专利名称：新型压力分散型锚固装置的制作方法
技术领域：
本实用新型关于一种新型压力分散型锚固装置，尤其是一种可将压力分散，提高 抗剪强度及锚索承载能力或抗拉拔力的分散型锚固装置。
背景技术：
普通的拉力型锚索在张拉过程中容易产生锚固段剪切应力集中，注浆体受拉伸出 现裂缝，因而降低了内锚头的可靠性及安全性，不适应复杂的地质条件，尤其是腐蚀性环境 更是如此。目前国内外公认压力分散型锚固方法是比较科学、合理的。其主要特点是将整个 锚索荷载均勻地分散在整个锚固段上，使最大剪应力值大大减小，因而达到安全可靠的锚 固效果。如图Ia-图Ib所示，若总荷载P集中在一处时，其最大剪应力值为τ ；那么总荷 载P分散在3块承压板时，则每一块承压板处的最大剪应力值约为1/3 τ。但是，现有的压力分散型锚索，在施加荷载过程中，仅仅在锚索方向上向周围水泥 浆体和围岩施加挤压作用，根本没有横向挤压作用。此外，现有的压力分散型锚固装置及方 法，在施工过程中工艺复杂，且无法形成统一的标准。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种保持原压力分散型锚固装置。本实用新型的又一目的在于提供一种具有高抗剪强度及高承载能力或抗拉拔力 的压力分散型锚固装置。为达到上述目的，本实用新型采用如下技术手段一种新型压力分散型锚固装置，该锚固装置为圆锥台形金属承载体，能够承载固 定无粘结钢绞线，其内设有垂直的内部空腔及位于所述内部空腔的连接板。本实用新型的有益效果在于，不仅整个锚索荷载均勻地分散在整个锚固段上，使 最大剪应力值大大减小，同时还采用了楔形原理，将每块承压板改为承载体，并设计成正圆 锥台形。这样在施加荷载过程中，圆锥台形承载体就会向周围水泥浆体和围岩施加横向挤 压作用，因而使锚固段的抗剪强度提高，从另一方面又提高了锚索的承载能力或抗拉拔力， 充分发挥了锚固段的作用。
图Ia 是压力型锚固装置的剪应力分布图。图Ib 是压力分散型锚固装置的剪应力分布图。图2 是本发明第一实施例的承载体布置示意图。图3 是本发明第二实施例的承载体布置示意图。主要元件符号说明1.承载体 2.空腔3.无粘结钢绞线[0016]4.连接板 5.固定锚具 6.通孔。
具体实施方式
本新型压力分散型锚固装置，包括数根无粘结钢绞线3 ；数个金属承载体1，其外 壳为球墨铸铁或铸钢材料制成，承载体锥度为1/10左右，在该圆锥台形金属承载体1内设 有垂直的内部空腔2及连接板4，连接板4位于所述空腔2内部或底侧，且连接板4上设有 数个通孔6 ；所述连接板4的通孔6分为贯穿通孔和承载通孔，所述贯穿通孔位于所述连接 板4的对称位置，所述承载通孔位于中心或对称分布于连接板4。以及数个固定锚具5 ；所 述无粘结钢绞线3分别穿过所述各内部空腔2及连接板4，并分别利用所述固定锚具5对应 固定于前述各连接板4的底侧。每一个承载体1至少有一根无粘结钢绞线3作用其上，当 无粘结钢绞线3的数量为一根时，应居中布置；当无粘接钢绞线3的数量为两根以上时，应 对称布置，这样可以均勻分散承重，避免受力不均的情况。承载体1呈圆锥台形，是利用了楔形原理，将现有的承压板改为承载体，并设计成 正圆锥台形，这样在施加荷载过程中，圆锥台形承载体1就会向周围水泥浆体和围岩施加 横向挤压作用，因而使锚固段的抗剪强度提高，从另一方面又提高了锚索的承载能力或抗 拉拔力，充分发挥了锚固段的作用。承载体1的外形设计成正圆锥台形是最优选方案，圆锥体的底面直径为D，顶面直 径为d，圆锥体的高度为h，圆锥体的顶端半夹角为α，则圆锥体的锥度为两垂直圆锥轴线 截面的直径D和d之差与该两截面之间的轴向距离h之比，受轴向力和横向力的接合面的 锥度一般为1/12至1/8，较佳为1/10左右。显然，圆锥体的底面直径D、顶面直径d及其高 度h彼此不能任意选取。