本发明涉及悬索桥隧道式锚碇，具体为一种安装有孔隙式粘滞阻尼器的格栅状悬索桥隧道式锚碇及其施工方法。
背景技术：
1、传统的隧道式悬索桥锚碇设计，是通过对山体内部进行开挖，并浇筑倒楔形结构，以此实现与大面积岩体的协同受力，共同对抗主缆的拉力。这种设计通常应用于那些岩体稳定性较好的山区地带。然而，对于大型悬索桥所承受的巨大拉拔荷载，锚塞体所能提供的抗拔力会逐渐减小。特别是当锚碇周围的岩体稳定性较差，且岩层条件复杂时，问题更为突出。在这种情况下，由于岩体的硬度和强度较低，围岩对锚塞体的夹持力将大幅降低，进而影响到整个桥梁体系的承载力、稳定性和安全性。此外，如果桥梁位于多发的自然灾害区域，如地震、台风等，这些无法避免的自然灾害会对锚塞体表面及周围岩体造成破坏。一旦发生这种情况，将难以确保锚碇依然符合安全和稳定性的要求，因此桥梁的整体安全性将面临巨大的挑战。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提出一种安装有孔隙式粘滞阻尼器的格栅状悬索桥隧道式锚碇，使得悬索桥隧道锚碇的混凝土用量减少30％左右，并且锚碇在受到主缆拉拔作用下的承载能力和受到地震作用等自然灾害时的水平位移控制能力明显提高。
2、为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
3、一种安装有孔隙式粘滞阻尼器的格栅状悬索桥隧道式锚碇，其特征在于，包括锚塞体1和岩体2，所述锚塞体1与岩体2之间安装有孔隙式粘滞阻尼器3，三者共同构成一个整体；
4、优选的，所述锚塞体1的表面呈格栅状，所述锚塞体1由前锚面5、后锚面6、底面、侧面及顶部曲面7组成；
5、优选的，所述岩体2上均匀排列有方形凸起201。
6、优选的，所述锚塞体1与岩体2之间安装有孔隙式粘滞阻尼器3，在地震多发区域，孔隙式粘滞阻尼器3可以起到良好的隔震效果，能有效控制地震作用下锚塞体1的应力和位移，使得岩体2与锚塞体1这两个刚性结构之间有阻尼器作为缓冲，在地震作用下，整体更不容易受到破坏。
7、优选的，所述锚塞体1的前锚面5和后锚面6为切角拱门状，相比于传统直角城门洞状，切角装置的阻尼器起到良好的隔震作用，控制锚塞体底部角处的地震位移和地震应力；切角4处有岩体1作为阻移体，能更加充分利用围岩的挤压作用来减小锚塞体1水平位移趋势。
8、优选的，所述锚塞体1的侧面、底面及顶部曲面均为格栅状，与岩体2上均匀排列的方形凸起201之间有嵌合关系，均匀排列有方形凸起201的岩体2成为锚塞体1的阻移体，在锚塞体1承受主缆的拉拔荷载时，岩体2所有突起处平行且靠近前锚室的的面与格栅状锚塞体接触面之间形成承压面，并产生挤压阻移作用，使锚塞体被岩体凸起处牢牢钩住，再利用格栅状锚塞体最外层表面的楔形效应带动周围岩体参与抗拔的同时，充分利用岩体凸起处充当的阻移体形成挤压阻移作用来实现更好的抗拉拔效果防止锚塞体被整体拉出。
9、优选的，考虑到悬索桥隧道式锚碇的施工合理性，孔隙式粘滞阻尼器3只能在未浇筑锚塞体混凝土时，在岩体上进行单侧锚固，因此将阻尼器另一侧的锚固板更换成橡胶层，以适用于配备孔隙式粘滞阻尼器的格栅状悬索桥隧道式锚碇施工。
10、优选的，所述孔隙式粘滞阻尼器的格栅状隧道锚一般采用喷盾构法或者施工喷锚暗挖法进行开挖与施工。
11、所述凸起201的长1m、宽1m、高0.9m，所述锚塞体1表面的环状格栅的宽0.3m，高0.9m，锚塞体1表面的纵向格栅的宽0.1m，高0.9m，所述孔隙式粘滞阻尼器阻尼器3长0.9m。
12、一种安装有孔隙式粘滞阻尼器的格栅状悬索桥隧道式锚碇的施工方法，包括步骤如下：
