CN220726339U - 一种用于深部洞室吸能抗冲击荷载的大变形锚杆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种用于深部洞室吸能抗冲击荷载的大变形锚杆，包括泡沫混凝土垫块、吸能套筒、钢质的第一杆体和第二杆体，所述的吸能套筒由筒体、碟簧、加载板和限位板组成，筒体整体为上端封闭的筒状结构，所述的加载板和碟簧均位于筒体内；所述的第一杆体下端连接泡沫混凝土垫块，上端穿过限位板的通孔固连加载板；第二杆体下端连接筒体上端。本实用新型结构简单，易于装配，在围岩体受到爆炸冲击荷载时，吸能套筒能够吸收冲击和消散能量，泡沫混凝土垫块能产生大变形并大量消耗能量，使得传递到地下洞室支护结构上的动应力极大降低，使应力变得均匀，有效提高装配式钢支护结构承载高地应力的能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及深部洞室及地下空间工程，具体是一种用于深部洞室吸能抗冲击荷载的大变形锚杆。
背景技术
随着深部洞室埋深的不断增加，遇到的不良地质条件更加复杂，地应力更高，在施工过程中往往会出现更多的地质灾害问题，如硬岩岩爆、软岩大变形等问题。在实际工程支护中，由于未充分考虑洞室所处的深部高地应力环境特征，采用的支护方式多以抗为主，通过增加钢拱架和二衬混凝土支护结构的刚度、厚度，但仍不能有效控制围岩的变形，导致洞室出现支护开裂、钢架扭曲、侵限等问题，多次返工导致工程投资增加，严重影响了地下洞室的正常运营。
采用装配式多级让抗支护结构能够在一定程度上解决高地应力岩体地层松散、围岩难以快速封闭的难题，但现有的装配式多级让抗支护结构所选用的锚杆其结构为传统锚杆，传统锚杆在承受冲击荷载时以抗为主，受让变形能力有限，在受到岩爆等深部冲击荷载时，易断裂失效，不能充分发挥围岩体的自承能力，因此，使得装配式钢结构承载高地应力的能力比较低。
发明内容
针对背景技术提出的问题，本实用新型的目的是提供一种用于深部洞室吸能抗冲击荷载的大变形锚杆，其结构简单易装配，钢用量低，可以吸收冲击荷载作用在装配式钢结构上的冲击动能，减少钢结构的支护作用力，有效提高装配式钢支护结构承载高地应力的能力。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种用于深部洞室吸能抗冲击荷载的大变形锚杆，包括泡沫混凝土垫块、吸能套筒、钢质的第一杆体和第二杆体，所述的吸能套筒由筒体、碟簧、加载板和限位板组成，筒体整体为上端封闭的筒状结构，其下端口部通过限位板封闭，限位板中部设有通孔；所述的加载板和碟簧均位于筒体内；
所述的第一杆体下端连接泡沫混凝土垫块，上端穿过限位板的通孔固连加载板；所述碟簧套设在第一杆体上，且碟簧位于限位板和加载板之间；
所述的第二杆体位于吸能套筒上部，第二杆体上端连接外部锚固结构，第二杆体下端连接筒体上端。
所述的第一杆体下部设有固为一体的垫板，第一杆体下端穿过泡沫混凝土垫块，并连接有紧固螺帽，所述紧固螺帽用于将泡沫混凝土垫块压向垫板。
所述的限位板与筒体螺纹连接。
所述的碟簧为对合组合碟簧或者复合组合碟簧。
所述的第一杆体与第二杆体同轴。
所述的第一杆体、第二杆体其外侧面均绕设有螺旋状凸起。
本实用新型的有益效果：本实用新型结构简单，易于装配，在装配式钢结构受到岩爆冲击荷载时，吸能套筒能够吸收冲击和消散能量，泡沫混凝土垫块能产生变形并大量消耗能量，使得传递到地下洞室支护结构上的动荷载大幅降低，结构内部受力更加均匀，有效提高装配式钢支护结构承载高地应力的能力。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图中：1、紧固螺帽，2、泡沫混凝土垫块，3、垫板，4、第一杆体，5、碟簧，6、吸能套筒，7、加载板，8、限位板，9、第二杆体，10、筒体。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。