CN111945722A - 一种用于桥梁的多节串接抗震锚杆及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于桥梁的多节串接抗震锚杆及使用方法，包括缆索、多节锚杆段和伺服卷扬机；锚杆段为圆柱状，每节锚杆段上均设置有一个轴向的通心缆索孔；至少两节锚杆段的通心缆索孔位于对应锚杆段的圆柱轴心之外的区域；多节锚杆段通过通心缆索孔串接在缆索的一端；缆索的一端端部设置有限位块，用于防止多节锚杆段沿缆索的一端滑动脱出；缆索的一端及其串接的多节锚杆段埋设在边坡岩土层内；伺服卷扬机连接在张紧缆索的另一端；正常状态下，伺服卷扬机张紧缆索，至少两对相邻锚杆段的圆柱轴心为平行布置；地震状态下，伺服卷扬机松开缆索，锚杆段可以随岩层错动变形，避免刚性破坏，完成锚杆的抗震准备；大大降低地震作用对锚杆结构的破坏性。

Description

一种用于桥梁的多节串接抗震锚杆及使用方法
技术领域
本发明涉及岩土工程技术领域，具体地说是涉及一种用于桥梁的多节串接抗震锚杆及使用方法。
背景技术
地震对桥梁的破坏主要是由于地表破坏和桥梁受震破坏引起的。其中桥梁受震破坏是由于地震使桥梁产生水平和竖直振动，造成桥梁构件的损坏和破坏，甚至使桥梁倒坍。地表破坏有地裂、滑坡、塌方、岸坡滑移和砂土液化等现象。地裂会造成桥梁跨度的缩短、伸长或墩台下沉。在陡峻山区或砂性土和软粘土河岸处，强烈地震引起的塌方、岸坡滑动以及山石滚落，可使桥梁破坏。在浅层的饱和疏松砂土处，地震作用易引起砂土液化，致使桥梁突然下沉或不均匀下沉，甚至使桥梁倾倒。在坡边土岸或古河道处，地震则往往引起岸坡滑移、开裂和崩坍等现象，造成桥梁破坏。
对于具有锚杆的桥梁，锚杆通常埋设在边坡岩土层内。地表破坏时出现大幅度横移，从而对锚杆产生较大的横向剪切力，造成刚性锚杆断裂。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种用于桥梁的多节串接抗震锚杆及使用方法，地震状态下锚杆段可以随岩层错动变形，避免刚性破坏，完成锚杆的抗震准备；大大降低了地震作用对锚杆结构的破坏性。
技术方案：本发明提出一种用于桥梁的多节串接抗震锚杆，包括缆索、多节锚杆段和伺服卷扬机；
所述锚杆段为圆柱状，每节锚杆段上均设置有一个轴向的通心缆索孔；至少两节锚杆段的通心缆索孔位于对应锚杆段的圆柱轴心之外的区域；
所述多节锚杆段通过通心缆索孔串接在缆索的一端；所述缆索的一端端部设置有限位块，用于防止多节锚杆段沿缆索的一端滑动脱出；所述缆索的一端及其串接的多节锚杆段埋设在边坡岩土层内；所述伺服卷扬机连接在张紧缆索的另一端；所述伺服卷扬机固定在桥梁上；
正常状态下，伺服卷扬机张紧缆索，至少两对相邻锚杆段的圆柱轴心为平行布置；
地震状态下，伺服卷扬机松开缆索。
进一步，任意两个相邻的锚杆段中，一节锚杆段的通心缆索孔位于对应锚杆段的圆柱轴心之外的区域，另一节锚杆段的通心缆索孔位于对应锚杆段的圆柱轴心。
进一步，还包括地震动传感器；所述地震动传感器布置在边坡顶部，包括加速度传感器和位移传感器，用于检测地震动信号；所述控制器接收地震动传感器的信号，控制伺服卷扬机动作。
一种用于桥梁的多节串接抗震锚杆的使用方法，包括以下步骤：
S1、在需要打设锚杆的边坡部位钻孔至设计深度，用缆索将锚杆段串接在一起，放入钻好的孔内；将所述伺服卷扬机固定在桥梁上；
S2、控制伺服卷扬机将缆索张紧，使得相邻的锚杆段，沿径向错位膨出，边坡岩土层与锚杆段外表面相接，对每节锚杆段产生轴向及径向的锚固力，完成对边坡岩土层的锚固；
S3、当遇到地震警报时或当地震动传感器探测到超过容许阈值的地震信号时，伺服卷扬机松开缆索，锚杆段可以随岩层错动变形，避免刚性破坏，完成锚杆的抗震准备；
S4、当地震结束后，伺服卷扬机继续张紧缆索。
有益效果：本发明在正常状态下，控制伺服卷扬机将缆索张紧，使得相邻的锚杆段，沿径向错位膨出，边坡岩土层与锚杆段外表面相接，对每节锚杆段产生轴向及径向的锚固力，完成对边坡岩土层的锚固；
当遇到地震警报时或当地震动传感器探测到超过容许阈值的地震信号时，伺服卷扬机松开缆索，锚杆段可以随岩层错动变形，避免刚性破坏，完成锚杆的抗震准备；大大降低了地震作用对锚杆结构的破坏性，节约了重新打设锚杆的资金，而且允许小变形小应变的释放，对整体岩层抗震有积极的意义；
通过地震感器自动控制，在短时间内完成抗震设防，并有效防止余震带来的次生结构性损害。
附图说明
图1为本发明在缆索张紧后的结构示意图；
图2 为本发明在缆索松开后的结构示意图；
图3 为本发明中通心缆索孔位于对应锚杆段的圆柱轴心之外区域的锚杆段的结构示意图；
图4 为本发明中通心缆索孔位于对应锚杆段的圆柱轴心的锚杆段的结构示意图；
图5 为本发明的缆索的结构示意图。
具体实施方式
本发明提出一种用于桥梁的多节串接抗震锚杆，包括缆索（1）、多节锚杆段（2）和伺服卷扬机。
所述锚杆段（2）为圆柱状，每节锚杆段（2）上均设置有一个轴向的通心缆索孔（201）；至少两节锚杆段（2）的通心缆索孔（201）位于对应锚杆段（2）的圆柱轴心之外的区域。
所述多节锚杆段（2）通过通心缆索孔（201）串接在缆索（1）的一端；所述缆索（1）是高强度钢绞线缆材，一端端部设置有限位块，用于防止多节锚杆段（2）沿缆索（1）的一端滑动脱出；所述缆索（1）的一端及其串接的多节锚杆段（2）埋设在边坡岩土层内；所述伺服卷扬机连接在张紧缆索（1）的另一端；所述伺服卷扬机固定在桥梁上。
正常状态下，伺服卷扬机张紧缆索（1），至少两对相邻锚杆段（2）的圆柱轴心不在同一条直线上，为平行布置，使得该对相邻的锚杆段（2），沿径向错位膨出，边坡岩土层与锚杆段（2）外表面相接，对每节锚杆段（2）产生轴向及径向的锚固力，完成对边坡岩土层的锚固。
优选的，任意两个相邻的锚杆段（2）中，一节锚杆段（2）的通心缆索孔（201）位于对应锚杆段（2）的圆柱轴心之外的区域，另一节锚杆段（2）的通心缆索孔（201）位于对应锚杆段（2）的圆柱轴心。使得每两个相邻的锚杆段（2），均沿径向错位膨出，产生锚固力。
通心缆索孔（201）与对应锚杆段（2）的圆柱轴心的间距可根据需求设计，间距越大，偏心错位越大，产生的锚固作用越强。
地震状态下，伺服卷扬机松开缆索（1），多节的锚杆段2可以随岩层错动变形，避免刚性破坏，完成锚杆的抗震准备。
本发明还包括地震动传感器；所述地震动传感器布置在边坡顶部，包括加速度传感器和位移传感器，用于检测地震动信号；所述控制器接收地震动传感器的信号，控制伺服卷扬机动作。
一种用于桥梁的多节串接抗震锚杆的使用方法，包括以下步骤：
S1、在需要打设锚杆的边坡部位钻孔至设计深度，用缆索（1）将锚杆段（2）串接在一起，放入钻好的孔内；将所述伺服卷扬机固定在桥梁上；
S2、控制伺服卷扬机将缆索（1）张紧，使得相邻的锚杆段（2），沿径向错位膨出，边坡岩土层与锚杆段（2）外表面相接，对每节锚杆段（2）产生轴向及径向的锚固力，完成对边坡岩土层的锚固；
S3、当遇到地震警报时或当地震动传感器探测到超过容许阈值的地震信号时，伺服卷扬机松开缆索（1），锚杆段（2）可以随岩层错动变形，避免刚性破坏，完成锚杆的抗震准备；
S4、当地震结束后，伺服卷扬机继续张紧缆索（1）。

