[实用新型]一种多级抗震预应力锚索

说明书

本实用新型为一种多级抗震预应力锚索，由锚索、锚盘、托盘、一级卡槽、二级卡槽、固定凹槽、垫板、卡头、缓冲凹槽、螺栓、螺母以及螺栓孔组成。通过在锚索端部增加缓冲装置，使得围岩在地震作用下受到冲击荷载时，锚索能够在缓冲装置内产生一定位移，补偿锚索应力变化产生的应变，使瞬间积聚的应力得到一定程度的释放，防止锚索在地震作用下因受力过大而损坏失效，从而确保锚索能够正常发挥锚固效果，提高工程的安全性。

技术领域

本实用新型涉及一种应用于岩土工程锚固支护领域的多级抗震预应力锚索装置，尤其适用于易出现冲击荷载以及较大围岩变形的锚固区域。

背景技术

在进行隧道围岩以及高陡边坡的支护时，常会使用预应力锚索对岩层进行加固，随着锚固深度的不断增加，岩体内的结构以及应力变化情况变得难以预知，现今锚固工程中常用的锚索极限拉伸长度均较小，一旦出现地震、滑坡等地质灾害，岩体内部短时间内将会出现较大变形，同时还会产生较大的冲击荷载，锚索受到的拉力迅速增加，一旦超过锚索的极限抗拉强度，很容易使锚索发生损坏，从而降低锚固效果，严重时还会引起隧道围岩坍塌等事故，给工程带来巨大的人员伤亡与经济损失。

因此，需要一种既能保证岩土体锚固效果，又能对冲击荷载进行度缓冲的预应力锚索装置，使锚索在地震、滑坡等地质灾害发生时，能够对瞬间积聚的应力进行一定程度的释放，从而确保锚固系统能够正常工作，降低工程事故发生的可能性。

发明内容

为了克服现有预应力锚索装置抵抗冲击荷载与抗震效果不佳的缺陷，本实用新型提供一种多级抗震预应力锚索，该装置不仅能够提供充足的预紧力，还能够在发生地震、滑坡等地质灾害时，对产生的冲击荷载进行缓冲，避免锚索出现损坏，从而保证锚索体系正常工作，达到抗震目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多级抗震预应力锚索，该装置包括：锚索（1）、锚盘（2）、托盘（3）、一级卡槽（4）、二级卡槽（5）、固定凹槽（6）、垫板（7）、卡头（8）、缓冲凹槽（9）、螺栓（10）、螺母（11）以及螺栓孔（12）。垫板（7）为圆柱状，垫板（7）的外径与托盘（3）的内径尺寸相同，垫板（7）的外壁设置有一圈卡头（8），卡头（8）的锥度与托盘（3）上的一级卡槽（4）、二级卡槽（5）锥度相同，垫板（7）中心位置开设有缓冲凹槽（9），缓冲凹槽（9）锥度与固定凹槽（6）、锚盘（2）的锥度相同，垫板（3）内部还设置有四个螺栓（10），螺栓（10）围绕缓冲凹槽（9）成矩形布置，每个螺栓（10）均配置有螺母（11），用于托盘（3）的固定，垫板能够增加装置与围岩的接触面积，起减小压强的作用。托盘（3）为圆柱状，其强度低于垫板（7），托盘（3）内壁开设有一级卡槽（4）与二级卡槽（5），起到缓冲带的作用，一级卡槽（4）与二级卡槽（5）的锥度与垫板（7）上的卡头（8）锥度相同，托盘（3）中心开设有固定凹槽（6），围绕固定凹槽（6）分布有四个螺栓孔（12），螺栓孔（12）的位置与垫板（7）上的四个螺栓（10）位置对应。锚索（1）与锚盘（2）通过螺纹连接，其连接强度大于托盘（3）的材料强度。整个装置在使用时，先将螺栓（10）对准插入螺栓孔（12），拧紧螺母(11)，完成托盘（3）与垫板（7）的连接，再使锚索（1）依次穿过托盘（3）与垫板（7），并拧上锚盘（2），完成整个装置的安装，安装完毕后便可进行预应力的施加。若锚固区的围岩在短时间内出现较大变形或者由于地震现象引起冲击荷载时，托盘（3）在锚盘（2）的压力下会具有朝向岩层方向的运动趋势，当压力到达一定程度时，托盘（3）与垫板（7）发生相对运动，卡头（8）从一级卡槽（4）滑入二级卡槽（5），在此过程中，锚索（1）发生了朝向岩层方向的位移，使冲击荷载得到缓冲，释放了部分应力，此为第一阶段的缓冲过程，若经缓冲后的应力依旧超过了锚索（1）的强度，锚盘（2）将压坏固定凹槽（6），并移动至缓冲凹槽（9）中，此过程锚索（1）再次发生位移，继续对冲击荷载进行缓冲，此为第二阶段的缓冲过程，通过两次缓冲，应力得到充分释放，可以大大降低冲击荷载对锚固系统的破坏程度，从而确保锚索能够正常工作，起到抗冲击、防震的效果。