NO860316L - Forankringsinnretning for strekkdelen i et anker, saerlig et fjellanker. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en forankringsinnretning for strekkdelen i et anker, særlig et fjellanker, hvor strekkdelen består av en enhetlig eller flerdelt stålstav med fortrinnsvis på en skruelinje liggende og minst en delgjenge dannende kraftoverføringsribber og forankringsinnretningen består av et på en ende av ankerstaven påsettbart og mot berget avstøtt-bart forankringselement, hvilket forankringselement har for inngrep med ankerstavens kraftoverføringsribber egnede, mellom fremspringene dannede utsparinger, idet forankringsinnretningen videre er utformet slik at ved overskridelse av en gitt lengdestrekkraft i ankerstaven bevirkes en relativbevegelse mellom denne og forankringselementet, helt til lengde-strekkraf ten igjen underskrides.

Fjéllankerét anvendes i bergindustrien for utbygging av strekker. Som strekkdeler for slike ankre egner seg fremfor alt varmvalsede stålstaver, som langs omkretsen er forsynt med varmvalsede, på en skruelinje liggende kraftoverføringsribber. Disse ribber danner således en delgjenge, hvorpå en med en tilsvarende motgjenge forsynt forankringsmutter kan påskrus. Disse stålstaver, som kan være enhetlige eller delte, har som følge av ribbene en god forbandvirkning i forankrings-strekket, hvor de enten kan være innleiret i kunstharpiks-klebemidler eller i et presslegeme av sementmørtel og virke som et betongribbestål, mens på luftsiden forankringen kan skje på enkel måte ved påskruing av en tilsvarende forankringsmutter.

Fremfor alt ved dype malmleier holdes bergtrykket bare tempo-rært ved hjelp av fjellankeret under utbyggingen av strekken, mens berget stadig deformerer seg. Det er her et problem at man for det første må kunne tillate deformeringer av berget, slik at det kan innstille seg en likevekttilstand etter ut-bruddet, mens for det andre deformeringene vil nå en størrel-sesorden som langt overskrider strekkevnen til ankerstrekk-elementer av stål. Det finnes derfor fjellankre med på luft siden ettergivende forankringer, hvor overskridelsen av en gitt lengdestrekkraft i ankeret bevirker en relativbevegelse mellom ankerstaven og forankringselementet, helt til den gitte lengdestrekkraft igjen underskrides.

Ved en ettergivende forankringsinnretning av den innledningsvis nevnte type er forankringselementet, som er forsynt med for inngrep med de skrått relativt stavoverflaten forløpende flanker oppvisende kraftoverføringsribber på ankerstaven egnede, likeledes skrått forløpende flanker oppvisende ut-s sparinger, utformet elastisk utvidbart i radiell retning,

på tvers av ankerstavens lengdeakse, slik at elementet ved overskridelse av den gitte anker-lengdestrekkraft over kraft-overføringsribbene kan glideforskyves en viss strekning langs ankerstaven (DE-PS 31 45 923). Forankringselementet kan være utformet som en mutter, idet utsparingene danner gjengeganger med de mellomliggende fremspring.

Bortsett fra at dette kjente forankringselement, for å kunne sikre den elastiske utvidelse, er relativt kompliserte i fremstilling, vil forankringskraften veksle mellom et maksi-mum og et minimum, nemlig når det foreligger en kraftslutning henholdsvis når nettopp en kraftoverføringsribbe på ankerstaven er overvunnet.

Ved en annen kjent, ettergivende forankringsinnretning består forankringselementet av en av ankerstaven gjennontrengt stålhylse, hvis mot ankerplaten avsmalnende boring er fylt med stykkmasse, for eksempel stålkuler og lukket (DE-PS 27 51 020). Ved en på ankerstaven virkende strekkraft vil det i hulrommet forhåndenværende fyllmateriale presses inn i det avsmalnende spalterom. Derved oppstår det i fyllmassen henholdsvis mellom denne og ankerstaven så høye lokale trykk-virkninger at det i disse deler i tillegg til elastiske deformeringer også tilveiebringes plastiske deformeringer, hvorved det opptrer relativforskyvninger mellom disse deler. Som følge av den ikke påvirkbare stillingen til fyllmaterial-et i hulrommet vil verken ankerkraften eller forankringens ettergivenhet være nøyaktig fastleggbar. Dessuten vil det for forankringens virkning i tillegg til de elastiske deformeringer være nødvendig med fremfor alt plastiske deformeringer, som vil kunne påvirke stålstavens fasthet.

Det er også kjent fjellankere, hvor det er anbragt en gjenge på ankerstavens luftsideende, hvilken gjenge går ut over ankerstavens skaft. Ved hjelp av en på ankerstavens skaft påskjøvet, eksempelvis konisk hullet legeme, som avstøtter seg henholdsvis mot berget og mot de utover skaftet ragende gjengeganger, oppnås ettergivenheten derved at gjengegangene deformeres henholdsvis avskjæres etter hverandre.

Bortsett fra at forankringselementet ved et slikt anker alltid må påskyves fra ankerstavens skaftside og forankringen således ikke kan bygges opp fra luftsiden, med mulighet for inn-stilling av ankerstavens nødvendige spenning, er det en ytterligere ulempe ved denne forankring at den gjengeforsynte ankerstavende trekkes gjennom forankringslegemet omtrent som i en trekkdyse, slik at det ikke foreligger noen mulighet for å kunne påvirke den respektive ankerkraft.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er ved en ettergivende forankringsinnretning av den innledningsvis nevnte type å tilveiebringe en mulighet for en mest mulig kontrollerbar gliding med en definerbar, mest mulig jevn glidemotstand, slik at forandringskraften kan holdes mest mulig konstant.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at forankringselementet består av et materiale som har en høyere fasthet enn materialet i ankerstaven, ved at flankene til fremspringene på forankringselementet for kraftoverføring bare ligger an mot ankerstavens kraftoverføringsribber med delflater, og ved at ved overskridelse av den gitte lengdestrekkraft er kraftover-føringsribbene på ankerstaven nedslitbare i samsvar med størrelsen av de med hverandre i inngrep værende delflater.