Claims (4)

1.一种用于桥梁的多节串接抗震锚杆，其特征在于：包括缆索（1）、多节锚杆段（2）和伺服卷扬机；
所述锚杆段（2）为圆柱状，每节锚杆段（2）上均设置有一个轴向的通心缆索孔（201）；至少两节锚杆段（2）的通心缆索孔（201）位于对应锚杆段（2）的圆柱轴心之外的区域；
所述多节锚杆段（2）通过通心缆索孔（201）串接在缆索（1）的一端；所述缆索（1）的一端端部设置有限位块，用于防止多节锚杆段（2）沿缆索（1）的一端滑动脱出；所述缆索（1）的一端及其串接的多节锚杆段（2）埋设在边坡岩土层内；所述伺服卷扬机连接在张紧缆索（1）的另一端；所述伺服卷扬机固定在桥梁上；
正常状态下，伺服卷扬机张紧缆索（1），至少两对相邻锚杆段（2）的圆柱轴心为平行布置；
地震状态下，伺服卷扬机松开缆索（1）。
2.根据权利要求1所述的用于桥梁的多节串接抗震锚杆，其特征在于：任意两个相邻的锚杆段（2）中，一节锚杆段（2）的通心缆索孔（201）位于对应锚杆段（2）的圆柱轴心之外的区域，另一节锚杆段（2）的通心缆索孔（201）位于对应锚杆段（2）的圆柱轴心。
3.根据权利要求2所述的用于桥梁的多节串接抗震锚杆，其特征在于：还包括地震动传感器；所述地震动传感器布置在边坡顶部，包括加速度传感器和位移传感器，用于检测地震动信号；所述控制器接收地震动传感器的信号，控制伺服卷扬机动作。
4.一种用于桥梁的多节串接抗震锚杆的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在需要打设锚杆的边坡部位钻孔至设计深度，用缆索（1）将锚杆段（2）串接在一起，放入钻好的孔内；将所述伺服卷扬机固定在桥梁上；
S2、控制伺服卷扬机将缆索（1）张紧，使得相邻的锚杆段（2），沿径向错位膨出，边坡岩土层与锚杆段（2）外表面相接，对每节锚杆段（2）产生轴向及径向的锚固力，完成对边坡岩土层的锚固；
S3、当遇到地震警报时或当地震动传感器探测到超过容许阈值的地震信号时，伺服卷扬机松开缆索（1），锚杆段（2）可以随岩层错动变形，避免刚性破坏，完成锚杆的抗震准备；
S4、当地震结束后，伺服卷扬机继续张紧缆索（1）。
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