組合式錨杆的孔口連接段及其製造工藝的製作方法
2023-07-27 19:08:26 1
專利名稱：組合式錨杆的孔口連接段及其製造工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及巖土工程錨固支護技術領域，尤其涉及一種注漿錨杆用孔 口連接段及其製造工藝。
背景技術：
在巖土工程涉及的地下工程、採礦工程、基坑與邊坡工程過程中，為 防止地層變形坍塌或失穩而危及安全，對地層進行加固的一種主要的支護 技術手段是採用錨杆。
錨杆類型很多，其中一種類型即注漿錨杆使用十分廣泛，注漿錨杆有 中空注漿錨杆和實心注漿錨杆兩種。實心注漿錨杆是傳統的錨杆品種，實 心杆體通常為螺紋鋼筋，錨杆注漿需設注漿和排氣管道，注漿工藝複雜些， 如施工不到位易引起注漿不飽滿，影響錨杆使用效果。而中空注漿錨杆杆
體通常為表面帶螺紋的鋼管(或纖維增強樹脂管如FRP空心管等)製成， 其優點是管體中的內孔可作錨杆注漿通道或排氣通道，注漿效果好但成本 相對實心注漿錨杆高。近年來，將中空鋼筋與實心鋼筋組合而成的組合式 注漿錨杆也相繼發展起來。
中國專利01113077〗公開了一種組合式錨杆，其主要由螺母、墊板、 止漿塞、中空錨杆杆體、注漿通道、出漿通道、排氣通道、連接段、實心 錨杆杆體、錨頭和錨孔組成，中空錨杆杆體經專門的連接段與實心錨杆杆 體連接組合構成錨杆杆體，出漿通道設在連接段上。
中國專利02112233.4公開了 一種錨杆支護方法及其一種分段式中空 注漿錨杆，其為一空心鋼筋與實心鋼筋組合而成的組合式錨杆。分段式中 空注漿錨杆由前端實心杆體與後部中空杆體兩段組成，中空杆體與實心杆 體通過連接套筒結合；連接套筒內孔與中空杆體空腔相連處設有側向孔 道；支承墊板，螺母、墊圈與中空杆體端部配合；所述的支承墊板上設有 孔道， 一段管道從支承墊板的孔道中穿入。具有先早強錨固後注漿保護和 可預應力的特性，該錨杆支護方法既可適用於良好的巖層又可用於軟弱及
3破碎巖層條件的快速支護，既能保證注漿飽滿又能使錨杆保護層均勻，以 適用於臨時或永久支護工程中。
上述兩個錨杆的共同特徵是整個錨杆體由 一個可向內注漿的孔口連 接段連接段(包括中空錨杆體和連接套筒)和實心錨杆體段組成，孔口連 接段體有分離式和整體式兩種。
分離式孔口連接段(如中國專利02112233.4公開的具體實施例和中國 專利01113077.X的第二實施例)由一段中空錨杆體和具有側向孔的連接 套筒兩個零件通過螺紋連接組合而成，中空杆體與實心杆體通過連接套筒 結合；連接套筒內孔與中空杆體空腔相連處設有側向孔道，可通過中空錨 杆體空腔向錨杆孔內注漿。該連接套筒實際上是一個內徑要分別與中空錨 杆體和實心錨杆體連接配套的 一段圓鋼管。
因為要在連接套筒壁上設置側向出漿通孔，為了使注漿達到滿意效 杲，孔徑至少要在10mm及以上，特別是中國專利01113077.X所公開的 錨杆中排氣通道要穿過側向孔和中空錨杆體內，那麼出漿通孔的孔徑要更 大才能達到注漿效果。如此打孔對連接套筒壁截面有效面積減少過多，截 面強度影響大。
為了能使連接套筒與錨杆體至少實現等強度，需要增大連接套筒的外 徑和壁厚，浪費了材料，增加了製造成本，而且連接套筒外徑加大，為了 達到最低的注漿錨固保護層，錨杆孔直徑也相應增大，增加了安裝成本。 同時要在連接套筒兩端加工內螺紋，增加了加工費用。
整體式孔口連接段(如中國專利01113077.X公開的第一實施例)為 中空錨杆體與連接段共為一體。該專利直接將中空錨杆體一端擴孔、鐓粗 作連接段，連接實心錨杆體，並在鐓粗的連接段上開設出漿通孔。為使連 接段截面強度不低於錨杆體的強度，出漿孔位置只能設置在靠近中空錨杆 體的一端，由於連接段被鐓粗，錨杆孔中注漿通道面積減少，而出漿通孔 的有效長度又增加，故增加了注漿的阻力，試驗發現出現明顯的注漿梗阻。
發明內容
