CN2677618Y - 全预应力金属锚杆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种全预应力金属锚杆,它包括杆体和紧固用的螺母和托盘,其特征是杆体尾部加工有螺纹,装配有限位螺母、胀壳和锚芯,并用限位销使锚芯限位在杆尾端部。安装时转动杆体前进直至将限位销破坏,胀壳的槽缝胀开套在锚芯外面,倒刺与煤岩体挤紧,然后在锚杆头部套上托盘拧紧螺母,并继续旋进杆体,使锚杆体在钻孔中全长度产生高预应力。在用树脂药卷锚固补强时,在锚芯外周加工沟槽。当不用树脂药卷锚固补强时,杆体可回收。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及金属锚杆。
背景技术
目前,锚杆支护广泛应用于地下工程且使用量逐年增加。预应力结构能否形成是判断锚杆支护合理性的标准,预应力结构的厚度及承载力是控制围岩变形的关键,它取决于构件的布置及预拉力的大小,国内金属锚杆在300k.m扭矩作用下预紧力一般在10-30kn,在受爆破等的影响下紧固件松动,造成围岩反复松动,支护效果差。现国内与本申请相近的金属锚杆三种。
第一种是专利号99221864.0所述的回采巷道胀壳式快速安装锚杆,杆身由圆钢制成,其头部加工螺纹,采用托盘和螺母紧固,其孔底锚固形式是把杆尾加工成圆台形,安装时套上一个带有槽缝的圆筒形胀壳。其不足是:1、杆尾为圆台式,圆台的大头直径几乎等于钻孔直径,无法将树脂药卷放在孔底进行树脂锚固;2、其胀壳为圆筒形,与钻孔壁产生的摩擦力低,锚杆容易松动,失去预应力的作用。
第二种是普通的螺纹钢锚杆,杆身由螺纹钢制成,其头部采用托盘和与螺纹钢螺纹相配套的螺母紧固,孔底锚固形式是在尾部采用树脂药卷锚固,其不足是:1、头部的螺母依靠杆体的自身螺纹紧固,螺距大,紧固时预应力小;2、尾部采用树脂药卷锚固,紧固时需待药卷凝固后再进行紧固,因此安装速度慢;3、树脂锚固段杆体(30~1000mm)无预应力,不能充分利用杆体的全长对岩体施加预应力。
第三种锚杆是倒楔式金属锚杆,其头部有螺纹,用托盘和螺母紧固,孔底锚固形式是在金属锚杆尾部制成楔形,与配合的小楔进行锚固,这种锚固形式的缺点是预应力小。
发明内容
本申请的目的是为了克服上述锚杆的不足,提供一种新的机械锚固形式的全预应力金属锚杆,一是解决锚杆安装时预应力低和安装后易松动的问题。二是可实现锚杆全长对岩体施加预应力问题。
本实用新型的结构是:它包括杆身,杆身由螺纹钢制作,杆身的头部有螺纹,用螺母配合托盘紧固,其特征是杆身的尾部加工螺纹,依次装配上限位螺母,套上带有倒刺和槽缝的胀壳,装配上带有内螺纹的圆台形锚芯,锚芯上有销孔,插上限位销,用以限定锚芯与杆尾的初装位置。杆体头部加工螺纹,用螺母和托盘紧固,螺母采用铸造六方形大螺母,保证与托盘接触面积大。使用时通过转动设备转动杆体前进,直至锚芯到达眼底后,锚芯顶住眼底不再转动,而杆体继续向锚芯旋进,将限位销破坏后,胀壳即套在锚芯外面,使胀壳槽缝胀开,倒刺与钻孔壁挤紧,之后再上托盘,用六方大螺母进行紧固,使锚杆产生预应力。而且在紧固过程中,锚尾继续向锚芯旋进,在锚杆全长形成可达20-100kn的预紧力。
当用树脂药卷锚固补强时,在锚芯外周设计几道沟槽,安装锚杆前,先将树脂药卷放到孔底,锚杆旋进时树脂可通过锚芯的沟槽向外挤出,达到设计所需的锚固长度和更大的锚固力。
本实用新型的有益效果是:1、锚固力大,锚固后不易松动,而且在孔外施加同样的力紧固螺母时,可使预紧力较原来提高2~8倍,达20~100kn,用简单的手工操作达到了高预紧力。2、孔内杆体除锚芯连接段外,全长度均有预紧力,因此称为全预应力锚杆,最大限度地提高了预应力结构作用于围岩的厚度,有力地控制了围岩变形。3、当不用树脂药卷加强锚固时,只要反方向旋转锚杆杆体,即可使杆体退出锚芯和胀壳,消除胀力后,锚杆就可以回收复用。
附图说明
图1为本申请的装配主视图,图2为带有倒刺和槽缝的胀壳立体示意图,图3为加工沟槽的圆台形锚芯的立体示意图,图4为未加工沟槽的圆台形锚芯的立体示意图。图例说明:1-杆体;2-限位螺母;3-胀壳;4-圆台形锚芯;5-六方形大接触面螺母;6-托盘;7-槽缝;8-杆尾外螺纹;9-限位销;10-沟槽;11-限位销孔。
具体实施方式
如图所示,锚杆杆体(1)的尾部加工外螺纹(8),依次装有限位螺母(2),套上带有倒刺和槽缝的胀壳(3),螺纹连接上圆台形锚芯(4),锚芯(4)的限位销孔(11)上安装限位销(9),将锚芯(4)限位在杆尾端部。锚芯(4)、胀壳(3)可由玻璃钢、塑料、金属制作,锚杆杆体(1)可由金属螺纹钢、金属圆钢制作,采用圆钢制作杆体时,在外端部加工上螺纹,以便与螺母(5)相配合。六方形大接触面螺母(5)由铸铁制作,带有倒刺和槽缝的胀壳(3)加工2-6个槽缝(7)和2-10圈倒刺。如图3所示,圆台形锚芯(4)外周设有4-6个沟槽(10),用于树脂药卷锚固补强时,树脂药卷在搅拌时沿沟槽(10)流出。如图4所示的锚芯(4)与图3不同的是未加工沟槽(10),用于非树脂药卷锚固补强时的情况。其中限位销(9)选用易破坏的材料,如木材、塑料等。安装时将装配好紧固装置的锚杆及树脂药卷送入眼底,利用扭转工具转动杆体(1)前进,到达孔底,直至将限位销(9)破坏,胀壳(3)的槽缝(7)胀开套在锚芯(4)外面,倒刺与煤岩体挤紧,然后在锚杆头部套上托盘,拧紧六方形大接触面螺母,并继续旋转杆体,达到设计的预紧力。
Claims (2)
1.一种全预应力金属锚杆,包括杆体和紧固用的螺母和托盘,其特征是杆体尾部加工有螺纹,先装配限位螺母,再套上带有倒刺和槽缝的胀壳,然后杆尾端部装配上带有内螺纹的圆台形锚芯,锚芯上加工有限位孔,安装有限位销。
2.如权利要求1所述的全预应力金属锚杆,其特征是所述圆台形锚芯的外周加工有沟槽。
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