自锁器及具有该自锁器的自锁型预应力锚索制造技术

一种自锁器及具有该自锁器的自锁型预应力锚索，该自锁器包括：承载钢板和限位钢板，所述承载钢板为圆柱体，其轴向设有供锚索穿过的等径直孔及用于锁定锚索的并呈对称分布锥形锚孔，所述锥形锚孔沿着锚索的张拉方向相反的方向渐缩锥度，且在锥形锚孔中设有与锚孔结构匹配的用于夹紧锚索的夹片；所述限位钢板呈圆板状，其通过螺栓紧固于所述承载钢板靠近其锥形锚孔大口的一侧，且该限位钢板中设置有刚好允许锚索穿过的圆孔。该自锁型预应力锚索在常规锚索结构的基础上，通过在自由段上设置自锁器来锁定锚索，充分利用了自由段地层的能量场，改善了锚固应力场分布，具有荷载分布均匀、降低反力结构规模、施工便捷、节约造价、便于环保等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锚索工程，尤其涉及一种自锁型预应力锚索及应用在该自锁型预应力锚索中的自锁器。
技术介绍
随着国家基建规模的不断扩大，锚索工程结构在滑坡、高边坡、隧道洞室、大坝基 础、深基坑加固等永久性土木加固工程中得到大量应用。 如图l所示，现有预应力锚索按照其作用机理，包括深埋于锚孔10底部并与孔壁 通过注浆体粘结的锚固段11 (图中A段)、位于孔内并可自由伸长的自由段12 (图中B段) 以及固定在孔口反力结构上的锚头13(图中C段)。预应力锚索张拉完毕并锚固后，利用锚 固段、自由段和锚头实现应力平衡，反力结构外锚头处因锚具约束，施加的张拉荷载转化为 锚头处集中力，预应力锚索的锚固段、自由段和反力结构外锚头共同组成整体应力场，实现 对岩土体的加固。 如图1可以看出，现有预应力锚索的作用方式均为锚固段的综合作用力与反力结 构之间的对拉作用，而自由段只是作为传力机构而存在，而，自由段地层作为整个锚固能量 场中的一部分，目前的预应力锚索并没有有效发挥其能量场的作用，导致现有的预应力锚 索存在如下局限性 1、施工工艺因锚固荷载需要反力结构进行平衡，而反力结构主要由钢筋砼组成， 导致施工难度增大，工期延长，并且在特殊抢险工程中效果发挥得较缓。 2、应力场分布因一般锚固部位浅表层岩(土)层力学强度较低，为了保证荷载平 衡，只有采取降低锚固荷载或增大反力结构截面来弥补，造成材料浪费。另外，反力结构上 基本处于集中荷载作用，容易因外锚头部位局部缺陷诱发突发性事故。 3、荷载损失因自由段地层在力系中只起传递作用，而该段地层在张拉过程中一 般有部分岩(土)体被破坏，在锁定后期有应力场的重新调整而产生变形，加剧锚固荷载的 损失。 4、经济效益正因为目前的预应力锚索存在材料浪费、施工难度较大及荷载损失 严重等局限性，导致实际工程造价也有浪费的现象。 因此，研究一种新型预应力锚索结构，能够充分利用自由段地层的能量场，改善力 系平衡模式，力求材料利用效率均衡，减少锚固荷载损失，将对工程实际有着重要的意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种自锁器及应用该自锁器的自锁型预应力锚索，其通过将自锁器设置于锚索的自由段上，实现锚索自锁，省去或减小外部反力结构，节 省材料成本的同时縮短锚索施工工期，减少突发性破坏事故。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种自锁器，用于锁定锚索，其包括承载钢 板和限位钢板，所述承载钢板为圆柱体，其轴向设有供锚索穿过的等径直孔及用于锁定锚索的并呈对称分布锥形锚孔，所述锥形锚孔沿着锚索的张拉方向相反的方向渐縮锥度，并 在锥形锚孔中设有与锚孔结构匹配的用于夹紧锚索的夹片；所述限位钢板呈圆板状，其通 过螺栓紧固于所述承载钢板靠近其锥形锚孔大口的一侧，且该限位钢板中设置有刚好允许 锚索穿过的圆孔。 所述的自锁器，其中，还包括定位钢管及安装在定位钢管两端的前盖帽和后盖帽， 所述前盖帽和后盖帽上设有供所述锚索穿过的通孔，所述承载钢板设于所述定位钢管内并 位于所述定位钢管的后端，所述后盖帽设于所述承载钢板和所述限位钢板之间，所述定位 钢管内注桨，所述前盖帽、后盖帽、承载钢板和限位钢板上均设有注浆用的注浆管孔和回浆 管孔，在限位钢板、承载钢板和后盖帽上分别设置补浆用的补浆管孔。 为了解决上述技术问题，本专利技术还提供一种自锁型预应力锚索，包括锚固段、自 由段和锚头，所述自由段外壁设套管，其中，所述自由段上间隔设置多个上述自锁器，所述 锚索与所述自锁器上的承载钢板接触的位置剥除套管。 所述的自锁型预应力锚索，其中，在所述锚索的自由段与锚固段交界的位置处设 有弹性隔离袋，所述弹性隔离袋采用透水透气材质，所述弹性隔离袋内混合填充泡沫渣和 注浆体的。 