專利名稱：巖土工程密實型索體預應力高檔錨索的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種巖土工程錨索，特別是一種巖土工程密實型索體預應力高檔錨索，屬于巖土工程領域。
背景技術：
預應力錨索是巖土工程中重要的加固手段。國內外巖土工程錨索，按其服務對象、使用年限可分為兩個大類一類是用于時間不長的臨時性支護，另一類是作為工程結構的組成部分，用作永久性支護結構。后者對錨索有多次自由張拉和永久性防銹蝕的要求。前者基本結構雖與永久性錨索基本相同，由于不需多次張拉，和短期使用，因而防銹蝕措施等方面可以簡化。
當今，國際和國內巖土工程界使用的巖土工程預應力錨索結構大都差不多。經文獻檢索發(fā)現(xiàn)，水利部黃河水利委員會勘測設計研究院等編著的《黃河小浪底水利樞紐進出口高邊坡施工期穩(wěn)定性研究和加固技術》(1998年10月)第222238頁，介紹了錨索的具體構造及工程應用情況采用7股直徑為5毫米的高強度低松弛冷拔鋼絲扭鉸成鋼絞線，由多根鋼絞線組成錨索索體，為了防腐蝕，每根鋼絞線外涂油脂，并可用PE套包裹，也可采用全涂裝鋼絞線；根據(jù)巖土工程錨索的噸位，確定鋼絞線根數(shù)，沿錨索全長將全部鋼絞線并行排列在硬質PVC塑料制成的內、外隔離架周圍(每一米左右放一個隔離架)，外圍綁扎鋼絲使成為一個整體。并套入PVC管內；鉆孔孔口的外錨頭錨定板上有多個小孔，每個孔中有一對夾片夾住每壹根鋼絞線；永久性防腐蝕的巖土預應力錨索的內錨固段，將鋼絞線拆散，整理，除油。外面套有防腐蝕的金屬(或塑料)的波紋管，通過在波紋套管內外分別注水泥漿體將內錨固段膠結在鉆孔孔壁上。
該索體的結構是將多根鋼絞線架空排列，注漿管等也在索體內部，這類錨索索體可稱之為鋼絞線非密實型索體結構。這種由鋼絞線組成的非密實型索體結構不可避免地有如下缺點(1)此類巖土工程錨索不可能由工廠生產出終端產品，必須在施工現(xiàn)場設臨時的組裝車間。工作量大，難度也大，全是手工操作，增加了成本。錨索的質量最終取決于裝配工作的質量。因此很難保證用于工程的每條巖土預應力錨索都具有很高質量。(2)錨索所受的載荷應由各條鋼絞線均勻分擔，為了保證各條鋼絞線受力均勻，施加預應力時首先必須逐條牽伸鋼絞線，然后再總體同步牽伸，安裝調試過程復雜。(3)采用波紋管，在安裝過程中是否有損壞難以發(fā)現(xiàn)和檢查，一旦有損壞，永久防銹蝕就難以保證。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種全新結構的巖土工程密實型索體預應力高檔錨索，使其解決目前普遍使用的巖土工程鋼絞線非密實型索體預應力錨索存在的上述不足。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明錨索可分為三段，依次為內錨固段，自由張拉段索體和外錨固段，內錨固段在鉆孔終端部位，外錨固段在鉆孔孔口附近，中間為自由張拉段索體，自由張拉段索體通過外錨聯(lián)接器與外錨固段連接，自由張拉段索體通過內錨聯(lián)接器與內錨固段連接。
自由張拉段索體不是采用鋼絞線，而是采用高強度低松弛冷拔鋼絲，自由張拉段索體由多根冷拔鋼絲沿錨索軸向緊密排列，在橫斷面上形成具有穩(wěn)定性的正六邊形或有缺口的正六邊形，整條錨索的鋼絲按大節(jié)距、小扭角扭絞成半平行鋼絲索再用復合包帶包扎定型，復合包帶外熱擠兩層高密度聚乙烯塑料保護套。
