CN1066484A - 可调式预力地锚预力调整系统装置及施工法 - Google Patents

Abstract

可调式预力地锚预力调整系统装置及施工法，在 其预力调整器体内设有数个圆锥孔，以穿过抗张材， 再将各抗张材置一夹固片推至调整器母体内圆锥孔 成一体状，调整器母体套一螺固帽接触于承压板上， 逐一施拉力使各抗张材受力、伸张率均匀后将夹固片 挤固，切除多余的抗张材，而后栓接拉力棒于调整器 母体内螺纹处，并装置拉座架、荷重计、拉力机，再套 一螺固帽旋合拉力棒于拉力机上，可由荷重计直接测 得实际荷重，并可观测预力变化情形。

Description

本发明涉及一种可调式预力地锚预力调整系统装置及施工法，尤指一种预力地锚或岩锚的功能多元化的新颖施工方式，藉一种预力调整器结构，利用预力调整器母体内设一夹固片，以拉力棒做为传力系统，由螺固帽可调整力量大小，且施拉力时皆可加装荷重计以实际观测预力（荷重）变化情形，可随时再施拉力，及拆除荷重计后能保持其原有预力效果者。

按传统式地（岩）锚的施工，主要如附图1中所示者，其中：

图1A为传统式预力地（岩）锚施拉力结构示意图。

图1B为传统式预力地（岩）锚施拉力后的结构示意图。

图1C为传统式预力地（岩）锚装荷重计示意图。

一般传统式预力地（岩）锚的施拉力方式分为前拉法或后拉法两种，而以后拉法较为常用如图1A，不管使用前拉法或后拉法，施拉力时均以抗张材4做为传力系统，抗力机9前后两端各放一锚头5及夹固片6，拉力机前端锚头置于承压板8上，如此结构于施拉力时常造成下列缺点与不便;

缺点1.施拉力后（切除抗张材）即无法再施拉力，如图1A和1B。

缺点2.无法调整预力。

缺点3.如装设荷重计时，如图1C，荷重计无法卸下做荷重校正工作，锚头上荷重无法确实了解。

缺点4.整束施拉力时，受两组锚头及两组夹固片影响，荷重只能供增加，难以做减退作业，预力控制困难。

缺点5.当整束施拉力拉至设计荷重后，锚头上预力锁定时，常受拉力机前端的塞挤组件，及各抗张材夹固片、锚头锥孔的制造尺寸误差以及偏心等，无法同时塞紧，致使预力锁定后各抗张材受力不均。

缺点6.预力锁定后的锚头实际荷重无法了解，即所谓预力损失（拉力机上荷重与锚头实际荷重不等）无法估计。

缺点7.施拉力安装时受抗张材柔性及拉力机配件重量与地心引力影响，致使施拉力组件下垂，难于与抗张材呈直线，因此各抗张材受力均匀度、荷重确实度很难控制，且安装极为困难。

缺点8.施拉力时夹固片随抗张材与荷重的应力应变关系而导致夹固片内的螺牙平滑与破裂，及容易刮伤抗张材。

缺点9.平时施拉力时，无法以荷重计做为每一支地（岩）锚的荷重了解，只能以压力表之类做为荷重概略了解，荷重无法撑握。

缺点10.只能做单一用途，无法做多功能转用，缺乏安全性。

由于以上的种种缺点，使传统式预力地（岩）锚施工严重影响工程安全。

按，预力地锚或岩锚施工均系使用于土木工程或大地工程，除上述的施拉力所造成的缺点外，对于各种不同钢腱长度实施预力作业，必须能适应预力损失、土层潜变、材料弹性疲乏及时间、地下水所造成预力大量损失，然由于传统式预力地锚岩锚施工，如经施拉力养护后即无法再施拉力，令预力大量损失后，而导致结构物破坏等，产生工程安全问题，另因如需装设荷重计，于拆除时亦必须解除预力，无法观测其实际的预力变化情形。

本发明人鉴于上述传统式预力地锚岩锚施工法，极易因土层潜变、材料弹性疲乏及地下水、时间所造成预力大量损失时及于随开挖的深度影响而改变侧向应力分布等，而经施拉力养护后又无法再施拉力，令结构物存坏、工程发生危险、无法观测预力变化等缺点，亟思加以改良设计，终于成功地提供出一种可调式预力地锚预力调整系统装置及施工法，该工法可藉调整器的特殊结构，利用拉力棒做为传力系统，使抗张材、夹固片、调整器母体完全地结合成一体，及配合螺固帽可做预力调整并可安装荷重计配合拉力机，施拉力时可实际观测预力变化情形，又拆除荷重计时预力量可直接固着于承压板上，不会因拆除荷重计而解除预力，再施拉力时不受时间及其他因素影响可轻易的再施拉力，以达工程需要稳定安全功能者。

