一种预应力涨壳锚杆的制作方法

1.本实用新型涉及岩土工程锚固支护技术领域，特别是涉及一种预应力涨壳锚杆。


背景技术：

2.在地下工程、矿上巷道、铁路隧道、边坡防护和军工工程的施工过程中，为了防止地层变形、坍塌、失稳，需要对地层进行加固，所采用的主要措施是在地层中埋设含涨壳头的锚杆。但是现有的锚杆结构复杂，成本较高，施工效率较低。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种预应力涨壳锚杆，所述预应力涨壳锚杆具有结构简单等特点，具有较好的适用性。
4.为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
5.一种预应力涨壳锚杆，包括：多个涨壳片，各所述涨壳片依次排布且环绕设置；顶块，所述顶块抵接设置于所述涨壳片的下侧，且所述顶块下侧面设有凹槽；螺杆，包括连接设置的第一杆部和第二杆部，所述第一杆部上设有外螺纹，所述第一杆部穿过所述凹槽，并延伸至所述涨壳片之间；
6.其中，转动所述螺杆，所述第二杆部上移并顶破所述凹槽。
7.优选地，所述凹槽内设有供所述第一杆部穿过的第二通孔；且所述第二杆部的直径大于所述第二通孔的直径。
8.优选地，所述涨壳锚杆还包括挤压块，所述挤压块位于所述顶块下侧，且上端插设于所述凹槽内，所述挤压块与所述第二杆一体成型或分体成型；所述挤压块上设有供所述第一杆部穿过的第一通孔，且所述第二杆部的直径大于所述第一通孔的直径。
9.优选地，所述第一通孔内设有内螺纹，所述挤压块螺纹连接于所述第一杆部上。
10.优选地，所述涨壳锚杆还包括涨壳内楔，所述涨壳内楔上设有连接孔，所述连接孔内设有内螺纹，所述涨壳内楔螺纹连接于所述第一杆部上，且所述涨壳内楔的下端位于各所述涨壳片之间。
11.优选地，所述涨壳片的内侧面包括内环面和内锥面，所述内锥面位于所述内环面上侧，所述涨壳内楔的外侧面为外锥面，所述内锥面与所述外锥面抵接设置。
12.优选地，各所述涨壳片的外侧面上均设有弧形的安装槽，各所述安装槽依次首尾连接；所述涨壳锚杆还包括紧固件，所述紧固件为抱箍，所述抱箍上设有缺口，所述抱箍设置于各所述安装槽内。
13.优选地，所述螺杆还包括与所述第二杆部连接设置的第三杆，所述第三杆上设有外螺纹；所述第二杆部的直径大于所述第三杆的直径。
14.优选地，所述涨壳锚杆还包括垫板和驱动螺母，所述垫板套设于所述第三杆上，并与所述第二杆部抵接；所述驱动螺母螺纹连接于所述第三杆上，并与所述垫板抵接。
15.优选地，各所述涨壳片外侧面均设有连续间隔设置的锯齿。
16.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
17.上述技术方案中所提供的一种预应力涨壳锚杆，通过将涨壳片依次排布且环绕设置，顶块设置于涨壳片下侧，且其上侧面与涨壳片的下端抵接，且顶块的下侧面设有凹槽，挤压块的上端插设于凹槽中。螺杆包括连接设置的第一杆部和第二杆部，第一杆部上设有螺纹，并依次穿过挤压块、顶块和涨壳片。转动螺杆，第二杆部带动挤压块上移并顶破凹槽，伸入各涨壳片之间，即可拉伸锚杆，并对锚杆施加预应力。所述预应力涨壳锚杆结构简单，施工效率较高。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例提供的涨壳锚杆的装配图。
19.图2为本实用新型实施例提供的涨壳锚杆的爆炸图。
20.图3为本实用新型实施例提供的螺杆的示意图。
21.图4为本实用新型实施例提供的涨壳内楔的示意图。
22.图5为本实用新型实施例提供的涨壳片的示意图。
23.图6为本实用新型实施例提供的顶块的示意图。
24.图7为本实用新型实施例提供的挤压块的示意图。
25.图8为本实用新型实施例提供的涨壳锚杆的施工状态图。
