CN111501748A - 一种预应力锚杆快速张拉装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预应力锚杆快速张拉装置及施工方法，包括底座、设置在底座上的穿心油缸、可拆卸连接在穿心油缸的活塞筒上端的固定环、若干以穿心油缸的活塞筒为中心呈放射状固定在固定盘上侧的导轨、若干分别滑移连接在各个导轨上的滑块以及同步驱动各个滑块沿导轨靠近或远离穿心油缸的驱动组件，所述滑块朝向穿心油缸的一侧固定有夹板；所述底座中部设有锚杆通过孔，所述底座侧面设有扳手通过空间。本发明的优点是：可以适用于不同规格的锚杆，局限性较小。

Description

一种预应力锚杆快速张拉装置及施工方法

技术领域

本发明涉及预应力锚杆张拉施工领域，尤其是涉及一种预应力锚杆快速张拉装置及施工方法。

背景技术

预应力锚杆是由锚头、杆体以及垫板组成，通过锚头产生的锚固力对围岩施加一定的预压应力，主动地加固围岩。

在工程施工过程中，预应力锚杆越来越多的采用张拉法直接施加预应力，这种预应力施加方法相比扭矩扳手施加预应力更加精准和安全，不必测定扭矩系数，而且可以实现多次张拉和拆装，适应多种规格的锚杆的预应力施加。

公开号为CN106284344B的中国专利公开了一种液压单缸张拉器，包括基座、连接杆、缸体、活塞、支撑座、顶部螺母、底部螺母和锚杆，基座穿过锚杆放置在围岩上，基座上端设有凸缘，缸体底部与基座通过凸缘配合连接，缸体内设有活塞，活塞与缸体之间形成腔体，缸体上设有进油口，活塞上设有出油口，进油口和出油口均与腔体相通，锚杆上设有底部螺母，锚杆尾部与连接杆一端固定连接，连接杆另一端固定连接支撑座，支撑座位于活塞上端，连接杆通过顶部螺母紧固。

该液压单缸张拉器是通过连接杆底部的螺纹孔来与锚杆进行连接的，这种连接形式直接导致该液压单缸张拉器具有一定的局限性，一台液压单缸张拉器只能适用于一种规格的锚杆（不同规格锚杆的杆体直径不同，杆体上螺牙间距也不同）。

发明内容

本发明的目的是提供一种预应力锚杆快速张拉装置，其优点是：可以适用于不同规格的锚杆，局限性较小。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种预应力锚杆快速张拉装置，包括底座、设置在底座上的穿心油缸、可拆卸连接在穿心油缸的活塞筒上端的固定环、若干以穿心油缸的活塞筒为中心呈放射状固定在固定盘上侧的导轨、若干分别滑移连接在各个导轨上的滑块以及同步驱动各个滑块沿导轨靠近或远离穿心油缸的驱动组件，所述滑块朝向穿心油缸的一侧固定有夹板；

所述底座中部设有锚杆通过孔，所述底座侧面设有扳手通过空间。

通过上述技术方案，在使用时，可以通过驱动组件驱动滑块沿导轨向靠近穿心油缸的方向移动，从而使夹板将锚杆抱紧，从而将预应力锚杆快速张拉装置与锚杆连接到一起；由于滑块可以在驱动组件的作用下于导轨上自由滑动，从而使夹板可以抱紧在不同规格的锚杆上，从而使得预应力锚杆快速张拉装置可以适用于不同规格的锚杆。

本发明进一步设置为：所述夹板为弧形板，其朝向穿心油缸的一侧为内凹面。

通过上述技术方案，增大夹板与锚杆之间的接触面积，从而使得夹板与锚杆之间不易发生打滑。

本发明进一步设置为：所述夹板朝向穿心油缸的一侧均匀开设有若干盲孔，所述盲孔中安装有防滑组件；所述防滑组件包括两端通透的套筒、滑动设置在套筒中的顶针以及固定套设在顶针上并与套筒滑动配合的密封件；所述夹板中开设有通油腔，所述通油腔与盲孔底部连通，所述夹板背向穿心油缸的一侧设置有与通油腔连通的进油接口和出油接口。

