CN113529705B - 锚杆与锚索高预应力无损施加设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开锚杆与锚索高预应力无损施加设备及方法，其中设备包括张拉装置和预压装置；所述张拉装置包括第一驱动件、拉杆组件和工具锚，所述拉杆组件连接所述第一驱动件的固定端和所述工具锚，所述工具锚套设于预应力锚杆上；所述预压装置包括第二驱动件和限位器，所述第二驱动件与所述第一驱动件固定连接，所述限位器与所述第二驱动件固定连接，所述第二驱动件与锁具夹片可解除式相抵，所述锁具本体的一端套设于所述锁具夹片上。本发明结构简单、低预应力损失、高退张保载率、良好的机械性能、外露长度短、可使用性好和易于加工，使锚杆张拉卸压后不需要超张拉预应力锁定值即可满足设计要求。

Description

锚杆与锚索高预应力无损施加设备及方法

技术领域

本发明涉及一种预应力锚杆施工技术领域，特别是涉及一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备。本发明还涉及一种利用上述锚杆与锚索高预应力无损施加设备的施工方法。

背景技术

预应力锚杆由锚具、杆体及垫板组成，张拉设备张拉锚杆产生预紧力，锚具通过自锚性能锁住预应力产生锚固力，通过垫板分散压力到围岩上，起到约束围岩变形，主动支护围岩的效果。

预应力锚杆已经在岩土工程领域中广泛应用，但众多工程实践表明，采用常规张拉设备及常规张拉工艺进行预应力施加时，在退张过程中，夹片回缩会导致锚杆（索）滑移回缩，这使得预应力锚杆（索）在退张过程中会产生极大的预应力损失，在预应力锚杆（索）长度较小时尤为明显，最终导致施加的预应力很难满足设计要求。

因此，如何提供一种原理可行、操作简单、功能可靠的低损设备及其施工方法，是本领域技术人员亟需解决的难题。

发明内容

本发明是为了解决现有预应力张拉技术普遍存在的退张后预应力损失的技术不足而完成的，本发明的目的是提供一种原理可行、操作简单、功能可靠、低预应力损失、高退张保载率，且具有良好的机械性能、外露长度短、可使用性好和使锚杆张拉卸压后不需要超张拉预应力锁定值即可满足设计要求的锚杆与锚索高预应力无损施加设备及其施工方法。

本发明所采用的技术方案是：

本发明的一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备，包括张拉装置和预压装置；所述张拉装置包括第一驱动件、拉杆组件和工具锚，所述第一驱动件的自由端设置有第一通孔，所述工具锚容纳在所述第一通孔内，所述拉杆组件的一端与所述第一驱动件的固定端可拆卸式固定，所述拉杆组件的另一端穿设于所述第一通孔内且套设于所述工具锚上，所述拉杆组件与所述工具锚楔形配合，所述工具锚套设于预应力锚杆上且与所述预应力锚杆可解除式相抵；所述预压装置包括第二驱动件和限位器，所述第二驱动件的固定端与所述第一驱动件的自由端可拆卸式固定，所述第二驱动件的自由端与所述限位器的一端可拆卸式固定，所述第二驱动件的自由端与锁具夹片可解除式相抵，所述限位器与锁具本体可解除式相抵，所述锁具本体的一端套设于所述锁具夹片上且两者楔形配合，所述锁具本体的另一端套设于所述预应力锚杆上。

优选地，所述拉杆组件包括拉杆本体和锚环，所述拉杆本体的一端与所述第一驱动件的固定端可拆卸式固定，所述拉杆本体的另一端穿设于所述第一通孔内且与所述锚环可拆卸式固定，所述锚环套设于所述工具锚上且与所述工具锚楔形配合。

优选地，所述拉杆组件还包括锁环，所述锁环分别与所述拉杆本体和所述第一驱动件可拆卸式固定。

优选地，所述第一驱动件为第一油缸，所述第一油缸包括第一回缸油管、第一出缸油管、第一活塞杆和第一缸体，所述第一活塞杆活动连接于所述第一缸体内且与第一缸体围设形成第一有杆腔，所述第一缸体在远离所述第一活塞杆的一侧围设形成第一无杆腔，油泵通过所述第一回缸油管与所述第一有杆腔连通，所述油泵通过所述第一出缸油管与所述第一无杆腔连通，所述第一通孔设置于所述第一活塞杆内，所述第二驱动件的固定端与所述第一活塞杆可拆卸式固定。

