CN213805355U - 压力分散型自适应多级让压锚索 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及压力分散型自适应多级让压锚索，由锚索、导向帽、承载板、对中支架、让压套筒、封闭盖板、注浆管组成；所述让压套筒内部设有六个相同的让压通道和一个注浆管孔通道，让压通道顶部设有锚索小孔，底部设有通道大孔，让压套筒底部设有封闭盖板，不同级锚索在让压通道内部两端分别设有固定锚具和恒阻锚具，让压套筒内部分为多组让压通道，通过设置不同长度的恒阻锚具来控制二者之间的接触面积，从而达到不同预设恒阻力的效果，从而和多级压力分散型锚索相配合，实现不同时多级让压，不仅可以缓冲地震荷载等瞬间冲击力，还可以降低长期自然营力和人为扰动等静荷载下锚索被拉断的风险，提高锚索安全性与耐久性。
Description
技术领域
本实用新型涉及边坡预应力锚索加固，具体涉及一种压力分散型自适应多级让压锚索。
背景技术
自适应锚索能够很好地限制岩体变形，提高边坡的稳定性，且由于包含数级承载体，能够在保证锚固力的同时，减少锚索造价，因而被广泛应用于边坡防护中；但是在一些大边坡、强震区、容易发生瞬态冲击等条件下的边坡防护中，由于现有锚体预应力钢绞线为高强度低延伸率钢材，在发生动载情况下，容易发生锚体破断而导致边坡失稳的问题；且在长期的自然营力和人为扰动等静荷载下也会发生松弛变形，同样会导致锚索无法适应变形而发生断裂，从而危及边坡工程安全。
因此需要在锚索上设置让压构件，使锚索能够适应工程岩体可能出现的较大变形，达到维护工程安全的目的。现有锚索在锚头处设置让压结构，但是传统让压结构只能给一根锚杆（钢绞线）使用，适用范围较窄，且存在设计不合理、让压结构太复杂、加工不便、成本高等缺陷。因此有必要设计一种新的压力分散型自适应多级让压锚索，在锚索在达到设定的极限值时，通过让压结构与钢绞线间发生平稳滑动而释放荷载，达到边坡的有效防护。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有边坡预应力锚索加固施工中存在的问题，提出了压力分散型自适应多级让压锚索，采用下述技术方案。
压力分散型自适应多级让压锚索，由锚索、导向帽、承载板、对中支架、让压套筒、封闭盖板、注浆管组成；所述锚索包括一级锚索、二级锚索和三级锚索，不同级锚索之间间隔设置承载板和对中支架，三级锚索承载板底部设有锥形导向帽；所述的让压套筒内部设有六个相同的让压通道和一个注浆管孔通道，让压通道顶部设有比锚索直径大1~5mm的锚索小孔，底部设有通道大孔，让压套筒底部设有与让压通道直径相同的封闭盖板，不同级锚索在让压通道内部两端分别设有固定锚具和恒阻锚具，所述固定锚具设置在锚索小孔端，所述恒阻锚具设置在固定锚具下端，并根据恒阻锚具长度的大小分为一级恒阻锚具、二级恒阻锚具和三级恒阻锚具；所述恒阻锚具达到临界承载力时在让压通道进行恒阻滑动，不同级恒阻锚具在让压通道内形成一级让压行程、二级让压行程三级让压行程；所述封闭盖板设有与让压通道位置相对应的锥形通道，锥形通道大头端与让压套筒通道大孔相对；所述的锚索与锚索小孔、锥形通道接触位置处设有封闭发泡剂；所述注浆管设于锚索中央部位，并贯穿通过让压套筒、承载板、对中支架，注浆管底部与导向帽连接；所述的锚索在坡面上依次设有锚垫墩、锚垫板和锚头，多级锚索依据设计要求进行不同级张拉。
优选地，所述锚索从顶部向底部依次为一级锚索、二级锚索三级锚索，一级锚索长度最短，三级锚索最长，锚索通过固定锚具设于承载板底部；且锚索级数不局限于三级，可根据锚孔直径及锚固力要求设置更多级数。
优选地，所述的导向帽上四周均匀设有注浆孔。
优选地，所述的注浆管孔位于让压套筒中心部位，让压通道环绕注浆管孔通道四周呈环状均匀布置，让压通道数量与锚索数量相对应，且数量均为双数。
优选地，所述的封闭盖板厚度为10~30mm，焊接于让压套筒底部，封闭盖板焊接前通过液压设备将恒阻锚具分别压入到对应让压通道内。
优选地，所述的恒阻锚具由于长度的不同，使不同级恒阻锚具与让压通道接触面积不同，从而产生不同的临界摩擦恒阻力；所述一级恒阻锚具长度最短，在让压套筒内首先进行让压滑动，其后依次为二级恒阻锚具、三级恒阻锚具。
