NO782814L - Anordning ved avstoetting og feste av steinankere - Google Patents

Description

Anordning ved avstøtting og feste av steinankere.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved avstøtt-ning og feste .av steinankere bestående av minst en forankringsplate med en boring for å stikke denne på den gjengede delen til et anker samt en mutter for feste av ankeret hvorved forankringsplaten har en oppstikkende forhøyning fra platens plan.

Steinankeret har påsatte forankringsplater på tunnelsiden av de fremstikkende forankringsbolter hvilke Stiver av mot fjellet og som overfører.spennkraften mot fjellet ved at de påskrudde forankringsmuttere strammes til. Slike f orankringsplater er tidligere alltid utformet som flate stålplater. Derunder var det uheldig at forankringsplatene måtte være rettet perpendi-kulært på forankringsstangen for å gi mutteren henholdsvis skiven under denne et opplag med fullstendig flate. Da dette i de sjeldneste tilfeller stemte, måtte denne forankringsstangen under tvang tilpasse seg de asymetriske betingelsene. Forankringsstangen bøyde seg umiddlebart bak mutteren så

langt at mutteren lå fullstendig imot hvorved forankringsstangen i gjengeområdet ble utsatt for en ytterligere bøyepåkjen-ning og dermed kilevirkning, hvilket førte til tidlige, til dels langt undér strekkfasthetene liggende.forankringsbrudd. Dertil var de flate forankringsplatene gjennom strekkbelast-ningen utsatt for en meget sterk tallerkenformig deformering som ga en tiltagende reduksjon av anleggsflaten. For på den ene side å øke forankringsplatens tilpassningsmuligheter mot fjellets ujevnheter ble forankringsplatene utstyrt med en presset kulekalott og en eksentrisk lengdespalte. Dette muliggjorde riktignok tilpassningen i en retning (lengde-spaltens retning) men avstivningens forhøyning ble igjen nær opphevet gjennom svekkélsen av kulekalotten ved lengdespalten. Videre kunne det ved belastningsøkning ikke forhindres at mutteren skled i sideretning i lengdespalten og ga den samme

■ negative effekt som ved flate plater.

Videre ble lengdespaltene under belastning bøyd fra hverandre

og mutterne trukket gjennom s<p>alten som ble vesentlig bredere på denne måten, slik at dette ankeret plutselig ikke lenger var bæredyktig. Det generelle problemet ved den kulekalott-formede forankringsplaten besto i at denne selv ved fullstendig plan kontaktflate bare lå an med den flattrykte flaten av kulekalotten mens den opprinnelig plane delen til forankringsplaten bøyde seg opp tallerkenformig. Som ytterligere negativ effekt begynte mutteren så å stanse seg gjennom den flattrykte platen såfremt det ikke allerede forut forankringsstangen røk ved ekstrem bøye-strekkbelastning.

Foreliggende oppfinnelse tilsikter derfor å frembringe en anordning for avstøtting og feste av steinankere som motstår et større steintrykk enn så var tilfelle ved vanlige forankrings-plateanordninger med sammenlignbar materialstyrke.- Det har videre vist seg at belastningsevnen til kjente forankrings-plateanordninger ikke er nøyaktig forutbestembar. Ved en be-stemt type ligger f.eks. belastningsgrensen i et relativt høyt område mellom 12 og 18 tonn. Således var det også et mål å frembringe en forankringsplateanordning med nøyaktig forut be-stembar belastningsgrense . Videre skulle det foreligge en tilpasshingsmulighet til steinen og en fullkommen kontaktflate skulle også oppnås ved høyere belastning. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at forhøyningen har form av en kjegleflate og at boringens vegg er utformet konisk eller som konvergerende konveks ringflate til boringsaksen og mutteren eller en foran mutteren laget ring eller hylsedel i kontaktflateområdet er utformet konisk eller som konveks eller konkav konvergerende ringflate til mutterens akse. Kreftefordelingen er vesentlig gun-stigere enn tidligere ved denne plateanordningen. Kjeglen viser seg ifølge en lengre forsøksrekke som spesielt motstands-dyktig og stabil og er ikke utsatt for bøyepåkjenningen som den kjente kulekalotten da forankringsstangens strekkraft opp-deles i vektorer som faller sammen med dem kjegleflaten frem-bringer. Det er derfor hensiktsmessig at kjegleflaten er presset kaldt ut av den flate forankringsplaten. Videre er det fordelaktig når åpningsvinkelen til platens kjegleflate er ca.

