CN109537740B - 一种无锚杆式多功能的预埋槽钢及锚固安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无锚杆式多功能的预埋槽钢及锚固安装方法,预埋槽钢包括槽体和设于槽体上的主滑槽,预埋槽钢通过槽体两侧的收腰结构与混凝土预埋锚固,主滑槽的槽口处内收在两边槽口处形成内收的承力部,承力部内侧设有防滑齿,主滑槽内顶部设有T型滑槽,T型滑槽还可以分体式设置,即在主滑槽内顶部设有锥形截面的副滑槽,副滑槽内设有截面形状与其匹配的副滑块,副滑块靠主滑槽槽口的一侧设有T型滑槽。本发明通过安装组件不同的载荷要求选择T型螺栓、紧固螺母、固定螺母、单头螺栓、带齿蝶形垫块和带齿蝶形螺母进行安装固定。本发明安装成本低,拉伸、纵向剪切和疲劳性能大大提高,使槽道整体锚固力一致,提高了槽道整体稳定性。
Description
技术领域
本发明属于工程建设领域,涉及一种预埋槽道安装技术,具体涉及一种无锚杆式多功能的预埋槽钢及锚固安装方法。
背景技术
预埋滑槽技术是指在混凝土浇筑过程中将带锚杆的C型槽钢预埋在混凝土中,后期机电安装时通过T型螺栓将电缆、管线、设备等固定在混凝土上。与传统的钻孔植筋或打膨胀螺栓相比,预埋滑槽的设计、施工及安装精度高,可大大提高后期设备安装功效;由于预埋滑槽对结构造成的损伤小,提高结构本身的完整性和耐久性,预埋槽道技术方案在轨道交通、城市地下管廊领域正在逐步推广。
传统的预埋槽道主要依靠槽道背面的锚杆与混凝土产生锚固作用,锚杆一般通过机械铆接或者焊接方式安装在槽体背面。由于传统预埋槽道的结构原因,锚杆附近的槽道槽口拉伸性能比远离锚杆位置的槽道槽口拉伸性能好,为了满足设计要求,不得不通过调整锚杆间距、增加锚杆数量来使槽道整体每个受力点上性能满足设计要求,即使如此,槽道上的每个点的受力情况依然有差异,在受力时,槽道口的变形不一致,在面对槽口变形一致的安装要求时难以满足要求,因此传统的预埋槽道技术方案存在着槽道上各个点受力不均变形不一问题,存在着不稳定的风险。
传统的预埋槽道主要通过槽口来受力,而槽道所使用的材料一般是Q345B,这种结构和材料性能本身就决定了预埋槽道的拉伸性能和疲劳性能很难达到较高的水平。
传统的预埋槽道的锚杆固定,无论采用成本较低的铆接技术还是更加稳定的焊接技术,其锚杆固定成本始终是预埋槽道的除槽体外的重要成本,占预埋槽道加工成本的30%左右,再加上轨道交通用预埋槽道槽体一般采用高成本的热轧技术,导致目前预埋槽道整体成本居高不下,这也是目前预埋槽道技术难以大规模使用的主要原因。
发明内容
本发明的目的在于解决上述存在的技术问题,提供一种无锚杆式多功能的预埋槽钢和锚固安装方法。该预埋槽钢和锚固安装方法成本低、性价比高,通过无锚杆预埋槽道结构设计,不仅直接免去了锚杆及锚杆固定成本,还大幅度提高了预埋槽道的拉伸性能、纵向剪切性能和疲劳性能。此无锚杆式多功能的预埋槽钢按照不同安装方法,不仅可以用于安装设计技术要求低的安装组件,还可以适用于安装设计技术要求高的安装组件。多功能的预埋槽钢中,T型滑槽与槽体一体式设置槽钢适用于安装组件数量多的安装需求,T型滑槽与槽体分体式设置槽钢适用于安装组件数量少的安装需求。无论是T型滑槽与槽体一体式设置槽钢的加工成本还是T型滑槽与槽体分体式设置槽钢的加工成本,均低于传统带锚杆式的预埋槽道加工成本,用户可以根据实际安装组件数量情况,选择性价比最高最合适的预埋槽钢类型。