CN104727317B - 一种减小锚索预应力损失的组合结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减小锚索和锚杆预应力损失的组合结构，包括预应力锚索、约束弹簧移动结构、弹簧、端头紧固装置和槽钢，所述预应力锚索一部分伸入岩土体中预设的锚索孔中，另一部分露出岩土体，所述预应力锚索露出部分套设弹簧，所述槽钢支撑设置在弹簧的外侧，所述弹簧和槽钢的一端紧贴岩土体，所述弹簧的另一端高出槽钢的另一端，并通过设置在槽钢上的约束弹簧移动结构限位固定；所述锚索孔中填充浆液，待浆液凝固后，在预应力锚索露出部分顶端安装端头紧固装置紧固，所述端头紧固装置通过弹簧的另一端施加预应力。本发明制作简单、造价低廉、安装简便，能有效减小甚至消除锚索预应力损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种组合结构，适用于预应力锚索或者锚杆。
背景技术
目前预应力锚索(锚杆)技术已广泛地应用于工业民用建筑、桥梁、矿山建设、高陡边坡、大型地下洞室的围岩加固、深大基坑的支护、坝基的加固，以及各种建筑物的围护和补强。预应力锚固技术的最大特点是尽可能少地扰动被锚固的土体或岩体，通过锚固措施，充分利用了岩体或土体的自身强度，从而大大减少了支护造价，得到了广泛的应用。
在预应力锚固技术应用过程中，锚固预应力的损失是设计人员和工程管理人员所关心的重要问题，也是涉及工程安全与否的核心问题之一。预应力损失与材料性质、被锚固介质力学特性、锚夹具的加工质量、施工工艺及运行管理水平有关。工程上，在锚索(锚杆)预应力的施加过程中，由于支护背面不平，起支撑作用的槽钢承受预应力较大，变形量较大。当给其中一个锚索施加预应力时，槽钢变形会引起邻近已经施加到设计预应力锚索的预应力损失，距离越近，预应力损失越多，从而不能保证工程需要，甚至引起工程安全事故。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种减小锚索预应力损失的组合结构，制作简单、造价低廉、安装简便，能有效减小甚至消除锚索预应力损失。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种减小锚索预应力损失的组合结构，包括预应力锚索、约束弹簧移动结构、弹簧、端头紧固装置和槽钢，所述预应力锚索一部分伸入岩土体中预设的锚索孔中，另一部分露出岩土体，所述预应力锚索露出部分套设弹簧，所述槽钢支撑设置在弹簧的外侧，所述弹簧和槽钢的一端紧贴岩土体，所述弹簧的另一端高出槽钢的另一端，并通过设置在槽钢上的约束弹簧移动结构限位固定；所述锚索孔中填充浆液，待浆液凝固后，在预应力锚索露出部分顶端安装端头紧固装置紧固，所述端头紧固装置通过弹簧的另一端施加预应力。
进一步的，通过端头紧固装置紧固后，所述弹簧的另一端仍高于槽钢的另一端，且弹簧的压缩蓄能为锚索预应力的80～100％。
进一步的，每个组合结构包括多个组合单元，所述组合结构中的每个组合单元共用两个槽钢，每个组合单元还包括一个弹簧、一个预应力锚索和一个约束弹簧移动结构，所述弹簧套设在预应力锚索上，并通过约束弹簧移动结构限位固定，所述两个槽钢背向固定设置在约束弹簧移动结构的上下面，且所述槽钢的一槽侧面和弹簧的一端紧贴岩土体，弹簧的另一端高出槽钢的另一槽侧面。
进一步的，所述约束弹簧移动结构为中空钢管结构，上下均焊接有圆孔钢板，所述钢板上圆孔的直径与钢管的内直径等大，钢管的内直径略微大于弹簧的外径，弹簧设置在钢管内，预应力锚索从弹簧内部穿过。
进一步的，所述浆液可以为水泥浆或树脂固结体。
有益效果：本发明由于采用弹簧结构承受主要预应力，正常状态时弹簧自由长度大于槽钢高度，根据锚索的位置，约束弹簧移动的结构固定在槽钢相应位置处，当施加预应力时，弹簧首先受力，当弹簧变形到一定程度时槽钢才开始受力，根据不同的预应力大小可以选用不用刚度与不同长度的弹簧，从而控制槽钢的受力与变形，减小锚索预应力的损失。本组合结构能有效减小锚索的预应力损失，制作简单、成本低廉、安装方便、锚索或锚杆预应力结构均能适用。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图。
附图2为本发明的局部放大图。
附图3为本发明的正面结构示意图。
