JP7318878B2 - プレストレストアンカーケーブルの拡張可能式内側アンカーヘッド - Google Patents

Description

本発明は、地山定着分野に関し、特に、プレストレストアンカーケーブルの拡張可能式内側アンカーヘッドに関する。

プレストレストアンカーケーブルは、法面を補強するための比較的効果的な工法であり、各種法面工事の建設に広く使用されている。プレストレストアンカーケーブルが被定着構造を通過する時、法面の地山を自動的に補強し、法面の全体的な安定性及び支持力を明らかに向上することができる。プレストレストアンカーケーブルは、内側アンカーヘッド、アンカーケーブル本体、外側アンカーヘッドの３つの部分で構成され、内側アンカーヘッドはアンカーケーブルが岩盤内に定着される時にプレストレストを提供する基礎である。その機械的特性は、アンカーケーブル定着部位の引抜抵抗特性に大きな影響を与え、かつ機械的特性は主に全体的な構造によって取り決める。しかし、従来の内側アンカーヘッド構造はグラウト体との接触面積が小さく、信頼性の高い係止装置がなく、アンカーケーブルで補強した後、ケーブル本体の定着力は大きくなく、長期的な静的載荷及び動的載荷はアンカーの信頼性に著しく影響を及ぼしていた。よって、本出願は、アンカーケーブルの定着特性を向上する目的を達成するため、アンカーケーブルの内側アンカーヘッドの構造を改良する。

本発明の目的は、従来技術に存在する上記の欠陥を克服するため、花状中空管を介して内側アンカーヘッドとグラウト体との接触面積を増大すると同時に、定着具と支持部材の二重定着作用において、アンカーケーブル定着部位の定着力を大幅に向上し、その後のグラウト作業の完了に便利となるプレストレストアンカーケーブルの拡張可能式内側アンカーヘッドを提供することである。

本発明の技術的手段として、プレストレストアンカーケーブルの拡張可能式内側アンカーヘッドであって、花状中空管と、薄肉鋼管と、頂部封板と、底部封止プラグと、定着具と、支持部材とを備え、花状中空管内に軸方向に沿って中央軸孔が設けられ、薄肉鋼管は花状中空管内の中央軸孔に設けられ、花状中空管の中央軸孔内を往復移動し、
グラウト管は、薄肉鋼管内にあり、グラウト管と薄肉鋼管との間の接触面が粗い摩擦面であり、
前記頂部封板及び底部封止プラグは、各々花状中空管の前後両端に固定され、グラウト管が頂部封板の中心穴、花状中空管及び底部封止プラグの中心穴内を順次挿通し、頂部封板及び底部封止プラグの中心穴の穴径が薄肉鋼管の外径よりも小さく、薄肉鋼管の前端に複数の定着具がヒンジ結合され、
前記花状中空管内では円周方向に沿って間隔を置いて花状中空管の軸方向に沿って設けられ複数のアンカーケーブルチャネルが設けられ、アンカーケーブルはアンカーケーブルチャネルを通し、かつアンカーケーブルチャネル内を摺動し、前記底部封止プラグが複数の支持部材とヒンジ結合し、アンカーケーブルが頂部封板、花状中空管、底部封止プラグ及び支持部材を順次挿通し、アンカーケーブルの一端にＴ字形押し付けスリーブが固定され、Ｔ字形押し付けスリーブが支持部材の後ろに位置し、Ｔ字形押し付けスリーブが支持部材を底部封止プラグ上に押し付け、
前記花状中空管及び底部封止プラグに均しくグラウト材吐出孔が設けられる。

本発明において、前記花状中空管の頂部封板に面する側に円周方向に沿って間隔を置いて複数の細長い溝が設けられ、細長い溝は花状中空管の中央軸孔と連通し、定着具が細長い溝内に設けられ、定着具の後端が花状中空管と連結され、これに対応して花状中空管にヒンジ螺合穴が設けられ、ヒンジシャフトがヒンジ螺合穴内に設けられ、定着具の前端が連結杆を介して薄肉鋼管上に固定される第１ヒンジ支承と連結され、定着具の頂端が先鋭状を呈し、定着具の後端に側平面が設けられ、花状中空管の底部封止プラグに面する側に軸方向に沿って複数の第１グラウト材吐出孔が設けられる。

