錨固裝置、用於製作錨固裝置的地腳螺杆和方法

2023-06-03 08:25:31

專利名稱：錨固裝置、用於製作錨固裝置的地腳螺杆和方法
技術領域：
本發明涉及一種帶有至少兩個地腳螺杆的錨固裝置，它藉助於灰漿固定在錨位中，具有權利要求1前序部分所述的特徵。此外本發明涉及到具有權利要求3或者7前序部分所述特徵的適合用於錨固裝置的地腳螺杆，以及具有權利要求9前序部分所述的特徵的用於製作錨固裝置的方法。本發明尤其用於在已有的混凝土承載面(錨位)上對事後用混凝土澆注或已經澆注的道床的固定，儘管它不應局限在這種應用情況下。灰漿的概念不應理解的特別狹窄，例如在本發明意義下的灰漿同樣應該理解為(單組分或者多組分)合成樹脂灰漿和合成樹脂粘結劑和其它的適合用於在錨位中固定地腳螺杆的要硬化的泥料。
由DE 37 08 764 A1已知一種用於藉助於合成樹脂粘結劑固定的地腳螺杆。已知的地腳螺杆具有一個帶有一定數目的軸向連續布置的撐開圓錐體形式的撐開體的固定部分。為了固定，在錨位鑽一個孔，注入合成樹脂粘結劑，並且將地腳螺杆用它的固定部分插入鑽孔中。合成樹脂粘結劑分布在鑽孔中包圍著地腳螺杆的固定部分的管間間隙中，並且保持地腳螺杆在硬化後固定在錨位中。由於形成裂紋在鑽孔擴大時，撐開體由於它的圓錐形狀導致要硬化的合成樹脂粘結劑的補充撐開，即當由於鑽孔擴大固定鬆動時，並且地腳螺杆由於它沿著軸向方向由鑽孔中向外移動時，地腳螺杆的撐開體就擴大合成樹脂灰漿，因此地腳螺杆以基本不變的固定力保持固定在鑽孔中。
已知的地腳螺杆由錨位中伸出，並且在它由錨位中伸出的端部具有作為固定裝置的螺紋。作為固定裝置也存在其他的可能性，例如吊環、孔、鉤子或者頭部部件等等。
如果它們例如在溫度變化時伸長的差別很大，在錨位上採用多個熟悉的地腳螺杆固定物體時會在錨位中和被固定的物體中產生拉應力和壓應力。拉壓應力使地腳螺杆承擔橫向剪切。
本發明的任務是提出一種前述類型的錨固裝置，其減少由於不同的伸長在錨位中和在其上固定的物體中的拉壓應力和由此引起的所使用的地腳螺杆的橫向應力。本發明的另外的任務是適用於錨固裝置的地腳螺杆以及用於製作錨固裝置的方法。
該任務根據本發明通過權利要求1所述的特徵和在權利要求3、7和9中所述的其他特徵獲得解決。根據本發明的錨固裝置使用了兩種不同的地腳螺杆。它具有一個後面也被稱為固定地腳螺栓的地腳螺杆，它使物體不移動的保持在錨位上。所有其他的，後面也被稱為活動地腳螺栓的地腳螺杆可移動地保持物體在錨位上。由此可以實現膨脹補償，至少減少了由於錨位和在它上面固定的物體的不同伸長產生的機械應力和由此引起的負荷，在理想的情況下甚至可以小到被忽略的程度。與此同時固定地腳螺栓使物體保持在錨位上的確定的位置，並且共同阻止地腳螺杆、物體例如通過在邊緣或者在中間區域的隆起從錨位上拔出來。
除了已經提到的膨脹補償的優點之外，本發明還具有公差補償的優點，它成本不大並且以可以低廉的費用製作，它本身不需要維護，並且本身不需要檢驗，同時它可以事後例如在現有的固定修理時製作。
根據本發明的錨固裝置主要是為了鋪軌設計的，即用於在現有的混凝土承載面(錨位)上事後澆灌混凝土道床的固定，或者在混凝土承載面上單獨的混凝土的或者其他的枕木。
作為活動地腳螺栓，權利要求3所述設有一個在固定部分和固定裝置之間的區域帶有可變形的外套的地腳螺杆。可變形的外套處在錨位和被固定物體分界面的區域。當物體和錨位的不同伸長如此大時，因此它克服在物體和錨位之間的摩擦力，地腳螺杆允許被固定物體相對於錨位移動。此外地腳螺杆的橫向應力很小，在物體上和在錨位中避免了通過尖銳孔緣的剪切。此外可變形的外套使得待固定物體的澆注成為可能，而不必獲得一個包圍著地腳螺杆的自由空間。
