CN109696352A - 用于公路工程的l形锚杆拉拔试验装夹装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于公路工程的L形锚杆拉拔试验装夹装置，提供一种专用工具。包括拉拔仪及空心千斤顶，钢筒，底座，调节筒，锁紧盘，均力盘和拉杆，其中，所述拉拔仪控制空心千斤顶动作；在调节筒的上下两端分别设置正向螺纹和反向螺纹，且上、下端分别通过螺纹分别与钢筒和底座进行连接；在锁紧盘的中央处有对L形锚杆夹持的自锁机构Ⅰ，所述拉杆穿过所述的空心千斤顶，且所述拉杆的下端在均力盘的中央处，上端被自锁机构Ⅱ夹持。本发明力学性能好，通过圆筒结构支撑，且待试验的L形锚杆位于圆筒结构的中央位置，且与空心千斤顶位于同一竖直线上，没有偏载力，可以获得精准的实验数据。

Description

用于公路工程的L形锚杆拉拔试验装夹装置

技术领域

该发明涉及公路工程中常见的锚杆的拉拔实验装置技术领域。

背景技术

在公路新建、改扩建工程中，例如，路基边坡加固、隧道围岩初期支护、隧道二次衬砌混凝土加固、桥梁等结构物混凝土加固工程，直角弯钩锚杆和L形锚杆被大量应用，其在工程中的作用在于，增加后加固混凝土的粘结力、抗剪强度和承载能力。

试验检测弯钩锚杆的锚固性能，通常采用拉拔仪配合空心千斤顶进行拉拔试验检测，这种结构仅仅能够针对I字形的锚杆进行验证，不能针对异性的L形构件进行验证，因此，有必要开发一种专门针对L形锚杆的装夹装置。

例如中国专利201830062826.X中的一种拉拔仪，夹片锚具结构简单，是针对I字形的锚杆开发的，不能适用于L形锚杆。

例如中国专利201721527698.8中的一种拉拔仪，属于混凝土检测设备领域，解决了现有的锚杆拉拔仪在使用完后拆卸锚具不方便的问题，其技术方案是：包括套设于钢筋上的液压缸、供所述液压缸推压的锚具、用于给所述液压缸加压的手动泵，所述锚具包括套设于钢筋的锚环以及若干个放置于所述锚环内以加紧钢筋的夹片，所述液压缸的缸头连接有用于套设于所述锚具的卡接环，所述卡接环的侧壁上设置有贯穿于该侧壁的安装孔并在所述安装孔内设置有卡接组件，所述锚环外侧壁上开设有与所述卡接组件配合的卡接槽。该技术可以实现方便的拆卸锚具，同样的，该技术也不能实现本发明中的L形锚杆的拉拔实验。

再例如，中国专利201520603054.7公开的技术方案，是一种针对实验室环境内使用的实验装置，并不适于于野外的公路工程中。

在公路工程中，L形锚杆大量的存在于各种桥梁工程、辩驳

通过上述的分析可以略微知道，如何开发一种轻便的、便于临时组装的，尤其是适用于公路、隧道工程中的针对L形锚杆进行拉拔试验的装夹装置是由迫切意义的。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种用于公路工程的L形锚杆拉拔试验装夹装置，解决现有的测试装置结构简单，大多数针对I字形的锚杆进行拉拔，且无法对异形的L形构件做拉拔实验的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