外錨固段通過外錨聯(lián)接器與自由張拉段索體連接，采用冷鑄錨技術將自由張拉段索體的鋼絲與外錨聯(lián)接器的一端聯(lián)結在一起，外錨聯(lián)結器另一端有內螺紋，用以連接絲杠，絲杠穿過鉆孔孔口壁上的傳力墩和鋼墊板，絲杠上有螺母，臨時安裝在傳力墩前方的專用拉拔器通過拉拔絲杠將巖土預應力錨索拉緊到設定的拉伸應力值后用螺母鎖緊。
內錨固段通過內錨聯(lián)接器與自由張拉段索體連接，采用冷鑄錨技術將內錨聯(lián)接器一端與自由張拉段索體的鋼絲聯(lián)結在一起，內錨聯(lián)接器的另一端與拉力桿相連，內錨聯(lián)接器外表面為封隔器膠囊的支承面，封隔器膠囊上設有注水管(或注漿管)，通過注水管(或注漿管)可使封隔器膠囊膨脹，向內錨固段注漿的高壓注漿管和排氣管穿過內錨聯(lián)結器，通過它們向內錨固段注水泥漿體和排去空氣，由于封隔器膠囊隔斷了內錨固段與自由張拉段索體，漿體不會流到自由張拉段去。拉力桿與內錨聯(lián)接器用螺紋連接，拉力桿的長度可根據(jù)需要而設定，拉力桿另一端與錐形管用內螺紋相聯(lián)。錐形管與圓盤形擋板相連。安裝時在拉力桿、錐形管和圓盤形擋板的外表面涂有與水泥漿不粘結的涂層。內錨固段注漿凝固后形成水泥筒體與鉆孔孔壁粘結在一起，而拉力桿、錐形管和圓盤形擋板與水泥筒體不相粘連。
外錨聯(lián)結器的一端與絲杠相聯(lián)，待內錨固段漿體凝固后，在孔口通過拉拔絲杠給整條錨索施加預應力時，拉力桿、錐形管和擋板可相對地向孔口方向移動，向水泥筒體施壓，從而將載荷轉嫁到孔壁巖土體。內錨固段水泥筒體受力狀態(tài)以壓應力為主，屬壓力型內錨固段。錐形管的錐度很小，但能起到對水泥筒體愈壓愈緊的作用，使錨索的承受的載荷很好地傳遞到孔壁的巖土體上去，起到分散壓強的作用。對于大噸位錨索，可以將拉力桿、錐形管多次串接以達到進一步分散載荷的作用。
根據(jù)本發(fā)明提出的巖土工程密實型索體預應力錨索，索體與內、外聯(lián)接器和封隔器均可在工廠內制造并裝配好，出廠時作為成品索可盤成直徑約2米左右的盤件，長途運輸十分方便。錨索運到工地后，只需將錨索抖開，裝上同時運來的絲杠，拉力桿，錐形管和擋板并涂上與水泥漿不粘的涂層，接上相應的注水管，注漿管和排氣管后整條錨索就安裝完畢，可直接送入鉆孔中了。
為了保證完善的抗銹蝕性能，可采用鍍鋅鋼絲或鍍環(huán)氧樹脂的鋼絲，內錨聯(lián)結器與拉力桿之間和外錨聯(lián)結器與絲杠之間的孔隙可充填防銹蝕油脂和設置O型密封圈。
本發(fā)明提出的巖土工程新型預應力錨索具有永久性防銹蝕功能和多次自由張拉的功能，因此是巖土工程中的新型高檔錨索。巖土工程密實型索體預應力錨索十分適宜用作大噸位錨索，例如當采用79根直徑為7mm的冷拔鋼絲，鋼絲強度等級為σb＝1670Mpa時整條錨索的標稱破斷載荷可達5000KN以上，因此能滿足3000KN預應力錨索的要求，如采取強度更高的鋼絲，同樣等級的錨索可進一步減少鋼絲根數(shù)，制造5000KN～6000KN的錨索也沒有特別的困難。
本發(fā)明具有實質性特點和顯著進步，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，防銹蝕的措施安全可靠；密實型索體為自由張拉型，可以多次反復調整預應力值；內錨固段的水泥筒體受力狀態(tài)為壓力型；錐形管使作用在鉆孔壁上載荷分散，施加預應力時只需拉拔絲杠即可，十分簡單；密實型索體鋼絲受力十分均勻；工廠化生產巖土工程預應力錨索能嚴格保證產品高質量；不須設現(xiàn)場裝配車間，免除了現(xiàn)場繁雜的裝配工作和降低了成本；工廠生產的成品錨索可以盤成直徑2m左右的盤件，長途運輸方便；運抵工地后，接上有關部件和管子，就可向鉆孔內安裝，既省時，省錢又方便。