26.1、涨壳片；11、内环面；12、内锥面；13、安装槽；2、顶块；21、凹槽；22、第二通孔；3、挤压块；31、第一通孔；4、螺杆；41、第一杆部；42、第二杆部；43、第三杆；5、涨壳内楔；51、外锥面；6、紧固件；7、垫板；8、驱动螺母。
具体实施方式
27.以下将结合附图，对本实用新型进行更为详细的描述，需要说明的是，下参照附图对本实用新型进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。
28.请参阅图1-2，本实用新型实施例中提供了一种预应力涨壳锚杆，包括：多个涨壳片1、顶块2和螺杆4。各所述涨壳片1依次排布且环绕设置；所述顶块2抵接设置于所述涨壳片1的下侧，且所述顶块2下侧面设有凹槽21；螺杆4包括连接设置的第一杆部41和第二杆部42，所述第一杆部41上设有外螺纹，所述第一杆部41穿过所述凹槽，并延伸至所述涨壳片1之间；
29.其中，转动所述螺杆4，所述第二杆部42上移并顶破所述凹槽21。
30.请参阅图3-7，所述螺杆4包括连接设置的第一杆部41、第二杆部42和第三杆43。所述第二杆部42的两端分别于所述第一杆部41和所述第三杆43固定连接，优选为一体成型。即所述第二杆部42位于所述第一杆部41和所述第三杆43之间。其中，所述第一杆部41和所述第三杆43上均设有外螺纹，所述第二杆部42的直径大于所述第一杆部41和所述第三杆43的直径。
31.在优选地实施例中，可以不设置所述挤压块3。所述顶块2下侧面设有凹槽21，所述凹槽21的底面上可以设有第二通孔22，且所述第二通孔22的直径大于所述第一杆部41的直径，并小于所述第二杆部42的直径。所述第一杆部41穿过所述第二通孔22，所述第二杆部42
直接位于所述凹槽21下侧，随着转动所述螺杆4，所述第二杆部42与所述凹槽21的底面抵接，并顶破所述凹槽21，以使所述第二杆部42延伸至各所述涨壳片1之间，即可拉伸所述螺杆4，实现对锚杆的预应力施加。
32.在优选地实施例中，也可以设置所述挤压块3。所述挤压块3上设有第一通孔31，所述第一通孔31沿所述螺杆4的长度方向延伸设置。且所述第一通孔31的直径大于所述第一杆部41的直径，小于所述第二杆部42的直径。也就是说，当所述第一杆部41穿过所述第一通孔31时，所述第二杆部42的上端即与所述挤压块3的下侧面抵接，使得所述第二杆部42能带动所述挤压块3上移。
33.当然，在别的实施例中，所述第一杆部41和所述第二杆部42之间也可设有台阶或凸出部，所述台阶或所述凸出部与所述挤压块3的下侧面抵接。
34.更为优选地，所述挤压块3可以与所述螺杆4一体成型或者分体成型。更为具体的，所述第一通孔31内没有设有内螺纹，即所述挤压块3套设于所述第一杆部41上。
35.在别的实施例中，所述第一通孔31也可设有内螺纹，即所述挤压块3螺纹连接于所述第一杆部41上。此时，当所述第一杆部41的最下端也通过转动进入所述第一通孔31内后，由于所述第二杆部42上没有外螺纹，因此继续转动所述螺杆4，所述挤压块3无法沿着所述第二杆部42向下移动，也就是说，所述第二杆部42能带动所述挤压块3上移。
36.在优选地实施例中，所述顶块2上设有第二通孔22，所述第二通孔22的直径大于所述第一杆部41的直径。也就是说，所述第一杆部41能依次穿过所述第一通孔31和第二通孔22，伸入各所述涨壳片1之间。其中，所述第二通孔22可设置于所述凹槽21的底面上。
37.由于所述凹槽21的存在，所述凹槽21的底面与所述顶块2的上侧面之间的厚度较小，即所述凹槽21的底面的结构强度较小。转动所述螺杆4，所述给所述挤压块3，所述挤压块3将力传递至所述顶块2上，更为具体的，是传递至所述凹槽21的底面上。当挤压力超过所述凹槽21底面的强度极限后，所述凹槽21的底面破裂，所述挤压块3的上端插设于各所述涨壳片1之间，从而拉伸所述螺杆4，实现对涨壳锚杆的预应力施加。