需要注意的是，实施例中所描述的方位，如“左”、“右”等，仅是为了便于理解实施例的结构，并非是对实施例结构的绝对限定，任何基于实施例结构的方位变化而做出的等效改动，均属于本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型提供一种用于深部洞室吸能抗冲击荷载的大变形锚杆，包括泡沫混凝土垫块2、吸能套筒6、钢质的第一杆体4和第二杆体9，所述的吸能套筒6由筒体10、碟簧5、加载板7和限位板8组成，筒体10整体为上端封闭的筒状结构，其下端口部通过限位板8封闭，限位板8中部设有通孔；所述的加载板7和碟簧5均位于筒体10内；所述的第一杆体4下端连接泡沫混凝土垫块2，上端穿过限位板8的通孔固连加载板7；所述碟簧5套设在第一杆体4上，且碟簧5位于限位板8和加载板7之间；所述的第二杆体9位于吸能套筒6上部，第二杆体9上端连接外部锚固结构，第二杆体9下端连接筒体10上端。
所述的第一杆体4下部设有固为一体的垫板3，第一杆体4下端穿过泡沫混凝土垫块2，并连接有紧固螺帽1，所述紧固螺帽1用于将泡沫混凝土垫块2压向垫板3。
所述的限位板8与筒体10螺纹连接。
所述的碟簧5为对合组合碟簧或者复合组合碟簧。
所述的第一杆体4、第二杆体9其外侧面均绕设有螺旋状凸起。
本实用新型的原理：在装配式钢结构受到岩爆冲击荷载时，第一杆体4在冲击荷载作用下受到拉伸作用，吸能套筒6内部固连在第一杆体4上的加载板7挤压碟簧5产生压缩变形，因碟簧5具有良好的缓冲吸震能力，采用不同的叠合组合方式，能够吸收冲击和消散能量，效果更加显著；当第一杆体4伸长到一定长度时，垫板3挤压泡沫混凝土垫块2，泡沫混凝土垫块2产生大变形并大量消耗能量，使得传递到地下洞室结构衬砌上的动应力地大降低，减小了钢结构的支护参数，使应力变得均匀。
所述的限位板10与筒体9螺纹连接。这样的结构便于筒体1的装配。
所述的碟簧5为对合组合碟簧或者复合组合碟簧。公知的，碟簧通过不同的组合方式，可获得不同的特性曲线，以满足不同的需要，一组单片碟簧按照相向方向叠合使用，称作叠合组合碟簧，反之，一组单片碟簧按照不同方向交替对合使用，称为对合组合碟簧，由多组相向同规格的叠合组合碟簧，称作复合组合碟簧。
所述的泡沫混凝土垫块2右侧设有紧固螺帽11，所述紧固螺帽11与钢质杆体1螺纹连接。
所述的第一杆体4与第二杆体9同轴。
所述的第一杆体4、第二杆体9其外侧面均绕设有螺旋状凸起。即第一杆体4、第二杆体9为螺纹钢筋。
本实用新型未详述部分为现有技术。
Claims (6)
1.一种用于深部洞室吸能抗冲击荷载的大变形锚杆，包括泡沫混凝土垫块（2）、吸能套筒（6）、钢质的第一杆体（4）和第二杆体（9），其特征是：
所述的吸能套筒（6）由筒体（10）、碟簧（5）、加载板（7）和限位板（8）组成，筒体（10）整体为上端封闭的筒状结构，其下端口部通过限位板（8）封闭，限位板（8）中部设有通孔；所述的加载板（7）和碟簧（5）均位于筒体（10）内；
所述的第一杆体（4）下端连接泡沫混凝土垫块（2），上端穿过限位板（8）的通孔固连加载板（7）；所述碟簧（5）套设在第一杆体（4）上，且碟簧（5）位于限位板（8）和加载板（7）之间；
所述的第二杆体（9）位于吸能套筒（6）上部，第二杆体（9）上端连接外部锚固结构，第二杆体（9）下端连接筒体（10）上端。
2.根据权利要求1所述的一种用于深部洞室吸能抗冲击荷载的大变形锚杆，其特征是：所述的第一杆体（4）下部设有固为一体的垫板（3），第一杆体（4）下端穿过泡沫混凝土垫块（2），并连接有紧固螺帽（1），所述紧固螺帽（1）用于将泡沫混凝土垫块（2）压向垫板（3）。
3.根据权利要求1所述的一种用于深部洞室吸能抗冲击荷载的大变形锚杆，其特征是：所述的限位板（8）与筒体（10）螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于深部洞室吸能抗冲击荷载的大变形锚杆，其特征是：所述的碟簧（5）为对合组合碟簧或者复合组合碟簧。
5.根据权利要求1所述的一种用于深部洞室吸能抗冲击荷载的大变形锚杆，其特征是：所述的第一杆体（4）与第二杆体（9）同轴。
6.根据权利要求1所述的一种用于深部洞室吸能抗冲击荷载的大变形锚杆，其特征是：所述的第一杆体（4）与第二杆体（9）其外侧面均绕设有螺旋状凸起。
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