CN105863294A - 一种复合式锚杆装置及利用锚杆装置锚固来加固截面的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合式锚杆装置及利用锚杆装置锚固来加固截面的方法，包括：锚杆、定位螺母、固定锥、固定套管、压板以及紧固螺母；锚杆内设有内螺纹孔，锚杆的***端设置与螺纹孔连通的分隔槽，分隔槽用于将杆体分为若干受挤压向外扩的变形部；定位螺母套设在锚杆上，用于调节锚杆的植入深度；固定锥插设在锚杆内，且尖部具有挤压所述变形部的锥面，后部固定有外螺纹；固定套管的一端套接固定锥，另一端套设有压板以及固定压板的紧固螺母。该锚杆装置，可以有效控制锚杆的植入深度，一方面避免待加固件出现混凝土保护层剥离破坏现象，另一方面可避免加固层与待加固构件间出现界面剥离的破坏现象。本发明还公开利用该锚杆装置锚固来加固截面的方法。

Description

一种复合式锚杆装置及利用锚杆装置锚固来加固截面的方法

技术领域

本发明涉及机械装置领域，具体涉及一种复合式锚杆装置及利用锚杆装置锚固来加固截面的方法。

背景技术

增大截面加固法即常所说的加大截面加固法。它是通过采用与原构件相同或更好的材料，在原构件外侧浇筑混凝土并配以足够的钢筋用以增大构件的截面尺寸来达到提高构件承载力、刚度、及稳定性的目的。目前增大截面加固法同其他加固法一样面临着新老界面剥离及混凝土保护层剥离的问题。

通过设置一定数量的锚杆锚固可以有效地防止界面剥离的产生，并且当锚杆植入深度较大时还能有效地防止混凝土保护层剥离的产生。利用锚杆锚固具有简单高效、材料利用率高的特点。然而通常的锚杆装置设置不能有效地调节植入深度，导致锚杆植入高度高低，通常并不能限制混凝土保护层剥离的发生。普通锚杆锚固装置通过对锚杆施加预紧力来达到提高界面剥离强度的目的，然而受限锚杆植入高度预紧力并不能有效施加。因此锚杆锚固装置对提高界面剥离强度的效果也并非理想。

需要加固的构件混凝土通常都已遭到部分损伤，因此存在较大的混凝土裂缝。采用增大截面加固法明，裂缝底部与加固层之前通常都存在较大空隙。这种空隙的存在降低了界面粘结强度，因此有必要对混凝土裂缝进行填补。目前填补混凝土裂缝主要是利用高压将环氧树脂通过植入孔注入到混凝土中，但是这种方法用到增大截面加固法中施工程序过于繁琐，并且注入树脂浆体后再喷射混凝土易引起加固筋位置混凝土不饱满存在一定的缝隙从而降低了新老界面的粘结强度。

发明内容

本发明提供了一种复合式锚杆装置，可以有效控制锚杆的植入深度，一方面可避免待加固构件出现混凝土保护层剥离破坏现象，另一方面可避免加固层与待加固构件间出现界面剥离的破坏现象。

