CN107419724A - 自紧式预应力锚索 - Google Patents

Abstract

本发明涉及预应力锚索领域，公开了自紧式预应力锚索，包括土体内的锁固段，锁固段包括锚固线以及承压段，锚固线贯穿承压段，锚固线内端连接有钻进头，锚固线上连接有扩张结构，扩张结构的上端固定承压段的下端，扩张结构的下端连接在钻进头外端；扩张结构具有多个朝锚固线垂直方向向外扩张或向内收拢的撑杆。预应力锚索在施加预应力后，锚固线受到土压力或滑坡推力增大时，使其拉动钻进头向孔外方向滑动，从而使扩张结构朝锚固线垂直方向向外扩张，扩张结构扩张过程中，其受到的阻力也越大，进而反过来阻止了锚索锚固线的变形，达到了自锁的目的，有效防止了外部拉力超过设计允许范围导致锚索破坏。

Description

自紧式预应力锚索

技术领域

本发明涉及预应力锚索领域，特别涉及自紧式预应力锚索。

背景技术

预应力锚索是把一端锚固在坚硬的岩层中，然后在另一个自由端进行张拉，从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固。

目前，预应力锚索在施加预应力以后，当支护结构变形，钢绞线会带动锚索锚固段一同向外侧滑动，当锚索受到的土压力或滑坡力大于锚索锚固段摩擦力以后，锚索便变形加大以致滑动破坏。

现有技术中，预应力锚索的设计允许锚固力是固定的，一旦锚索受到过大土压力或滑坡力，超过该固定的设计允许值，锚索便会向外滑动破坏。

发明内容

本发明的目的在于提供自紧式预应力锚索，旨在解决现有技术中预应力锚索锚固力为固定值，超过该固定的设计允许值，锚索便会向外滑动破坏的问题。

本发明是这样实现的，自紧式预应力锚索，包括置于土体内的锁固段，所述锁固段包括锚固线以及固定在土体内的承压段，所述锚固线贯穿所述承压段，所述锚固线内端连接有钻进头，所述锚固线上连接有扩张结构，所述扩张结构的上端固定所述承压段的下端，所述扩张结构的下端连接在所述钻进头外端；所述扩张结构具有多个朝所述锚固线垂直方向向外扩张或向内收拢的撑杆。

进一步的，所述扩张结构的多个撑杆包括两个上撑杆以及两个下撑杆，两个所述下摆杆以及两个上摆杆分别对称布置在所述锚固线的两侧；两个所述下摆杆的下端分别铰接在所述钻进头；两个所述上摆杆的上端分别铰接在所述承压段，两个所述上摆杆的下端分别对应与两个所述下摆杆的上端铰接。

进一步的，两个所述上摆杆分别铰接在所述承压段下端的端部。

进一步的，所述上摆杆的长度与所述下摆杆的长度一致。

进一步的，所述锚固线上设置有两个所述扩张结构，两个所述扩张结构在所述钻杆上呈十字状布置。

进一步的，所述钻进头穿设有反力板，所述钻进头内端穿过所述反力板，所述反力板固定在所述钻进头

进一步的，所述反力板下端连接有两个加劲肋，两个所述加劲肋在所述反力板上呈十字状布置。

进一步的，所述承压段包括横向承压板以及承压块，所述横向承压板连接所述承压块外端，所述承压块内端铰接两个所述上摆杆。

进一步的，所述锚固线为无粘结钢绞线。。

与现有技术相比，预应力锚索在施加预应力后，当锚固线受到的土压力或滑坡推力增大时，锚固线有变形加大的趋势，进而拉动钻进头向孔外方向滑动，钻进头一旦向孔外方向滑动会使扩孔装置朝锚固线垂直方向向外扩张，使其在注浆的地层内受到阻力也更大，进而反过来阻止了锚索钢绞线的变形；因此，当钢绞线受到的拉力越大，变形越大，扩孔装置朝锚固线垂直方向向外扩张的幅度就越大，使其受到的阻力也越大，反过来又阻止了锚索变形，达到了自锁的目的，有效防止了外部拉力超过设计允许范围导致锚索破坏。

附图说明

图1是本发明实施例提供的自紧式预应力锚索立体示意图；

图2是本发明实施例提供的自紧式预应力锚索A-A剖面的剖面示意图；

图3是本发明实施例提供的自紧式预应力锚索A-A剖面的剖面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

