一种可装配式预应力锚索结构的制作方法

本发明涉及预应力锚索技术领域，特别是涉及一种可装配式预应力锚索结构。

背景技术：

在我国，预应力锚索是一种应用广泛的边坡加固方法。工程实践表明，使用锚杆或锚索进行边坡支护具有施工方便、安全、经济、扰动小、效果好等特点，并具有良好的抗震性能。

目前，预应力锚索最广泛的应用形式是带有内锚头、自由段的压力型预应力锚索。这种预应力锚索的破坏模式，主要有三种：锚索钢绞线和浆体材料一同被拉出；锚索孔周围围岩破坏；钢绞线本身被拉断。锚索加固边坡过程中，其发生破坏的直接原因就是边坡发生变形，导致锚索本身的受力增加，从而发生破坏。锚索本身受力增加，有可能导致锚索钢绞线断裂，也有可能导致钢绞线和注浆体被拔出来，也可能导致周围围岩破坏。因此，研究一种新型的锚索结构，保证其在边坡小变形的情况下锚索的受力不增加是有重要意义的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可装配式预应力锚索结构，以解决上述现有技术存在的问题，能够在一定程度上降低由于边坡变形导致的锚索钢绞线超过其抗拉极限发生断裂的风险；在边坡发生小变形的过程中，锚索内部结构也能够产生一定的变形来适应，从而保证锚索在一定范围内其受力不增加。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种可装配式预应力锚索结构，包括锚头主体、内衬件和锚具，钢绞线通过弹性夹片安装于所述锚具中，所述锚具的外周配合安装于所述内衬件的内腔中，所述锚头主体中开设有与所述内衬件相匹配的空腔，所述内衬件配合设置于所述空腔内，且所述空腔内位于所述内衬件的底部设置有压力传感器；钢绞线的一端依次穿过所述锚具、内衬件和锚头主体后伸出锚头主体外侧。特别之处，如下方案只是针对单根钢绞线的预应力锚索结构。对于本发明应用在多束预应力锚索结构上的情况，只需要把下述单孔的锚头主体(图2)改为多孔的结构形式并应用本发明即可。

优选地，所述弹性夹片为楔形块，其下端为嵌于所述锚具的通孔中的小头端，上端为抵压在锚具顶部内壁的大头端。

优选地，所述锚具的外壁面上均布有外螺纹，所述内衬件的内壁面上开设有与锚具外壁面配合的内螺纹；所述锚具和内衬件采用螺纹配合。

优选地，所述内衬件内壁面的通长方向均设置有内螺纹，且初始安装时，所述锚具与内衬件的内壁上部螺纹相配合。

优选地，所述锚具的外壁面上沿螺旋线方向均布有若干金属齿，所述内衬件的内壁面上沿螺旋线方向开设有齿槽，金属齿配合插入在齿槽内。

优选地，所述内衬件内壁面的通长方向均设置有齿槽，且初始安装时，所述锚具与内衬件的内壁上部齿槽相配合。

优选地，所述锚具和内衬件均为金属材质，且锚具和内衬件所采用的金属材质可相同或不同。

优选地，所述锚头主体的空腔底部开设有通孔，钢绞线的一端依次经过所述锚具和内衬件后从该通孔伸出所述锚头主体外。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明中的可装配式预应力锚索结构，当锚索安装到实际工程中后，由于被加固结构发生变形，导致锚索钢绞线受力增加，力通过钢绞线传递到锚具上，当锚具和内衬件之间的受力超过金属齿的极限承载力后，锚具就开始产生位移，从而使锚索产生变形，防止由于钢绞线受力过大产生的破坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为可装配式预应力锚索结构的整体示意图；