Hensiktsmessig er forankringselementet utformet som en mutter, hvor fremspringene i det minste danner en delgjenge og utsparingene korresponderer med de skruegjengedannende kraft-overføringsribber på ankerstaven.

Oppfinnelsen bygger på bæreevnen til en forankringsmutter på en med på en skruelinje liggende og en gjenge dannende kraft-overføringsribber forsynt ankerstav. Når forankringsmutterens stålkvalitet er tydelig større enn den for ankerstaven, vil ved overskridelsen av en gitt ankerlengdestrekkraft kraftover-føringsribbene på ankerstaven avskjæres. En vanlig mutter kan ikke tilfredsstille kravet om en konstant glidemotstand. Anvender man en slik som forankringselement, så vil det først oppstå en spissmotstand, som skyldes av samtlige gjengeganger i mutteren får inngrep med ankerstavens kraftoverføringsribber og må nedslites. Etter den første nedsliting av de til å begynne med i inngrep med hverandre værende kraftoverføringsribber ville imidlertid denne motstand imidlertid synke meget sterkt, fordi deretter bare den respektive etterfølgen-de kraftoverføringsribbe får inngrep med mutteren.

Den grunnleggende idé ved oppfinnelsen består i at man for kraftoverføringen bare benytter delflater og velger summen av kraftoverføringsflåtene mellom forankringselementet og ankerstavens kraftoverføringsribber slik, henholdsvis anordne delflatene slik i forhold til hverandre, at ankerstavens kraftoverføringsribber ved en lastoverskridelse langs sin lengdeakse nedslites mest mulig jevnt, slik at således ankerkraften forblir mest mulig konstant. Ankerkraftens størrelse kan i denne forbindelse ikke bare påvirkes med størrelsen og/ eller formen av delflatene, men selvfølgelig også gjennom forankringselementets lengde, det vil si antallet av de med kraftoverføringsribbene samvirkende fremspring og utsparinger. Slik påvirking kan også skje ved valg av ulike fastheter i forankringselement og ankerstav.

Mot denne bakgrunn innbefatter således oppfinnelsen to i hoved-saken likeverdige prinsippielle utforminger. Den ene utforming av oppfinnelsen består i at de en fullstendig gjenge dannende fremspring i på hverandre følgende gjengeganger i forankringsmutteren-har en .i--lengdestrekkraftens retning økendé høyde relativt'bunnen i"utsparingene, og at fremspringenes flanker virker på en slik måte mot de mot belastningen vendende flanker på kraftoverføringsribbene at kraftoverføringsribbene trinnvist vil slites bort ved overskridelse av den gitte lengdestrekkraft.

Derved oppnås at"hver gjengegang i forankringsmutteren -

sett i retning av ankerstrekkraften - skreller av et ytterligere sjikt av ankerstavens kraftoverføringsribber. Dette oppnås på enkel måte derved at forankringsmutterens gjenge fremstilles med utgangspunkt i en konisk kjerneboring. Derved oppnås "at mutterens gjengekiler,- som må-ha skruesamvirke med stavens kraftoverføringsribber, vil ha samme dybde med hensyn på mutterens lengdeakse, men ulike dybder med hensyn på mutterens innerflate. Den skjærkraft som motvirke mutterens glidebevegelse vil være avhengig av den til en hver tid forhåndenværende skjærflate og da denne alltid vil være konstant, oppnås også en i sterk grad konstant glidemotstand.

Flankene på-fremspringene i■forankringsmutteren kan ha samme ellér en brattere stigning enn flankene på ankerstavens kraft-overføringsribber, slik~at derved-de på overflaten og ved de mot belastningen vendte fremspringsflanker dannede kanter kan bevirke én bortsliting av-ankerstavens kraftoverføringsribber med en avskjæring. -Særlig hensiktsmessig vil det i denne forbindelse være - å la flankene til fremspringene i for-ånkringsmutteren"gå i-rett vinkel på lengdeaksen. Disse flanker vil da sammen med mutterens innerflate danne skjære kanter som vil gi en problemløs avskjæring av kraftoverfør-ingsribbene i den respektive høyde. Dessuten vil kombinasjonen av ulike flankeutforminger mellom forankringsmutteren og ankerstaven ved en konisk økende mutter-kjernediameter føre til en stigningsforskjell mellom mutter og stav. Dette vil medføre at kraftoverføringsribbene på ankerstaven først etter en viss forskyvningsstrekning vil få inngrep etter hverandre med mutteren. Derved oppnås en ytterligere utjevning av glid-bevegelsen.

De mot belastningen vendte flanker på fremspringene i forankringsmutteren kan også ha slakere skråning enn flankene til kraftoverføringsribbene på ankerstaven, slik at derved frem-springflankene kan bevirke en bortsliting av ankerstavens kraftoverføringsribber i form av en kolddeformering. Denne kolddeformering av kraftoverføringsribbene medfører en reduser-ing av ribbehøyden og en utvidelse av ribbebasisen, som i en viss grad sågar kan føre til en koldfestning av ankerstaven.

