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摘 要：对于悬索桥工程而言，锚碇施工技术相当于“生命线”。锚定系统的设计方案和施工质量直接关系到桥梁的使用期限、安全性以及耐久性。本文结合工程案例，探讨了复合式隧道锚碇施工技术在悬索桥中的应用。
关键词：悬索桥;复合式隧道锚碇;施工技术;应用
中图分类号：U445 文献标识码：A
锚碇属于悬索桥特有的结构，锚块、主缆锚碇钢架、遮栅以及相关的基础和固定装置被统称为悬索桥锚碇，锚碇是承载悬索桥的重要结构，主要作用是把主缆张力转移至地基，根据不同的构造形式，可将悬索桥锚碇分为两种类型：一种是重力式锚碇，适用于桥头两岸为水域或者松散土的环境。借助混凝土锚碇的自身重力来维持锚碇的稳定，并传递主缆张力，但重力式锚碇的施工成本较高，工程量较大。另一种是隧道式锚碇，适用于桥头两岸存在坚固基岩的情况，将隧道开凿在基岩内，设置锚碇板，或者填塞一段混凝土，能够减少工程量，节约工程造价。
1 悬索桥的设计特点
1.1 有利于施工控制
评估桥梁施工质量的重要指标便是受力状态、设计方案、桥梁下部是否容易检查维护和便于控制。由于施工工序较多，对于结构内力的要求也就更多，很大程度上增加了设计难度。如果设计方案不合理，后续各阶段的施工都会受到影响。准確巧妙的斜拉力设计会增强桥梁的稳定性，保证施工质量，随着施工的推进更便于施工控制。总而言之，悬索桥的设计为之后的施工提供了诸多方便。
1.2 巧妙的融入了力学优点
悬索桥的几何形状是参考力的平衡条件所设计的，通常采用抛物线形，用丝扣或者焊接的方式来处理上、下吊杆。横梁之间用螺栓连接，充分保证了连接的牢固性。悬索桥对地形地质没有提高要求，普通的地段几乎都可以建设悬索桥工程，而且施工难度较低。
1.3 加入了计算机技术
在悬索桥的设计中，计算机技术与锚碇施工技术的相互结合具有重要意义。施工过程中，技术人员利用计算机模拟施工方案，施工前计算出各项目的拉力内力与位置转移等参数，施工结束后，将最终的计算值和之前模拟、计算的结果进行比较，调整误差，让工程的施工达到最佳效果。
2 隧道锚碇施工技术在悬索桥中的应用
本项目为横跨川黔两省的赤水河大桥，其主桥设计为1 200 m的双塔单跨吊钢桁梁悬索桥。四川岸锚碇采用隧道式锚碇，是关键受力结构，也是本桥控制工期的关键施工项目之一。
隧道式锚碇体施工是在隧道锚洞口基坑及洞身开挖完成后进行的，分左右两锚洞，锚洞洞室整体为一喇叭形，由洞口、前锚室、锚塞体及后锚室等部分组成。里程桩号为K95+991.656～K96+071.919，锚碇范围的中线地面高程为701.950 m～795.319 m。
隧道锚总轴线长度为78.35 m，其中前锚室轴线长度43.35 m，锚塞体轴线长度32 m，后锚室轴线长度3.0 m。隧洞口单洞断面尺寸为10 m×9.5 m，拱顶半径5 m;洞底单洞断面尺寸为17×27 m，拱顶半径8.5 m。
3 锚塞体的施工
3.1 锚塞体
锚塞体纵断面设计为前小后大的楔形，锚塞体长为32 m，锚塞体上半部分嵌入微风化灰岩层，下半部分嵌入微风化泥岩层中，轴线与水平线的倾角为36°。横断面顶部采用圆弧形，侧壁和底部采用直线形，前锚面尺寸为13.2×16.2 m，拱顶半径6.60 m;后锚面尺寸为17×27 m，拱顶半径8.50 m。锚塞体采用C40聚丙烯纤维微膨胀抗渗混凝土，抗渗等级为P12，左右锚洞共约18 213 m?，属大体积混凝土施工，采用水平分层进行浇筑，每层施工时布置冷却水管降低水化热，外层保护层内设置一层Φ6@10 cm 的冷轧带肋防裂钢筋网，以防止锚体混凝土产生裂缝。
3.2 锚固系统
散索鞍IP点桩号K96+008。
