一種大變形抗剪錨桿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于地下工程安全支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大變形抗剪錨桿。
【背景技術(shù)】
[0002]在地下工程支護(hù)領(lǐng)域中，錨桿支護(hù)已經(jīng)成為應(yīng)用最廣的支護(hù)方式，特別是煤礦巷道支護(hù)。近年來(lái)，隨著礦井開(kāi)采深度的不斷增加，巖體力學(xué)災(zāi)害日益增多，具體表現(xiàn)為沖擊地壓發(fā)生強(qiáng)度及頻次的增加、巷道圍巖的大變形、不穩(wěn)定流變大變形、煤與瓦斯突出大變形等。因此，在這種情況下要求錨桿能夠產(chǎn)生較大的延伸率，在圍巖發(fā)生穩(wěn)定或者非穩(wěn)定大變形時(shí)不發(fā)生破壞。
[0003]針對(duì)目前巷道支護(hù)常用的錨桿延伸率較低這一問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者研發(fā)了不同種類(lèi)的大變形錨桿，按工作原理可將它們大致分為兩類(lèi):第一類(lèi)是桿體可伸長(zhǎng)錨桿，主要依靠錨桿材料本身的屈服強(qiáng)度和延伸率提供錨桿的支護(hù)阻力和延伸量，對(duì)材料的延展性要求較高，且允許的延伸量也較小，主要以挪威的D-Bolts為代表，如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN 103670471A公開(kāi)的變形局部化的動(dòng)力吸能錨桿屬于第一類(lèi)大變形錨桿;第二類(lèi)是結(jié)構(gòu)元件可伸長(zhǎng)錨桿，主要通過(guò)設(shè)計(jì)一些特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)，在錨桿受到的拉力達(dá)到一定值后可借助這類(lèi)機(jī)械結(jié)構(gòu)使銷(xiāo)桿伸長(zhǎng)，伸長(zhǎng)過(guò)程中所產(chǎn)生的阻力和伸長(zhǎng)量分別為銷(xiāo)桿的工作阻力和延伸量，如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN 101858225 B公開(kāi)的一種恒阻大變形錨桿、中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN 103603685A公開(kāi)的一種可伸式變阻吸能錨桿、中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN 104895597 A公開(kāi)的一種大變形恒阻周期性讓壓錨桿、中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN 104100286 A公開(kāi)的一種恒阻大變形錨桿/錨索、中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN 102286975 B公開(kāi)的一種加固大變形巖體的恒阻吸能錨桿、中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN203515628 U公開(kāi)的一種摩擦式恒阻大變形錨桿、中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN 102678148 B公開(kāi)的一種新型高強(qiáng)度恒阻大變形錨桿等均屬于第二類(lèi)大變形錨桿。
[0004]上述技術(shù)中，通過(guò)錨桿自身材料和結(jié)構(gòu)元件的改變使錨桿能夠提供較大的延伸量，可適應(yīng)圍巖的大變形，解決了傳統(tǒng)錨桿易發(fā)生拉斷破壞這一問(wèn)題。但在實(shí)際工程應(yīng)用中，錨桿一般會(huì)受到拉力和剪力的共同作用，因而錨桿的失效形式除了拉斷破壞，還包括錨桿在滑動(dòng)面或節(jié)理面處的剪切破壞、錨固段界面粘結(jié)的剪切破壞等。顯然，錨桿自身的抗剪切強(qiáng)度和錨固段界面粘結(jié)的抗剪切強(qiáng)度均需要提高，但目前的大變形錨桿還無(wú)法解決這些問(wèn)題。
[0005]由此可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)有待于進(jìn)一步的改進(jìn)和提尚。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型為避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供了一種大變形抗剪錨桿，以解決現(xiàn)有大變形錨桿無(wú)法提高錨桿自身及錨固段界面的抗剪強(qiáng)度問(wèn)題。