Uten å forlate grunnideen, nemlig at forankringsmutterens fremspring skal danne en fullstendig gjenge, foreligger det også en mulighet for å la forankringsmutterens fremspring ha avbrudd. Disse kan flukte med hverandre i forankringsmutterens lengdeakseretning. Derved blir det mulig å dimensjonere de over fremspringomkretsen henholdsvis ankerstav-kraftoverfør-ingsribbeomkretsen for kraftoverføringen til råædighet stå-ende delflater, slik at det oppnås en bestemt glidekraft.

På denne måten er det for eksempel mulig å utligne eventu-elle toleranser fremkommet under valsingen av stavene, idet eksempelvis en stav med høye ribber kan tilordnes en forankringsmutter med brede avbrudd, hhv. omvendt.

Den andre prinsippielle utforming av oppfinnelsen består i

at det istedenfor den foran beskrevne høydefordeling av forankringsmutterens fremspring anordnes en over omkretsen inbyrdes forskyvbar fortanning av fremspringdeler, det vil

si-at det langs gjengegangene bare anbringes en punktvis fortanning for kraftoverføring mellom ankerstaven og forankringsmutteren. Ved denne utforming av oppfinnelsen består forankringsmutterens fremspring av kammer som på innsiden av forankringsmutteren er anordnet i innbyrdes avstander langs en skruelinje og danner en delgjenge. De mot belastningen.vendte flanker og/eller sideflater på kammene vil da gripe an mot de fullstendige, gjengeganger. dannende ...kraf toverf øringsribber på ankerstaven på en slik måte at ved overskridelse av den gitte lengdestrekkraft vil kraftoverføringsribbene kunne bortslites over de respektive kambredder.

Hensiktsmessig er kammene jevnt fordelt langs skruelinjen i forankringsmutteren. Kammene i på hverandre følgende gjengeganger kan være forskjøvet innbyrdes i dmkretsretningen. Derved er man sikret at ved en aksial stavglidning relativt for-, ankringsmutteren tilsvarende en ribbeavstand vil den etterfølg-ende gjengegang i forankringsmutteren treffe en ankerstav-ribbedel som ennå ikke er avskrelt av mutterens forangående gjengegang. Når kammene er slik innbyrdes forskjøvne at de vil ligge etter hverandre sett i en normal projeksjon av for-ankr ingsmutteren, oppnås at kammene, sett over forankringsmutterens ■lengde, vil bevirke en fullstendig avskjæring'av ■ r ankerstavens kraftoverføringsribber.

For ytterligere utjevning av glidemotstanden er det hensiktsmessig å la kammen være anordnet innbyrdes, forskjøvne i .forankringsmutterens lengderetning også med hensyn på den av kammene dannede-skruelinje,.. fortrinnsvis med innbyrdes, lik !forskyvning. Derved-oppnås at•ikke alle kammer i en gjengegang i forankringsmutteren samtidig virker på ankerstavens kraft-overføringsribber, men kommer til virkning etter hverandre i -samsvar med-forskyvningen. En særlig utjevning av glidemotstanden oppnås dersom kammene innenfor muttergjengens stigning anordnes innbyrdes forskjøvet med. verdier som summerer seg. For utformingen av kammene kan det velges mellom mange geo-metriske anordninger, så lenge man bare er sikret en skrueevne. Således kan kammene også ha skrått i forhold til forankringsmutterens lengdeakse forløpende sideflater, og kan sågar totalt, sett i grunnrisset, ha kileform.

En grunnleggende, fordelaktig videreutvikling, som kan benyttes i forbindelse med begge grunnformer av forbindelsen, altså både høydeforskjellen mellom fremspringene i forankringsmutteren, såvel som den nevnte forskudde fortanning av fremspringene, er at forankringsmutteren består av minst to for seg skrubare deler, hvilke deler kan settes på ankerstaven i innbyrdes avstand og uten dreiemulighet relativt hverandre men med mulighet for ved lastoverskridelse å kunne forskyves i lengderetningen over en gitt avstand i samsvar med belastningen, slik at de etter hverandre får kraftsluttende forbindelse med ankerstaven.

På denne måten kan man, uten å ødelegge forankringsmutter-delenes påskruingsevne for påsetting på ankerstaven, oppnå

en forstemmelse av de mot stavens kraftoverføringsribber virkende fremspring i forankringsmutteren over forankringens virksomme tidsrom. På denne måten muliggjøres en slik overlagring av de ved en enhetlig forankringsmutter tilnærmet sinusformede glidemotstandslinjeforløp at en bølgedal, altså avlastningen av en mutterdel, overlagrer en bølgetopp, altså en fullstendig kraftslutning for en annen mutterdel, hvorved glidemotstanden vil utjevnes. Et slikt utformet forankringselement vil dessuten ha den fordel at det ikke lenger kan skrus under den tid det er i virksomhet, det vil si det kan heller ikke løsne utilsiktet.

For den dreiefaste, men lengdeforskyvbare forbindelse mellom mutterdelene forefinnes det flere muligheter. Forankringsmutter-delene kan ha en urund ytterkontur, eksempelvis sekskantform, og være omgitt av en hylse med tilsvarende tverr snitt.;Delene-kan- imidlertid også være innbyrdes forbundne ved hjelp av .et., i. lengderetningen stukbart mellomstykke, som hindrer en innbyrdes dreiebevegelse.