优选地，所述第一油缸还包括密封件，所述密封件分别与所述第一缸体和所述拉杆组件可拆卸式固定。

优选地，所述第一驱动件还包括直角坐垫，所述直角坐垫套设于第一缸体上，所述第一回缸油管和所述第一出缸油管可拆卸式固定于所述直角坐垫上。

优选地，所述第二驱动件为第二油缸，所述第二油缸包括第二回缸油管、第二出缸油管、第二活塞杆和第二缸体，所述第二活塞杆与所述第二缸体抵接且围设形成第二有杆腔和第二无杆腔，第二回缸油管与所述第二有杆腔连通，所述第二出缸油管与所述第二无杆腔连通，所述限位器可拆卸式固定于所述第二缸体上，所述第二活塞杆穿过所述限位器且与所述锁具夹片可解除式相抵。

优选地，所述张拉装置和所述预压装置通过连接件可拆卸式固定，所述连接件的一端与所述第二驱动件可拆卸式固定，所述连接件的另一端与所述第一驱动件的活塞杆可拆卸式固定。

一种利用上述的锚杆与锚索高预应力无损施加设备的施工方法，包括以下步骤：

S1：在围岩上打设钻孔，将快速锚固剂放入钻孔底部，将所述预应力锚杆旋转打入钻孔。

S2：清理所述预应力锚杆表面的锈蚀、泥沙，在所述预应力锚杆外露端套设托盘、所述锁具本体和所述锁具夹片。

S3：穿入锚杆与锚索高预应力无损施加设备，使所述限位器与所述锁具本体的后端抵接，所述预应力锚杆依次穿过所述第一驱动件、所述工具锚和所述拉杆组件，开启所述第一驱动件，使得所述第一驱动件的固定端带动所述拉杆组件后移，所述工具锚在所述拉杆组件的挤压下咬紧所述预应力锚杆，向后移动张拉所述预应力锚杆。当张拉到预定荷载时停止所述第一驱动件拉动所述拉杆组件，荷载不变，进行保压。

S4：打开所述第二驱动件，所述第二驱动件的自由端前移提供较大的压力，将所述锁具夹片顶入所述锁具本体，咬紧所述预应力锚杆，从而利用所述锁具本体的自锚功能将所述预应力锚杆紧紧锁住。

S5：所述预压装置和所述张拉装置同时卸压，所述第二驱动件回到初始位置，所述第一驱动件带动所述拉杆组件前移，所述工具锚失去所述拉杆组件的挤压外张，松开咬紧的所述预应力锚杆，实现所述工具锚的自动退锚。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：顶压装置可以较好的楔紧锁具实现自锚，从而最大限度的减少退张后的预应力损失；设备可使用性好和易于加工，使锚杆张拉卸压后不需要超张拉预应力锁定值即可满足设计要求。

附图说明

图1本发明一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备结构示意图。

图2本发明一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备预压装置示意图。

图3本发明一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备图2中A-A剖面图。

图4本发明一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备张拉装置示意图。

图号说明

1、张拉装置；11、第一油缸；111、第一通孔；112、第一回缸油管；113、第一出缸油管；114、第一活塞杆；1141、第三凹槽；115、第一缸体；116、第一无杆腔；117、第一有杆腔；118、密封件；119、直角坐垫；12、拉杆组件；121、拉杆本体；1211、第一凸起；122、锚环；1221、第一凹槽；1222、第二楔形面；123、锁环；13、工具锚；131、第一楔形面；

2、预压装置；21、第二油缸；211、第二回缸油管；212、第二出缸油管；213、第二活塞杆；214、第二缸体；2141、第二凸起；215、第二无杆腔；216、第二有杆腔；22、限位器；221、第二凹槽；

3、连接件；31、第三凸起；

4、预应力锚杆；5、锁具本体；6、锁具夹片。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“垂直”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合附图的图1至图4对本发明的一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备及其施工方法作进一步详细说明。

