CN112523208A - 一种预应力锚杆及其施工方法 - Google Patents

一种预应力锚杆及其施工方法 Download PDF

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CN112523208A CN202011292964.XA CN202011292964A CN112523208A CN 112523208 A CN112523208 A CN 112523208A CN 202011292964 A CN202011292964 A CN 202011292964A CN 112523208 A CN112523208 A CN 112523208A
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Abstract

本申请涉及一种预应力锚杆及其施工方法,预应力锚杆包括内部中空的杆体,杆体内转动安装有转动杆,杆体外壁上开设有安装槽,转动杆上设有两段旋向相反的螺纹,转动杆上设置有加固组件,加固组件包括与转动杆的一段螺纹螺纹连接的第一连接杆、与转动杆的另一段螺纹螺纹连接的第二连接杆以及安装于安装槽内的弧形加固板,弧形加固板两端分别与第一连接杆和第二连接杆固定,转动杆上设置有防止弧形加固板朝转动杆一侧弯曲的抵触组件。本申请中,当工作人员将锚杆钉入待加固岩层中后,工作人员需转动转动杆,使得第二连接杆与第一连接杆相互靠近,在抵触组件的作用下,弧形加固板朝远离转动杆的一侧弯曲,以此增强了锚杆与待加固岩层之间的预应力。

Description

一种预应力锚杆及其施工方法
技术领域
本申请涉及锚杆技术领域,尤其是涉及一种预应力锚杆及其施工方法。
背景技术
公路边坡可以保持公路路基的强度和稳定性,减少公路路基病害的发生,为减少公路边坡的水土流失,相关技术中通常在边坡的护坡板上插设预应力锚杆,预应力锚杆端部埋设于边坡的土层中,从而增强护坡板的护坡作用。
相关技术的公告号为CN2425197的中国专利公开了一种预应力锚杆,由杆体、托盘、锥形楔片构成,在托盘的中心部位设有锥形孔,锥形楔片的内孔设有锯齿形倒齿。在使用时,预应力锚杆的杆体***待加固岩层中。
针对上述中的相关技术,发明人认为存在以下缺陷:杆体为圆柱状结构,杆体与待加固岩层之间的预应力作用较差,当杆体受到外力作用时,杆体与待加固岩层之间的连接容易发生松动。
发明内容
为了增强杆体与待加固岩层之间的预应力,提升杆体与待加固岩层之间的连接作用,本申请的目的之一是提供一种预应力锚杆。
本申请提供的一种预应力锚杆采用如下的技术方案:
一种预应力锚杆,包括内部中空的杆体,所述杆体的一端为尖端,所述杆体内转动安装有转动杆,所述转动杆的轴线与杆体的轴线重合,所述杆体外壁上开设有与杆体内部连通的安装槽,所述转动杆与安装槽对应的位置上设有两段旋向相反的螺纹,所述转动杆上设置有加固组件,所述加固组件包括与转动杆的一段螺纹螺纹连接的第一连接杆、与转动杆的另一段螺纹螺纹连接的第二连接杆以及安装于安装槽内的弧形加固板,所述弧形加固板的两端分别与第一连接杆和第二连接杆固定,所述转动杆上设置有防止弧形加固板朝向转动杆一侧弯曲的抵触组件。
通过采用上述技术方案,在工作人员将预应力锚杆钉入待加固岩层中后,工作人员只需转动转动杆,使得第二连接杆与第一连接杆相互靠近,在抵触组件的作用下,弧形加固板朝向远离转动杆的一侧弯曲,以此使得弧形加固板远离转动杆一侧的弧形表面与待加固岩层之间抵紧,从而增强了杆体与待加固岩层之间的预应力,提升了杆体与待加固岩层之间的连接作用。