缘是，本发明的主要目的，系利用一调整器母体螺旋套入螺固帽，由抗张材与夹固片结合成一体后，于调整各条抗张材受力、伸张率均匀后，固接于调整器底座圆锥孔一并整体地施拉力，利用拉力棒，拉座架即可轻易的安装施拉力，且容易地锁定荷重，及不会有锁定预力损失情形，如此，即可任意拆除或安装荷重计而不必解除预力，以实际观测预力变化情形，免除土层潜变，材料弹性疲乏、地下水及时间所造成预力大量损失又经施拉力养护后即无法再施拉力的缺点，确保工程施工质量的目的。

为使对于本发明的目的、特征及精神有进一步的了解，兹举本发明的一较佳实施例配合附图详细说明如后：

图2为本发明（可调式预力地锚预力调整系统施工法）实施例的预力调整器逐条施拉力施工装置结构示意图。

图3为本发明（可调式预力地锚预力调整系统施工法）实施例的预力调整器整体施拉力施工装置结构示意图。

图3A为本发明（可调式预力地锚预力调整系统施工法）实施例的预力调整器整体施拉力装置结构示意图。

图4为本发明（可调式预力地锚预力调整系统施工法）实施例的预力调整器锚头预力施工示意图。

图4A为本发明（可调式预力地锚预力调整系统施工法）实施例的长期观测用预力调整器锚头预力施工示意图。

图5为本发明（可调式预力地锚预力调整系统施工法）实施例预力完成剖视图。

图5A为本发明（可调式预力地锚预力调整系统施工法）实施例的荷重计长期观测用预力完成剖视图。

图6为本发明（可调式预力地锚预力调整系统施工法）实施例的分解图。

图7为本发明（可调式预力地锚预力调整系统施工法）实施例夹固片的外观示意图。

如图2～7所示，本发明系首先以钻孔机依事先设定的位置、深度、角度钻孔后，埋入已组装完成的地锚钢腱并灌浆养护;此后即可依下列步骤完成：

步骤一、采取单条施拉，请参阅图2，将调整器母体3放置于挡土壁1的预埋管2内，同时贯穿抗张材4于调整器母体3内的圆锥孔32中，每一圆锥孔32用以穿过一条抗张材4，此时调整器母体3的前端略凸出于挡土壁1外以供螺固帽5与调整器母体3相互拧合，再将抗张材4每一条装置一组夹固片31，再将略大于抗张材4外径的套管12令每一条抗张材4的夹固片31推至调整器母体3内的圆锥孔32内，此时圆锥孔32与抗张材4及夹固片31成一体状，且夹固片31后端略凸出于圆锥孔表面，以供逐条施拉力时能更加夹固;当施拉力时，由于受反力作用能使抗张材4与夹固片31及调整器母体3产生拉力越大时，抗张材4与夹固片31及圆锥孔32越加夹固。当各组件装设后，将抗张材4逐一的施拉力并夹固之，其施拉力方式为以一套管12将单一抗张材4由锥孔夹固片套至调整器母体3外边的铁片36并略凸出于铁片36，（此时调整器母体外部放一横向铁片36，铁片36中间有一圆孔361，此一圆孔的孔径略大于套管12的外径，再以单一双向拉力机9施拉，并将每一抗张材4施拉至同一受力与伸张度时（大约各别施拉至10～20%设计量），同时塞紧夹固片31于圆锥孔32中使与抗张材料4呈一紧密的结合体。