圖1本發(fā)明巖土工程錨索結構示意2自由張拉段索體橫截面結構示意圖具體實施方式
如圖1和圖2所示，本發(fā)明錨索可分為三段，依次為內錨固段1，自由張拉段索體2和外錨固段3，內錨固段1在鉆孔終端部位，外錨固段3在鉆孔孔口附近，中間為自由張拉段索體2，自由張拉段索體2通過外錨聯(lián)接器4與外錨固段3連接，自由張拉段索體2通過內錨聯(lián)接器9與內錨固段1連接。
自由張拉段索體2采用高強度低松弛冷拔鋼絲19，自由張拉段索體2由多根冷拔鋼絲19沿錨索軸向緊密排列，在橫斷面上形成具有穩(wěn)定性的正六邊形或有缺口的正六邊形，整條錨索的鋼絲19按大節(jié)距、小扭角扭絞成半平行鋼絲索再用復合包帶20包扎定型，復合包帶20外熱擠兩層高密度聚乙烯塑料保護套21、22。
內錨固段1通過內錨聯(lián)接器9與自由張拉段索體2連接，采用冷鑄錨技術將內錨聯(lián)接器9一端與自由張拉段索體2的鋼絲19聯(lián)結在一起，內錨聯(lián)接器9的另一端與拉力桿10相連，內錨聯(lián)接器9外表面為封隔器膠囊11的支承面，封隔器膠囊11上設有注水管或注漿管12，高壓注漿管和排氣管13穿過內錨聯(lián)結器9，拉力桿10與內錨聯(lián)接器9用螺紋連接，拉力桿10的長度可根據(jù)需要而設定，拉力桿10另一端與錐形管14用內螺紋相聯(lián)，錐形管14與圓盤形擋板15相連，安裝時在拉力桿10及錐形管14、圓盤形擋板15的外表面涂有水泥漿不粘結涂層16，內錨固段1注漿凝固后，水泥筒體17與鉆孔孔壁18粘結在一起，而拉力桿10及錐形管14與水泥筒體17不相粘連。
內錨聯(lián)結器9與封隔器膠囊11組成一個整體，并設有注水、注漿、排氣孔口的接口裝置。錐形管14的錐度很小，對于大噸位錨索，可將拉力桿10、錐形管14多次串接，以分散載荷。
外錨固段3通過外錨聯(lián)接器4與自由張拉段索體2連接，采用冷鑄錨技術將自由張拉段索體2的鋼絲與外錨聯(lián)接器4的一端聯(lián)結在一起，外錨聯(lián)結器4另一端有內螺紋，用以連接絲杠5，絲杠5穿過鉆孔孔口壁上的傳力墩6和鋼墊板7，絲杠上有螺母8，臨時安裝在傳力墩前方的專用拉拔器通過拉拔絲杠5將錨索拉緊到設定的拉伸應力值后用螺母8鎖緊。
自由張拉段索體2鋼絲選用鍍鋅鋼絲或鍍環(huán)氧樹脂的鋼絲，以增加抗銹蝕能力。內錨聯(lián)結器9與拉力桿10之間、外錨聯(lián)結器4與絲杠5之間的孔隙充填防銹蝕油脂和設置O型密封圈。待內錨固段1漿體凝固后，在孔口通過拉拔絲杠5給整條錨索施加預應力時，拉力桿10，錐形管14和擋板15可相對地向孔口方向移動。水泥筒體受力狀態(tài)以壓應力為主，愈壓愈緊，水泥筒體與鉆孔壁間產生巨大剪應力和正應力將載荷轉移到巖土體上。
權利要求
1.一種巖土工程密實型索體預應力高檔錨索，包括內錨固段(1)，自由張拉段索體(2)和外錨固段(3)，其特征在于，內錨固段(1)在鉆孔終端部位，外錨固段(3)在鉆孔孔口附近，中間為自由張拉段索體(2)，自由張拉段索體(2)通過外錨聯(lián)接器(4)與外錨固段(3)連接，自由張拉段索體(2)通過內錨聯(lián)接器(9)與內錨固段(1)連接，自由張拉段索體(2)采用高強度低松弛冷拔鋼絲(19)，自由張拉段索體(2)由多根冷拔鋼絲(19)沿錨索軸向緊密排列，在橫斷面上形成具有穩(wěn)定性的正六邊形或有缺口的正六邊形，整條錨索的鋼絲(19)按大節(jié)距、小扭角扭絞成半平行鋼絲索再用復合包帶(20)包扎定型，復合包帶(20)外熱擠兩層高密度聚乙烯塑料保護套(21)、(22)。
