[发明专利]一种补偿预应力损失的多级让压锚杆

说明书

一种补偿预应力损失的多级让压锚杆，包括锚杆杆体、内套筒、外套筒、弹簧以及让压螺栓。所述锚杆杆体尾端设置梯形柱体并连接于内套筒中，内套筒通过弹簧与外套筒相连接，外套筒上开设多个螺孔并配置对应的让压螺栓。当锚杆发生预应力损失时，弹簧与锚杆杆体之间的受力平衡被破坏，弹簧将带动内套筒一起收缩，在梯形柱体的阻碍作用下，实现对锚杆体的二次张拉；当锚固体发生大变形时，通过弹簧伸长变形及内套筒对让压螺栓的挤压直至切断螺栓实现多级让压。本发明在有效补偿预应力损失的同时，具备多级让压的功能，更有利于锚固体的稳定。

技术领域

本发明涉及锚杆支护技术领域，具体是一种补偿预应力损失的多级让压锚杆。

背景技术

随着各项基础设施的建设力度不断加大，穿越高地应力区且工程地质环境恶劣的深埋大隧道工程不断涌现，岩土体的大变形问题经常发生，为抑制岩土体大变形问题，预应力锚杆作为一种常用的支护手段在岩土工程支护中经常采用。普通预应力锚杆的受力特点是锚杆的变形必须与岩土体的变形相协调，但若岩土体的变形量超过了锚杆允许的最大变值，就会出现因变形值过大而发生预应力锚杆拉断失效的现象。为此，在面对锚杆支护工程中产生的大变形问题时，使用与岩土体变形协调更强的预应力让压锚杆更为适合。

预应力让压锚杆作为一种常见的边坡加固措施，已被广泛运用于工程的加固治理，但现场实际表明，目前所设计的锚杆让压装置基本为单一让压，所能产生的让压变形量较小，仅能适用于围岩变形的局部阶段而不是围岩变形的全过程，无法完全满足围岩大变形的需求；在锚索施工成孔、下锚杆、注浆、预应力张拉过程中，锚杆的变形值及伸长值都会偏大，同时由于土层软弱、土体变形及应力情况复杂，容易出现锚杆预应力损失的情况，致使锚杆达不到理论预期的锚固效果。因此，亟需探索一种多级让压、可补偿预应力损失的新型让压锚杆。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术中让压锚固装置或让压锚杆的让压变形量小、预应力松弛的缺陷，提供一种补偿预应力损失的多级让压锚杆。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种补偿预应力损失的多级让压锚杆，组成构件包括锚杆杆体、预紧螺母、垫圈、托盘、外套筒、内套筒、外端卡、内端卡、梯形柱体、弹簧、让压螺栓、紧固螺母、弹簧缠绕装置以及弹簧侧锚装置，组成构件的具体结构和连接关系为：

所述锚杆杆体依次穿过预紧螺母、垫圈、托盘、外端卡连接到内套筒中，所述锚杆杆体尾端设有梯形柱体，所述梯形柱体置于内套筒中，所述外套筒与外端卡通过螺纹相连接，外套筒上开设有螺孔并配置让压螺栓，所述内端卡与内套筒通过螺纹相连接，所述弹簧缠绕装置一端通过螺纹与内端卡相连接，另一端通过螺纹与外套筒相连接，所述弹簧装配在弹簧缠绕装置上并将内套筒与外套筒相连接，所述弹簧侧锚装置设置在弹簧缠绕装置两侧，当所述锚杆产生预应力损失时，利用弹簧的收缩带动锚杆杆体，使锚杆杆体实现二次张拉，补偿预应力的损失；当锚固体发生大变形时，利用弹簧的伸长以及内套筒对让压螺栓的剪切作用分级消耗锚固体变形产生的变形能，实现多级让压。

所述外端卡中心处设置锚杆穿孔，锚杆穿孔直径大于锚杆杆体直径，外端卡侧面设置外螺纹，与所述外套筒前端设置的内螺纹相吻合。

所述内端卡中心处设置螺栓孔，该螺栓孔直径与所述弹簧缠绕装置相吻合，内端卡侧面设置外螺纹，与所述内套筒尾端设置的内螺纹相吻合。

所述外套筒尾端设置螺栓孔，该螺栓孔与所述弹簧缠绕装置锚固杆螺纹相吻合，所述外套筒前端内径与所述外端卡外径相等。

所述外套筒上共设置有12个螺孔，按照轴向等间距布置，共设三环，每一环上布置四个相同让压螺栓，同一环上的每个让压螺栓之间的角度间隔为90°，让压螺栓的螺杆长度由靠近内端卡的一环向外逐级增长，距内套筒最近的一环螺栓与内套筒之间的预留距离由锚杆设计预应力值的大小及弹簧的弹性系数决定。

所述弹簧侧锚装置布置在弹簧缠绕装置两侧，通过锚固螺栓与弹簧缠绕装置相连接，防止弹簧在伸长过程中脱离弹簧缠绕装置。