好ましくは、前記グラウト管の外径は、薄肉鋼管の内径よりも大きく、グラウト管と薄肉鋼管との間の締まりばめにより、グラウト管と薄肉鋼管との間の固結を実現し、前記薄肉鋼管の内表面は、粗い波状表面で、グラウト管外壁の薄肉鋼管と接触する部分が粗い波状表面であり、薄肉鋼管をグラウト管外壁の波状外表面のある領域に嵌め込む。

前記頂部封板には、アンカーケーブルの挿通を容易にするため、円周方向に沿って間隔を置いて複数の第１アンカー穴が設けられる。

前記底部封止プラグは、底部封板と、グラウト材吐出管とを備え、底部封板の一側面が花状中空管と固結し、底部封板の他側面がグラウト材吐出管と固結し、底部封板及びグラウト材吐出管内にいずれも中心穴が設けられ、底部封板に円周方向に沿って間隔を置いて複数の第２アンカー穴が設けられ、底部封板のグラウト材吐出管に面する側の端面に間隔を置いて複数の第２ヒンジ支承が設けられ、底部封止プラグが第２ヒンジ支承を介して支持部材と連結し、グラウト材吐出管に軸方向に沿って複数の第２グラウト材吐出孔が設けられる。

前記支持部材は、ヒンジ板と、軸板とを備え、ヒンジ板の一端が軸板と垂直に固結し、ヒンジ板の他端が底部封止プラグの第２ヒンジ支承とヒンジ結合し、ヒンジ板にアンカーケーブルが挿通するための摺動溝が設けられ、ヒンジ板の後ろにＴ字形押し付けスリーブが設けられ、Ｔ字形押し付けスリーブの端部の外径が支持部材の摺動溝の短辺の長さより大きく、軸板の岩体層に面する側に複数のつかみ歯が設けられ、つかみ歯の刃部の方向がアンカーケーブルの牽引方向と同じで、支持部材の数がアンカーケーブルの数と同じである。

内側アンカーヘッドの複数の定着具が開かれた時、定着具の先鋭状頂端が岩体内を切り込んで内側アンカーヘッドのプレストレスアンカリングを実現し、内側アンカーヘッドの支持部材が開かれた時、支持部材上の複数のつかみ歯が岩体内を切り込むことで、再び定着力補強の役割を果たし、これにより定着具と支持部材の二重拡張作用において、アンカーケーブル定着部位の定着力を大幅に高め、その後のグラウト手順の完了に容易になる。

本発明の概略断面構成図である。 花状中空管の概略構成図である。 定着具の概略構成図である。 支持部材の概略構成図である。 頂部封板の概略構成図である。 底部封止プラグの概略構成図である。 定着具が開かれた時の本発明の概略構成図である。 支持部材が開かれた時の本発明の概略構成図である。

本発明の上記目的、特徴及び利点をより明白かつ理解可能にするために、以下に図面を参照しつつ、本発明の具体的実施形態を詳細に説明する。

以下の説明では、本発明を完全に理解するために具体的な詳細が示されている。ただし、本発明は、本明細書に記載されたものとは異なる他の多種多様な形態で実施することができ、当業者は本発明の趣旨から逸脱することなく、多数の変更および変形が可能である。したがって、本発明は、以下に開示される具体的実施形態によって限定されない。

図１に示すように、本発明のプレストレストアンカーケーブルの拡張可能式内側アンカーヘッドは、花状中空管１２と、薄肉鋼管３と、頂部封板５と、底部封止プラグ６と、定着具１と、支持部材４とを備え、花状中空管１２内に軸方向に沿って中央軸孔が設けられ、薄肉鋼管３は花状中空管１２内の中央軸孔に設けられ、花状中空管１２の中央軸孔内を往復移動できる。グラウト管７は、薄肉鋼管３内にあり、グラウト管７が薄肉鋼管３と固結する。頂部封板５及び底部封止プラグ６は、各々花状中空管１２の前後両端に固定され、グラウト管７が頂部封板５、花状中空管１２及び底部封止プラグ６内を順次挿通する。薄肉鋼管３が花状中空管１２の中央軸孔から滑り出すのを防止するため、２つの中心穴の穴径は、いずれも薄肉鋼管３の外径よりも小さい。薄肉鋼管３の前端に複数の定着具１がヒンジ結合される。前記花状中空管１２内では円周方向に沿って間隔を置いて花状中空管の軸方向に沿って設けられ複数のアンカーケーブルチャネル１１が設けられ、アンカーケーブル８はアンカーケーブルチャネル１１を通し、かつアンカーケーブルチャネル１１内を摺動できる。底部封止プラグ６は、Ｔ字形押し付けスリーブ１５を介してアンカーケーブル８と接続する。花状中空管１２及び底部封止プラグ６上に均しくグラウト材吐出孔が設けられる。

