可变形的预应力锚墩的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种可变形的预应力锚墩。本发明的目的是提供一种结构简单、制造方便的可变形的预应力锚墩，以适应锚索张拉变化，避免因围岩或边坡变形增大造成钢绞线断裂造成的锚索失效。本发明的技术方案是：一种可变形的预应力锚墩，由公垫板和母垫板组成，其中公垫板包括承压板，承压板中心位置开有供锚索穿过的通孔Ⅰ，该承压板一侧、通孔Ⅰ周围均匀固定若干插齿，插齿与承压板垂直；母垫板包括支撑板，支撑板中心位置开有供锚索穿过的通孔Ⅱ，该支撑板一侧、通孔Ⅱ周围对应公垫板上插齿位置固定若干夹片组，夹片组具有两块相互平行布置的夹片，夹片垂直于支撑板布置；插齿插装于对应夹片组的两夹片之间，与夹片组紧配合连接。
【专利说明】可变形的预应力锚墩
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可变形的预应力锚墩。适用于地下洞室或边坡、基坑等支护工程中，用以代替传统预应力锚墩。
【背景技术】
[0002]在地下洞室或边坡、基坑等的支护工程中，预应力锚索支护作为保证地下洞室或边坡、基坑稳定的重要手段，在地下工程中得到了广泛的应用。预应力锚索的主要作用是通过悬吊、预压围岩来加固地下洞室或边坡、基坑等，使工程达到自身稳定。
[0003]传统的预应力锚墩为固定结构，但由于施工开挖导致地应力调整等原因，洞室或边坡面会往临空面发生变形，从而造成锚索钢绞线伸长，锚索应力增加，极端情况下甚至会超过锚索钢绞线的极限抗拉强度，造成钢绞线断裂，使锚索失效，后果非常严重。
[0004]目前的锚索设计及施工中普遍采用了预留张拉强度的措施，这在一定程度上考虑了锚索的适应变形的能力，但在以后的分层开挖、围岩逐步卸荷变形的过程中，锚索应力也随之逐步加大。初始张拉吨位太高，后期随着应力逐步加大，锚索应力将超载或甚至达到破坏。初始张拉吨位太低，则不能有效发挥材料的性能，需增加大量的锚索，不仅增加投资，也增加施工工期，因此，初始张拉强度的取值需要进行专题研宄确定。另外，由于开挖初期减小了支护强度，不能在开挖初期很好的发挥锚索的支护作用。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:针对上述存在的问题，提供一种结构简单、制造方便的可变形的预应力锚墩，以适应锚索张拉变化，避免因围岩或边坡变形增大造成钢绞线断裂造成的锚索失效。
[0006]本发明所采用的技术方案是:一种可变形的预应力锚墩，其特征在于:由公垫板和母垫板组成，
[0007]其中公垫板包括承压板，承压板中心位置开有供锚索穿过的通孔I，该承压板一侦I通孔I周围均匀固定若干插齿，插齿与承压板垂直；
[0008]所述母垫板包括支撑板，支撑板中心位置开有供锚索穿过的通孔II，该支撑板一侦I通孔II周围对应公垫板上插齿位置固定若干夹片组，夹片组具有两块相互平行布置的夹片，夹片垂直于支撑板布置；
[0009]所述插齿插装于对应夹片组的两夹片之间，与夹片组紧配合连接。
[0010]所述夹片组的两夹片上部开有螺栓孔，所述插齿上开有槽孔，该槽孔长度方向垂直承压板布置；所述夹片组与插齿经依次穿过螺栓孔、槽孔和另一螺栓孔的螺栓配合螺母夹紧固定。
[0011]各插齿与夹片组之间的摩擦力之和为1.0?1.2倍的锚索设计张拉强度。
[0012]所述公垫板上插齿具有4?8个，呈360°环形均匀布置于通孔I周围；所述母垫板上夹片组个数与公垫板插齿数相同，也呈360 °环形均匀布置于通孔II周围。
[0013]所述支撑板上均匀开有4个锚杆孔。
[0014]所述插齿高度一般为20?25cm，夹片高度与插齿高度相同。
[0015]本发明的有益效果是:本发明结构简单、制作方便、受力均匀、安全可靠，当锚索张拉力超过公垫板与母垫板之间的摩擦力时，公垫板开始向母垫板方向滑移，使锚索伸长率减小，从而使锚索应力始终控制在允许范围以内，不会因围岩或边坡变形增大造成钢绞线断裂，避免锚索失效。本发明中为使公垫板与母垫板之间的摩擦力满足要求，采用螺栓将夹片组与插齿夹紧固定，并在插齿上开有可供螺栓移动的槽孔。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为实施例中公垫板的立体图。
[0017]图2为实施例中母垫板的立体图。
[0018]图3为实施例中锚墩结构安装剖面图。
【具体实施方式】
[0019]本实施例为一种可变形的预应力锚墩，由可沿锚索轴向相对滑动的公垫板和母垫板(钢制)组成。
[0020]如图1所示，本实施例中公垫板包括承压板1，承压板I中心位置开有供锚索穿过的通孔I 101，在承压板的一侧、通孔I周围沿环向均匀固定4个插齿2，呈十字形布置，插齿与承压板I垂直，插齿高度一般为20?25cm。在插齿2上开有槽孔201，该槽孔长度方向垂直承压板I布置。