尤其是地腳螺杆的外套由彈性的和/或者可塑性變形的塑料製成。本發明的一個方案設有一個外套，它以高的阻力對抗快速的變形，對此它在緩慢的變形時只具有微小的或者至少較低的阻力。例如合適的是PTP(Polyerephthalat，例如具有商標名稱Ultradur KR4071)。由於活動地腳螺栓在短暫的負荷時效果幾乎同固定地腳螺栓一樣，而在長期負荷時它對橫向移動的阻力卻很小。例如在鋪軌時這就具有優點，活動地腳螺栓在火車壓過時承擔幾乎與固定地腳螺栓一樣的剪力，而對溫度和其他伸長的阻力卻很小。
本發明的一個方案設計為，外套以一定的間隙包圍著活動地腳螺栓的地腳螺杆。間隙保證了地腳螺杆的橫向可移動性，因此活動地腳螺栓的地腳螺杆可以滿足它的功能，把待固定物體可移動的保持在錨位上。當地腳螺杆用要硬化的泥料如形成待固定的物體的混凝土澆注時，那麼間隙也保證了橫向可移動性。模板或類似物就不需要了。
本發明的一個替代方案是在外套的內部設有間隔環，它將外套以地腳螺杆定中心。間隔環可以是結子形環繞的凸起或類似物。此外精確的定中心並不重要，重要的是圍繞著地腳螺杆的間隙，儘管間隙的寬度在圓周上是變化的。間隔環保證了地腳螺杆在所有方向上的橫向可移動性。
對於固定的地腳螺栓，權利要求7所述設有一個在地腳螺杆的固定位置和固定裝置之間的區域帶有剛性套管的地腳螺杆。尤其剛性指的是套管帶有高的變形阻力和高的剪切強度。套管通過在錨位和固定物體之間的分界面，它承擔剪力，並且藉此阻止物體相對於錨位在固定地腳螺栓位置上的移動。套管具有優點，對於固定的和活動的地腳螺栓可以使用同樣的地腳螺杆，其中固定地腳螺栓具有剛性的套管，並且活動的地腳螺栓具有可變形的外套。而且剛性套管可以提高固定地腳螺栓的剪切力和剪切強度。
在本發明優選的方案中，固定的和/或者活動的地腳螺栓的地腳螺杆具有一個或多個軸向連續布置的撐開體。撐開體沿著遠離地腳螺杆固定裝置的方向伸展，它例如可以具有楔形、角錐形或者圓錐形。當固定地腳螺杆的孔擴大，地腳螺杆鬆動並且軸向移動時，它補充撐開包圍著它的、用於固定使用的灰漿。
帶有權利要求9所述特徵的根據本發明的製作方法設計為，一個固定的和一個或者多個活動的地腳螺栓相互以一定間隔固定在錨位中。此外地腳螺杆由錨位中伸出，地腳螺杆的固定裝置處在錨位之外。在固定裝置上放上保護罩，並且將要硬化的泥料注入錨位，它在硬化之後形成待固定的物體。要硬化的泥料例如可以是混凝土。要硬化的泥料包圍著地腳螺杆，其中保護罩由泥料中伸出，或者至少與它是齊平的。保護罩形成在要硬化的泥料中的間隙，通過它在取下保護罩之後可以接近固定裝置。
在改進方案中根據本發明的方法設計為，在要硬化的泥料變硬之後，從地腳螺杆的固定裝置上取下保擴罩，並且地腳螺杆被拉緊。例如它可以通過在構成地腳螺杆的固定裝置的螺紋上螺母的擰緊和/或者拉緊來實現。通過根據本發明的方法，通過澆注或者把混凝土澆灌到錨位上可以簡單的方式製作待固定的物體，並且可以在地腳螺杆上獲得預負荷。除了在物體和錨位之間，物體與錨位在分界面的平面上的摩擦連接之外，預負荷在由於鑽孔擴大鬆動時將導致地腳螺杆的補充撐開。
為了防止溼氣的滲入，並且作為在地腳螺杆上擰緊螺母的防松保護，例如在要硬化的泥料中的間隙可以被澆註上。
本發明接下來藉助於在附圖中表示的實施例進一步說明。如圖所示