! 120° og åpningsvinkelen til veggens konus ca. 90°. Den ovenfor nevnte hylse henholdsvis mutter kan også ha større lengde og på ytterflaten henholdsvis kontaktflaten være konisk utformet hvorved den koniske vinkelen fortrinnsvis ér mindre enn 20°. Den relativt lange konus tillater en mykere og mer ettergivende til-passning av forankringsplateanordningen til steintrykket. Dette er særlig fordelaktig ved sterkt svellende fjell. Selv når mutteren eller hylsen trekkes inn i boringen oppstår bare kon-trollert utvidelse av boringen, men ikke deformasjon av plate-kjeglen.

Et forankringsfeste forsterkes ifølge en hensiktsmessig ut-førelsesform av op<p>finnelsen ved at en første forankringsplate er satt på forankringsstangen og en mutter påskrudd og trukket til for forankringsfestet og at minst en ytterligere forankringsplate er satt på forankringsstangen og en ytterligere mutter er anordnet på forankringsstangen. En type forankringsplate som er tilstede på en byggeplass kan forsterkes på denne måten. Videre viser det seg ofte at fjellet først når en likevekts-tilstand etter noen uker igjen og mange ankere belastes spesielt sterkt i løpet av denne tiden. Belastes forankringsplaten over sin tillatelige bæreevne kan så mutteren trekkes igjennom plateboringen. I disse tilfeller er overlagringen med en ytterligere forankringsplate med høyere belastningsgrense hensiktsmessig som først da trer i funksjon. Skulle et forankringsfeste være underdimensjonert, lar dette seg likeledes korrigere på den ovenfor beskrevne måten. Det kan videre også være anordnet flere plater over hverandre - f.eks. hver enkelt sikret ved hjelp av en mutter. Formen til den overlagrede platen kan også velges slik at den griper over den underliggende platen og selv kommer i inngrep med fjellet.

Utførelseseksempler på oppfinnelsesgjenstand er vist i tegning-ene. Fig. 1 viser et tverrsnitt gjennom en forankringsplate, fig'. 2, 3 og 4 varianter av kontaktflatene mellom mutter og boring, fig. 5 et monteringseksempel på en ytterligere sikrings-plate og fig. 6 en alternativ mutter-utførelse med konushyise.

Forankringsplaten 1 ifølge fig. 1 består av stål og har i sén-r trum en kjegleflate 2 som stikker opp fra plateflaten med

I

åpningsvinkelen a. Denne kjegleflaten fremstilles fortrinns- | vis ved kaldpressing. I kjegleaksen ligger en boring 3 hvis vegg er konisk utformet (konusvinkel 3) • Platen 1 bringes ved hjelp av en mutter 5 på en forankringsstang 6 og trekkes fast mot fjellet, til det ønskede forankringsfestet er nådd.

Platen 1 ligger dermed an mot fjellet. Anleggsflaten 7 til mutteren 5 er tilsvarende konisk utformet som veggkonus 4 til boringen \ 3 denne utformingen gir en jevnere trekkraftfor-deling i platen selv og muliggjør en spesielt stor bæreevne for platen med nøyaktig definerbar grensebelastning (se kraft-vektorene i fig. 1) .

Fig. 2 viser en utførelsesvariant av kontaktflaten mellom mutter og boring. Kontaktflaten 7' er rundt utformet og ligger an mot den koniske boringen 4. På denne måten skjer bare en sirkelformet berøring mellom mutter og boring. Den even-eventuelle tilpassningen av forankringsplaten 1 på en skråning i fjellet blir derved lettere. Selvfølgelig er det mulig at kontaktflaten 7' er fremskutt på en spesiell ringdel i form av en skive til en normal mutter. Dette gjelder også for alle andre ytterligere utforminger av anleggs flaten. Fig 3 viser en konveks rotasjonsflate som boringsvegg 4' hvorpå konusflaten 7 til mutteren ifølge fig. 1 ligger an. Eoringsveggen ifølge

fig. 4 tilsvarer utførelsen ifølge fig. 3. Anleggsflaten 7<11>til'mutteren henholdsvis en eventuell skivedel tilsvarer en konkav ringflate. Konusformen er dog i alle de tre eksemplene i det vesentlige synlige. Ved en forandring av disse forut-settes at oppdelingen av den akseale trekkraftvektoren til forankringsstangen skjer på den måte som er vist i fig. 1.