参照图1-3所示，为本发明提供较佳实施例。

自紧式预应力锚索，有效解决了锚索外部拉力超过设计允许范围时，导致锚索破坏的问题。

自紧式预应力锚索，包括置于土体内的锁固段，锁固段包括锚固线50以及承压段70，锚固线50贯穿承压段70，锚固线50内端连接有钻进头10；钻进头10一方面起到导向作用，另一方面旋转钻进切削土体，从而降低钻进土层对其的阻力；承压段70以及钻进头10锚固在土体内，通过锚固在土体内的承压段70、锚固线50以及钻进头10，从而对不稳定土体进行锚固。

再者，锚固线50上连接有扩张结构40，扩张结构40的上端固定承压段70的下端，扩张结构40的下端连接在钻进头10外端；扩张结构40具有多个朝锚固线50垂直方向向外扩张或向内收拢的撑杆，当锚固线50受力变形，影响钻进头10向承压段70方向移动时，扩张结构40朝锚固线50垂直方向向外扩张，进而使扩张结构40在土层阻力增大，从而阻止扩张结构40继续朝锚固线50垂直方向向外扩张，反过来阻止锚固线50变形，从而对预应力锚索起到保护作用。

具体工作中，预应力锚索在施加预应力后，当锚固线50外部受到的土压力或滑坡推力增大时，锚固线50有向外变形加大的趋势，由于锚固线50内端与钻进头10固定，进而拉动钻进头10向孔外方向滑动，钻进头10一旦向孔外滑动会使得扩张结构40朝锚固线50垂直方向向外扩张，扩张结构40张开的幅度越大，在注浆的地层内受到的端部阻力也更大，进而反过来阻止了锚固线50的变形；因此，当锚固线50受到的拉力越大，变形越大，扩张结构40朝锚固线50垂直方向向外扩张的幅度就越大，使其受到的阻力也越大，反过来又阻止了锚索变形，达到了自锁的目的，实现了预应力锚索外部拉力设计允许值的调节，从而对锚索起到保护作用。

本实施例中，扩张结构40的多个撑杆包括两个上撑杆以及两个下撑杆，两个下摆杆42以及两个上摆杆41分别对称布置在锚固线50的两侧，这样使各个摆杆受力均匀，有助于提高扩张结构40的稳定性；两个下摆杆42的下端分别铰接在钻进头10，两个上摆杆41的上端分别铰接在承压段70，两个上摆杆41的下端分别对应与两个下摆杆42的上端铰接，这样，当钻进头10受力向承压段70移动时，促使两个上摆杆41与两个下摆杆42铰接部，朝锚固线50垂直方向向外扩张，使扩张结构40受到的阻力也越大，反过来又阻止了钻进头10受力向承压段70移动，达到了自锁的目的，实现了预应力锚索外部拉力设计允许值的调节，从而对锚索起到保护作用。

为了增加扩张结构40的扩张幅度，两个上摆杆41分别铰接在承压段70下端的端部，这样能达到的效果是，能充分利用两个上摆杆41的长度，尽可能的增大两个上摆杆41朝锚固线50垂直方向向外扩张的幅度，从而提升扩张结构40的扩张幅度，同时，两个上摆杆41的杆体不会与承压段70的段体接触，造成零件的磨损，这样有助于提升零件的使用寿命。

本实施例中，上摆杆41的长度与下摆杆42的长度一致，由于扩张结构40的扩孔范围取决于上摆杆41和下摆杆42的长度，若出现上摆杆41和下摆杆42的长度不一致，则当较短的摆杆扩张达到极限时，较长的摆杆则无法继续向外扩张，因此，上摆杆41与下摆杆42长度不一致，在相同的扩孔范围内，需要更多的使用材料，造成不必要的浪费；同时，相同材料的摆杆，较长的摆杆相对于较短的摆杆更易受力弯折、损坏，从而导致扩张结构40的损坏，所以，上摆杆41的长度与下摆杆42的长度一致能有效节省使用材料并提高扩张结构40的使用寿命。

