專利名稱：巖土工程密實(shí)型索體預(yù)應(yīng)力高檔錨索的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種巖土工程錨索，特別是一種巖土工程密實(shí)型索體預(yù)應(yīng)力高檔錨索，屬于巖土工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
預(yù)應(yīng)力錨索是巖土工程中重要的加固手段。國(guó)內(nèi)外巖土工程錨索，按其服務(wù)對(duì)象、使用年限可分為兩個(gè)大類一類是用于時(shí)間不長(zhǎng)的臨時(shí)性支護(hù)，另一類是作為工程結(jié)構(gòu)的組成部分，用作永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)。后者對(duì)錨索有多次自由張拉和永久性防銹蝕的要求。前者基本結(jié)構(gòu)雖與永久性錨索基本相同，由于不需多次張拉，和短期使用，因而防銹蝕措施等方面可以簡(jiǎn)化。
當(dāng)今，國(guó)際和國(guó)內(nèi)巖土工程界使用的巖土工程預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)大都差不多。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，水利部黃河水利委員會(huì)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院等編著的《黃河小浪底水利樞紐進(jìn)出口高邊坡施工期穩(wěn)定性研究和加固技術(shù)》(1998年10月)第222238頁(yè)，介紹了錨索的具體構(gòu)造及工程應(yīng)用情況采用7股直徑為5毫米的高強(qiáng)度低松弛冷拔鋼絲扭鉸成鋼絞線，由多根鋼絞線組成錨索索體，為了防腐蝕，每根鋼絞線外涂油脂，并可用PE套包裹，也可采用全涂裝鋼絞線；根據(jù)巖土工程錨索的噸位，確定鋼絞線根數(shù)，沿錨索全長(zhǎng)將全部鋼絞線并行排列在硬質(zhì)PVC塑料制成的內(nèi)、外隔離架周圍(每一米左右放一個(gè)隔離架)，外圍綁扎鋼絲使成為一個(gè)整體。并套入PVC管內(nèi)；鉆孔孔口的外錨頭錨定板上有多個(gè)小孔，每個(gè)孔中有一對(duì)夾片夾住每壹根鋼絞線；永久性防腐蝕的巖土預(yù)應(yīng)力錨索的內(nèi)錨固段，將鋼絞線拆散，整理，除油。外面套有防腐蝕的金屬(或塑料)的波紋管，通過(guò)在波紋套管內(nèi)外分別注水泥漿體將內(nèi)錨固段膠結(jié)在鉆孔孔壁上。
該索體的結(jié)構(gòu)是將多根鋼絞線架空排列，注漿管等也在索體內(nèi)部，這類錨索索體可稱之為鋼絞線非密實(shí)型索體結(jié)構(gòu)。這種由鋼絞線組成的非密實(shí)型索體結(jié)構(gòu)不可避免地有如下缺點(diǎn)(1)此類巖土工程錨索不可能由工廠生產(chǎn)出終端產(chǎn)品，必須在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)臨時(shí)的組裝車間。工作量大，難度也大，全是手工操作，增加了成本。錨索的質(zhì)量最終取決于裝配工作的質(zhì)量。因此很難保證用于工程的每條巖土預(yù)應(yīng)力錨索都具有很高質(zhì)量。(2)錨索所受的載荷應(yīng)由各條鋼絞線均勻分擔(dān)，為了保證各條鋼絞線受力均勻，施加預(yù)應(yīng)力時(shí)首先必須逐條牽伸鋼絞線，然后再總體同步牽伸，安裝調(diào)試過(guò)程復(fù)雜。