用于公路工程的L形锚杆拉拔试验装夹装置，其特征在于，包括

拉拔仪及空心千斤顶，所述拉拔仪控制空心千斤顶动作；

钢筒，所述钢筒的顶板中央处设置有容拉杆通过的圆孔，在钢筒的侧壁上设置自下而上的开口槽，钢筒的下端端为螺纹端；

底座，所述底座下端为与墙体接触面的端部，所述底座的上端为螺纹端，在底座中央位置有贯通的通道；

调节筒，在调节筒的上下两端分别设置正向螺纹和反向螺纹，且上、下端分别通过螺纹分别与钢筒和底座进行连接；

锁紧盘，在锁紧盘的中央处有圆锥孔，在圆锥孔内放置对L形锚杆夹持的自锁机构Ⅰ，

均力盘，通过至少三根钢索与所述锁紧盘进行柔性连接；

拉杆，所述拉杆穿过所述的空心千斤顶，且所述拉杆的下端在均力盘的中央处，上端被自锁机构Ⅱ夹持。

所述拉杆的抗拉性能大于L形锚杆的抗拉性能。

自锁机构Ⅰ和自锁机构Ⅱ具有相同的结构。

所述自锁机构Ⅰ由两个半块的圆锥块组成，在圆锥块内壁有金刚砂涂层。

在所述锁紧盘周向均匀的设置有至少两个缺口，缺口处安装橡胶轮，所述橡胶轮与钢筒内壁接触。

钢索上、下两端通过楔形锁紧件固定在均力盘和锁紧盘上。

在调节筒的外侧设置有凸起或凹槽。

在开口槽的位置设置有加强筋，加强筋位于内侧。

所述拉拔仪由手动泵、高压输油管和压力表组成通过，读取压力表的读数获得试验数据。

用于公路工程的L形锚杆拉拔试验装夹装置的使用方法，按顺序进行：

步骤一，将底座、调节筒和锁紧盘上的穿孔穿过需要进行拉拔的L形锚杆，并用自锁机构Ⅰ对L形锚杆进行初步预锁紧，将钢筒安装到位，所述锁紧盘和均力盘位于钢筒内部，所述拉杆穿过钢筒顶部的圆孔后向外露出；

步骤二，将空心千斤顶安装在钢筒的上方，使用自锁机构Ⅱ对拉栓进行锁紧，然后调节调节筒的位置，拉杆和L形锚杆被拉紧、锁止；

第三步，启动拉拔仪，在加载的过程中获得拉伸试验数据。

本发明的有益效果是：

本发明结构合理，具有良好的预夹紧功能，该预夹紧功能是通过两个圆锥块形成的楔形结构和调节筒的双向调节完成的，也就是说，在空心千斤顶正式动作之前，已经完成了对于L形锚杆的预夹紧，有利于获得最真实的实验数据。

