CN111852526B - 一种长度可调的实时监测锚杆装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长度可调的实时监测锚杆装置，包括主锚杆，所述主锚杆上设置有能够增加整体轴向长度的连接锚杆，所述主锚杆、连接锚杆组成锚杆体，所述连接锚杆设置有固定圆盘，所述固定圆盘上设置有对锚杆体进行位移测量的位移测量装置，所述锚杆体上还设置有进行应力测量的锚杆应力计。本发明通过设置连接锚杆，从而对主锚杆进行延长，通过橡胶膜保证内连接的牢固度，通过在外加装密封胶套、连接套筒，既实现了密封又进行了外加固，相较于传统观测锚杆受力状态的方式，本发明可将连接锚杆与其上的仪器多次拆卸回收利用，并能在施工过程中实时观测锚杆应力变化与位移情况，在监测效率和经济效益方面有着明显价值。
Description
技术领域
本发明属于岩土锚固工程技术领域，具体涉及一种长度可调的实时监测锚杆装置。
背景技术
随着我国建筑工程的高速发展，隧道煤矿深基坑等一系列高难度工程随处可见，其中围岩支护技术已在其中发挥了重要的作用。锚杆支护是围岩支护中的一个主要组成部分，锚杆支护可以很大程度上保持围岩的密实度以提高围岩的整体性和稳定性。
实际锚固工程中，由于工程中受多外在因素的影响，锚杆在施工过程中可能出现超负荷情况，若不能及时加固或做出调正会严重影响施工进度和工程质量。故若能在施工过程中实时监测关键锚杆的应力变化以及位移情况可以有效降低施工风险。
随着我国建筑工程数量急剧增长，建筑经济环保效益越发重要。而在锚杆支护工程中，经常会遇到较多的困难是锚杆无法加长，无法回收利用经济效益低。故针对此问题设计一种可回收利用并能加长的锚杆有很大的实行参考价值。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种长度可调的实时监测锚杆装置。
本发明的技术方案是：一种长度可调的实时监测锚杆装置，包括主锚杆，所述主锚杆上设置有能够增加整体轴向长度的连接锚杆，所述主锚杆、连接锚杆组成锚杆体，所述连接锚杆设置有固定圆盘，所述固定圆盘上设置有对锚杆体进行位移测量的位移测量装置，所述锚杆体上还设置有进行应力测量的锚杆应力计。
更进一步的，所述主锚杆外壁处设置有对主锚杆、连接锚杆进行增固用的连接套筒，所述连接套筒内设置有与主锚杆、连接锚杆紧配合的密封胶套。
更进一步的，所述主锚杆为阶梯状，主锚杆的大径段外壁处形成外螺纹，所述连接套筒内形成螺纹环，所述螺纹环与主锚杆的大径段螺纹配合。
更进一步的，所述主锚杆的小径段形成外螺纹，所述连接锚杆下端形成内螺纹，所述主锚杆的小径段拧入到内螺纹中。
更进一步的，所述固定圆盘上还设置有对固定圆盘进行调平的调平组件，所述固定圆盘上设置有位移计。
更进一步的，所述调平组件包括连接锚杆外壁处的内顶撑体，所述固定圆盘中形成螺纹孔，所述螺纹孔中设置有调正螺栓，所述调正螺栓顶在内顶撑体上。
更进一步的，所述固定圆盘上设置有电位式位移传感器，所述电位式位移传感器的测量端朝向锚杆体，所述电位式位移传感器通过导线与位移计相连。
更进一步的，所述锚杆应力计套在连接锚杆上，所述连接锚杆上设置有对锚杆应力计上下两端进行压紧固定的上固定组件和下固定组件。
更进一步的，所述下固定组件包括设置在连接锚杆上的支撑螺母，所述支撑螺母与锚杆应力计下端之间设置有弹压元件。