优选地，所述的一级让压行程长度为让压通道长度减去一级恒阻锚具长度，二级让压行程长度为让压通道长度减去二级恒阻锚具长度，三级让压行程长度为让压通道长度减去三级恒阻锚具长度。
优选地，所述的注浆管在多级锚索安装到锚孔后，通过导向帽上注浆孔进行注浆形成注浆体，注浆过程中同步拔除注浆管。
本实用新型涉及的技术方案，与传统技术相比的有益效果是：
1、由于设置的让压套筒能够发生一定长度的让压行程变形，不仅可以缓冲地震荷载等瞬间冲击力，还可以降低长期自然营力和人为扰动等静荷载下锚索被拉断的风险，提高锚索安全性与耐久性。
2、让压套筒内部分为多组让压通道，通过设置不同长度的恒阻锚具来控制二者之间的接触面积，从而达到不同预设恒阻力的效果，让压具有结构简单，成本低等特点。
3、不同级别锚索与相对应的恒阻锚具相对应，可以很好地满足分散型锚索的结构特点，并与多级压力分散型锚索相配合，实现不同时多级让压，达到自适应效果。
4、让压套筒顶部及底部分别设置锚索小孔和封闭盖板限制锚具最大伸长量，避免发生过大变形，在保证施工最大安全变形的同时，有效提高锚固效果。
附图说明
图1是压力分散型自适应多级让压锚索结构示意图；
图2是让压套筒内部结构示意图；
图3是让压套筒锚索小孔示意图；
图4是让压套筒让压通道大孔示意图；
图5是让压套筒锚索及注浆管安装示意图；
图6是封闭盖板侧视图；
图7是封闭盖板锚索孔朝上示意图；
图8是封闭盖板通道孔朝上示意图；
图9是让压套筒剖面图；
图10是让压套筒平面图；
图11是让压套筒一级让压行程剖面图（图10中A-A剖面）；
图12是让压套筒二级让压行程剖面图（图10中B-B剖面）；
图13是让压套筒三级让压行程剖面图（图10中C-C剖面）；
图14是让压套筒注浆管安装剖面图；
图15是让压套筒让压后平面图；
图16是一级锚索让压后剖面图（图15中D-D剖面）；
图17是二级锚索让压后剖面图（图15中E-E剖面）；
图18是三级锚索让压后剖面图（图15中F-F剖面）；
图19是压力分散型自适应多级让压锚索安装到锚孔后示意图；
图20是三级承载板截面锚索示意图（图19中1-1剖面）；
图21是二级承载板截面锚索示意图（图19中2-2剖面）；
图22是一级承载板截面锚索示意图（图19中3-3剖面）；
图23是压力分散型自适应多级让压锚索注浆后示意图；
图24是三级承载板截面锚索示意图（图23中4-4剖面）；
图25是二级承载板截面锚索示意图（图23中5-5剖面）；
图26是一级承载板截面锚索示意图（图23中6-6剖面）。
图中标注：1-锚孔，2-注浆体，3-注浆管，4-让压套筒，41-让压通道，411-一级让压行程，412-二级让压行程，413-三级让压行程，42-注浆管孔通道，43-锚索小孔，44-通道大孔，5-封闭盖板，51-锥形通道，6-恒阻锚具，61-一级恒阻锚具，62-二级恒阻锚具，63-三级恒阻锚具，7-固定锚具，8-锚索，81-一级锚索，82-二级锚索，83-三级锚索，9-承载板，10-对中支架，11-导向帽，111-注浆孔，12-土体，13-发泡剂，14-锚垫板，15-锚垫墩，16-锚头，17-坡面。
具体实施方式
为了加深对本实用新型的理解，下面将参考图1至图26，对本实用新型的实施例作详细说明，以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
本实施例中锚索8索体采用多根直径15.24、1860级钢绞线，一级锚索81、二级锚索82、三级锚索83长度分别为12、16、22m，锚孔1孔径为150mm，注浆体2强度为32.5的普通硅酸盐水泥，注浆水灰比为0.45~0.55，让压套筒4高度200mm，直径为130mm，设置六个让压通道41，让压通道41直径35mm，一级让压行程411、二级让压行程412、三级让压行程413长度分别为100、70、40mm。
