本發(fā)明涉及地下工程錨桿支護裝置領(lǐng)域，特別是一種具有警示功能的錨桿讓壓裝置及使用方法。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，地下礦井、隧道、地鐵、水電硐室等修建越來越多，更多的工程處于惡劣地質(zhì)條件，隨之面臨的支護問題也越來越突出。在地下工程支護過程中，錨桿是應(yīng)用最廣、用量最多的支護材料。隨開采深度的不斷增加，巷道圍巖常常表現(xiàn)出大變形的特點，但是現(xiàn)有的傳統(tǒng)錨桿延伸率較低，不能適應(yīng)巷道圍巖的大變形特征。除此之外，處于巷道圍巖內(nèi)部的錨桿受力情況又不能直觀的表現(xiàn)出來，而現(xiàn)有的錨桿受力電子、液壓量測系統(tǒng)因成本較高且操作復雜而無法廣泛使用，導致大量的非專業(yè)測讀人員、尤其是文化程度較低的普通工人難以判斷錨桿的受力情況，從而不能預判巷道圍巖的潛在危險，進而無法排查巷道圍巖存在的安全事故隱患。

如中國專利201610256081.0公開了一種增阻讓壓錨桿由桿體和讓壓構(gòu)件兩部分組成，通過桿體與讓壓構(gòu)件的套接處設(shè)有若干級插銷以限定桿體的位移。當錨桿軸向拉力達到設(shè)計值時，插銷可被逐級剪斷，從而使得桿體與讓壓構(gòu)件可相對滑動設(shè)定的位移。此發(fā)明雖然可以通過增大插銷的抗剪能力來對圍巖提供逐級增大的工作阻力，但是不能體現(xiàn)圍巖內(nèi)部錨桿的受力情況，插銷在逐級剪斷的同時錨桿對圍巖的支護作用會失效，圍巖會產(chǎn)生相對滑移，慣性作用有可能帶來安全隱患。

如中國專利201310461586.7公開了一種錨桿軸力和彎矩的檢測方法及其檢測監(jiān)測錨桿，該裝置通過在檢測錨桿體上間隔設(shè)有多個加工有穿線孔的監(jiān)測截面，在每一檢測截面桿體四周對稱粘貼四個電阻應(yīng)變片，通過應(yīng)力應(yīng)變測試儀得到錨桿的軸力和彎矩的相關(guān)數(shù)據(jù)。該裝置的檢測得到的數(shù)據(jù)較為精確，但是大量的連接線給錨桿的安裝造成很多的不便，在測定巷道的現(xiàn)場錨桿實際受力情況時操作流程較為復雜，成本較高，限制了其大規(guī)模使用。

因此，目前亟待發(fā)明一種既能讓壓，又能通過外部量測裝置直觀表現(xiàn)內(nèi)部受力情況的新型錨桿支護裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種具有警示功能的錨桿讓壓裝置及使用方法，以解決現(xiàn)有錨桿存在的延伸率底、不能直觀展現(xiàn)內(nèi)部受力情況現(xiàn)且不具備警示功能的問題，從而有效控制巷道圍巖的穩(wěn)定性，預判巷道圍巖的潛在危險，排查安全事故隱患。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種具有警示功能的錨桿讓壓裝置及使用方法，其特征在于：由讓壓系統(tǒng)和測力警示系統(tǒng)構(gòu)成。

進一步的，所述的讓壓系統(tǒng)由變截面上托盤、讓壓環(huán)形彈簧和下托盤構(gòu)成。所述的讓壓環(huán)形彈簧平放于變截面上托盤和下托盤之間，其圓心與上、下托盤中心一致；所述的變截面上托盤的上平面受錨固螺母的錨固，其底面與讓壓環(huán)形彈簧相接觸；所述的下托盤的底平面貼附于圍巖上，其上平面與讓壓環(huán)形彈簧相接觸。

進一步的，所述的測力警示系統(tǒng)由測力警示標尺和測力指針構(gòu)成。所述的測力警示標尺一端鎖于讓壓環(huán)形彈簧的外側(cè)，另一端插入測力指針的圓孔中；所述的測力指針固定于下托盤上。