本发明公开了一种复合式锚杆装置，包括：

锚杆、定位螺母、固定锥、固定套管、压板以及紧固螺母；

所述锚杆内设有内螺纹孔，锚杆的***端设置与螺纹孔连通的分隔槽，所述分隔槽用于将杆体分为若干受挤压向外扩的变形部；

所述定位螺母套设在锚杆上，用于调节锚杆的植入深度；

所述固定锥插设在所述的锚杆内，且尖部具有挤压所述变形部的锥面，后部固定有外螺纹；

所述固定套管的一端套接所述的固定锥或锚杆，另一端套设有所述的压板以及固定所述压板的紧固螺母。

作为优选，所述锚杆沿轴向分为中空段、过渡段和带所述分隔槽的开槽段，外径d_w为10～12mm。

进一步优选，所述中空段长度l_z为30～35mm，内径d_n为6～8mm；

进一步优选，所述过渡段的内径沿轴向逐渐收敛以适应所述的锥面，长度l_g为4～6mm。

进一步优选，所述开槽段为轴向延伸的十字槽，十字槽长度l_k为10～12mm，宽度d_k为2～4mm。

作为优选，所述定位螺母与紧固螺母的尺寸完全相同，为正六边形，边长d_lm为20～22mm，厚度t_l为5～8mm，内部螺纹孔的直径d_ln＝d_w。

作为优选，所述固定锥包括尖部带有锥面的锥体，固定有外螺纹的螺纹端以及连接所述锥体与螺纹端的连接垫。

进一步优选，所述锥体沿轴向分为圆柱段和带所述锥面的尖锥段；

圆柱段的长度l_yz为30～35mm，直径d_ll为5.5～7.5mm。尖锥段的长度l_jz为5～8mm，锥口直径d_z为1～2mm。

作为优选，所述的固定有外螺纹的螺纹端的长度l_lw为10～12mm，直径d_lw为6～8mm。

进一步优选，所述连接垫为圆柱体，厚度t_lj为2～4mm，底面直径d_lj为10～12mm。

作为优选，所述固定套管套接固定锥的一端带有内螺纹，套设有压板以及固定所述压板的紧固螺母的另一端带有外螺纹。

进一步优选，内螺纹端的长度l_nl为10～15mm，内径d_nln＝d_lw，外径d_nlw＝d_w；

外螺纹端的长度l_wl为20～25mm，直径d_wl＝d_w。

作为优选，所述压板的中间开孔，开孔间距s_kg为400～500mm,长度l_lg为1500～1800mm，宽度l_wg＝3d_lm，厚度l_tg为5～8mm，孔直径d_kg为12～14mm，开孔间距和压板间距由锚杆群位置决定。

本发明还公开了利用上述的复合式锚杆装置锚固来加固截面的方法，具体为：

a.在待加固构件上钻孔，并清洗孔内灰尘；

b.将定位螺母套在锚杆上，将锚杆打入所钻孔内，拧紧定位螺母以固定位于待加固构件表面的加固钢筋；

c.将固定锥插设在锚杆内，利用固定锥尖锥段的锥面挤压锚杆，使锚杆内的各变形部外扩，将锚杆牢牢嵌固于待加固构件之中；

d.将固定套管套接在固定锥上，并拧紧；

e.在待加固构件的表面浇筑覆盖加固钢筋的加固层，并养护；

f.将压板套设在固定套管上使其紧贴加固层，并利用紧固螺母固定所述的压板，对待加固构件施加预紧力。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明通过在锚杆上安装定位螺母，能有效地控制锚杆的植入深度，从而能有效避免待加固构件出现混凝土保护层剥离破坏现象。

2、将固定锥插设在锚杆内，利用固定锥尖锥段的锥面挤压锚杆，使得锚杆***端的变形部外扩，保证锚杆牢固嵌固于待加固构件中，这种机械粘结方式比胶粘方式强度更高。

3、通过将压板紧贴加固层并套设在固定套管上，利用紧固螺母和压板对加固层施加预紧力，使加固层与待加固构件连接非常紧密从而能有效地避免出现加固层与待加固构件出现界面剥离的破坏现象。