步骤二、请参阅图3及图4，将多余的抗张材4切除至调整器母体3的外端，此后即可栓接拉力棒10及安装拉座架6、荷重计7，整体式拉力机9，最后拧合螺固帽5，此时拉力棒10一端栓接调整器母体3的内螺纹，另一拧合螺固帽5（由于采用拉力做为传力系统，其栓接后的劲度足以承受拉力机等配件而不变形），于拉力机上即可施拉力;当施拉力至设计量时，由前置的螺固帽5旋紧于承压板8上再将拉力机9解除压力，此时调整器母体3已锁上螺固帽5于承压板8完成施拉力动作，同理如图3A的结构装置方式亦可。如需将荷重计留于锚头上做预力长其观测时，如图4A的组合方式，在荷重计上加上一螺固帽5及一组拉座架6即可;当预力锁定后即可拆卸拉力机9、螺固帽5拉座架6、荷重计7（视需要而定）、拉力棒10如图5及图5A。为使能再次地施拉力及保护调整器的完整性，在承压板8上的调整器母体3上套一保护套11，且调整器母体内灌注防腐剂，如此即可养护以供再次的施拉力。当须再次地施拉力或调整预力大小时，打开保护套11将拉力棒10拧合调整器母体3，依上述步骤方式就可再次地施拉力或做预力大小的调整，或将荷重计卸下做校正工作…等。

又如图6所示，调整器母体3为一圆筒形由铁、钢或合金铸造成，其底座为一实体或为一具外围螺纹可拧合于调整器母体内螺纹，其内预留有一孔或多孔平均分布的圆锥形孔32，供抗张材4穿通及夹固片31夹固抗张材4并固结调整器母体3底座之用，其调整器母体3外部周边设有螺纹34供固定帽5锁紧之用，且调整器母体3内部中空处内面周边亦设有螺纹35供拉力棒10衔接固着拧合之用，又调整器母体3底边边线可有一凸环33（参阅图2），此凸环33略大于调整器母体3的外部螺纹34，以保护调整器母体3外部螺纹34不受预埋管2相互摩擦损害;另夹固片31系铁、钢质或合金类铸成，为两片组成一圆弧形中空锥体，其中空部与抗张材4外径相同，且夹固片31内面周边设有倒尖细螺纹牙312及大端前部设有一横向间隙315，组合时呈一十字形状，此夹固片31组成的圆锥状当夹固抗张材4时，其夹片与夹片间尚留有一间隙314，以供夹紧抗张材4之用，及横向间隙315供夹紧后，能更加密合以防止夹片倒退脱落之用，又夹固片31的外圆周并设有一凹槽称之为定形槽311，此定形槽外套以开口圆形束紧环313供抗张材4与夹固片31组立装设成形之用;又螺固帽5为多角形或圆形，由铁、钢质或合金类铸成，其螺固帽5内为中空圆孔，内壁并设有螺纹52，此螺固帽内部的尺寸及螺纹可配合调整器母体3的外部螺纹34结合成一体以供施预力锁紧之用，其螺固帽5的外围周边中间处并设有至少一个凹孔51，以供旋转抵紧承压板8及调整器母体3之用;另拉座架6系由铁、钢质或合金类铸成，由中空圆环连接三支脚或多脚，以架设于承压板上（参阅图3）;又拉力棒10（参阅图3）由铁、钢质或合金类铸成，为一圆筒形内中空，其前后两端或全体外围设有螺纹101，外径螺纹101恰可配合调整器母体3内面螺纹35，以利结合成一体，另一端与固定帽5栓接结合为一体以利施拉力衔接之用。

由上所述，本发明具有下列多种优点：

1.本发明可调式地锚预力调整系统施工法，因抗张材可先逐一各别施拉力至均匀受力下再整束施拉，省时方便，且抗张材平均受力良好，质量控制最佳，完全免除传统式预力地锚岩锚施工法，浪费工时及施工工程质量不佳的缺点。

2.本发明可调式地锚预力调整系统施工法，因施拉力时可加装荷重计以观察预力变化情形，且拆除荷重计时可保持原预力，完全免除传统式预力地锚岩锚施工法，如经施拉力养护后即无法再施拉力，以致造成预力损失后结构物破坏工程危害的缺点。

3.本发明可调式地锚预力调整系统施工法，可依设计需要配合工程开挖、施工进度分阶段施拉预力，不受时间及其他因素影响且调整器可永久养护，完全免除传统式预力地锚岩锚施工法，拆除荷重计而解除预力，且无法实际观测预力变化情形及再行施拉力、调整预力大小配合施工的缺点。