结合附图1、附图19、附图23所示，压力分散型自适应多级让压锚索，由锚索8、导向帽11、承载板9、对中支架10、让压套筒4、封闭盖板5、注浆管3组成；锚索8包括一级锚索81、二级锚索82和三级锚索83，不同级锚索8之间间隔设置承载板9和对中支架10，三级锚索83承载板9底部设有锥形导向帽11；再结合附图2所示，锚索8从顶部向底部依次为一级锚索81、二级锚索82、三级锚索83，一级锚索81长度最短，三级锚索83最长，锚索8通过固定锚具7设于承载板9底部。
结合附图2~附图5所示，让压套筒4内部设有六个相同的让压通道41和一个注浆管孔通道42，让压通道41顶部设有比锚索8直径大3mm的锚索小孔43，底部设有通道大孔44，让压套筒4底部设有与让压通道41直径相同的封闭盖板5，不同级锚索8在让压通道41内部两端分别设有固定锚具7和恒阻锚具6。
结合附图10~附图14所示，固定锚具7设置在锚索小孔43端，恒阻锚具6设置在固定锚具7下端，并根据恒阻锚具6长度的大小分为一级恒阻锚具61、二级恒阻锚具62和三级恒阻锚具63；恒阻锚具6由于长度的不同，使不同级恒阻锚具6与让压通道41接触面积不同，从而产生不同的临界摩擦恒阻力；一级恒阻锚具61长度最短，在让压套筒4内首先进行让压滑动，其后依次为二级恒阻锚具62、三级恒阻锚具63。一级让压行程411长度为让压通道41长度减去一级恒阻锚具61长度，二级让压行程412长度为让压通道41长度减去二级恒阻锚具62长度，三级让压行程413长度为让压通道41长度减去三级恒阻锚具63长度。
结合附图16~附图18所示，恒阻锚具6达到临界承载力时在让压通道41进行恒阻滑动，不同级恒阻锚具6在让压通道41内形成一级让压行程411、二级让压行程412、三级让压行程413；
结合附图6~附图8所示，封闭盖板5设有与让压通道41位置相对应的锥形通道51，锥形通道51大头端与让压套筒4通道大孔44相对。
结合附图1、附图14所示，锚索8与锚索小孔43、锥形通道51接触位置处设有封闭发泡剂13；注浆管3设于锚索8中央部位，并贯穿通过让压套筒4、承载板9、对中支架10，注浆管3底部与导向帽11连接。
结合附图19、附图23所示，导向帽11上四周均匀设有注浆孔111，锚索8在坡面17上依次设有锚垫墩15、锚垫板14和锚头16，多级锚索8依据设计要求进行不同级张拉。注浆管3在多级锚索8安装到锚孔1后，通过导向帽11上注浆孔111进行注浆形成注浆体2，注浆过程中同步拔除注浆管3。
结合附图10、附图15所示，注浆管孔通道42位于让压套筒4中心部位，让压通道41环绕注浆管孔通道42四周呈环状均匀布置，让压通道41数量与锚索8数量相对应，且为双数。
结合附图5、附图19所示，封闭盖板5厚度为10~30mm，焊接于让压套筒4底部，封闭盖板5焊接前通过液压设备将恒阻锚具6分别压入到让压通道41内。
为达到上述结构，采用以下施工步骤进行施工：首先根据设计方案将一级锚索81、二级锚索82、三级锚索83通过对中支架10及承载板9安装成整体，在三级锚索83端部承载板9上安装带注浆孔111的导向帽11，并在锚索8另一端固定不同长度的恒阻锚具6，并一一对应的通过液压装置压入让压通道41内部，端部焊接封闭盖板5，并在锚索与锚索小孔43位置处填塞发泡剂13进行防水防渗处理；在坡面17锚垫墩15上进行锚垫板14及锚头16安装，最后进行分段张拉。
压力分散型自适应多级让压锚索工作原理：不同长度的恒阻锚具6与让压通道41之间具有恒定摩阻力，一级恒阻锚具61长度最短，与让压通道41恒阻最小，三级恒阻锚具63长度最长，与让压通道41恒阻最大，当一级锚索81达到极限承载力并大于一级恒阻的时候，一级恒阻锚具61发生移动，从而释放应力；随着时间推移或锚索应力变大，二级恒阻锚具62与三级恒阻锚具63依次滑动，从而逐级释放应力，达到边坡有效防护。
