CN205483973U - 一种管缝式锚杆现场拉拔力测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种管缝式锚杆拉拔力测量装置，应用于地下矿山支护工程中的管缝式锚杆拉拔力现场测量，主要由卡环(1)、U型卡槽(2)、支撑架(3)、穿心式千斤顶(4)、拉杆(5)和标尺(6)等部分组成。进行试验时，依次将各部件进行安装，并检查整个装置与管缝式锚杆(0)是否保持同轴状态；操作穿心式千斤顶(4)注油、加载，使得穿心式千斤顶(4)带动拉杆(5)及与其连接的U型卡槽(2)、卡环(1)等部件，从而实现对管缝式锚杆(0)的拉拔动作。此装置能保证拉拔过程中所施加的拉拔力始终与管缝式锚杆处于同心状态，从而获得准确的拉拔力测量结果，携带方便，不需要使用电力设备，不受动力源及使用地点的限制。

Description

一种管缝式锚杆现场拉拔力测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种管缝式锚杆拉拔力测量装置，特别是矿山井下支护工程中管缝式锚杆拉拔力的现场测量，通过该测量装置，可获得管缝式锚杆的拉拔力和对应的位移值，从而检验管缝锚杆的安装质量，评估管缝锚杆的锚固力及锚固效果。

技术背景

管缝式锚杆是采用高强度金属板卷压成沿全长纵向开缝的长钢管状杆体，属全长摩擦类型锚杆，主要靠管壁与钻孔壁之间的摩擦力起锚固作用。采用外力将锚杆安装入较其直径小的钻孔时，钢管的弹性使其外壁挤压钻孔壁，产生沿钢管全长分布的径向力。同时，锚杆外端金属托盘产生的即时预应力使被支护围岩处于三向应力状态，最终起到加固围岩、柔性抑制围岩移动和实现围岩自支撑效应的作用。管缝式锚杆作为一种支护方式，被广泛应用于地下工程的支护实践中，较其他支护方式而言，具有及时施加主动预应力以及安装效率高等诸多优点。但管缝锚杆也有其明显的不足，比如其锚固力受安装工艺的影响非常显著，钻孔直径、岩体质量等会对其锚固力产生非常大的影响。现场试验表明，同样的管缝锚杆采用不同的安装工艺或安装于不同岩体，其锚固力可能相差数倍。

在进行井巷工程掘进与采场回采过程中，地压显现是必然现象，受不同地质条件、安装工艺等因素的影响，管缝式锚杆起到的支护效果不尽相同。如果起不到支护效果，则可能出现井巷工程的垮塌、人员伤亡、设备受损等一系列问题。准确测定现场管缝式锚杆的拉拔力，掌握其安装质量及效果，是保障井巷工程稳定性，避免人员受伤、设备受损的最直接有效的方式。因此，开展管缝锚杆现场 拉拔试验具有非常重要的现实意义。然而对管缝式锚杆的现场拉拔力测量一直是一个技术难题，无法直接拉拔管缝锚杆杆体，为开展管缝锚杆拉拔实验，一般情况下是在管缝式锚杆末端焊接一段金属杆，通过对金属杆进行拉拔，以测定锚杆的拉拔力。但使用这种测量方式，存在如下几个问题：

1)该测量方式不仅需要在地表加工合适的金属杆，还需要使用电焊机、焊钳等工具，需由专业人员到现场进行接电、焊接工作，然而矿山井下巷道并非各个地方都有电源，可能需要专门布置电源至拟测试管缝锚杆附近，可见焊接金属杆这一测量方法对作业条件、作业地点及人员设备具有较高要求。

2)使用电焊会产生明火，易引发火灾事故，在某些存在易燃、易爆气体的矿山(如煤矿)无法使用。

3)焊接工艺本身较为复杂，受矿山井下作业空间小、作业环境差、照明条件不良等因素的限制，使得焊接人员的作业难度提高，焊接质量难以保证。

4)锚杆拉拔力的测量过程中，需要使施加的拉拔力与锚杆处于同轴位置，才能测出准确的管缝锚杆的锚固力(如果非同轴，则测试结果一般会偏大)，然而在焊接过程中操作人员只能根据肉眼判断，这就很难保证焊接的金属杆和管缝锚杆处于同轴位置，从而影响测量结果的准确性。