En ytterligere fordel med den nye forankringsinnretning er

at den er vedlikeholdsfri. Den kan derfor ikke bare, som i og for seg kjent, anbringes på luftside-enden til en ankerstav og,; avs tøttes mot en ankerp.late ved borehull-munningen, men kan også_anbringes forsenket i borehull-munningen, ja, sågar på ankerstavens forankringsside-ende og være innleiret dypt i borehullet i forbandlegemet. Dette medfører den fordel at.den for.forankringens ettergivenhet på luftsiden forhåndenværende utraging av ankerstaven, som ofte vil virke forstyrrende.i.veggen,: kan legges inn i borehullet.-

Oppfinnelsen skai., forklares nærmere under henvisning til tegningene.:.

Fig.l - ~ viser et lengdesnitt gjennom et fjellanker,

■•;r :;.;;-;;;-: • hvor f or ankrings innretningen-; er anordnet, på luftsiden,

fig.2 viser den på luftsiden plasserte fprankrings-•■;;,.-;• - innretning i større målestokk, fig-. 3- -viser et snitt etter linjen III-III i fig.2, fig.4 viser et lengdesnitt gjennom et fjellanker, hvor forankringsinnretningen er anordnet inne

fig.5 viser den inne i borehullet plasserte fprank-: ....; : ,, ... ringsinnretning- i større målestokk, . fig.6 viser et snitt etter linjen VI-VI i fig.5, fig.7 , _ viser et sterkt forstørret utsnitt av et

lengdesnitt gjennom en forankringsinnretning

- i en utførelsesform og viser samvirket, mellom r..,;;-,-.;.:;^.: - ;;f r omspr ingenc i en f orankringsmutter. og..kraf toverføringsribber på ankerstaven...... : fig.8 - 10 viser ulike faser når en ifølge fig.7 utform et forankringsinnretning gir etter,

fig.11 og 12 viser utsnitt av to andre utførelsesformer

av en forankringsinnretning, idet fig.13a og 13b i større målestokk viser glideprosessen

i forbindelse med utførelsen i fig.12,

fig.14 og 15 i forstørrede deltverrsnitt viser samvirket mellom brutte fremspring i mutteren og ribbene

på en todelt ankerstav,

fig.16 viser et lengdesnitt gjennom en ytterligere utførelsesform av en forankringsinnretning

ifølge oppfinnelsen,

fig.17 viser et tverrsnitt etter linjen XVII-XVII i

fig.16,

fig.18 viser en del av en utfolding av ankerstaven

i fig.16,

fig.19 viser en del av en utfolding av forankringsmutteren i fig.16,

fig.20 viser en annen utførelsesform av oppfinnelsen,

med en todelt forankringsmutter, i lengdesnitt, fig.21 viser en forankringsinnretning med en forankringsmutter ifølge fig.20, før dens spesielle

virksomhet inntrer,

fig.22 viser forankringsinnretningen i fig.21 etter

at den er kommet til full virkning,

fig.23 viser et tverrsnitt etter linjen XXIII-XXIII

i fig.22,

fig.24 viser et diagram over forankringskraften når

forankringsinnretningen i fig.21 gir etter, fig.25,25,27 viser ytterligere utførelsesformer for forbindelsen mellom delene i en todelt forankringsmutter,

fig.28 viser et lengdesnitt av et fjellanker, hvor forankringsinnretningen er anordnet på luftsiden, i borehullmunningen,

fig. 29" viser et "lengdesnitt gjennom en ytterligere utførelsesf orm aven f orankringsinnretning,

med en todelt forankringsmutter, -

fig.30 viser en utfolding av inneromkretsen til den

i fig.29 viste forankringsmutter og

fig.31 viser en utfolding som i fig.30, med de

": "i lengderetningen innbyrdes forskjøvne kammer.

Fig.l viser et lengdesnitt gjennom et fjellanker med en ankerstav 1 innsatt i et borehull 2. Borehullet 2 er over hele sin lengde utfylt' med et herdende materiale 3, i hvis indre område ankerstaven 1 er forankret over en bestemt strekning. Over resten av borehullengdén er ankerstaven 1 fritt strekk-bar, eksempelvis ved at den har føring inne i et omhyllende rør. På luftsiden er det for sikring av-bruddflaten 4 anordnet en forankringsinnretning A. Denne skal beskrives nærmere nedenfor i ulike utførelsesformer.

Som ankerstav 1 anvendes hensiktsmessig en varmevalset stålstav som på sin overflate er forsynt med likeledes varmvalsede kraftoverføringsribber 5. Disse ribber 5 er anordnet langs en skruelinje på innbyrdes motiiggende stavsider*og strekker seg bare over en del av stavens omkrets. De danner således en delgjenge, hvorpå den med en tilsvarende innergjenge forsynte forankringsmutter 10 kan påskrus. For'forankring'av ankerstaven :1 legger forankringsmutteren 10 seg méd en krave an mot en ankerplate 7. Ankerplaten 7 avstøtter seg mot bruddflaten 4 ( f ig . 2 og 3). ------- ■/--•■-K--■

I fig.7 - 10 er det i fig.2 'innstiplede området VII vist i snitt og i større målestokk. Fig.7 viser inngrepssamvirket mellom gjenger i'forankringsmutteren 10 og ribbene på ankerstaven 1.

Som det særlig går frem av fig.7, er flankene 8 og 9 på kraft-overføringsribbene 5 på ankerstaven 1 skråttstilt. Forankrings mutteren 10 er på innsiden forsynt med utsparinger 11 som tilsvarer ribbene 5 på ankerstaven 1. Disse utsparinger 11 dannes mellom fremspring 12. Flankene 16 og 17 på fremspringene 12 har en tilsvarende skråstilling, slik at den av fremspringene 12 og utsparingene 11 dannede muttergjenge vil ha inngrep med kraftoverføringsribbene 5 og de mellomliggende gjengekiler 6, som svarer til stavkjernens overflate.

