CN109295973A - 一种动载预应力锚索头部减震屈服系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于预应力锚索头部减震屈服系统技术领域，公开了一种动载预应力锚索头部减震屈服系统及方法，该方法采用的动载预应力锚索头部减震屈服系统，位于砼垫墩内的动载预应力锚索头部减震屈服系统，包括：屈服系统约束限位护筒、头部屈服系统，位于系统约束限位护筒内的头部屈服系统由顶端盖板、抗动载屈服泡、下压板和橡胶减震环组成。本发明结构合理，积木式组装，受力稳定科学。效果显著。不改变现有预应力锚索头部系统的施工步骤和技术，施工简便。

Description

一种动载预应力锚索头部减震屈服系统及方法

技术领域

本发明属于预应力锚索头部减震屈服系统技术领域，涉及一种动载预应力锚索头部减震屈服系统及方法。

背景技术

现有屈服锚索的结构形式，由于预应力锚索索体材料及注浆体的弹性模量较大，极限变形量较小，当岩体较软，变形量较大时，预应力锚索会因受力变形较大而断裂，失去对软弱大变形岩体的加固，为避免这种情况的出现，目前在岩土加固技术领域，出现了屈服锚索的结构型式。这种锚索的主体结构仍然是传统的高强度钢绞线，头部仍然是传统的锚具垫墩刚性连接系统，只是在预应力锚索的某一个部位设置屈服装置，根据屈服装置的设置位置，可将屈服锚索区分为外部屈服锚索和内部屈服锚索，外部屈服锚索就是将屈服装置设置在锚索根部，内部屈服锚索就是将屈服装置设置在锚索头部。现有的屈服装置有：滑丝式屈服螺帽，钢珠摩擦屈服装置，胀壳拉模屈服装置，椭圆管状摩擦屈服装置，管缝式摩擦屈服装置，标准挤压屈服套屈服装置，让压泡（管）等。

上述这些屈服装置，仅主要适用于静载条件下的岩体加固，且需改变锚索的主体结构，屈服装置与索体的连接及施工标准要求高，麻烦。目前还没有适用于爆炸动载条件下，针对岩体产生大变形的预应力锚索头部减震屈服系统。

发明内容

鉴于现有的技术不足，本发明提出了一种动载预应力锚索头部减震屈服系统及方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种动载预应力锚索头部减震屈服系统，位于砼垫墩内的动载预应力锚索头部减震屈服系统，包括：屈服系统约束限位护筒、头部屈服系统，位于系统约束限位护筒内的头部屈服系统由顶端盖板、抗动载屈服泡、下压板和橡胶减震环组成。

一种动载预应力锚索头部减震屈服系统，所述的顶端盖板为环形圆孔板的防潮防锈处理的钢质加工件，顶端盖板的一面中心部位设置有固定抗动载屈服泡底凹槽，顶端盖板另一面的中心部位设置有固定锚板的顶凹槽。

一种动载预应力锚索头部减震屈服系统，所述的抗动载屈服泡为圆泡状结构的防潮防锈处理的钢质加工件，圆泡状结构的顶端面和底端面为含有圆孔的水平面的环状结构；圆泡状结构轴心线的一周泡壁上均布有同向的屈服条形槽。

一种动载预应力锚索头部减震屈服系统，所述的下压板为环形圆孔板的防潮防锈处理的钢质加工件，下压板的一面中心部位设置有固定抗动载屈服泡底凹槽。

一种动载预应力锚索头部减震屈服系统，所述的橡胶减震环为环形的橡胶减震环，橡胶减震环的中心部位设置有固定下压板的腔体；橡胶减震环上中心部位设置有与下压板上对应的相同直径通孔。

顶端环形盖板圆孔、抗动载屈服泡两端水平面上的圆孔、下压板环形板圆孔、橡胶减震环上的通孔的直径相同，上下贯通，以便预应力锚索索体穿过。

一种动载预应力锚索头部减震屈服方法，通过橡胶减震环进行减震，新型抗动载屈服泡的压缩变形来适应、抵抗由于爆炸荷载引起的岩体大变形，从而实现对岩体的加固：其步骤如下：