5)在进行拉拔力测量的过程中，易出现因焊接的金属杆焊点拉断而造成的人员伤害事故。

6)该方式测量周期长，测量工序复杂，测量成本较高。

另一种测量方式是在管缝式锚杆的空心管内安装两个楔子，楔子内侧连接拉杆，通过两个楔子叠合提供抓住管缝锚杆的力量，但这种测量方式最大的问题在于：锚杆壁还受到楔子施加的径向力，从而增大了管缝锚杆与岩壁之间的摩擦力， 使得所测得的锚固力高于实际锚固力。

发明内容

为此，本实用新型的目的是提出一种用于管缝锚杆现场拉拔力测量的装置，应用于矿山井下支护工程中管缝锚杆拉拔力的现场测量，主要组件为：卡环(1)，U型卡槽(2)，支撑架(3)，穿心式千斤顶(4)，拉杆(5)和标尺(6)等。开展拉拔试验时，其各组件的安装见图1，各组件的核心功能如下：卡环(1)用于为U型卡槽(2)提供拉拔管缝锚杆(0)的着力点；支撑架(3)是为穿心式千斤顶(4)提供支撑力；穿心式千斤顶(4)用于提供测试锚固力的动力；拉杆(5)可以将管缝锚杆(0)的锚固力通过卡环(1)、U型卡槽(2)传递至穿心式千斤顶(4)，即穿心式千斤顶(4)所提供的压力值即为管缝锚杆(0)的锚固力值；标尺(6)可用于测试锚固力与锚杆拉出位移的关系曲线。

所述卡环(1)右侧圆环左端面与U型卡槽(2)内的开口凹槽为非固定接触。

所述U型卡槽(2)内开大小两个U型槽、一个圆形开口凹槽和一个螺纹孔，且其轴线与U型卡槽(2)一致；所述U型卡槽(2)右端螺纹孔与拉杆(5)左端为可拆卸式的螺纹连接。

所述支撑架(3)为倒圆桶型支架结构，左端为三个支撑脚(11)，所述支撑脚(11)上设计了螺纹孔，与支撑螺栓(12)为可拆卸式连接；所述的万向爪(13)与支撑螺栓(12)为可拆卸式连接。

所述万向爪(13)与岩壁为接触式连接，万向爪(13)可根据岩壁起伏进行方向调整，使其爪面与岩壁的接触为面接触，而非点接触，避免由于点接触造成的应力集中过大导致岩面破坏影响拉拔力与锚杆杆体的同轴性；所述的万向爪(13)头部为齿状，从而增加支撑架(3)与岩壁间的摩擦力。

所述穿孔千斤顶(4)右上端机架部位上有一带螺纹的圆形孔，孔深足以自由调节安装于其内的标尺(6)插入深度，以确保安装于拉杆(5)上的指示器指针(7)初始位置位于标尺的零点。