上述实施例仅用于解释说明本实用新型的技术构思，而非对本实用新型权利保护的限定，锚索8级数不局限于三级，可根据锚孔1直径及锚固力要求设置更多级数，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应落入本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.压力分散型自适应多级让压锚索，其特征在于，由锚索（8）、导向帽（11）、承载板（9）、对中支架（10）、让压套筒（4）、封闭盖板（5）、注浆管（3）组成；所述锚索（8）包括一级锚索（81）、二级锚索（82）和三级锚索（83），不同级锚索（8）之间间隔设置承载板（9）和对中支架（10），三级锚索（83）承载板（9）底部设有锥形导向帽（11）；所述让压套筒（4）内部设有六个相同的让压通道（41）和一个注浆管孔通道（42），让压通道（41）顶部设有比锚索（8）直径大1~5mm的锚索小孔（43），底部设有通道大孔（44），让压套筒（4）底部设有与让压通道（41）直径相同的封闭盖板（5），不同级锚索（8）在让压通道（41）内部两端分别设有固定锚具（7）和恒阻锚具（6），所述固定锚具（7）设置在锚索小孔（43）端，所述恒阻锚具（6）设置在固定锚具（7）下端，并根据恒阻锚具（6）长度的大小分为一级恒阻锚具（61）、二级恒阻锚具（62）和三级恒阻锚具（63）；所述恒阻锚具（6）达到临界承载力时在让压通道（41）进行恒阻滑动，不同级恒阻锚具（6）在让压通道（41）内形成一级让压行程（411）、二级让压行程（412）、三级让压行程（413）；所述封闭盖板（5）设有与让压通道（41）位置相对应的锥形通道（51），锥形通道（51）大头端与让压套筒（4）通道大孔（44）相对；所述锚索（8）与锚索小孔（43）、锥形通道（51）接触位置处设有封闭发泡剂（13）；所述注浆管（3）设于锚索（8）中央部位，并贯穿通过让压套筒（4）、承载板（9）、对中支架（10），注浆管（3）底部与导向帽（11）连接；所述锚索（8）在坡面（17）上依次设有锚垫墩（15）、锚垫板（14）和锚头（16），多级锚索（8）依据设计要求进行不同级张拉。
2.根据权利要求1所述的压力分散型自适应多级让压锚索，其特征在于，所述锚索（8）从顶部向底部依次为一级锚索（81）、二级锚索（82）、三级锚索（83），一级锚索（81）长度最短，三级锚索（83）最长，锚索（8）通过固定锚具（7）设于承载板（9）底部。
3.根据权利要求1所述的压力分散型自适应多级让压锚索，其特征在于，所述锚索（8）级数不局限于三级，可根据锚孔（1）直径及锚固力要求设置更多级数。
4.根据权利要求1所述的压力分散型自适应多级让压锚索，其特征在于，所述的导向帽（11）上四周均匀设有注浆孔（111）。
5.根据权利要求1所述的压力分散型自适应多级让压锚索，其特征在于，所述的注浆管孔通道（42）位于让压套筒（4）中心部位，让压通道（41）环绕注浆管孔通道（42）四周呈环状均匀布置，让压通道（41）数量与锚索（8）数量相对应，且数量均为双数。
6.根据权利要求1所述的压力分散型自适应多级让压锚索，其特征在于，所述的封闭盖板（5）厚度为10~30mm，焊接于让压套筒（4）底部，封闭盖板（5）焊接前通过液压设备将恒阻锚具（6）分别压入到对应让压通道（41）内。
7.根据权利要求1所述的压力分散型自适应多级让压锚索，其特征在于，所述的恒阻锚具（6）由于长度的不同，使不同级恒阻锚具（6）与让压通道（41）接触面积不同，从而产生不同的临界摩擦恒阻力；所述一级恒阻锚具（61）长度最短，在让压套筒（4）内首先进行让压滑动，其后依次为二级恒阻锚具（62）、三级恒阻锚具（63）。
8.根据权利要求1所述的压力分散型自适应多级让压锚索，其特征在于，所述的一级让压行程（411）长度为让压通道（41）长度减去一级恒阻锚具（61）长度，二级让压行程（412）长度为让压通道（41）长度减去二级恒阻锚具（62）长度，三级让压行程（413）长度为让压通道（41）长度减去三级恒阻锚具（63）长度。
9.根据权利要求1所述的压力分散型自适应多级让压锚索，其特征在于，所述的注浆管（3）在多级锚索（8）安装到锚孔（1）后，通过导向帽（11）上注浆孔（111）进行注浆形成注浆体（2），注浆过程中同步拔除注浆管（3）。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210727 |