锚固系统预应力采用无粘结预应力钢绞线形式，为保证密封性，锚头采用无粘结钢绞线斜拉索式的成品锚固组件。索体由镀锌钢绞线外包PE护套组成，钢绞线公称抗拉强度1 860 MPa，公称直径为15.2 mm。在锚具位置填充防腐油脂，索体管道通干燥空气，以便具有更好的防腐性能。
（1）锚固系统由索股锚固连接构造和预应力拉索锚固构造组成。索股锚固连接构造由拉杆及其组件、连接器组成，拉杆上端与索股锚头相连接，另一端与被预应力拉索锚固于前锚面的连接器相连接。预应力拉索锚固构造由预埋管道、钢绞线拉索、锚头及防护帽等组成。
（2）索股锚固连接构造包括单索股锚固单元和双索股锚固单元两种类型。单索股锚固单元由2根拉杆和单索股连接器构成，双索股锚固单元由4根拉杆和双索股连接器构成。每根主缆在四川岸锚碇各有37个单索股锚固单元和66个双索股锚固单元。
（3）对应于单索股锚固单元采用15-13规格锚固钢绞线拉索，对应于双索股锚固单元采用15-27规格锚固钢绞线拉索。前锚面附近（约6.4 m范围内）采用半径为30 m的圆曲线过渡，圆曲线所在平面随大缆索股散开角度的不同而变化。
（4）拉杆方向均与其对应的索股方向一致，预应力锚固拉索沿索股发散方向布置。对应于单索股锚固的预应力拉索与索股方向一致，对应于双索股锚固的预应力拉索取两根索股方向的平均值。拉杆方向误差用球面螺母予以调整。
3.3 预埋件的安装
锚垫板、连接管、预埋管、螺旋筋共同组成了预埋件，预埋件以零件的形式由工厂分开发货，安装之前首先要组装好各种预埋件。先参考设计图纸把预埋件在定位支架的指定位置安装好，然后根据设计、监控测量放样的结果调整安装细节。将预埋件安装到控制位置，再通过焊接的方式固定预埋件和定位支架。预埋件的安装步骤比较复杂，首先用起重设备把预埋件转移到定位支架上，然后用尼龙带捆绑预埋件的两端，并与手拉葫芦相互连接。参考设计与监控放样的数据，用手拉葫芦调节预埋件，直到预埋件的控制点处于设计位置。要求定位准确，尤其是曲线预埋管，更要调整到精确的位置。预埋件的固定方式采用焊接、捆绑方式均可。 注意以下几点：①区分好前、后锚面垫板，不要将二者混淆。②安装之前，把黄油充分涂抹在锚垫板端面的螺栓孔内，用来保护螺牙，以免砼浇筑时因漏浆而把螺孔堵住，无法顺利安装连接器与支撑板。③通过焊接的方式把預埋钢管接长，保证焊缝密实、均匀且连续，防止漏浆。再把密封胶涂抹在焊缝表面，涂抹的厚度至少要1 mm。④根据设计图纸来控制前锚面锚垫板、后锚面锚垫板的预埋倾角，锚垫板上、下两条边应保持水平，以免安装拉杆时出现较大的偏差。⑤安装后锚垫板时，应该注意让大端面上的排水口处于最低点。
3.4 施工脚手架的搭设
首先要在前、后锚面处搭设脚手架，然后再开始安装锚固系统，搭建前锚面脚手架时，需要预留出合适的运输空间，为锚固系统的施工提供方便。后锚面脚手架可以通过模板脚手架改造而成，也可以重新搭建。
3.5 材料的运输方式
将缆索吊安装在锚室顶部，用来运输施工设备和材料。将有轨运输小车、牵引卷扬机设置在人洞底面，用来完成锚塞体内部的运输;将脚手架上安装电动葫芦和手拉葫芦用来完成后锚室的运输。
3.6 预应力结构的安装
3.6.1 螺母组件与后锚面支撑板
按照施工图纸、产品说明书按顺序安装支撑板、螺母组件、连接器。后锚面支撑板需要安装到后锚面锚垫板的相应位置，需要和出口保持一定的距离，支撑板中心和锚垫板的管道中心应相互对中，然后使用脚手架进行临时性固定。
3.6.2 前锚面螺母组件和连接器
用起重设备把螺母组件、连接器一起吊装到前锚面相应的锚垫板，做好固定处理。安装时，同样要保持螺母组件、连接器、锚垫板对中，以免位置偏移影响之后的安装。
3.6.3 成品索的安装