多功能的预埋槽钢中,无论是T型滑槽与槽体一体式设置还是T型滑槽与槽体分体式设置,均设计有3种安装方式,用户可以根据设计要求自主选择安装方式,大大降低的安装成本和材料成本。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种无锚杆式多功能的预埋槽钢,其特征在于:所述预埋槽钢包括槽体和设于槽体上的主滑槽,所述槽体两侧设有收腰结构,预埋槽钢通过收腰结构与混凝土之间预埋锚固,所述主滑槽的槽口处内收,在主滑槽的两边槽口处形成内收的抗滑移承力部,所述承力部内侧设有防滑齿,所述主滑槽内顶部设有T型滑槽。
作为改进,所述T型滑槽与槽体一体式设置,即在主滑槽内顶部的槽体上开设T型滑槽。
作为改进,所述主滑槽的截面宽度由外向内逐渐缩小。
作为改进,所述T型滑槽与槽体分体式设置,即在主滑槽内顶部设有锥形截面的副滑槽,所述副滑槽内设有截面形状与其匹配的副滑块,所述副滑块靠主滑槽槽口的一侧设有T型滑槽,副滑块可以在副滑槽内自由滑动。
作为改进,所述主滑槽的截面宽度由外向内逐渐缩小,所述副滑槽截面宽度由外向内逐渐变大,使得主滑槽和副滑槽一起形成沙漏形,预埋槽钢采用金属热轧成型、金属冷弯成型或高分子成型。。
本发明还提供一种利用上述预埋槽钢的锚固安装方法,其特征在于:所述锚固安装方法采用的锚固装置包括预埋槽钢、单头螺栓、安装组件和带齿蝶形螺母,所述预埋槽钢预埋锚固安装在混凝土内,固定安装组件时,首先将所述带齿蝶形螺母置于主滑槽内,带齿蝶形螺母的齿面与主滑槽的承力部上防滑齿贴合接触,通过单头螺栓穿过安装组件上的螺孔拧入带齿蝶形螺母内将安装组件固定。
本发明还提供另一种利用上述预埋槽钢的锚固安装方法,其特征在于:所述锚固安装方法采用的锚固装置包括预埋槽钢、T型螺栓、安装组件和紧固螺母,所述预埋槽钢预埋锚固安装在混凝土内,固定安装组件时,首先将所述T型螺栓安装在T型滑槽内,移动到需要安装的位置,然后将安装组件套在T型螺栓的螺纹端,并在T型螺栓的螺纹端套上紧固螺母,利用紧固螺母将安装组件固定。
作为改进,所述锚固装置还包括固定螺母和带齿蝶形垫块,T型螺栓安装在T型滑槽内之前,先在T型螺栓中部依次套上固定螺母和带齿蝶形垫块,然后将T型螺栓安装在T型滑槽内,移动到需要安装的位置,然后拧紧固定螺母将带齿蝶形垫块压紧在抗滑移承力部上,从而将T型螺栓固定,然后将安装组件套在T型螺栓的螺纹端,并在T型螺栓的螺纹端套上紧固螺母,利用紧固螺母将安装组件固定。
本发明还提供另一种利用上述预埋槽钢的锚固安装方法,其特征在于:所述锚固安装方法采用的锚固装置包括预埋槽钢、T型螺栓、安装组件和紧固螺母,所述预埋槽钢预埋锚固安装在混凝土内,固定安装组件时,首先将副滑块推入到预埋槽钢副滑槽内,安装好T型滑槽,然后将所述T型螺栓安装在T型滑槽内,移动到需要安装的位置,然后将安装组件套在T型螺栓的螺纹端,并在T型螺栓的螺纹端套上紧固螺母,利用紧固螺母将安装组件固定。
作为改进,所述锚固装置还包括固定螺母和带齿蝶形垫块,T型螺栓安装在T型滑槽内之前,先在T型螺栓中部依次套上固定螺母和带齿蝶形垫块,然后将T型螺栓安装在T型滑槽内,移动到需要安装的位置,然后拧紧固定螺母将带齿蝶形垫块压紧在抗滑移承力部上,从而将T型螺栓固定,然后将安装组件套在T型螺栓的螺纹端,并在T型螺栓的螺纹端套上紧固螺母,利用紧固螺母将安装组件固定。