通过上述技术方案，防滑组件的设置可以避免锚杆与夹板之间发生打滑；在夹板将锚杆抱紧后，通过进油接口向通油腔内输入高压液体，从而使高压液体将顶针从套筒中顶出，这时顶针抵接到锚杆上且有一部分顶针会***到锚杆上的螺槽中，从而避免锚杆与夹板之间发生打滑；当完成锚杆的张拉口，可通过出油接口对通油腔中的高压液体进行泄压。

本发明进一步设置为：所述套筒朝向盲孔外一端向内收缩形成防脱缩口。

通过上述技术方案，避免顶针从套筒中脱出。

本发明进一步设置为：所述顶针上套设有复位弹簧，所述复位弹簧一端与防脱缩口抵接，另一端与密封件抵接。

通过上述技术方案，在通过出油接口对通油腔中的高压液体进行泄压后，顶针会在复位弹簧的作用下收回到套筒内。

本发明进一步设置为：所述密封件为橡胶密封圈，所述顶针的周侧壁上开设有供密封件部分嵌入的嵌槽；

所述密封件和所述嵌槽在所述顶针上间隔设置有至少三个。

通过上述技术方案，对套筒与顶针之间进行有效密封，避免防滑组件处漏油。

本发明进一步设置为：所述驱动组件包括设置在固定环上方的外环圈、转动连接在外环圈内的内环圈以及固定连接在外环圈与固定环之间的支腿，所述固定环上侧固定连接有液压缸，所述液压缸的活塞杆与一个滑块固定连接；所述滑块上侧均固定有凸块，所述内环圈上对应凸块的位置开设有腰形的驱动孔，所述凸块***对应的驱动孔中；所述液压缸伸长与缩短时，与所述液压缸相连的滑块沿导轨滑动；所述导轨在所述内环圈上的投影与位于相应导轨上方的驱动孔的长度方向之间总有一个不为90°的夹角。

通过上述技术方案，工作人员可以通过控制液压缸的伸长与缩短，来推动与液压缸连接的滑块向靠近或远离穿心油缸的方向移动，在凸块、驱动孔、内环圈、外环圈以及支撑腿的作用下，其它未与液压缸直接连接的滑块也会向靠近或远离穿心油缸的方向移动。

本发明进一步设置为：所述底座包括底板和U形板，所述U形板倒扣在所述底板上侧且其两端与底板焊接；所述锚杆通过孔包括开设在U形板中部的第一通孔以及开设在底板上的第二通孔。

通过上述技术方案，锚杆可从第一通孔和第二通孔中穿过；U形板与底座之间的间隙可供工作人员持扳手伸入。

本发明进一步设置为：所述底座上固定连接有把手；所述底座上侧固定有用于对穿心油缸进行定位的定位环。

通过上述技术方案，把手的设置便于人携带底座；定位环的设置便于使用者将穿心油缸安装到底座上的固定位置，避免在斜坡上做锚杆张拉时穿心油缸在底座上滑动。

本发明的另一个目的是提供一种锚杆快速张拉方法，利用上述预应力锚杆快速张拉装置来执行部分步骤，该方法包括以下步骤：

步骤一、钻孔；

步骤二、安放锚杆：将锚杆置于钻孔中心处，保证锚杆与钻孔同心，在钻孔中进行混凝土注浆；

步骤三、施加预应力：先将垫板套到锚杆上；然后将螺母旋拧到垫板上；然后将底座套到锚杆上；然后将穿心油缸放置到底座上并使锚杆从穿心油缸中穿过；然后开启驱动组件使得夹板抱紧锚杆；然后控制穿心油缸伸长，以将锚杆张拉至规定预应力值；然后拧紧螺母。

通过上述技术方案，可以快速的完成锚杆安装，预应力施加更加精准和安全，安装完成的锚杆可靠性高。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、预应力锚杆快速张拉装置可以适用于不同规格的锚杆，局限性较小，大大降低了施工单位的设备成本。