図２に示すように、花状中空管１２の頂部封板５に面する側に円周方向に沿って間隔を置いて複数の細長い溝が設けられ、細長い溝は花状中空管１２の中央軸孔と連通することで、一側の花状中空管をいくつかの扇形ブロックに分割し、定着具１が細長い溝内に設けられ、本実施例において、花状中空管１２の円周方向に沿って３つの細長い溝を等間隔に配置し、３つの細長い溝が花状中空管１２を３つの扇形ブロックに分割する。図１及び図３に示すように、定着具１の後端がヒンジシャフトを介して花状中空管１２と連結し、これに対応して花状中空管１２にヒンジ螺合穴が設けられ、ヒンジシャフトがヒンジ螺合穴内に設けられ、定着具１の前端が連結杆２を介して薄肉鋼管３上に固定される第１ヒンジ支承１３と連結され、連結杆２の両端は各々定着具１及び第１ヒンジ支承１３とヒンジ結合し、すなわち定着具１を介して花状中空管１２と薄肉鋼管３との間の接続を実現する。定着具１の頂端が先鋭状を呈し、定着具１の後端に側平面１０１が設けられ、花状中空管１２の底部封止プラグに面する側に軸方向に沿って複数の第１グラウト材吐出孔９が設けられる。

本発明において、グラウト管７の外径は、薄肉鋼管３の内径より略大きく、グラウト管７と薄肉鋼管３との間の締まりばめにより、グラウト管７と薄肉鋼管３との間の固結を実現する。同時に薄肉鋼管３の内表面は、粗い波状表面で、グラウト管７外壁の薄肉鋼管３と接触する部分も粗い波状表面であり、薄肉鋼管３をグラウト管外壁の波状外表面のある領域に嵌め込み、粗い波状表面は薄肉鋼管３とグラウト管７との間の摩擦係数を増大させ、薄肉鋼管３とグラウト管７との間の摩擦力を高めることで、薄肉鋼管３とグラウト管７との間の固結力を増す。

頂部封板５は、溶接方法で花状中空管１２の前端面に固定され、図５に示すように、グラウト管の挿通を容易にするため、頂部封板５に中心穴が設けられ；アンカーケーブル８の挿通を容易にするため、円周方向に沿って間隔を置いて複数の第１アンカー穴５０１が設けられる。図６に示すように、底部封止プラグ６は、溶接方法で花状中空管１２の後端面に固定され、底部封板６０１と、グラウト材吐出管６０２とを備え、底部封板６０１の一側面が花状中空管１２と固結し、底部封板６０１の他側面がグラウト材吐出管６０２と固結し、グラウト管の挿通を容易にするため、底部封板６０１及びグラウト材吐出管６０２内にいずれも中心穴が設けられ、アンカーケーブル８の挿通を容易にするため、底部封板６０１に円周方向に沿って間隔を置いて複数の第２アンカー穴が設けられ、底部封板６０１のグラウト材吐出管に面する側の端面に間隔を置いて複数の第２ヒンジ支承１４が設けられ、底部封止プラグ６が第２ヒンジ支承１４を介して支持部材4と連結する。グラウト材吐出管６０２に軸方向に沿って複数の第２グラウト材吐出孔１７が設けられる。