本发明有益效果是:
本发明直接利用槽体两侧槽壁向内收腰形成的锥度在混凝土中锚固,无需固定锚杆,与传统带锚杆式与预槽道方案相比有效降低加工成本。预埋槽钢可以采用金属冷弯成型和高分子成型远低于传统带锚杆预埋槽道的热轧成型工艺;
本发明根据设计要求差异,选择相应的安装系统和方案,大大增强了安装适用应,降低安装成本;
本发明槽道锚固均匀,槽道受力变形性能一致,满足特殊安装情况(槽口变形一致要求)的需要,而传统预埋槽道技术方案,由于槽体各个点有力变形不一致,难以满足上述特殊安装情况。传统的带锚杆式与预槽道方案主要由锚杆产生锚杆力,因此锚杆处的拉伸性能最好,而远离锚杆的槽体槽口位置拉伸性能则最差,无锚杆式多功能的预埋槽钢主要由槽体锥度产生锚固力,槽道整体锚固力一致,整条槽钢上的拉伸性能一致,从而稳定性更好;
本发明的拉伸承载力大大提高,传统的带锚杆式与预槽道方案承载力极限主要槽口抗拉伸性能和锚杆性能决定,主要失效形式是槽口变形和锚杆断裂,与传统带锚杆式与预槽道方案相比,无锚杆式多功能的预埋槽钢技术方案中的拉伸承载力主要有T型滑槽决定,由于T型滑槽的刚度,槽口不会变形,主要失效形式为T型螺栓破坏。纵向剪切承载力性能上,传统的带锚杆式与预槽道方案剪切承载主要依靠槽道齿部,而无锚杆式多功能的预埋槽钢技术方案剪切承载不仅依靠主滑槽齿部,而且还依靠T型螺栓与T型滑槽槽体产生的摩擦力,从而极大的增大了整体的纵向剪切承载力。
本发明的槽体分为一体式设置和分体式设置,每种设置各有3种安装方法,可以根据设计要求,按照性价比和安装组件数量,选择相应的槽道和安装方法,大大增强了安装适用应,降低安装成本;从性能看,与传统带锚杆式与预槽道方案相比,本发明的拉伸、纵向剪切和疲劳性能大大提高,槽道整体锚固力一致稳定性更好。
附图说明
图1为本发明一体式设置的预埋槽钢的锚固安装方法实施例1示意图。
图2为本发明一体式设置的预埋槽钢的锚固安装方法实施例2示意图。
图3为本发明一体式设置的预埋槽钢的锚固安装方法实施例3示意图。
图4为本发明分体式设置的预埋槽钢的锚固安装方法实施例4示意图。
图5为本发明分体式设置的预埋槽钢的锚固安装方法实施例5示意图。
图6为本发明分体式设置的预埋槽钢的锚固安装方法实施例6示意图。
图7带齿蝶形螺母示意图。
图8带齿蝶形垫块示意图。
图9为设置T型滑槽的副滑块示意图。
图10为一体式设置的预埋槽钢立体示意图。
图11为分体式设置的预埋槽钢立体示意图。
1-预埋槽钢,101-主滑槽,102-副滑槽,103-副滑块,104-承力部,105-防滑齿,2-T型滑槽,3-T型螺栓,4-固定螺母,5-带齿蝶形垫块,501-光孔,502-齿面,6-紧固螺母,7-带齿蝶形螺母,701-螺孔,702-齿面,8-安装组件,9-单头螺栓,10-混凝土。
具体实施方式
参照附图1至图11所示,给出本发明的具体实施方式,用来对本发明方法进一步说明。