Innerflaten 13 i forankringsmutteren 10 er, slik det særlig er vist i fig.8, konisk, slik at altså innerdiameteren ved mutterens ytre ende 14 er større enn ved den indre ende 15, som er den ende som ligger an mot ankerplaten 7. Derved vil også utsparingene lia,11b og lic være innbyrdes forskjellige, slik at ved en belastning av ankerstaven 1 vil de av flankene 16 på fremspringene 12 og inneflaten 13 i mutteren 10 dannede kanter virke mot de belastede flanker 8 på de tilordnede ribber 5 på ankerstaven 1 i ulike høyder og med ulike delflater.

Fig.8 viser den begynnende deformering av ankerstaven 1 etter påsetting av forankringsmutteren 10. Ved økende lengdestrekk-kraft i ankerstaven 1 vil de mot flankene 8 på ribbene 5a,b,

c på ankerstaven 1 anliggende flanker på fremspringene 12a, b,c i mutteren 10 bevirke en plastisk deformering av ribbene, nemlig en avskjæring av disse langs de i fig.9 antydede skjær-flater. For å lette oversikten er det ved denne plastiske deformering fortrengte ribbemateriale ikke inntegnet.

Fig.10 viser tilstanden etter avskjæring av tre på hverandre følgende ribber 5b,5c,5d på ankerstaven 1. Mutteren 10 har nå forskjøvet seg langs staven 1 tilsvarende en hel gjengegang. Ribben 5a er nå tilordnet utsparingen lia. Ribben 5b er tilordnet utsparingen 11b og ribben 5c er tilordnet utsparingen lic. Man ser at nå har ribbene 5a,b,c og d på ankerstaven 1 fått ulike høydereduksjoner. Den tilstand som nå f oreligger.. 'vil være en utgangstilstand for ytterligere deformeringer, som vil foregå på tilsvarende måte.

For å bedre forankringsmutterens skjærvirkning kan, som vist i.fig.11, flankene 26 på r fremspringene 22 være anordnet i rett vinkel på forankringsmutterens 20.lengdeakse, i det minste på den mot.belastningen vendte side. Derved vil flankene 26 sammen med mutterens innerflate 23, danne skjærekanter som.vil gi. en problemløs avskjæring av ribbene 5 i den respektive høyde. De fra belastningen vendte flanker 27 i mutteren .20-kan .være.skråstilt på samme måte som flankene .på ribbene 5: på:: ankerstaven 1, slik at man derved, vil være sikret en problemløs-påskruing i: området ved..utsparingene 21.

Kombinasjonen' av-ulikt utformede.flanker mellom stavgjengen og-muttergjengen fører.ved en konisk økende kjerneboring i mutteren til en stigningsforskyvning selv. ved lik' stigning. Således vil ikke som eksempelvis vist i fig.8, samtlige ribber 5 fra begynnelsen av ha inngrep med mutteren 10, men vil først etter en viss f orskyvning--få •■ på- hverandre- følgende- inngrep med mutteren 20. Dette er vist i fig.11, hvor man ser av staven:, li.- ligger, med sin nærmest., ankerplaten 7 . plasserte-, ribbe så godt som i anlegg mot den indre skjærekanten i mutteren, mens den neste ribbe på staven -1- har en markert avstand fra den. tilordnede sk.jærekant i. mutteren..osv. På denne måten opp-.nås -det en ytterligere, utjevning av glidemots.tanden..

En deformering av kraftoverføringsribbene som kan sammenlig-nes med. en flyting, oppnås med den i. fig. 12 og 13a og b viste utforming av en - forankringsmutter 30, hvor altså de mot belastningen: vendte flanker 36 på .fremspringene 32- mellom utsparingene -1: har slakere skråning enn de tilsvarende flanker 8. på -ankers-taYens- kraf toverf øringsribber 5 . De fra belast-, ningen vendte, .flanker 3.7 kan for.- å sikre, grei påskruing ha. samme skråstilling som de tilsvarende flanker 9 på stavrib-bene 5.

Deformeringen ved hjelp av en slik mutter er vist i større målestokk i fig.13a og 13b. Man ser der hvordan en meget slak flanke 36 på et fremspring 32 vil virke mot en ribbe 5 omtrent som i en trekkdyse, slik at det oppnås en kolddeformering med delvis festning, idet herunder den øvre, i fig.13b med stiplet linje antydede ribbedel 5' bortslites og bringes over i den etterfølgende gjengekile 6. På denne måten blir skjærstrekningen mellom mutter og stav forlenget, hvilket betyr at friksjonskraften virker over en lengre periode.

En ytterligere mulighet for definering av ankerkraften hhv. glidemotstanden, og samtidig også for utligning av valsetole-ranser fremkommet under fremstillingen av ankerstavene ved en varmvalsing, er vist i de to deltverrsnitt av en forankringsinnretning i fig.14 og 15. Her er det som ankerstav be-nyttet en todelt stålstav, idet hver stavdel på sin ytter-flate er forsynt med kraftoverføringsribber. Fig.14 viser en ankerstav la med forholdsmessig høye ribber 5a. Disse svarer til en plusstoleranse. Ankerstaven er vist i forbindelse med en forankringsmutter 40, hvis fremspring 42 har forholdsvis brede avbrutt 48. Disse avbrudd 48 er anordnet flere steder langs mutterens 40 inneromkrets, slik at to og to av disse avbrudd 48 kan bringes til dekning med innbyrdes motliggende ribber 5a på staven la. Ankerkraften overføres således bare via de skraverte delflater F mellom ribbene 5a og fremspringene 42.