图2为锚头主体的结构图；

图3为内衬件的结构图；

图4为内衬件内部结构图；

图5为锚具的结构图；

图6可变内锚头工作变化示意图；

其中，1锚头主体；2内衬件；3锚具；4钢绞线；5压力传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种可装配式预应力锚索结构，以解决上述现有技术存在的问题，能够在一定程度上降低由于边坡变形导致的锚索钢绞线超过其抗拉极限发生断裂的风险；在边坡发生小变形的过程中，锚索内部结构也能够产生一定的变形来适应，从而保证锚索在一定范围内其受力不增加。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-6所示，本实施例提供一种可装配式预应力锚索结构，包括锚头主体1、内衬件2和锚具3，钢绞线4通过弹性夹片安装于锚具3中，锚具3的外周配合安装于内衬件2的内腔中，锚头主体1中开设有与内衬件2相匹配的空腔，内衬件2配合设置于空腔内，锚头主体1的空腔内位于内衬件2的底部设置有压力传感器5；锚头主体1的空腔底部开设有通孔，钢绞线4的一端依次经过锚具3和内衬件2后从该通孔伸出锚头主体1外。锚头主体1与内衬件2之间、内衬件2与锚具3之间均为过盈配合安装。

在内衬件2下方设置压力传感器5，能够进行杆体受力监测，当有力产生且逐渐增大时，表明此时内锚头的变形范围超出其可变范围，锚索内锚头应力进入逐渐增长阶段，并且增长的程度可由此传感器实时监测。压力传感器5能够实时监测内锚头受力，结合锚索附近安装的多点位移计，可以综合判断岩体变形以及锚索内锚头变形情况，当压力传感器上受到的压力大于所设定的变形恒定阻力时，说明内锚头产生的变形已经超过了设定的变形范围。

为了保证钢绞线4安装到锚具3中，使用弹性夹片将钢绞线4安装到锚具3的通孔中，弹性夹片为楔形块，其下端为嵌于锚具3的通孔中的小头端，上端为抵压在锚具3顶部内壁的大头端。

于本实施例中，为了实现锚具3与内衬件2的装配，在锚具3的外壁面上均布设有外螺纹或者沿螺旋线方向均布有若干金属齿，内衬件2的内壁面上开设有与锚具3外壁面配合的内螺纹或者齿槽；通过螺纹或者齿槽将锚具3配合安装到内衬件2中。如图6所示，锚具3旋接到内衬件2中，装配好的初始位置为锚具3的顶部刚好嵌入内衬件2中，内锚头安装完毕后，就可以按照传统的锚索进行施工。当边坡发生变形，锚索受力增加超过设计需要时，锚具3就会在钢绞线4拉力的作用下产生向下的位移，从上一级的螺纹或齿槽中向下卡接到下一级的螺纹或齿槽中，从而防止锚索受力增加过快，防止锚索破坏。

于本实施例中，在上述锚具3和内衬件2设置了金属齿和齿槽配合的前提下，在锚索施加的预应力没有变化时锚具3不会发生位移，保证后期锚索受力大大超过极限后的调节能力。

进一步地，锚具3和内衬件2可以采用不同的金属材料，还可以根据预应力锚索的具体安装要求调解金属齿的大小，这样就能够适应不同受力的需要。

本发明中的可装配式预应力锚索结构，当锚索安装到实际工程中后，由于被加固结构发生变形，导致锚索钢绞线4受力增加，力通过钢绞线4传递到锚具3上，当锚具3和内衬件2之间的受力超过金属齿的极限承载力后，锚具3就开始产生位移，从而使锚索产生变形，防止由于钢绞线4受力过大产生的破坏。能够在一定程度上降低由于边坡变形导致的锚索钢绞线4超过其抗拉极限发生断裂的风险；在边坡发生小变形的过程中，锚索内部结构也能够产生一定的变形来适应，从而保证锚索在一定范围内其受力不增加。

另外，本发明不仅能够应用在由单根钢绞线形成的锚索结构上，也能应用在多根钢绞线形成的锚索结构上。目前，对于传统的多根钢绞线组成的预应力锚索结构来说，加固的边坡发生变形时，预应力锚索结构中的不同钢绞线的受力是不均匀的，个别钢绞线可能会提前发生断裂的风险，造成锚索结构不能发挥出设计的加固效果。极端情况下，由于单根钢绞线提前发生断裂，造成锚索结构的抗力达不到设计要求，其中的钢绞线依次断裂，锚索结构失效。通过本发明的应用，允许多束(4束、8束、12束等)预应力锚索结构不同钢绞线发生一定程度的变形，保证个别钢绞线不会在边坡小变形过程中提前断裂，保证了锚索结构能达到设计的加固效果，增强锚索结构的使用寿命，降低了其失效的风险。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。