本发明提供了一种无锚杆式多功能的预埋槽钢,所述预埋槽钢1包括槽体和设于槽体上的主滑槽101,所述槽体两侧设有收腰结构,预埋槽钢1通过收腰结构与混凝土10之间预埋锚固,所述主滑槽101的槽口处内收,在主滑槽101的两边槽口处形成内收的承力部104,所述承力部104内侧设有防滑齿105,所述主滑槽101内顶部设有T型滑槽2。所述T型滑槽2与槽体有一体式设置和分体式设置两种情况,一体式设置时即在主滑槽101内顶部的槽体上开设T型滑槽2,分体式设置时即在主滑槽101内顶部设有锥形截面的副滑槽102,所述副滑槽102内设有截面形状与其匹配的副滑块103,所述副滑块103靠主滑槽101槽口的一侧设有T型滑槽2,副滑块103可以在副滑槽102内自由滑动。
本发明针对不同安装组件8的载荷要求可以选择不同的预埋槽钢1和安装方式,当设计拉伸与剪切荷承载力小,直接用单头螺栓9装配带齿蝶形螺母7通过槽口的承力部104与安装组件8连接固定;
当设计拉伸承载力大,对剪切承载力无要求时,按照安装组件8的数量多少选择技术方案,数量多则可以使用一体式设置的预埋槽钢1,无需带齿蝶形螺母7,用T型螺栓3与T型滑槽2连接固定安装组件8;
当设计拉伸和剪切承载力都大,按照安装组件8的数量多少选择技术方案,数量多则可以使用一体式设置的预埋槽钢1,用T型螺栓3与T型滑槽2连接,带齿蝶形垫块5与槽钢口部连接安装,固定安装组件8,具体实施例如下:
实施例1(当设计拉伸与剪切荷承载力小)
本实施例锚固安装方法的安装示意图见图1,锚固安装方法采用的锚固装置包括预埋槽钢1、单头螺栓9、安装组件8和带齿蝶形螺母7,如图10所示,所述预埋槽钢1包括槽体和设于槽体上的主滑槽101,所述槽体两侧设有收腰结构,预埋槽钢1通过收腰结构与混凝土10之间预埋锚固,所述主滑槽101的槽口处内收,在主滑槽101的两边槽口处形成内收的承力部104,所述承力部104内侧设有防滑齿105,所述主滑槽101内顶部设有T型滑槽2,所述T型滑槽2与槽体一体式设置,即在主滑槽101内顶部的槽体上开设T型滑槽2。
所述预埋槽钢1预埋锚固安装在混凝土10内,固定安装组件8时,首先将所述带齿蝶形螺母7置于主滑槽101内,带齿蝶形螺母7的齿面702与主滑槽101的承力部104上防滑齿105贴合接触,通过单头螺栓9穿过安装组件8上的螺孔701拧入带齿蝶形螺母7内将安装组件8固定。
实施例2(当设计拉伸承载力大,对剪切承载力无要求)
本实施例锚固安装方法的安装示意图见图2,锚固安装方法采用的锚固装置包括预埋槽钢1、T型螺栓3、安装组件8和紧固螺母6,本实施例预埋槽钢1与实施例1中一样,采用T型滑槽2与槽体一体式设置。
所述预埋槽钢1预埋锚固安装在混凝土10内,固定安装组件8时,首先将所述T型螺栓3安装在T型滑槽2内,移动到需要安装的位置,然后将安装组件8套在T型螺栓3的螺纹端,并在T型螺栓3的螺纹端套上紧固螺母6,利用紧固螺母6将安装组件8固定。
实施例3(当设计拉伸和剪切承载力都大)
本实施例锚固安装方法的安装示意图见图3,锚固安装方法采用的锚固装置包括预埋槽钢1、T型螺栓3、安装组件8、紧固螺母6、固定螺母4和带齿蝶形垫块5,本实施例预埋槽钢1与实施例1中一样,采用T型滑槽2与槽体一体式设置。
所述预埋槽钢1预埋锚固安装在混凝土10内,固定安装组件8时,T型螺栓3安装在T型滑槽2内之前,先在T型螺栓3中部依次套上固定螺母4和带齿蝶形垫块5,然后将T型螺栓3安装在T型滑槽2内,移动到需要安装的位置,然后拧紧固定螺母4将带齿蝶形垫块5压紧在承力部104上,从而将T型螺栓3固定,然后将安装组件8套在T型螺栓3的螺纹端,并在T型螺栓3的螺纹端套上紧固螺母6,利用紧固螺母6将安装组件8固定。