所述拉杆(5)左右两端开有等长螺纹，且螺纹长度大于所述U型卡槽(2)右端螺纹孔深度，可自由调节其旋入深度。

所述指针(7)与拉杆(5)为可拆卸式，指针(7)末端与标尺(6)为非固定式接触，指针(7)可在标尺(6)上滑移。

该拉拔装置的安装方法如图1所示。卡环(1)的安装方法为：安装管缝锚杆(0)时，将卡环(1)事先套在管缝锚杆(0)杆体上，置于锚杆的焊接环与锚杆托盘(14)之间，并将锚杆安装于巷道等被支护区域的指定部位。测试该管缝锚杆(0)的锚固力方法如下：(1)首先将U型卡槽(2)与拉杆(5)连接，并将U型卡槽(2)安装于卡环(1)上，之后将支撑架(3)穿于U型卡槽(2)及其所连的拉杆(5)上，再将穿心式千斤顶(4)安装于支撑架(3)上，并在穿过穿心式千斤顶(4)中心的拉杆(5)端头上安装螺母(8)；(2)调节万向爪(13)上的三个支撑螺栓(12)的高度，使穿心式千斤顶(4)的轴向与拉杆(5)的轴向(即管缝锚杆(0)的轴向)一致，之后拧紧拉杆(5)的螺母(8)，并将指针(7)旋入拉杆(5)左端螺纹，使指针(7)箭头朝上，再将标尺(6)安装于穿心式千斤顶(4)右上方的螺纹孔上，并调节标尺(6)的位置，使指针(7)初始位置指于标尺(6)的零点；(3)关闭油压泵的出油阀门，向穿心式千斤顶(4)注油、加载，则穿心式千斤顶(4)将力作用于拉杆(5)，进一步传递至U型卡槽(2)、卡环(1)及管缝锚杆(0)，从而实现对管缝锚杆(0)的拉拔动作，根据拉拔实验的要求，记录拉拔力及管缝锚杆(0)拉出的位移值；(4)当管缝锚杆(0)的拉拔力不在增加的时候，停止加载，打开油压泵出油阀门，则穿心式千斤顶(4) 回缩，拆卸标尺(6)、指针(7)与螺母(8)，取下穿心式千斤顶(4)、支撑架(3)、拉杆(5)及U型卡槽(2)和卡环(1)，完成拉拔试验。

该拉拔力测量装置的优势在于：

1)通过将卡环(1)与管缝式锚杆(0)一同安装，使卡环(1)与管缝式锚杆形成一体，取代了电焊金属杆，用以直接传递对锚杆施加的拉拔力，简单而方便；同时由于，两者之间能保证很好的同轴性，可以最大限度提高管缝锚杆拉拔力的精度。

2)通过一系列措施，包括：卡环(1)内径与管缝式锚杆(0)外径差值很小，确保了两者之间的同轴安装；U型卡槽(2)上开口凹槽对卡环(1)右圆环的限位作用，使U型卡槽(2)与卡环(1)连接后不产生相对位移；支撑架(3)上的支撑螺栓(12)可以任意调节其高度，以适应凹凸不平的井下岩面，确保穿心式千斤顶(4)施加于管缝锚杆(0)的载荷与管缝锚杆(0)的轴向同方向；万向爪(13)可任意调节其角度，使其爪面与岩壁的接触为面接触，避免由于点接触造成的应力集中过大导致岩面破坏影响拉拔力与锚杆杆体的同轴性；所述的万向爪(13)头部为齿状，从而增加支撑架(3)与岩壁间的摩擦力。上述设计实现了测量装置与管缝锚杆(0)在安装、测量过程中始终保持同轴位置，从而提高了测量结果的准确性。

3)测量装置携带方便，安装及拆卸工序简单，不需要其他辅助设施，可以在矿山井下任意地点、任意时间进行管缝式锚杆的拉拔力测量，提高了测量效率。

4)测量装置设计简单，各组成部分均为矿山常用备件或为成熟的配件产品，且加工方便，可以根据现场管缝式锚杆的不同规格尺寸，加工对应的测量装置。

5)测量装置无需用电源，也无需焊接工序，避免出现火灾隐患，可用于煤矿等有特殊测量要求的作业面；同时，各设备间连接稳固，保证了测量拉拔力过程 中测量人员的人身安全。

本发明成功的解决了电焊金属杆的传统管缝锚杆拉拔力测量装置测量工序复杂，费时费力，且难以保证测量安全与测量结果准确性的缺点，有效的提高了测量效率，保证测量结果准确性的同时保障了测量人员的安全，降低了测量成本。

附图说明

图1为管缝式锚杆拉拔力测量装置的安装图，为便于理解其中支撑脚(3)按图4中B-B视角作图。

图2为卡环结构图，图2-1、图2-2和图2-3分别为卡环的正视图、侧视图和俯视图。

图3为U型卡槽结构图，图3-1为U型卡槽正面局部剖面图，图3-2为U型卡槽侧视图，A-A为U型卡槽剖视图(沿A-A剖视图)，301为小U型槽，302为开口凹槽，303为大U型槽。