本发明的一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备，请参考图1至图4中相关各图，包括张拉装置1和预压装置2；所述张拉装置1包括第一驱动件、拉杆组件12和工具锚13，所述第一驱动件的自由端设置有第一通孔111，所述工具锚13容纳在所述第一通孔111内，所述拉杆组件12的一端与所述第一驱动件的固定端可拆卸式固定，所述拉杆组件12的另一端穿设于所述第一通孔111内且套设于所述工具锚13上，所述拉杆组件12与所述工具锚13楔形配合，所述工具锚13套设于预应力锚杆4上且与所述预应力锚杆4可解除式相抵；所述预压装置2包括第二驱动件和限位器22，所述第二驱动件的固定端与所述第一驱动件的自由端可拆卸式固定，所述第二驱动件的自由端与所述限位器22的一端可拆卸式固定，所述第二驱动件的自由端与锁具夹片6可解除式相抵，所述限位器22与锁具本体5可解除式相抵，所述锁具本体5的一端套设于所述锁具夹片6上且两者楔形配合，所述锁具本体5的另一端套设于所述预应力锚杆4上。

这样，所述工具锚13容纳在所述第一通孔111内，所述第一通孔111设置于所述第一驱动件的自由端内，通过所述第一驱动件的驱动力可以驱动所述第一驱动件的自由端前后移动，但是所述第一驱动件的自由端与所述第二驱动件的固定端固定，所述第二驱动件的固定端与所述限位器22固定，所述限位器22抵接在所述锁具本体5上，使得所述第一驱动件驱动其自由端向前移动时被抵住，进而其自由端的反作用力作用在所述第一驱动件的固定端后移，所述拉杆组件12的后端与所述第一驱动件的固定端固定，使得所述第一驱动件的固定端后移过程中带动所述拉杆组件12同时后移，所述拉杆组件12的前端与所述锚环122可拆卸式固定，使得所述拉杆组件12后移过程中带动所述锚环122后移，而所述锚环122与所述工具锚13楔形配合，当所述锚环122后移过程中对所述工具锚13造成挤压，将所述工具锚13挤向所述预应力锚杆4，进而使所述工具锚13将所述预应力锚杆4夹紧，并随所述锚环122和所述拉杆组件12一起后移，完成所述预应力锚杆4的张拉过程。

然后所述第二驱动件驱动其自由端向前移动，由于所述第二驱动件的固定端通过所述限位器22被抵接锁具本体5上，使得所述第二驱动件的自由端前移与所述锁具夹片6相抵，而所述锁具夹片6与所述锁具本体5楔形相抵，当所述锁具夹片6向前卡入所述锁具本体5时，所述锁具本体5对所述锁具夹片6产生挤压力，将所述锁具夹片6推向所述预应力锚杆4，使得所述锁具本体5通过所述锁具夹片6对所述预应力锚杆4夹紧，完成所述预应力锚杆4的预压过程。

卸压时，所述第一驱动件反向运行带动其固定端反向移动，使得所述锚环122与所述工具锚13解除挤压，所述工具锚13脱离所述预应力锚杆4，同时所述第二驱动件反向运行带动其自由端反向移动，其自由端与所述锁具夹片6解除相抵，将锚杆与锚索高预应力无损施加设备从所述预应力锚杆4上取下，完成所述张拉装置1和所述预压装置2同时卸压的过程，可以保证所述预应力锚杆4在张拉卸压后，预应力锁定值满足设计要求，有效抑制围岩变形和支护的稳定性，为工程安全提供有效的技术支持。

本发明的一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备，请参考图1至图4中相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是：所述拉杆组件12包括拉杆本体121和锚环122，所述拉杆本体121的一端与所述第一驱动件的固定端可拆卸式固定，所述拉杆本体121的另一端穿设于所述第一通孔111内且与所述锚环122可拆卸式固定，所述锚环122套设于所述工具锚13上且与所述工具锚13楔形配合。这样，所述拉杆本体121形成所述第一缸体115的延长端，将所述锚环122固定连接在所述第一缸体115上，所述锚环122通过所述拉杆本体121随所述第一缸体115一起前移和后移。

具体地，所述拉杆本体121的前端外周环设有第一凸起1211，所述锚环122的内周有第一凹槽1221，所述第一凸起1211与所述第一凹槽1221凹凸相接。这样，所述拉杆本体121与所述锚环122通过凹槽的方式进行固定，保证了所述拉杆本体121与所述锚环122之间的连接稳定性。

