CN111395333A - 一种适用于高烈度地区的组装式弹性阻尼锚具及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于高烈度地区的组装式弹性阻尼锚具及其施工方法，包括由多个扇形垫块组装而成的圆柱状结构的锚座，扇形垫块两侧分别设置凹槽和凸块；凸块处设有第一空腔，第一空腔中设有与凸块连接的弹簧；扇形垫块上设有锥形锚板孔，锚板孔中设置夹片，锚板孔内与夹片之间环向预留有填充设弹性阻尼的第二空腔，弹性阻尼与夹片之间填充液压油。本发明采用弹性阻尼，其承载能力大，使用寿命长，采用带有凹槽及凸块的扇形垫块组装成锚座，可以根据实际情况选取不同数量及不同半径的垫块来，便于调节所需要的锚座孔数及锚板孔尺寸。拼装式的锚具不会为结构带来过多的附加荷载，便于施工，应用范围广，还可保护夹片不被损坏，锚固性能可靠。
Description
技术领域
本发明属于高烈度地区工程锚固及消能装置技术领域，尤其涉及一种适用于高烈度地区的组装式弹性阻尼锚具及其施工方法。
背景技术
锚固系统能增加支挡结构或岩土体的稳定性，常用的锚具具有施工安装效果好、工效高、进度快的优点，主要应用于桥梁工程、隧道工程、岩体护坡锚固、基础加固等领域。锚具形式多样，如圆形锚具、多孔夹片锚具、钢质锥形锚具等。但是，对于高烈度地震区而言，由于其地区的特殊性，目前采用的锚固方式及锚具的形式仍旧较为单一，主要采用夹片式锚具，即锚固时主要由夹片及锚板孔提供约束能力。这种锚具的优点是任何一根锚杆或钢绞线锚固失效，都不会引起整束锚固失效，并且每束钢绞线的根数不受限制，但是存在的缺点是构件端部需要扩孔，且其可控强度与柔性可调控性低，无法适应多场景条件下的锚固。并且，由于锚板孔及夹板为刚性结构，在强震或者较大荷载作用下，锚杆或钢筋容易出现断裂。另外，由于每种锚杆及钢绞线所使用锚板孔内径型号和厚度都不一样，导致其锚具施工安装量小、效率低、钻孔工作量大，现有边坡工程中所使用的锚具也难以适用多种不同情况下的锚固系统，因此需要研发一种适用于多种情况的弹性阻尼锚具。
发明内容
针对上述背景技术中指出的不足，本发明提供了一种适用于高烈度地区的组装式弹性阻尼锚具及其施工方法，旨在解决上述背景技术中现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种适用于高烈度地区的组装式弹性阻尼锚具，包括由多个扇形垫块组装而成的圆柱状结构的锚座，所述扇形垫块的一侧设置凹槽，扇形垫块的另一侧设置与所述凹槽相适配的凸块，所述扇形垫块上设置凸块的位置处设有容纳凸块的第一空腔，所述第一空腔中固定有弹簧，所述弹簧与凸块连接；所述扇形垫块上设有锥形锚板孔，所述锚板孔中设置夹片，所述锚板孔内与夹片之间环向预留有第二空腔，所述第二空腔中环向布设弹性阻尼，所述弹性阻尼与夹片接触处填充有液压油。
优选地，所述凸块与扇形垫块接触侧面的边缘设有卡板，伸缩第一空腔的开口四周设有限位板，卡板位于第一空腔内且限位板与卡板嵌套卡接，卡板与第一空腔之间放置弹簧。
优选地，所述锚座由4个或6个扇形垫块组装而成。
优选地，所述弹性阻尼是由高分子材料合成的弹性胶体，所述弹性胶体的直经为1nm～100nm，当压力较大时，弹性胶体被压缩；压力释放时，弹性胶体膨胀。
优选地，所述液压油由植物基础油和合成醋配制而成，填充在锚板孔内弹性阻尼与夹片之间。
本发明进一步提供了一种适用于高烈度地区的组装式弹性阻尼锚具的施工方法，具体步骤如下：
(1)根据施工需求确定锚板孔的数量，根据确定的锚板孔的数量选择扇形垫块的尺寸及数量；
(2)不同扇形垫块之间通过凸块与凹槽的镶嵌进行顺次组装成锚座；