[0007]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0008]—種大變形抗剪錨桿，包括桿體、上套筒和下套筒，桿體包括彼此相連的上桿體段和下桿體段，上桿體段的長(zhǎng)度大于下桿體段的長(zhǎng)度，上桿體段的桿徑小于下桿體段的桿徑，上桿體段橫穿上套筒，下桿體段置于下套筒內(nèi)且下桿體段的長(zhǎng)度小于下套筒的長(zhǎng)度，上、下套筒通過(guò)鋼絞索或強(qiáng)力彈簧相連，鋼絞索或強(qiáng)力彈簧呈螺旋狀纏繞于上桿體段，下桿體段的上部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)置有用于防止下桿體段從下套筒內(nèi)躥出的桿體限位部，桿體限位部與下套筒內(nèi)壁固連，在外力作用下，上桿體段能夠沿桿體限位部滑動(dòng)，下套筒的上部?jī)?nèi)側(cè)周圈設(shè)置有內(nèi)凹凸段，內(nèi)凹凸段位于桿體限位部的下方，內(nèi)凹凸段與下桿體段發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，兩者的接觸面會(huì)產(chǎn)生擠壓摩擦力。
[0009]所述桿體限位部上開(kāi)設(shè)有通孔，通孔的孔徑大于上桿體段的桿徑、小于下桿體段的桿徑。
[0010]所述內(nèi)凹凸段由若干個(gè)凸起肋紋組成，內(nèi)凹凸段的最小內(nèi)徑大于上桿體段的桿徑，內(nèi)凹凸段的最大內(nèi)徑大于下桿體段的桿徑。
[0011]所述上套筒的外表面設(shè)置有若干個(gè)上吊環(huán)，鋼絞索或強(qiáng)力彈簧的上部通過(guò)上緊固緊栓與上吊環(huán)相連。
[0012]所述下套筒的外表面設(shè)置有若干個(gè)下吊環(huán)，鋼絞索或強(qiáng)力彈簧的下部通過(guò)下緊固螺栓與下吊環(huán)相連。
[0013]所述下套筒的下端設(shè)置有定位部，定位部包括套筒螺紋段、預(yù)緊螺母和套筒塞，套筒螺紋段與下套筒的底端固連，套筒螺紋段為空心鋼，套筒塞外表面設(shè)置有螺紋，套筒螺紋段的內(nèi)表面設(shè)置有與套筒塞的螺紋相適配的內(nèi)螺紋，套筒螺紋段的外表面設(shè)置有與預(yù)緊螺母相適配的外螺紋。
[0014]所述定位部還包括托盤(pán)，托盤(pán)位于預(yù)緊螺母和下套筒的底端之間。
[0015]所述上、下桿體段均為實(shí)心螺紋鋼。
[0016]由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型所取得的有益效果為:
[0017]1、本實(shí)用新型通過(guò)上套筒、下套筒、鋼絞索(或強(qiáng)力彈簧)及桿體的共同作用，能使錨桿隨著圍巖的變形而延伸，適應(yīng)巷道圍巖發(fā)生的大變形，保證巷道圍巖的穩(wěn)定性。
[0018]2、本實(shí)用新型在隨巷道圍巖變形延伸的過(guò)程中，鋼絞索(或強(qiáng)力彈簧)能夠分散作用于桿體的拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力，減弱桿體的應(yīng)力集中程度，增加錨桿的抗拉及抗切強(qiáng)度，從而提尚銷(xiāo)桿的整體承載力。
[0019]3、本實(shí)用新型中上吊環(huán)到上桿體段底部為錨固段，錨桿在拉拔過(guò)程中，上套筒與上桿體段之間的界面能夠分散作用于錨固段粘結(jié)界面的剪應(yīng)力，可以提高錨固段界面整體的抗剪能力。
[0020]4、本實(shí)用新型中的鋼絞索(或強(qiáng)力彈簧)纏緊上桿體段時(shí)，下桿體段將會(huì)卡緊于桿體限位部處，錨桿的支護(hù)阻力達(dá)到最大，避免了錨桿的不斷延伸，進(jìn)一步保證了錨桿結(jié)構(gòu)上的合理性。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型中的錨桿在第一種工作狀態(tài)下的半剖示意圖。
[0022]圖2為本實(shí)用新型中的錨桿在第二種工作狀態(tài)下的半剖示意圖。
[0023]圖3為本實(shí)用新型中的錨桿在第三種工作狀態(tài)下的半剖示意圖。
[0024]圖4為本實(shí)用新型中的上套筒的半剖示意圖。
[0025]圖5為圖4的A-A向剖面圖。
[0026]圖6為本實(shí)用新型中下套筒的半剖示意圖。
[0027]圖7為圖6的B-B向剖面圖。
[0028]其中，
[0029]1、上桿體段2、上套筒3、上吊環(huán)4、上緊固螺栓5、鋼絞索或強(qiáng)力彈簧6、下緊固螺栓7、下吊環(huán)8、桿體限位部9、內(nèi)凹凸段10、下套筒11、下桿體段12、托盤(pán)13、預(yù)緊螺母14、套筒塞15、套筒螺紋段
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。
[0031]如圖1至圖7所示，一種大變形抗剪錨桿，包括桿體、上套筒2和下套筒10，桿體包括彼此相連的上桿體段I和下桿體段11，上桿體段I的長(zhǎng)度大于下桿體段11的長(zhǎng)度，上桿體段I的桿徑小于下桿體段11的桿徑，上桿體段I橫穿上套筒2，下桿體段11置于下套筒10內(nèi)且下桿體段11的長(zhǎng)度小于下套筒10的長(zhǎng)度;所述上、下桿體段均為實(shí)心螺紋鋼，所述上、下套筒均為空心鋼，所述上套筒2的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于上桿體段I的長(zhǎng)度，上套筒2的內(nèi)壁上設(shè)置有與上桿體段I的螺紋相適配的內(nèi)表面螺紋;上、下套筒通過(guò)鋼絞索或強(qiáng)力彈簧5相連，上套筒2下部的外表面設(shè)置有若干個(gè)上吊環(huán)3，下套筒10上部的外表面設(shè)置有若干個(gè)下吊環(huán)7，鋼絞索或強(qiáng)力彈簧5的上部通