1）安装动载预应力锚索头部减震屈服系统，首先将屈服系统约束限位护筒安装于砼垫墩内，再组装头部屈服系统；再将头部屈服系统安装于屈服系统约束限位护筒内；

头部屈服系统的组装，是将泡状结构的抗动载屈服泡的顶部安装在顶端盖板的底凹槽中，顶端盖板另一面的顶凹槽中安装有锚板；

抗动载屈服泡的底部安装在下压板的凹槽中，下压板安装在橡胶减震环与其同直径的密封腔体中；橡胶减震环的底部安装在屈服系统约束限位护筒的底部；

2）在动载预应力锚索头部减震屈服系统上安装若干锚索，锚索穿过锚索锚板、顶端盖板、抗动载屈服泡、下压板、橡胶减震环、砼垫墩内的屈服系统约束限位护筒底部的孔至岩体的锚索孔中；

爆炸时，由锚索板、顶端盖板、抗动载屈服泡、下压板、橡胶减震环组成的动载预应力锚索头部减震屈服系统，当抗动载屈服泡变形量未达到阈值，抗动载屈服泡能够承受继续增大的动载；

当抗动载屈服泡变形量超过阈值，整个压瘪后，就不能够再变形，此时的变形即为该屈服系统的最大变形；

其中的砼垫墩，根据预应力锚索设计承载力和选取的锚具，在施工现场，在屈服系统约束限位护筒外浇筑砼垫墩，或在建筑构件厂预制砼垫墩，预制时，需要将屈服系统约束限位护筒预埋在砼垫墩中。

其中的抗动载屈服泡，依据不同大小爆炸荷载及所造成的岩石洞壁变形量进行不同的直径和高度的设计；

其中的顶端盖板、抗动载屈服泡、下压板、屈服系统约束限位护筒，为须进行防潮防锈处理的钢质加工件，以满足在高湿度洞室内长久工作的防潮防锈要求。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下优越性：

本发明的一种动载预应力锚索头部减震屈服系统及方法，其优点如下：

1、头部屈服系统由顶盖板、新型抗动载屈服泡、下压板、减震橡胶环、核心体限位筒等五部分组成，结构合理，积木式组装，受力稳定科学。

2、与现有预应力锚具和垫墩可配套使用，无需对锚具和垫墩进行额外改造和设计。

3、依据不同大小爆炸荷载及所造成的岩石洞壁变形量，设计加工不同的直径和高度的新型抗动载屈服泡，原理简单，效果显著。

4、除橡胶环外的其它四部分均为可进行防潮防锈处理的钢质加工件，以满足在高湿度洞室内长久工作的防潮防锈要求。

5、该系统在现场浇筑，也可预制后运至施工现场进行安装，不改变现有预应力锚索头部系统的施工步骤和技术，施工简便。

附图说明

图1 是动载预应力锚索头部减震屈服系统的结构示意图；

图2 是屈服系统顶端盖板的结构示意图；

图3是屈服系统抗动载屈服泡的结构示意图；

图4是屈服系统屈服系统约束限位护筒的结构示意图；

图5是动载预应力锚索头部减震屈服系统与锚索结合的的工作图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5所示，一种动载预应力锚索头部减震屈服系统，位于砼垫墩9内的动载预应力锚索头部减震屈服系统，包括：屈服系统约束限位护筒、头部屈服系统，位于屈服系统约束限位护筒3内的头部屈服系统由顶端盖板1、抗动载屈服泡2、下压板4和橡胶减震环5组成。

所述的顶端盖板1为环形圆孔板的防潮防锈处理的钢质加工件，顶端盖板的一面中心部位设置有固定抗动载屈服泡底凹槽1.2，顶端盖板另一面的中心部位设置有固定锚板的顶凹槽1.1。

所述的抗动载屈服泡2为圆泡状结构的防潮防锈处理的钢质加工件，圆泡状结构的顶端面和底端面为含有圆孔的水平面的环状结构；圆泡状结构轴心线的一周泡壁上均布有同向的屈服条形槽7。