図４に示すように、支持部材４は、ヒンジ板４０１と、軸板４０２とを備え、軸板４０２はヒンジ板４０１の一端と垂直に固結するため、支持部材４がＬ字形を呈する。ヒンジ板４０１の一端は、軸板４０２と固結し、ヒンジ板４０１の他端と底部封止プラグ６の第２ヒンジ支承１４との間がヒンジシャフトを介して接続することで、支持部材４と底部封止プラグ６との接続を実現する。支持部材４が開かれた時、軸板４０２は花状中空管１２の軸方向に平行であり、ヒンジ板４０１が底部封板６０１の外表面に密着する。アンカーケーブル８の挿通を容易にするため、ヒンジ板４０１上に摺動溝４０３が設けられるので、アンカーケーブル８は頂部封板５、花状中空管１２、底部封止プラグ６及び支持部材４を順次挿通する。軸板４０２の外側、すなわち岩体層に面する側に複数のつかみ歯１６が設けられ、つかみ歯１６の刃部の方向がアンカーケーブルの牽引方向と同じである。支持部材４の数がアンカーケーブルチャネル１１の数であるアンカーケーブル８の数と同じである。

アンカーケーブル８の一端にＴ字形押し付けスリーブ１５が固定され、Ｔ字形押し付けスリーブ１５は支持部材４の後ろに位置する。Ｔ字形押し付けスリーブ１５の端部外径は、支持部材の摺動溝４０３の短辺の長さより大きく、アンカーケーブルを牽引すると、牽引力がＴ字形押し付けスリーブ１５を介して支持部材４に伝達され、支持部材４の押圧を実現して、支持部材４を外側に拡張し、つかみ歯１６の端部にある鋭い刃部が岩体を直接切り込む。

内側アンカーヘッドの動作原理を次に説明する。穿孔、孔内清掃が完了した後、アンカーケーブル８を頂部封板５、花状中空管１２のアンカーケーブルチャネル、底部封止プラグ６及び支持部材４に順次挿通させ、アンカーケーブル８の敷設が完了した後、内側アンカーヘッドが図1に示すように、やはり初期状態を保持し、この時定着具１が花状中空管１２内にある。グラウト管７を少し外側に引き抜き、グラウト管外壁の粗い表面７及び薄肉鋼管３の内壁の粗い表面との間の摩擦力により、薄肉鋼管３を頂部封板５の方向に向けて移動させ、この時薄肉鋼管３上に固定されている第１ヒンジ支承１３が変位され、薄肉鋼管とヒンジ結合する連結杆２が頂部封板方向に向けて移動しながら回転することで、図７に示すように連結杆２の他端とヒンジ結合する定着具１を開かせる。定着具１の頂端は、比較的先鋭であり、開いた後岩体を容易に切り込んで構造のプレストレスアンカリングを実現でき、定着具１が開かれると、定着具１の後端の側平面１０１が細長い溝の溝底に突き当たり、定着具の頂端に対する岩体の作用力と定着具の底端に対する花状中空管の作用力の方向は反対し、プレストレスアンカリング過程で、定着具１が比較的静止の動作状態を維持できる。

定着具が開かれて岩体を切り込んで内側アンカーヘッドのプレストレスアンカリングを実現した後、内側アンカーヘッドは、一定の引抜抵抗力を持ち、この時アンカーケーブル８を牽引し、アンカーケーブル８の牽引過程でアンカーケーブルの後端に固定されているＴ字形押し付けスリーブ１５がアンカーケーブル８に追動する。Ｔ字形押し付けスリーブ１５は、支持部材４を花状中空管１２の方向に向けて押して、支持部材４を第２ヒンジ支承１４に沿って回転させ、支持部材４が外側に拡張すると同時に、支持部材４上のつかみ歯１６が岩体を切り込み、再び定着力補強の役割を果たす。定着具１と支持部材４の二重定着作用において、アンカーケーブル定着部位の定着力を大幅に向上ことができる。定着具１及び支持部材４が全開された後、内側アンカーヘッドが岩体内に固定され、この時グラウト作業を実施でき、グラウト材を注入しながらグラウト管を引き抜き、グラウト管７の引き抜き過程で薄肉鋼管３はグラウト管７に追従して頂部封板５の方向に向けて移動され、頂部封板５と接触するように移動した後、頂部封板５のブロッキング作用において、薄肉鋼管３の移動が停止され、グラウト管７を引き続け、グラウト管７の後端が底部封止プラグ６内に引き込まれた後、グラウト材が底部封止プラグの第２グラウト材吐出孔１７と花状中空管１２の第１グラウト材吐出孔９から流出することができる。グラウト材が凝固した後、グラウト材吐出孔内のグラウト体が周囲のグラウト体と一体化し、花状中空管１２の存在によりアンカーケーブル８とグラウト体との接触面積も増加し、載荷応力の伝達面積を増加する。これにより、第１グラウト材吐出孔９を備えた花状中空管１２は、局所的な応力をある程度緩和し、操作階段の信頼性を向上させる。