本发明便于组装和实施，尤其是空心千斤顶和实验仪器可以采用现有成熟商品，单人操作即可完成，无需复杂培训。

本发明力学性能好，通过圆筒结构支撑，且待试验的L形锚杆位于圆筒结构的中央位置，且与空心千斤顶位于同一竖直线上，没有偏载力，可以获得精准的实验数据。

附图说明

图1为本发明的立体图。

图2为省略钢筒后的本发明的立体图。

图3为内部结构立体图。

图4为本发明实施过程中的全剖示意图。

图5为均力盘和锁紧盘的局部结构图。

图6为图5中A--A处局部剖面图。

图7为均力盘立体图。

图8为锁紧盘的立体图。

图9为锥形块或圆锥块的立体图。

图10为空心千斤顶的立体图。

图11为钢筒的立体图之一。

图12为钢筒的立体图之二。

图13为调节筒的立体图。

图14为底座的立体图。

图15为本发明的实施过程示意图。

图中：100空心千斤顶，

200自锁机构，210锁紧块，220锥形块，

300钢筒，310外螺纹，320圆孔，330开口槽，340加强筋，

400调节筒，410凹槽，420内螺纹，430台阶，

500底座，

600锁紧盘，610圆锥孔，620圆锥块，630穿孔Ⅰ，640钢索，650缺口，660橡胶轮，

700均力盘，710拉杆孔，720穿孔Ⅱ，

800拉杆，

000L形锚杆。

具体实施方式

用于公路工程的锚杆拉拔试验装夹装置，用于钢制锚杆的抗拉拔力学性能实验，整体上由静止部分和活动部分组成：

静止部分：

动力采用液压控制的空心千斤顶，采用采购的方式获得，型号最佳为：JRCH-206，生产商泰州市南方液压工具制造有限公司，JRCH系列空心千斤顶，不但具有普通千斤顶的一切功能，而且具有拉伸功能，并供钢缆、电缆、轴类通过使用。配套螺杆、连接头、锚具也可当拉拔仪使用。主要由空心千斤顶100、手动泵和高压输油管等三部分组成，手动泵通过输油管给千斤顶输送高压油，当千斤顶作用于锚杆上的力达到锚杆锚固端破坏时，读取压力表的读数，即为锚杆的锚固力，本系列产品可以检测目前所有规格的锚杆，并且具有坚固耐用，使用方便等特点。

下面结合说明书附图1至图15中的各项说明，并通过以下文字的描述，揭示本发明的内部机理，以及对于实现的过程进行详细的描述，该描述过程是在本发明人可能想到的方面进行的，虽然本发明尽量的进行了详细，但是并不排除省略现有技术的可能性，当社会公众或者专业技术人员看到并实施本发明，在结合自身公知技术、知识、常规手段等有助于本发明的实施的各种可能，本发明不做自我限定。

在空心千斤顶100的上端放置有一个自锁机构200，该模块包括锁紧块210和锥形块220，在锁紧块200中设置有圆锥形穿孔，锥形块220由两块组成，用于加持中间的杆件。本实施例中，锥形块的的锥度在10度以内，以便具有足够的夹持力。在锁紧块的内表面，也就是与锚杆接触的表面处设有金刚砂，通常的金刚砂是通过喷涂或者粘结的方式附着在锁紧块的内表面的，形成一种锁紧效应。在锁紧的状态下，表面的金刚砂起到增大摩擦力的作用，尤其是金刚砂嵌入两侧锥形块和拉杆内，并在两者的界面处形成有效的防滑效果，可以形成足够多大的锁紧力。

作为一种优选的可实施方式，本实施例中，锥形块的材质和硬度等同于上述的拉杆，可以理解为两者具有同样的物理性能，例如，同样的材料进行制作，同样的热处理工艺。

钢筒300，壁厚较厚，采用低碳钢或者铸铁件，在钢筒300的下端端部设置有外螺纹310，为一种可拆卸和维护的连接结构，在钢筒300的上端顶部设置有顶板，顶板中央处设置有一个圆孔320，该圆孔320的用途在于容拉杆800通过，是一个通道。在钢筒300的侧壁上设置有自下而上的开口槽330，开口槽330与底部贯通，该开口槽330应当是窄的，能够容L形锚杆通过即可，没有必要开设很大。钢筒300采用厚度不小于2厘米的钢板制作。在开口槽330的位置设置有加强筋340，加强筋位于内表面处，用于形成局部强度加强，从积极的一面看，该加强筋的存在可有效的弥补开槽带来的钢筒力学性能的恶化，尤其是在刚度方面，在承受一定压力的情况下依然保持足够的强度和刚度。

调节筒400，钢制的圆筒，在调节筒400的外侧设置有凸起和凹槽410，形成操作部，例如使用专用扳手进行拧动，用于方便操作。在调节筒400的上下两端分别设置正向螺纹和反向螺纹，皆为内螺纹420，在正向螺纹和反向螺纹之间的过渡区域为内径较小的台阶430，形成正向螺纹和反向螺纹的分界线，也就是说，过渡区域的内径比两端的正向螺纹和反向螺纹处的内径要小，形成隔离。容易理解，调节筒完成钢筒和底座的连接，且在转动的过程中，可以将钢筒和底座之间的相对距离进行拉近或者推远，起到调节器的作用。