(3)采用波紋管，在安裝過(guò)程中是否有損壞難以發(fā)現(xiàn)和檢查，一旦有損壞，永久防銹蝕就難以保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種全新結(jié)構(gòu)的巖土工程密實(shí)型索體預(yù)應(yīng)力高檔錨索，使其解決目前普遍使用的巖土工程鋼絞線非密實(shí)型索體預(yù)應(yīng)力錨索存在的上述不足。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明錨索可分為三段，依次為內(nèi)錨固段，自由張拉段索體和外錨固段，內(nèi)錨固段在鉆孔終端部位，外錨固段在鉆孔孔口附近，中間為自由張拉段索體，自由張拉段索體通過(guò)外錨聯(lián)接器與外錨固段連接，自由張拉段索體通過(guò)內(nèi)錨聯(lián)接器與內(nèi)錨固段連接。
自由張拉段索體不是采用鋼絞線，而是采用高強(qiáng)度低松弛冷拔鋼絲，自由張拉段索體由多根冷拔鋼絲沿錨索軸向緊密排列，在橫斷面上形成具有穩(wěn)定性的正六邊形或有缺口的正六邊形，整條錨索的鋼絲按大節(jié)距、小扭角扭絞成半平行鋼絲索再用復(fù)合包帶包扎定型，復(fù)合包帶外熱擠兩層高密度聚乙烯塑料保護(hù)套。
外錨固段通過(guò)外錨聯(lián)接器與自由張拉段索體連接，采用冷鑄錨技術(shù)將自由張拉段索體的鋼絲與外錨聯(lián)接器的一端聯(lián)結(jié)在一起，外錨聯(lián)結(jié)器另一端有內(nèi)螺紋，用以連接絲杠，絲杠穿過(guò)鉆孔孔口壁上的傳力墩和鋼墊板，絲杠上有螺母，臨時(shí)安裝在傳力墩前方的專用拉拔器通過(guò)拉拔絲杠將巖土預(yù)應(yīng)力錨索拉緊到設(shè)定的拉伸應(yīng)力值后用螺母鎖緊。
內(nèi)錨固段通過(guò)內(nèi)錨聯(lián)接器與自由張拉段索體連接，采用冷鑄錨技術(shù)將內(nèi)錨聯(lián)接器一端與自由張拉段索體的鋼絲聯(lián)結(jié)在一起，內(nèi)錨聯(lián)接器的另一端與拉力桿相連，內(nèi)錨聯(lián)接器外表面為封隔器膠囊的支承面，封隔器膠囊上設(shè)有注水管(或注漿管)，通過(guò)注水管(或注漿管)可使封隔器膠囊膨脹，向內(nèi)錨固段注漿的高壓注漿管和排氣管穿過(guò)內(nèi)錨聯(lián)結(jié)器，通過(guò)它們向內(nèi)錨固段注水泥漿體和排去空氣，由于封隔器膠囊隔斷了內(nèi)錨固段與自由張拉段索體，漿體不會(huì)流到自由張拉段去。拉力桿與內(nèi)錨聯(lián)接器用螺紋連接，拉力桿的長(zhǎng)度可根據(jù)需要而設(shè)定，拉力桿另一端與錐形管用內(nèi)螺紋相聯(lián)。錐形管與圓盤(pán)形擋板相連。安裝時(shí)在拉力桿、錐形管和圓盤(pán)形擋板的外表面涂有與水泥漿不粘結(jié)的涂層。內(nèi)錨固段注漿凝固后形成水泥筒體與鉆孔孔壁粘結(jié)在一起，而拉力桿、錐形管和圓盤(pán)形擋板與水泥筒體不相粘連。
外錨聯(lián)結(jié)器的一端與絲杠相聯(lián)，待內(nèi)錨固段漿體凝固后，在孔口通過(guò)拉拔絲杠給整條錨索施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，拉力桿、錐形管和擋板可相對(duì)地向孔口方向移動(dòng)，向水泥筒體施壓，從而將載荷轉(zhuǎn)嫁到孔壁巖土體。內(nèi)錨固段水泥筒體受力狀態(tài)以壓應(yīng)力為主，屬壓力型內(nèi)錨固段。錐形管的錐度很小，但能起到對(duì)水泥筒體愈壓愈緊的作用，使錨索的承受的載荷很好地傳遞到孔壁的巖土體上去，起到分散壓強(qiáng)的作用。對(duì)于大噸位錨索，可以將拉力桿、錐形管多次串接以達(dá)到進(jìn)一步分散載荷的作用。