I fig.15 er det vist en ankerstav lb med lavere ribber 5b, svarende til en minustoleranse. Til gjengjeld er avbruddene 49 i fremspringene 42' smalere, slik at delflatene F<1>, hvor ankerkraften overføres, allikevel omtrent svarer til delflatene i fig.14. I praksis benyttes ulike forankringsmutter-typer, slik at man etter å ha fastslått ankerstavens toleranse, kan velge en tilsvarende mutter.

Ved den i fig.16 - 19 viste utførelsesform av oppfinnelsen er de deler som danner forankringsinnretningen, nemlig ankerstaven 1' og forankringsmutteren 50, på sett og vis vist med en utforming som er omvendt av de foran beskrevne. Ankerstaven 1' er her forsynt med kraftoverføringsribber 5' som danner fullstendige gjengeganger, mens fremspringene i mutteren 50 bare er utformet som kammer 52, med mellomliggende utsparinger 51 som danner de gjengekiler som tjener til opp-tak av ankerstavens ribber 5'.

Utfoldingene i fig.18 og 19, som bare trekker en del av omkretsen til henholdsvis ankerstaven 1' og forankringsmutteren 50, viser at det som forankringsmutter kan anvendes en mutter, som har en sylindrisk kjerneboring og hvor gjengekilene 51 er innarbeidet. I det viste utførelseseksempel er kammene 52 forskjøvet innbyrdes i mutterens 50 lengderetning. Når en strekkraft virker på ankerstaven 1' vil dens kraftoverføringsribber 5' bare få anlegg mot de tilordnede flanker 56 på kammene 52. Ved overskridelse av den gitte ankerlengdestrekk-kraft vil kammene 52 i den av et hårdere materiale utførte mutter 50 trenge inn i materialet i ribbene 5' på ankerstaven 1' og således skjære en bane i den respektive ribbe. Bredden til de av kammene 52 avskrellede baner er i fig.18 betegnet med b. Kammene 52 er, som vist i fig.19, forskjøvet slik innbyrdes at ved en aksial glidning av mutteren 50 tilsvarende en ribbeavstand, vil den neste kamme støte på en del av en ribbe 5' på staven 1' som ennå ikke er avskrelt av den forangående kam.

En særlig fordelaktig mulighet for utjevning av glidemotstanden i en forankringsinnretning ifølge oppfinnelsen er vist i fig.20 - 23, i forbindelse med en ankerstav 1 med kraft-overføringsribber 5 og en forankringsmutter 60 med fullstendige innergjenger. Forankringsmutteren 60 består av to deler 60a og 60b. Den med ankerplaten 7 samvirkende del 60a er på i og for seg kjent måte utformet med en velvet endeflate, slik at denne får en viss dreiemulighet i en konisk utvidet boring i ankerplaten 7. Forankringsmutterens del 60b har form av en vanlig mutter. Hver mutterdel 60a,b har minst én fullstendig gjengegang, hvormed delen kan skrus på ankerstaven 1. Diameteren B2for den fra lasten vendte del 60b er litt større enn diameteren D^for den andre del 60a (fig.20).

I den i fig.21 viste tilstand, ved begynnelsen av belastningen, vil de to deler 60a og 60b ha en innbyrdes avstand a. Denne avstand a svarer her til omtrent en halv omdreining av delen 60b. I denne stilling vil de to deler 60a,b ligge i en hylse 61 som hindrer en dreiing av delene 60a og 60b, men tillater en lengdeforskyvning. Etter en belastning av ankerstaven 1 i retning av pilen vil først fremspringene 62a i delen 60a skjære av de tilordnede kraftoverføringsribber 5 på ankerstaven 1. Derved forskyver delen 60a seg strekningen a i retning mot delen 60b, idet denne del 60b foreløpig sitter fast i forhold til ankerstaven 1. Ved en ytterligere belast-ningsstigning vil også fremspringene 62b få anlegg mot ribbene 5 på staven 1.

På denne måten vil det i samsvar med størrelsen av avstand a oppnås en forstemmelse av gjengegangene i delene 60a og 60b relativt ankerstaven 1, med det til følge at det oppnås en utligning av ankerkraften. Dette er vist grafisk i fig.24. Det øvre diagram for ankerkraften P^er tilordnet delen 60a og det nedre diagram gjelder for ankerkraften P2i delen 60b. Den over forskyvningsstrekningen 1 sinusformet forløpende ankerkraft kan ved hjelp av denne forstemmelse styres slik at en bølgetopp i ankerkraften P^treffer en bølgedal i ankerkraften P1>Dette fører til en overlagring og til et vesentlig jevnere forløp av den totale ankerkraft P, hvilken kraft som man ser bare varierer litt i verdi.

Alt etter de krav som stilles i de enkelte anvendelsestilfel-ler kan en slik forankringsmutter også bestå av flere deler. Disse utformes da på tilsvarende måte og anordnes på tilsvarende, måte i forhold til hverandre.

Ytterligere; muligheter for forbindelsen mellom to mutter-deler på en"slik måte at de er sikret mot innbyrdes dreiing, men kan forskyve seg i lengderetningen, er vist i fig.25 - 27. Mutteren 63 (fig.25) er svekket ved hjelp av tverrgående inn-snitt 64 .. lyed^belastning..skjer det her . en_sammenklemming...... I f ig. 2 6 er de . to deler 65a.".og 65b. forbundne med hverandre ved hjelp av et fjærelement 66. I fig.27 er det eksempelvis vis et. gummielastisk ..sammentrykkbart element 68 som overtar denne funksjon i en mutter 67.