本發明提供了 一種組合式錨杆用孔口連接段，該孔口連接段解決了現 有孔口連接段在開設注漿通孔後強度降低，或者注漿阻力較大的問題，並 降低了成本。一種組合式錨杆的孔口連接段，由中空錨杆體和連接段組成，連接段 一端與中空錨杆體連接，另 一端用於和組合式錨杆中的實心錨杆體連接， 所述的連接段為一圓形鋼管，中間有一橫截面外周呈割圓形的擴大段，擴 大段的割圓面中心所在的管壁較圓形鋼管的管壁薄，且該割圓面中心開有 至少一個出漿通孔，擴大段的圓弧面所在的管壁較圓形鋼管的管壁厚，保 證擴大段強度不小於圓形鋼管的強度。
所述的擴大^殳的割圓面為平面或凹面，平面易於加工，而凹面有利於 縮短出漿通孔的有效長度，減小注漿阻力。
所述的擴大段長度為圓形鋼管外徑的1~3倍。擴大段的圓弧面管壁
較圓形鋼管的管壁厚，其管壁厚度為圓形鋼管管壁厚度的1.05 ~ 3.0倍， 保證擴大段每處的橫截面強度均不小於圓形鋼管的強度。
所述的出漿通孔呈橢圓形，且橢圓形出漿通孔的長軸設置在豎直方 向，因圓割面所在的管壁中心最薄，因此被挖去的管壁越靠近圓割面中心， 鋼管損失的橫截面越少，強度也相應減少越小，所以將出漿通孔設置成橢 圓形，有利於縮短出漿通孔的有效長度，減小注漿阻力。
所述的出漿通孔的最大直徑是圓形鋼管內徑的0.3 ~ 1.0倍。
擴大段上的割圓面的數量可以是1 ~3個，最好是選用兩個，強度容 易得到保證，出漿也更加通暢。割圓面中心所在的管壁厚度為圓形鋼管管 壁厚度的0.3 1.0倍。
本發明還提供了 一種上述孔口連接段的製造工藝
將圓形鋼管需加工成擴大段的部分加熱至800 ~ 950°C ,將模具套在該 加熱部分上，並軸向擠壓圓形鋼管，使加熱部分在模具中成形，開設出漿 通孔後即為成 品。
本發明孔口連接段的連接段部分中間局部經過模壓，形成了 一擴大 段，該擴大殺:橫截面的外周呈割圓形，內周還是圓形，導致割圓面中心的 管壁較圓形鋼管的管壁薄，相當於在錨杆孔中注漿斷面相對增大，在該圓 割面中心開設出漿通孔，使得注漿更加通暢，而圓弧面的管壁又較圓形鋼 管的管壁厚，保證了擴大段強度不小於圓形鋼管的強度，節省了材料，降 低了製造成本。
圖1為本發明組合式錨杆用孔口連接段的結構示意圖2為圖1所示孔口連接段的A-A處剖視圖3a為圖1所示孔口連接段B-B處剖視圖3b為圖1所示孔口連接段B-B處另一實施方式剖視圖4為含有圖1所示孔口連接段的錨杆結構示意圖5為含有圖1所示孔口連接段的錨杆另一種實施方式的結構示意圖。
1——孔口連接段 la——擴大^史
lb——中空錨杆體 lc——連接段
2——內空腔3——出漿通孔 4——實心杆體
5—一螺母 6——支承墊板7——排氣管道8—一止漿塞
9——錨頭 10——阻漿器 11——割圓面 12——圓弧面
具體實施例方式
如圖所示， 一種組合式錨杆的孔口連接段，由中空錨杆體lb和連接 段lc組成，中空錨杆體lb和連接,殳lc連為一體，當然也可以通過螺紋 連接。中空錨杆體lb與連接段lc相對的一端的外表面設有外螺紋，用於 與螺母5配合；連接段lc的內空腔2與實心錨杆體4連接配合，其連接 方式為螺紋連接或擠壓連接。
連接段lc和中心錨杆體lb均為一圓形鋼管，連接段lc中間局部經 過模壓形成一擴大段la，擴大段la的長度大致為圓形鋼管外徑的1 ~ 3倍。 中空錨杆體lb長度一般為100 ~ 6000mm;連接段lc長度大致為圓形鋼管 外徑的1 ~ 5倍。
擴大段la是通過將連接段lc在中間段加熱模壓成形的。其模壓過程 如下先將需模壓成擴大段的圓形鋼管部分穿入高頻感應線圈內，移動圓 形鋼管將其加熱至800 ~ 950°C,隨後迅速將此加熱的工件送入模壓機內， 並將加熱部分置入在模具內、並夾緊沒有加熱部分，然後模壓機沿管縱軸 向擠壓工件，將加熱部分的鋼管在模具中成形。
擴大段la經模壓以後，其橫截面的外周呈一割圓形，內周呈圓形，