4.本发明可调式地锚预力调整系统施工法，可利用拉力棒做为传力，拉力均匀，不损伤夹固片、抗张材，且动度够、安装容易、不变形、操作安全、迅速。

5.本发明可调式地锚预力调整系统施工法，夹固片只夹紧一次，不会括伤抗张材，夹固片不破裂或脱牙，结构安全。

6.本发明可调式地锚预力调整系统施工法，以调整器母体及螺固帽做为锁定，无锁定时的预力损失情形，荷重确实。

7.本发明可调式地锚预力调整系统施工法，当荷重计做长期观测时，可随时拆卸做校正工作，以确保工程安全，且拆卸或装设荷重计时承压板上可保持原有预力功能。

8.本发明可调式地锚预力调整系统施工法，可于施抗力后，随时依现场需要而再加装荷重计或其他安全观测系统。

综上所述，本发明可调式地锚预力调整系统施工法，确为一实用且施工省时、省力、省材料、确保工程品质，具有诸多优良功效的发明。

以上所述的附图说明，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限制本发明的范围，大凡熟娴精习此类技术的专业人士，依照本申请所述的结构、施工法、特征及精神范畴，所为简单修饰显而易见的等效实施或修改，均应包括于本发明的权利要求范围之内。

Claims (4)

1、一种可调式预力地锚预力调整系统装置及施工法，其特征在于：可于现场组合的预力调整器组件由拉力棒、螺固帽、拉座架、荷重计、拉力机等组成，不受多次施拉力影响，其夹固片、抗张材料只夹紧一次，且预力锁定时预力不会损失，及每次施拉力时均可由荷重计直接测读荷重，且可不受时间等因素做再次施拉力，及荷重计做长期观测时可随时拆卸以做荷重计校正工作而承压板上可保持原有预力功能者。

2、一种可调式预力地锚预力调整系统施工法，其中预力调整夹固系统包含预力地锚或岩锚于夹固片将抗张材逐一地施拉力使各抗张材受力，伸张率均匀后，再一并整体的施拉力及可加装荷重计以实际观测预力变化情形，其特征在于：一调整器母体放置夹固片于调整器母体底座圆锥孔内，锁上一螺固帽固定于一承压板，依序再设一拉力棒、拉座架、一荷重计、一拉力机再套锁螺固帽于拉力机上一并施拉力，另养护拆除拉力机、荷重计并套入保护套;如需再施拉时，即可再装设拉力棒、拉座架、荷重计、拉力机一并再施拉力。

3、一种可调式预力地锚预力调整系统装置，用来调整预力系统施工与实际观测预力变化情形，该系统包括预力调整装置元件，其特征在于：该元件包括，

一调整器母体，外部周边形成螺纹状并设有调整用固定螺帽，其底端周边则可形成微凸环或全为螺纹，前端内部为中空且设有内周边的螺纹，底端内部为实体并设有至少为一孔的圆锥孔，其大端朝向母体内面，底端内部的实体周边设有螺纹可与调整器母体内螺纹相互拧合;

一夹固片，由二片组成一圆锥形且大端前部有一横向间隙组合时呈一十字形状，其内部为中空且内部周面设有倒尖细螺纹，中空部份与抗张材尺寸大小相同，又每组夹固片外部周面设有一凹槽由开口圆形束紧环放置于凹槽处，使两片一组形成一圆锥状;

一螺固帽，内部中空并设有螺纹，能与上述调整器母体外部螺纹拧合及拉力棒套筒拧合;

一承压板，内径恰可插套调整器母体，并供螺固帽螺固调整器母体及拉座架设置联结;

一保护套，位于调整器母体外侧，且中空部位设置防腐剂;

一拉力棒，外部前后端设有螺纹，可与前述调整器母体前端内的螺纹拧合，另端可与固定用螺固帽结合;

一拉座架，由中空圆环连接三支脚或多脚，以架设于承压板。

4、一种可调式预力地锚预力调整系统施工法，其特征在于：用来施预力完成并养护后，可再行施拉力及调整预力大小，该施工法包括下列步骤：

（1）将地锚或岩锚或预力梁以配合钻机钻孔后埋设预力钢腱;

（2）装设调整器母体插套抗张材并放置夹固片于调整器母体底座圆锥孔内;

（3）锁上螺固帽固定于承压板上后将抗张材逐条施拉力;

（4）装设拉力棒、拉座架、荷重计、拉力机并套锁螺固帽于拉力机上一并施拉力;

（5）施拉力完成后即可拆除拉力机、荷重计、拉座架并套合保护套，全部作业完成;以及

（6）如需再施拉力时再装设拉力棒、拉座架、荷重计、拉力机锁上外螺固帽即可重复预力施工步骤。

Images