CN202325584U - 一种缓冲耗能锚杆托盘 - Google Patents

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徐荣超
张传庆
卢景景
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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

一种缓冲耗能锚杆托盘
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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