[实用新型]一种应力均衡扩散星肋托盘

说明书

本实用新型公开了一种应力均衡扩散星肋托盘，其特征是所述应力均衡扩散星肋托盘外轮廓为一个多边形，多边形托盘中心设置一个与锚固杆体匹配的锚杆孔，从锚杆孔周边向着多边形的每个顶角设置放射状变截面肋条。本实用新型采用应力均衡扩散星肋托盘替代梁带，加强了单点锚固扩散对围岩的控制效果，同时使用预应力锚固锚杆,在不使用梁带的情况下克服现有技术承托效率降低的问题，能够很好地应用到煤矿工作面，岩土工程锚固施工，建筑，冶金矿山，水利，地下建筑等土木工程锚固方面。

技术领域

本实用新型属于矿用安全生产支护设备技术领域，具体涉及一种锚固托盘。

背景技术

锚杆三要素：锚固端，拉力段，承托端。锚固端由早期的机械式到粘结式水泥锚固剂的施工，都是由于锚固不可靠性而淘汰。现在的树脂锚固剂的锚固可靠性毋容置疑，很少的锚固剂就十分可靠。拉力段也是不断有新的材料出现满足需要。只是承托端经常有托盘失效的情况发生。

承托端的托盘，锚固托盘是锚杆支护系统中的一个重要的部件，是锚杆支护系统产生承托力的决定性部件。其作用是，一方面通过将杆体上的预应力作用到岩体上，还要使预应力扩散到锚杆周围的煤岩体中，实现锚杆的主动、及时支护；另一方面围岩变形使载荷作用于托盘上，通过托盘将载荷传递到锚杆杆体，锚杆变化的载荷又通过托盘扩散到围岩中，从而改善围岩的应力状态，控制围岩变形与破坏。托盘的承托效果对整个支护系统至关重要。

随着开采深度的增加，地质条件越来越复杂，巷道围岩也常常表现出高应力、大变形，甚至是突然的应力破坏，锚杆支护系统的设计既要提供足够的承载力，又要实现应力均衡扩散。

现有托盘由于结构特征所限，基本上都是碟碗托盘，这种托盘碟碗空洞面积大，有效接触围岩面积小到不到托盘总面积三分之一，而且也不能均匀对围岩施加压力，碟碗以外托盘在使用过程中受力过程中很容易翻过来失去平面承托作用，不能达到应力均衡，而为了增加承托能力都是采用增加托盘钢板厚度，这样一来，托盘重量增加，施工不方便。不能与锚固技术要求的力学特征对应，不能实现有效的应力均衡，也就造成材料使用浪费成本增加或制造困难等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种应力均衡扩散星肋托盘，采用径向肋条，改变了传统的碟碗形状，尤其是肋条方向对着多边形的顶角，是力学上的最优。

本实用新型的技术方案是：一种应力均衡扩散星肋托盘，其特征是所述应力均衡扩散星肋托盘外轮廓为一个多边形，多边形托盘中心设置一个与锚固杆体匹配的锚杆孔，从锚杆孔周边向着多边形的每个顶角设置放射状变截面肋条。

优选地，所述多边形的边数为4-6。

优选地，多边形的边可设置有卷边，卷边高度大于5mm。

优选地，放射状变截面肋条的结构为弧形截面锥形，或三角形截面锥形。

优选地，靠近锚杆孔位置的放射状变截面肋条截面模量最大，向顶角位置延伸的放射状变截面肋条截面模量逐渐减小。

优选地，靠近锚杆孔位置的放射状变截面肋条高度为15mm-55mm，距离顶角位置10mm处的放射状变截面肋条高度尖灭为0。

优选地，多边形托盘的制造原材料截面为中间厚外侧薄，厚度变化范围为3mm-20mm。

本实用新型采用了径向肋条，改变了传统的碟碗形状，尤其是肋条方向对着多边形的顶角，是力学上的最优，应用到锚固系统增加了单点锚固扩散对围岩的控制效果，同时使用预应力锚固锚杆与该托盘匹配可以替代梁带作用。与现有技术相比，使用单托盘替代梁带降低施工成本10％以上，预应力均衡扩散锚固方法改善了支护系统力学特征，能够有效的控制围岩，采用单点锚固替代梁带，简化锚网梁支护系统，施工方便快速，降低劳动力，提高施工速度，而且很好地解决了松软破碎地层的巷道支护问题，能够应用到煤矿工作面岩土工程锚固和地下建筑等土木工程行业。

附图说明