底座500，底座采用铸钢，底座500与墙体接触面为大的端部，与墙体增加接触面积，防止局部压崩。底座500的上端为螺纹端，通过反向螺纹与调节筒400进行旋合并配合。在底座中央位置为一个通道，该通道的存在使得锚杆的通过成为了可能，也就是说，让锚杆通过。通常该通道应该具有足够的尺寸，让L形锚杆000通过。同时底座应该具有足够大的底面积，以便与锚栓000所在的混凝土主体(例如混凝土梁桥)建立足够的、抗压的配合关系。

容易理解，当正向转动调节筒时，钢筒相对于底座有伸长的趋势，当反向转动调节筒时，钢筒相对于底座有缩短的趋势，也就是说，可同通过转动调节筒，控制钢筒的高度。

活动部分由以下几部分组成：

锁紧盘600，该锁紧盘600整体为圆盘状，在锁紧盘600的中央处设置有一个上大下小的圆锥孔610，在圆锥孔610内放置有两个半块的圆锥块620组成，该圆锥块620的结构等同于上述的锥形块，并在圆锥块620内壁有金刚砂涂层，通过合拢的方式，用于L形锚杆的锁紧。在锁紧盘600上设置有三个穿孔Ⅰ630，用来固定钢索640。其中，三个穿孔Ⅰ630沿着圆锥孔外围均匀布置，也就是说三个穿孔Ⅰ在圆锥孔的外围形成品字形的布置。在两两穿孔Ⅰ630之间的锁紧盘上设置有缺口650，也就是说，通过去除材料的方式形成缺口650，缺口处用于安装橡胶轮660，其中橡胶轮660通过轴和轴承安装在缺口处，当然，可以预期的，橡胶轮可以使用尼龙轮替代，且橡胶轮可以沿着上下方向转动，且本身具有一定的自润滑、减震功能，当锁紧盘600被置于钢筒内后，具有导向作用，且在橡胶轮660的支撑作用下有效的防止该锁紧盘在钢筒内的晃动和摆动，且可以提供足够的滑动能力，使得锁紧盘具有上下移动的自由度。

钢索640上下两端加固处理，加固方式为钢套筒，并在钢套筒处形成螺纹，方便使用螺母进行紧固。

钢索两端也可使用圆锥胀紧套筒进行锁紧。

均力盘700，本质上为钢制，且本身具有一定的锥度，该均力盘700整体为圆锥状，在均力盘700的中央处有个拉杆孔710，拉杆孔的四周设置有三个穿孔Ⅱ720，用于和上述的钢索进行配合。也就是说钢索的上下两端分别固定在均力盘和锁紧盘上，通过三根钢索的存在，使得锁紧盘和均力盘之间形成了连接，该连接，钢索具有优异的抗拉伸能力，且拉杆800，采用淬火钢，且直径大于L形锚杆的直径，提供足够的抗拉伸能力，拉栓下端通过螺母与均力盘上的拉杆孔连接，固定方式为螺纹连接，上端自由悬出，穿过空心千斤顶后被锁紧件锁紧。

使用方法如下：

首先，将底座、调节筒和锁紧盘上的穿孔穿过需要进行拉拔实验的L形锚杆，并在锁紧盘的圆锥孔内放置圆锥块，将钢筒安装到位，在L形锚杆位置自下向上形成底座、调节筒和钢筒，其中锁紧盘位于钢筒内，且与锁紧盘通过钢索连接的均力盘也位于钢筒内部，且具有足够的上下移动的空间。同时与均力盘连接的拉杆穿过钢筒顶部的圆孔后向外露出；

第二步，将空心千斤顶安装在钢筒的上方，并对拉栓进行锁紧，完成拉栓的初步定位，然后调节调节筒的位置，调节过程为转动调节筒，使得钢筒向上微微移动，移动的过程中，拉杆和L形锚杆与对应的锁紧装置处被拉紧、锁止，完成初步的定位和预紧；