可选的,所述抵触组件包括与杆体内壁固定的限位板,所述转动杆上的两段螺纹关于限位板对称设置,且所述转动杆贯穿限位板并与限位板间隙配合。
通过采用上述技术方案,当工作人员转动转动杆时,分别位于转动杆两段螺纹上的第一连接杆与第二连接杆相互靠近,在此过程中,限位板对弧形加固板起到了良好的限位作用,以此降低了弧形加固板朝向转动杆一侧发生弯曲的概率。
可选的,所述限位板侧壁与安装槽对应的位置上开设有安装孔,所述抵触组件包括与安装孔靠近转动杆一侧的侧壁固定的弹簧以及与弹簧远离转动杆的一端固定并设置于安装孔内的抵接杆。
通过采用上述技术方案,在工作人员转动转动杆,并使得第一连接杆与第二连接杆相互靠近的过程中,在弹簧的弹力作用下,抵接杆远离转动杆的一端与弧形加固板靠近转动杆一侧的表面抵紧,从而便于弧形加固板朝向远离转动杆的一侧弯曲,有利于增强杆体与待加固岩层之间的预应力。
可选的,所述杆体远离其尖部的一端固定有挡板,所述挡板上设置有安装板,所述安装板上设置有驱使转动杆转动的驱动组件,所述驱动组件包括固定于安装板上的蓄电池、固定于安装板上并与蓄电池电性连接的电机、固定套设于电机输出轴上的主动齿轮以及套设于转动杆上并与主动齿轮啮合的从动齿轮,所述从动齿轮上安装有用于将从动齿轮与转动杆固定的固定组件。
通过采用上述技术方案,在固定组件的作用下,以此对从动齿轮与转动杆起到了良好的固定作用。为降低工作人员转动转动杆的难度,工作人员只需开启电机,电机工作后带动主动齿轮转动,以此使得与主动齿轮啮合的从动齿轮以及与从动齿轮固定的转动杆均转动,从而降低了工作人员转动转动杆的难度。
可选的,所述安装板上贯穿设置有与挡板螺纹连接的第一螺栓,所述固定组件包括套设于转动杆上并与从动齿轮固定的套管以及贯穿设置于套管上并与转动杆螺纹连接的第二螺栓。
通过采用上述技术方案,当工作人员通过驱动组件驱使转动杆转动,以此使得弧形加固板朝向远离转动杆的一侧弯曲后,工作人员需拧下第一螺栓和第二螺栓,从而便于工作人员对从动齿轮以及安装板进行拆卸,以便工作人员将驱动组件应用于其他杆体的安装工作中去,有利于节约施工成本。
可选的,所述弧形加固板靠近转动杆一侧的弧形表面上固定有注浆管,所述挡板以及安装板上均开设有供注浆管穿过的穿孔,且所述弧形加固板处的注浆管上贯穿开设有注浆孔。
通过采用上述技术方案,当弧形加固板发生弯曲后,为增强弧形加固板与待加固岩层之间的连接作用,工作人员需通过注浆管注浆,以此使得混凝土砂浆从注浆孔流出,随后,从注浆孔流出的混凝土砂浆在弧形加固板处凝固,进一步增强了弧形加固板与待加固岩层之间的连接作用。
本发明的目的之二是提供一种预应力锚杆的施工方法,包括如下几个步骤:
(1)将杆体的尖端朝向待加固岩层,并将杆体的主体部分打入待加固岩层中,直至挡板靠近杆体尖端一侧的表面与待加固岩层表面贴合;
(2)开启电机,使得主动齿轮、从动齿轮以及转动杆均转动,以此使得第一连接杆与第二连接杆相互靠近,在抵接杆的作用下,弧形加固板朝向远离转动杆的一侧弯曲,以便增强杆体与待加固岩层之间的预应力;
(3)向注浆管中注入混凝土砂浆,使得混凝土砂浆从注浆孔中流出,以便混凝土砂浆在弧形加固板弯曲处的待加固岩层周围凝固,进一步增强杆体与待加固岩层之间的预应力。