（1）前锚室成品索牵引系统。前锚室的成品索采用的是循环牵引系统，该系统主要由三部分组成：①承重索：2根，承重索的一端锚固在洞口锚垫板;另一端锚固在前锚面的锚垫板。两根承重索之间放置尼龙托辊用来承载成品索。②循环牵引索：将滑车安装在前锚面的槽口中间，将2台2T快速卷扬机安装在洞口。卷扬机与滑车之间形成循环送索。③牵引索：主要功能是把成品索锚头牵引到前锚面。
（2）成品索装束。1）在隧道锚洞口位置设置成品索放索盘，每间隔三米设置一条尼龙托辊，然后在地面垫上木板或者彩条布，保护索体的PE层不受破坏。2）利用前锚室的牵引系统把成品索锚头牵引到前锚面的位置。3）穿束之前，将预应力孔道中的杂物用高压空气清理干净，锚垫板表面的杂物人工清理即可。为了更好的保护PE层，可以把麻袋、油毛毡垫在孔道的入口，检查编号和孔道是否一一对应。4）在孔道内穿入入孔牵引索，牵入孔引索的下端需要露出后锚面支撑板的穿索孔;入孔牵引索的上端需要露出连接器对应的索孔。前锚面上，连接成品索和入孔牵连接头。5）在后锚面上牵引入孔牵引索的同时，在前锚面上慢慢的放下成品索，直到成品索的下端从后锚面的支撑板端面露出，再把牵引索拆除。6）从后锚面后方穿出成品索的锚头，然后把锚头穿过和前锚面连接器相互对应的锚孔。先拧上成品索在前锚面上的螺母，再在螺母上拧上后锚面的锚头。7）重复以上步骤，完成6根成品索的锚固。8）后锚面的支撑板用尼龙吊带捆好，通过人洞内的运输小车把支撑板运送到后锚面;再用手拉葫芦连接尼龙吊带，调整手拉葫芦的调节支撑板，使其处于锚垫板口的位置，然后安装支撑板。9）参考设计图纸，调节锚头的螺母，让成品索的锚头穿出后锚面，穿出的量要与设计值相符，调整好后把两端的螺母给拧紧。
4 结束语
总之，与重力式锚碇相比，隧道式锚碇最显著的优势便是造价低，但容易受到地形、地质条件等客观因素的限制。本文结合赤水河大桥工程案例，分析了隧道式锚碇施工技术的应用，以供借鉴。
参考文献：
[1]沈冲，杨腾.悬索桥隧道式锚碇成品索锚固系统施工技术[J].建筑工程技术与设计，2020，8（01）：102.
[2]江南，黄林，冯君，等.铁路悬索桥隧道式锚碇设计计算方法研究[J].岩土力学，2020，41（03）：999-1009+1047.
关键词：悬索桥;复合式隧道锚碇;施工技术;应用
中图分类号：U445 文献标识码：A
锚碇属于悬索桥特有的结构，锚块、主缆锚碇钢架、遮栅以及相关的基础和固定装置被统称为悬索桥锚碇，锚碇是承载悬索桥的重要结构，主要作用是把主缆张力转移至地基，根据不同的构造形式，可将悬索桥锚碇分为两种类型：一种是重力式锚碇，适用于桥头两岸为水域或者松散土的环境。借助混凝土锚碇的自身重力来维持锚碇的稳定，并传递主缆张力，但重力式锚碇的施工成本较高，工程量较大。另一种是隧道式锚碇，适用于桥头两岸存在坚固基岩的情况，将隧道开凿在基岩内，设置锚碇板，或者填塞一段混凝土，能够减少工程量，节约工程造价。
1 悬索桥的设计特点
1.1 有利于施工控制
评估桥梁施工质量的重要指标便是受力状态、设计方案、桥梁下部是否容易检查维护和便于控制。由于施工工序较多，对于结构内力的要求也就更多，很大程度上增加了设计难度。如果设计方案不合理，后续各阶段的施工都会受到影响。准確巧妙的斜拉力设计会增强桥梁的稳定性，保证施工质量，随着施工的推进更便于施工控制。总而言之，悬索桥的设计为之后的施工提供了诸多方便。
1.2 巧妙的融入了力学优点
悬索桥的几何形状是参考力的平衡条件所设计的，通常采用抛物线形，用丝扣或者焊接的方式来处理上、下吊杆。横梁之间用螺栓连接，充分保证了连接的牢固性。悬索桥对地形地质没有提高要求，普通的地段几乎都可以建设悬索桥工程，而且施工难度较低。
1.3 加入了计算机技术
在悬索桥的设计中，计算机技术与锚碇施工技术的相互结合具有重要意义。施工过程中，技术人员利用计算机模拟施工方案，施工前计算出各项目的拉力内力与位置转移等参数，施工结束后，将最终的计算值和之前模拟、计算的结果进行比较，调整误差，让工程的施工达到最佳效果。