圖1所示是一個根據本發明的地腳螺杆(固定地腳螺栓)的局部剖視圖；圖2所示是圖1所示的地腳螺杆在固定後的狀態；圖3所示是根據本發明的第二種地腳螺杆(活動地腳螺栓)的軸向剖面圖；圖4所示是圖3所示的地腳螺杆在固定後的狀態；並且圖5a至圖5f所示是用於製作本發明的錨固裝置相繼的固定步驟。
在圖1中表示的、根據本發明的地腳螺杆10具有例如由結構鋼或者優質鋼製成的鋼杆。它具有一個帶有一定數目的軸向相繼布置的撐開體14的固定部分12。撐開體14是錐形的，它沿著在遠離固定部分12的地腳螺杆10的端部構成的螺紋16的方向逐漸變細。螺紋16形成地腳螺杆10的固定裝置。
地腳螺杆10在固定部分12和螺紋16之間的區域具有例如同樣由鋼製成的、包圍著地腳螺杆10的剛性套管18。套管18的內徑大於地腳螺杆10的直徑，在地腳螺杆10和套管18之間的環形空腔用要硬化的泥料、例如不幹縮的灰漿20澆注，它將套管18固定在地腳螺杆10上。
在螺紋16的一側是彈性孔板22，並且把放在地腳螺杆10上的錐形盤24放在彈性孔板上，而螺母26就擰緊在螺紋16上。錐形盤24是在朝向螺母26的一側帶有在它的孔的邊緣圓錐形擴孔的孔板。螺母26是在朝向錐形盤24的端面上帶有截球環形端面的專用螺母，它緊貼在錐形盤24的圓錐形擴孔中。由此得到這樣的球形萬向節，它補償在錐形盤24和螺母26之間的位置傾斜。
圖2表示的是地腳螺杆10在錨位28中的固定，它在本發明表示和描述的實施例中是道床的混凝土承載面。地腳螺杆10插入在錨位28中的成階梯形的鑽孔30，在地腳螺杆10或者它的剛性套管18和鑽孔30之間的間隙用粘合灰漿填滿。粘合灰漿把地腳螺杆10固定在鑽孔30中。在地腳螺杆10的固定部分12中的撐開體14，在鑽孔擴大時，例如由於形成裂紋，導致固定部分的補充撐開；如果由於鑽孔擴大，固定部分鬆動，那麼例如由於通過撐開體14產生的預應力，地腳螺杆10的軸向位移導致擴徑，即包圍著固定部分12的粘合灰漿的補充撐開，地腳螺杆10保持以基本上不變的固定力固定在鑽孔30中。
地腳螺杆10和包圍著它的剛性套管18由錨位28伸出，即地腳螺杆10和剛性套管18穿過在錨位28和待固定在錨位28上的物體34之間的分界面32。通過螺母26的擰緊，待固定的物體34被夾緊在錨位28上，其中處在錐形盤24和套管18之間的彈性孔板22使得壓緊成為可能。嵌入錨位28和待固定的物體34的剛性套管18防止物體34相對於錨位28的移動。因此帶有剛性套管18的地腳螺杆10也可以稱為固定地腳螺栓。注入鑽孔30的、包圍著固定部分12和剛性套管18的粘合灰漿把剛性套管18對在錨位28中的橫向位移固定了下來。
在圖3和圖4中表示的根據本發明的地腳螺杆10代替剛性套管在固定部分12和螺紋16之間的區域具有可變形的外套36。可變形的外套36例如由塑料製成，並且尤其是由一種在高的變形速度時具有高的變形阻力、並且在低的變形速度時具有較低的變形阻力的材料製成。一種合適的材料是PTP(Polyerephthalat，它例如在商標名稱Ultradur KR 4071下可以買到)。除了彈性孔板22和代替剛性套管18的彈性外套36之外，在圖3中所示的地腳螺杆10與在圖1中所示的地腳螺杆10的構成是一樣的。它在固定部分12同樣具有錐形撐開體14，螺紋16，帶有截球環形端面的六角螺母26，和墊在螺母26下面、並且放在地腳螺杆10上面的錐形盤24。就這方面來說可以參閱上面存在的結構。