图4为支撑架结构图，其中图4-1、图4-2分别为支撑架的正视图及俯视图，C-C为支撑架沿正视图中C-C面所作剖视图，B-B为支撑架俯视图沿B-B面所作剖视图。

图5为支撑架上支撑螺栓及万向爪结构图，其中图5-1、图5-2为支撑螺栓示意图与半剖图，图5-3、图5-4为支撑螺栓示意图，分别为正视图与侧视图。

图6为穿心式千斤顶示意图，其中图6-1、图6-2分别为穿心式千斤顶的正视图与侧视图。

图7为拉杆正视图及左视图。

图8为标尺。

图9为指针，其中图9-1、图9-2、图9-3分别为指针的正视图、侧视图和俯视 图，图9-4为指针正剖面图。

图10为U型卡槽与卡环连接步骤图，图10-1为安装时U型卡槽从上而下将卡环嵌入其中；图10-2为卡环嵌入U型卡槽后，向左移动U型卡槽使卡环右端圆环嵌入开口凹槽；图10-3为两者连接完成后状态视图。

图11为卡环右端圆环嵌入U型卡槽上开口凹槽示意图。

图12为卡环正视图与侧视图尺寸标注示例图。

图13为U型卡槽正视图与侧视图尺寸标注示例图。

图14为支撑架俯视图与沿B-B面剖视图尺寸标注示例图。

图中：0-管缝式锚杆；1-卡环；2-U型卡槽；3-支撑架；4-穿心式千斤顶；5-拉杆；6-标尺；7-指针；8-螺母；9-止动垫圈；10-进出油管；11-支撑脚；12-螺栓；13-万向爪；14-锚杆托盘；15-安全拉环；16-底座；17-滚珠；18-球形爪。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

图1为本发明实施例的管缝式锚杆拉拔力测量装置的装配图，为便于理解，其中支撑架(3)以图4中B-B剖面图进行绘制，详细支撑架(3)结构见图4。

本实施中管缝式锚杆拉拔力测量装置主要由卡环(1)、U型卡槽(2)、支撑架(3)、穿心式千斤顶(4)、拉杆(5)和标尺(6)等部件组成。

(1)卡环(1)为工字形轴套构造，沿轴开有轴套孔(见图2)，通过轴套孔可将卡环(1)套在管缝锚杆(0)杆体上；安装管缝式锚杆(0)时，卡环(1)被置于锚杆 的焊接环与锚杆托盘(14)之间；如图2，以锚杆的焊接环所在一侧为右，锚杆托盘(14)所在一侧为左，卡环(1)右圆环左端面与U型卡槽(2)连接(即为卡环(1)和U型卡槽(2)卡接)，起到传力作用(见图1)，同时也使管缝式锚杆(0)、卡环(1)与U型卡槽(2)同轴。

(2)如图3所示，U型卡槽(2)是在底部为圆柱体，顶部为截顶圆锥体所构成的组合体上开槽、打孔而成。圆柱体部分沿轴从左至右(如图3所示，以U型卡槽底部为左，顶部为右)依次开有小U型槽(301)、开口凹槽(302)和大U型槽(303)，其中小U型槽半圆直径匹配于卡环(1)轴套外径；开口凹槽(302)直径匹配卡环(1)右端大圆环直径，开口宽度匹配于卡环(1)轴套外径；大U型槽(303)半圆直径匹配卡环(1)右端大圆环直径。截顶圆锥体部分沿轴有一螺纹孔，其内螺纹匹配拉杆(5)左端外螺纹。上述卡环(1)右圆环左端面与U型卡槽(2)连接的具体方式为，通过U型卡槽(2)将卡环(1)嵌入槽内，其中卡环中间轴部嵌入到小U型槽(301)部分，卡环右端圆环嵌入到大U型槽(303)部分，并沿轴将U型卡槽(2)右拉，使卡环(1)右端圆环嵌入开口凹槽(302)，从而使卡环(1)与U型卡槽(2)间不产生相对位移(见图11)；截顶圆锥体顶端螺纹孔与拉杆(5)左端连接，使施加于拉杆(5)上的力传递至U型卡槽(2)及卡环(1)。

