[實用新型]一種減災預應力錨具

有效

• 申請號: 201020267623.2
• 申請日: 2010-07-22
• 公開（公告）號: CN201722850U
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: 李金嶺
• 申請（專利權）人: 李金嶺
• 主分類號: E04C5/12
• 分類號: E04C5/12;E04C5/08
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 霍彥偉

技術領域

本實用新型屬于一種預應力錨具，尤其涉及一種根據材料擠壓變形的原理制成的減災預應力錨具。

背景技術

目前的預應力錨具主要分為：夾片式錨具類、螺母類、鐓頭錨類、擠壓錨類，這些類型的預應力錨具均為正向剛性固結。在施加預加應力的方向上為固結，錨具與預應力結構物、預應力筋之間不會出現相對位移。在反方向上施加應力后夾片式錨具類、螺母類錨具可以與預應力機構物、預應力筋脫開，退錨；鐓頭錨類，、擠壓錨類在反方向上亦為剛性固結，無論正向還是反向均不能與結構物、預應力筋脫開，退錨；這種設計在正常情況下是可以滿足施工及使用要求的，但是在地震、滑坡、強陣風等惡劣條件下，瞬時受力過大的預應力筋由于與預應力錨具處于剛性固結狀態，會出現受力過大，超出其最大受力極限而發生破斷。在此預應力鋼筋發生破斷后，其所受的應力就傳遞到附近的預應力筋上并導致該預應力筋破斷，從而產生多米諾骨牌式的整個預應力結構體系的實效，造成橋毀、路斷、山體滑坡。在5.12汶川大地震中幾乎所有的預應力結構均出現了這種情況。

預應力錨拉結構的失效大多與超載有關。引起超載的因素很多，一般分為兩大類：災變性和不確定性。地質條件復雜、結構工作條件復雜、意外沖擊等都屬于結構上荷載估計的不確定性，荷載估計的不確定性會引起結構受力不均，造成局部超載破壞，導致工程失效，引發工程事故。地震作用引起的結構超載屬于災變性超載，這種超載特點是超載量大，但作用時間短。5.12汶川大地震發生之后，公路沿線邊坡錨拉結構失效，導致交通中斷，阻斷救援途徑，造成巨大經濟和生命損失。傳統方法中防止錨拉結構超載是增加結構安全儲備，這種方法面臨的問題是：超載量不可能準確確定；結構安全儲備是以大量增加工程造價為代價的。這種情況確定了防超載的程度非常有限，而且代價特別巨大。國家重大科研計劃中一直都把防災結構研究作為主要對象，不少研究單位也在這方面投入了大量工作，試圖尋求一些有效技術，解決結構超載問題，但收效不大。超載實際上是一個能量儲備問題。近年來，人們在錨具研究上做了大量工作，主要目的是想通過錨具改進來釋放超載能量。研究成果主要是一種彈性錨具；當超載發生時，錨具會產生一定彈性變形，以此釋放部分超載能量。在這方面日本、中國和西歐等國都有不同的成果，在原理上相當于在錨具上設置彈簧。彈性錨具可以為結構在超載時提供一定變形，但是是以增加錨索上的荷載為代價的。一方面變形量相當有限，另一方面錨索還是需要足夠的安全儲備。這表明彈性錨具抗超載的能力是有限的，不能承受災變等較大幅度的超載，且工程成本不會有太大改變。現在最新技術是采用摩擦原理來實現塑性變形，稱之為摩擦型錨具，摩擦型錨具依靠夾片與錨孔的摩擦產生塑性變形，最大的問題是錨孔與夾片之間的接觸力難以控制。接觸力大了錨索超載，接觸力小了錨索失效。接觸力與加工精度、溫度變化、表面粗糙度及其改變等因素有關，是一個十分棘手的問題。因此，該技術盡管已有不少文獻報道，但一直未見有效的應用成果出現

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種減災預應力錨具，用來解決背景技術中的技術難題。

為了達到上述目的采用以下技術方案：一種減災預應力錨具，包括錨固板，錨固板中間穿有預應力筋，預應力筋和錨固板之間設置有夾片，錨固板外側周向開設有凹槽，凹槽內放置與之相配合的剛性金屬球，錨固板外側套設有塑性金屬外套。

所述錨固板外側周向開設有至少一圈平行的凹槽，凹槽的橫截面為圓弧形，金屬球放置在凹槽內并一端突出凹槽。

所述錨固板外側周向開設有兩圈平行的凹槽，凹槽的橫截面為圓弧形，金屬球放置在凹槽內并一端突出凹槽。

所述塑性金屬外套內設置階梯孔，錨固板設置在直徑較大的孔內，塑性金屬外套內的階梯孔之間為斜坡，較小的孔的直徑不小于錨固板的直徑。

本實用新型利用塑性金屬外套塑性變形來控制預應力筋傷的預加應力，使之不會超出預應力筋的極限拉力，以達到在地震、滑坡、強陣風等惡劣條件下保護預應力結構體系不失效的目的。這樣在預應力結構物受到瞬間的超極限荷載時，錨固板會與塑性金屬外套發生相對位移，從而減小了預應力筋的受力。使結構在地震、滑坡、強陣風等惡劣條件下結構不失效，橋不毀、路不斷、山體不滑坡。

采用本實用新型技術方案不需要其他安全儲備，節約傳統方法中用于安全儲備的錨索材料30％以上；自行進行結構安全保護，不需要人為干預，節省大量工程使用期的監測、調整、事故防止等費用；在超載發生時，能確保結構不失效，避免工程事故、災害事故等情況發生，經濟效益和社會效益難以估量；能在全國形成一個研制、設計、制造的產業鏈，形成龐大市場，并帶動我省相關產品的技術水平上一個臺階，還能解決數千人的就業問題。