外套具有比相應的地腳螺杆10的直徑較大的內經，在地腳螺杆10和外套36之間存在圍繞著地腳螺杆10的間隙。向內突出的外套36的環繞凸起或者加厚構成了間隔環37，它將地腳螺杆10定位在外套36的中心，或者儘管在圓周上間隙的厚度是變化的，至少保證在地腳螺杆10和外套36之間在整個地腳螺杆10的圓周上的間隙。間隙在固定狀態下也保證了地腳螺杆10的橫向可移動性。儘管地腳螺栓用要硬化的泥料，例如混凝土包封上，在泥料硬化後仍保證了地腳螺杆10的橫向可移動性。它因此滿足了它的可活動地腳螺栓的功能，它防止了被固定的物體34可帶著錨位28移動。
在圖3中表示的地腳螺杆10的固定表示在圖4中，它如上邊對圖2所描述的以本身同樣的方法進行。根本的區別是，在錨位28中的鑽孔30沒有成階梯形。此外為了減少在物體34和錨位28之間的摩擦力，可以在錨位28和固定物體34之間布置中間襯墊38。可變形的外套36使得固定物體34相對於錨位28的移動成為可能，因此圖3和圖4所示的地腳螺杆10也可以被稱為可活動地腳螺栓。在物體34移動時，如在圖4中誇張表示的，地腳螺杆產生變形。在地腳螺杆10和錐形盤24之間的位置傾斜通過與錐形盤24按照球形萬向節的方式共同起作用的螺母26來補償。
根據本發明的錨固裝置的製作接下來根據圖5a-5f，藉助於道床34在錨位(混凝土承載面)28上的固定來說明。道床34構成了待固定的物體。道床34在它的中間用一個如在圖1和圖2中所表示的固定地腳螺栓，並且在它的邊緣區域各用一個如在圖3和圖4中所表示的可活動地腳螺栓在錨位28上固定。圖5a-5f表示了固定地腳螺栓在道床34中間的固定，可活動地腳螺栓的固定以同樣的方式進行。
首先在錨位28中鑽階梯孔30(圖5a)。對於可活動地腳螺栓鑽一個無階梯的鑽孔。在鑽孔30打掃乾淨之後，對於全部三個地腳螺栓可以同時用一臺自動鑽孔機完成，粘合灰漿被注入鑽孔30，同時地腳螺栓被插入鑽孔30(圖5b)。此外地腳螺栓要麼指的是固定地腳螺栓，即地腳螺栓杆10帶有剛性套管18，要麼指的是可活動地腳螺栓，即地腳螺杆10帶有可變形的外套36。對注入的灰漿量這樣進行計量，使灰漿填滿在地腳螺栓和鑽孔30之間的間隙。地腳螺栓由錨位28中伸出大約它一半的長度。在螺紋16上和螺母26上放上保護罩40(圖5c)，並且緊接著給道床34澆灌混凝土(圖5d)。保護罩40由澆灌完混凝土的道床34中伸出。
在構成道床34的混凝土和在錨位28中固定地腳螺杆10的粘合灰漿硬化之後摘下保護罩40，由此可以接近螺母26。螺母26被擰緊，並且由此地腳螺杆10被預張緊。在預張緊之後通過保護罩40在道床34中形成的空隙可以用要硬化的泥料，例如收縮小的灰漿42灌封。由此保證螺母26不鬆動，並且防止水的滲入。
在道床34中間的固定地腳螺栓將道床34固定在錨位28上，它在圖5中未表示，側面與固定地腳螺栓以一定間距布置的可活動地腳螺栓允許在道床34和錨位28之間的移動，並且由此使得膨脹補償成為可能。因為可變形的外套36在大的變形速度下具有高的變形阻力，可活動地腳螺栓在短暫的負荷時，例如當火車從上面壓過時，產生的效果同固定地腳螺栓一樣，並且抵抗移動把道床34固定在錨位上。道床34在錨位28上的緩慢移動，例如通過不同的溫度膨脹，以微小的或者至少是較小的力是可能的。此外只要道床34相對於錨位28的移動不大於外套36的壁厚和在地腳螺栓杆10和外套36之間的間隙，至少可活動地腳螺栓的地腳螺杆10隻用一個微小的橫向力加荷，並且不受剪切。固定地腳螺栓的剛性套管18保持它的地腳螺杆10不承受剪力。
權利要求