进一步地，所述工具锚13的外周设置有第一楔形面131，所述第一楔形面131由靠近所述第一缸体115的一端斜向向内延伸至靠近所述第二缸体214的一端，使得所述工具锚13形成锥形结构，所述工具锚13的小头端朝向所述第二驱动件所在的一侧，同时所述锚环122的内周设置有第二楔形面1222，所述第二楔形面1222与所述第一楔形面131的倾斜角度相同，两者形成楔形配合，当所述锚环122后移时，可以将所述工具锚13向所述预应力锚杆4进行挤压，保证所述预应力锚杆4被所述工具锚13所夹紧产生较大的摩擦力，这个摩擦力可以带动所述预应力锚杆4随所述工具锚13一起后移，进而完成所述预应力锚杆4的张拉过程。

本发明的一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备，请参考图1至图4中相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是：所述拉杆组件12还包括锁环123，所述锁环123分别与所述拉杆本体121和所述第一驱动件可拆卸式固定。这样，所述锁环123与所述拉杆本体121有重叠部分，所述锁环123和所述拉杆本体121分别在两者重叠部分设置螺纹且通过螺纹的方式固定连接，所述锁环123和所述第一驱动件的固定端有重叠部分，所述锁环123和所述第一驱动件的固定端分别在两者重叠部分设置螺纹且通过螺纹的方式固定连接，所述锁环123设置于所述第一驱动件的后端，保证了所述拉杆本体121与所述第一驱动件连接的有效性。

进一步地，所述第一驱动件为第一油缸11时，所述锁环123设置于所述第一缸体115的后端，所述锁环123、所述第一缸体115、所述拉杆本体121和所述第一活塞杆114一起围设形成所述第一无杆腔116，保证液压油在进入所述第一无杆腔116时能产生有效压力，推动所述第一缸体115相对于所述第一活塞杆114后移。

本发明的一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备，请参考图1至图4中相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是：所述第一驱动件为第一油缸11，所述第一油缸11包括第一回缸油管112、第一出缸油管113、第一活塞杆114和第一缸体115，所述第一活塞杆114活动连接于所述第一缸体115内且与第一缸体115围设形成第一有杆腔117，所述第一缸体115在远离所述第一活塞杆114的一侧围设形成第一无杆腔116，油泵通过所述第一回缸油管112与所述第一有杆腔117连通，所述油泵通过所述第一出缸油管113与所述第一无杆腔116连通，所述第一通孔111设置于所述第一活塞杆114内，所述第二驱动件的固定端与所述第一活塞杆114可拆卸式固定。这样，所述第一活塞杆114活动连接在所述第一缸体115内，所述第一活塞杆114的后端外周与所述第一缸体115的内壁密封抵接，所述第一缸体115内的腔体被所述第一活塞杆114分为前侧的所述第一有杆腔117和后侧的所述第一无杆腔116，液压油可以通过所述第一回缸油管112进入所述第一有杆腔117，使得所述第一缸体115相对于所述第一活塞杆114向后移动，也可以通过所述第一出缸油管113进入所述第一无杆腔116，使得所述第一缸体115相对于所述第一活塞杆114向前移动。

所述第一通孔111设置于所述第一活塞杆114内，所述工具锚13和所述拉杆组件12同时容纳在所述第一通孔111内，可以有效减短整个设备的长度，且具有良好的机械性能。

本发明的一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备，请参考图1至图4中相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是：所述第一油缸11还包括密封件118，所述密封件118分别与所述第一缸体115和所述拉杆组件12可拆卸式固定。这样，所述密封件118与所述拉杆本体121的后端有重叠部分，所述密封件118的内侧面覆盖在两者的重叠部分处，且通过螺钉与所述拉杆本体121可拆卸式固定，所述第一缸体115与所述拉杆本体121通过所述锁环123可拆卸式固定时，所述密封件118的外侧端面与所述锁环123通过螺钉可拆卸式固定，所述密封件118的外端与所述第一缸体115的内侧壁密封相抵，所述密封件118的内端与所述拉杆本体121密封相抵，保证所述第一缸体115与所述拉杆本体121连接的密封性，使得液压油进入所述第一无杆腔116时不会由所述第一缸体115和所述拉杆本体121的连接处外漏。

本发明的一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备，请参考图1至图4中相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是：所述第一驱动件还包括直角坐垫119，所述直角坐垫119套设于第一缸体115上，所述第一回缸油管112和所述第一出缸油管113可拆卸式固定于所述直角坐垫119上。这样，所述第一回缸油管112和所述第一出缸油管113同时固定在所述直角坐垫119上，方便将所述第一回缸油管112和所述第一出缸油管113同时与所述油泵连通，有较好的可使用性和易加工性。

