝土不再下降，气泡不再冒出，表面出现泛浆为止。

在本实施例中，铠装层12与锚碇芯部混凝土11浇筑高度差不宜超过0.3m，不应超过0.4m，当需要超过0.4m时，并复核隔离构件的抗侧压能力。

其中，在满足大体积混凝土温控要求的前提下，对锚块10进行分层浇筑，为防止锚碇芯部混凝土11浇筑温度过高，施工全过程采用冷却水管降温，水管内水采用制冷机降低水温，同时在水中投入大量冰块，对拌合站储料罐、运输罐车及输送泵管用土工布进行覆盖，并适时淋水降温。

同时，对于铠装层12与锚碇芯部混凝土11的浇筑顺序，可根据施工配料情况，进行灵活选择。

而且，在进行顶面的铠装层12的浇筑时，应按照0.9m间距设置隔离构件13，当锚碇芯部混凝土11初凝后，再浇筑顶面的铠装层12。

对于铠装层12、锚碇芯部混凝土11及隔离构件13的表面不需进行凿毛等粗糙度处理。

在一些实施例中，所述步骤“铠装层12的养护”包括以下步骤：

S51.在混凝土浇筑完成后，对铠装层12进行保湿养护，减少混凝土收缩的发生，待铠装层12达到一定的强度，对模板进行拆除。

本发明的有益效果在于：

1、通过在锚块芯部混凝土外设置铠装层，有效防止裂纹的出现，增加外层的隔离效果，减少水汽侵入的问题；

2、在绑扎钢筋的时，加入隔离构件，对锚块芯部混凝土与铠装层的混凝土进行适当的隔离，且能保持有效连接，保证了整体的抗剪强度，且隔离构件具有一定的刚度，能够抵抗一定的混凝土的压力；

3、锚块芯部混凝土与铠装层的浇筑顺序不受限制，提升了施工的效率，有利于推广使用。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。