1.帶有至少兩個地腳螺杆的錨固裝置，該地腳螺杆藉助於灰漿或類似物相互相間地固定在錨位中，並且通過該地腳螺杆將物體固定在錨位上，其特徵在於，其中一個地腳螺杆(10)(固定地腳螺栓)使物體(34)不移動地保持在錨位(28)上，並且所有其它的地腳螺杆(10)(活動地腳螺栓)使物體(34)可移動地保持在錨位(28)上。
2.根據權利要求1所述的錨固裝置，其特徵在於，固定在錨位(28)上的物體是道床(34)。
3.用於在錨位孔中藉助於灰漿或類似物固定的地腳螺杆，其中地腳螺杆(10)具有用於在錨位(28)中固定的固定部分(12)和用於物體(34)在地腳螺杆(10)上固定的固定裝置(16)，其特徵在於，地腳螺杆(10)在固定部分(12)和固定裝置(16)之間的區域具有可變形的外套(36)。
4.根據權利要求3所述的地腳螺杆，其特徵在於，可變形的外套(36)對快速變形具有高的變形阻力，並且對緩慢的變形具有較低的變形阻力。
5.根據權利要求3所述的地腳螺杆，其特徵在於，外套(36)以一定間隙包圍著地腳螺杆(10)。
6.根據權利要求5所述的地腳螺杆，其特徵在於，外套(36)具有間隔環(37)，其將外套(36)以地腳螺杆(10)定中心。
7.用於在錨位孔中藉助於灰漿或類似物固定的地腳螺杆，其中地腳螺杆(10)具有用於在錨位(28)中固定的固定部分(12)和用於物體(34)在地腳螺杆(10)上固定的固定裝置(16)，其特徵在於，地腳螺杆(10)在固定部分(12)和固定裝置(16)之間的區域具有一個剛性套管(18)。
8.根據權利要求1、3或者7中任一項所述的地腳螺杆，其特徵在於，地腳螺杆(10)至少具有一個從固定裝置(16)離開而擴大的撐開體(14)。
9.用於製作錨固裝置的方法，其中具有固定裝置的地腳螺杆藉助於灰漿或類似物相互以一定間隔固定在錨位(28)中，使得固定裝置(16)處在錨位(28)之外，其特徵在於，在地腳螺杆(10)的固定裝置(16)上放置保護罩(40)，將形成待固定物體的要硬化的泥料(34)注入錨位(28)，其中泥料(34)包圍著由錨位(28)中伸出的地腳螺杆(10)，並且其中保護罩(40)由泥料(34)中伸出或者至少與它是齊平的。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，要硬化的泥料(34)是混凝土。
11.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，在要硬化的泥料(34)變硬之後，取下保護罩(40)，並且拉緊地腳螺杆(10)。
12.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，由保護罩(40)在要硬化的泥料(34)中留下的間隙被澆註上。
全文摘要
本發明涉及一種用於在混凝土承載面(28)上固定例如用混凝土澆注的道床(34)的錨固裝置。本發明提出，為了補償不同的伸長，道床(34)用一個固定地腳螺栓和一個或多個活動地腳螺栓固定。活動地腳螺栓具有一個用灰漿固定在錨位(28)的孔(30)中的地腳螺杆(10)。地腳螺杆(10)具有一個可變形的外套(36)，它使得道床(34)在錨位(28)上的移動成為可能。
文檔編號E01B2/00GK1965129SQ200580018333
公開日2007年5月16日 申請日期2005年5月14日 優先權日2004年6月9日
發明者J·格倫, R·范德弗倫, K·布洛克 申請人:阿圖爾-費希爾股份公司費希爾廠