进一步地，还可以将所述直角坐垫119设置于所述第一出缸油管113与所述第一缸体115的接口处，在所述直角坐垫119内设置油路，减少了所述第一出缸油管113，进而减少了整个设备的配套，使设备更加简洁。

本发明的一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备，请参考图1至图4中相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是：所述第二驱动件为第二油缸21，所述第二油缸21包括第二回缸油管211、第二出缸油管212、第二活塞杆213和第二缸体214，所述第二活塞杆213与所述第二缸体214抵接且围设形成第二有杆腔216和第二无杆腔215，第二回缸油管211与所述第二有杆腔216连通，所述第二出缸油管212与所述第二无杆腔215连通，所述限位器22可拆卸式固定于所述第二缸体214上，所述第二活塞杆213穿过所述限位器22且与所述锁具夹片6可解除式相抵。这样，所述第二活塞杆213的中部与所述第二缸体214密封抵接，将所述第二缸体214的腔体结构分为前侧的所述第二有杆腔216和后侧的所述第二无杆腔215，所述第二出缸油管212连通所述油泵和所述第二无杆腔215，所述第二回缸油管211连通所述油泵和所述第二有杆腔216，所述限位器22的前端与所述锁具本体5抵接，所述限位器22的后端与所述第二缸体214可拆卸式固定，使得所述第二缸体214通过所述限位器22抵接在所述锁具本体5上保持不动，所述第二活塞杆213前移与所述锁具夹片6相抵将所述锁具夹片6推入所述预应力锚杆4和所述锁具本体5之间，所述第二活塞杆213后移与所述锁具夹片6解除相抵完成卸压。

进行预压时，所述油泵将液压油通过所述第二出缸油管212压入所述第二无杆腔215，进而推动所述第二活塞杆213前移产生22KN的压力将所述锁具夹片6顶进所述锁具本体5中，实现所述锁具本体5与所述预应力锚杆4的锚固，避免所述锁具夹片6回缩带来的预应力损失。进行卸压时，所述油泵将液压油通过所述第二回缸油管211压入所述第二有杆腔216，同时将所述第二无杆腔215内的液压油抽回所述油泵，使得所述第二活塞杆213后移与所述锁具夹片6解除相抵。

具体地，所述限位器22与所述第二缸体214有重叠部分，所述限位器22在重叠部分对应位置处设置有第二凹槽221，所述第二缸体214在重叠部分对应位置处设置有第二凸起2141，所述第二凹槽221和所述第二凸起2141凹凸相接，保证所述限位器22和所述第二缸体214的连接可靠性。

本发明的一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备，请参考图1至图4中相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是：所述张拉装置1和所述预压装置2通过连接件3可拆卸式固定，所述连接件3的一端与所述第二驱动件可拆卸式固定，所述连接件3的另一端与所述第一驱动件的活塞杆可拆卸式固定。这样，所述连接件3连接所述第一活塞杆114和所述第二缸体214，当所述第一缸体115相对于所述第一活塞杆114后移时，所述锚环122和所述工具锚13可能从所述第一通孔111内伸出，此时所述连接件3围设于所述锚环122和所述工具锚13的外周，为所述锚环122和所述工具锚13提供周向上的均匀支撑，避免所述锚环122和所述工具锚13在楔形配合滑动过程中由于受力不均而发生倾斜的现象。

具体地，所述连接件3的前端内周设置有内螺纹，所述第二缸体214的外周设置有外螺纹，所述连接件3与所述第二缸体214通过螺纹连接的方式固定，保证两者的连接可靠。所述连接件3的后端内周设置有第三凸起31，所述第一活塞杆114的前端外周设置有第三凹槽1141，所述第三凸起31与所述第三凹槽1141凹凸相接，保证所述连接件3与所述第一活塞杆114的连接稳固性。

一种利用本发明的锚杆与锚索高预应力无损施加设备的施工方法，具体步骤如下：

S1:在围岩上打设钻孔，将快速锚固剂放入钻孔底部，将所述预应力锚杆4旋转打入钻孔。

S2:清理所述预应力锚杆4表面的锈蚀、泥沙，在所述预应力锚杆4外露端依次套设托盘、锁具本体5和锁具夹片6，使得所述托盘的前侧面贴于围岩上，所述锁具本体5的前侧与所述托盘相抵，所述锁具夹片6的外周与所述锁具本体5的内周紧密贴合且楔形配合。

