与重力式锚碇比较，隧道式锚碇因具有环境扰动小和性价比高的优势，而备受关注。丽香铁路金沙江大桥是我国拟建的首座铁路悬索桥，两岸均采用隧道式锚碇，由于铁路具有重载的特点，其主缆拉力远大于一般的公路桥梁，以往有关公路悬索桥的研究成果在铁路中的应用受到了一定限制，隧道式锚碇与围岩的相互作用机理尚不十分明确，隧道式锚碇还未形成较为完备的定量设计方法。本文以丽香铁路金沙江特大桥隧道式锚碇为研究对象，采用理论计算、数值分析、模型试验相结合的研究方法，对铁路悬索桥隧道式锚碇的承载机理及计算方法开展了研究。采用模型试验方法揭示了隧道锚的变形影响区特征，建立了锚碇体荷载传递曲线函数关系，推到了锚碇体与围岩界面剪应力的计算公式；通过超载试验揭示三种不同接触面下隧道锚的破坏模式；基于ABAQUS建立岩体的弹脆塑性损伤本构，同时考虑岩体的张拉-剪切复合破坏机制，较好地模拟岩石体破裂后的力学行为；为研究岩体真实的破裂过程提供了基础；通过损伤数值分析方法模拟隧道锚加载破裂全过程，分析围岩性质、锚碇体与围岩接触面强度、锚碇体扩展角、轴向长度及断面直径对隧道锚承载性能的影响；根据极限平衡理论，提出隧道锚极限承载力计算方法及设计计算流程，为铁路悬索桥隧道锚的合理设计提供科学依据。该研究成果对于促进隧道式锚碇在铁路工程中的应用，提升设计技术水平，具有理论意义和应用价值。 2100433B

随着祖国西部高速公路、铁路建设，悬索桥以其跨越能力强、环境扰动小的特点备受关注。在山区若能因地制宜，有效地利用岩体承载，采用隧道式锚碇对保护自然环境、避免大规模开挖、节约投资等方面意义重大。然而，由于隧道式锚碇对地质条件的要求较为苛刻，实际应用不多。人们对锚碇与围岩相互作用机理尚不十分明确，隧道锚的设计也未形成体系。本项研究结合我国拟建的首座铁路悬索桥金沙江大桥，采用模型试验的方法揭示隧道锚的荷载传递规律、变形分布特征；通过超载试验揭示三种不同接触面下隧道锚的破坏模式；基于ABAQUS建立岩体的弹脆塑性损伤本构；通过损伤数值分析方法分析隧道锚破裂机制及隧道锚承载性能影响因素；根据极限平衡理论，提出隧道锚极限承载力计算方法及设计计算流程，为铁路悬索桥隧道锚的合理设计提供科学依据。该研究成果对于促进隧道式锚碇在铁路工程中的应用，提升设计技术水平，具有理论意义和应用价值。

锚碇作为悬索桥的四大部分之一，其土方量占悬索桥总开挖量的绝大部分，是最大限度减少环境扰动的关键所在。隧道锚可有效减少开挖量和混凝土用量，是理想的锚碇型式，如美国的华盛顿桥，其新泽西岸隧道锚与纽约岸重力锚混凝土用量比1:4.8，我国四渡河特大桥宜昌岸隧道锚与恩施岸重力锚混凝土用量比1:4，土石方开挖量之比1:5。因而，隧道锚的使用对有效保护自然环境、避免大规模开挖、节约投资方面具有重要意义。

悬索桥锚碇体系是一种运用于大型悬索桥、连接主缆索与锚碇砼台墩之间、将来自主缆索的荷载传递至锚碇砼台墩的结构。

建造人行索桁桥，应根据地质地形条件选择合理的锚碇形式，并确定基底持力层位置。山区农村人行索桁桥主要采用两种简单、有效而且经济的锚碇形式：桩柱式锚碇和组合式锚碇。锚碇主要承受上拔力和水平力，因此需要验算锚桩抗拔承载力，桩身抗剪、抗拉承载力，锚桩水平承载力；必要时对桩身还需进行抗裂验算。要求承载力容许值大于锚桩所受荷载效应值。

锚碇设施两种锚碇的适用条件

人行索桁桥的桩柱式锚碇为挖孔灌注桩，适用硬质岩和软质岩地基；桩径不小于1.2m，嵌入微风化层深度不小于3.5m。桩柱式锚碇如下图所示。

组合式锚碇为重力式基础与桩基础的组合，适用于中实到密实的碎石土，中实到密实的中砂、砾砂、粗砂地基，桩径不小于1.2m，桩周与基础边缘不小于0.5m，基础埋置深度不小于3.5m。组合式锚碇如下图所示。

锚碇设施抗拔容许承载力

抗拔承载力取决于桩身与桩侧土层摩阻力和桩身自重两个主要因素。

按照《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63--2007)，单桩轴向受拉承载力容许值为：

W——桩身自重；

V——背索对锚碇向上的最大竖向拉力。

对于桩柱式锚碇，抗拔承载力以桩侧摩阻力为主；对于组合式锚碇，桩身自重占主要成分。

锚碇设施桩身抗拉

依据《混凝土结构设计规范》(GB 50010一2010)第7.4.1条，桩身轴向拉力设计值表达式为：

锚碇设施桩身抗剪

桩身所受剪力由钢筋和混凝土共同承担，则：

锚碇设施桩身水平承载力

参照《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)，当桩的水平承载力由水平位移控制，且缺少单桩水平静载试验资料时，可按下式估算桩身配筋率不小于0.65%灌注桩单桩水平承载力特征值：

当缺少单桩水平静载试验资料时，可按照下列公式估算桩身配筋率小于0.65%的单桩水平承载力特征值：

式中，