(3)分别在锚座上的锚板孔中穿设锚杆或钢绞线进行锚固。
相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的锚具采用了带有凹槽及凸块的扇形垫块进行自由拼装组成锚座，可以根据工程需要及现场实际情况通过选取不同数量及不同半径的垫块来调节所需要的锚座孔数及锚板孔尺寸。此外，拼装式的锚具不会为结构带来过多的附加荷载，施工灵活性强，可以适用于多种情况，同时也可以保护夹片不被损坏，简单方便，可操作性高，锚固性能可靠。
(2)本发明的锚具采用了弹性阻尼，具有良好的摩擦阻尼特质，也具有极好的抗剪切性和耐高温和低温性，弹性阻尼体具有结构紧凑，操作简单，生产中不用调整和维修，承载能力大，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明实施例提供的4孔的组装式弹性阻尼锚具的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的6孔的组装式弹性阻尼锚具的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的扇形垫块的外部结构示意图。
图4是本发明实施例提供的扇形垫块的内部结构示意图。
图5是本发明实施例提供的凸块的结构示意图。
图6是本发明实施例提供的凸块与扇形垫块连接的结构示意图。
图7是图6中A处的放大图。
图中：1-锚座；2-扇形垫块；3-凹槽；4-凸块；5-第一空腔；6-弹簧；7-锚板孔；8-第二空腔；9--夹片；10-弹性阻尼；11-液压油；12-卡板；13-限位板。
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。
本发明提供了一种适用于高烈度地区的组装式弹性阻尼锚具，该锚具的锚座1是由多个扇形垫块2组装而成的圆柱状结构(如图1和2所示)，扇形垫块2的结构如图3所示，扇形垫块2的一侧设置凹槽3，另一侧设置与凹槽3相适配的凸块4，扇形垫块2上设置凸块4的位置处设有容纳凸块4的第一空腔5，第一空腔5中固定有弹簧6，弹簧与凸块4连接，凸块4受压后能压缩弹簧6向第一空腔5内部移动；弹簧6在自然状态下时凸块4凸出于第一空腔5，可通过将一个扇形垫块2的凸块4镶嵌于另一扇形垫块2的凹槽3中进行组装。具体地，凸块4的结构如图5所示，凸块4与扇形垫块2接触侧面的边缘设有卡板12，对应地，第一空腔5的开口四周设有限位板13，卡板12位于第一空腔5内使限位板13与卡板嵌套卡接(参照图7)，卡板12与第一空腔5之间放置弹簧6，弹簧伸缩使凸块4向外移动时，通过限位板13抵挡卡板12外移实现凸块4与扇形垫块2的连接，参照图6。扇形垫块2上设有锥形锚板孔7，参照图4，锚板孔7内环向预留有第二空腔8，锚板孔7中设置夹片9，第二空腔8位于锚板孔7与夹片9之间，第二空腔8中环向布设弹性阻尼10，弹性阻尼10是由高分子材料合成的弹性胶体制作而成的，当压力较大时，弹性胶体被压缩；当压力释放时，弹性胶体膨胀。常态下该弹性阻尼是一种粘稠度极高的呈现为胶状的流体，由于粘度极高，且有良好的摩擦阻尼特质。由于弹性阻尼体内部具有特殊的分子链结构，这种特殊的分子链结构使得弹性胶体具有高度的可压缩性，也具有极好的抗剪切性和耐高温和低温性。弹性阻尼10与夹片9之间填充液压油11，液压油11主要是通过植物基础油和合成醋配制而成。
根据工程需要及现场实际情况确定锚板孔7的数量及尺寸，进而确定扇形垫块2的数量及半径，针对不同地区的锚固要求可调节所需要的锚座孔数及锚板孔尺寸对应的扇形垫块2的数量和尺寸。可以采用不同尺寸和数量的扇形垫块2构成均有特定锚板孔7的锚座1，图1所示为由4个扇形垫块2组装成的锚座1，具有4个锚板孔7；图2所示为由6个扇形垫块2组装成的锚座1，具有6个锚板孔7。