S3:穿入锚杆与锚索高预应力无损施加设备，所述限位器22顶到所述锁具本体5的后侧端部，开启所述油泵，使得液压油通过所述第一出缸油管113进入所述第一无杆腔116，随着液压油的进入，第一无杆腔116的体积不断增加，由于所述第一活塞杆114通过所述连接件3与所述第二缸体214固定，同时所述第二缸体214通过所述限位器22与所述锁具本体5抵接，使得所述第一缸体115相对于所述第一活塞杆114不断后移，第一缸体115带动所述拉杆本体121后移，并带动所述锚环122后移，进而所述工具锚13在所述锚环122的挤压下咬紧所述预应力锚杆4，并向后移动张拉所述预应力锚杆4。当所述预应力锚杆4被张拉到预定荷载时所述油泵停止向所述第一无杆腔116供油进行保压，所述工具锚13对所述预应力锚杆4的荷载不变。

S4:打开所述油泵，使液压油通过所述第二出缸油管212进入所述第二无杆腔215，推动所述第二活塞杆213前移，利用所述第二活塞杆213提供的较大压力，将所述锁具夹片6顶入所述锁具本体5，所述锁具夹片6的外周与所述锁具本体5的内周楔形配合，所述锁具夹片6在所述锁具本体5的挤压下咬紧所述预应力锚杆4，从而利用锁具的自锚功能将所述预应力锚杆4紧紧锁住。

S5:预压装置2和张拉装置1同时卸压。在张拉装置1的卸压中，所述油泵将液压油通过所述第一回缸油管112推入所述第一有杆腔117中，同时将所述第一无杆腔116内的液压油通过所述第一出缸油管113抽回所述油泵中，使得所述第一缸体115带动所述拉杆本体121，进而带动所述锚环122前移，所述工具锚13失去所述锚环122的挤压而外张，松开被其咬紧的所述预应力锚杆4，实现所述工具锚13的自动退锚，进而完成所述张拉装置1的卸压过程。在预压装置2的卸压过程中，所述油泵将液压油通过所述第二回缸油管211推入所述第二有杆腔216中，同时将所述第二无杆腔215内的液压油通过所述第一出缸油管113抽回所述油泵中，使得所述第二活塞杆213带动所述限位器22后移至初始位置，进而使所述限位器22与所述锁具本体5解除相抵，所述第二活塞杆213与所述锁具夹片6解除相抵，完成所述预压装置2的卸压过程。

上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备，其特征在于，包括：

张拉装置(1)和预压装置(2)；

所述张拉装置(1)包括第一驱动件、拉杆组件(12)和工具锚(13)，所述第一驱动件的自由端设置有第一通孔(111)，所述工具锚(13)容纳在所述第一通孔(111)内，所述拉杆组件(12)的一端与所述第一驱动件的固定端可拆卸式固定，所述拉杆组件(12)的另一端穿设于所述第一通孔(111)内且套设于所述工具锚(13)上，所述拉杆组件(12)与所述工具锚(13)楔形配合，所述工具锚(13)套设于预应力锚杆(4)上且与所述预应力锚杆(4)可解除式相抵；

所述预压装置(2)包括第二驱动件和限位器(22)，所述第二驱动件的固定端与所述第一驱动件的自由端可拆卸式固定，所述第二驱动件的自由端与所述限位器(22)的一端可拆卸式固定，所述第二驱动件的自由端与锁具夹片(6)可解除式相抵，所述限位器(22)与锁具本体(5)可解除式相抵，所述锁具本体(5)的一端套设于所述锁具夹片(6)上且两者楔形配合，所述锁具本体(5)的另一端套设于所述预应力锚杆(4)上；

其中，所述第二驱动件为第二油缸(21)，所述第二油缸(21)包括第二回缸油管(211)、第二出缸油管(212)、第二活塞杆(213)和第二缸体(214)，所述第二活塞杆(213)与所述第二缸体(214)抵接且围设形成第二有杆腔(216)和第二无杆腔(215)，第二回缸油管(211)与所述第二有杆腔(216)连通，所述第二出缸油管(212)与所述第二无杆腔(215)连通，所述限位器(22)可拆卸式固定于所述第二缸体(214)上，所述第二活塞杆(213)穿过所述限位器(22)且与所述锁具夹片(6)可解除式相抵。

