一种斜拉桥拉索塔端锚固复合结构 【技术领域】
本发明属于桥梁工程技术领域，具体地说涉及斜拉桥拉索塔端锚固结构。
背景技术
大跨度斜拉桥索力较大，使得索塔锚固区受到强大的集中力作用。如果采用预应力索塔锚固方式，需要配置相当数量的环向预应力才能满足受力要求，施工难度和后期维修难度将随之提高。因此，大跨度斜拉桥采用钢锚箱或钢锚梁与混凝土塔壁组合索塔锚固，利用钢锚箱或钢锚梁承担大部分水平力，利用混凝土承担大部分竖向力，可以充分利用两种材料优点，满足索塔的受力要求，是比较合理的结构形式。世界上跨径排在前十位的斜拉桥中，有7座在索塔锚固区中使用了组合结构。在其他大跨径斜拉桥中，也有多座采用了组合索塔锚固结构，这充分说明了组合索塔锚固结构的优越性。
钢锚箱式组合索塔锚固于20世纪90年代被发明，钢锚箱与混凝土塔壁的组合主要有外露式和内置式的2种方式。外露式钢锚箱首先用于法国诺曼底大桥，这种结构将钢锚箱夹在混凝土塔壁之间，斜拉索的竖向分力由锚箱两侧板的连接件传递到混凝土塔壁。通常需通过塔壁的环形预应力提高钢混交界面传剪力效果及减少混凝土塔壁拉应力。内置式钢锚箱首先用于连接瑞典一丹麦的大桥，锚固区混凝土塔柱是完整的箱形结构，钢锚箱封闭在混凝土塔壁内侧，斜拉索的竖向分力由锚箱两端板上的连接件传递到混凝土塔壁。
通过对国内外各大桥使用的组合索塔锚固结构进行深入研究，发现上述两种组合锚固结构仍存在一定缺陷。比如外露式钢锚箱必须在塔壁施加环向预应力，增加了大量的高空预应力施工环节，使得施工速度较慢。而内置式钢锚箱结构虽然可通过配筋控制裂缝宽度，但钢筋在裂缝处长期受到大气环境腐蚀必然降低结构的耐久性。另外索塔钢筋密集，内置式钢锚箱拉索套管穿过塔壁会与钢筋冲突，处理十分困难。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种斜拉桥拉索塔端锚固复合结构，以合理的钢与混凝土组合方式优化结构受力，提高组合锚固结构的耐久性。
为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：
一种复合锚固结构，在钢锚箱的两端设有箱室。
所述箱室与钢锚箱共用一端板，端板对面对应设一面板，端板与面板的通过两侧的侧板连接构成箱室结构，侧板设有若干开孔。
所述箱室面板下部设有通孔以穿过拉索套管。
所述箱室内端板及面板上设有加劲板，加劲板设有若干开孔。
所述加劲板可为与侧板同宽的整块钢板或者为对应加劲板对。
所述箱室内端板及面板侧可设若干焊钉代替所述加劲板。
所述侧板可为折型开孔板。
所述开孔可为圆形、椭圆形，或者采用槽型结构。
所述小孔靠近端板侧的密度高于靠近面板侧。
采用前述复合锚固结构，将多个钢锚箱垒叠，且箱室小孔内贯穿配筋，端部箱室内外浇筑混凝土形成塔壁。
由于采用了上述方案，本发明具有以下特点：
·该新型锚固结构无需施加预应力，节约了成本并提高施工速度。塔壁为闭合箱形，整体性比较好。
·以开孔钢板作为钢锚箱与混凝土连接件，孔中可贯通主受力钢筋。结构简洁，便于混凝土浇筑。
·改进的结构端塔壁受力介于内置式和外露式之间，端塔壁中部应力比内置式小。
·在最容易开裂的索孔出口塔壁表面设置钢板，避免裂缝与大气接触，可以提高结构耐久性。
·端部箱室对其中混凝土起到约束作用，可以提高索塔结构的承载能力。
·所有锚固钢结构都在可在工厂加工，现场操作简单。
·竖向设置的加劲肋可以代替箱室区域部分竖向配筋，减少索管处钢筋截断、连接的工作量。
【附图说明】
图1为本发明新式钢锚箱与混凝土塔壁结构示意图。
图2为本发明单节钢锚箱与混凝土塔壁结构示意图。
图3为本发明带有端部箱室的钢锚箱的结构示意图。
图4为塔壁中水平主钢筋穿过开孔钢板方式示意。
图5为本发明端部箱室的一种实施方法的结构示意图。
图6为图5所示结构的剖面图。
图7为本发明端部箱室的另一种实施方式的结构示意图。
图8为图7所示结构的剖面图。
图9为本发明端部箱室的再一种实施方式的结构示意图。
图10为图9所示结构的剖面图。
图11为加劲板可以采用的各种开孔开槽形式的示意图，其中(a)为开圆孔，(b)为椭圆孔，(c)为开梯形槽。
【具体实施方式】
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明斜拉桥拉索塔端锚固复合结构以现有的钢锚箱2为基础，在其两侧设置端部箱室3，多个带箱室的钢锚箱2垒叠，通过在端部箱室内外浇筑混凝土形成塔壁1而构成整体结构。
如图3所示，带箱室的钢锚箱的具体结构为：端部箱室3设于钢锚箱2两侧，其与钢锚箱2共用一端板4作为其一壁面，外侧对应该壁面设一面板5，面板5与端板4的端部通过带孔的箱室侧板6连接。拉索钢套管8穿过端板4及面板5的通孔并与两者焊接。箱室3内在面板5、端板4的对应位置处设有2～3对加劲钢板7，加劲钢板7上开有可供钢筋贯穿的孔。
钢锚箱2及端部箱室3在工厂加工连成一体，其中箱室侧板6及加劲钢板7上的开孔需与钢筋布置相匹配。将钢锚箱运到施工现场后吊装到索塔锚固区，在箱室侧板6及加劲钢板7内穿入钢筋，随后在外围浇筑形成混凝土塔壁。浇筑后的面板5位于塔壁1表面位置。
进一步，如图5所示，加劲钢板7采用与侧板同宽的整块钢板。
如图6所示，端部箱室3内可不采用加劲钢板7，而是使用在端板4和面板5上大量布置的焊钉。
如图7所示，端部箱室3的的侧面钢板6也可以折型开孔钢板。
如图8所示，侧面钢板6及加劲钢板7上所开孔为圆孔、椭圆孔，或者也可以采用槽结构，例如梯形槽。
实施例：
如图1和图2，钢锚箱2及端部箱室3在工厂加工连成一体。运到施工现场后根据吊装能力将钢锚箱数节在地面拼装好后吊装或单节吊装定位后在塔上拼接。节段拼接可以采用栓接或焊接。钢锚箱定位后安装钢筋笼及塔壁模板，端部箱室孔中贯穿钢筋。然后在端部箱室内外浇筑方框形塔壁混凝土，使钢锚箱与混凝土塔壁1连成整体，各钢板上的开孔灌入混凝土形成开孔板连接件。
为了避免靠近锚箱端板处应力集中，在设计时，一般通孔设为圆形孔，而靠内侧也就是靠近端板4一侧通孔的一列或几列可设置为长圆孔，其刚度比圆孔小，并且长圆孔中钢筋位置比较好调整。对于长圆孔还可以进一步增加其密度，以加强混凝土地连通率及结构整体性。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。