第三步，启动液压系统，在液压系统的作用下空心千斤顶动作，对拉杆进行拉拔，拉杆进一步地作用于L形锚杆，启动对L形锚杆的拉紧，进行试验，在加载的过程中根据需要获得相关的抗拉伸试验数据。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定。

Claims (10)

1.用于公路工程的L形锚杆拉拔试验装夹装置，其特征在于，包括

拉拔仪及空心千斤顶，所述拉拔仪控制空心千斤顶动作；

钢筒，所述钢筒(300)的顶板中央处设置有容拉杆(800)通过的圆孔(320)，在钢筒(300)的侧壁上设置自下而上的开口槽(330)，钢筒(300)的下端端为螺纹端；

底座(500)，所述底座下端为与墙体接触面的端部，所述底座(500)的上端为螺纹端，在底座中央位置有贯通的通道；

调节筒(400)，在调节筒(400)的上下两端分别设置正向螺纹和反向螺纹，且上、下端分别通过螺纹分别与钢筒和底座进行连接；

锁紧盘(600)，在锁紧盘(600)的中央处有圆锥孔(610)，在圆锥孔(610)内放置对L形锚杆夹持的自锁机构Ⅰ，

均力盘(700)，通过至少三根钢索与所述锁紧盘进行柔性连接；

拉杆(800)，所述拉杆穿过所述的空心千斤顶，且所述拉杆的下端在均力盘(700)的中央处，上端被自锁机构Ⅱ夹持。

2.根据权利要求1所述的用于公路工程的L形锚杆拉拔试验装夹装置，其特征在于，所述拉杆的抗拉性能大于L形锚杆的抗拉性能。

3.根据权利要求1所述的用于公路工程的L形锚杆拉拔试验装夹装置，其特征在于，所述自锁机构Ⅰ和自锁机构Ⅱ具有相同的结构。

4.根据权利要求3所述的用于公路工程的L形锚杆拉拔试验装夹装置，其特征在于，所述自锁机构Ⅰ由两个半块的圆锥块(620)组成，在圆锥块(620)内壁有金刚砂涂层。

5.根据权利要求1所述的用于公路工程的L形锚杆拉拔试验装夹装置，其特征在于，在所述锁紧盘周向均匀的设置有至少两个缺口(650)，缺口处安装橡胶轮(660)，所述橡胶轮与钢筒内壁接触。

6.根据权利要求1所述的用于公路工程的L形锚杆拉拔试验装夹装置，其特征在于，钢索(640)上、下两端通过楔形锁紧件固定在均力盘和锁紧盘上。

7.根据权利要求1所述的用于公路工程的L形锚杆拉拔试验装夹装置，其特征在于，在调节筒(400)的外侧设置有凸起或凹槽(410)。

8.根据权利要求1所述的用于公路工程的L形锚杆拉拔试验装夹装置，其特征在于，在开口槽(330)的位置设置有加强筋(340)，加强筋位于内侧。

9.根据权利要求1所述的用于公路工程的L形锚杆拉拔试验装夹装置，其特征在于，所述拉拔仪由手动泵、高压输油管和压力表组成通过，读取压力表的读数获得试验数据。

10.根据权利要求1所述的用于公路工程的L形锚杆拉拔试验装夹装置的使用方法，按顺序进行：

步骤一，将底座、调节筒和锁紧盘上的穿孔穿过需要进行拉拔的L形锚杆，并用自锁机构Ⅰ对L形锚杆进行初步预锁紧，将钢筒安装到位，所述锁紧盘和均力盘位于钢筒内部，所述拉杆穿过钢筒顶部的圆孔后向外露出；

步骤二，将空心千斤顶安装在钢筒的上方，使用自锁机构Ⅱ对拉栓进行锁紧，然后调节调节筒的位置，拉杆和L形锚杆被拉紧、锁止；

第三步，启动拉拔仪，在加载的过程中获得拉伸试验数据。