2.根据权利要求1所述的一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备，其特征在于：所述拉杆组件(12)包括拉杆本体(121)和锚环(122)，所述拉杆本体(121)的一端与所述第一驱动件的固定端可拆卸式固定，所述拉杆本体(121)的另一端穿设于所述第一通孔(111)内且与所述锚环(122)可拆卸式固定，所述锚环(122)套设于所述工具锚(13)上且与所述工具锚(13)楔形配合。

3.根据权利要求2所述的一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备，其特征在于：所述拉杆组件(12)还包括锁环(123)，所述锁环(123)分别与所述拉杆本体(121)和所述第一驱动件可拆卸式固定。

4.根据权利要求1所述的一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备，其特征在于：所述第一驱动件为第一油缸(11)，所述第一油缸(11)包括第一回缸油管(112)、第一出缸油管(113)、第一活塞杆(114)和第一缸体(115)，所述第一活塞杆(114)活动连接于所述第一缸体(115)内且与第一缸体(115)围设形成第一有杆腔(117)，所述第一缸体(115)在远离所述第一活塞杆(114)的一侧围设形成第一无杆腔(116)，油泵通过所述第一回缸油管(112)与所述第一有杆腔(117)连通，所述油泵通过所述第一出缸油管(113)与所述第一无杆腔(116)连通，所述第一通孔(111)设置于所述第一活塞杆(114)内，所述第二驱动件的固定端与所述第一活塞杆(114)可拆卸式固定。

5.根据权利要求4所述的一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备，其特征在于：所述第一油缸(11)还包括密封件(118)，所述密封件(118)分别与所述第一缸体(115)和所述拉杆组件(12)可拆卸式固定。

6.根据权利要求4所述的一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备，其特征在于：所述第一驱动件还包括直角坐垫(119)，所述直角坐垫(119)套设于第一缸体(115)上，所述第一回缸油管(112)和所述第一出缸油管(113)可拆卸式固定于所述直角坐垫(119)上。

7.根据权利要求1所述的一种锚杆与锚索高预应力无损施加设备，其特征在于：所述张拉装置(1)和所述预压装置(2)通过连接件(3)可拆卸式固定，所述连接件(3)的一端与所述第二驱动件可拆卸式固定，所述连接件(3)的另一端与所述第一驱动件的活塞杆可拆卸式固定。

8.一种利用权利要求1-7中任一项所述的锚杆与锚索高预应力无损施加设备的施工方法，包括以下步骤：

S1：在围岩上打设钻孔，将快速锚固剂放入钻孔底部，将所述预应力锚杆(4)旋转打入钻孔；

S2：清理所述预应力锚杆(4)表面的锈蚀、泥沙，在所述预应力锚杆(4)外露端套设托盘、所述锁具本体(5)和所述锁具夹片(6)；

S3：穿入锚杆与锚索高预应力无损施加设备，使所述限位器(22)与所述锁具本体(5)的后端抵接，所述预应力锚杆(4)依次穿过所述第一驱动件、所述工具锚(13)和所述拉杆组件(12)，开启所述第一驱动件，使得所述第一驱动件的固定端带动所述拉杆组件(12)后移，所述工具锚(13)在所述拉杆组件(12)的挤压下咬紧所述预应力锚杆(4)，第一驱动件向后移动张拉所述预应力锚杆(4)；当张拉到预定荷载时停止所述第一驱动件拉动所述拉杆组件(12)，荷载不变，进行保压；

S4：打开所述第二驱动件，所述第二驱动件的自由端前移提供较大的压力，将所述锁具夹片(6)顶入所述锁具本体(5)，所述锁具夹片(6)与锁具本体(5)组成的楔形结构会咬紧所述预应力锚杆(4)，从而利用所述锁具本体(5)的自锚功能将所述预应力锚杆(4)紧紧锁住；

S5：所述预压装置(2)和所述张拉装置(1)同时卸压，所述第二驱动件回到初始位置，所述第一驱动件带动所述拉杆组件(12)前移，所述工具锚(13)失去所述拉杆组件(12)的挤压外张，松开咬紧的所述预应力锚杆(4)，实现所述工具锚(13)的自动退锚。

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