所述的下压板4为环形圆孔板的防潮防锈处理的钢质加工件，下压板的一面中心部位设置有固定抗动载屈服泡底凹槽。

所述的橡胶减震环5为环形的橡胶减震环，橡胶减震环的中心部位设置有固定下压板4的腔体；橡胶减震环上中心部位设置有与下压板4上对应的相同直径通孔。

其中顶端环形盖板圆孔、抗动载屈服泡两端水平面上的圆孔、下压板环形板圆孔、橡胶减震环上的通孔的直径相同，上下贯通，以便预应力锚索索体穿过。屈服系统约束限位护筒3的底部的底板8下设置有锚索管6。

一种动载预应力锚索头部减震屈服方法，通过橡胶减震环5进行减震，新型抗动载屈服泡2的压缩变形来适应、抵抗由于爆炸荷载引起的岩体大变形，从而实现对岩体的加固：其步骤如下：

1）安装动载预应力锚索头部减震屈服系统，首先将屈服系统约束限位护筒3安装于砼垫墩9内，再组装头部屈服系统；再将头部屈服系统安装于屈服系统约束限位护筒3内；

头部屈服系统的组装，是将泡状结构的抗动载屈服泡2的顶部安装在顶端盖板1的底凹槽1.1中，顶端盖板另一面的顶凹槽1.2中安装有锚板10；

抗动载屈服泡2的底部安装在下压板4的凹槽中，下压板安装在橡胶减震环5与其同直径的密封腔体中；橡胶减震环5的底部安装在屈服系统约束限位护筒3的底部；

2）在动载预应力锚索头部减震屈服系统上安装若干锚索11，锚索穿过锚索锚板10、顶端盖板1、抗动载屈服泡2、下压板4、橡胶减震环5、砼垫墩9内的屈服系统约束限位护筒底部的孔至岩体的锚索孔13中；岩体的锚索孔13中安装有固定锚索11的对中支架12。

爆炸时，由锚索板10、顶端盖板1、抗动载屈服泡2、下压板4、橡胶减震环5组成的动载预应力锚索头部减震屈服系统，当抗动载屈服泡变形量未达到阈值，抗动载屈服泡能够承受继续增大的动载；

当抗动载屈服泡变形量超过阈值，整个压瘪后，就不能够再变形，此时的变形即为该屈服系统的最大变形；

其中的砼垫墩9，根据预应力锚索设计承载力和选取的锚具，在施工现场，在屈服系统约束限位护筒3外浇筑砼垫墩，或在建筑构件厂预制砼垫墩，预制时，需要将屈服系统约束限位护筒预埋在砼垫墩中。

其中的抗动载屈服泡，依据不同大小爆炸荷载及所造成的岩石洞壁变形量进行不同的直径和高度的设计；

其中的顶端盖板、抗动载屈服泡、下压板、屈服系统约束限位护筒，为须进行防潮防锈处理的钢质加工件，以满足在高湿度洞室内长久工作的防潮防锈要求。

采用的动载预应力锚索头部减震屈服系统工作原理，是通过橡胶减震环进行减震，抗动载屈服泡的压缩变形来适应、抵抗由于爆炸荷载引起的岩体大变形，从而实现对岩体的加固。当新型抗动载屈服泡整个压瘪后，就不能够再变形，此时的变形即为该屈服系统的最大变形。

采用的头部屈服系统由顶盖板、抗动载屈服泡、下压板、减震橡胶环、核心体限位筒等五部分组成，结构合理，积木式组装，受力稳定科学。

其中的抗动载屈服泡依据不同大小爆炸荷载及所造成的岩石洞壁变形量，设计加工不同的直径和高度的新型抗动载屈服泡，原理简单，效果显著。除橡胶环外的其它四部分均为可进行防潮防锈处理的钢质加工件，以满足在高湿度洞室内长久工作的防潮防锈要求。该系统在现场浇筑，也可预制后运至施工现场进行安装，不改变现有预应力锚索头部系统的施工步骤和技术，施工简便。