更进一步的，所述固定组件包括所述上固定组件包括设置在连接锚杆上的支撑托板，所述支撑托板、锚杆应力计上端之间设置有弹压元件。
本发明通过设置连接锚杆，从而对主锚杆进行延长，通过橡胶膜保证内连接的牢固度，通过在外加装密封胶套、连接套筒，既实现了密封又进行了外加固，相较于传统观测锚杆受力状态的方式，本发明可将连接锚杆与其上的仪器多次拆卸回收利用，并能在施工过程中实时观测锚杆应力变化与位移情况，在监测效率和经济效益方面有着明显价值。
附图说明
图1 是本发明的整体结构示意图；
图2 是本发明中固定圆盘的结构示意图；
图3 是本发明中固定圆盘的俯视图；
图4 是本发明中连接套筒的结构示意图；
图5 是本发明中连接锚杆的局部剖视图；
图6 是本发明中支撑托板的结构示意图；
其中：
1 主锚杆 2 连接套筒
3 连接锚杆 4 固定圆盘
5 弹压元件 6 传力垫板
7 锚杆应力计 8 支撑托板
9 垫圈 10 限位螺母
2-1密封胶套 3-1内螺纹
3-2橡胶膜 4-1位移计
4-2导线 4-3电位式位移传感器
4-4调正螺栓 4-5内顶撑体。
具体实施方式
以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：
如图1~6所示，一种长度可调的实时监测锚杆装置，包括主锚杆1，所述主锚杆1上设置有能够增加整体轴向长度的连接锚杆3，所述主锚杆1、连接锚杆3组成锚杆体，所述连接锚杆3设置有固定圆盘4，所述固定圆盘4上设置有对锚杆体进行位移测量的位移测量装置，所述锚杆体上还设置有进行应力测量的锚杆应力计7。
所述主锚杆1外壁处设置有对主锚杆1、连接锚杆3进行增固用的连接套筒2，所述连接套筒2内设置有与主锚杆1、连接锚杆3紧配合的密封胶套2-1。
所述主锚杆1为阶梯状，主锚杆1的大径段外壁处形成外螺纹，所述连接套筒2内形成螺纹环，所述螺纹环与主锚杆1的大径段螺纹配合。
所述主锚杆1的小径段形成外螺纹，所述连接锚杆3下端形成内螺纹3-1，所述主锚杆1的小径段拧入到内螺纹3-1中。
所述固定圆盘4上还设置有对固定圆盘4进行调平的调平组件，所述固定圆盘4上设置有位移计4-1。
所述调平组件包括连接锚杆3外壁处的内顶撑体4-5，所述固定圆盘4中形成螺纹孔，所述螺纹孔中设置有调正螺栓4-4，所述调正螺栓4-4顶在内顶撑体4-5上。
所述固定圆盘4上设置有电位式位移传感器4-3，所述电位式位移传感器4-3的测量端朝向锚杆体，所述电位式位移传感器4-3通过导线4-2与位移计4-1相连。
所述锚杆应力计7套在连接锚杆3上，所述连接锚杆3上设置有对锚杆应力计7上下两端进行压紧固定的上固定组件和下固定组件。
所述下固定组件包括设置在连接锚杆3上的支撑螺母，所述支撑螺母与锚杆应力计7下端之间设置有弹压元件5。
所述固定组件包括所述上固定组件包括设置在连接锚杆3上的支撑托板8，所述支撑托板8、锚杆应力计7上端之间设置有弹压元件5。
所述连接套筒2外壁截面为便于拧动的六边形。
所述内顶撑体4-5与连接锚杆3的外壁是垂直的，所述固定圆盘4与连接锚杆3之间为螺纹配合，所述调正螺栓4-4的轴线与固定圆盘4的轴线平行。
作为本发明的一个实施例，所述内顶撑体4-5与连接锚杆3为一体结构，所述内顶撑体4-5为轴环或者一体翼板。
所述调正螺栓4-4为两个，两个调正螺栓4-4的轴线与固定圆盘4的轴线共面。两个调正螺栓4-4分别位于固定圆盘4中螺纹孔的两侧，且调正螺栓4-4处于内顶撑体4-5的上方。
