[實用新型]一種適合預應力錨桿的測力和預警裝置

有效

• 申請號: 201420278521.9
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN203847139U
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 李青鋒;劉夢;鄧一飛;易厚
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: E21D21/02
• 分類號: E21D21/02;E21F17/18
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 顏昌偉

技術領域

本實用新型涉及一種錨桿的測力裝置，特別涉及一種適合預應力錨桿的測力和預警裝置。

背景技術

目前煤礦多數巷道采用錨-網-索支護，但隨著煤礦開采深度的增加，錨桿等支護結構的工作載荷也越來越大，甚至出現大變形、支護失效等情況。錨桿因軸力過載而失效對煤礦的生產帶來巨大的安全隱患。

實用新型內容

為了解決錨桿支護結構存在的上述問題，本實用新型提供一種結構簡單、可靠性高的適合預應力錨桿的測力和預警裝置。

本實用新型解決上述技術問題采用的技術方案是：包括錨桿、托板、錨桿預緊螺母、測力螺栓、承壓架、重力墜、拉繩、加載螺母、超聲傳感器、測試銷釘、超聲波記錄儀，錨固于圍巖的錨桿外露端設有托板，再用預緊螺母進行固定，其特征在于：預緊螺母通過拉繩連接重力墜；在錨桿的外露端螺紋段連接測力螺栓，加載螺母螺接于測力螺栓上；承壓架置于托板和加載螺母之間，在測力螺栓設外螺紋的一端有上測試孔，在測試孔上加入測試銷釘并在測試銷釘上安裝超聲波傳感器，傳感器連接超聲波記錄儀。

上述的適合預應力錨桿的測力和預警裝置中，所述測試孔為直徑5mm的小孔，小孔的深度大于外螺紋的長度。

上述的一種適合預應力錨桿的測力和預警裝置中，所述承壓架的一端為鋼圈，鋼圈壓在托板上，另一端為中空圓板，中空圓板的中間孔徑略大于測力螺栓的桿徑，鋼圈與中空圓板間用三根圓桿連接。

本實用新型的有益效果：1.?預應力錨桿的測力和預警裝置在錨桿施工、預緊后安裝，可以對任何一根錨桿隨機地檢測和實施預警。?2.?錨桿的軸力檢測采用超聲波進行檢測，對錨桿的擾動小，屬于無損檢測。3.?本預應力錨桿的測力和預警裝置在安裝過程中可對錨桿的預應力進行檢測，當預應力未達到設計要求時，可利用該裝置增加預應力，增強錨桿對圍巖的控制。

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是圖1的A－A視圖。

圖中：1、圍巖，2、錨桿桿體，3、預緊螺母，4、承壓架，5、測力螺栓，6、加載螺母，7、超聲波傳感器，8、超聲波記錄儀，9、承壓架鋼圈，10、重力墜，11、拉繩，12、托板，13、螺母夾緊器，14、Φ5mm的測試孔，15、測試銷釘。

具體實施方式

如圖1、2所示，本實用新型包括錨桿2、托板12、錨桿預緊螺母3、測力螺栓5、承壓架4、加載螺母6、超聲傳感器7、超聲波記錄儀8、測試銷釘15、重力墜10、拉繩11，將錨桿2錨固于圍巖1中。錨固于圍巖的錨桿2外露端先加托板12，然后用預緊螺母3進行固定，預緊螺母3通過拉繩11連接重力墜10；在錨桿的外露端螺紋段連接測力螺栓5，安裝承壓架4?，加載螺母6擰緊，直至預緊螺母3被重力墜拉動;?在測力螺栓設外螺紋的一端有上測試孔14，在測試孔14上加入測試銷釘15并在測試銷釘15上安裝超聲波傳感器7，傳感器7連接超聲波記錄儀8；超聲波記錄儀8通過超聲波傳感器7發射一個超聲波，超聲波在測力螺栓5的中段（除內螺紋段、外螺紋段的螺栓中間部分）傳播，傳播至內螺紋段反射回測試銷釘15，超聲波傳感器7接收此回波，超聲波記錄儀8上發射波與接收波間的時間差乘波速除以2就是測力螺栓5中段受力后的長度，該長度減去原長度就是測力螺栓中段受力后的伸長量，伸長量與測力螺栓中段斷面積、彈性模量相乘除以螺栓中段原長度就是測力螺栓的軸力，也就是錨桿的預緊力。在圍巖壓力作用下錨桿繼續發生軸向變形，超聲波記錄儀8通過超聲波傳感器7發射一個超聲波并采集反射回波，依上述軸力計算方法計算軸力，從而實現預應力錨桿的測力和預警。

本實用新型中所述承壓架4、預緊螺母3、螺母夾緊器13、拉繩11、重力墜10組成預緊力檢測裝置，首先將螺母夾緊器13鎖固在錨桿預緊螺母3上，然后在螺母夾緊器13系上帶重力墜10的拉繩11，當錨桿預緊螺母3與托板12壓緊時，用帶重力墜10的拉繩11擰不松螺母；而當錨桿預緊螺母3與托板12分離時，帶重力墜10的拉繩11能擰松螺母，此時的測力螺栓5受力為錨桿預緊力。

所述承壓架4為預緊力檢測裝置，承壓架4根據錨桿的允許承載力承壓架中間圓桿的直徑，當錨桿承載力超過錨桿的允許承載力值時承壓架中間圓桿壓曲警示。