(3)支撑架(3)为带3个支撑脚(11)的倒圆桶形支架构造(见图4)，扣于卡环(1)与U型卡槽(2)外侧，在支撑架(3)顶部有一沿轴向贯穿的通孔，其孔径略大于拉杆(5)直径，可将拉杆(5)穿过通孔；三个沿圆周均匀分布的支撑脚(11)上开有螺纹孔，用于连接支撑螺栓(12)，两者为可拆卸式连接，支撑螺栓(12)结构见图5中(图5-3)、(图5-4)；支撑螺栓(12)与支撑脚(11)上螺纹孔连接好后，末端用于连接万向爪(13)。

(4)万向爪(13)主要由底座(16)、滚珠(17)和球形爪(18)组成，球形爪包括球形部分和爪面部分，底座(16)下端车有一螺纹孔用于连接支撑螺栓(12)，上端呈杯状用于嵌入球形爪球形部分，为了降低摩擦，以便球形爪的球形部分可以在底座(16)上沿一定角度自由调整方向，在球形爪球形部分与底座上端的杯状内壁之间夹有若干滚珠(17)，由于底座(16)上部的杯状设计，使得球形爪(18)球形部分不会脱离；球形爪(17)爪面部分与岩壁为面接触，增大了测量装置与岩壁的接触面积，且爪面呈齿状，增加了万向爪(13)与岩壁间的摩擦力。通过调节支撑螺栓(12)的旋入深度及万向爪(13)与岩壁的接触面，实现支撑架(3)上螺纹孔与锚杆(0)、卡环(1)、U型卡槽(2)处于同轴位置。(5)穿心式千斤顶(4)是一较为成熟的产品(见图6)，其为圆柱体结构，包括机架(固定件)和动力组件，沿轴方向有一穿心通孔，可将拉杆(5)穿过其中；上端加工有安全拉环(15)用于连接挂钩或绳索，下端为进出油管(10)，给压时，穿心式千斤顶(4)上活塞可向右端运动，从而带动拉杆(5)运动；穿心式千斤顶(4)左端与支撑架(3)右端面接触，右端与安装在拉杆(5)上的止动垫片(9)接触；在穿心式千斤顶(4)右上方机架部位处开一螺纹孔用于连接标尺(6)；在注油、加载情况下，穿心式千斤顶(4)通过活塞外伸将力作用于拉杆(5)右端固定的止动垫圈(9)与螺帽(8)，从而带动拉杆(5)向右运动。

(6)支撑架(3)与穿心式千斤顶(4)上均设有安全拉环(15)，可在其上固定挂钩或绳子，另一端固定在岩壁或其他可支撑的地方，以防止在试验过程中或者结束后测量仪器在重力作用下掉落，起到保护仪器和防止伤人的作用。

(7)拉杆(5)为左右两端车削等长外螺纹的圆柱形直杆(见图7)，左端与U型卡槽(2)为可拆卸式连接，右端通过止动垫圈(9)、螺帽(8)间接与穿心式千斤 顶(4)右端连接，通过拉杆(5)的上述连接方式使U型卡槽(2)和穿心式千斤顶(4)间接相连，起到传力作用，以便通过拉杆(5)将穿心式千斤顶的力传至U形卡槽(2)；拉杆(5)主体部分穿过支撑架(3)和穿心式千斤顶(4)，但不接触(如图1)。

(8)标尺(6)为圆柱体，左端车有一定长度的外螺纹，用于与穿心式千斤顶(4)上的小螺纹孔连接；主体部分上标有刻度(见图8)。

(9)指针(7)由下方圆环与上方箭头共同组成，圆环部分车有与拉杆(5)相匹配的内螺纹，用于与拉杆(5)连接；指针(7)箭头指向标尺(6)上的刻度，测量过程中指针(7)末端可在标尺上滑移。