6使得擴大段la外表面出現了兩個相互平行的割圓面ll,割圓面ll可以是 平面，也可以是凹面，圓割面11中心所在的壁厚度為圓形鋼管管壁厚度 的0.3 ~ 1.0倍，其中心開有兩個與中空錨杆體lb的內空腔2連通的出漿 通孔3，出漿通孔3可以是任意形狀，最好是選用橢圓形或圓形，出漿通 孔的最大直徑一般為圓形鋼管內徑的0.3 ~ 1.0倍。
擴大段la的其餘側面還是圓弧面12,圓弧面12管壁較圓形鋼管的管 壁厚，其壁厚為圓形鋼管管壁厚度的1.05 ~ 3.0倍，保證擴大段la每處的 橫截面強度均不小於圓形鋼管的強度。
如圖4所示， 一種含有上迷孔口連接段的組合式錨杆，包括孔口連接 段1、實心錨杆體4、中空錨杆體lb相對於連接段lc的一端依次穿套有 支承墊板6和螺母5，墊板6上開有排氣孔。當錨杆尾部向上安裝時，中 空錨杆體lb在鑽孔附近套有止漿塞8,實心錨杆體靠近孔口連接段一端套 有注漿器IO，排氣孔內穿插排氣管7，其安裝過程和中國專利02112233.4 公開的錨杆安裝過程一樣。
如圖5所示，另一種含有上述孔口連接段的組合式錨杆，包括實心錨 杆體4、孔口連接段1、錨頭9,中空錨杆體lb相對於連接段lc的一端依 次穿套有墊板6和螺母5，墊板6上開有排氣孔，排氣孔內插有排氣管7。 其安裝過程和中國專利01113077.X公開的組合式錨杆安裝過程一樣。
權利要求
1、一種組合式錨杆的孔口連接段，由中空錨杆體(1b)和連接段(1c)組成，連接段(1c)一端與中空錨杆體(1b)連接，另一端用於和組合式錨杆中的實心錨杆體(4)連接，其特徵在於所述的連接段(1c)為一圓形鋼管，中間有一橫截面外周呈割圓形的擴大段(1a)，擴大段(1a)的割圓面(11)中心所在的管壁較圓形鋼管的管壁薄，且該割圓面(11)中心開有至少一個出漿通孔(3)，擴大段(1a)的圓弧面(12)所在的管壁較圓形鋼管的管壁厚，保證擴大段(1a)強度不小於圓形鋼管的強度。
2、 根據權利要求1所述的孔口連接段，其特徵在於所述的擴大段 (la)的割圓面(11)為平面。
3、 根據權利要求1所述的孔口連接段，其特徵在於所述的擴大段 (la)的割圓面(11)為凹面。
4、 根據權利要求1所述的孔口連接段，其特徵在於所述的擴大段 (la)長度為圓形鋼管外徑的1~3倍。
5、 根據權利要求1所述的孔口連接段，其特徵在於擴大段(la)的 圓弧面(12)管壁厚度為圓形鋼管管壁厚度的1.05 ~ 3.0倍。
6、 根據權利要求1所述的組合式錨杆孔口連接段，其特徵在於所 述的出漿通孔(3)呈橢圓形，且橢圓形出漿通孔的長軸設置在豎直方向。
7、 根據權利要求1所述的孔口連接段，其特徵在於所述的擴大段 (la)的割圓面(11)數量為1~3個，割圓面(11)中心處的管壁厚度為圓形鋼管管壁厚度的0.3 ~ 1.0倍。
8、 權利要求1所述的孔口連接段的製造工藝，包括以下步驟 將圓形鋼管需加工成擴大段(la)的部分加熱至800~950°C,將模具套在該加熱部分上，並軸向擠壓圓形鋼管，使加熱部分在模具中成形，在 擴大段(la)上開設出漿通孔(3)後即為成品。
9、 一種含有權利要求1 ~ 7任一所述的孔口連接段的組合式錨杆。
全文摘要
本發明公開了一種組合式錨杆的孔口連接段，由中空錨杆體和連接段組成，連接段一端與中空錨杆體連接，另一端用於和組合式錨杆中的實心錨杆體連接，所述的連接段為一圓形鋼管，中間有一橫截面外周呈割圓形的擴大段，擴大段割圓面中心所在的管壁較圓形鋼管的管壁薄，且該割圓面中心開有至少一個出漿通孔，擴大段圓弧面所在的管壁較圓形鋼管的管壁厚，保證擴大段強度不小於圓形鋼管的強度。本發明孔口連接段的擴大段橫截面的外周呈割圓形，內周還是圓形，導致割圓面中心的管壁較圓形鋼管的管壁薄，注漿通孔有效長度短，注漿更加通暢。
文檔編號E02D5/74GK101487257SQ20091009619
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月19日 優先權日2009年2月19日
發明者呂志平, 吳德興 申請人:吳德興