专利名称：竹节式高强锚杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在隧道、水利、矿山巷道等领域使用的锚杆。
背景技术：
在隧道、水利、矿山巷道等领域工程建设过程中，锚杆成为应用最广泛的支护设备。锚杆可以提高岩体自身的力学性能，充分发挥岩体自承能力，从而保证岩坡体和围岩的整体稳定和安全。另外，能够改善工程环境和工程质量，节约工程材料和造价，缩短工期。锚杆支护不仅用于初期支护，也是永久支护的一部分。在矿山巷道支护中基本取代了被动支撑或临时支护结构成为基本的临时支护技术，并与钢筋网、喷射混凝土联合使用后有时成为永久支护结构。随着开采深度的不断加深，地应力增大、地质条件恶化导致支护难度加大，因此锚杆锚固力要求越来越大。为了防止锚杆破坏失效，主要在以下三方面采取措施一是增加杆体与锚固剂之间的粘结力，二是增加锚固剂和岩体之间的粘结力，三是增大锚杆自身强度， 如杆体、螺母和托盘强度，并增强相关防护措施。针对上述前两方面，为提高锚杆锚固力，现有方法主要包括杆体采用螺纹钢，改良的锚杆端头设计等。但是，通过实际应用与实验证实，现有锚杆存在锚固力不足、成本高、加工复杂和施工质量难以保证等问题。
发明内容
本发明的任务在于解决现有技术中锚杆存在的技术问题，提供一种竹节式高强锚杆。其技术解决方案是一种竹节式高强锚杆，包括全长锚固式锚杆本体、托盘和螺母，在锚杆本体上设置有若干个抗滑锚节。上述各抗滑锚节近似于锥形体，该锥形体由3至6个在锚杆本体圆周上均衡分布的锥形体分块构成，相邻一对锥形体分块之间留有间隙。上述各锥形体分块可铸造、焊接或粘接在锚杆本体上。上述抗滑锚节也可以是一大一小两个法兰盘，各法兰盘的盘面上设置有透孔；上述各法兰盘通过螺纹连接在锚杆本体上。上述抗滑锚节也可以是一前一后两个套环，在两个套环之间设置有若干个V形杆，各V形杆的一端固定在前套环上，另一端固定在后套环上。上述两个套环通过螺纹连接在锚杆本体上。上述抗滑锚节也可以是一段半锥形筒式螺母，半锥形筒式螺母通过机械冲压或焊接连接在锚杆本体上。上述抗滑锚节也可以是一段锥形筒式螺母，锥形筒式螺母通过螺纹连接在锚杆本体上。
上述锚杆本体也可以包括多段杆体，相邻一对杆体旋进同一个锥形筒式螺母进行对接。这样解决了在狭窄空间安装较长锚杆施工的困难。上述锚杆本体是采用实心螺纹钢筋或外表面设有螺纹的钢管制成的。在锚杆本体的自由端设置有螺纹连接部，托盘固定在钻孔的孔口处，锚杆本体的自由端伸出托盘，螺母连接在锚杆本体的螺纹连接部上。本发明具有以下有益技术效果本发明通过在锚杆本体上设置若干个抗滑锚节(节点)，使整个锚杆看起来近似于竹节式结构，很显然可以增加锚杆与砂浆之间概念上的粗糙度，优化锚杆的受力状态。另外砂浆凝固后受力变形，节点的存在使砂浆与岩体之间的法向压力增大，这样对砂浆与岩体粘结力也有很大提高。另外，在施工过程中根据现场岩石表面性质，针对性的使用特定的粘结材料(树脂锚固剂、水泥砂浆等)，在可控制范围内产生少量变形，导致锚杆、锚固剂和围岩相互挤压，使锚固力得到有效地提高。考虑此种情况，也可以将上述抗滑锚节倒置，以提高杆体与砂浆之间的受力性能。本发明明显优化了锚杆在现场应用时的受力状态。初步实验证明，抗滑锚节的使用不仅增加了锚杆与砂浆之间的摩擦力，同时也使锚固剂与岩体之间的摩擦力增大，这样就使锚杆锚固力大大增加。本发明使用简单，可以在不影响施工效率，成本增加不多的情况下，显著提高锚杆的可靠性及支护效果。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步说明图1为本发明一种实施方式的结构原理示意图。图2示出了图1方式在现场应用之情形。图3为图1方式中抗滑锚节一种实施方式的结构原理示意图。图4为图3的A-A剖视结构原理示意图。图5主要示出了本发明中抗滑锚节的第二种实施方式。图6主要示出了本发明中抗滑锚节的第三种实施方式。图7为图6的A-A剖视结构原理示意图。图8主要示出了本发明中抗滑锚节的第四种实施方式，为部件处于分解时的情形。图9为图8方式的剖视结构原理示意图，为部件结合时的情形。图10主要示出了本发明中抗滑锚节的第五种实施方式，为部件处于分解时的情形。图11主要示出了图10方式中部件结合时的情形。图12主要示出了本发明中抗滑锚节的第六种实施方式，为部件分解时的情形。图13主要示出了图12方式中部件结合时的情形。