本发明锚座1的制作方法如下：
(1)在使用锚具前，应了解熟悉张拉系统的操作方法及有关施工规范。
(2)将高分子材料合成的弹性胶体加工制作成弹性阻尼，所用弹性胶体的直经为1nm～100nm；该弹性胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系。
(3)在生产线平台上加工内部预留中空构造的带有凹槽及凸块的扇形垫块。
(4)将制作好的弹性阻尼布满内部预留中空构造的扇形垫块中，并在弹性阻尼与扇形垫块内部中空外壳间的空隙注入液压油。
(5)锚固前清洗夹片表面的防锈油脂，并将夹片、锚板孔擦拭干净。
(6)将放有弹性阻尼并注有液压油的扇形垫块输送至热压机构，在热压机构处，热合口被软化覆盖压在限位框之上进行密封，形成密闭空间。
(7)扇形垫块之间通过凸块与凹槽的镶嵌进行顺次组装成锚座。综合考虑，通常以锚板孔4孔或6孔的锚座的锚固效果为最佳。
(8)安装锚具时，工作错板应与锚座止口对正，夹片安装后要平齐，可用专用工具轻敲，但不能重敲把夹片敲坏。
本发明组装式弹性阻尼锚具的施工方法如下：
(1)根据施工需求确定锚板孔的数量，根据确定的锚板孔的数量选择扇形垫块的尺寸及数量；
(2)不同扇形垫块之间通过凸块与凹槽的镶嵌进行顺次组装成锚座；
(3)分别在锚座上的锚板孔中穿设锚杆或钢绞线进行锚固。
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 (6)
1.一种适用于高烈度地区的组装式弹性阻尼锚具，其特征在于，包括由多个扇形垫块组装而成的圆柱状结构的锚座，所述扇形垫块的一侧设置凹槽，扇形垫块的另一侧设置与所述凹槽相适配的凸块；所述扇形垫块上设置凸块的位置处设有容纳凸块的第一空腔，所述第一空腔中固定有弹簧，所述弹簧与凸块连接；所述扇形垫块上设有锥形锚板孔，所述锚板孔中设置夹片，所述锚板孔内与夹片之间环向预留有第二空腔，所述第二空腔中环向布设弹性阻尼，所述弹性阻尼与夹片之间填充有液压油。
2.如权利要求1所述的适用于高烈度地区的组装式弹性阻尼锚具，其特征在于，所述凸块与扇形垫块接触的侧面设有卡板，所述第一空腔的开口四周设有限位板，卡板位于第一空腔内且限位板与卡板嵌套卡接，卡板与第一空腔之间放置弹簧。
3.如权利要求1或2所述的适用于高烈度地区的组装式弹性阻尼锚具，其特征在于，所述锚座由4个或6个扇形垫块组装而成。
4.如权利要求1所述的适用于高烈度地区的组装式弹性阻尼锚具，其特征在于，所述弹性阻尼是由高分子材料合成的弹性胶体，所述弹性胶体的直经为1nm～100nm。
5.如权利要求1所述的适用于高烈度地区的组装式弹性阻尼锚具，其特征在于，所述液压油由植物基础油和合成醋配制而成。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的适用于高烈度地区的组装式弹性阻尼锚具的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)根据施工需求确定锚板孔的数量，根据确定的锚板孔的数量选择扇形垫块的尺寸及数量；
(2)不同扇形垫块之间通过凸块与凹槽的镶嵌进行顺次组装成锚座；
(3)分别在锚座上的锚板孔中穿设锚杆或钢绞线进行锚固。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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