根據(jù)本發(fā)明提出的巖土工程密實(shí)型索體預(yù)應(yīng)力錨索，索體與內(nèi)、外聯(lián)接器和封隔器均可在工廠內(nèi)制造并裝配好，出廠時(shí)作為成品索可盤(pán)成直徑約2米左右的盤(pán)件，長(zhǎng)途運(yùn)輸十分方便。錨索運(yùn)到工地后，只需將錨索抖開(kāi)，裝上同時(shí)運(yùn)來(lái)的絲杠，拉力桿，錐形管和擋板并涂上與水泥漿不粘的涂層，接上相應(yīng)的注水管，注漿管和排氣管后整條錨索就安裝完畢，可直接送入鉆孔中了。
為了保證完善的抗銹蝕性能，可采用鍍鋅鋼絲或鍍環(huán)氧樹(shù)脂的鋼絲，內(nèi)錨聯(lián)結(jié)器與拉力桿之間和外錨聯(lián)結(jié)器與絲杠之間的孔隙可充填防銹蝕油脂和設(shè)置O型密封圈。
本發(fā)明提出的巖土工程新型預(yù)應(yīng)力錨索具有永久性防銹蝕功能和多次自由張拉的功能，因此是巖土工程中的新型高檔錨索。巖土工程密實(shí)型索體預(yù)應(yīng)力錨索十分適宜用作大噸位錨索，例如當(dāng)采用79根直徑為7mm的冷拔鋼絲，鋼絲強(qiáng)度等級(jí)為σb＝1670Mpa時(shí)整條錨索的標(biāo)稱破斷載荷可達(dá)5000KN以上，因此能滿足3000KN預(yù)應(yīng)力錨索的要求，如采取強(qiáng)度更高的鋼絲，同樣等級(jí)的錨索可進(jìn)一步減少鋼絲根數(shù)，制造5000KN～6000KN的錨索也沒(méi)有特別的困難。
本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，防銹蝕的措施安全可靠；密實(shí)型索體為自由張拉型，可以多次反復(fù)調(diào)整預(yù)應(yīng)力值；內(nèi)錨固段的水泥筒體受力狀態(tài)為壓力型；錐形管使作用在鉆孔壁上載荷分散，施加預(yù)應(yīng)力時(shí)只需拉拔絲杠即可，十分簡(jiǎn)單；密實(shí)型索體鋼絲受力十分均勻；工廠化生產(chǎn)巖土工程預(yù)應(yīng)力錨索能嚴(yán)格保證產(chǎn)品高質(zhì)量；不須設(shè)現(xiàn)場(chǎng)裝配車間，免除了現(xiàn)場(chǎng)繁雜的裝配工作和降低了成本；工廠生產(chǎn)的成品錨索可以盤(pán)成直徑2m左右的盤(pán)件，長(zhǎng)途運(yùn)輸方便；運(yùn)抵工地后，接上有關(guān)部件和管子，就可向鉆孔內(nèi)安裝，既省時(shí)，省錢又方便。


圖1本發(fā)明巖土工程錨索結(jié)構(gòu)示意2自由張拉段索體橫截面結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，本發(fā)明錨索可分為三段，依次為內(nèi)錨固段1，自由張拉段索體2和外錨固段3，內(nèi)錨固段1在鉆孔終端部位，外錨固段3在鉆孔孔口附近，中間為自由張拉段索體2，自由張拉段索體2通過(guò)外錨聯(lián)接器4與外錨固段3連接，自由張拉段索體2通過(guò)內(nèi)錨聯(lián)接器9與內(nèi)錨固段1連接。
自由張拉段索體2采用高強(qiáng)度低松弛冷拔鋼絲19，自由張拉段索體2由多根冷拔鋼絲19沿錨索軸向緊密排列，在橫斷面上形成具有穩(wěn)定性的正六邊形或有缺口的正六邊形，整條錨索的鋼絲19按大節(jié)距、小扭角扭絞成半平行鋼絲索再用復(fù)合包帶20包扎定型，復(fù)合包帶20外熱擠兩層高密度聚乙烯塑料保護(hù)套21、22。
內(nèi)錨固段1通過(guò)內(nèi)錨聯(lián)接器9與自由張拉段索體2連接，采用冷鑄錨技術(shù)將內(nèi)錨聯(lián)接器9一端與自由張拉段索體2的鋼絲19聯(lián)結(jié)在一起，內(nèi)錨聯(lián)接器9的另一端與拉力桿10相連，內(nèi)錨聯(lián)接器9外表面為封隔器膠囊11的支承面，封隔器膠囊11上設(shè)有注水管或注漿管12，高壓注漿管和排氣管13穿過(guò)內(nèi)錨聯(lián)結(jié)器9，拉力桿10與內(nèi)錨聯(lián)接器9用螺紋連接，拉力桿10的長(zhǎng)度可根據(jù)需要而設(shè)定，拉力桿10另一端與錐形管14用內(nèi)螺紋相聯(lián)，錐形管14與圓盤(pán)形擋板15相連，安裝時(shí)在拉力桿10及錐形管14、圓盤(pán)形擋板15的外表面涂有水泥漿不粘結(jié)涂層16，內(nèi)錨固段1注漿凝固后，水泥筒體17與鉆孔孔壁18粘結(jié)在一起，而拉力桿10及錐形管14與水泥筒體17不相粘連。