2.根據(jù)權利要求1所述的巖土工程密實型索體預應力高檔錨索，其特征是，自由張拉段索體(2)采用鍍鋅或鍍環(huán)氧樹脂的高強度低松弛冷拔鋼絲，形成密實型索體。
3.根據(jù)權利要求1所述的巖土工程密實型索體預應力高檔錨索，其特征是，內錨固段(1)通過內錨聯(lián)接器(9)與自由張拉段索體(2)連接，采用冷鑄錨技術將內錨聯(lián)接器(9)一端與自由張拉段索體(2)的鋼絲(19)聯(lián)結在一起，內錨聯(lián)接器(9)的另一端與拉力桿(10)相連，內錨聯(lián)接器(9)外表面為封隔器膠囊(11)的支承面，封隔器膠囊(11)上設有注水管或注漿管(12)，高壓注漿管和排氣管(13)穿過內錨聯(lián)結器(9)，拉力桿(10)與內錨聯(lián)接器(9)用螺紋連接，拉力桿10另一端與錐形管(14)用內螺紋相聯(lián)，錐形管(14)與圓盤形擋板(15)相連，安裝時在拉力桿(10)及錐形管(14)、圓盤形擋板(15)的外表面涂有水泥漿不粘結涂層(16)，內錨固段(1)注漿凝固后，水泥筒體(17)與鉆孔孔壁(18)粘結在一起。
4.根據(jù)權利要求3所述的巖土工程密實型索體預應力高檔錨索，其特征是，內錨聯(lián)結器(9)與封隔器膠囊(11)組成一個整體，并設有注水、注漿、排氣孔口的接口裝置。
5.根據(jù)權利要求3所述的巖土工程密實型索體預應力高檔錨索，其特征是，錐形管(14)的錐度很小，對于大噸位錨索，可將拉力桿(10)、錐形管(14)多次串接，以進一步分散載荷。
6.根據(jù)權利要求1所述的巖土工程密實型索體預應力高檔錨索，其特征是，外錨固段(3)通過外錨聯(lián)接器(4)與自由張拉段索體(2)連接，采用冷鑄錨技術將自由張拉段索體(2)的鋼絲與外錨聯(lián)接器(4)的一端聯(lián)結在一起，外錨聯(lián)結器(4)另一端有內螺紋，用以連接絲杠(5)，絲杠(5)穿過鉆孔孔口壁上的傳力墩(6)和鋼墊板(7)，絲杠上有螺母(8)，臨時安裝在傳力墩前方的專用拉拔器通過拉拔絲杠(5)將錨索拉緊到設定的拉伸應力值后用螺母(8)鎖緊。
7.根據(jù)權利要求3或6所述的巖土工程密實型索體預應力高檔錨索，其特征是，內錨聯(lián)結器(9)與拉力桿(10)之間、外錨聯(lián)結器(4)與絲杠(5)之間的孔隙充填防銹蝕油脂和設置O型密封圈。
全文摘要
一種巖土工程密實型索體預應力高檔錨索，屬于巖土工程領域。本發(fā)明錨索可分為三段，依次為內錨固段，自由張拉段索體和外錨固段，自由張拉段索體不采用傳統(tǒng)的鋼鉸線而是采用多根高強度低松弛冷拔鋼絲，沿錨索軸向緊密排列，在橫斷面上形成具有穩(wěn)定性的正六邊形或有缺口的正六邊形，整條錨索體的鋼絲按大節(jié)距、小扭角扭絞成半平行鋼絲索再用復合包帶包扎定型，復合包帶外熱擠兩層高密度聚乙烯塑料保護套。本發(fā)明防銹蝕的措施完善，施加預應力時只需拉拔絲桿，索體鋼絲受力十分均勻，可多次自由張拉，內錨固段的拉力桿和錐形管等表面涂有不粘結層，水泥筒體受力為壓力型且能適當分散壓強。工廠可直接制成錨索成品，保證高質量，且運輸、安裝方便。
文檔編號E02D5/74GK1487149SQ0314221
公開日2004年4月7日 申請日期2003年8月12日 優(yōu)先權日2003年8月12日
發(fā)明者葛修潤, 葛以敏, 周玉瑛 申請人:葛修潤