上記で本発明により提供されるプレストレストアンカーケーブルの拡張可能式内側アンカーヘッドを詳細に説明した。本明細書では、具体的実施例を使用して本発明の原理及び実施形態を説明し、上記の実施例の説明は本発明の方法及び技術的思想を理解するためにのみ使用される。当業者であれば、本発明の原理から逸脱することなく、本発明をいくつか改良及び潤色することができ、かかる改良及び潤色も本発明の特許請求の範囲の保護範囲に収まることを指摘しておかなければならない。開示された実施例の上述の説明は、当業者が本発明を実施又は使用することを可能にする。これらの実施例に対する様々な修正は当業者にとって自明であり、本明細書で定義される一般原理は、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、他の実施例で実施することができる。したがって、本発明は、本明細書に示されるこれらの実施例に限定されるものではなく、本明細書に開示される原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲に準拠する必要がある。

１０ ・・ ヒンジ螺合穴
１ ・・ 定着具
１０１・・ 側平面
１１ ・・ アンカーケーブルチャネル
１２ ・・ 花状中空管
１３ ・・ 第１ヒンジ支承
１４ ・・ 第２ヒンジ支承
１５ ・・ Ｔ字形押し付けスリーブ
１６ ・・ つかみ歯
１７ ・・ 第２グラウト材吐出孔
２ ・・ 連結杆
３ ・・ 薄肉鋼管
４ ・・ 支持部材
４０１・・ ヒンジ板
４０２・・ 軸板
４０３・・ 摺動溝
５ ・・ 頂部封板
５０１・・ 第１アンカー穴
６ ・・ 底部封止プラグ
６０１・・ 底部封板
６０２・・ グラウト材吐出管
７ ・・ グラウト管
８ ・・ アンカーケーブル
９ ・・ 第１グラウト材吐出孔

Claims (6)