2、防滑组件的设置可以避免锚杆与夹板之间发生打滑，提高了预应力锚杆快速张拉装置的可靠性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是为体现穿心油缸与底座的结构所做的示意图；

图3是为体现固定环和连接筒的结构所做的示意图；

图4是为体现锁紧机构的结构所做的示意图；

图5是为体现滑块与液压缸的连接关系所做的示意图；

图6是为体现夹板的结构所做的示意图；

图7是为体现防滑组件的结构所做的示意图。

图中，1、底座；11、U形板；12、底板；13、第一通孔；14、第二通孔；15、定位环；16、定位豁口；17、把手；2、穿心油缸；21、定位块；22、定位槽；3、锁紧机构；31、固定环；32、连接筒；33、定位条；34、导轨；35、滑块；36、夹板；361、通油腔；362、进油接口；363、出油接口；37、驱动组件；371、外环圈；372、支腿；373、液压缸；374、凸块；375、滑孔；376、内环圈；38、防滑组件；381、套筒；382、顶针；383、密封件；384、防脱缩口；385、复位弹簧；4、锚杆；41、螺母；42、垫板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

参照图1，为本发明公开的一种预应力锚杆快速张拉装置，其可以对不同规格的锚杆4进行张拉工作，局限性较小。预应力锚杆快速张拉装置包括底座1、设置在底座1上的穿心油缸2以及设置在穿心油缸2顶部用于将穿心油缸2的活塞筒与锚杆4连接起来的锁紧机构3。

参照图2，底座1包括底板12和U形板11，U形板11倒扣在底板12上侧中部且U形板11的两端与底板12焊接，在U形板11中心处开设有第一通孔13，在底板12上对应第一通孔13的位置开设有第二通孔14，第一通孔13与第二通孔14形成供锚杆4穿过底座1的锚杆4通过孔；U形板11与底板12之间形成可供工作人员手持扳手伸入的扳手通过空间。另外，在U形板11上侧固定连接有定位环15，定位环15与第一通孔13同轴且定位环15的直径大于第一通孔13的直径，在定位环15的内侧壁上开设有至少一个定位豁口16（本实施例以两个为例），上述穿心油缸2的缸体底部与定位环15插接配合，且在穿心油缸2的缸体底部外侧固定连接有与定位豁口16适配的定位块21；使用时，穿心油缸2放置在U形板11上侧，且穿心油缸2上的定位块21***定位豁口16中。

为便于工作人员携带底座1，底板12上侧的两端均焊接有把手17。

参照图1至图3，锁紧机构3包括位于穿心油缸2上方的固定环31，固定环31中心处为一圆孔，在固定环31中心处固定连接有一个与穿心油缸2的活塞筒插接配合的连接筒32，连接筒32上下两端通透，且在连接筒32外侧壁上沿连接筒32轴线方向固定连接有定位条33，在穿心油缸2的活塞筒内壁上开设有与定位条33适配的定位槽22；使用时，连接筒32插接在穿心油缸2的活塞筒内且定位条33位于定位槽22中，在定位条33与定位槽22的作用下，固定环31与穿心油缸2之间不会发生相对转动。

参照图4和图5，锁紧机构3还包括若干以连接筒32中心呈放射状固定连接在固定盘上侧的导轨34、若干分别滑移连接在各个导轨34上的滑块35以及同步驱动各个滑块35沿导轨34靠近或远离连接筒32的驱动组件37，在每个滑块35朝向连接筒32的一侧均固定连接有夹板36，夹板36为弧形板，其朝向连接筒32的一侧为内凹面，且在夹板36朝向连接筒32的一侧均匀嵌设有若干防滑组件38。