13、步骤一、在对悬索桥隧道锚碇锚址区的岩体进行开挖施工时，首先着手开挖半圆形部分，其宽度设定在8-10m，开挖半径则控制在3.5-5m范围内；悬索桥隧道锚碇的锚洞开挖通常采用短台阶法，其中上台阶优先开挖，下台阶紧随其后，每个台阶的长度保持在2-4m；每个断面开挖完成后，立即实施锚杆安装，并铺设钢筋网，随后喷射混凝土，以确保围岩断面迅速封闭，防止锚洞坍塌造成安全事故；然后安装钢拱架，并将钢筋相连，锁定脚锚杆以稳固钢拱架，确保其整体受力均匀；随后进行第二次喷射混凝土；在开挖过程中，左右前锚室的掌子面应错开4-5m进行开挖，以避免左右断面围岩相互干扰，影响施工进度；
14、步骤二、在传统的前锚室开挖支护稳定之后，进行锚塞体1核心部分的开挖与施工，锚塞体开挖深度为35m，开挖倾角为40°，其开挖施工方法与上面所述步骤一不同；在开挖锚塞体这一段长度的距离时对周围岩体开挖出一个切角拱门状；在开挖时做好支护，使用喷射混凝土防止围岩破坏松动造成坍塌，另一边锚塞体锚洞按照相同的方式同时进行施工；
15、步骤三、在锚塞体1核心部分的切角拱门状锚洞开挖支护稳定后，进行锚塞体1外表面格栅部分的开挖与施工，按照锚塞体格栅状的纹理对岩体进行划线，按照画出的格栅网线往岩体凿入0.9m；在开凿时做好局部支护，使用喷射混凝土防止围岩破坏松动造成坍塌，另一边锚塞体锚洞按照相同的方式同时进行施工；
16、步骤四、在步骤三的锚塞体1核心部分和外边面部分都开挖支护完成之后，进行粘滞阻尼器安装位置的开挖与施工，以岩体每一个均匀排列的方形凸起面中心为圆心，垂直平面钻一个半径为0.15m，深度为0.9m的圆柱孔，清洁圆柱孔，然后使用热风进行干燥处理，再拿出按照图6所预制好的孔隙式粘滞阻尼器，用膨胀螺丝将每个阻尼器安装在岩体圆柱孔处，等全部孔隙式粘滞阻尼器安装完成后，进行验收检查，确保阻尼器安装牢固、无晃动、歪斜等现象；
17、步骤五、在完成步骤四之后，紧接着开展定位支架的施工工作，鉴于锚洞的构造特点，其表面并非平坦光滑，而是布满了均匀排列的方形凸起，并且每个凸起中心处已经安装好孔隙式粘滞阻尼器，因此，必须严格依照预先制定的支架安装方案，依次安装定位支架底座，并开展精细准确的测量工作，以保证安装位置与高度的精准度；接着，依据测量数据来安装定位支架的立柱，确保其垂直度与水平度符合规定标准；随后，安装支撑横梁和斜撑，旨在提升支架的整体稳定性和承载力；在安装完毕后，须对支架的安装质量与稳定性进行严格检查和测试，确认其满足使用要求，在此基础上，继续在支架上安装其他相关的结构部件；在整个施工过程中，必须严格遵守安全规定，以保障工人的人身安全；同时，应根据现场的具体情况对施工方案进行必要的调整与优化，以保证支架系统的稳定性和承载力；
18、步骤六、在步骤五定位支架安装完成之后，进行预应力钢束的安装及施工，首先根据设计要求，准备相应的预应力钢束，并确保其符合规范的质量要求，然后严格按照设计要求进行切割、焊接预应力钢束，在定位支架的基础上，按照设计图纸的位置和方向，将预应力钢束准确地安装在预定位置，在确认预应力钢束的位置准确无误后，使用张拉机对钢束进行张拉，直至达到设计预应力值，张拉过程中需要严格控制张拉力，确保符合设计要求；在钢束张拉到设计值后，使用锚具将钢束锚固在预定的位置，并进行封堵，以防止腐蚀和锈蚀，对预应力钢束的安装和张拉质量进行检查，确保所有工作都符合设计和规范要求；
19、步骤七、在步骤六相关传统预应力钢束的施工完成之后，按照制定的施工方案浇筑锚塞体1，确保混凝土的浇筑质量和均匀性，在浇筑过程中，还需要对混凝土的温度、收缩和抗裂性能进行控制，以确保锚碇的耐久性和安全性；还要注意监控混凝土的硬化过程，以及时发现并处理可能出现的裂缝等质量问题；浇筑完成后，还需要对锚碇进行养护，以保证混凝土的强度和稳定性。
20、本发明的有益效果在于：