內(nèi)錨聯(lián)結(jié)器9與封隔器膠囊11組成一個(gè)整體，并設(shè)有注水、注漿、排氣孔口的接口裝置。錐形管14的錐度很小，對(duì)于大噸位錨索，可將拉力桿10、錐形管14多次串接，以分散載荷。
外錨固段3通過(guò)外錨聯(lián)接器4與自由張拉段索體2連接，采用冷鑄錨技術(shù)將自由張拉段索體2的鋼絲與外錨聯(lián)接器4的一端聯(lián)結(jié)在一起，外錨聯(lián)結(jié)器4另一端有內(nèi)螺紋，用以連接絲杠5，絲杠5穿過(guò)鉆孔孔口壁上的傳力墩6和鋼墊板7，絲杠上有螺母8，臨時(shí)安裝在傳力墩前方的專用拉拔器通過(guò)拉拔絲杠5將錨索拉緊到設(shè)定的拉伸應(yīng)力值后用螺母8鎖緊。
自由張拉段索體2鋼絲選用鍍鋅鋼絲或鍍環(huán)氧樹(shù)脂的鋼絲，以增加抗銹蝕能力。內(nèi)錨聯(lián)結(jié)器9與拉力桿10之間、外錨聯(lián)結(jié)器4與絲杠5之間的孔隙充填防銹蝕油脂和設(shè)置O型密封圈。待內(nèi)錨固段1漿體凝固后，在孔口通過(guò)拉拔絲杠5給整條錨索施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，拉力桿10，錐形管14和擋板15可相對(duì)地向孔口方向移動(dòng)。水泥筒體受力狀態(tài)以壓應(yīng)力為主，愈壓愈緊，水泥筒體與鉆孔壁間產(chǎn)生巨大剪應(yīng)力和正應(yīng)力將載荷轉(zhuǎn)移到巖土體上。
權(quán)利要求
1.一種巖土工程密實(shí)型索體預(yù)應(yīng)力高檔錨索，包括內(nèi)錨固段(1)，自由張拉段索體(2)和外錨固段(3)，其特征在于，內(nèi)錨固段(1)在鉆孔終端部位，外錨固段(3)在鉆孔孔口附近，中間為自由張拉段索體(2)，自由張拉段索體(2)通過(guò)外錨聯(lián)接器(4)與外錨固段(3)連接，自由張拉段索體(2)通過(guò)內(nèi)錨聯(lián)接器(9)與內(nèi)錨固段(1)連接，自由張拉段索體(2)采用高強(qiáng)度低松弛冷拔鋼絲(19)，自由張拉段索體(2)由多根冷拔鋼絲(19)沿錨索軸向緊密排列，在橫斷面上形成具有穩(wěn)定性的正六邊形或有缺口的正六邊形，整條錨索的鋼絲(19)按大節(jié)距、小扭角扭絞成半平行鋼絲索再用復(fù)合包帶(20)包扎定型，復(fù)合包帶(20)外熱擠兩層高密度聚乙烯塑料保護(hù)套(21)、(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖土工程密實(shí)型索體預(yù)應(yīng)力高檔錨索，其特征是，自由張拉段索體(2)采用鍍鋅或鍍環(huán)氧樹(shù)脂的高強(qiáng)度低松弛冷拔鋼絲，形成密實(shí)型索體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖土工程密實(shí)型索體預(yù)應(yīng)力高檔錨索，其特征是，內(nèi)錨固段(1)通過(guò)內(nèi)錨聯(lián)接器(9)與自由張拉段索體(2)連接，采用冷鑄錨技術(shù)將內(nèi)錨聯(lián)接器(9)一端與自由張拉段索體(2)的鋼絲(19)聯(lián)結(jié)在一起，內(nèi)錨聯(lián)接器(9)的另一端與拉力桿(10)相連，內(nèi