图中：1-预应力锚索(锚杆)；2-约束弹簧移动结构；3-弹簧；4-端头紧固装置；5-槽钢；6-锚索孔；7-浆液；8-岩土体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1所示，一种减小锚索预应力损失的组合结构，包括预应力锚索1、约束弹簧移动结构2、弹簧3、端头紧固装置4和槽钢5。工程实施过程中，首先按照设计位置在岩土体8中预设的锚索孔6，所述预应力锚索1一部分伸入岩土体8中预设的锚索孔6中，另一部分露出岩土体8，所述预应力锚索1露出部分套设弹簧3，所述槽钢5支撑设置在弹簧3的外侧，所述弹簧3和槽钢5的一端紧贴岩土体8，所述弹簧3的另一端高出槽钢5的另一端，并通过设置在槽钢5上的约束弹簧移动结构2限位固定。
所述锚索孔6中填充浆液7，待浆液7凝固后，在预应力锚索1露出部分顶端安装端头紧固装置4紧固，施加预应力，当预应力值达到设计要求时，固定锁紧端头紧固装置4，所述端头紧固装置4通过弹簧3的另一端施加预应力。通过端头紧固装置4紧固后，所述弹簧3的另一端仍高于槽钢5的另一端。由于弹簧3预留一定的自由变形量，施加的预应力首先由弹簧3承受，待弹簧3压缩到与槽钢5高度相同时，余下的预应力才由槽钢5承受，因此槽钢5变形量大大减小，相邻的预应力锚索1预应力损失大大减小。本发明根据不同预应力而使用不同刚度和长度的弹簧3。
其中，浆液7可以为水泥浆或树脂固结体等。
如附图2和3所示，每个组合结构包括多个组合单元，所述组合结构中的每个组合单元共用两个槽钢5，每个组合单元还包括一个弹簧3、一个预应力锚索1和一个约束弹簧移动结构2，所述弹簧3套设在预应力锚索1上，并通过约束弹簧移动结构2限位固定，所述约束弹簧移动结构2为中空钢管结构，上下均焊接有圆孔钢板，所述钢板上圆孔的直径与钢管的内直径等大，钢管的内直径略微大于弹簧的外径，弹簧3设置在钢管内，预应力锚索1从弹簧3内部穿过。所述两个槽钢5背向固定设置在约束弹簧移动结构2的上下面，且所述槽钢5的一槽侧面和弹簧3的一端紧贴岩土体8，弹簧3的另一端高出槽钢5的另一槽侧面。
施工时，通过线性变阻的弹簧3来承受80％～100％锚索1的预应力，并且通过弹簧3的线性形变及预先的蓄能的作用，避免因为传统支撑槽钢5的背面不平整引起变形，从而导致预应力锚索1预应力的损失殆尽的问题，本组合结构具有，制作简单、造价低廉、施工简便、安装迅速，应用面广等诸多优点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种减小锚索预应力损失的组合结构，其特征在于：包括预应力锚索(1)、约束弹簧移动结构(2)、弹簧(3)、端头紧固装置(4)和槽钢(5)，所述预应力锚索(1)一部分伸入岩土体(8)中预设的锚索孔(6)中，另一部分露出岩土体(8)，所述预应力锚索(1)露出部分套设弹簧(3)，所述槽钢(5)支撑设置在弹簧(3)的外侧，所述弹簧(3)和槽钢(5)的一端紧贴岩土体(8)，所述弹簧(3)的另一端高出槽钢(5)的另一端，并通过设置在槽钢(5)上的约束弹簧移动结构(2)限位固定；所述约束弹簧移动结构(2)为中空钢管结构，上下均焊接有圆孔钢板，所述钢板上圆孔的直径与钢管的内直径等大，钢管的内直径略微大于弹簧的外径，弹簧(3)设置在钢管内，预应力锚索(1)从弹簧(3)内部穿过；
所述锚索孔(6)中填充浆液(7)，待浆液(7)凝固后，在预应力锚索(1)露出部分顶端安装端头紧固装置(4)紧固，所述端头紧固装置(4)通过弹簧(3)的另一端施加预应力。
2.根据权利要求1所述一种减小锚索预应力损失的组合结构，其特征在于：通过端头紧固装置(4)紧固后，所述弹簧(3)的另一端仍高于槽钢(5)的另一端，弹簧(3)的压缩蓄能为锚索(1)预应力的80～100％。
3.根据权利要求1所述一种减小锚索预应力损失的组合结构，其特征在于：每个组合结构包括多个组合单元，所述组合结构中的每个组合单元共用两个槽钢(5)，每个组合单元还包括一个弹簧(3)、一个预应力锚索(1)和一个约束弹簧移动结构(2)，所述弹簧(3)套设在预应力锚索(1)上，并通过约束弹簧移动结构(2)限位固定，所述两个槽钢(5)背向固定设置在约束弹簧移动结构(2)的上下面，且所述槽钢(5)的一槽侧面和弹簧(3)的一端紧贴岩土体(8)，弹簧(3)的另一端高出槽钢(5)的另一槽侧面。
4.根据权利要求1所述一种减小锚索预应力损失的组合结构，其特征在于：所述浆液(7)为水泥浆或树脂固结体。
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