根据本发明管缝式锚杆拉拔力现场测量装置，卡环(1)套在管缝锚杆(0)杆体上，置于锚杆的焊接环与锚杆托盘(14)之间，安装后两者处于同轴位置；同时U型卡槽(2)对卡环(1)起到了限制位移的作用，可确保与U型卡槽(2)连接的拉杆(5)同管缝式锚杆(0)处于同轴位置；进一步的，通过支撑架(3)三个支撑脚(11)上的支撑螺栓(12)与万向爪(13)的高低调节作用，以适应管缝锚杆所安装巷道表面凸凹不平，确保穿心式千斤顶(4)施加于管缝锚杆(0)的载荷与管缝锚杆(0)的轴向同方向(见图1)。上述设计确保了拉拔力测量装置与管缝式锚杆(0)处于同轴位置，避免拉拔过程中出现拉拔力施加方向偏斜的问题，保证测量结果的准确性。

进行管缝式锚杆拉拔力测量装置的安装时，首先将卡环(1)套入管缝式锚杆(0)末端，依据管缝式锚杆(0)的现场安装工艺进行安装，此时卡环(1)左右两端分别卡在锚杆托盘(14)和管缝式锚杆(0)末端焊接环之间，并与锚杆托盘(14)和管缝式锚杆(0)末端焊接环无缝接触，避免卡环(1)的左右位移。开展管缝锚杆拉拔试验时，先将拉杆(5)旋入U型卡槽(2)右端螺纹孔，再进行U型卡槽(2)与卡环(1) 的连接，其具体安装步骤如下：先将U型卡槽(2)自上而下嵌入卡环(1)中(见图10中图10-1、图10-2)，当小U型槽与卡环(1)中间轴接触后，将U型卡槽(2)沿轴向右拉，使得卡环(1)右端大圆环嵌入U型卡槽(2)上的圆形开口凹槽内(见图10中图10-3、图11)。此时管缝式锚杆(0)、卡环(1)与U型卡槽(2)处于同轴位置；通过圆形开口凹槽的限制位移作用，使得卡环(1)与U型卡槽(2)的相对位置得以固定，避免了仅有两个U型槽时，卡环(1)与U型卡槽(2)因错位而出现的不同轴情况。

将支撑架(3)沿其上的通孔穿过拉杆(5)扣于卡环(1)与U型卡槽(2)上，调整支撑脚(11)上支撑螺栓(12)的旋入深度以及万向爪(13)与岩壁的接触面，使得支撑架(3)与卡环(1)、U型卡槽(2)等处于同轴状态。

完成上述步骤后，将穿心式千斤顶(4)沿其上的通孔穿过拉杆(5)，使穿心式千斤顶(4)左端与支撑架(3)接触，再在拉杆(5)右端露出的外螺纹部分上安装止动垫圈(9)并旋入螺母(8)，从而将拉杆(5)与穿心式千斤顶(4)右端连接，穿心式千斤顶施加力时，可带动拉杆向右运动。

最后，进行标尺(6)与指针(7)的安装：先将指针(7)沿拉杆(5)右端的外螺纹旋至接近螺帽(8)位置，并保持指针(7)末端指向标尺(6)方向，随后将标尺(6)旋入穿心式千斤顶(4)右端车削的小螺纹孔内，调整旋入深度，使标尺(6)上0刻度线与指针(7)末端对齐。

通过以上步骤完成整个管缝式锚杆拉拔力测量装置的安装(见图1)。

以下为本发明管缝式锚杆拉拔力现场测量装置的一个示例规格参数：

(1)卡环(1)内径42mm(管缝式锚杆外径40mm，可根据不同锚杆外径对应加工不同的卡环(1)内径)；中间轴外径50mm，长30mm；左右两圆环外径分别为60mm 和78mm，厚度均为10mm，采用Q345号钢材，为便于理解卡环尺寸示例见图12。

(2)U型卡槽(2)底部圆柱体外径100mm，小U型槽直径52mm，开槽长度为15mm；开口凹槽直径80mm，长10mm，开口处宽52mm；大U型槽直径80mm，开槽长度21mm(其长度需大于卡环(1)右端圆环长度与焊接环的长度和)，所开螺纹孔为M32的通孔，为减轻U型卡槽重量，可沿轴往截顶圆锥方向挖空一定长度，采用Q345号钢材，为便于理解U型卡槽尺寸示例见图13。

