一种液压式锚杆预应力止损装置的制作方法

本发明涉及一种锚杆预应力止损装置，特别涉及一种液压式锚杆预应力止损装置，是用于基坑支护及岩土边坡加固领域的预应力锚杆张拉锁定装置。

背景技术：

目前在基坑支护中一般多采用ovm系列的自锁锚具,因其张拉锁定工艺造成锚杆的张拉锁定后的预应力均有不同程度的损失,且难以避免。锁定力达不到设计所要求的张拉锁定值，给基坑带来了严重的安全隐患。

锚杆张拉锁定过程为：设备及工具安装后,千斤顶施压，锚杆的外移(弹性变形),工程锚夹片会随着锚杆外移。工程锚夹片移动，限位器（限位装置）处停止移动,锚杆持续外移，工程锚夹片停止移动加压至预定值时，液压千斤顶卸载时，锚杆带着工程锚夹片往回移动,当工程锚夹片移动到与工作锚的内锥孔接触时,夹片的内齿开始嵌入钢绞线内,锚杆停止移动，张拉完毕。

在张拉过程中预应力损失集中在限位装置上，（1）当限位装置的凹面相对于夹片来说浅时,在张拉时限位板顶住了夹片,使夹片不能够充分地放松而将锚索夹住,这样就使一部分力损失在夹片对锚索的夹裹上了，严重时使夹片的内齿造成磨损。（2）当限位装置的凹面相对于夹片来说“正好”或太深时，卸载时均会产生不同程度的损失，锚杆的弹性回缩是产生锚索锁定值损失的主要原因。（3）在多孔锚具施工时夹片难以均匀放置,使锚杆在弹性回缩时各束钢绞线的回缩量大小不一，导致各束钢绞线受力不均匀，给受力较大单束钢绞线造成负担。

发明人检索到以下相关专利文献：cn207974109u公开了一种减少预应力锚杆在张拉锁定时应力损失的组合结构；包括锚杆，锚杆的一部分伸入岩土体中预设的锚索孔中，所述锚杆露出岩土体的部分套设有工具锚和工作锚，所述工作锚靠近岩土体，工作锚与岩土体之间设置有承压板，工具锚的内设有a夹片，工作锚的内设有b夹片，a夹片和b夹片套设在锚杆的外侧；所述工具锚和工作锚之间设置有液压千斤顶，液压千斤顶设有换向阀和两个活塞，分别为外活塞和内活塞。cn205778954u公开了一种锚杆预应力张拉器具，包括气动油泵、油缸和限位卡槽，所述气动油泵的出油口、进油口分别与油缸的进油口、出油口相连接，所述油缸缸体与限位卡槽固定连接，油缸的活塞端伸入至限位卡槽中，且油缸的活塞端设置有张拉螺母。

以上这些技术对于如何使锚杆预应力止损装置做到经济实用，操作简单，能避免锚杆张拉锁定后预应力损失及多束钢绞线受力不均衡的问题，并未给出具体的指导方案。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种液压式锚杆预应力止损装置，该锚杆预应力止损装置经济实用，操作简单，能避免锚杆张拉锁定后预应力损失及多束钢绞线受力不均衡的问题。

为解决上述技术问题，本发明所要采用的技术方案如下：

一种液压式锚杆预应力止损装置，具有手动液压泵（手摇式液压泵），其技术方案在于所述的液压式锚杆预应力止损装置还具有缸筒（缸体）、活塞、活塞杆、压簧（排油用的复位弹簧）、定位套、与钢绞线一一相对应的用于钢绞线从其中心孔穿过的数个套管，缸筒的底座上、活塞以及活塞杆上沿活塞的轴线方向皆具有用于安装所述套管的数个穿入孔，每个所述套管分别同时穿过与其相对应的缸筒的底座上的穿入孔以及活塞和活塞杆上的穿入孔，每个所述套管与缸筒的底座固定连接，活塞以及活塞杆套装在数个套管上并与之间隙配合，活塞以及活塞杆可沿数个套管滑动，活塞杆的外圆周面上套装有压簧，压簧的一端由活塞限位，压簧的另一端由定位套限位，定位套位于缸筒的内壁与活塞杆之间并固定于缸筒的内壁上，缸筒的外侧端具有将工程锚具限位的轴肩缺口即变截面缺口（工程锚具限位处），手动液压泵的输油管的输油口与缸筒的侧面底端的油嘴相连接。设置数个套管的目的是防止（进入缸筒内）的液压油与钢绞线接触，套管的中心孔即为钢绞线穿入孔。工作时，张拉千斤顶张拉至预定值时，停止张拉，启动本止损装置，紧固泄压阀，开始加压，液压油通过输油管进入缸筒顶升活塞，活塞杆上升，活塞杆的顶端作为升降面由低位线（初始位置线）处于高位线，夹片嵌入钢绞线内，停止加压，松开泄压阀，由压簧带动活塞回到初始位置，本止损装置工作完成。

上述技术方案中，优选的方案可以是：所述的套管的数量可以为两个（或者两个以上）。这样钢绞线穿入孔的数量也为两个（或者两个以上）。所述的活塞杆的顶端作为升降面处于低位线即初始位置线时，所述低位线与每个套管的外侧端（右侧端）最好相齐。所述的变截面缺口的深度h最好为10~15mm，活塞杆的顶端作为升降面处于高位线时，所述高位线与变截面缺口的底面之间的距离h最好为5~10mm。

