[发明专利]自锁器及具有该自锁器的自锁型预应力锚索

说明书

技术领域

本发明涉及锚索工程，尤其涉及一种自锁型预应力锚索及应用在该自锁型 预应力锚索中的自锁器。

背景技术

随着国家基建规模的不断扩大，锚索工程结构在滑坡、高边坡、隧道洞室、 大坝基础、深基坑加固等永久性土木加固工程中得到大量应用。

如图1所示，现有预应力锚索按照其作用机理，包括：深埋于锚孔10底 部并与孔壁通过注浆体粘结的锚固段11(图中A段)、位于孔内并可自由伸长 的自由段12(图中B段)以及固定在孔口反力结构上的锚头13(图中C段)。 预应力锚索张拉完毕并锚固后，利用锚固段、自由段和锚头实现应力平衡，反 力结构外锚头处因锚具约束，施加的张拉荷载转化为锚头处集中力，预应力锚 索的锚固段、自由段和反力结构外锚头共同组成整体应力场，实现对岩土体的 加固。

如图1可以看出，现有预应力锚索的作用方式均为锚固段的综合作用力与 反力结构之间的对拉作用，而自由段只是作为传力机构而存在，而，自由段地 层作为整个锚固能量场中的一部分，目前的预应力锚索并没有有效发挥其能量 场的作用，导致现有的预应力锚索存在如下局限性：

1、施工工艺：因锚固荷载需要反力结构进行平衡，而反力结构主要由钢 筋砼组成，导致施工难度增大，工期延长，并且在特殊抢险工程中效果发挥得 较缓。

2、应力场分布：因一般锚固部位浅表层岩(土)层力学强度较低，为了 保证荷载平衡，只有采取降低锚固荷载或增大反力结构截面来弥补，造成材料 浪费。另外，反力结构上基本处于集中荷载作用，容易因外锚头部位局部缺陷 诱发突发性事故。

3、荷载损失：因自由段地层在力系中只起传递作用，而该段地层在张拉 过程中一般有部分岩(土)体被破坏，在锁定后期有应力场的重新调整而产生 变形，加剧锚固荷载的损失。

4、经济效益：正因为目前的预应力锚索存在材料浪费、施工难度较大及 荷载损失严重等局限性，导致实际工程造价也有浪费的现象。

因此，研究一种新型预应力锚索结构，能够充分利用自由段地层的能量场， 改善力系平衡模式，力求材料利用效率均衡，减少锚固荷载损失，将对工程实 际有着重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种自锁器及应用该自锁器的自锁型预 应力锚索，其通过将自锁器设置于锚索的自由段上，实现锚索自锁，省去或减 小外部反力结构，节省材料成本的同时缩短锚索施工工期，减少突发性破坏事 故。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种自锁器，用于锁定锚索，包括： 承载钢板和限位钢板，所述承载钢板为圆柱体，其轴向设有供锚索穿过的等 径直孔及用于锁定锚索的并呈对称分布的锥形锚孔，所述锥形锚孔沿着锚索 的张拉方向相反的方向渐缩锥度，并在锥形锚孔中设有与锚孔结构匹配的用 于夹紧锚索的夹片；所述限位钢板呈圆板状，其紧固于所述承载钢板靠近其 锥形锚孔大口的一侧，且该限位钢板中设置有刚好允许锚索穿过的圆孔；所 述自锁器还包括定位钢管及安装在定位钢管两端的前盖帽和后盖帽，所述前 盖帽和后盖帽上设有供所述锚索穿过的通孔，所述承载钢板设于所述定位钢 管内并位于所述定位钢管的后端，所述后盖帽、所述承载钢板和所述限位钢 板通过螺栓固定在一起，所述后盖帽设于所述承载钢板和所述限位钢板之间， 所述定位钢管内注浆，所述前盖帽、后盖帽、承载钢板和限位钢板上均设有 注浆用的注浆管孔和回浆管孔，在限位钢板、承载钢板和后盖帽上分别设置 补浆用的补浆管孔。

为了解决上述技术问题，本发明还提供一种自锁型预应力锚索，包括：锚 固段、自由段和锚头，所述自由段外壁设套管，其中，所述自由段上间隔设 置多个上述自锁器，所述锚索与所述自锁器上的承载钢板接触的位置剥除套 管。

所述的自锁型预应力锚索，其中，在所述锚索的自由段与锚固段交界的位 置处设有弹性隔离袋，所述弹性隔离袋采用透水透气材质，所述弹性隔离袋内 混合填充泡沫渣和注浆体。