预应力锚杆制造技术

本发明专利技术涉及土木工程支护结构领域，旨在解决现有的锚固支护结构无法很好地吸收动态荷载和能量，对被支护体的保护不充分的问题，提供预应力锚杆，其包括锚杆杆体、承载托盘、阻尼垫；锚杆杆体一端为锚固段，另一端能够通过承载托盘将阻尼垫压紧于被支护体；阻尼垫包括壳体，壳体由柔性材料构成，壳体围成内腔室和外腔室；外腔室和内腔室之间通过环形壁分隔；内腔室填充满颗粒材料；外腔室及内腔室中颗粒材料的间隙内充满黏性流体；环形壁上开设有连通内腔室和外腔室的导流孔，导流孔允许黏性流体双向通过、但是阻隔颗粒材料；内腔室内还设置有弹性回弹件。本发明专利技术的有益效果是结构简单，成本低廉、自稳性好及能够很好地吸收动荷载能量。

Prestressed anchor bolt

The present invention relates to the field of civil engineering support structure, which aims to solve the existing anchorage support structure which can not absorb dynamic load and energy well, and provide prestressed anchor rod, which includes anchor rod body, bearing tray and damping pad, one end of anchor rod body is anchorage section, and the other end can be used for the existing anchorage support structure. The damping pad is pressed by the supporting body through the bearing tray, the damping pad consists of the shell, the shell is made of flexible material, the shell is surrounded by the inner chamber and outer chamber, the outer chamber and the inner chamber are separated by the ring wall; the inner chamber fills with the full particle material; the space of the granular material in the outer chamber and the inner chamber is full of viscous fluid. The annular wall is provided with a flow guide hole connected with the inner cavity chamber and the outer chamber. The diversion hole allows the viscous fluid to pass through, but the particle material is obstruct, and the elastic resilient is also set in the interior chamber. The invention has the advantages of simple structure, low cost, good self stability and good absorption of dynamic load energy.