具体实施例方式结合图1至图4，一种竹节式高强锚杆，包括全长锚固式锚杆本体1、托盘2和螺母3，在锚杆本体上设置有若干个抗滑锚节4。上述锚杆本体可以是高强度的实心螺纹钢筋； 也可以是外表面带螺纹的空心钢管，可兼作注浆管，并在钢管上预留适当数量的出浆口。上述抗滑锚节设置(如套装)在锚杆本体上，其数量及间距可根据需要自由设定。上述各抗滑锚节近似于锥形体，该锥形体由3至6个在锚杆本体圆周上均衡分布的锥形体分块401 构成，本示例为4个，相邻一对锥形体分块之间留有间隙402，设置间隙的目的主要是为了在锚杆插入钻孔时减少阻力，方便施工。上述各锥形体分块焊接或粘接在锚杆本体上。在上述锚杆本体的自由端设置有螺纹连接部，托盘固定在钻孔的孔口处，锚杆本体的自由端伸出托盘，螺母连接在锚杆本体的螺纹连接部上。在现场应用时，锚杆本体采用全长锚固的形式，钻孔中充满锚固剂。由于增加了抗滑锚节，本锚杆在施工初期即可获得较大的抗拔力。所述配套锚固材料初凝后，在高应力作用下可以产生微量变形以提高锚固力，而不发生破坏。本发明中的抗滑锚节除上述实施方式外，还有第二种实施方式。S卩结合图5， 各抗滑锚节4包括一只大法兰盘401与一只小法兰盘402，各法兰盘的盘面上设置有透孔 403，设置透孔的目的主要是为了在锚杆插入钻孔时减少阻力，方便施工。上述各法兰盘可通过螺纹连接在锚杆本体1上。本发明中的抗滑锚节除上述实施方式外，还有第三种实施方式。即结合图6与图 7，各抗滑锚节4包括一只前套环401和一只后套环402，在两个套环之间设置有若干个V形杆403，各V形杆的一端固定在前套环上，另一端固定在后套环上。上述两个套环可通过螺纹连接在锚杆本体1上。本发明中的抗滑锚节除上述实施方式外，还有第四种实施方式。即结合图8与图 9，各抗滑锚节4为一段半锥形筒式螺母，半锥形筒式螺母通过机械冲压或焊接连接在锚杆本体1上。这种设计也可以减小锚杆插入钻孔的阻力，方便施工。本发明中的抗滑锚节除上述实施方式外，还有第五种实施方式。即结合图10与图11，各抗滑锚节4为一段锥形筒式螺母，锥形筒式螺母通过螺纹连接在锚杆本体1上。上述锚杆本体包括多段杆体，相邻一对杆体旋进同一个锥形筒式螺母进行对接。本发明中的抗滑锚节除上述实施方式外，还有第六种实施方式。即结合图12与图13，各抗滑锚节4为一段锥形筒式螺母，锥形筒式螺母通过螺纹连接在锚杆本体1上。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种竹节式高强锚杆，包括全长锚固式锚杆本体、托盘和螺母，其特征在于在所述锚杆本体上设置有若干个抗滑锚节。
2.根据权利要求1所述的竹节式高强锚杆，其特征在于所述各抗滑锚节近似于锥形体，该锥形体由3至6个在锚杆本体圆周上均衡分布的锥形体分块构成，相邻一对锥形体分块之间留有间隙。
3.根据权利要求2所述的竹节式高强锚杆，其特征在于所述各锥形体分块铸造、焊接或粘接在锚杆本体上。
4.根据权利要求1所述的竹节式高强锚杆，其特征在于所述各抗滑锚节包括一大一小两个法兰盘，各法兰盘的盘面上设置有透孔；所述各法兰盘通过螺纹连接在锚杆本体上。
5.根据权利要求1所述的竹节式高强锚杆，其特征在于所述各抗滑锚节包括一前一后两个套环，在两个套环之间设置有若干个V形杆，各V形杆的一端固定在前套环上，另一端固定在后套环上；所述两个套环通过螺纹连接在锚杆本体上。
6.根据权利要求1所述的竹节式高强锚杆，其特征在于所述各抗滑锚节为一段半锥形筒式螺母，半锥形筒式螺母通过机械冲压或焊接连接在锚杆本体上。
7.根据权利要求1所述的竹节式高强锚杆，其特征在于所述各抗滑锚节为一段锥形筒式螺母，锥形筒式螺母通过螺纹连接在锚杆本体上。
8.根据权利要求7所述的竹节式高强锚杆，其特征在于所述锚杆本体包括多段杆体， 相邻一对杆体旋进同一个锥形筒式螺母进行对接。
9.根据权利要求1所述的竹节式高强锚杆，其特征在于所述锚杆本体是采用实心螺纹钢筋或外表面设有螺纹的钢管制成的。
10.根据权利要求1所述的竹节式高强锚杆，其特征在于在所述锚杆本体的自由端设置有螺纹连接部，托盘固定在钻孔的孔口处，锚杆本体的自由端伸出托盘，螺母连接在锚杆本体的螺纹连接部上。
全文摘要
本发明公开了一种竹节式高强锚杆，包括全长锚固式锚杆本体、托盘和螺母，在所述锚杆本体上设置有若干个抗滑锚节。上述抗滑锚节可以采取多种方式，诸如各抗滑锚节近似于锥形体，该锥形体由3至6个在锚杆本体圆周上均衡分布的锥形体分块构成，相邻一对锥形体分块之间留有间隙；各锥形体分块焊接或粘接在锚杆本体上。本发明明显优化了锚杆在现场应用时的受力状态。初步实验证明，抗滑锚节的使用不仅增加了锚杆与砂浆之间的摩擦力，同时也使锚固剂与岩体之间的摩擦力增大，这样就使锚杆锚固力大大增加。本发明使用简单，可以在不影响施工效率，成本增加不多的情况下，显著提高锚杆的可靠性及支护效果。
文档编号E21D21/00GK102400699SQ201110367009
公开日2012年4月4日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者吴学震, 文志杰, 王刚, 王春光, 蒋宇静, 陈连军 申请人:山东科技大学