[0021]如图2所示，母垫板包括支撑板3，支撑板3上均匀开有4个锚杆孔6，支撑板3中心位置开有供锚索穿过的通孔II 301，该支撑板的一侧、通孔II周围固定4个夹片组，呈十字形布置，夹片组与公垫板上插齿2位置一一对应。本例中夹片组具有两块相互平行布置的夹片4，夹片4垂直于支撑板3布置，夹片组的两夹片中间留缝，缝宽与公垫板的插齿2厚度相同，夹片高度与插齿高度相同。在夹片组的两夹片4上部(远离支撑板3端)均开有螺栓孔401。
[0022]本实施例中将公垫板的插齿2插装于母垫板上对应夹片组的两夹片4之间，插齿2与夹片组经依次穿过螺栓孔401、槽孔201和另一螺栓孔401的螺栓5配合螺母夹紧固定，插齿2与夹片组紧配合连接。确保4个插齿2与4个夹片组之间的摩擦力之和(公垫板和母垫板之间的总摩擦力)为1.0?1.2倍的锚索设计张拉强度。
[0023]本实施例的具体使用方法如下:本实施例预应力锚墩基本不改变传统预应力锚索的施工工艺，只是变更锚墩结构。如图3所示，本锚墩结构的施工工艺包括以下步骤:
[0024](I)按传统施工方式完成锚索钻孔、孔口找平混凝土等工序的施工，及锚固段的注楽待强；
[0025](2)利用螺栓锚杆7通过支撑板3上的锚杆孔6将母垫板固定在锚索孔8 口找平混凝土上，要求支撑板3与锚索孔口找平混凝土紧密贴合，同时母垫板的通孔II 301与锚索钻孔中心对正；
[0026](3)将公垫板的插齿2插入母垫板的夹片组中(要求插入深度相同)，并用螺栓5穿过母垫板螺栓孔401与公垫板插齿槽孔201，然后按对称操作方式(采用扭力扳手)逐个旋紧螺栓5，螺栓5的松紧程度通过专业计算确定，保证公垫板与母垫板间的总摩擦力达到1.0?1.2倍的锚索设计张拉强度；
[0027](4)按传统施工方式在公垫板承压板I上进行锚索9张拉及锚索固定、注浆等施工工序。
[0028]其中，步骤(3)可在工厂车间或施工现场预先组合安装完成，施工时只需要将组合好的预应力锚墩固定在孔口找平混凝土上，然后同常规预应力锚索锚头结构一样进行锚索施工。
[0029]为保证预应力锚墩结构在运行期的工作稳定性，防止自然环境的侵蚀，可在锚头结构安装完成后外围采用钢罩封闭防护；并待洞室或边坡变形趋于稳定后，对预应力锚墩结构空隙内进行灌注混凝土或灌浆等手段进行永久防护。
[0030]本实施例的工作原理如下:
[0031]1、当锚索的锚具作用在公垫板承压板I上的压力小于或等于公垫板与母垫板之间的总摩擦力时，公垫板与母垫板的相对位置将保持不变。
[0032]2、当锚索作用在公垫板承压板I上的压力大于公垫板与母垫板之间的总摩擦力时，公垫板将会沿锚索轴向产生滑移，此时锚索轴力会因为伸长率的减小而减小，直到锚索作用在公垫板上的压力等于公垫板与母垫板之间的总摩擦力时，公垫板停止滑移，再次达到平衡状态。
[0033]公垫板插齿2的矩形槽孔201的长度范围即为有效的锚索伸长长度，即可以通过定制槽孔长度以适应不同的变形需求。
[0034]本发明中锚墩结构公、母垫板的插齿对数量不限，公垫板插齿与母垫板夹片个数及螺栓预紧力，需根据锚索吨位确定，在满足安装条件的前提下可以自由定制。
【权利要求】
1.一种可变形的预应力锚墩，其特征在于:由公垫板和母垫板组成， 其中公垫板包括承压板(1),承压板(1)中心位置开有供锚索穿过的通孔I (101),该承压板一侧、通孔I周围均匀固定若干插齿(2)，插齿与承压板(1)垂直； 所述母垫板包括支撑板(3),支撑板(3)中心位置开有供锚索穿过的通孔II (301),该支撑板一侧、通孔II周围对应公垫板上插齿(2)位置固定若干夹片组，夹片组具有两块相互平行布置的夹片(4),夹片(4)垂直于支撑板(3)布置； 所述插齿(2)插装于对应夹片组的两夹片(4)之间，与夹片组紧配合连接。
2.根据权利要求1所述的可变形的预应力锚墩，其特征在于:所述夹片组的两夹片(4)上部开有螺栓孔(401),所述插齿(2)上开有槽孔(201),该槽孔长度方向垂直承压板布置；所述夹片组与插齿(2)经依次穿过螺栓孔(401^槽孔(201)和另一螺栓孔(401)的螺栓(5)配合螺母夹紧固定。
3.根据权利要求1或2所述的可变形的预应力锚墩，其特征在于:各插齿(2)与夹片组之间的摩擦力之和为1.0?1.2倍的锚索设计张拉强度。
4.根据权利要求1或2所述的可变形的预应力锚墩，其特征在于:所述公垫板上插齿(2)具有4?8个，呈360。环形均匀布置于通孔I (101)周围；所述母垫板上夹片组个数与公垫板插齿数相同，也呈360。环形均匀布置于通孔II (301)周围。
5.根据权利要求1或2所述的可变形的预应力锚墩，其特征在于:所述支撑板(3)上均勾开有4个销杆孔(6)。
6.根据权利要求1或2所述的可变形的预应力锚墩，其特征在于:所述插齿(2)高度为20?25(3%夹片(4)高度与插齿高度相同。
【文档编号】E02D17/20GK104499493SQ201510002750
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2015年1月5日 优先权日:2015年1月5日
【发明者】张春生, 应和平, 熊平华 申请人:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司