Mensvforankringsinnretningen i fig.20 - 24 egner seg for en ankerstav i ;med ..kraf toverf øringsribber 5 som danner en delgjenge,. _er det i. fig.29 og 30 vist en forankringsinnretning med.. en likeledes todelt f orankringsmutter 20, hvor imidlertid de to deler 70a og 70b på sin inneromkrets har kammer 72, slik at de kan skrus på en ankerstav 1' som har gjennomgående gjengeribber. Kammene 72 er her, slik det går frem av utfold-ingen i fig.30, utført med kvadratiske grunnriss. De mot lasten .vendte, flanker :76 på kammene .72 .er- altså like brede som de fra lasten vendte flanker 77. Kammene kan imidlertid også-ha trapesform-eller kileform, idet de mot lasten vendte flanker 76 da er smalere enn de fra lasten vendte flanker 77. Kammene kan til og med også bare være-utformet som en kile-spiss.. Sideflatene er da: også skrå.ttstilt.utover relativt kraftretningen -og.vil-da.bevirke en ytterligere utjevning av glidemotstanden . :. ~ vi v)^...-i :,;vv: I .'Utf.ørelsen . i ; fig. 3 0 .ligger-kammene 72 ;.på en skruelinje S . Denne er .antydet stiplet som en.forbindelseslinje mellom de mot lasten vendte f-lanker - 76 . Til...forskjell herfra er det i fig.31 antydet hvordan kammene 72 kan være forskjøvet innbyrdes .i.kraftretningen relativt denne .skruelinje S. Når, denne skruelinje S samtidig symboliserer en flanke på en kraftoverføringsribbe på ankerstaven som danner en gjennomgående gjenge, vil man. ved denne utforming oppnå at de relativt skruelinjen S tilbaketrukkede kammer 72' får senere kraftslutning enn de kammer 72 som ligger på skruelinjen,

og dette bidrar også til en ytterligere utjevning av glidemotstanden.

Et problem ved en ettergivende forankring av den her beskrevne type er at det for ettergiving av forankringen er nødven-dig å la ankerstaven rage litt ut over forankringselementet på ankerets luftside, det vil si ut fra bruddflaten 4. Dette betyr at ankerstaven på en forstyrrende måte går inn i rommet eller lysåpningen i tunnellen, stollen eller lignende. Fordi forankringsinnretningen ifølge oppfinnelsen er vedlikeholdsfri, foreligger det en mulighet for å anbringe forankringselementet i selve borehullet, enten forsenket i borehull-munningen, slik det er vist i fig.28, eller sågar dypt inne i borehullet, slik det er vist i fig.4. Utførelsen i fig.4 svarer i alt vesentlig til utførelsesformen i fig.l, med det unntak at forankringsmutteren 80 ikke rager ut på luftsiden, det vil si på utsiden av bruddflaten 4, men er forsenket i borehullmunningen og er strekkfast avstøttet mot ankerflaten 7 ved hjelp av et ankerrør 81.

Ved den i fig.l viste utførelsesform er en forankringsmutter 90 anordnet inne i borehullet 2, i et forbandlegeme 3 som danner ankerstavens 1 forankringsstrekning. Et ankerrør 91 går til et pakningslegeme 92 som begrenser forbandlegemet 3. For å bedre bindingen til forbandlegemet er forankringsmutteren 90 samt ankerrøret 91 forsynt med en profilering 93 på ytteromkretsen. Den for oppnåelsen av den ettergivende forankring nødvendige ende av ankerstaven 1 er omgitt av en om-hylling 94, slik at ankerstaven her er fri relativt forbandlegemet 3 .

Claims (21)

1. Forankringsinnretning for strekkdelen i et anker, særlig et fjellanker, hvor strekkdelen består av en enhetlig eller flerdelt stålstav med fortrinnsvis på en skruelinje liggende og minst en delgjenge dannende kraftoverføringsribber og forankringsinnretningen består av et på en ende av ankerstaven påsettbart og mot berget avstøttbart forank-ra ingsélément", "som har "for inngrep'med" ankerstavens kraf tdvér-føringsribber egrtede, mellom fremspringene dannede utsparinger, idet forankringsinnretningen videre er utformet slik at ved overskridelse av en gitt lengdestrekkraft i ankerstaven bevirkes en relativbevegelse mellom denne og forankringselementet, helt til lengdestrekkraften igjen underskrides, karakterisert ved ' at forankringselementet (A,B) består av et materiale som har en-høyere fasthet enn materialet i ankerstaven (1), at flankene til fremspringene på forankringselementet for kraftoverføring bare ligger an mot ankerstavens (1) kraftoverføringsribber (5) med delflater, og ved at ved overskridelse av den gitte lengdestrekkraft er' kraftoverføringsribbene (5) på ankerstaven (1) bortslit-bare i samsvar med størrelsen av de med hverandre i inngrep værende delflater.

2. Forankringsinnretning ifølge krav 1, karakterisert ved " at forankringselementet (A,B) er utformet som en mutter (10,20,30,40, 50 , 60, 70), :ved hvilken f remspringene (12 , 22 , 32 , 42 , 52 , 62 , 72 )" i det minste danner en delgjenge og utsparingene (11,21,31,51) korresponderer med ankerstavens (1) kraf toverf "øringsribber' (5), hvilke ribber "danner en skruegj enge.