(3)支撑架(3)倒圆筒部分外径为160mm，内径为120mm，支撑架(3)部分总长度为230mm；支撑脚(11)长130mm，宽40mm，末端开M16通孔，采用Q345号钢材；末端支撑螺栓(12)尺寸为M16×105，Q345号钢材，为便于理解支撑架部分结构尺寸示例见图14；万向爪(13)底座(16)上开M16×12的螺纹孔，其他部分可按国家标准进行设计。

(4)穿心式千斤顶(4)外径为160mm，长200mm，可采用国家标准产品。其右上端非传动活塞处车一M5×25的螺纹孔。

(5)拉杆(5)为直径32mm，长470mm的圆柱杆(拉杆(5)长度需根据穿心式千斤顶(4)长度变化做对应调整)，两端车M32×75外螺纹，采用Q345号钢材。

(6)标尺(6)为长225mm，直径为6mm的圆柱型直杆，左端车M5×25外螺纹，标尺总长度可做适当调整，采用Q345号钢材。指针(7)下方圆环宽度为4mm，外径为40mm，沿中心开一M32螺纹孔；上方指针长42.5mm，宽5mm，厚度为1mm，采用Q345号钢材。

利用本发明管缝式锚杆拉拔力现场测量装置进行现场拉拔试验时的步骤如下：

(1)将卡环(1)套入管缝式锚杆(0)末端，即置于锚杆托盘(14)和管缝锚杆(0) 末端焊接环之间，按照管缝式锚杆(0)的安装工艺进行锚杆的安装。

(2)根据前述管缝式锚杆拉拔力测量装置的安装步骤完成装置的组装动作，组装过程中重点是保证各组件与管缝式锚杆(0)始终处于同轴状态，通过调整支撑架(3)上的支撑螺栓(12)的旋入深度及万向爪(13)与岩壁的接触面，保证支撑架(3)的稳定性。

(3)调整标尺(6)与指针(7)的位置，使得指针(7)末端箭头指向标尺(6)上刻度线的起点(0点)。

(4)用铁链连接安全拉环(15)，并将支撑架(3)和穿心式千斤顶(4)悬吊于被测试锚杆相邻的锚杆或钢网上，防止出现意外情况时千斤顶坠落伤人。

(5)关闭油压泵的出油阀门，注油、加载，使得穿心式千斤顶(4)带动拉杆(5)向右端运动(此时，穿心式千斤顶(4)左端由支撑架(3)支撑)。

(6)记录拉拔力及管缝锚杆(0)被拉出的位移值，当管缝锚杆(0)的拉拔力停止上升时，停止加载，记录拉拔力最高值与拉拔过程中的位移值；打开油压泵出油阀门，则穿心式千斤顶(4)上活塞回缩。在加载、卸载过程中操作人员不能站在被测管缝式锚杆(0)及千斤顶周围1.5m的范围内，防止其跌落伤人。

(7)试验结束后，拆卸标尺(6)、指针(7)与螺母(8)，取下穿心式千斤顶(4)、支撑架(3)、拉杆(5)及U型卡槽(2)和卡环(1)，对各组件进行清理并放回原位以便进行下次试验。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种管缝式锚杆现场拉拔力测量装置，包括卡环(1)、U型卡槽(2)、支撑架(3)、穿心式千斤顶(4)、拉杆(5)、标尺(6)和指针(7)，

其特征在于：卡环(1)内套入管缝式锚杆(0)杆体，卡环(1)被置于管缝式锚杆(0)的焊接环与锚杆托盘(14)之间，卡环(1)位于所述焊接环所在的一端与U型卡槽(2)卡接，管缝式锚杆(0)、卡环(1)与U型卡槽(2)同轴；拉杆(5)一端与U型卡槽(2)相连，另一端依次套入支撑架(3)、穿心式千斤顶(4)中；所述支撑架(3)扣于卡环(1)与U型卡槽(2)外侧，用于支撑穿心式千斤顶(4)；U型卡槽(2)和穿心式千斤顶(4)通过拉杆(5)间接连接；标尺(6)和指针(7)分别与穿心式千斤顶(4)和拉杆(5)连接。