本专利技术的有益技术效果在于该自锁型预应力锚索在常规锚索结构的基础上，通 过在自由段上设置自锁器来锁定锚索，充分利用了自由段地层的能量场，改善了锚固应力 场分布，具有荷载分布均匀、降低反力结构规模施工便捷、延缓锚固荷载损失、节约造价、便 于环保等优点；另外，从锚索结构和锚固机理的角度看，自锁型预应力锚索是一种双向锚固 的新型锚索结构，其通过自由段的钢绞线，使钻孔底部的内锚固段和自锁器锚固段的水泥 浆柱同时承受压力，又通过注浆体与岩(土)体的粘结应力将自锁器的压力传递给岩(土) 体，达到防护岩(土)体的目的，因锚固段和自由段内的注浆体同时受压，利于分摊锚索各 段的压力，使锚索受压更均匀，延缓锚索老化沮，因采用自由段锁固锚索，可取消孔口的反 力结构或减小反力结构规模，使得锚索的施工工期縮短，加快了锚固时效，预防突发性破坏 事故。附图说明 为更进一步阐述本专利技术为实现预定目的所采取的技术手段及功效，本专利技术结合如下的附图进行了详细说明，本专利技术的目的、特征与特点，将可由此得到深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。图1是现有技术锚索工程的结构示意图； 图2是本专利技术自锁型预应力锚索的结构示意图； 图3是本专利技术自锁器的结构示意图； 图4是自锁器的结构分解示意图。具体实施例方式本专利技术的自锁型预应力锚索是在常规锚索结构的自由段上设置自锁器，通过自锁 器与锚索之间的锁定作用，将自锁器与孔周岩(土)层间的粘结强度传递至锚索上，从而提供自锁荷载。 图2所示为本专利技术自锁型预应力锚索的结构示意图，如图所示，用钢绞线编制的 锚索1埋于锚孔10中，锚索11由锚固段11、自由段12和锚头13三段组成，锚孔10内注 浆，锚固段11通过注浆体与锚孔10孔壁牢固粘结，锚头13通过反力结构固定于孔口处，该 锚固段11和锚头13的结构与现有预应力锚索的结构一样，此处不再赘述。自由段12锚索 表面设有套管(可为PE套管)，因此，尽管孔内注浆，但自由段锚索在拉力作用下仍可在套 管内自由伸长。为了使张拉后的自由段锚索可锁定于锚孔10内，本专利技术的自锁型预应力锚 索在自由段12上设置了多个自锁器21，该多个自锁器21分级分摊将锚索1锁定在锚孔10 内。 如图3所示，该自锁器21包括定位钢管211、承载钢板212、夹片213、限位钢板 214以及前、后盖帽215、216。 参阅图4，定位钢管211呈中空管状，其管壁外部前端2111设有错，并在台阶至端 部的表面设置螺旋反丝2112 ;管壁外部后端2113设置成由薄至厚的楔形状，表面光滑；管 内注浆，在钢管内壁车丝，形成粗糙面，增大摩擦系数，提高钢管内壁与注浆体之间的粘结 强度。该定位钢管211用于定位自锁器21，并保证自锁器21内的锚索与钻孔轴向方向一 致，防止自锁器内锚索与孔周之间形成偏转角，加载后受剪破坏。在完整岩层钻孔内，可不 采用定位钢管211，显然，若自锁器21取消定位钢管211，则与之匹配的前、后盖帽215、216 也相应取消。 前、后盖帽215、216分别安装于定位钢管211的两端，靠近锚固段侧的为前盖帽 215，靠近锚头13的为后盖帽216。前、后盖帽215、216均呈瓶盖状，在前盖帽215的帽盖 上设有多个供锚索穿过的并呈对称分布的通孔2151，前盖帽215帽檐内侧加工成与定位钢 管211前端配合的螺旋正丝，为了保证前盖帽215安装后可与定位钢管211整体表面保持 平整性，前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自锁器，用于锁定锚索，其特征在于，包括：承载钢板和限位钢板，所述承载钢板为圆柱体，其轴向设有供锚索穿过的等径直孔及用于锁定锚索的并呈对称分布的锥形锚孔，所述锥形锚孔沿着锚索的张拉方向相反的方向渐缩锥度，并在锥形锚孔中设有与锚孔结构匹配的用于夹紧锚索的夹片；所述限位钢板呈圆板状，其通过螺栓紧固于所述承载钢板靠近其锥形锚孔大口的一侧，且该限位钢板中设置有刚好允许锚索穿过的圆孔。

【技术特征摘要】
一种自锁器，用于锁定锚索，其特征在于，包括承载钢板和限位钢板，所述承载钢板为圆柱体，其轴向设有供锚索穿过的等径直孔及用于锁定锚索的并呈对称分布的锥形锚孔，所述锥形锚孔沿着锚索的张拉方向相反的方向渐缩锥度，并在锥形锚孔中设有与锚孔结构匹配的用于夹紧锚索的夹片；所述限位钢板呈圆板状，其通过螺栓紧固于所述承载钢板靠近其锥形锚孔大口的一侧，且该限位钢板中设置有刚好允许锚索穿过的圆孔。2. 如权利要求1所述的自锁器，其特征在于，还包括定位钢管及安装在定位钢管两端 的前盖帽和后盖帽，所述前盖帽和后盖帽上设有供所述锚索穿过的通孔，所述承载钢板设 于所述定位钢管内并位于所述定位钢管的后端，所述后盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆元，朱本珍，王建松，黄喆，吴志刚，高和斌，王文灿，
申请(专利权)人：中铁西北科学研究院有限公司深圳南方分院，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]