3.'" Forankringsinnretning ifølge krav 2, karakterisert ved at de en fullstendig "gjenge dannende fremspring (12,22,32,42,62) i på hverandre følgende gjengeganger i forankringsmutteren (10,20,30,40,60) har en høyde som øker relativt bunnen til utsparingene (11,21,31,41, 61) i lengdestrekkraftens retning, og ved at flankene (16) til fremspringene (11) virker på en slik måte mot de mot lasten vendte flanker (8) på ankerstavens (1) kraftoverføringsribber (5) at kraftoverføringsribbene (5) trinnvist bortslites ved en overskridelse av den gitte lengdestrekkraft.

4. Forankringsinnretning ifølge krav 3 og med en ankerstav hvis kraftoverføringsribber har skrått i forhold til stavens overflate forløpende flanker, karakterisert ved at de mot lasten vendte flanker (16, 26) på fremspringene (12,22) i forankringselementet (10,20) har samme eller brattere stigning enn de tilsvarende flanker (8) på kraftoverføringsribbene (5) på ankerstaven (1), slik at de av overflaten og flankene (16,26) til fremspringene (12,22) dannede kanter, kan bevirke en avskjærende bortsliting av kraftoverføringsribbene (5) på ankerstaven (1).

5. Forankringsinnretning ifølge krav 4, karakterisert ved at flankene (26) på fremspringene (22) i forankringsmutteren (20) går i rett vinkel på.mutterens lengdeakse.

6. Forankringsinnretning ifølge krav 3, og med en ankerstav hvis kraftoverføringsribber har skrått relativt stavens overflate forløpende flanker, karakterisert ved at de mot lasten vendte flanker (36) på fremspringene (32) i forankringsmutteren (30) har slakere skråstilling enn de tilsvarende flanker (8) på kraftoverførings-ribbene (5) på ankerstaven (1), slik at flankene (36) på fremspringene (32) kan bevirke en bortsliting av kraftover-føringsribbene (5) på ankerstavene (1) i form av en kold-def ormering .

7. Forankringsinnretning ifølge et av kravene 3-6, karakterisert ved at fremspringene (42) i forankringsmutteren (40) har avbrudd (48,49).

8. Forankringsinnretning ifølge krav 7, karakterisert ved at avbruddene (48,49) flukter med hverandre i retning av forankringsmutterens (40) lengdeakse

9. Forankringsinnretning ifølge krav 2, karakterisert ved at fremspringene i f orankrings-mutteren (50,70) består av kammer (52,72) som er anordnet i innbyrdes avstander langs en skruelinje på innsiden av forankringselementet og danner.en delgjenge, og ved at de mot lasten vendte flanker (56,76) og/eller sideflater (78) på kammene (52,72) virker slik på de fullstendige gjengeganger dannende kraf toverf øringsribber (5) på ankerstaven ..(1) at disse." kraf toverf øringsribber (5.) ved overskridelse av den gitte lengdestrekkraft bortslites-over bredden til kammene ( 52, 72 ) .

10. - ,- Forankringsinnretning ifølge krav 9, karakterisert ved at kammene (52,72) er jevnt fordelt langs skruelinjen.

11. Forankringsinnretning ifølge krav 9 eller 10, karakterisert vedat kammene (52,72) i på hverandre følgende gjengeganger er forskjøvet innbyrdes i omkretsretningen ...._. .......

12.. ^11 C.- Forankringsinnretning: ifølge, krav 11,.. k: a r - a k t e r i sert v e d at kammene (52) er slik forskjøv-et., innbyrdes at. de sett:i- forankringsmutterens (50) normal projeksjon;vil ligge ved siden av hverandre.

13. Forankringsinnretning ifølge et av kravene 9-12, karakter! sert v e d;.at kammene (72) med hensyn på den av kammene dannede skruelinje (S) er for-skjøvet innbyrdes i forankringsmutterens (70) lengderetning.

14. Forankringsinnretning ifølge krav 13, karakterisert ved at kammene (72) har innbyrdes lik forskyvning.

15. Forankringsinnretning ifølge et av kravene 9-14, karakterisert ved at kammene har skrått relativt forankringsmutterens (70) lengdeakse forløp-ende sideflater (78).

16. Forankringsinnretning ifølge krav 15, karakterisert ved at kammene har kileform i grunnrisset .

17. Forankringsinnretning ifølge et av kravene 1-16, karakterisert ved at forankringsmutteren (60,70) består av minst to for seg påskrubare deler (60a,60b, 70a,70b), hvilke deler er satt på ankerstaven (1) med innbyrdes avstand og uten innbyrdes dreiemulighet, men med en gitt innbyrdes avstand i lengderetningen, slik at de ved lastoverskridelse vil komme til kraftsluttende samvirke med ankerstaven (1) etter hverandre.

18. Forankringsinnretning ifølge krav 17, karakterisert ved at de nevnte deler (60a,60b) av forankringsmutteren (60) har en urund ytterkontur, eksempelvis sekskantform, og er omgitt av en hylse (61) med tilsvarende tverrsnitt.

19. Forankringsinnretning ifølge krav 17, karakterisert ved at forankringsmutter-delene er forbundne med hverandre ved hjelp av et mellomstykke som hindrer en innbyrdes dreiing, men er stukbart i lengderetningen .

20. Forankringsinnretning ifølge et av kravene 1-19, karakterisert ved at forankringselementet (A) kan settes på ankerstavens (1) luftside-ende og kan avstøttes mot en ankerplate (7) som omgir borehullmunningen.

21. Forankringsinnretning ifølge et av kravene 1-19, karakterisert ved at forankringselementet (B) kan settes på ankerstavens (1) forankringsside-ende og er innleiret inne i borehullet i det der forhåndenværende forbandlegeme (3).