[發明專利]一種帶反鉤爪的柔性自錨式預應力錨桿

在審

• 申請號: 201910135683.4
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN109707424A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 李帥;杜俊旺;楊青;徐詠梅;丁心香;呂令釗;朱夢龍;張慧鮮;吳興正;張劍喬;王瑞云;劉帥偉
• 申請（專利權）人: 河南省交通規劃設計研究院股份有限公司
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 劉一曉

本發明公開了一種帶反鉤爪的柔性自錨式預應力錨桿，包括頂端螺接有套筒的桿體，所述套筒內設置有活動底座，所述活動底座下表面固連有彈性元件，活動底座上表面固連有一組反鉤爪，所述反鉤爪的爪頭延伸至套筒外，反鉤爪的鉤柄與設置在套筒頂端的承載環通過鋸齒狀卡槽配合連接。本發明結構簡單、設計巧妙，充分發揮了預應力錨桿柔性支護的特性，優化了支護－圍巖體系的“支護剛度”和“支護強度”配置，通過錨固端與錨固基體孔壁間的機械嵌固力提供預應力，配合錨固端巧妙構造使預應力均勻、同步承擔于錨固端裝置上，增加了錨桿預應力：不僅能夠隨洞壁圍巖的變形或應力場的變化進行自錨式錨固，而且充分滿足了現代支護理論對“支護時機”的要求。

技術領域

本發明涉及巖土工程錨桿錨固技術領域，尤其是涉及一種帶反鉤爪的柔性自錨式預應力錨桿。

背景技術

在巖土工程領域，預應力錨桿錨固作為一種柔性支護的巖土體結構加固技術，廣泛應用于建筑基坑、邊坡、礦井隧道以及庫壩等工程中。現代支護理論認為應將巖土體與支護結構視作由兩種材料組成的復合體系而共同發揮承載作用，容許支護－圍巖體系產生有限制的協調變形，以最大限度發揮圍巖的自承能力而減少支護結構的承載力，即認為預應力錨桿具有“柔性支護”特征。預應力錨桿發揮柔性支護的關鍵在于如何正確處理支護－圍巖體系所構成復合系統的“支護強度”和“支護剛度”問題。

目前工程上常見預應力錨桿有機械脹殼預應力錨桿、樹脂預應力錨桿和水泥藥卷預應力錨桿等。

機械脹殼錨桿適用于堅硬圍巖，依靠脹殼與洞壁圍巖間的機械嵌固力提供預應力，而一旦與楔形體脹殼剛性接觸的、有限面積的圍巖發生變形或破壞時，極易導致錨桿發生松弛，造成預應力短時間內嚴重喪失，復合系統的“支護剛度”不夠而造成了預應力損失，后期對錨桿的補拉作業不僅費時費力，且早已錯過了最優支護時機，其支護效果及經濟效益均大大降低。

樹脂預應力錨桿和水泥藥卷預應力錨桿主要通過漿體充填復合系統存在的縫隙，以加大錨固端與錨固基體洞壁間接觸面積，變相增加了復合系統的“支護剛度”，該類型錨桿錨固一定意義上已經不屬于柔性支護的范疇，因為柔性支護強調“容許支護－圍巖體系產生有限制的協調變形”，但無論將樹脂材料還是水泥材料作為凝固漿液，其凝固后整體剛度較大，一旦外部環境變化使圍巖應力場發生變化而造成一定范圍內漿、巖或漿－巖接觸面發生破裂時，外加預應力的拉拔作用極易導致整個復合系統發生連鎖性開裂破壞，錨桿錨固力也會逐漸降低甚至失錨，類似錨桿難以滿足柔性支護所遵循的“容許支護－圍巖體系產生有限制協調變形”的要求，支護－圍巖體系存在因“支護剛度”過高而導致“支護強度”不足的問題；進一步的，漿液本身具有的凝固期會導致施工周期較長，而現代支護理論已經越來越重視到巖土體結構的支護時機問題，對于需要考慮支護時機的工程，類似注漿錨桿有可能使我們失去最優支護時機，并且對于某些需要提供瞬時支護力的滑坡、圍巖塌陷等搶險工程，此類注漿錨桿更是無法應用。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種帶反鉤爪的柔性自錨式預應力錨桿，優化解決了支護－圍巖復合體系存在的“支護強度”和“支護剛度”問題，使外加預應力能夠同步、均勻地承擔于錨固端，有效提高了預應力錨桿設計強度。

為實現上述目的，本發明可采取下述技術方案：

本發明所述的帶反鉤爪的柔性自錨式預應力錨桿，包括頂端螺接有套筒的桿體，所述套筒內設置有活動底座，所述活動底座下表面固連有彈性元件，活動底座上表面固連有一組反鉤爪，所述反鉤爪的爪頭延伸至套筒外，反鉤爪的鉤柄與設置在套筒頂端的承載環通過鋸齒狀卡槽配合連接。

所述桿體螺接在套筒內，且桿體頂部設置有與所述彈性元件相配合的凹槽。

所述反鉤爪為高彈性不銹鋼制成的外擴形鉤狀結構，其沿承載環周向均勻設置。

所述鋸齒狀卡槽為單向鎖定式結構，所述反鉤爪相對于承載環向上單向運動。