2.根据权利要求1所述的一种管缝式锚杆现场拉拔力测量装置，其特征在于：所述的卡环(1)为工字形轴套构造，沿轴开有轴套孔，用于套入所述管缝锚杆(0)杆体，卡环(1)内径与管缝式锚杆(0)外径一致。

3.根据权利要求1所述的一种管缝式锚杆现场拉拔力测量装置，其特征在于：所述的U型卡槽(2)是通过在底部为圆柱体，顶部为截顶圆锥体共同构成的组合体上开槽而成，圆柱体部分沿轴依次开有小U型槽(301)、开口凹槽(302)和大U型槽(303)；截顶圆锥部分沿轴设置一螺纹孔，用于连接拉杆(5)；其中大U型槽半圆、小U型槽半圆、开口凹槽与螺纹孔的轴心均与所述组合体轴心一致，所述卡环(1)位于所述焊接环所在的一端与U型卡槽(2)卡接是将卡环(1)位于所述焊接环所在的一端圆环嵌入开口凹槽(302)中。

4.根据权利要求3所述的一种管缝式锚杆现场拉拔力测量装置，其特征在于：卡环(1)中间轴部外径与U型卡槽(2)内开的小U型槽内径保持一致，卡环(1)位于所述焊接环所在的一端圆环直径与U型卡槽(2)内的开口凹槽和大U型槽内径保持一致。

5.根据权利要求1所述的一种管缝式锚杆现场拉拔力测量装置，其特征在于：所述的支撑架(3)为带3个支撑脚(11)的倒圆桶形支架结构，在支架顶部开一直径大于拉杆(5)轴径的贯穿圆孔，用于套入拉杆(5)；支撑架(3)侧边设置有安全拉环(15)用于连接挂钩或绳索；3个支撑脚(11)上开设有螺纹孔，用于安装支撑螺栓(12)，万向爪(13)分别通过支撑螺栓(12)固定于各个支撑脚(11)上；通过调节支撑螺栓(12)的旋入深度及万向爪(13)与岩壁的接触面，实现支撑架(3)上螺纹孔与锚杆(0)、卡环(1)、U型卡槽(2)处于同轴位置。

6.根据权利要求5所述的一种管缝式锚杆现场拉拔力测量装置，其特征在于：所述万向爪(13)包括底座(16)、滚珠(17)和球形爪(18)，球形爪(18)包括球形部分和爪面部分；底座(16)下端设置有连接所述支撑螺栓(12)的螺纹孔，上端呈杯状用于与球形爪(18)的球形部分卡接，底座(16)与球形爪(18)的球形部分之间设置有所述滚珠(17)。

7.根据权利要求1所述的一种管缝式锚杆现场拉拔力测量装置，其特征在于：所述的穿心式千斤顶(4)为圆柱体结构，包括机架和动力组件，沿轴具有一通孔，用于套入拉杆(5)；上端加工有安全拉环(15)用于连接挂钩或绳索，下端为进出油管(10)，给压时，穿心式千斤顶(4)上活塞可向远离支撑架(3)一端运动，从而带动拉杆(5)运动；在穿心式千斤顶(4)远离支撑架(3)一端上侧机架部位上开有螺纹孔，用于安装标尺(6)。

8.根据权利要求1所述的一种管缝式锚杆现场拉拔力测量装置，其特征在于：拉杆(5)为两端车等长螺纹的圆柱直杆，一端与U型卡槽(2)上螺纹孔连接，另一端在穿过支撑架(3)顶部贯穿圆孔和穿心式千斤顶(4)内通孔后，用螺帽(8)进行固定，所述螺帽(8)上安装有止动垫圈(9)。

9.根据权利要求1所述的一种管缝式锚杆现场拉拔力测量装置，其特征在于：标尺(6)为一端加工有螺纹的圆柱形刻度尺，标尺(6)上外螺纹用于连接穿心式千斤顶(4)远离支撑架(3)一端上侧的螺纹孔；指针(7)为加工有螺纹孔的箭头状结构，可旋入拉杆(5)。