通过采用上述技术方案,当工作人员通过驱动组件驱使转动杆转动,并使得第一连接杆与第二连接杆相互靠近后,弧形加固板朝向远离转动杆的一侧弯曲,以此使得弧形加固板远离转动杆一侧的表面与待加固岩层之间抵紧,从而增强了强杆体与待加固岩层之间的预应力。由注浆管注入的混凝土砂浆流出注浆孔,当混凝土砂浆在弧形加固板弯曲处的待加固岩层周围凝固后,增强了杆体与待加固岩层之间的预应力。
可选的,预应力锚杆的施工方法还包括如下步骤:拧下第一螺栓并拆下从动齿轮,同时拧下第二螺栓并拆卸安装板,随后将安装板远离杆体一侧的转动杆截除,在转动杆与挡板之间的相交处浇注混凝土。
通过采用上述技术方案,当浇注的混凝土在转动杆与挡板之间的相交处凝固后,使得转动杆与挡板之间的连接作用更加牢固,避免了转动杆受外力作用转动,并使得弧形加固板的位置发生松动的情况。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
本申请中,当工作人员将锚杆钉入待加固岩层中后,工作人员需转动转动杆,以此使得第二连接杆与第一连接杆相互靠近,在抵触组件的作用下,弧形加固板朝向远离转动杆的一侧弯曲,以此增强了锚杆与待加固岩层之间的预应力;
本申请在工作人员转动转动杆,并使得第一连接杆与第二连接杆相互靠近的过程中,在弹簧与抵接杆的配合作用下,降低了弧形加固板朝向转动杆一侧弯曲的概率;
本申请为降低工作人员转动转动杆的难度,工作人员只需开启电机,电机工作后带动主动齿轮转动,以此使得主动齿轮、从动齿轮以及转动杆均转动,从而便于第二连接杆与第一连接杆相互靠近,以便弧形加固板朝向远离转动杆的一侧弯曲。
附图说明
图1是申请实施例的预应力锚杆在未使用时的结构示意图。
图2是申请实施例的预应力锚杆在使用状态时的结构示意图。
图3是申请实施例用于凸显杆体内部结构的示意图。
附图标记说明:1、杆体;11、挡板;111、安装板;1111、第一螺栓;12、安装槽;2、转动杆;3、加固组件;31、第一连接杆;32、第二连接杆;33、弧形加固板;4、抵触组件;41、限位板;411、安装孔;42、弹簧;43、抵接杆;5、驱动组件;51、蓄电池;52、电机;53、主动齿轮;54、从动齿轮;6、固定组件;61、套管;62、第二螺栓;7、注浆管;71、注浆孔。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种预应力锚杆及其施工方法。参照图1及图2,预应力锚杆包括杆体1、挡板11、转动杆2、加固组件3、抵触组件4、安装板111以及驱动组件5。杆体1为内部中空的圆柱状结构,其一端为尖端,杆体1的另一端开口,且杆体1外壁上开设有与杆体1内部连通的安装槽12,在本实施例中,安装槽12的数量为四个并均匀分布于杆体1周侧。挡板11为圆板状结构,其轴线与杆体1的轴线重合,挡板11靠近杆体1尖端一侧的表面与杆体1远离杆体1尖部的一端固定。转动杆2为圆杆状结构,其轴线与杆体1的轴线重合,转动杆2转动安装于杆体1内,转动杆2远离杆体1尖部的一端贯穿挡板11并与挡板11转动连接,转动杆2与安装槽12对应的位置上设置有两段螺纹,且两段螺纹的螺距相等、旋向相反。
