一种具有应力监测功能的新型装配式公路边坡锚固结构制造技术

本发明专利技术涉及挡土墙技术领域，具体涉及一种具有应力监测功能的新型装配式公路边坡锚固结构。锚固结构的锚杆通过注浆体浇筑固定于边坡坡面上的锚杆孔内，锚杆孔中架设光栅应力传感器，将光栅应力传感器通过光纤连接至锚头，在锚杆端部上安装有定位管，以定位管固定有面板背部垫层，面板背部垫层上敷设有钢丝网，在钢丝网上加盖预制面板并通过螺丝扣套筒与锚杆固定，在预制面板顶部安装封锚盖板对锚固结构进行封装，在封锚盖板中心设立无线传输设备并与光纤顶端连接。将传统锚索和锁杆的锚固结构统一为装配式锚头，在强化锚索、锚杆外锚头锁定的同时，最大化的保留坡表植被残留，提高边坡稳定性，并能实时监测锚杆内部应力变化。并能实时监测锚杆内部应力变化。并能实时监测锚杆内部应力变化。

【技术实现步骤摘要】
一种具有应力监测功能的新型装配式公路边坡锚固结构


[0001]本专利技术涉及挡土墙
，具有应力监测功能的新型装配式公路边坡锚固结构。

技术介绍

[0002]锚固技术是一种公路边坡上常用的一种加固手段，其应用主要分为锚杆工艺和锚索工艺两种，锚杆是一端与外部承载构件连接，另一端被锚固在稳定岩层或土层中，将拉力传递到稳定岩层或土层的锚固体系，其主要由杆体、注浆体、锚具、套管和连接器组成。锚杆的受力机理如下：当锚杆杆体受到外力作用时，拉力首先通过杆体钢筋与周边的水泥注浆体之间的侧摩阻力将力传到水泥砂浆体中，然后通过水泥砂浆体与周边土体之间的侧摩阻力将力传递到周边锚固土层中；当采用钢绞线或高强度钢丝束作为杆体材料时，又称为锚索。
[0003]以上两种防护工艺因其对边坡扰动较小、施工速度快、操作简便等优点被广泛应用于公路和铁路边坡防护中，但在实际应用中出现了锚杆失效、锚头松脱和锚头与钢绞线粘结界面破坏等现象，威胁锚固工程安全，因此亟需提出一种耐久性强、经济成本低且能实时应力监测的新型锚固结构。