2 隧道锚碇施工技术在悬索桥中的应用
本项目为横跨川黔两省的赤水河大桥，其主桥设计为1 200 m的双塔单跨吊钢桁梁悬索桥。四川岸锚碇采用隧道式锚碇，是关键受力结构，也是本桥控制工期的关键施工项目之一。
隧道式锚碇体施工是在隧道锚洞口基坑及洞身开挖完成后进行的，分左右两锚洞，锚洞洞室整体为一喇叭形，由洞口、前锚室、锚塞体及后锚室等部分组成。里程桩号为K95+991.656～K96+071.919，锚碇范围的中线地面高程为701.950 m～795.319 m。
隧道锚总轴线长度为78.35 m，其中前锚室轴线长度43.35 m，锚塞体轴线长度32 m，后锚室轴线长度3.0 m。隧洞口单洞断面尺寸为10 m×9.5 m，拱顶半径5 m;洞底单洞断面尺寸为17×27 m，拱顶半径8.5 m。
3 锚塞体的施工
3.1 锚塞体
锚塞体纵断面设计为前小后大的楔形，锚塞体长为32 m，锚塞体上半部分嵌入微风化灰岩层，下半部分嵌入微风化泥岩层中，轴线与水平线的倾角为36°。横断面顶部采用圆弧形，侧壁和底部采用直线形，前锚面尺寸为13.2×16.2 m，拱顶半径6.60 m;后锚面尺寸为17×27 m，拱顶半径8.50 m。锚塞体采用C40聚丙烯纤维微膨胀抗渗混凝土，抗渗等级为P12，左右锚洞共约18 213 m?，属大体积混凝土施工，采用水平分层进行浇筑，每层施工时布置冷却水管降低水化热，外层保护层内设置一层Φ6@10 cm 的冷轧带肋防裂钢筋网，以防止锚体混凝土产生裂缝。
3.2 锚固系统
散索鞍IP点桩号K96+008。
锚固系统预应力采用无粘结预应力钢绞线形式，为保证密封性，锚头采用无粘结钢绞线斜拉索式的成品锚固组件。索体由镀锌钢绞线外包PE护套组成，钢绞线公称抗拉强度1 860 MPa，公称直径为15.2 mm。在锚具位置填充防腐油脂，索体管道通干燥空气，以便具有更好的防腐性能。
（1）锚固系统由索股锚固连接构造和预应力拉索锚固构造组成。索股锚固连接构造由拉杆及其组件、连接器组成，拉杆上端与索股锚头相连接，另一端与被预应力拉索锚固于前锚面的连接器相连接。预应力拉索锚固构造由预埋管道、钢绞线拉索、锚头及防护帽等组成。
（2）索股锚固连接构造包括单索股锚固单元和双索股锚固单元两种类型。单索股锚固单元由2根拉杆和单索股连接器构成，双索股锚固单元由4根拉杆和双索股连接器构成。每根主缆在四川岸锚碇各有37个单索股锚固单元和66个双索股锚固单元。
（3）对应于单索股锚固单元采用15-13规格锚固钢绞线拉索，对应于双索股锚固单元采用15-27规格锚固钢绞线拉索。前锚面附近（约6.4 m范围内）采用半径为30 m的圆曲线过渡，圆曲线所在平面随大缆索股散开角度的不同而变化。
（4）拉杆方向均与其对应的索股方向一致，预应力锚固拉索沿索股发散方向布置。对应于单索股锚固的预应力拉索与索股方向一致，对应于双索股锚固的预应力拉索取两根索股方向的平均值。拉杆方向误差用球面螺母予以调整。
3.3 预埋件的安装
锚垫板、连接管、预埋管、螺旋筋共同组成了预埋件，预埋件以零件的形式由工厂分开发货，安装之前首先要组装好各种预埋件。先参考设计图纸把预埋件在定位支架的指定位置安装好，然后根据设计、监控测量放样的结果调整安装细节。将预埋件安装到控制位置，再通过焊接的方式固定预埋件和定位支架。预埋件的安装步骤比较复杂，首先用起重设备把预埋件转移到定位支架上，然后用尼龙带捆绑预埋件的两端，并与手拉葫芦相互连接。参考设计与监控放样的数据，用手拉葫芦调节预埋件，直到预埋件的控制点处于设计位置。要求定位准确，尤其是曲线预埋管，更要调整到精确的位置。预埋件的固定方式采用焊接、捆绑方式均可。 注意以下几点：①区分好前、后锚面垫板，不要将二者混淆。②安装之前，把黄油充分涂抹在锚垫板端面的螺栓孔内，用来保护螺牙，以免砼浇筑时因漏浆而把螺孔堵住，无法顺利安装连接器与支撑板。③通过焊接的方式把預埋钢管接长，保证焊缝密实、均匀且连续，防止漏浆。再把密封胶涂抹在焊缝表面，涂抹的厚度至少要1 mm。④根据设计图纸来控制前锚面锚垫板、后锚面锚垫板的预埋倾角，锚垫板上、下两条边应保持水平，以免安装拉杆时出现较大的偏差。⑤安装后锚垫板时，应该注意让大端面上的排水口处于最低点。
