CN202325584U - 一种缓冲耗能锚杆托盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及锚杆托盘，更具体是一种缓冲耗能锚杆托盘，适用于有岩爆灾害倾向的围岩支护中。它包括预应力托架、应力扩散垫板，预应力托架呈拱状梯形，有两对称支撑脚架，拱起平台中心上开有圆形通孔，应力扩散垫板呈方形，中心上开有圆形通孔。本实用新型缓冲耗能锚杆托盘改变了现有锚杆托盘的结构和形状，克服了现有锚杆托盘弹性压缩量不足、受冲击易损坏的缺陷。在岩爆、冲击地压等动荷载作用下，预应力托架产生压缩，可防止锚杆被冲击荷载拉断；预应力托架弹性压缩可恢复的特性使得支护系统持续提供支护力，为岩体提供持续支护力，防止围岩崩落，使岩体动能在岩体裂隙面的摩擦过程中迅速消耗。适用于有岩爆倾向性隧洞、巷道支护领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及锚杆托盘，更具体是一种缓冲耗能锚杆托盘，可适用于有岩爆灾害倾向的围岩支护中，属于岩土工程支护技术领域。
背景技术
锚杆支护是在边坡、岩土深基坑等地面工程及隧道、采场等地下洞室施工中常见的一种围岩加固支护方式。近些年来，随着岩爆、冲击地压等各种破坏性强烈灾害的出现，在冲击动荷载作用下，常常出现锚杆被拉断、托盘被穿透等破坏现象，使支护系统遭受严重破坏，工程安全性受到威胁。岩爆、冲击地压在突然爆发时，会产生强烈的冲击和震动。这一过程的特点对锚杆托盘的要求不仅是(1)托盘具有一定的可伸缩量，可以抵抗岩爆的冲击，防止锚杆被拉断，而且在岩爆过程中(2)能够持续保持一定的锚固力，限制岩块飞出伤人和设备，并尽快使岩爆诱发的震动过程停止。而市场上传统的锚杆托盘类型由于刚度、结构设计等均难以满足以上要求，且大多托盘在动荷载作用下，容易变形、被锚杆穿透，使支护系统失效，工程安全性受到威胁。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单，安装方便，可操作性强的锚杆支护的缓冲耗能锚杆托盘，为了实现上述目的，本实用新型的技术解决方案为：一种缓冲耗能锚杆托盘，它包括预应力托架、应力扩散垫板，所述的预应力托架呈拱状梯形，有两对称支撑脚架，拱起平台中心上开有圆形通孔，应力扩散垫板呈方形，所述的应力扩散垫板中心上开有圆形通孔，应力扩散垫板的边长为圆形通孔直径的5-10倍。
由于采用了以上技术方案，本实用新型缓冲耗能锚杆托盘改变了现有锚杆托盘的结构和形状，克服了现有锚杆托盘弹性压缩量不足、受冲击易损坏的缺陷，其缓冲耗能原理如下：岩爆等冲击动荷载作用下，围岩向外运动，由于应力扩散垫板，具有较大作用面积，可接受岩体冲击，将动能传递给预应力托架上。由于 预应力托架呈拱状梯形，受到挤压作用后，产生一定压缩量，可防止锚杆被冲击荷载拉断；而预应力托架弹性压缩可恢复的特性使得支护系统持续提供支护力，适应岩爆引起的后续岩体震动，为岩体提供一个持续和变化的支护抗力，防止围岩崩落伤人和设备，使岩爆产生的岩体动能在岩体裂隙面的摩擦过程中迅速消耗，使岩爆引起的震动过程尽快结束。本实用新型特别适用于具有岩爆、冲击地压倾向性隧洞、巷道防治领域。
附图说明
图1为本实用新型缓冲耗能锚杆托盘使用状态的示意图
图2为本实用新型预应力托架结构示意图
图3为本实用新型应力扩散垫板结构示意图
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述
见附图
缓冲耗能锚杆托盘由预应力托架1、应力扩散垫板2等组成，所述的预应力托架1呈拱状梯形，有两对称支撑脚架，拱形平台中心上开有圆形通孔，所述的应力扩散垫板2呈方形，应力扩散垫板2中心上开有圆形通孔。所述预应力托架1由较大刚度钢板制成，其刚度应满足变形压缩量的要求，预应力托架1有两个矩形支撑脚架和中间有钻孔的矩形平台，脚架底面至平台距离尺寸应满足产生较大弹性压缩量的要求，并可恢复原状，以达到防止锚杆4被冲击荷载拉断和提供持续和变化的支护抗力的作用，具体尺寸由工程现场需求而定，支撑脚宽度要满足紧固螺母3承托作用的要求，并使预应力托架1保持稳定性。初始预应力施加后，无较大变形，预应力均匀作用于应力扩散垫板2。
应力扩散垫板2边长大小为圆形通孔直径的5-10倍，具体边长与厚度尺寸应根据岩爆发生的范围大小、锚杆4间距和锚杆钻孔尺寸来设计，除了起到传统应力扩散的作用外，还能防止岩块崩落下来。考虑到节约材料，托盘中心的孔洞尺寸要比锚杆直径大一些，并在岩爆结束后，可作为灌浆的通道。
缓冲耗能锚杆托盘使用时，应力扩散垫板2与围岩作用紧贴在一起，预应力托架1作用于其上，锚杆4穿过预应力托架圆形通孔和应力扩散垫板圆形通孔。 紧固螺母3通过螺纹旋紧在锚杆杆体上，提供给应力扩散垫板2、预应力托架1压力。由于预应力托架1呈拱形状，受到挤压作用后，产生一定压缩量，可防止锚杆4被冲击荷载拉断；而预应力托架1弹性压缩可恢复的特性使得支护系统持续提供支护力，适应岩爆引起的后续岩体震动，为岩体提供一个持续和变化的支护抗力，防止围岩崩落伤人和设备，使岩爆产生的岩体动能在岩体裂隙面的摩擦过程中迅速消耗，使岩爆引起的震动过程尽快结束。
Claims (2)
1.一种缓冲耗能锚杆托盘，它包括预应力托架(1)、应力扩散垫板(2)，其特征在于：所述的预应力托架(1)呈拱状梯形，有两对称支撑脚架，拱起平台中心上开有圆形通孔，所述的应力扩散垫板(2)呈方形，应力扩散垫板(2)中心上开有圆形通孔。
2.如权利要求1所述的一种缓冲耗能锚杆托盘，其特征在于：所述的应力扩散垫板(2)的边长为圆形通孔直径的5-10倍。
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