38.在优选地实施例中，所述顶块2、所述挤压块3和所述凹槽21均优选为圆柱状，所述凹槽21的形状与所述挤压块3的形状相适配。
39.在优选地实施例中，所述涨壳锚杆还涨壳内楔5，所述涨壳内楔5上设有连接孔，所述连接孔内设有内螺纹，所述涨壳内楔5螺纹连接于所述第一杆部41的上端，且所述涨壳内楔5的下端插设于各所述涨壳片1之间。
40.在优选地实施例中，所述涨壳片1的内侧面设有连接设置的内环面11和内锥面12，所述内环面11位于所述内锥面12下侧。更为优选地，位于上侧的所述内锥面12的直径大于位于下侧的所述内锥面12的直径。相应的，所述涨壳内楔5的外侧面为外锥面51，且位于上侧的所述外锥面51的直径大于位于下侧的所述外锥面51的直径。所述内锥面12与所述外锥面51抵接设置。且在所述螺杆4作用下，所述外锥面51可沿着所述内锥面12向下滑动，即所述涨壳内楔5进入各所述涨壳片1之间。由于所述内锥面12和所述外锥面51的抵接设置，所述涨壳内楔5可较为轻易的进入各所述涨壳片1之间，且所述涨壳片1的变形也较为轻易，变形也较为均匀。
41.更为优选地，所述涨壳片1的数量具体为两个，各所述涨壳片1之间呈环绕排布，且各所述涨壳片1排布后内部中空，可供所述第一杆部41穿过。当然，在别的实施例中，所述涨
壳片1的数量并不局限于上述情况，也可以为三个、四个等。
42.更为优选地，所述涨壳片1的外侧面上还设有多个锯齿，各所述锯齿间隔排布，所述锯齿可有效增加所述涨壳片1和孔壁之间的摩擦力。
43.在优选地实施例中，所述涨壳锚杆还包括一个紧固件6，所述紧固件6优选为环状的抱箍，且所述抱箍上设有缺口。相应的，各所述涨壳片1的外侧面上均设有弧形的安装槽13，各所述安装槽13首尾相接，形成一个完整的圆环。所述抱箍安装于各所述安装槽13内。且由于所述抱箍上设有缺口，所述涨壳片1在扩胀时承受的阻力就会减小，使用时较为省力。
44.更为优选地，所述紧固件6设置于所述涨壳片1的上端外侧，由于所述涨壳片1的下端与所述顶块2的上侧面抵接，因此就不需要在所述涨壳片1的下端外侧再设置一个所述紧固件6了。由于所述涨壳内楔5位于所述涨壳片1的上侧，在所述涨壳内楔5下移时，即可使得所述涨壳片1均匀变形。
45.在优选地实施例中，所述涨壳锚杆还包括垫板7和驱动螺母8，所述垫板7上设有通孔，所述通孔的直径大于所述第三杆43的直径，并小于所述第二杆部42的直径。也就是说，所述垫板7能套设于所述第三杆43上，并与所述第二杆部42抵接。所述驱动螺母8螺纹连接于所述第三杆43上，并与所述垫板7抵接设置。所述垫板7和锚孔口的岩壁抵接，通过转动所述驱动螺母8，可带动所述螺杆4转动。
46.请参阅图8，所述涨壳锚杆的锚固结构在工作中可分为三种状态。第一状态为初始状态，即为图8中的第一状态图，此时所述涨壳片1还没有发生扩胀。第二状态为中间状态，开始转动所述驱动螺母8，继而带动所述螺杆4转动，由于所述涨壳内楔5与所述第一杆部41螺纹连接，所述涨壳内楔5就可以向下侧移动，并挤压各所述涨壳片1扩胀。持续转动所述驱动螺母8，直至所述涨壳内楔5全部进入各所述涨壳片1之间，并且不能再往下移动，此时所述第二杆部42的上端刚好与所述挤压块3的下侧面抵接，即为图8中的第二状态图。第三状态为完成状态，即为图8中的第三状态图。此时继续转动所述驱动螺母8，所述第二杆部42就会带动所述挤压块3上移，所述挤压块3持续对所述凹槽21进行挤压，直至超出所述凹槽21底面的结构强度后，所述挤压块3上端顶破所述凹槽21并伸入各所述涨壳片1之间，即可拉伸所述螺杆4，实现对涨壳锚杆的预应力施加。
47.上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。