進一步的，所述的變截面上托盤為高強鍛造變截面圓形鋼板，中心成孔，邊緣最薄處厚度為15-18mm，中心成孔最厚處厚度達25-30mm，其上平面為水平面，底面為帶有一定曲率的曲面，不同曲率的變截面上托盤截面曲線可實現(xiàn)不同的讓壓模式。

進一步的，所述的讓壓環(huán)形彈簧為特制高強環(huán)形彈簧，在錨桿受到拉拔力時，上下兩托盤接近，讓壓環(huán)形彈簧向外擴張，進而起到讓壓的作用。

進一步的，所述的下托盤高強鍛造方形鋼板，中心成孔，厚度為18-20mm，其上平面與底平面均為水平面。

進一步的，所述的測力警示標尺為“L”形細鋼條，其包括測讀警示裝置和連接裝置。所述的測讀警示裝置上設(shè)有帶有測力數(shù)值的刻度線，該刻度線及對應(yīng)數(shù)值通過實驗室的標定試驗得出，單位為kN且?guī)в械咨?，測力數(shù)值為錨桿的極限承載力數(shù)值的40%以內(nèi)其底色為綠色，40%-70%為黃色，70%-90%為橘色，90%以上為紅色；所述的連接裝置上設(shè)有鎖環(huán)，將鎖環(huán)鎖于讓壓環(huán)形彈簧的外側(cè)，在讓壓環(huán)形彈簧向外擴張時，測力警示標尺發(fā)生連動，其讓壓環(huán)形彈簧擴張量越大，即測力警示標尺的伸出量越大，指示錨桿受力越大。

進一步的，所述的測力指針為上部成孔的薄鋼片，測力警示標尺貫通該孔從而不能發(fā)生偏移，在向外側(cè)移動時，工作人員則可通過該孔輕易讀出測力警示標尺上錨桿的受力數(shù)值，又因該受力數(shù)值刻度所在區(qū)域帶有底色，從而可以判斷錨桿受力的安全儲備情況。

本發(fā)明一種具有警示功能的錨桿讓壓裝置及使用方法，按照設(shè)計要求在指定位置將擬測讀的錨桿錨固在圍巖中后，可按以下步驟使用：

（1）安裝帶有測力指針的下托盤，其水平面貼附于圍巖體外表面；

（2）安裝按照設(shè)計要求設(shè)計的帶有測力警示標尺的讓壓環(huán)形彈簧，并將測力警示標尺的一端插入測力指針的圓孔中；

（3）安裝變截面上托盤，其曲平面與讓壓環(huán)形彈簧接觸；

（4）將錨固螺母錨固在錨桿頂端，固定變截面上托盤，并將測力警示標尺調(diào)節(jié)至初始刻度；

（5）在使用過程中，錨桿受到拉拔力，讓壓環(huán)形彈簧因受到擠壓而變形，向外發(fā)生擴張，通過測力指針讀出測力警示標尺的刻度，根據(jù)底色又可以判斷出錨桿是否處于安全狀態(tài)。

本發(fā)明一種受力直觀可讀的錨桿讓壓裝置及使用方法，其優(yōu)點為：

（1）采用直觀可讀的測力警示標尺，不含任何電式應(yīng)變片、電路和液壓系統(tǒng)，能在各種復雜環(huán)境下使用；

（2）采用變截面托盤和高強讓壓環(huán)形彈簧，起到了一定的讓壓的作用，有效解決了現(xiàn)有錨桿延伸率低，從而不能適應(yīng)巷道圍巖的大變形特征的問題；

（3）利用讓壓環(huán)形彈簧的變形特性，將錨桿受力狀態(tài)與彈簧的變形量聯(lián)系起來，通過觀察即可快速、直觀的判斷錨桿的受力狀態(tài)，提供了一種適用于工程現(xiàn)場的錨桿支護作用快速評估方法；

（4）采用裝配式結(jié)構(gòu)，施工速度快，安裝過程方便快捷，回收率高，大大節(jié)約了工程成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的剖面示意圖。

圖2為本發(fā)明沿1-1截面剖切的平面示意圖。

圖例說明：1-變截面上托盤；2-讓壓環(huán)形彈簧；3-下托盤；4-測力警示標尺；5-測力指針；6-錨桿；7-錨固螺母。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種具有警示功能的錨桿讓壓裝置及使用方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。

