锚杆让压托盘装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种锚杆让压托盘装置，包括上承托板、让压板和下承托板，上承托板的下端面上设有上限位通槽，下承托板的上端面上设有下限位通槽，让压板活动安装在上限位通槽和下限位通槽内，让压板呈波纹状，上承托板、让压板和下承托板的中心均设有孔径尺寸一致的圆形通孔。本实用新型锚杆让压托盘装置，波纹状让压板的结构设计克服了传统锚杆托盘变形与让压能力不足的缺陷；上承托板能够有效的将围岩的变形压力均匀地传递给让压板的几个圆弧段，利于让压板保持整体均匀、协调让压；下承托板能够防止让压板在变形让压过程中与围岩壁面接触、影响其让压效果。本实用新型适用于软岩大变形、岩爆、冲击地压等深部岩体工程灾害的锚杆支护。
【专利说明】
锚杆让压托盘装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种锚杆托盘装置，具体来说涉及一种锚杆让压托盘装置。
【背景技术】
[0002]托盘是锚杆支护体系中的一个重要元件，围岩变形压力正是通过托盘传递给锚杆杆体的，托盘在围岩应力作用下的力学行为对锚杆支护体系的整体支护效果有着很大影响。目前，工程中常用的锚杆托盘，按其结构形式主要包括平板形托盘和蝶形托盘两大类。然而，工程实践表明，这两类托盘脆性强、变形和让压能力差，在深部岩体工程灾害(软岩大变形、岩爆、冲击地压等)作用下，往往先于锚杆杆体而破坏，是锚杆支护的薄弱环节。改变托盘的结构设计，使之具备一定的让压特性，不仅可以满足其本身适应深部岩体工程灾害(软岩大变形、岩爆、冲击地压等)的支护要求，而且在不改变传统锚杆杆体结构形式的前提下，实现锚杆支护体系的让压功能。
【发明内容】
[0003]针对上述存在问题，本实用新型的目的在于提供一种锚杆让压托盘装置。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:锚杆让压托盘装置，包括上承托板、让压板和下承托板，上承托板的下端面上设有上限位通槽，下承托板的上端面上设有下限位通槽，让压板活动安装在上限位通槽和下限位通槽内，让压板呈波纹状，上承托板、让压板和下承托板的中心均设有孔径尺寸一致的圆形通孔。
[0005]所述让压板的厚度H为4?12mm，圆弧段的弧度Θ为120°?150°，圆弧段的半径R为6?18mm，上、下圆弧圆心的垂直距离L为6?18mm，圆弧段的个数为3?7个。
[0006]所述让压板为韧性好、屈服强度高的钢材。
[0007]所述圆形通孔用于销杆的插入，圆形通孔直径比销杆直径大2 mm?5_。
[0008]本实用新型的让压板采用波纹状的结构设计改变了传统锚杆托盘的结构形式，有效克服了传统锚杆托盘变形与让压能力不足的缺陷;上承托板能够有效的将围岩的变形压力均匀地传递给让压板的几个圆弧段，利于让压板保持整体均匀、协调让压;下承托板能够防止让压板在变形让压过程中与围岩壁面接触、影响其让压效果；上承托板与下承托板两个限位通槽的设计，能够保证让压板在整个变形让压过程中，始终沿着限位通槽内的方向变形伸长，防止让压板产生其他方向的滑动与变形，进而利于让压板的稳定让压;本实用新型在进行软岩大变形支护时，能够有效克服锚杆延伸率不足、适应大变形能力差的缺陷；而在岩爆、冲击地压等动荷载作用下，本实用新型的锚杆让压托盘装置可形成一定的缓冲变形，增大动荷载与锚杆的作用时间，降低锚杆所承受的最大冲击力，避免锚杆发生脆性断
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[0009]本实用新型锚杆托盘装置结构设计合理，宜于加工制作和推广使用，适用于软岩大变形、岩爆、冲击地压等深部岩体工程灾害的锚杆支护。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的结构示意图。
[0011]图2是下承托板的俯视图。
[0012]图3是本实用新型的使用状态示意图。
[0013]图4是本实用新型实施例2的荷载-位移关系曲线图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
[0015]实施例1