参照图4和图5，驱动组件37包括设置在固定环31上方的外环圈371、转动连接在外环圈371内的内环圈376以及固定连接在外环圈371与固定环31之间的支腿372，在固定环31上侧固定连接有液压缸373，液压缸373与一根导轨34平行且液压缸373的活塞杆与该导轨34上的滑块35固定连接，通过控制液压缸373的伸长与缩短可驱动与液压缸373连接的滑块35沿导轨34滑动。在每个滑块35上侧中部均固定连接有圆柱状的凸块374，在内环圈376上对应凸块374的位置开设有腰形的滑孔375，上述凸块374***滑孔375中并与滑孔375滑动配合。工作人员可以通过控制液压缸373的伸长与缩短，来推动与液压缸373连接的滑块35向靠近或远离连接筒32的方向移动，从而使得与液压缸373连接的滑块35通过其上的凸块374推动内环圈376转动，从而使得内环圈376带动其它未与液压缸373直接连接的滑块35沿导轨34滑动。

参照图5和图6，在夹板36朝向连接筒32轴线的一侧开设有若干盲孔，上述防滑组件38分别嵌装在各个盲孔中。参照图7，防滑组件38包括设置在盲孔中且与盲孔底壁抵接的套筒381、滑动设置在套筒381中的顶针382以及至少三个间隔固定套设在顶针382上并与套筒381滑动配合的密封件383，具体的说，密封件383为橡胶密封圈，在顶针382的周侧壁上间隔开设有供密封件383部分嵌入的嵌槽，密封件383分别嵌到各个嵌槽中；套筒381朝向盲孔外一端向内收缩形成防脱缩口384，在顶针382上套设有复位弹簧385，复位弹簧385一端与防脱缩口384抵接，另一端与最靠近防脱缩口384的密封件383抵接，在复位弹簧385的作用下顶针382完全收纳在套筒381中。

参照图6和图7，在夹板36中开设有通油腔361，通油腔361与盲孔底部连通，夹板36背向连接筒32的一侧设置有与通油腔361连通的进油接口362和出油接口363。在通过进油接口362向通油腔361内输入高压液体时，顶针382在高压液体的作用下从套筒381中伸出；之后可通过出油接口363对通油腔361中的高压液体进行泄压，使得顶针382在复位弹簧385的作用下收回到套筒381内。

本实施例的实施原理为：在使用时，先将底座1放置到地面上并使锚杆4从锚杆4通过孔中穿过；然后再将穿心油缸2套到锚杆4上并使穿心油缸2上的穿心油缸2上的定位块21***定位豁口16中；然后在将连接筒32插到穿心油缸2的活塞筒中；然后通过控制液压缸373伸长，来使夹板36将锚杆4抱紧，然后通过进油接口362向通油腔361内输入高压液体，从而使高压液体将顶针382从套筒381中顶出，这时顶针382抵接到锚杆4上且有一部分顶针382会***到锚杆4上的螺槽中，从而避免锚杆4与夹板36之间发生打滑；然后控制穿心油缸2伸长以将锚杆4张拉至规定预应力值；然后使用扳手拧紧锚杆4上的螺母41，完成锚杆4张拉；然后通过出油接口363对通油腔361中的高压液体进行泄压，并控制液压缸373缩短使夹板36松开锚杆4；最后依次将锁紧机构3、穿心油缸2以及底座1从锚杆4上拿开。

实施例二：

一种锚杆4快速张拉方法，利用实施例一公开的预应力锚杆快速张拉装置来执行部分步骤，该方法包括以下步骤：

步骤一、使用钻机在地面上钻孔；

步骤二、安放锚杆4：将锚杆4置于钻孔中心处，保证锚杆4与钻孔同心，在钻孔中进行混凝土注浆；

步骤三、混凝土注浆凝固后对锚杆4施加预应力：先将垫板42套到锚杆4上；然后将螺母41旋拧到垫板42上；然后将底座1套到锚杆4上；然后将穿心油缸2放置到底座1上并使锚杆4从穿心油缸2中穿过；然后开启驱动组件37使得夹板36抱紧锚杆4；然后控制穿心油缸2伸长，以将锚杆4张拉至规定预应力值；然后使用扳手拧紧螺母41；