)錨聯(lián)接器(9)外表面為封隔器膠囊(11)的支承面，封隔器膠囊(11)上設(shè)有注水管或注漿管(12)，高壓注漿管和排氣管(13)穿過(guò)內(nèi)錨聯(lián)結(jié)器(9)，拉力桿(10)與內(nèi)錨聯(lián)接器(9)用螺紋連接，拉力桿10另一端與錐形管(14)用內(nèi)螺紋相聯(lián)，錐形管(14)與圓盤(pán)形擋板(15)相連，安裝時(shí)在拉力桿(10)及錐形管(14)、圓盤(pán)形擋板(15)的外表面涂有水泥漿不粘結(jié)涂層(16)，內(nèi)錨固段(1)注漿凝固后，水泥筒體(17)與鉆孔孔壁(18)粘結(jié)在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的巖土工程密實(shí)型索體預(yù)應(yīng)力高檔錨索，其特征是，內(nèi)錨聯(lián)結(jié)器(9)與封隔器膠囊(11)組成一個(gè)整體，并設(shè)有注水、注漿、排氣孔口的接口裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的巖土工程密實(shí)型索體預(yù)應(yīng)力高檔錨索，其特征是，錐形管(14)的錐度很小，對(duì)于大噸位錨索，可將拉力桿(10)、錐形管(14)多次串接，以進(jìn)一步分散載荷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖土工程密實(shí)型索體預(yù)應(yīng)力高檔錨索，其特征是，外錨固段(3)通過(guò)外錨聯(lián)接器(4)與自由張拉段索體(2)連接，采用冷鑄錨技術(shù)將自由張拉段索體(2)的鋼絲與外錨聯(lián)接器(4)的一端聯(lián)結(jié)在一起，外錨聯(lián)結(jié)器(4)另一端有內(nèi)螺紋，用以連接絲杠(5)，絲杠(5)穿過(guò)鉆孔孔口壁上的傳力墩(6)和鋼墊板(7)，絲杠上有螺母(8)，臨時(shí)安裝在傳力墩前方的專用拉拔器通過(guò)拉拔絲杠(5)將錨索拉緊到設(shè)定的拉伸應(yīng)力值后用螺母(8)鎖緊。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的巖土工程密實(shí)型索體預(yù)應(yīng)力高檔錨索，其特征是，內(nèi)錨聯(lián)結(jié)器(9)與拉力桿(10)之間、外錨聯(lián)結(jié)器(4)與絲杠(5)之間的孔隙充填防銹蝕油脂和設(shè)置O型密封圈。
全文摘要
一種巖土工程密實(shí)型索體預(yù)應(yīng)力高檔錨索，屬于巖土工程領(lǐng)域。本發(fā)明錨索可分為三段，依次為內(nèi)錨固段，自由張拉段索體和外錨固段，自由張拉段索體不采用傳統(tǒng)的鋼鉸線而是采用多根高強(qiáng)度低松弛冷拔鋼絲，沿錨索軸向緊密排列，在橫斷面上形成具有穩(wěn)定性的正六邊形或有缺口的正六邊形，整條錨索體的鋼絲按大節(jié)距、小扭角扭絞成半平行鋼絲索再用復(fù)合包帶包扎定型，復(fù)合包帶外熱擠兩層高密度聚乙烯塑料保護(hù)套。本發(fā)明防銹蝕的措施完善，施加預(yù)應(yīng)力時(shí)只需拉拔絲桿，索體鋼絲受力十分均勻，可多次自由張拉，內(nèi)錨固段的拉力桿和錐形管等表面涂有不粘結(jié)層，水泥筒體受力為壓力型且能適當(dāng)分散壓強(qiáng)。工廠可直接制成錨索成品，保證高質(zhì)量，且運(yùn)輸、安裝方便。
文檔編號(hào)E02D5/74GK1487149SQ0314221
公開(kāi)日2004年4月7日 申請(qǐng)日期2003年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月12日
發(fā)明者葛修潤(rùn), 葛以敏, 周玉瑛 申請(qǐng)人:葛修潤(rùn)