[實用新型]受扭矩作用的預應力錨桿桿體拉伸力學性能試驗裝置

有效

• 申請號: 201721001396.7
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN207114160U
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 王洪濤;榮釗;劉平;劉超;徐良;姜少棟;王碩;韓敏
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01N3/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 趙敏玲

技術領域

本實用新型涉及地下工程支護材料試驗領域，尤其涉及一種受扭矩作用的預應力錨桿桿體拉伸力學性能試驗裝置。

背景技術

預應力錨桿作為一種有效的支護技術，在我國煤礦工程領域應用歷史已超過60年，目前已成為我國煤礦巷道的主體支護形式。在現場巷道錨桿支護施工過程中，當圍巖鉆孔完畢、錨桿桿體通過樹脂藥卷錨固、配套托盤及螺母安裝完畢后，一般多采用風動扳手或扭矩扳手旋緊螺母的方式，對錨桿桿體進行張拉、施加預應力。當風動扳手或扭矩扳手的旋緊扭矩達到一定設計值時，標志著預應力錨桿安裝完畢。以山東省巨野礦區趙樓煤礦煤巷為例，頂板采用KMG500高強度左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，設計扭矩為120N·m，兩幫采用KMG400左旋無縱筋全螺紋錨桿，設計扭矩為60N·m。

由于受上述施工工藝影響，錨桿安裝完畢后桿體實際應處于一種拉力、扭矩共同作用狀態。然而，目前關于錨桿桿體力學性能的研究，大多單純通過室內桿體拉伸力學試驗進行測試，并未考慮到錨桿安裝過程中所受到的扭矩作用，這與現場實際存在一定出入。而且，當考慮錨桿拉扭共同作用時，目前還缺乏合理的試驗裝置進行有效測試。針對上述問題，本實用新型提出了一種受扭矩作用的預應力錨桿桿體拉伸力學性能試驗裝置，可予以有效解決。

實用新型內容

本實用新型針對預應力錨桿桿體常規室內拉伸力學試驗中，未考慮現場錨桿安裝過程所承受的扭矩作用，或是采用常規試驗裝置難以有效模擬錨桿桿體承受的拉扭共同作用等不足，提出一種試驗裝置，可實現不同設計扭矩及預應力水平下，預應力錨桿桿體力學性能的有效測試。

為實現上述目的，本實用新型的具體技術方案如下：

一種受扭矩作用的預應力錨桿桿體拉伸力學性能試驗裝置，包括支撐裝置，所述的支撐裝置上設有上部自動夾持油缸和下部自動夾持油缸；所述的上部自動夾持油缸和下部自動夾持油缸連接有為其供油的供油系統；其分別夾持在待測錨桿桿體的兩端，上下對稱安裝；每個所述油缸的動力輸出端與一個推力橫梁相連，其中與上部自動夾持油缸相連的推力橫梁I內部安裝滾動錐筒，所述的滾動錐筒與一個驅動電機相連，驅動電機可驅動其旋轉；在所述的滾動錐筒內嵌于推力橫梁部分的內環表面設有錐形圓槽，錐形圓槽內部安裝自動夾持裝置I；而與下部自動夾持油缸相連的推力橫梁II內環表面直接為錐形圓槽，在所述的錐形圓槽內直接安裝有自動夾持裝置II。

所述的自動夾持裝置I、II結構相同，各自包括異形夾塊、高強錐形壓簧、中空錐形圓套和環形槽蓋，所述的異形夾塊可沿錐形圓槽上下移動；所述的高強錐形壓簧安裝于異形夾塊一端，高強錐形壓簧由環形槽蓋壓緊，所述的環形槽蓋通過螺紋固定在錐形圓槽內，所述的中空錐形圓套通過螺紋固定在環形槽蓋內環表面，中空錐形圓套外表面、錐形圓槽內表面錐形面傾斜角度一致，共同形成了錐形通道，可使異形夾塊沿錐形通道上下自由移動；所述的異形夾塊的另一端安裝有中空H管，所述中空H管安裝在與其對應的油缸缸體上。

當上部中空自動夾持油缸出油時，與其對應的推力橫梁I下移，可使中空H管頂端頂住異形夾塊，使異形夾塊沿錐形通道上移壓縮錐形彈簧，并保持自動張開，錨桿桿體上端可自由穿過，而當油缸進油時，與其對應的推力橫梁上移，中空H管頂端與異形夾塊分開，異形夾塊在高強錐形彈簧作用下下移，可實現對錨桿桿體上端的自動夾持。

當下部中空自動夾持油缸進油時，與其對應的推力橫梁II下移，可使中空H管底端與異形夾塊分開，異形夾塊在高強錐形彈簧作用下上移，可實現對錨桿桿體下端的自動夾持；而當油缸出油時，與其對應的推力橫梁上移，可使中空H管底端頂住異形夾塊，使異形夾塊沿錐形通道下移壓縮錐形彈簧，并保持自動張開，錨桿桿體下端可自由穿過。

進一步的，所述的支撐裝置包括四根螺紋撐桿和兩個與上部自動夾持油缸和下部自動夾持油缸連接的可移式環板，所述的兩個可移式環板上下布置，每個可移式環板設有四個供四根螺紋撐桿穿過的孔，螺紋撐桿穿過可移式環板上的孔并采用高強螺母進行連接，通過旋轉高強螺母，可移式環板可沿螺紋撐柱高度方向上下移動。

進一步的，所述的螺紋撐柱沿桿體長度方向設置通長表面螺紋，四個螺紋撐柱底部安裝一個圓板，即圓板安裝于試驗裝置底部，底部圓板下表面均勻間隔設有若干個固定支撐，供試驗裝置支撐于地表或其他試驗臺表面，底部圓板周圈位置沿環向均勻間隔對稱設置4個圓孔，供螺紋撐柱通過高強螺母進行固定。

進一步的，所述的可移式環板為圓環形，安裝于底部圓板上部；所述的可移式環板外環周邊位置與底部圓板周邊位置設置有與螺紋撐柱外徑相匹配的圓孔，供螺紋撐柱穿過并采用高強螺母進行連接。