一種衡阻退讓預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種衡阻退讓預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索。
【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索是全煤錨索孔頂板、高應(yīng)力區(qū)破碎頂板的一種常用支護(hù)裝置，利用預(yù)應(yīng)力鋼絞線的有效伸長(zhǎng)率，保持支護(hù)巖(煤)體的退讓性即錨索孔的允許變形，使預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索在最大力(破斷負(fù)荷)許可范圍內(nèi)持續(xù)受力支護(hù)巖(煤)體。
[0003]如圖1所示，預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索包括鋼絞線I'、托盤(pán)2'和鎖具3'，其中，鋼絞線Ir承受拉力作用，其一端用樹(shù)脂藥卷等錨固劑4'固定于巖體S'的錨索孔O'內(nèi)，在錨固劑4'凝固后張拉鋼絞線P，鎖具3'壓緊托盤(pán)2'，并鎖住鋼絞線I'的張拉端。
[0004]實(shí)踐中，由于預(yù)應(yīng)力鋼絞線I'錨索伸長(zhǎng)率較小(錨索常用預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸長(zhǎng)率L0^ 500?610mm)，也就是鋼絞線材料本身彈性模量極其有限，因此在錨索孔(V遠(yuǎn)未到達(dá)其允許變形范圍前，鋼絞線P的就彈性模量已完全消耗，鋼絞線P進(jìn)入破斷狀態(tài)，失去支護(hù)能力，導(dǎo)致巖(煤)體垮塌。
[0005]為此，有許多研宄實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)以變形狀態(tài)顯現(xiàn)的巖(煤)體應(yīng)力釋放、動(dòng)態(tài)顯壓等影響，通過(guò)有效控制(允許)其變形，可以較大幅度的釋放其應(yīng)力和壓力，使預(yù)應(yīng)力鋼絞線等承壓支護(hù)材料，在其破斷負(fù)荷以?xún)?nèi)支護(hù)承壓，形成有效支護(hù)狀態(tài)。這就要求預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索等承壓支護(hù)產(chǎn)品，在其彈性模量之外，具有與有效控制(允許)巖(煤)體變形相適應(yīng)的“退讓性”。
[0006]有鑒于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待優(yōu)化現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索的結(jié)構(gòu)，以使其在鋼絞線等承壓組件的彈性模量之外，具有與有效控制(允許)巖(煤)體變形相適應(yīng)的“退讓性”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種衡阻退讓預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索。
[0008]這種衡阻退讓預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索，包括阻尼管、擠削活動(dòng)套和限位機(jī)構(gòu)；阻尼管插裝于巖體的錨索孔內(nèi)并與預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索的托盤(pán)固定連接，擠削活動(dòng)套與阻尼管內(nèi)的阻尼部相抵，預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索的鋼絞線的錨固端穿過(guò)擠削活動(dòng)套固定于錨索孔內(nèi)，其張拉端與擠削活動(dòng)套固定連接，，限位機(jī)構(gòu)設(shè)置于阻尼管，以限定擠削活動(dòng)套相對(duì)于阻尼管的最大位移量；
[0009]當(dāng)鋼絞線的張緊力增大至足以克服所述阻尼部施加擠削活動(dòng)套的阻力時(shí)，所述擠削活動(dòng)套在所述鋼絞線的張緊力作用下，擠削所述阻尼部并相對(duì)于所述阻尼管移動(dòng)至所述限位機(jī)構(gòu)。
[0010]這種預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索依靠擠削活動(dòng)套擠壓、切削阻尼管內(nèi)的阻尼部形成阻尼作用，在預(yù)應(yīng)力鋼絞線牽引下前行，保持支護(hù)巖(煤)體的退讓性，持續(xù)有效支護(hù)巖(煤)體，適應(yīng)巷道較大的允許(設(shè)計(jì))變形。
[0011]優(yōu)選地，所述阻尼管為內(nèi)螺紋管，所述內(nèi)螺紋管的內(nèi)螺紋為所述阻尼部。