技术实现思路

[0004]为解决上述现有锚固结构所存在的问题，本专利技术提供了一种具有应力监测功能的新型装配式公路边坡锚固结构，将传统锚索和锁杆的锚固结构统一为装配式锚头，在强化锚杆外锚头锁定的同时，最大化的保留坡表植被残留，利用草植根系作用提高边坡稳定性，针对锚杆失效和锚头松脱等病害在锚固结构内部加设光纤光栅传感器，实时监测锚杆内部应力变化，通过无线传输设备同步至服务器上，达到及时观测预警的效果，降低滑坡事故的发生。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案具体如下：
[0006]一种具有应力监测功能的新型装配式公路边坡锚固结构，锚固结构的锚杆4通过注浆体15浇筑固定于边坡坡面8上的锚杆孔内，其特征在于：所述锚杆孔中架设光栅应力传感器11，将光栅应力传感器11通过光纤10连接至锚头，在锚杆端部上安装有定位管5，以定位管5固定有面板背部垫层3，所述面板背部垫层3上敷设有钢丝网2，在钢丝网2上加盖预制面板1并通过螺丝扣套筒13与锚杆4固定，在预制面板1顶部安装封锚盖板7对锚固结构进行封装，在封锚盖板中心设立无线传输设备9并与光纤10顶端连接，所述预制面板1采用十字形结构。
[0007]所述预制面板1可采用正菱形或正方形结构。
[0008]所述面板背部垫层3上设置有注浆管6，通过注浆管6向面板背部垫层3内注浆。
[0009]所述预制面板1上设置有用于连接预制面板1和保护壳12的环形定位箍14。
[0010]所述无线传输设备9中内嵌IC传输设备和数据转换模块，并可以通过扫描设备和
云服务器两种方式传输锚杆内部应力变化。
[0011]所述无线传输设备9顶部安装环形定位箍14和保护壳12，保护壳12顶部固定微型太阳能板17并通过光伏直流线16为无线传输设备供电。
[0012]本专利技术的有益效果为：1)本专利技术的预制面板采用超高性能混凝土预制浇筑而成，其中心处留有孔洞，用于固定锚杆或锚索位置，其重力较普通预制结构大大减轻，达到轻量化防护的目的，并且便于运输和吊装。
[0013]2)本专利技术具有实时应力监测功能，根据每一个锚杆设立好专属的IC标签，测量人员可使用扫描设备在保护壳外部非接触地读取每个锚杆的标签信息和应力数据情况，若锚杆应力在设定好的阈值之下，扫描设备会发出预警信号，并且所有锚杆数据都能在监测设备传输的同步上传至云服务器，方便数据的整理和留存。本专利技术应力监测设备结构简单、顶部有保护壳防护，不易损坏，且维修方便，只需卸下保护壳更换传输设备即可，在保护壳顶部有微型太阳能板，维持传输系统供电，维护管理成本较低。
[0014]2)本专利技术的十字锚固结构最大限度的对边坡坡面植被进行了留存，只需要在需要设立锚杆的位置进行坡面开挖，在提高边坡稳定性的同时，坡体草植根系也会提升边坡土体稳定性，实现了绿色施工和环保施工。在对面板背部垫层进行浇筑时，通过注浆管进行水泥注浆，减少了对周边植被的破坏，这种不需要现场拌合料的施工工艺更是避免了扬尘污染。
[0015]3)本专利技术装配式公路边坡锚固结构施工步骤高效，结构简单，可根据防护工程设计具体要求选取锚杆和锚索两种加固工艺，从防护效果方面有十字形、正菱形和正方形三种结构可以选取，可应用范围大幅增加，加之其预制面板提前预制浇筑，在施工过程会节省大量工期，降低工程防护成本。
附图说明
[0016]图1为本专利技术结构示意图；
[0017]图2为本专利技术安装于边坡结构示意图；
[0018]图3为本专利技术监测结构示意图；
[0019]图4为本专利技术监测系统工作流程图；
[0020]图5为本专利技术十字形锚固结构图；
[0021]图6为本专利技术正菱形锚固结构图；
[0022]图7为本专利技术正方形锚固结构图；
[0023]图8为本专利技术面板垫层示意图；
[0024]图中所示：预制面板1、钢丝网2、面板背部垫层3、锚杆4、定位管5、注浆管6、封锚盖板7、边坡坡面8、无线传输设备9、光纤10、光栅应力传感器11、保护壳12、螺丝扣套筒13、环形定位箍14、注浆体15、光伏直流线16和微型太阳能板17。
具体实施方式
[0025]下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本专利技术的技术方案：
[0026]实施例1
[0027]如图1
‑
5所示，本专利技术提供了一种具有应力监测功能的装配式公路边坡锚固结构，
其锚固结构的组成包括：预制面板1、钢丝网2、面板背部垫层3、锚杆4、定位管5、注浆管6、封锚盖板7、无线传输设备9、光纤10、光栅应力传感器11、保护壳12、螺丝扣套筒13、环形定位箍14、注浆体15、光伏直流线16和微型太阳能板17。
[0028]预制面板1根据图纸尺寸在工厂现浇制作，根据不同的边坡防护需求，采用超高性能混凝土浇筑预制面板1，同时预制面板1尺寸制作相应的钢丝网2组成整个锚固结构的上半部分。
[0029]针对面板背部垫层3，选取毛毡作为垫层内部的填充材料，外侧则用土工布进行缝合，预留出注浆管6的位置。
[0030]锚固结构安装如图2所示，在边坡坡面8设置锚杆孔后将锚杆4打入孔内后，将光栅应力传感器11固定于锚杆中心处并用光纤10串联起来，预留一定长度的光缆为后续连接监测设备，同时为保证锚固结构的稳定性，在锚杆孔顶部架设好定位管5。
[0031]面板背部垫层3在现场安装时，使得所有注浆管6都应安置在锚固结构上侧同一方向，通过水泥车统一从注浆管注浆，在面板背部垫层3内形成注浆体，面板背部垫层3内部毛毡和水泥砂浆融合后能提供更强的抗剪强度，作用主要是保证预制面板1与边坡坡面8充分贴合，预制面板1在锚固之前不会提前移位。
[0032]现场施工时，面板背部垫层3上居中敷设钢丝网2，并用螺丝扣套筒10将垫层位置进行固定后架设预制面板1。等待注浆体15养护完成后，将锚固结构预制面板1中心处安装封锚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有应力监测功能的新型装配式公路边坡锚固结构，锚固结构的锚杆通过注浆体浇筑固定于边坡坡面上的锚杆孔内，其特征在于：所述锚杆孔中架设光栅应力传感器，将光栅应力传感器通过光纤连接至锚头，在锚杆端部上安装有定位管，以定位管固定有面板背部垫层，所述面板背部垫层上敷设有钢丝网，在钢丝网上加盖预制面板并通过螺丝扣套筒与锚杆固定，在预制面板顶部安装封锚盖板对锚固结构进行封装，在封锚盖板中心设立无线传输设备并与光纤顶端连接，所述预制面板采用十字形结构。2.根据权利要求1所述的一种具有应力监测功能的新型装配式公路边坡锚固结构，其特征在于：所述预制面板的十字形结构可替换为正菱形或正方形结构。3.根据权利要求1所述的一种具有应力监测功能的新型...

【专利技术属性】
技术研发人员：安玉科，高娟，李晓民，宋建，宋金光，张正，张渊博，
申请(专利权)人：甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：