可施加预紧力可回收的机械式锚杆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可施加预紧力可回收的机械式锚杆，包括螺纹钢筋、预紧螺母、垫板、中空传力杆、传力脚垫、摩擦垫块和端部限滑体；预紧螺母与螺纹钢筋通过螺纹连接，垫板的中心设有不含螺纹的圆形孔，用于穿过螺纹钢筋；中空传力杆位于垫板与传力脚垫之间，其内径大于垫板中心的圆形孔，中空传力杆与传力脚垫通过螺纹连接；端部限滑体与螺纹钢筋通过螺纹连接；摩擦垫块位于传力脚垫与端部限滑体之间，摩擦垫块的外表面与孔壁接触，用于增大机械式锚杆与孔壁之间的摩擦力。相对于传统机械式锚杆，该新型锚杆具有可施加预紧力、摩擦力大、摩擦力随锚杆变形增加、可拆卸回收的优点，有望在隧道及矿井巷道支护领域大规模推广。

【技术实现步骤摘要】
可施加预紧力可回收的机械式锚杆
本技术属于隧道工程加固
，涉及隧道工程加固支护，具体涉及一种可施加预紧力可回收的机械式锚杆。
技术介绍
锚杆是一种使用广泛的支护手段，能够将地下工程的围岩加固在一起，增强锚固范围围岩体的强度，从而确保地下工程的安全，机械式锚杆是指锚固装置或锚杆杆体和孔壁接触、依靠摩擦力起锚固作用的锚杆，是矿井巷道支护中使用最早、数量最多的一种锚杆，一般由杆体、涨壳、垫板和螺母组成。机械式锚杆拥有安装迅速，可即时达到承载力，可二次张紧的优点，缺点是钻孔中的锚固段较短，锚固力偏低，容易松动，需要再次张紧，在高应力区甚至会导致岩层破坏和锚固剂松动等。导致上述缺点产生的原因，是现有机械式锚杆涨壳设计过于简单，张开后与孔壁接触面积太小，产生的摩擦力有限，且孔壁摩擦力有使涨壳回缩的趋势，造成预紧力逐渐丧失。因此，新型机械式锚杆应克服上述原理上的缺陷，一方面增大涨壳与孔壁接触面积和接触面粗糙度，使接触面充分耦合，另一方面使锚杆在受力过程中的预紧力趋向增加，产生越拉越紧的效果，这是设计新型机械式锚杆应该努力的方向。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题和缺点，本技术提供了一种可施加预紧力可回收的机械式锚杆，相对于传统机械式锚杆，该新型锚杆具有可施加预紧力、摩擦力大、摩擦力随锚杆变形增加、可拆卸回收的优点，有望在隧道及矿井巷道支护领域大规模推广。为此，本技术采用了以下技术方案：一种可施加预紧力可回收的机械式锚杆，包括螺纹钢筋、预紧螺母、垫板、中空传力杆、传力脚垫、摩擦垫块和端部限滑体；所述预紧螺母与螺纹钢筋通过螺纹连接，所述垫板的中心设有不含螺纹的圆形孔，圆形孔用于穿过螺纹钢筋；所述中空传力杆为中空的管状结构，位于垫板与传力脚垫之间，其内径大于垫板中心的圆形孔，中空传力杆与传力脚垫通过螺纹连接；所述端部限滑体位于机械式锚杆的端部，端部限滑体与螺纹钢筋通过螺纹连接；所述摩擦垫块位于传力脚垫与端部限滑体之间，摩擦垫块的外表面与孔壁接触，用于增大机械式锚杆与孔壁之间的摩擦力。优选地，所述中空传力杆的端部外表面设有外螺纹，所述传力脚垫的内表面设有与中空传力杆的外螺纹相匹配的内螺纹。优选地，所述端部限滑体包括螺纹孔、限滑面、阻滑体和滑轨，所述螺纹孔与螺纹钢筋匹配连接；所述限滑面位于端部限滑体的侧面，倾斜设置；所述滑轨位于限滑面的中部，所述摩擦垫块与端部限滑体通过滑轨连接；所述阻滑体位于端部限滑体的端部，用于限制摩擦垫块沿滑轨滑出。