Claims (6)

1.一种动载预应力锚索头部减震屈服系统，位于砼垫墩内的动载预应力锚索头部减震屈服系统，其特征是：包括：屈服系统约束限位护筒、头部屈服系统，位于系统约束限位护筒内的头部屈服系统由顶端盖板、抗动载屈服泡、下压板和橡胶减震环组成。

2.根据权利要求1所述的一种动载预应力锚索头部减震屈服系统，其特征是：所述的顶端盖板为环形圆孔板的防潮防锈处理的钢质加工件，顶端盖板的一面中心部位设置有固定抗动载屈服泡底凹槽，顶端盖板另一面的中心部位设置有固定锚板的顶凹槽。

3.根据权利要求1所述的一种动载预应力锚索头部减震屈服系统，其特征是：所述的抗动载屈服泡为圆泡状结构的防潮防锈处理的钢质加工件，圆泡状结构的顶端面和底端面为含有圆孔的水平面的环状结构；圆泡状结构轴心线的一周泡壁上均布有同向的屈服条形槽。

4.根据权利要求1所述的一种动载预应力锚索头部减震屈服系统，其特征是：所述的下压板为环形圆孔板的防潮防锈处理的钢质加工件，下压板的一面中心部位设置有固定抗动载屈服泡底凹槽。

5.根据权利要求1所述的一种动载预应力锚索头部减震屈服系统，其特征是：所述的橡胶减震环为环形的橡胶减震环，橡胶减震环的中心部位设置有固定下压板的腔体；橡胶减震环上中心部位设置有与顶端环形盖板圆孔、抗动载屈服泡两端水平面上的圆孔、下压板环形板圆孔、橡胶减震环上的通孔的直径相同，上下贯通，以便预应力锚索索体穿过。

6.一种动载预应力锚索头部减震屈服方法，其特征是：通过橡胶减震环进行减震，新型抗动载屈服泡的压缩变形来适应、抵抗由于爆炸荷载引起的岩体大变形，从而实现对岩体的加固：其步骤如下：

1）安装动载预应力锚索头部减震屈服系统，首先将屈服系统约束限位护筒安装于砼垫墩内，再组装头部屈服系统；再将头部屈服系统安装于屈服系统约束限位护筒内；

头部屈服系统的组装，是将泡状结构的抗动载屈服泡的顶部安装在顶端盖板的底凹槽中，顶端盖板另一面的顶凹槽中安装有锚板；

抗动载屈服泡的底部安装在下压板的凹槽中，下压板安装在橡胶减震环与其同直径的密封腔体中；橡胶减震环的底部安装在屈服系统约束限位护筒的底部；

2）在动载预应力锚索头部减震屈服系统上安装若干锚索，锚索穿过锚索锚板、顶端盖板、抗动载屈服泡、下压板、橡胶减震环、砼垫墩内的屈服系统约束限位护筒底部的孔至岩体的锚索孔中；

爆炸时，由锚索板、顶端盖板、抗动载屈服泡、下压板、橡胶减震环组成的动载预应力锚索头部减震屈服系统，当抗动载屈服泡变形量未达到阈值，抗动载屈服泡能够承受继续增大的动载；

当抗动载屈服泡变形量超过阈值，整个压瘪后，就不能够再变形，此时的变形即为该屈服系统的最大变形；

其中的砼垫墩，根据预应力锚索设计承载力和选取的锚具，在施工现场，在屈服系统约束限位护筒外浇筑砼垫墩，或在建筑构件厂预制砼垫墩，预制时，需要将屈服系统约束限位护筒预埋在砼垫墩中，

其中的抗动载屈服泡，依据不同大小爆炸荷载及所造成的岩石洞壁变形量进行不同的直径和高度的设计；

其中的顶端盖板、抗动载屈服泡、下压板、屈服系统约束限位护筒，为须进行防潮防锈处理的钢质加工件，以满足在高湿度洞室内长久工作的防潮防锈要求。