参照图2,加固组件3设置于转动杆2上,用于加固杆体1与待加固岩层之间的连接作用,结合图3所示,加固组件3包括第一连接杆31、第二连接杆32以及弧形加固板33。第一连接杆31为十字形杆状结构,其横截面为矩形,第一连接杆31套设于转动杆2的其中一段螺纹上并与转动杆2螺纹连接,且第一连接杆31远离转动杆2轴线的一端延伸至安装槽12内。第二连接杆32亦为十字形杆状结构,其横截面为矩形,第二连接杆32套设于转动杆2的另一段螺纹上并与转动杆2螺纹连接,且第二连接杆32远离转动杆2轴线的一端亦延伸至安装槽12内。弧形加固板33为弧形板状结构,其数量为四个,四个弧形加固板33分别安装于四个安装槽12内,弧形加固板33一端的内表面与第一连接杆31远离转动杆2的一端固定,弧形加固板33另一端的内表面与第二连接杆32远离转动杆2的一端固定。
参照图2,抵触组件4设置于转动杆2上,用于防止弧形加固板33朝向转动杆2一侧弯曲,结合图3所示,抵触组件4包括限位板41、弹簧42以及抵接杆43。限位板41为圆板状结构,其轴线与杆体1的轴线重合,限位板41的侧壁与杆体1内壁贴合并固定,转动杆2上的两段螺纹关于限位板41对称设置,且转动杆2贯穿限位板41并与限位板41间隙配合。限位板41侧壁上开设有安装孔411,安装孔411的横截面为矩形,安装孔411的数量为四个,且四个安装孔411的位置分别与四个安装槽12的位置对应。弹簧42的数量为四个,四个弹簧42分别设置于四个安装孔411内,且弹簧42的一端与安装孔411靠近转动杆2一侧的侧壁固定。抵接杆43为方形杆状结构,其数量为四个,四个抵接杆43分别设置于四个安装孔411内,且抵接杆43靠近转动杆2的一端与弹簧42远离转动杆2的一端固定。在工作人员将杆体1打入待加固岩层的过程中,弹簧42发挥弹力作用,并使得抵接杆43一端与防止弧形加固板33靠近转动杆2一侧的弧形表面抵接,以此对弧形加固板33起到了良好的抵触作用,降低了弧形加固板33朝向转动杆2一侧弯曲的概率。
参照图1,安装板111为圆板状结构,其设置于挡板11远离杆体1的一侧,转动杆2贯穿安装板111并与安装板111转动连接,安装板111上贯穿设置有与安装板111间隙配合的第一螺栓1111,且第一螺栓1111与挡板11螺纹连接,以便工作人员将安装板111可拆卸安装于挡板11上。
参照图1,驱动组件5设置于安装板111上,用于驱使转动杆2转动,且驱动组件5包括蓄电池51、电机52、主动齿轮53以及从动齿轮54。蓄电池51以及电机52均固定于安装板111远离杆体1一侧的表面上,电机52与蓄电池51电性连接,且电机52输出轴的轴线与杆体1的轴线平行。主动齿轮53的轴线与电机52输出轴的轴线重合,主动齿轮53套设于电机52的输出轴上并与电机52的输出轴固定。从动齿轮54的轴线与转动杆2的轴线重合,其套设于转动杆2上并与转动杆2间隙配合,从动齿轮54与主动齿轮53啮合,且从动齿轮54上设置有用于将从动齿轮54与转动杆2固定的固定组件6。
参照图1,固定组件6包括套管61以及第二螺栓62,套管61为圆管状结构,套管61的轴线与转动杆2的轴线重合,套管61与转动杆2间隙配合,且套管61的上端面与从动齿轮54的底面固定。第二螺栓62的轴线与套管61的轴线垂直并相交,其贯穿设置于套管61上并与套管61间隙配合,且第二螺栓62与转动杆2螺纹连接,以此便于工作人员拧紧第二螺栓62并将从动齿轮54与转动杆2固定。结合图3所示,当工作人员将杆体1钉入待加固岩层,且挡板11靠近杆体1尖端一侧的表面与待加固岩层表面贴合时,为增强杆体1与待加固岩层之间的连接作用,工作人员需开启电机52,电机52工作后带动主动齿轮53转动,以此使得与主动齿轮53啮合的从动齿轮54以及与从动齿轮54固定的转动杆2均转动,由于第一连接杆31和第二连接杆32分别与转动杆2的两段旋向相反的螺纹螺纹连接,从而使得第一连接杆31与第二连接杆32相互靠近,在第一连接杆31与第二连接杆32的配合作用下,弧形加固板33朝向远离转动杆2的一侧弯曲,以便弧形加固板33外表面与待加固岩层之间抵紧,增强了杆体1与待加固岩层之间连接的稳定性。