如圖1和圖2 所示，本發(fā)明一種具有警示功能的錨桿讓壓裝置及使用方法，其特征在于：由讓壓系統(tǒng)和測力警示系統(tǒng)構(gòu)成。

進一步的，所述的讓壓系統(tǒng)由變截面上托盤1、讓壓環(huán)形彈簧2和下托盤3構(gòu)成。所述的讓壓環(huán)形彈簧2平放于變截面上托盤1和下托盤3之間，其圓心與上、下托盤中心一致；所述的變截面上托盤1的上平面受錨固螺母7的錨固，其底面與讓壓環(huán)形彈簧2相接觸；所述的下托盤3的底平面貼附于圍巖上，其上平面與讓壓環(huán)形彈簧2相接觸。

進一步的，所述的測力警示系統(tǒng)由測力警示標尺4和測力指針5構(gòu)成。所述的測力警示標尺4一端鎖于讓壓環(huán)形彈簧2的外側(cè)，另一端插入測力指針5的圓孔中；所述的測力指針5固定于下托盤3上。

進一步的，所述的變截面上托盤1為高強鍛造變截面圓形鋼板，中心成孔，邊緣最薄處厚度為15-18mm，中心成孔最厚處厚度達25-30mm，其上平面為水平面，底面為帶有一定曲率的曲面，不同曲率的變截面上托盤1截面曲線可實現(xiàn)不同的讓壓模式。

進一步的，所述的讓壓環(huán)形彈簧2為特制高強環(huán)形彈簧，在錨桿6受到拉拔力時，上下兩托盤接近，讓壓環(huán)形彈簧2向外擴張，進而起到讓壓的作用。

進一步的，所述的下托盤3高強鍛造方形鋼板，中心成孔，厚度為18-20mm，其上平面與底平面均為水平面。

進一步的，所述的測力警示標尺4為“L”形細鋼條，其包括測讀警示裝置和連接裝置。所述的測讀警示裝置上設(shè)有帶有測力數(shù)值的刻度線，該刻度線及對應(yīng)數(shù)值通過實驗室的標定試驗得出，單位為kN且?guī)в械咨瑴y力數(shù)值為錨桿6的極限承載力數(shù)值的40%以內(nèi)其底色為綠色，40%-70%為黃色，70%-90%為橘色，90%以上為紅色；所述的連接裝置上設(shè)有鎖環(huán)，將鎖環(huán)鎖于讓壓環(huán)形彈簧2的外側(cè)，在讓壓環(huán)形彈簧2向外擴張時，測力警示標尺4發(fā)生連動，其讓壓環(huán)形彈簧2擴張量越大，即測力警示標尺4的伸出量越大，指示錨桿6受力越大。

進一步的，所述的測力指針5為上部成孔的薄鋼片，測力警示標尺4貫通該孔從而不能發(fā)生偏移，在向外側(cè)移動時，工作人員則可通過該孔輕易讀出測力警示標尺4上錨桿6的受力數(shù)值，又因該受力數(shù)值刻度所在區(qū)域帶有底色，從而可以判斷錨桿6受力的安全儲備情況。

本發(fā)明一種具有警示功能的錨桿讓壓裝置及使用方法，按照設(shè)計要求在指定位置將擬測讀的錨桿6錨固在圍巖中后，可按以下步驟使用：

（1）安裝帶有測力指針5的下托盤3，其水平面貼附于圍巖體外表面；

（2）安裝按照設(shè)計要求設(shè)計的帶有測力警示標尺4的讓壓環(huán)形彈簧2，并將測力警示標尺4的一端插入測力指針5的圓孔中；

（3）安裝變截面上托盤1，其曲平面與讓壓環(huán)形彈簧2接觸；

（4）將錨固螺母7錨固在錨桿6頂端，固定變截面上托盤1，并將測力警示標尺4調(diào)節(jié)至初始刻度；

（5）在使用過程中，錨桿6受到拉拔力，讓壓環(huán)形彈簧2因受到擠壓而變形，向外發(fā)生擴張，通過測力指針5讀出測力警示標尺4的刻度，根據(jù)底色又可以判斷出錨桿6是否處于安全狀態(tài)。