优选地，所述限滑面和滑轨用于使摩擦垫块沿滑轨倾斜方向上下运动，并阻止摩擦垫块垂直于斜面运动。优选地，所述端部限滑体的上部为多棱台，下部为圆台，多棱台的每个面上各有一个滑轨。优选地，所述端部限滑体的上部为四棱台。优选地，所述摩擦垫块与孔壁的接触面为锯齿形或倒钩形，根据应用场景而定。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)本技术主要应用于隧道工程加固支护，该锚杆的中空传力杆可将预紧螺母所施加的力传递给摩擦垫块，并推动摩擦垫块沿端部限滑体上的滑轨斜向上顶住孔壁，随着预紧螺母进一步拧紧，通过中空传力杆传递给摩擦垫块的力就越大，促使摩擦垫块进一步向上运动，摩擦垫块与孔壁的接触力进一步增加，甚至嵌入孔壁岩体，实际增加了摩擦垫块与孔壁间的切向摩擦力，多个摩擦垫块与孔壁间的切向摩擦力共同构成了该新型机械式锚杆的抗拔力。预紧螺母施加的预紧力一方面压缩中空传力杆，一方面拉伸钢筋，使其具有一定的预应力。锚杆安装完成后，随着围岩变形的增加，锚杆运动会使摩擦垫块与孔壁的摩擦力进一步增加，从而克服了现有机械式锚杆锚固力消失的缺点。同时，端部限滑体还设置了阻滑模块，防止摩擦垫块滑出失效。如锚杆完成支护使命需要回收，只需沿锚杆轴线向内顶进锚杆，即可松动拆卸，方便回收。(2)相对于传统机械式锚杆，该新型锚杆具有可施加预紧力、摩擦力大、摩擦力随锚杆变形增加、可拆卸回收的优点，有望在隧道及矿井巷道支护领域大规模推广。附图说明图1是本技术所提供的一种可施加预紧力可回收的机械式锚杆的结构示意图。图2是本技术所提供的一种可施加预紧力可回收的机械式锚杆的端部限滑体的俯视图。图3是本技术所提供的一种可施加预紧力可回收的机械式锚杆的端部限滑体的侧视图。附图标记说明：1、螺纹钢筋；2、预紧螺母；3、垫板；4、中空传力杆；5、传力脚垫；6、摩擦垫块；7、端部限滑体；8、螺纹孔；9、限滑面；10、阻滑体；11、滑轨。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例来详细说明本技术，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本技术，但并不作为对本技术的限定。如图1所示，本技术公开了一种可施加预紧力可回收的机械式锚杆，包括螺纹钢筋1、预紧螺母2、垫板3、中空传力杆4、传力脚垫5、摩擦垫块6和端部限滑体7；所述预紧螺母2与螺纹钢筋1通过螺纹连接，所述垫板3的中心设有不含螺纹的圆形孔，圆形孔用于穿过螺纹钢筋1；所述中空传力杆4为中空的管状结构，位于垫板3与传力脚垫5之间，其内径大于垫板3中心的圆形孔，中空传力杆4与传力脚垫5通过螺纹连接；所述端部限滑体7位于机械式锚杆的端部，端部限滑体7与螺纹钢筋1通过螺纹连接；所述摩擦垫块6位于传力脚垫5与端部限滑体7之间，摩擦垫块6的外表面与孔壁接触，用于增大机械式锚杆与孔壁之间的摩擦力。所述中空传力杆4的端部外表面设有外螺纹，所述传力脚垫5的内表面设有与中空传力杆4的外螺纹相匹配的内螺纹。具体地，如图2和图3所示，所述端部限滑体7包括螺纹孔8、限滑面9、阻滑体10和滑轨11，所述螺纹孔8与螺纹钢筋1匹配连接；所述限滑面9位于端部限滑体7的侧面，倾斜设置；所述滑轨11位于限滑面9的中部，所述摩擦垫块6与端部限滑体7通过滑轨11连接；所述阻滑体10位于端部限滑体7的端部，用于限制摩擦垫块6沿滑轨11滑出。