一种锚杆预紧力可视化指压垫圈及其使用方法与流程

    技术2026-05-04  12


    本发明涉及一种锚杆预紧力可视化指压垫圈及其使用方法,此垫圈能够直观地指示预紧力等性能是否达标,可用于交通隧道领域锚杆安装时的预紧力施加过程中。


    背景技术:

    1、在现代工程领域,特别是在交通隧道的建设中,通常需要在隧道内安装锚杆并施加预紧力,以此对隧道进行锚固支护。目前对锚杆施加预紧力并判断预紧力是否达标的方式有以下两种,其一是人工施加,操作人员使用扭矩扳手通过施加扭矩的方式对锚杆施加预紧力,施加前需要调整扭矩扳手的扭矩值,并且人工施加的效率较低;其二是设备施加,锚杆安装后,通过设备对锚杆一直施加扭矩,操作人员凭工作经验停止施加,或者在设备上设置确定的扭矩值和时间,设备输出的扭矩达到设置时间后自动停止。但由于现场工况不理想,导致通过扭矩换算的理论预紧力与现场施加的实际预紧力之间有较大差距,严重影响了锚杆的安装质量。因此,以上两种方法无法保证锚杆安装的质量和效率,不符合当前隧道锚杆机械化施工的发展趋势,需要一种在锚杆安装过程中能够精确、直观地指示预紧力是否达标的产品,从而减少施加预紧力时设备的调整次数,提高锚杆的安装效率,保证工程质量和人员安全。


    技术实现思路

    1、为了克服现有技术的上述缺点,本发明提出了一种锚杆预紧力可视化指压垫圈及其使用方法,本发明的垫圈能直观地指示锚杆预紧力是否达标的,当预紧力达到指压垫圈的预设值时,荧光胶体会溢流至垫圈外部,直观地提示观察者预紧力已达到指定要求。

    2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种锚杆预紧力可视化指压垫圈,包括在指压垫圈正面设置的受压环和在受压环背面设置的胶料槽,在胶料槽的外壁设置导流槽。

    3、本发明还提供了一种锚杆预紧力可视化指压垫圈的使用方法,包括如下步骤:

    4、步骤一、安装指压垫圈:当锚杆装进锚孔后,在外露中空杆体上依次安装垫板、球面垫圈、指压垫圈和螺母;

    5、步骤二、指示预紧力:旋转螺母对锚杆施加预紧力,当螺母挤压指压垫圈时,指压垫圈的受压环受压开始被压平,胶料槽中的胶体材料通过导流槽逐渐溢出至指压垫圈外部,当指压垫圈被压平后,胶料槽中的胶体材料全部溢出集中于指压垫圈的导流槽外部时,表示预紧力达标,锚杆安装完成。

    6、与现有技术相比,本发明的积极效果是:

    7、1、本发明的垫圈结构中,受压环采用了拱形圆环的受力结构,使垫圈能够均匀受力,拱形高度较小,垫圈从受力至拱形圆环被完全压平所需要的力值范围较小,因此垫圈能够精确指示预紧力是否达到预设要求。在实际应用中,通过控制垫圈的整体尺寸调整预紧力的指示范围,以此满足应用要求。

    8、2、本发明的垫圈结构中,胶料槽采用了圆环凹槽的结构,使用有颜色的胶体材料填满胶料槽,垫圈受力时,胶料槽中的材料经导流槽流出,流出的胶体材料集中于垫圈外部,胶体材料中添加了荧光剂,即使在视野不好的隧道内,也能直观的向操作者传达预紧力。

    9、3、本发明可配合锚杆台车实现锚杆的机械化安装并施加预紧力,符合当前隧道锚杆机械化施工的发展趋势,能够有效提高锚杆的安装效率,保证工程质量和人员安全。



    技术特征:

    1.一种锚杆预紧力可视化指压垫圈,其特征在于:包括在指压垫圈正面设置的受压环和在受压环背面设置的胶料槽,在胶料槽的外壁设置导流槽。

    2.根据权利要求1所述的一种锚杆预紧力可视化指压垫圈,其特征在于:所述受压环为拱形圆环。

    3.根据权利要求2所述的一种锚杆预紧力可视化指压垫圈,其特征在于:拱形高度为1mm~5mm。

    4.根据权利要求1所述的一种锚杆预紧力可视化指压垫圈,其特征在于:受压环宽度与指压垫圈整体宽度的比值为0.2~0.6。

    5.根据权利要求1所述的一种锚杆预紧力可视化指压垫圈,其特征在于:指压垫圈整体厚度为3~10mm。

    6.根据权利要求1所述的一种锚杆预紧力可视化指压垫圈,其特征在于:所述胶料槽为圆环凹槽。

    7.根据权利要求1所述的一种锚杆预紧力可视化指压垫圈,其特征在于:所述胶料槽为方形凹槽。

    8.根据权利要求1所述的一种锚杆预紧力可视化指压垫圈,其特征在于:所述导流槽数量大于等于3个。

    9.一种基于权利要求1所述锚杆预紧力可视化指压垫圈的使用方法,其特征在于:包括如下步骤:

    10.根据权利要求9所述的锚杆预紧力可视化指压垫圈的使用方法,其特征在于:在胶体材料中添加荧光剂。


    技术总结
    本发明公开了一种锚杆预紧力可视化指压垫圈及其使用方法,指压垫圈包括在指压垫圈正面设置的受压环和在受压环背面设置的胶料槽,在胶料槽的外壁设置导流槽。与现有技术相比,本发明的积极效果是:本发明的垫圈结构中,受压环采用了拱形圆环的受力结构,使垫圈能够均匀受力,拱形高度较小,垫圈从受力至拱形圆环被完全压平所需要的力值范围较小,因此垫圈能够精确指示预紧力是否达到预设要求。在实际应用中,通过控制垫圈的整体尺寸调整预紧力的指示范围,以此满足应用要求。本发明可配合锚杆台车实现锚杆的机械化安装并施加预紧力,符合当前隧道锚杆机械化施工的发展趋势,能够有效提高锚杆的安装效率,保证工程质量和人员安全。

    技术研发人员:姚福君,孔令喜,项珩,刘航,蒙明亮,幸涛,朱永豪
    受保护的技术使用者:中铁隆昌铁路器材有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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