为了增加预应力锚索的稳定性，锚固线50上设置有两个扩张结构40，两个扩张结构40在锚固线50上呈十字状布置，这样设置的好处是，两个扩张结构40能较均匀分散土层的阻力，进而使整个预应力锚索受力均匀，从而使锚固过程更加平稳，锚固效果更佳；并且两个扩张结构40相互叠加，增大土层对其的阻力，从而使扩张结构40扩张阻力增大，进而提高预应力锚索外部拉力设计允许值，从而对锚索起到保护作用。

为了提高土体对钻进头10的阻力，钻进头10穿设有反力板30，钻进头10内端穿过反力板30，反力板30固定在钻进头10，这样设置的好处是，反力板30具有较大的土层接触面，能有效的提高土体对其的阻力，进而当锚固线50受到土压力或滑坡推力增大，拉动钻进头10向孔外移动时，扩张结构40更容易张开，从而有效提高预应力锚索外部拉力的设计允许值，对预应力锚索起到保护作用，并且增加预应力锚索的锚固稳定性。

本实施例中，反力板30下端连接有两个加劲肋20，两个加劲肋20在反力板30上呈十字状布置，加劲肋20布置在靠近钻进头10内端，并且连接反力板30，这样设置的好处是，能均匀分散土体的阻力，有助于保证反力装置的结构稳定，并更好的传递集中力。

本实施例中，承压段70包括横向承压板71以及承压块72，横向承压板71连接承压块72外端，承压块72内端铰接两个上摆杆41，这样设置的好处是，横向承压板71增大承压段70与土层的接触面积，进而提高其移动阻力，从而增加预应力锚索的锚固效果；同时横向承压板71和承压块72结合增加自重，增加其移动阻力，进而提高预应力锚索外部拉力设计允许值，从而对锚索起到保护作用。

为了增强预应力锚索的安全系数，锚固线50为无粘结钢绞线，即在锚固线50上涂一层油脂和塑料护套；这样，在工程施工中，无粘结钢绞线由于外面有油脂和护套，于是锚固线50和混凝土有隔离，可以自由松动，和混凝土保持没有粘结状态，则不会像普通锚固线50一样产生较强的握裹力，从而影响预应力锚索的拉力设计允许值的调节，进而提高预应力锚索的安全。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.自紧式预应力锚索，其特征在于，包括置于土体内的锁固段，所述锁固段包括锚固线以及固定在土体内的承压段，所述锚固线贯穿所述承压段，所述锚固线内端连接有钻进头，所述锚固线上连接有扩张结构，所述扩张结构的上端固定所述承压段的下端，所述扩张结构的下端连接在所述钻进头外端；所述扩张结构具有多个朝所述锚固线垂直方向向外扩张或向内收拢的撑杆。

2.如权利要求1所述的自紧式预应力锚索，其特征在于，所述扩张结构的多个撑杆包括两个上撑杆以及两个下撑杆，两个所述下摆杆以及两个上摆杆分别对称布置在所述锚固线的两侧；两个所述下摆杆的下端分别铰接在所述钻进头；两个所述上摆杆的上端分别铰接在所述承压段，两个所述上摆杆的下端分别对应与两个所述下摆杆的上端铰接。

3.如权利要求1或2所述的自紧式预应力锚索，其特征在于，两个所述上摆杆分别铰接在所述承压段下端的端部。

4.如权利要求1或2所述的自紧式预应力锚索，其特征在于，所述上摆杆的长度与所述下摆杆的长度一致。

5.如权利要求1-4任意一项所述的自紧式预应力锚索，其特征在于，所述锚固线上设置有两个所述扩张结构，两个所述扩张结构在所述钻杆上呈十字状布置。

6.如权利要求1所述的自紧式预应力锚索，其特征在于，所述钻进头穿设有反力板，所述钻进头内端穿过所述反力板，所述反力板固定在所述钻进头。

7.如权利要求6所述的自紧式预应力锚索，其特征在于，所述反力板下端连接有两个加劲肋，两个所述加劲肋在所述反力板上呈十字状布置。

8.如权利要求1所述的自紧式预应力锚索，其特征在于，所述承压段包括横向承压板以及承压块，所述横向承压板连接所述承压块外端，所述承压块内端铰接两个所述上摆杆。

9.如权利要求1-5任意一项所述的自紧式预应力锚索，其特征在于，所述 锚固线为无粘结钢绞线。