[0016]如图1、图2和图3所示的锚杆让压托盘装置，包括上承托板1、让压板2和下承托板3，上承托板I的下端面上设有上限位通槽4，下承托板3的上端面上设有下限位通槽5，上限位通槽4、下限位通槽5的深度尺寸一致，且比让压板2的厚度H大2mm左右，上限位通槽4、下限位通槽5的宽度尺寸一致，且比让压板的宽度大2mm左右;让压板2活动安装在上限位通槽4和下限位通槽5内，让压板2呈波纹状，上承托板1、让压板2和下承托板3的中心均设有孔径尺寸一致的圆形通孔，用于销杆6的插入，圆形通孔直径比销杆6直径大2 mm?5mm。
[0017]所述让压板2的厚度H为4?12mm，圆弧段的弧度Θ为120°?150°，圆弧段的半径R为6?18mm，上、下圆弧圆心的垂直距离L为6?18mm，圆弧段的个数为3?7个。
[0018]使用时，将锚杆6安装在锚杆钻孔内，清理围岩壁面，使之尽可能平整，依次将下承托板3、让压板2和上承托板I安装在锚杆6上，并使下承托板3与围岩壁面紧密贴合，并使让压板2稳定在上限位通槽4和下限位通槽5之间，拧上紧固螺母，并施加适当的预紧力，使得让压板2产生一定压缩变形。
[0019]在围压变形压力作用下，锚杆让压托盘装置的让压特性主要取决于让压板2的制作材料和尺寸设计两大方面。为发挥让压板2的变形让压功能，让压板2的加工制作材料应选取韧性好、屈服强度高的钢材;在让压板2的厚度H、圆弧段半径R、上圆弧圆心和下圆弧圆心的垂直距离L一定的情况下，圆弧段的个数越多，让压板2的让压点和极限承载力越大；由几何知识可知，当让压板2的圆弧段压平后，其最大让压位移为:L+2R，因而可根据不同的工程实际要求，设计不同的R、L、H，以满足让压位移、让压点、极限承载力的要求。
[0020]让压板2在变形让压过程中，在下限位通槽5内逐步伸长，由于围岩壁面粗糙不平，为了避免让压板2在变形让压过程中与围岩壁面接触而影响其让压效果，下承托板3的长度存在最小值，其最小值即为让压板2的总长度。由几何知识可知，下承托板3最小长度计算公式为:
[0021](n+l)[(R+H/2)0/18O+L/sin(0/2)+(2R+H)cot(0/2)]
[0022]为了保证让压板2的几个圆弧段同时稳定让压，上承托板I的长度也存在最小值，上承托板I最小长度计算公式为:
[0023](n-l)[(R+H/2)0/18O+L/sin(0/2)+(2R+H)cot(0/2)]
[0024]其中η为圆弧段个数(图1所示的让压板圆弧段个数η为3)，θ单位为°，R、H、L单位为mm。
[0025]实施例2[OO26]让压板2圆弧段的厚度H为8mm，圆弧段的弧度Θ为120°，半径R为12mm，上、下圆弧圆心的垂直距离L为12mm，圆弧段个数η为3，让压板2制作材料为Q345钢板，上承托板I的长度为90mm，下承托板3的长度为180mm。在材料试验机上进行锚杆让压托盘装置的压缩试验，其荷载-位移关系曲线如图4所示。由图4可知，随着压缩荷载值的增大，位移开始时近似呈线性增大，而当荷载值达到60KN时，荷载-位移曲线开始弯曲，表明让压板2开始让压；当荷载值达到87KN、位移值为1mm时，荷载-位移曲线略微下降；当荷载值下降至83KN、位移值增至15mm时，荷载-位移曲线近似呈水平，此时，荷载值不再降低，而位移稳定增长，表明锚杆让压托盘装置开始稳定让压，其稳定让压荷载值为83KN。
【主权项】
1.一种锚杆让压托盘装置，其特征在于:包括上承托板(I)、让压板(2)和下承托板(3)，上承托板(I)的下端面上设有上限位通槽(4)，下承托板(3)的上端面上设有下限位通槽(5)，让压板(2)活动安装在上限位通槽(4)和下限位通槽(5)内，让压板(2)呈波纹状，上承托板(1)、让压板(2)和下承托板(3)的中心均设有孔径尺寸一致的圆形通孔。2.根据权利要求1所述的锚杆让压托盘装置，其特征在于:所述让压板(2)的厚度H为4?12 mm，圆弧段的弧度Θ为120°?150°，圆弧段的半径R为6?18 mm，上、下圆弧圆心垂直距离L为6?18 mm，圆弧段的个数为3?7个。3.根据权利要求1所述的锚杆让压托盘装置，其特征在于:所述让压板(2)为韧性好、屈服强度高的钢材。4.根据权利要求1所述的锚杆让压托盘装置，其特征在于:所述圆形通孔用于锚杆(6)的插入，圆形通孔直径比销杆(6)直径大2 mm?5_。
【文档编号】E21D21/00GK205638510SQ201620342999
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】徐荣超, 黄志全, 周辉, 赵阳, 房敬年, 王安明, 王江锋, 于怀昌
【申请人】华北水利水电大学