步骤四、拆除预应力锚杆快速张拉装置。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种预应力锚杆快速张拉装置，其特征是：包括底座1、设置在底座1上的穿心油缸2、可拆卸连接在穿心油缸2的活塞筒上端的固定环31、若干以穿心油缸2的活塞筒为中心呈放射状固定在固定盘上侧的导轨34、若干分别滑移连接在各个导轨34上的滑块35以及同步驱动各个滑块35沿导轨34靠近或远离穿心油缸2的驱动组件37，所述滑块35朝向穿心油缸2的一侧固定有夹板36；

所述底座1中部设有锚杆4通过孔，所述底座1侧面设有扳手通过空间。

2.根据权利要求1所述的一种预应力锚杆快速张拉装置，其特征是：所述夹板36为弧形板，其朝向穿心油缸2的一侧为内凹面。

3.根据权利要求2所述的一种预应力锚杆快速张拉装置，其特征是：所述夹板36朝向穿心油缸2的一侧均匀开设有若干盲孔，所述盲孔中安装有防滑组件38；所述防滑组件38包括两端通透的套筒381、滑动设置在套筒381中的顶针382以及固定套设在顶针382上并与套筒381滑动配合的密封件383；所述夹板36中开设有通油腔361，所述通油腔361与盲孔底部连通，所述夹板36背向穿心油缸2的一侧设置有与通油腔361连通的进油接口362和出油接口363。

4.根据权利要求3所述的一种预应力锚杆快速张拉装置，其特征是：所述套筒381朝向盲孔外一端向内收缩形成防脱缩口384。

5.根据权利要求4所述的一种预应力锚杆快速张拉装置，其特征是：所述顶针382上套设有复位弹簧385，所述复位弹簧385一端与防脱缩口384抵接，另一端与密封件383抵接。

6.根据权利要求3所述的一种预应力锚杆快速张拉装置，其特征是：所述密封件383为橡胶密封圈，所述顶针382的周侧壁上开设有供密封件383部分嵌入的嵌槽；

所述密封件383和所述嵌槽在所述顶针382上间隔设置有至少三个。

7.根据权利要求1所述的一种预应力锚杆快速张拉装置，其特征是：所述驱动组件37包括设置在固定环31上方的外环圈371、转动连接在外环圈371内的内环圈376以及固定连接在外环圈371与固定环31之间的支腿372，所述固定环31上侧固定连接有液压缸373，所述液压缸373的活塞杆与一个滑块35固定连接；所述滑块35上侧均固定有凸块374，所述内环圈376上对应凸块374的位置开设有腰形的驱动孔，所述凸块374***对应的驱动孔中；所述液压缸373伸长与缩短时，与所述液压缸373相连的滑块35沿导轨34滑动；所述导轨34在所述内环圈376上的投影与位于相应导轨34上方的驱动孔的长度方向之间总有一个不为90°的夹角。

8.根据权利要求1所述的一种预应力锚杆快速张拉装置，其特征是：所述底座1包括底板12和U形板11，所述U形板11倒扣在所述底板12上侧且其两端与底板12焊接；所述锚杆4通过孔包括开设在U形板11中部的第一通孔13以及开设在底板12上的第二通孔14。

9.根据权利要求1所述的一种预应力锚杆快速张拉装置，其特征是：所述底座1上固定连接有把手17；所述底座1上侧固定有用于对穿心油缸2进行定位的定位环15。

10.一种锚杆4快速张拉方法，其特征是：利用权利要求1-8中任意一项所述的预应力锚杆快速张拉装置来执行部分步骤，该方法包括以下步骤：

步骤一、钻孔；

步骤二、安放锚杆4：将锚杆4置于钻孔中心处，保证锚杆4与钻孔同心，在钻孔中进行混凝土注浆；

步骤三、施加预应力：先将垫板42套到锚杆4上；然后将螺母41旋拧到垫板42上；然后将底座1套到锚杆4上；然后将穿心油缸2放置到底座1上并使锚杆4从穿心油缸2中穿过；然后开启驱动组件37使得夹板36抱紧锚杆4；然后控制穿心油缸2伸长，以将锚杆4张拉至规定预应力值；然后拧紧螺母41。

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