3.4 施工脚手架的搭设
首先要在前、后锚面处搭设脚手架，然后再开始安装锚固系统，搭建前锚面脚手架时，需要预留出合适的运输空间，为锚固系统的施工提供方便。后锚面脚手架可以通过模板脚手架改造而成，也可以重新搭建。
3.5 材料的运输方式
将缆索吊安装在锚室顶部，用来运输施工设备和材料。将有轨运输小车、牵引卷扬机设置在人洞底面，用来完成锚塞体内部的运输;将脚手架上安装电动葫芦和手拉葫芦用来完成后锚室的运输。
3.6 预应力结构的安装
3.6.1 螺母组件与后锚面支撑板
按照施工图纸、产品说明书按顺序安装支撑板、螺母组件、连接器。后锚面支撑板需要安装到后锚面锚垫板的相应位置，需要和出口保持一定的距离，支撑板中心和锚垫板的管道中心应相互对中，然后使用脚手架进行临时性固定。
3.6.2 前锚面螺母组件和连接器
用起重设备把螺母组件、连接器一起吊装到前锚面相应的锚垫板，做好固定处理。安装时，同样要保持螺母组件、连接器、锚垫板对中，以免位置偏移影响之后的安装。
3.6.3 成品索的安装
（1）前锚室成品索牵引系统。前锚室的成品索采用的是循环牵引系统，该系统主要由三部分组成：①承重索：2根，承重索的一端锚固在洞口锚垫板;另一端锚固在前锚面的锚垫板。两根承重索之间放置尼龙托辊用来承载成品索。②循环牵引索：将滑车安装在前锚面的槽口中间，将2台2T快速卷扬机安装在洞口。卷扬机与滑车之间形成循环送索。③牵引索：主要功能是把成品索锚头牵引到前锚面。
（2）成品索装束。1）在隧道锚洞口位置设置成品索放索盘，每间隔三米设置一条尼龙托辊，然后在地面垫上木板或者彩条布，保护索体的PE层不受破坏。2）利用前锚室的牵引系统把成品索锚头牵引到前锚面的位置。3）穿束之前，将预应力孔道中的杂物用高压空气清理干净，锚垫板表面的杂物人工清理即可。为了更好的保护PE层，可以把麻袋、油毛毡垫在孔道的入口，检查编号和孔道是否一一对应。4）在孔道内穿入入孔牵引索，牵入孔引索的下端需要露出后锚面支撑板的穿索孔;入孔牵引索的上端需要露出连接器对应的索孔。前锚面上，连接成品索和入孔牵连接头。5）在后锚面上牵引入孔牵引索的同时，在前锚面上慢慢的放下成品索，直到成品索的下端从后锚面的支撑板端面露出，再把牵引索拆除。6）从后锚面后方穿出成品索的锚头，然后把锚头穿过和前锚面连接器相互对应的锚孔。先拧上成品索在前锚面上的螺母，再在螺母上拧上后锚面的锚头。7）重复以上步骤，完成6根成品索的锚固。8）后锚面的支撑板用尼龙吊带捆好，通过人洞内的运输小车把支撑板运送到后锚面;再用手拉葫芦连接尼龙吊带，调整手拉葫芦的调节支撑板，使其处于锚垫板口的位置，然后安装支撑板。9）参考设计图纸，调节锚头的螺母，让成品索的锚头穿出后锚面，穿出的量要与设计值相符，调整好后把两端的螺母给拧紧。
4 结束语
总之，与重力式锚碇相比，隧道式锚碇最显著的优势便是造价低，但容易受到地形、地质条件等客观因素的限制。本文结合赤水河大桥工程案例，分析了隧道式锚碇施工技术的应用，以供借鉴。
参考文献：
[1]沈冲，杨腾.悬索桥隧道式锚碇成品索锚固系统施工技术[J].建筑工程技术与设计，2020，8（01）：102.
[2]江南，黄林，冯君，等.铁路悬索桥隧道式锚碇设计计算方法研究[J].岩土力学，2020，41（03）：999-1009+1047.