本发明的装置简易，制作简单高效、利用率高，因而具有很好的经济性和适用性。

附图说明

图1为本发明的锚杆的左视图(a)、右视图(c)及剖面图(b)；

图2为本发明的定位螺母与紧固螺母的主视图(a)和侧视图(b)；

图3为本发明的固定锥的剖面图；

图4为本发明的固定套管的剖面图；

图5为本发明的压板的主视图(a)和侧视图(b)；

图6为本发明的复合式锚杆装置的组合图；

图7为单根锚杆锚固的加固施工图，图中(a)为在待加固构件上钻孔

的施工图，(b)为将锚杆打入所钻孔内的施工图，(c)为将固定锥***锚杆的施工图，(d)为加固结束后的施工图；

图8为多组锚杆锚固的侧视图；

图9为多组锚杆锚固的仰视图；

图中，1-锚杆，2-定位螺母，3-固定锥，4-固定套管，5-压板，6-

紧固螺母，7-待加固构件，8-加固层，9-加固钢筋；

11-中空段，12-过渡段，13-开槽段；

31-锥体，32-连接垫，33-螺纹端，311-圆柱段，312-尖锥段；

41-外螺纹端，42-内螺纹端。

具体实施方式

如附图所示，本发明的复合式锚杆装置包括锚杆1、定位螺母2、固定锥3、固定套管4、压板5以及紧固螺母6；

锚杆1为螺纹管，外径d_w为10mm，锚杆1的***端设置与螺纹孔连通的分隔槽。锚杆1沿轴向分为中空段11、过渡段12和带有分隔槽的开槽段13。中空段11的长度l_z为30mm，孔径d_n为6mm。过渡段12的长度l_g为4mm，过渡段12的内径沿轴向逐渐收敛。开槽段13带有分隔槽，为轴向延伸的十字槽，用于将锚杆1的杆体分为若干受挤压向外扩的变形部，该十字槽的长度l_k为10mm，宽度d_k为2mm。

定位螺母2套设在锚杆1上，用于调节锚杆1的植入深度。定位螺母2为正六边形，边长d_lm为20mm，厚度t_l为5mm，内部螺纹孔的直径d_ln＝d_w，为10mm。

固定锥3包括尖部带有锥面的锥体31，固定有外螺纹的螺纹端33以及连接所述锥体31与螺纹端33的连接垫32。锥体31沿轴向又分为圆柱段311和带所述锥面的尖锥段312。圆柱段311的长度l_yz为30mm，底面直径为5.5mm。尖锥段312的长度l_jz为5mm，锥口直径d_z为1mm。螺纹端33的长度l_lw为10mm，直径d_lw为6mm。连接垫32为圆柱体，厚度t_lj为2mm，底面直径d_lj为10mm。固定锥3插设在锚杆1内，其尖锥段312带有锥面，用于挤压锚杆1内的变形部，锚杆1的过渡段12的内径沿轴向逐渐收敛，即为适应该锥面。

固定套管4的一端为内螺纹端42，用于套设在固定锥3上；另一端为外螺纹端41，套设有压板5以及固定该压板的紧固螺母6。内螺纹端42的长度l_nl为10mm，内径d_nlnn＝d_lw，为6mm，外径d_nlw＝d_w，为10mm。外螺纹端41的长度l_wl可变，可随加固层的厚度进行加工，本实施例中为20mm，直径d_wl＝d_w，为10mm。

紧固螺母6的尺寸与定位螺母2的完全相同，紧固螺母6套设在固定套管4上，用于固定压板5，使压板5紧贴加固层8，对加固层8施加预紧力，使加固层8与待加固构件7紧密连接。

图7中给出了锚杆锚固的加固施工图，具体为：

a.在待加固构件7上利用钻头钻孔，并通过高压气流或高压水柱清洗孔内的灰尘，如图7中(a)所示。

b.将定位螺母2套在锚杆1上，将锚杆1打入所钻孔内，拧紧定位螺母2以固定位于待加固构件7表面的加固钢筋9，如图7中(b)所示。

c.将固定锥3插设在锚杆1内，利用固定锥尖锥段312的锥面挤压锚杆1，使锚杆1内的各变形部外扩，将锚杆1牢牢嵌固于待加固构件7之中，如图7中(c)所示。

d.通过内螺纹端42将固定套管4套接在固定锥3上，并拧紧。

e.依据待加固构件7的底部几何尺寸安装多行位置平行的锚杆群。

f.在待加固构件7的表面浇筑覆盖加固钢筋9的加固层8，并养护；

g.将压板5套设在固定套管4的外螺纹端41，使压板5紧贴加固层8，并利用紧固螺母6固定压板5，对待加固构件7施加预紧力，如图7中(d)所示。

为保证锚杆锚固的质量，本实施例中设置了四组平行设置的锚杆群，每组锚杆群包含四个锚杆，每组锚杆群套设在一个压板中，如图6和7所示。

压板5为带有四个开孔的钢板条带，其长度l_lg为1500mm，宽度l_wg＝3d_lm，为60mm，厚度l_tg为5mm，孔直径d_kg为12mm，开孔间距s_kg为400mm，相邻压板间的间距为200mm，开孔间距和压板间距由锚杆群位置决定。