参照图3,弧形加固板33靠近转动杆2一侧的弧形表面上固定有注浆管7,弧形加固板33处的注浆管7上贯穿开设有多个注浆孔71,注浆管7的主体部分位于杆体1内,且挡板11以及安装板111上均开设有供注浆管7穿过的穿孔(图中未示出)。为增强弧形加固板33与待加固岩层之间的连接作用,工作人员只需通过注浆管7注入混凝土砂浆,混凝土砂浆从注浆孔71流出,随后,砂浆在弧形加固板33周围凝固,以此增强了弧形加固板33与待加固岩层之间的连接作用。
参照图2及图3,该预应力锚杆的施工方法包括如下几个步骤:
(1)将杆体1的尖端朝向待加固岩层,并将杆体1的主体部分打入待加固岩层中,直至挡板11靠近杆体1尖端一侧的表面与待加固岩层表面贴合;
(2)开启电机52,使得主动齿轮53、从动齿轮54以及转动杆2均转动,以此使得第一连接杆31与第二连接杆32相互靠近,在抵接杆43的作用下,弧形加固板33朝向远离转动杆2的一侧弯曲,以便增强杆体1与待加固岩层之间的预应力;
(3)向注浆管7中注入混凝土砂浆,使得混凝土砂浆从注浆孔71中流出,以便混凝土砂浆在弧形加固板33弯曲处的待加固岩层周围凝固,进一步增强杆体1与待加固岩层之间的预应力;
(4)拧下第一螺栓1111并拆下从动齿轮54,同时拧下第二螺栓62并拆卸安装板111,随后将安装板111远离杆体1一侧的转动杆2截除,在转动杆2与挡板11之间的相交处浇注混凝土。
参照图3,当工作人员将从动齿轮54以及安装板111均拆除,截去多余的转动杆2,并在转动杆2与挡板11之间的相交处浇注混凝土后,混凝土在转动杆2与挡板11的相交处凝固,以此对转动杆2的自由转动起到了良好的限制作用,避免了因转动杆2转动而影响弧形加固板33与待加固岩层之间连接稳定性的情况。
本申请实施例一种预应力锚杆及其施工方法的实施原理为:在使用时,工作人员首先需将杆体1的尖端朝向待加固岩层,并将杆体1的主体部分打入待加固岩层中,直至挡板11靠近杆体1尖端一侧的表面与待加固岩层表面贴合;随后,工作人员需开启电机52,电机52工作后带动主动齿轮53转动,以此使得与主动齿轮53啮合的从动齿轮54以及与从动齿轮54固定的转动杆2均转动,从而使得第一连接杆31与第二连接杆32相互靠近,在第一连接杆31与第二连接杆32的配合作用下,弧形加固板33朝向远离转动杆2的一侧弯曲,以便弧形加固板33外表面与待加固岩层之间抵紧,增强了杆体1与待加固岩层之间连接的稳定性。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种预应力锚杆,包括内部中空的杆体(1),所述杆体(1)的一端为尖端,所述杆体(1)内转动安装有转动杆(2),所述转动杆(2)的轴线与杆体(1)的轴线重合,其特征在于:所述杆体(1)外壁上开设有与杆体(1)内部连通的安装槽(12),所述转动杆(2)与安装槽(12)对应的位置上设有两段旋向相反的螺纹,所述转动杆(2)上设置有加固组件(3),所述加固组件(3)包括与转动杆(2)的一段螺纹螺纹连接的第一连接杆(31)、与转动杆(2)的另一段螺纹螺纹连接的第二连接杆(32)以及安装于安装槽(12)内的弧形加固板(33),所述弧形加固板(33)的两端分别与第一连接杆(31)和第二连接杆(32)固定,所述转动杆(2)上设置有防止弧形加固板(33)朝向转动杆(2)一侧弯曲的抵触组件(4)。