[0012]優(yōu)選地，所述內(nèi)螺紋管為高壓鍋爐用內(nèi)螺紋無(wú)縫鋼管
[0013]優(yōu)選地，所述阻尼部具體為沿軸線依次間隔設(shè)置的若干個(gè)阻尼環(huán)。
[0014]優(yōu)選地，相鄰兩個(gè)所述阻尼環(huán)間軸向間距小于所述擠削活動(dòng)套的擠削段的軸向長(zhǎng)度。
[0015]優(yōu)選地，由所述鋼絞線的錨固端指向其張拉端方向上，所述擠削段為軸徑遞增階梯軸。
[0016]優(yōu)選地，所述擠削段的軸徑等差遞增。
[0017]優(yōu)選地，所述擠削活動(dòng)套還包括導(dǎo)向段，所述導(dǎo)向段靠近所述錨固端。
[0018]優(yōu)選地，所述擠削活動(dòng)套的外周壁至少開(kāi)設(shè)沿軸向延伸的兩個(gè)導(dǎo)向槽，所述導(dǎo)向槽相對(duì)于所述擠削活動(dòng)套的軸線對(duì)稱(chēng)布置，且其槽深大于所述阻尼部的高度。
[0019]優(yōu)選地，所述托盤(pán)和所述阻尼管的雙面焊接連接。
[0020]優(yōu)選地，所述限位機(jī)構(gòu)為相對(duì)于所述阻尼管的軸線對(duì)稱(chēng)設(shè)置的至少兩個(gè)限位螺釘或限位鉚釘。
[0021]優(yōu)選地，所述限位機(jī)構(gòu)具體為將所述阻尼管的部分或全部管壁向管內(nèi)沖壓致其變形收縮形成的收縮段。
[0022]優(yōu)選地，所述收縮段包括相對(duì)于軸線均布的至少兩個(gè)收縮部，每個(gè)收縮部具體為向管內(nèi)彎曲的弧形。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1示出了現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2示出了本發(fā)明所提供預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索的一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3示出了圖2中擠削活動(dòng)套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4示出了圖3的A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5示出了圖2中鎖具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6示出了圖5中鎖環(huán)體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖7示出了圖5中鎖環(huán)體的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖8示出了圖5中鎖片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖9示出了圖5中所示鎖片的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖10示出了圖8中I處的放大結(jié)構(gòu)視圖。
[0033]圖11示出了本發(fā)明所提供預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索的另一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖12示出了圖11中內(nèi)螺紋阻尼管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖13示出了圖11中所示內(nèi)螺紋阻尼管的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖14示出了圖12中I處的放大結(jié)構(gòu)視圖；
[0037]圖15示出了另一內(nèi)螺紋阻尼管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖16示出了圖15中所示內(nèi)螺紋阻尼管的C向結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖1中附圖標(biāo)記與各個(gè)部件名稱(chēng)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系:
[0040]I'鋼絞線、2'托盤(pán)、3'鎖具、4'錨固劑、S'巖體、O'錨索孔。
[0041]圖2至圖16中附圖標(biāo)記與各個(gè)部件名稱(chēng)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系:
[0042]I鋼絞線、2托盤(pán)、3鎖具、31鎖環(huán)體、32鎖片、33彈性卡圈、4阻尼管、41阻尼環(huán)、42收縮部、5擠削活動(dòng)套、51鋼絞線孔、52導(dǎo)向槽、6限位螺釘、S巖體。