【技术实现步骤摘要】
预应力锚杆
本专利技术涉及建筑支护结构领域，具体而言，涉及预应力锚杆。
技术介绍
锚杆支护是目前岩土等被支护体支护主要手段之一，具有施工方便、效果好、省时省力等特点，在地下工程支护、边坡工程、基坑工程中都被广泛采用。现有技术中的支护结构多只能简单拖住被支护体，但是无法很好地吸收可能引起被支护体破坏的荷载和能量，对被支护体的保护不充分。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种预应力锚杆，以解决现有技术中的支护结构多只能简单拖住被支护体，但是无法很好地吸收可能引起被支护体破坏的荷载和能量，对被支护体的保护不充分的问题。本专利技术的实施例是这样实现的：本专利技术实施例提供一种预应力锚杆，其包括锚杆杆体、承载托盘、阻尼垫；锚杆杆体一端设置为用于锚固连接被支护体的锚固段，另一端被构造成能够通过承载托盘将阻尼垫压紧于被支护体；阻尼垫包括壳体，壳体由柔性材料构成，壳体围成内腔室和外腔室；外腔室为围于内腔室外周的环形腔室；外腔室和内腔室之间通过环形壁分隔；内腔室填充满颗粒材料；外腔室及内腔室中颗粒材料的间隙内充满黏性流体；环形壁上开设有连通内腔室和外腔室的导流孔，导流孔允许黏性流体双向通过、但是阻隔颗粒材料；内腔室内还设置有弹性回弹件，弹性回弹件沿锚杆杆体轴向回弹于壳体的轴向两端壁之间。本专利技术中的预应力锚杆使用时，将其锚杆杆体的锚固段锚固于被支护体(例如路堑边坡)，另一端露出被支护体，并通过承载托盘将阻尼垫压紧于被支护体。在静态工作状态下，设置于壳体中的弹性回弹件及充满的颗粒材料形成的固态骨架共同提供阻尼垫的回弹力；当被支护体在振动荷载作用下时，处于临空面的部分相对深部的部分产生一定的振动变形，反映到锚杆杆体上是承载托盘处与锚固处之间会有相对位移振动。因此，振动荷载作用下被支护体上的锚杆的锚固力是动态变化的，因此承载托盘作用在阻尼垫上的作用力是动态变化的。当压力增大时，阻尼垫承受了更大的压应力，产生轴向的压缩变形，此时内腔室内的颗粒材料进一步压缩，其中的黏性流体通过导流孔挤压到外腔室中；当压力减小时，阻尼垫上的压应力减小，在弹性回弹件的推动下阻尼垫产生轴向的膨胀变形，这时黏性流体通过导流孔回流到阻尼垫的内腔室中。在阻尼垫轴向的反复压缩、膨胀变形过程中，黏性流体与固体颗粒之间产生复杂多变的相互作用，包括：黏性流体与固体颗粒之间的剪切黏性摩阻、流体流速对颗粒的冲击力、流体对颗粒的浮力；这些复杂作用力使得阻尼垫中的过饱和颗粒材料的轴向应力-应变曲线出现明显的粘滞性，这种粘滞力将消耗应力波带来的机械能，转化为内能。从而使得被支护体内部的微裂隙的发展、结构面力学性质劣化得以缓解。而当被支护体上的振动荷载停止作用时，在阻尼垫初始压紧带来的锚杆自身预应力的拉动下，承载托盘逐渐挤压阻尼垫，使得过饱和的颗粒材料中的黏性流体通过导流孔流回到阻尼垫的外腔室中，固结后的颗粒材料恢复静止状态下的承载力。由此，本实施例中的预应力锚杆具有以下有益效果：(1)结构简单，成本低廉(甚至可以直接使用沙子与水作为材料)，安装方便；相对传统预应力锚杆，只需要在锚杆杆体外露头上增设：承载托盘、阻尼垫结构即可；(2)无动荷载时，锚固力由阻尼垫上的弹性回弹件与颗粒材料的固结后承载力共同承担，其中颗粒材料固结形成的骨架承载大部分载荷，自稳性好；(3)动荷载作用时，锚固力动态变化，阻尼垫中弹性回弹件发挥弹性变形作用，而饱和的颗粒材料由于机械外力触变作用，固-液的复杂作用形成非线性阻尼力，此时的阻尼垫力学特性类似于Kelvin模型，且阻尼力可以通过颗粒材料物理力学性质、颗粒形态与级配、黏性流体材料性质进行调控，与被支护体的波动力学特征相匹配，能够良好的吸收动荷载能量。在本实施例的一种实施方式中：壳体的外壁为中间轴向贯通的扁圆柱形，壳体的外壁限定密封的内部空间，并由环形壁分隔成内腔室和外腔室。在本实施例的一种实施方式中：内腔室被多个沿径向的内隔壁分隔成多个子腔室；各个子腔室分别通过开设于环形壁上的对应的导流孔连通外腔室。在本实施例的一种实施方式中：壳体包括：两个沿轴向间隔的环形端壁；连接于两个环形端壁的外边沿之间的外周壁；连接于两个环形端壁的内边沿之间的内周壁；内周壁限定壳体的轴向通孔；环形壁，环形壁位于外周壁和内周壁之间，且其轴向两端分别连接对应的环形端壁，以分隔形成环形的内腔室和环形的外腔室；多个沿壳体的周向分布的内隔壁，内隔壁的径向两边连接于内周壁和环形壁之间；内隔壁的轴向两边对应连接于两个环形端壁，以将内腔室分隔成多个扇形的子腔室；其中，各个子腔室分别通过开设于环形壁的导流孔连通外腔室。在本实施例的一种实施方式中：各个子腔室中分别设置弹性回弹件；弹性回弹件弹性回弹于两个环形端壁之间。在本实施例的一种实施方式中：环形端壁的内侧面分别设置用于对应配合弹性回弹件两端的配合结构。在本实施例的一种实施方式中：环形端壁对应内腔室的部分、内周壁、环形壁的壁厚较大；环形端壁对应外腔室的部分、外周壁的壁厚较小。在本实施例的一种实施方式中：承载托盘和阻尼垫上均设通孔；锚杆杆体从通孔处依次穿过阻尼垫和承载托盘；锚杆杆体的外端螺纹连接锚杆螺母，锚杆螺母被构造成能够相对锚杆杆体螺旋转动以通过承载托盘沿锚杆杆体的轴向压紧或放松阻尼垫。在本实施例的一种实施方式中：预应力锚杆还包括开设有通孔的锚杆托盘；锚杆杆体的外端依次穿过锚杆托盘、阻尼垫和承载托盘。在本实施例的一种实施方式中：阻尼垫位于锚杆托盘和承载托盘之间；锚杆托盘靠近阻尼垫的表面开设有凹槽，阻尼垫沿其轴向嵌设于凹槽中；锚杆杆体的外端依次穿过锚杆托盘、阻尼垫、承载托盘，并螺纹连接锚杆螺母；锚杆螺母通过承载托盘轴向可调节地压紧阻尼垫。综合以上描述，本专利技术实施例中的预应力锚杆具有结构简单，成本低廉、自稳性好及能够很好地吸收动荷载能量的有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术实施例中的预应力锚杆的结构示意图；图2是图1的使用状态的示意图；图3为本实施例中的预应力锚杆用于防岩质边坡崩塌灾害的支护时的示意图；图4为本实施例中的阻尼垫的结构示意图；图5为图4的纵剖视图；图6为图4的剖切结构示意图。图标：100-预应力锚杆；1-锚杆螺母；2-承载托盘；3-阻尼垫；4-锚杆托盘；5-锚杆杆体；6-锚固段；36-配合结构；31-壳体；32-颗粒材料；33-黏性流体；34-弹性回弹件；35-导流孔；Q1-内腔室；Q3-子腔室；Q2-外腔室；W1-环形壁；W2-环形端壁；W3-外周壁；W4-内周壁；W5-内隔壁；9-加强筋结构。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预应力锚杆，其特征在于：所述预应力锚杆包括锚杆杆体、承载托盘、阻尼垫；所述锚杆杆体一端设置为用于锚固连接被支护体的锚固段，另一端被构造成能够通过所述承载托盘将所述阻尼垫压紧于被支护体；所述阻尼垫包括壳体，所述壳体由柔性材料构成，所述壳体围成内腔室和外腔室；所述外腔室为围于所述内腔室外周的环形腔室；所述外腔室和所述内腔室之间通过环形壁分隔；所述内腔室填充满颗粒材料；所述外腔室及所述内腔室中所述颗粒材料的间隙内充满黏性流体；所述环形壁上开设有连通所述内腔室和所述外腔室的导流孔，所述导流孔允许所述黏性流体双向通过、但是阻隔所述颗粒材料；所述内腔室内还设置有弹性回弹件，所述弹性回弹件沿所述锚杆杆体轴向回弹于所述壳体的轴向两端壁之间。