实施例4(当设计拉伸与剪切荷承载力小)
本实施例锚固安装方法的安装示意图见图4,锚固安装方法采用的锚固装置包括预埋槽钢1、单头螺栓9、安装组件8和带齿蝶形螺母7,所述预埋槽钢1其他结构与实施例1一样,区别在于所述T型滑槽2与槽体分体式设置,如图11所示,即在主滑槽101内顶部设有锥形截面的副滑槽102,所述副滑槽102内设有截面形状与其匹配的副滑块103,所述副滑块103靠主滑槽101槽口的一侧设有T型滑槽2,副滑块103可以在副滑槽102内自由滑动。
所述预埋槽钢1预埋锚固安装在混凝土10内,固定安装组件8时,首先将所述带齿蝶形螺母7置于主滑槽101内,带齿蝶形螺母7的齿面702与主滑槽101的承力部104上防滑齿105贴合接触,通过单头螺栓9穿过安装组件8上的螺孔701拧入带齿蝶形螺母7内将安装组件8固定。
实施例5(当设计拉伸承载力大,对剪切承载力无要求)
本实施例锚固安装方法的安装示意图见图5,锚固安装方法采用的锚固装置包括预埋槽钢1、T型螺栓3、安装组件8和紧固螺母6,本实施例预埋槽钢1与实施例4中一样,采用T型滑槽2与槽体分体式设置。
所述预埋槽钢1预埋锚固安装在混凝土10内,固定安装组件8时,首先将副滑块103推入到预埋槽钢1副滑槽102内,安装好T型滑槽2,然后将所述T型螺栓3安装在T型滑槽2内,移动到需要安装的位置,然后将安装组件8套在T型螺栓3的螺纹端,并在T型螺栓3的螺纹端套上紧固螺母6,利用紧固螺母6将安装组件8固定。
实施例6(当设计拉伸和剪切承载力都大)
本实施例锚固安装方法的安装示意图见图6,锚固安装方法采用的锚固装置包括预埋槽钢1、T型螺栓3、安装组件8和紧固螺母6,本实施例预埋槽钢1与实施例4中一样,采用T型滑槽2与槽体分体式设置。
所述预埋槽钢1预埋锚固安装在混凝土10内,固定安装组件8时,T型螺栓3安装在T型滑槽2内之前,先在T型螺栓3中部依次套上固定螺母4和带齿蝶形垫块5,然后将T型螺栓3安装在T型滑槽2内,移动到需要安装的位置,然后拧紧固定螺母4将带齿蝶形垫块5压紧在承力部104上,从而将T型螺栓3固定,然后将安装组件8套在T型螺栓3的螺纹端,并在T型螺栓3的螺纹端套上紧固螺母6,利用紧固螺母6将安装组件8固定。
作为一种更优实施例,所述预埋槽钢1的槽体两侧向内凹并形成锥度,预埋槽钢1在横截面上形成类似于沙漏形,利用预埋槽钢1外形锥度与混凝土10产生直接锚固。
作为一种更优实施例,所述预埋槽钢1槽口的承力部104设有防滑齿105,可有效防止安装组件8固定后位置移动。
作为一种更优实施例,所述T型滑槽2与槽体分体式设置,即在主滑槽101内顶部设有锥形截面的副滑槽102,所述副滑槽102内设有截面形状与其匹配的副滑块103,副滑槽102顶部宽,底部窄,这样可以有效提高T型滑槽2的承力能力,所述副滑块103靠主滑槽101槽口的一侧设有T型滑槽2,副滑块103可以在副滑槽102内自由滑动,当然还可以将副滑块103的下部锥面和副滑槽102的斜面设置为摩擦面,这样通过T型滑槽2拉动副滑块103时,副滑块103与副滑槽102为摩擦面接触,可以有效防止安装组件8固定后的微小移动。