本发明将传统限位装置替换为液压式锚杆预应力止损装置，千斤顶施加至预定值后，启动液压式锚杆预应力止损装置，缓慢加压，直至夹片嵌入钢绞线内，终止加压，张拉锁定工作完成。液压式锚杆预应力止损装置解决了锚杆张拉及锁定后预应力损失（锁定力损失）及多束钢绞线受力不均衡的问题，可用于单孔及多孔锚具张拉及锁定，本发明仅以2孔锚具为例,它适用于各种多孔锚具施工。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明可有效避免在张拉锁定后预应力损失及多束钢绞线受力不均衡的问题。锁定损失是锚杆预应力损失中最大的一类，常规的张拉锁定工艺预应力损失一般在15%～30%，有时甚至40%～80%，常规的张拉锁定工艺一次张拉后锁定力常常不够，二次张拉后也经常难以满足设计要求，使用液压锚杆预应力止损装置后预应力损失可控制在5%以内，使用液压式锚杆预应力止损装置后使的张拉工序一次性完成，施工方便；因液压式锚杆预应力止损装置在推进夹片时所有夹片沿钢绞线垂直方向一起平衡推进，并锁定，不存在各束钢绞线回缩不均，从而避免了钢绞线受力不均衡的问题；限位板的价格约为100～200元，液压锚杆预应力止损装置制作成本约500元左右，可重复利用，节能效果显著。同时，本发明结构简单，工作可靠，与已有相关技术相比，本发明使钢绞线的使用寿命延长了50%以上。

综上所述，本发明经济实用、操作简单，能避免锚杆张拉锁定后预应力损失及多束钢绞线受力不均衡的问题。

附图说明

图1为本发明的（一个实施例）的结构示意图。

图2为本发明中活塞杆的顶端作为升降面由低位线（初始位置线）301处于高位线302时的结构示意图。

图3为图2中b向的局部视图。

图4为发明a在使用时的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，本发明的液压式锚杆预应力止损装置具有手动液压泵（手摇式液压泵）1、缸筒（缸体）2、活塞3、活塞杆3′、压簧（排油用的复位弹簧）4、定位套5、与钢绞线一一相对应的用于钢绞线从其中心孔6穿过的数个套管7。手动液压泵1具有输油管101、泄压阀102、进油孔（注油孔）及排气阀103。缸筒2的底座201上、活塞3以及活塞杆3′上沿活塞的轴线方向皆具有用于安装所述套管的数个穿入孔，每个所述套管7分别同时穿过与其相对应的缸筒的底座上的穿入孔以及活塞和活塞杆上的穿入孔，每个所述套管7与缸筒的底座201固定连接，活塞3以及活塞杆3′套装在数个套管7上并与之间隙配合，活塞3以及活塞杆3′可沿数个套管（左右）滑动。活塞杆3′的外圆周面上套装有压簧4，压簧4的一端由活塞3限位，压簧4的另一端由定位套5限位，定位套5位于缸筒2的内壁与活塞杆3′之间并固定于缸筒2的内壁上，缸筒2的外侧端具有将工程锚具限位的轴肩缺口即变截面缺口203，变截面缺口203也就是工程锚具限位处，手动液压泵的输油管101的输油口与缸筒的侧面底端的油嘴202相连接。设置数个套管7的目的是防止液压油与钢绞线接触（设置套管后本发明工作可靠，钢绞线的使用寿命得以延长），套管的中心孔6即为钢绞线穿入孔。工作时，张拉千斤顶张拉至预定值时，停止张拉，启动本止损装置，紧固泄压阀，开始加压，液压油通过输油管101进入缸筒顶升活塞，活塞杆上升，活塞杆的顶端作为升降面由低位线（初始位置线）301处于高位线302，夹片嵌入钢绞线7′内，停止加压，松开泄压阀102，由压簧带动活塞回到初始位置，本止损装置工作完成。上述的套管7的数量为两个（或者为两个以上）。这样钢绞线穿入孔的数量为两个（或者为两个以上）。所述的活塞杆3′的顶端作为升降面处于低位线301即初始位置线时，所述低位线301与每个套管7的外侧端（右侧端）相齐。所述的变截面缺口203的深度h为10~15mm（选用15mm），活塞杆3′的顶端作为升降面处于高位线302时，所述高位线302与变截面缺口203的底面之间的距离h为5~10mm（选用10mm）。

本发明时，达到张拉条件后，安装工程锚具8及工程锚夹片9、安装本发明的液压锚杆预应力止损装置a，使变截面缺口(工程锚具限位处)203置于工程锚具2上，此时液压锚杆预应力止损装置的活塞杆的顶端作为升降面处于低位线（初始位置线）301，安装张拉千斤顶10，安装张拉工具锚11，调整所有已安装装置保证与锚杆中心线同心，锁定工具锚夹片12，张拉千斤顶10开始张拉，达到预定值时停止张拉，启动液压锚杆预应力止损装置a，加压使所述活塞杆的顶端作为升降面由低位线301处于高位线302，之后，液压锚杆预应力止损装置泄压，所述活塞杆的顶端作为升降面由高位线302自动降至低位线301，（单油路液压装置可设置成泄压后油缸自动缩回），张拉千斤顶10泄压，拆除除工程锚具8及工程锚夹片9之外的装置，所有操作完成。

本发明结构简单，工作可靠，与已有相关技术相比，本发明使钢绞线的使用寿命延长了50%以上。

综上所述，本发明经济实用、操作简单，避免了锚杆张拉锁定后预应力损失及多束钢绞线受力不均衡的问题。