两个调正螺栓4-4通过与固定圆盘4螺纹配合的方式能够下端旋出，在调正螺栓4-4均顶住内顶撑体4-5的情况下，固定圆盘4的端面与连接锚杆3或锚固体轴线为垂直状态。
作为本发明的又一实施例，所述内顶撑体4-5与连接锚杆3为分体结构，所述连接锚杆3中形成矩形安装孔，所述内顶撑体4-5为条状矩形板，所述内顶撑体4-5横向紧配合插入到矩形安装孔中，且所述内顶撑体4-5两端探出的长度相同。
所述调正螺栓4-4为两个，两个调正螺栓4-4的轴线与固定圆盘4的轴线共面。两个调正螺栓4-4分别位于固定圆盘4中螺纹孔的两侧，且调正螺栓4-4处于内顶撑体4-5的上方。
两个调正螺栓4-4通过与固定圆盘4螺纹配合的方式能够下端旋出，在调正螺栓4-4均顶住内顶撑体4-5的情况下，固定圆盘4的端面与连接锚杆3或锚固体轴线为垂直状态。
优选的，所述固定圆盘4下端形成容纳沉孔，所述容纳沉孔能够对内顶撑体4-5进行容纳，从而使内顶撑体4-5处于固定圆盘4内，相应的，所述调正螺栓4-4能够拧入到容纳沉孔中。
优选的，所述固定圆盘4的上端设置有装配槽，所述装配槽用来安装电位式位移传感器4-3。
所述固定圆盘4的侧壁处设置有卡槽，所述位移计4-1卡装在上述卡槽中，所述位移计4-1能够实时显示电位式位移传感器4-3的测量数据。
所述电位式位移传感器4-3、位移计4-1为市售元器件不做具体限定。
优选的，所述支撑托板8下端形成卡槽，所述卡槽中设置有传力垫板6，所述传力垫板6与弹压元件5相接触，所述传力垫板6还可以设置在锚杆应力计7的上下两端。
所述弹压元件5为弹簧，所述弹簧套在连接锚杆3上。
所述连接锚杆3上还设置有对支撑托板8进行上限位的垫圈9、限位螺母10。
优选的，所述连接锚杆3的内螺纹3-1中设置有橡胶膜3-2，所述内螺纹3-1在与主锚杆1的小径段螺纹啮合的同时，橡胶膜3-2进行填充，从而保证主锚杆1、连接锚杆3构成的锚杆体的稳固性。
优选的，所述连接锚杆3为一根或者多根，相应的多根连接锚杆3时，其中已经与主锚杆1固定的连接锚杆3的自由端需加工成阶梯状，从而与连接锚杆3进行固定，同时在两个连接锚杆3外也设置连接套筒2、密封胶套2-1。
所述密封胶套2-1将主锚杆1、连接锚杆3的接缝进行密封。
所述主锚杆1大径段的螺纹方向和小径段的螺纹方向为一致或者不一致状。所述主锚杆1、连接锚杆3整体连接后承受载荷，同时在密封胶套2-1、连接套筒2的保护下保证整体的一致性和稳定性。
在多个连接锚杆3的情况下，两个相邻连接套筒2的相邻距离不得超过一米五，确保锚杆的整体性。
所述固定圆盘4外露在建筑结构面之上，以便观测或移动拆卸。
所述固定圆盘4、锚杆应力计7的显示端位于同侧，便于观察者进行观察。
锚杆在施工阶段过程中，通过观测固定圆盘4上的位移计4-1数值以及锚杆应力计7来实时监测锚杆的应力位移变化，以达到降低施工风险，确保锚杆支护安全高效的目的。当一处结构支护工作完成后，可将连接锚杆3拆卸回收，以便多次反复使用。
锚杆应力计7两端安装弹性元件5用以抑制锚杆内的冲击力，确保锚杆能够平稳传力到锚杆应力计中。垫片9与限位螺母10用于固定支撑托板8，防止支撑托板8失效滑移。
本发明通过设置连接锚杆，从而对主锚杆进行延长，通过橡胶膜保证内连接的牢固度，通过在外加装密封胶套、连接套筒，既实现了密封又进行了外加固，相较于传统观测锚杆受力状态的方式，本发明可将连接锚杆与其上的仪器多次拆卸回收利用，并能在施工过程中实时观测锚杆应力变化与位移情况，在监测效率和经济效益方面有着明显价值。