【具體實(shí)施方式】
[0043]本發(fā)明的核心目的在于，提供一種衡阻退讓預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索，以有效增加預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索伸長(zhǎng)量，在設(shè)計(jì)支護(hù)負(fù)荷小于預(yù)應(yīng)力鋼絞線破斷負(fù)荷產(chǎn)生退讓性，持續(xù)有效支護(hù)巖體，適應(yīng)錨索孔較大的控制、允許和/或設(shè)計(jì)變形。
[0044]不失一般性，接下來(lái)，結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，通過(guò)兩種【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明所提供的衡阻退讓預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索的結(jié)構(gòu)及工作原理加以說(shuō)明。
[0045]請(qǐng)參見(jiàn)圖2，該圖示出了本發(fā)明所提供的預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]由圖2可知，本【具體實(shí)施方式】所提供的衡阻退讓預(yù)應(yīng)力鋼絞線I錨索包括鋼絞線1、托盤(pán)2、鎖具3、阻尼管4、擠削活動(dòng)套5和限位機(jī)構(gòu)，其中，限位機(jī)構(gòu)設(shè)置于阻尼管4，以限定擠削活動(dòng)套5相對(duì)于阻尼管4的最大位移量，其強(qiáng)度足以承受大于鋼絞線I破斷負(fù)荷的剪切力，阻尼管4插裝于巖體S的錨索孔內(nèi)并與托盤(pán)2固定連接，擠削活動(dòng)套5插裝于阻尼管4內(nèi)，鋼絞線I的錨固端穿過(guò)擠削活動(dòng)套5的鋼絞線孔51后通過(guò)錨固劑錨固于錨索孔內(nèi)，鎖具3鎖定鋼絞線I的張力端并與擠削活動(dòng)套5的后端面相抵，以通過(guò)鋼絞線I的預(yù)張緊力將擠削活動(dòng)套5預(yù)壓緊于阻尼管4的阻尼部，也即將鋼絞線I的張拉端固定連接于擠削活動(dòng)套5上；當(dāng)鋼絞線I的張緊力增大至足以克服阻尼部的阻力時(shí)，擠削活動(dòng)套5在張緊力作用下擠削阻尼部并沿阻尼管4移動(dòng)至限位機(jī)構(gòu)。
[0047]具體地，結(jié)合圖3可知，第一【具體實(shí)施方式】中，阻尼部具體為若干個(gè)沿軸向依次間隔設(shè)置于阻尼管4內(nèi)周壁的阻尼環(huán)41 ;擠削活動(dòng)套5包括導(dǎo)向段B和擠削段A。其中，擠削段A具體為軸徑單向漸變的階梯軸，由鋼絞線I的錨固端指向張拉端方向上，階梯軸的軸徑遞增，且其最小軸徑大于阻尼環(huán)41的內(nèi)徑，其最大軸徑小于阻尼管4內(nèi)周壁直徑，導(dǎo)向段B的軸徑小于阻尼環(huán)41的內(nèi)徑?？梢岳斫?，擠削活動(dòng)套5設(shè)置導(dǎo)向段B的目的在于為其相對(duì)于阻尼管4移動(dòng)提供良好的導(dǎo)向，保證移動(dòng)舒暢性。為了便于更好地理解擠削活動(dòng)套5的具體結(jié)構(gòu)，請(qǐng)一并參見(jiàn)圖4。
[0048]擠削活動(dòng)套5通過(guò)導(dǎo)向段B導(dǎo)入阻尼管4內(nèi)后，再在鋼絞線I預(yù)張緊力作用下通過(guò)擠削段A的小軸徑端面壓緊于阻尼環(huán)41，使預(yù)應(yīng)力鋼絞線I錨索形成初始支護(hù)狀態(tài)，此時(shí)巖體S通過(guò)阻尼管4施加于擠削活動(dòng)套5的阻力和預(yù)應(yīng)力鋼絞線I的張緊力大小相等、方向相反，也即擠削活動(dòng)套5處于受力平衡狀態(tài)，相對(duì)于阻尼管4靜止。
[0049]隨著時(shí)間的推移，因內(nèi)應(yīng)力釋放、動(dòng)態(tài)顯壓等因素巖體S將會(huì)發(fā)生變形，巖體S的變形形成的作用力將通過(guò)阻尼管4施加于擠削活動(dòng)套5，換句話說(shuō)，也就是巖體S施加于擠削活動(dòng)套5的阻力大于鋼絞線I施加于其的張緊力，導(dǎo)致擠削活動(dòng)套5受力平衡狀態(tài)被打破，此時(shí)鋼絞線I將會(huì)發(fā)生彈性變形，也即增大張緊力來(lái)再次使擠削活動(dòng)套5達(dá)到受力平衡，當(dāng)鋼絞線I彈性變形引起的張緊力超出阻尼管4阻尼環(huán)41的承載能力時(shí)，鋼絞線I的張緊力將會(huì)驅(qū)動(dòng)擠削活動(dòng)套5擠削阻尼環(huán)41，并沿阻尼管4移動(dòng)一定距離，至擠削活動(dòng)套5