如图7所示,所述带齿蝶形螺母7整体形状为矩形,矩形中间开设螺孔701,齿蝶形螺母的宽度略小于主滑槽101底部的宽度,这样带齿蝶形螺母7既可以放进主滑槽101内,同时在拧动单头螺栓9时,齿蝶形螺母也不会发生旋转,更优的还可以在带齿蝶形螺母7上设置齿面702,与承力部104上的防滑齿105配合,使得单头螺栓9拧紧后,带齿蝶形螺母7位置保持固定,无法在主滑槽101内再次滑动位移。
如图8所示,所述带齿蝶形垫块5整体外观结构与带齿蝶形螺母7一样,带齿蝶形垫块5的矩形中间开设的是供T型螺栓3穿过的光孔501,矩形面上设有齿面502,通过齿面502与承力部104上的防滑齿105配合,减少固定螺母4紧固后发生位移。
本技术方案中,充分利用了预埋槽钢1两侧向内凹收腰形成的锥度外形与混凝土10形成均匀锚固力,充分利用槽钢外形及安装的配件系统形成了两组6套技术安装方案,实现了多种技术条件下,不同安装系统,差异化安装,最大程度降低成本,提高整体力学性能。
本发明,所有使用部件均经过防腐处理,预埋槽钢的制造工艺按照成本和需求可是是金属热轧成型、金属冷弯成型和高分子成型。
需要指出的是本发明实施例中安装组件8不限于某一种固定设备或者形状,所有采用螺栓安装的设备均可安装,比如电缆、管线、设备等。
Claims (5)
1.一种无锚杆式多功能的预埋槽钢的锚固安装方法,所述锚固安装方法采用的锚固装置包括预埋槽钢、T型螺栓、安装组件和紧固螺母,其特征在于:所述预埋槽钢包括槽体和设于槽体上的主滑槽,所述槽体两侧设有收腰结构,预埋槽钢通过收腰结构与混凝土之间预埋锚固,所述主滑槽的槽口处内收,在主滑槽的两边槽口处形成内收的承力部,所述承力部内侧设有防滑齿,所述主滑槽内顶部设有T型滑槽;所述T型滑槽与槽体一体式设置,即在主滑槽内顶部的槽体上开设T型滑槽;
所述预埋槽钢预埋锚固安装在混凝土内,固定安装组件时,首先将所述T型螺栓安装在T型滑槽内,移动到需要安装的位置,然后将安装组件套在T型螺栓的螺纹端,并在T型螺栓的螺纹端套上紧固螺母,利用紧固螺母将安装组件固定。
2.根据权利要求1所述的锚固安装方法,其特征在于:所述主滑槽的截面宽度由外向内逐渐缩小。
3.根据权利要求1所述的锚固安装方法,其特征在于:所述锚固装置还包括固定螺母和带齿蝶形垫块,T型螺栓安装在T型滑槽内之前,先在T型螺栓中部依次套上固定螺母和带齿蝶形垫块,然后将T型螺栓安装在T型滑槽内,移动到需要安装的位置,然后拧紧固定螺母将带齿蝶形垫块压紧在承力部上,从而将T型螺栓固定,然后将安装组件套在T型螺栓的螺纹端,并在T型螺栓的螺纹端套上紧固螺母,利用紧固螺母将安装组件固定。
4.根据权利要求1或3所述的锚固安装方法,其特征在于:所述T型滑槽与槽体分体式设置,即在主滑槽内顶部设有锥形截面的副滑槽,所述副滑槽内设有截面形状与其匹配的副滑块,所述副滑块靠主滑槽槽口的一侧设有T型滑槽,副滑块可以在副滑槽内自由滑动;对于分体式设置,固定安装组件时,首先将副滑块推入到预埋槽钢副滑槽内,安装好T型滑槽,然后进行T型螺栓及安装组件的紧固安装。
5.根据权利要求4所述的锚固安装方法,其特征在于:所述主滑槽的截面宽度由外向内逐渐缩小,所述副滑槽截面宽度由外向内逐渐变大,使得主滑槽和副滑槽一起形成沙漏形,预埋槽钢采用金属热轧成型、金属冷弯成型或高分子成型。
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