为了顺利下索，底面直径D需小于锚孔直径；顶面直径d的大小需 考虑固定锚具的排列及绞线的穿过，圆锥体的高度h会直接影响到横向挤压力的大小。总 之，圆锥形承载体的底面直径D、顶面直径d及圆锥体的高度h需用试验设计的方法确定。圆锥台形承载体1的数目，根据需要的锚固力和要求的应力分布情况可以是1个 或数个。若干个圆锥台形承载体1在锚固段内的布置，有两种方式整体式布置及分离式布 置。参照图2所示，为本实用新型第一实施例的承载体布置示意图，本实施例为承载 体1的整体式布置，即各承载体1等距离排列于锚孔轴向方向，并串联成一整体，每下一层 承载体ι承载的无粘结钢绞线3均穿过位于其上面的各承载体1的通孔6，每个承载体所 分担的荷载可任意安排调整。按照此种排列方式的锚固装置适用于整体性较完整的岩层地基。参照图3所示，为本实用新型第二实施例的承载体布置示意图。于本实施例中，本 新型压力分散型锚固装置的结构、构造与第一实施例中大致相同，只是其中承载体1的连 接板4位于所述空腔2内部。本实施例为承载体1的分离式布置，即各承载体1彼此互相分开，等距离或非等距 离排列，每下一层承载体1承载的无粘结钢绞线3均穿过位于其上面的各承载体1的通孔 6，每个承载体所分担的荷载可任意安排调整。按照此种排列方式的锚固装置适用于较软弱 破碎的岩层地基，根据实际的岩层地基碎块的分布来调整承载体1的位置更加灵活方便。制造上述新型压力分散型锚固装置的方法为首先，先将上述新型压力分散型锚固装置在锚孔外组装制成的标准单元，即每个承载体1与一根或数根无粘结钢绞线3 (包括 端部固定锚具5)构成了内锚头的一个锚固单元；然后若干个锚固单元再组成新型压力分 散型锚索的内锚头结构，即整个锚索。由于能将所需要的锚索制成标准的锚固单元，这样就 能促使施工程序标准化，从而简化施工。待组装完成后，承载体1内部以特殊的高强水泥砂 浆充填密实，以确保施加荷载过程中不被损坏，同时可对固定锚具5与无粘接钢绞线3的连 接部位起到双层防护作用。其中的承载体1的外壳是球墨铸铁或铸钢材料。 本实用新型应用楔形原理，将承载体设计成圆锥形，这样在张拉过程中可产生横 向挤压作用，以达到提高锚固段的抗剪强度，从而提高锚索的承载能力或抗拉拔力的压力 分散型锚固装置。
权利要求一种新型压力分散型锚固装置，其特征在于该锚固装置为圆锥台形金属承载体，能够承载固定无粘结钢绞线，其内设有垂直的内部空腔及位于所述内部空腔的连接板。
2.如权利要求1所述的新型压力分散型锚固装置，其特征在于所述承载体的连接板 位于所述内部空腔的中部或底侧，所述连接板上设有数个通孔。
3.如权利要求1所述的新型压力分散型锚固装置，其特征在于所述承载体锥度为 1/12 至 1/8。
4.如权利要求3所述的新型压力分散型锚固装置，其特征在于所述承载体锥度为 1/10。
5.如权利要求1所述的新型压力分散型锚固装置，其特征在于所述承载体的外壳为 球墨铸铁或铸钢材料。
6.如权利要求2所述的新型压力分散型锚固装置，其特征在于所述承载体的连接板 通孔分为贯穿通孔和承载孔，所述贯穿通孔位于所述连接板对称位置，所述承载通孔居中 或对称分布于连接板上。专利摘要一种新型压力分散型锚固装置，该锚固装置为圆锥台形金属承载体，能够承载固定无粘结钢绞线，其内设有垂直的内部空腔及位于所述内部空腔的连接板。本实用新型不仅可使最大剪应力值大大减小，同时应用楔形原理，将承载体设计成正圆锥形，这样在张拉过程中可产生横向挤压作用，从而可提高锚固段的抗剪强度，从另一方面又提高了锚索的承载能力或抗拉拔力，因而达到更安全可靠的锚固效果。
文档编号E21D21/00GK201649081SQ20092027886
公开日2010年11月24日 申请日期2009年11月11日 优先权日2009年11月11日
发明者刘致彬, 吕小彬, 张家宏, 李炳奇, 鲁一晖 申请人:中国水利水电科学研究院;北京中水科海利工程技术有限公司