21、1.在本发明中，所述锚塞体通过其独特的结构设计，确保了与周围均匀方形凸起排列的岩体之间形成紧密的嵌合关系。这种设计因充分利用岩体而减小了隧道锚的实际体积，在减少混凝土用量的同时，增强了结构的整体稳定性，还提高了抗拉拔性能。所述锚塞体的侧面、顶部曲面以及底面都呈现出格栅状，这种形状与岩体上的均匀方形凸起排列形成了巧妙的嵌合，使得凸起的岩体自然成为锚塞体的阻移体。在承受主缆的拉拔荷载时，锚塞体的格栅状表面与岩体凸起处的接触面形成了承压面。这个承压面在受力时会产生挤压阻移作用，有效地防止锚塞体被拉出。与此同时，锚塞体的最外层表面具有楔形效应，可以带动周围的岩体参与到抗拔过程中，两种作用共同提高抗拉拔性能。通过这种设计，锚塞体能够充分利用岩体凸起处的阻移作用，实现更好的抗拉拔效果。在实际应用中，这种结构能够有效地提高工程的安全性和可靠性，为我国的悬索桥建设提供了有力的技术支持。
22、2.在格栅状锚塞体与均匀排列哟方形凸起的岩体之间，特意装置了孔隙式粘滞阻尼器，这一设计的巧妙之处在于，它能够在多个方面显著提升结构的稳定性和抗震性能。当发生地震等多发区域的自然灾害时，阻尼器能够有效地隔离地震波的震动能量，起到良好的隔震效果。阻尼器的作用机理在于其独特的特性。当外部结构因受力而振动时，活塞随之在缸筒内往复运动。活塞的运动导致其前后的压力差变化，使得阻尼介质通过阻尼孔流动。阻尼流体流动时，根据流体的粘滞性质和活塞的运动速度，会产生阻尼力。阻尼力对活塞的运动产生阻碍，从而耗散结构振动产生的能量。使得整体结构更加柔韧，更不容易受到破坏。因此，通过在锚塞体与岩体之间加入阻尼器，不仅提高了结构的抗震能力，也增强了其长期稳定性和耐久性。这一设计巧妙地结合了刚性与柔性的优势，通过孔隙式粘滞阻尼器的隔震和缓冲作用，为锚塞体提供了一种更为安全、可靠的结构解决方案，有力地保障了结构的安全性和耐久性。
23、3.锚塞体外形采用独特的切角拱门状设计，这一创新性的结构不仅优化了锚塞体的力学性能，还显著提升了其抗震能力。相较于传统直角城门洞状设计，切角的设计为锚塞体提供了更为优越的隔震效果。在切角处，专门设置了阻尼器，当外部力量作用于锚塞体时，阻尼器通过阻尼力对活塞运动的阻碍，耗散结构振动产生的部分能量，从而有效控制锚塞体底部角处的位移和应力。这不仅减轻了结构整体的应力负担，还有效避免了因过度应力而导致的结构损坏。同时，切角拱门状设计中的方形凸起排列岩体，也能限制锚塞体在拉力和地震作用下的位移。这些方形凸起能够更好地利用围岩的挤压作用，对锚塞体产生有效的阻力，从而显著减小锚塞体的水平位移趋势。这种设计使得锚塞体在受到外部力量时，能够更好地保持稳定，减少了结构的位移风险。
1.一种安装有孔隙式粘滞阻尼器的格栅状悬索桥隧道式锚碇，其特征在于：包括锚塞体(1)和岩体(2)，所述锚塞体(1)与岩体(2)之间安装有孔隙式粘滞阻尼器(3)，三者共同构成一个整体；所述锚塞体(1)的表面呈格栅状，所述锚塞体(1)由前锚面(5)、后锚面(6)、底面、侧面及顶部曲面(7)组成；所述岩体(2)内表面均匀排列有方形凸起(201)。
2.根据权利要求1所述的一种安装有孔隙式粘滞阻尼器的格栅状悬索桥隧道式锚碇，其特征在于：所述锚塞体(1)的前锚面(5)和后锚面(6)为切角拱门状。
3.根据权利要求1所述的一种安装有孔隙式粘滞阻尼器的格栅状悬索桥隧道式锚碇，其特征在于：所述锚塞体(1)的侧面、底面及顶部曲面的格栅与岩体(2)内表面均匀排列的方形凸起(201)之间相嵌合。
4.根据权利要求1所述的一种安装有孔隙式粘滞阻尼器的格栅状悬索桥隧道式锚碇，其特征在于：所述凸起(201)的长1m、宽1m、高0.9m，所述锚塞体(1)表面的环状格栅的宽0.3m，高0.9m，所述锚塞体(1)表面的纵向格栅的宽0.1m，高0.9m，所述孔隙式粘滞阻尼器阻尼器(3)长0.9m。
5.一种安装有孔隙式粘滞阻尼器的格栅状悬索桥隧道式锚碇的施工方法，其特征在于，包括步骤如下：