所述限滑面9和滑轨11用于使摩擦垫块6沿滑轨11倾斜方向上下运动，并阻止摩擦垫块6垂直于斜面运动。所述端部限滑体7的上部为多棱台，下部为圆台，多棱台的每个面上各有一个滑轨11。具体地，所述端部限滑体7的上部为四棱台。所述摩擦垫块6与孔壁的接触面为锯齿形或倒钩形，根据应用场景而定。实施例参照图1、图2和图3，本技术公开了一种可施加预紧力可回收的机械式锚杆，其组成为：螺纹钢筋1、预紧螺母2、垫板3、中空传力杆4、传力脚垫5、摩擦垫块6、端部限滑体7，端部限滑体7包含一个螺纹孔8、限滑面9、阻滑体10、滑轨11。上述各部分连接方式为：预紧螺母2与螺纹钢筋1通过螺纹连接，垫板3上有不含螺纹的圆形孔，孔径可容螺纹钢筋1穿过，但比中空传力杆4的内径小。中空传力杆4端部外表面含螺纹，传力脚垫5含螺纹孔，传力脚垫5与中空传力杆4通过螺纹连接；摩擦垫块6与端部限滑体7间通过滑轨11连接，限滑面9和滑轨11可使摩擦垫块6沿滑轨11倾斜方向上下运动，但不可垂直于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可施加预紧力可回收的机械式锚杆，其特征在于：包括螺纹钢筋(1)、预紧螺母(2)、垫板(3)、中空传力杆(4)、传力脚垫(5)、摩擦垫块(6)和端部限滑体(7)；所述预紧螺母(2)与螺纹钢筋(1)通过螺纹连接，所述垫板(3)的中心设有不含螺纹的圆形孔，圆形孔用于穿过螺纹钢筋(1)；所述中空传力杆(4)为中空的管状结构，位于垫板(3)与传力脚垫(5)之间，其内径大于垫板(3)中心的圆形孔，中空传力杆(4)与传力脚垫(5)通过螺纹连接；所述端部限滑体(7)位于机械式锚杆的端部，端部限滑体(7)与螺纹钢筋(1)通过螺纹连接；所述摩擦垫块(6)位于传力脚垫(5)与端部限滑体(7)之间，摩擦垫块(6)的外表面与孔壁接触，用于增大机械式锚杆与孔壁之间的摩擦力。/n

【技术特征摘要】
1.一种可施加预紧力可回收的机械式锚杆，其特征在于：包括螺纹钢筋(1)、预紧螺母(2)、垫板(3)、中空传力杆(4)、传力脚垫(5)、摩擦垫块(6)和端部限滑体(7)；所述预紧螺母(2)与螺纹钢筋(1)通过螺纹连接，所述垫板(3)的中心设有不含螺纹的圆形孔，圆形孔用于穿过螺纹钢筋(1)；所述中空传力杆(4)为中空的管状结构，位于垫板(3)与传力脚垫(5)之间，其内径大于垫板(3)中心的圆形孔，中空传力杆(4)与传力脚垫(5)通过螺纹连接；所述端部限滑体(7)位于机械式锚杆的端部，端部限滑体(7)与螺纹钢筋(1)通过螺纹连接；所述摩擦垫块(6)位于传力脚垫(5)与端部限滑体(7)之间，摩擦垫块(6)的外表面与孔壁接触，用于增大机械式锚杆与孔壁之间的摩擦力。


2.根据权利要求1所述的一种可施加预紧力可回收的机械式锚杆，其特征在于：所述中空传力杆(4)的端部外表面设有外螺纹，所述传力脚垫(5)的内表面设有与中空传力杆(4)的外螺纹相匹配的内螺纹。


3.根据权利要求1所述的一种可施加预紧力可回收的机械式锚杆，其特征在于：所述端部限滑体(7)包括螺纹孔(8)、限滑面(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘攀，许鸿亮，王鹏彪，张少雄，孙龙，朱勇，谢全敏，
申请(专利权)人：中交一公局第一工程有限公司，武汉理工大学，
类型：新型
国别省市：北京;11