【技术特征摘要】
1.一种预应力锚杆，其特征在于：所述预应力锚杆包括锚杆杆体、承载托盘、阻尼垫；所述锚杆杆体一端设置为用于锚固连接被支护体的锚固段，另一端被构造成能够通过所述承载托盘将所述阻尼垫压紧于被支护体；所述阻尼垫包括壳体，所述壳体由柔性材料构成，所述壳体围成内腔室和外腔室；所述外腔室为围于所述内腔室外周的环形腔室；所述外腔室和所述内腔室之间通过环形壁分隔；所述内腔室填充满颗粒材料；所述外腔室及所述内腔室中所述颗粒材料的间隙内充满黏性流体；所述环形壁上开设有连通所述内腔室和所述外腔室的导流孔，所述导流孔允许所述黏性流体双向通过、但是阻隔所述颗粒材料；所述内腔室内还设置有弹性回弹件，所述弹性回弹件沿所述锚杆杆体轴向回弹于所述壳体的轴向两端壁之间。2.根据权利要求1所述的预应力锚杆，其特征在于：所述壳体的外壁为中间轴向贯通的扁圆柱形，所述壳体的外壁限定密封的内部空间，并由所述环形壁分隔成所述内腔室和所述外腔室。3.根据权利要求2所述的预应力锚杆，其特征在于：所述内腔室被多个沿径向的内隔壁分隔成多个子腔室；各个所述子腔室分别通过开设于所述环形壁上的对应的导流孔连通所述外腔室。4.根据权利要求1所述的预应力锚杆，其特征在于：所述壳体包括：两个沿轴向间隔的环形端壁；连接于两个所述环形端壁的外边沿之间的外周壁；连接于两个所述环形端壁的内边沿之间的内周壁；所述内周壁限定所述壳体的轴向通孔；所述环形壁，所述环形壁位于所述外周壁和所述内周壁之间，且其轴向两端分别连接对应的所述环形端壁，以分隔形成环形的所述内腔室和环形的所述外腔室；多个沿所述壳体的周向分布的内隔壁，所述内隔壁的径向两边连接于所述内周壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘传正，陈兴长，雷雨，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51