Claims (10)

1.一种复合式锚杆装置，其特征在于，包括：

锚杆、定位螺母、固定锥、固定套管、压板以及紧固螺母；

所述锚杆内设有内螺纹孔，锚杆的***端设置与螺纹孔连通的分隔槽，所述分隔槽用于将杆体分为若干受挤压向外扩的变形部；

所述定位螺母套设在锚杆上，用于调节锚杆的植入深度；

所述固定锥插设在所述的锚杆内，且尖部具有挤压所述变形部的锥面，后部固定有外螺纹；

所述固定套管的一端套接所述的固定锥，另一端套设有所述的压板以及固定所述压板的紧固螺母。

2.根据权利要求1所述的复合式锚杆装置，其特征在于，

所述锚杆沿轴向分为中空段、过渡段和带所述分隔槽的开槽段，外径d_w为10～12mm。

3.根据权利要求2所述的复合式锚杆装置，其特征在于，所述中空段长度l_z为30～35mm，内径d_n为6～8mm；

所述过渡段的内径沿轴向逐渐收敛以适应所述的锥面，长度l_g为4～6mm。

4.根据权利要求2所述的复合式锚杆装置，其特征在于，所述开槽段为轴向延伸的十字槽，十字槽长度l_k为10～12mm，宽度d_k为2～4mm。

5.根据权利要求1所述的复合式锚杆装置，其特征在于，所述定位螺母与紧固螺母的尺寸完全相同，为正六边形，边长d_lm为20～22mm，厚度t_l为5～8mm，内部螺纹孔的直径d_ln＝d_w。

6.根据权利要求1所述的复合式锚杆装置，其特征在于，所述固定锥包括尖部带有锥面的锥体，固定有外螺纹的螺纹端以及连接所述锥体与螺纹端的连接垫。

7.根据权利要求6所述的复合式锚杆装置，其特征在于，所述锥体沿轴向分为圆柱段和带所述锥面的尖锥段；

圆柱段的长度l_yz为30～35mm，直径d_ll为5.5～7.5mm。尖锥段的长度l_jz为5～8mm，锥口直径d_z为1～2mm。

8.根据权利要求1所述的复合式锚杆装置，其特征在于，所述固定套管套接固定锥的一端带有内螺纹，套设有压板以及固定所述压板的紧固螺母的另一端带有外螺纹。

9.根据权利要求8所述的复合式锚杆装置，其特征在于，内螺纹端的长度l_nl为5～8mm，内径d_nln＝d_lw，外径d_nlw＝d_w；

外螺纹端的长度l_wl为20～25mm，直径d_wl＝d_w。

10.一种利用根据权利要求1所述的复合式锚杆装置锚固来加固截面的方法，其特征在于，具体为：

a.在待加固构件上钻孔，并清洗孔内灰尘；

b.将定位螺母套在锚杆上，将锚杆打入所钻孔内，拧紧定位螺母以固定位于待加固构件表面的加固钢筋；

c.将固定锥插设在锚杆内，利用固定锥尖锥段的锥面挤压锚杆，使锚杆内的各变形部外扩，将锚杆牢牢嵌固于待加固构件之中；

d.将固定套管套接在固定锥上，并拧紧；

e.在待加固构件的表面浇筑覆盖加固钢筋的加固层，并养护；

f.将压板套设在固定套管上使其紧贴加固层，并利用紧固螺母固定所述的压板，对待加固构件施加预紧力。