Claims (8)
1.一种长度可调的实时监测锚杆装置，包括主锚杆（1），其特征在于：所述主锚杆（1）上设置有能够增加整体轴向长度的连接锚杆（3），所述主锚杆（1）、连接锚杆（3）组成锚杆体，所述连接锚杆（3）设置有固定圆盘（4），所述固定圆盘（4）上设置有对锚杆体进行位移测量的位移测量装置，所述锚杆体上还设置有进行应力测量的锚杆应力计（7）；
所述固定圆盘（4）上还设置有对固定圆盘（4）进行调平的调平组件，所述固定圆盘（4）上设置有位移计（4-1）；
所述调平组件包括连接锚杆（3）外壁处的内顶撑体（4-5），所述固定圆盘（4）中形成螺纹孔，所述螺纹孔中设置有调正螺栓（4-4），所述调正螺栓（4-4）顶在内顶撑体（4-5）上；
所述内顶撑体（4-5）与连接锚杆（3）的外壁是垂直的，所述固定圆盘（4）与连接锚杆（3）之间为螺纹配合，所述调正螺栓（4-4）的轴线与固定圆盘（4）的轴线平行；
所述内顶撑体（4-5）与连接锚杆（3）为一体结构，所述内顶撑体（4-5）为轴环或者一体翼板；
两个调正螺栓（4-4）通过与固定圆盘（4）螺纹配合的方式能够下端旋出，在调正螺栓（4-4）均顶住内顶撑体（4-5）的情况下，固定圆盘4的端面与连接锚杆（3）或锚固体轴线为垂直状态。
2.根据权利要求1所述的一种长度可调的实时监测锚杆装置，其特征在于：所述主锚杆（1）外壁处设置有对主锚杆（1）、连接锚杆（3）进行增固用的连接套筒（2），所述连接套筒（2）内设置有与主锚杆（1）、连接锚杆（3）紧配合的密封胶套（2-1）。
3.根据权利要求2所述的一种长度可调的实时监测锚杆装置，其特征在于：所述主锚杆（1）为阶梯状，主锚杆（1）的大径段外壁处形成外螺纹，所述连接套筒（2）内形成螺纹环，所述螺纹环与主锚杆（1）的大径段螺纹配合。
4.根据权利要求3所述的一种长度可调的实时监测锚杆装置，其特征在于：所述主锚杆（1）的小径段形成外螺纹，所述连接锚杆（3）下端形成内螺纹（3-1），所述主锚杆（1）的小径段拧入到内螺纹（3-1）中。
5.根据权利要求1所述的一种长度可调的实时监测锚杆装置，其特征在于：所述固定圆盘（4）上设置有电位式位移传感器（4-3），所述电位式位移传感器（4-3）的测量端朝向锚杆体，所述电位式位移传感器（4-3）通过导线（4-2）与位移计（4-1）相连。
6.根据权利要求1所述的一种长度可调的实时监测锚杆装置，其特征在于：所述锚杆应力计（7）套在连接锚杆（3）上，所述连接锚杆（3）上设置有对锚杆应力计（7）上下两端进行压紧固定的上固定组件和下固定组件。
7.根据权利要求6所述的一种长度可调的实时监测锚杆装置，其特征在于：所述下固定组件包括设置在连接锚杆（3）上的支撑螺母，所述支撑螺母与锚杆应力计（7）下端之间设置有弹压元件（5）。
8.根据权利要求7所述的一种长度可调的实时监测锚杆装置，其特征在于：所述固定组件包括所述上固定组件包括设置在连接锚杆（3）上的支撑托板（8），所述支撑托板（8）、锚杆应力计（7）上端之间设置有弹压元件（5）。
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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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