Fig. 5 viser sikringen til et steinanker gjennom en annen forankringsplate . Den nedre delen av fig. 5 tilsvarer utførelsen ifølge fig. 1.• Bare den koniske delen av mutteren som omfatter anleggs flaten er i fig. 5 et separat konstruksjonselement - i skiven 8.

I øvre del av fig. 5 er det anordnet en ytterligere sterkere

forankringsplate 9 med mutteren 10 som trer i funksjon når mutteren 5 trekkes gjennom boringen 3 som følge av at belastningsgrensen til platen 1 overskrides. Fjellet kan be-

visst tilskrives en hvis bevegelsesfrihet inntil den sterkere platen 9 overtar belastningen. Platen 9 kan imidlertid også være slik utformet at den griper over kjegleflaten 2 til platen 1 og allerede tidlig videre straks tilstrammes for for-sterkning av platen 1, hvorved imidlertid forankringsfestet frembringes gjennom mutteren 5.

Ved forankringsplateariordningen ifølge fig. 6 oppnås forankringsfeste ved en mutter 11 som dog ikke umiddelbart samvirker med forankringsplaten 1, men som ligger an mot en hylse 12 med en konisk ytterflate 13 som er skjøvet over forankringsstangen 6. Boringen i platen 1 har oppad en tilsvarende konisk innervegg 4 Har hylsen 12 en flat konus, virker anordningen dynamisk gjennom fjelltrykket. Hylsen kan trekkes tilsvarende langt inn i boringen 3 uten at kjegleflaten 2 til platen 1 deformeres. Boringen 3 utsettes bare for en tillatelig utvidelse. Er

en steil konus 13 anordnet, er den del som tilsvarer hylsen 11 som er trukket over forankringsstangen 6 en skive eller en ring som i kraftfordeling tilsvarer f.eks. mutterens 5 konus 7. Mutteren 11 kan være utformet i et stykke med hylsedelen 12.

Dette er fordelaktig da dette gir en større gjengelengde.

Den separate hylsen har ved ekstrem belastning tendens til å beskadige forankringsstangens gjenging.

Claims (6)

1. Anordning ved avstøttning og feste av steinankere bestående av minst en forankringsplate med en boring for å sette på den gjengede delen til et anker samt en mutter for feste av ankeret hvor ankerplaten koaksealt med boringen har en for-høyning som rager opp fra platens flate karakterisert ved at forhøyningen har form av en kjegleflate (2) og at veggen (4, 4') til boringen er utformet konisk eller

som konvergerende konveks ringflate til boringsaksen og mutteren (5) eller en ring-(8) eller hylsedel (12) foran mutteren■ er utformet konisk i anleggsflateområdet (7) eller som konvekst eller konkavt til mutterens akse konvergerende ringflate (7,

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ' ved at kjegleflaten (2) er presset kaldt ut fra den flate forankringsplaten (1).

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at åpningsvinkelen av kjegleflaten (2) til platen er ca. 120°.

4. Anordning ifølge ett av kravene 1 til 3, karakterisert ved at å <p> ningsvinkelen av konus til veggen (4) er ca. 90°.

5. Anordning ifølge kravene 1 eller 2, karakterisert ved at åpningsvinkelen av konus til veggen (4) samt anleggsflaten til mutteren eller hylsen (12) er mindre enn 20°.

6. Anordning ifølge ett av kravene 1 til 7, karakterisert ved at en først forankringsplate (1) er satt på forankringsstangen (6) og en mutter (5) skrudd på og trukket fast for å feste ankeret og at minst en ytterligere forankringsplate (9) er satt på forankringsstangen og en ytterligere mutter (10) er anordnet på forankringsstangen (6).