1. プレストレストアンカーケーブルの拡張可能式内側アンカーヘッドであって、花状中空管（１２）と、薄肉鋼管（３）と、頂部封板（５）と、底部封止プラグ（６）と、定着具（１）と、支持部材（４）とを備え、花状中空管（１２）内に軸方向に沿って中央軸孔が設けられ、薄肉鋼管（３）は花状中空管（１２）内の中央軸孔に設けられ、花状中空管（１２）の中央軸孔内を往復移動し、
   グラウト管（７）は、薄肉鋼管（３）内にあり、グラウト管（７）と薄肉鋼管（３）との間の接触面が粗い摩擦面であり、
   前記頂部封板（５）及び底部封止プラグ（６）は、各々花状中空管（１２）の前後両端に固定され、グラウト管（７）が頂部封板（５）の中心穴、花状中空管（１２）及び底部封止プラグ（６）の中心穴内を順次挿通し、頂部封板（５）及び底部封止プラグ（６）の中心穴の穴径が薄肉鋼管（３）の外径よりも小さく、薄肉鋼管（３）の前端に複数の定着具（１）がヒンジ結合され、
   前記花状中空管（１２）内では円周方向に沿って間隔を置いて花状中空管の軸方向に沿って設けられ複数のアンカーケーブルチャネル（１１）が設けられ、アンカーケーブル（８）はアンカーケーブルチャネル（１１）を通し、かつアンカーケーブルチャネル（１１）内を摺動し、前記底部封止プラグ（６）が複数の支持部材（４）とヒンジ結合し、アンカーケーブルが頂部封板（５）、花状中空管（１２）、底部封止プラグ（６）及び支持部材（４）を順次挿通し、アンカーケーブル（８）の一端にＴ字形押し付けスリーブ（１５）が固定され、Ｔ字形押し付けスリーブ（１５）が支持部材（４）の後ろに位置し、Ｔ字形押し付けスリーブ（１５）が支持部材（４）を底部封止プラグ（６）上に押し付け、
   前記花状中空管（１２）及び底部封止プラグ（６）に均しくグラウト材吐出孔が設けられる、
   ことを特徴とする、プレストレストアンカーケーブルの拡張可能式内側アンカーヘッド。
2. 前記花状中空管（１２）の頂部封板（５）に面する側に円周方向に沿って間隔を置いて複数の細長い溝が設けられ、細長い溝は花状中空管（１２）の中央軸孔と連通し、定着具（１）が細長い溝内に設けられ、定着具（１）の後端が花状中空管（１２）と連結され、これに対応して花状中空管（１２）にヒンジ螺合穴が設けられ、ヒンジシャフトがヒンジ螺合穴内に設けられ、定着具（１）の前端が連結杆（２）を介して薄肉鋼管（３）上に固定される第１ヒンジ支承（１３）と連結され、定着具（１）の頂端が先鋭状を呈し、定着具（１）の後端に側平面（１０１）が設けられ、花状中空管（１２）の底部封止プラグに面する側に軸方向に沿って複数の第１グラウト材吐出孔（９）が設けられることを特徴とする、請求項１に記載のプレストレストアンカーケーブルの拡張可能式内側アンカーヘッド。
3. 前記グラウト管（７）の外径は、薄肉鋼管（３）の内径よりも大きく、前記薄肉鋼管（３）の内表面は粗い波状表面で、グラウト管（７）外壁の薄肉鋼管（３）と接触する部分が粗い波状表面であり、薄肉鋼管（３）をグラウト管外壁の波状外表面のある領域に嵌め込むことを特徴とする、請求項１に記載のプレストレストアンカーケーブルの拡張可能式内側アンカーヘッド。
4. 前記頂部封板（５）には、円周方向に沿って間隔を置いて複数の第１アンカー穴（５０１）が設けられることを特徴とする、請求項１に記載のプレストレストアンカーケーブルの拡張可能式内側アンカーヘッド。
5. 前記底部封止プラグ（６）は、底部封板（６０１）と、グラウト材吐出管（６０２）とを備え、底部封板（６０１）の一側面が花状中空管（１２）と固結し、底部封板（６０１）の他側面がグラウト材吐出管（６０２）と固結し、底部封板（６０１）及びグラウト材吐出管（６０２）内にいずれも中心穴が設けられ、底部封板（６０１）に円周方向に沿って間隔を置いて複数の第２アンカー穴が設けられ、底部封板（６０１）のグラウト材吐出管に面する側の端面に間隔を置いて複数の第２ヒンジ支承（１４）が設けられ、底部封止プラグ（６）が第２ヒンジ支承（１４）を介して支持部材（４）と連結し、グラウト材吐出管（６０２）に軸方向に沿って複数の第２グラウト材吐出孔（１７）が設けられることを特徴とする、請求項１に記載のプレストレストアンカーケーブルの拡張可能式内側アンカーヘッド。
6. 前記支持部材（４）は、ヒンジ板（４０１）と、軸板（４０２）とを備え、ヒンジ板（４０１）の一端が軸板（４０２）と垂直に固結し、ヒンジ板（４０１）の他端が底部封止プラグ（６）の第２ヒンジ支承（１４）とヒンジ結合し、ヒンジ板（４０１）にアンカーケーブルが挿通するための摺動溝（４０３）が設けられ、ヒンジ板（４０１）の後ろにＴ字形押し付けスリーブ（１５）が設けられ、Ｔ字形押し付けスリーブ（１５）の端部の外径が支持部材の摺動溝（４０３）の短辺の長さより大きく、軸板（４０２）の岩体層に面する側に複数のつかみ歯（１６）が設けられ、つかみ歯（１６）の刃部の方向がアンカーケーブルの牽引方向と同じで、支持部材（４）の数がアンカーケーブル（８）の数と同じであることを特徴とする、請求項１に記載のプレストレストアンカーケーブルの拡張可能式内側アンカーヘッド。

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