2.根据权利要求1所述的一种预应力锚杆,其特征在于:所述抵触组件(4)包括与杆体(1)内壁固定的限位板(41),所述转动杆(2)上的两段螺纹关于限位板(41)对称设置,且所述转动杆(2)贯穿限位板(41)并与限位板(41)间隙配合。
3.根据权利要求2所述的一种预应力锚杆,其特征在于:所述限位板(41)侧壁与安装槽(12)对应的位置上开设有安装孔(411),所述抵触组件(4)包括与安装孔(411)靠近转动杆(2)一侧的侧壁固定的弹簧(42)以及与弹簧(42)远离转动杆(2)的一端固定并设置于安装孔(411)内的抵接杆(43)。
4.根据权利要求1所述的一种预应力锚杆,其特征在于:所述杆体(1)远离其尖部的一端固定有挡板(11),所述挡板(11)上设置有安装板(111),所述安装板(111)上设置有驱使转动杆(2)转动的驱动组件(5),所述驱动组件(5)包括固定于安装板(111)上的蓄电池(51)、固定于安装板(111)上并与蓄电池(51)电性连接的电机(52)、固定套设于电机(52)输出轴上的主动齿轮(53)以及套设于转动杆(2)上并与主动齿轮(53)啮合的从动齿轮(54),所述从动齿轮(54)上安装有用于将从动齿轮(54)与转动杆(2)固定的固定组件(6)。
5.根据权利要求4所述的一种预应力锚杆,其特征在于:所述安装板(111)上贯穿设置有与挡板(11)螺纹连接的第一螺栓(1111),所述固定组件(6)包括套设于转动杆(2)上并与从动齿轮(54)固定的套管(61)以及贯穿设置于套管(61)上并与转动杆(2)螺纹连接的第二螺栓(62)。
6.根据权利要求4所述的一种预应力锚杆,其特征在于:所述弧形加固板(33)靠近转动杆(2)一侧的弧形表面上固定有注浆管(7),所述挡板(11)以及安装板(111)上均开设有供注浆管(7)穿过的穿孔,且所述弧形加固板(33)处的注浆管(7)上贯穿开设有注浆孔(71)。
7.一种预应力锚杆的施工方法,其特征在于,包括如下几个步骤:
(1)将杆体(1)的尖端朝向待加固岩层,并将杆体(1)的主体部分打入待加固岩层中,直至挡板(11)靠近杆体(1)尖端一侧的表面与待加固岩层表面贴合;
(2)开启电机(52),使得主动齿轮(53)、从动齿轮(54)以及转动杆(2)均转动,以此使得第一连接杆(31)与第二连接杆(32)相互靠近,在抵接杆(43)的作用下,弧形加固板(33)朝向远离转动杆(2)的一侧弯曲,以便增强杆体(1)与待加固岩层之间的预应力;
(3)向注浆管(7)中注入混凝土砂浆,使得混凝土砂浆从注浆孔(71)中流出,以便混凝土砂浆在弧形加固板(33)弯曲处的待加固岩层周围凝固,进一步增强杆体(1)与待加固岩层之间的预应力。
8.根据权利要求7所述的一种预应力锚杆的施工方法,其特征在于,还包括如下步骤:拧下第一螺栓(1111)并拆下从动齿轮(54),同时拧下第二螺栓(62)并拆卸安装板(111),随后将安装板(111)远离杆体(1)一侧的转动杆(2)截除,在转动杆(2)与挡板(11)之间的相交处浇注混凝土。
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