專利名稱：撓性防護螺栓的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種拉伸加固元件，稱為“防護螺栓”，它用于地下采礦作業時穩固巖層，如開挖隧道工程時的防護支承。
在應用中這種螺栓按以下程序使用a)在巖層上鉆孔;
b)將沿孔長度方向軸向延伸的螺栓放進孔中;
c)把固定用的漿料注入每個孔中，以牢固地充實螺栓與孔之間的空隙。
將孔的深度和方向設計成能使螺栓從潛在的不穩定巖層處伸延到所知的堅實巖石上，這樣來穩定(例如防護)易于倒塌的巖石。通過在螺栓的內側一端加上螺母和墊片使其直接向上承受和支承巖石內表面，可以進一步加強防護作用。在漿料硬化后就可以擰緊螺母，使螺栓產生一個予緊力。
本發明的提供一個撓性防護螺栓，它包括一個空心絞股繩，其一端帶有承載接頭，承載接頭有用于液體注入的內孔以及拉緊用的外螺紋。
為了能卡緊，也可在接頭的外表面方便地加上一個或一個以上的平墊板，以及一個環形密封件。
下面僅以實施例的方式，參閱附圖對本發明作進一步描述，其中
圖1是撓性防護螺栓的側視圖;
圖2是圖1中Ⅱ-Ⅱ剖視圖;
圖3和圖4分別是承重板的正視圖和側視圖;
圖5是通過防護螺栓一端的軸向剖視放大圖。
一個韌性鋼制的圓柱形接頭1有一個軸向的中心通孔11，孔11的右邊末端有內螺紋12，它用于承接一個注入液體用的連接件，孔11的左端擴大為空腔13，用于承接一個鋼絲纜繩3或抗撓強度高的部件。當把鋼絲纜繩3塞入空腔13后，用淬水鋼的沖模使接頭1左端桿14向內產生徑向形變(如壓或鍛)，這樣產生一個永久的壓緊配合把繩3夾緊。沖模產生的外側面的斷面可能是圓形或多邊形的，但剖面為八角形的為好，如圖2所示，圖2中顯示出一個附加套筒18，它由較軟的金屬制成，比接頭1的本體19韌性強。接頭右端有外螺紋16，用于配合一個鎖緊螺母(圖中未畫出)，可把組件全部的拉伸力傳遞出去。
一個彈性變形材料的密封圈2套在接頭1的淺環形凹槽17上，并突出于接頭的螺紋16和夾頭型桿14。密封圈2用于堵塞住接頭1與巖石面上的孔壁間的環形空間。
纜繩3是一個中空的鋼絲纜繩，以六股絞繩結構為好，最好是6×7(6/1)或類似設計，一般的長度為5，6，8或直至10米，如有需要也可更長些。中空纜繩可采用如UK專利1373814說明書中所得到的方法制造，當制造時絞股間相互緊壓或變形絞合在一起，在這里我們提供一個更密集和更有剛性的纜繩，尤其在需要長的撓性螺栓時這點特別有用，因為它可阻止漿料過早泄漏。
一個支承板4放在組件的螺桿16和螺母間，以便把負荷散布到巖石表面上。
一個附加的管狀套頭或蓋帽5，例如熱縮性材料做的，用于繩3的導入端，以幫助把纜繩穿入巖石上的鉆孔中，并防止碎石屑堵塞住纜繩的空心，蓋帽的頂端有一個縱向切口21有利(如圖所示)，讓漿液在壓力下外流。
在鋼絲纜繩3和端接頭1連接前，把一個硬質剛性材料，如鋼材，的襯管8插入鋼絲纜繩的中心孔中。襯管8延伸長度最少是壓緊桿14的全長，但要短于鋼絲纜繩的全長，因為過長會影響組件的撓性。插入襯管的目的是為了在壓接或鍛接接頭時給絞股纜繩提供一個支承用的軸芯，以確保纜繩內作徑向形變時，纜繩的凸面能插在管狀接頭1的內孔中，這可確保拉力能可靠和有效地從接頭端傳到鋼絲纜繩上，并能保護漿液流通的中心通道。
上述的撓性螺栓組件和現有技術相比有幾個主要優點，特別是拉伸卡緊效力方面有優點1)通過使用絞股鋼絲纜繩(而不是幾層螺旋纜繩)，由于灰漿注入到纜繩的不規則幾何形縫隙中，纜繩可更多地浸入到漿料中，并有一個更強的機械固定。
2)絞股纜繩的鋸齒形外表面適于使用以樹脂為基料和水泥漿料系統。
3)由于中空鋼絲纜繩沒有管芯(或管道)，對灰漿沿著正個螺栓長度注入不會產生阻礙，可得到最好的固定夾緊效果。
4)由于高效的夾緊機構，絞股鋼絲纜繩能比較容易獲得夾緊效果，端子固定系統可以傳輸螺栓組件的全部拉力。
5)硬鋼管芯軸8保證可靠的接頭效力，而不會阻礙漿料的流通。
6)使用時接頭的端桿體有一部分伸進巖洞中，光滑的圓環形凹槽17和密封圈2阻止過剩漿料外流。
7)接頭桿的受壓部分可以加幾個平墊板，利用螺栓的端部可扭轉夾緊和轉動，同時用轉動的方式把撓性螺栓推入巖洞中，以此幫助撓性螺栓的安裝。鋼絲纜繩結構在傳遞扭矩方面(在一個方向上)具有又一個優點，反之，如果采用多層的螺旋纜繩也按上述方法操作時，扭矩的傳遞就會形成“鳥籠式”。
8)進一步的優點是，為了方便安裝，利用中空纜繩的強度和穩定性(預制絞股繩時所賦予的)，螺栓的引入端可被切削成平的甚至錐形的，當使用的是螺旋鋼絲纜繩時，實際上不再需要環形管箍或法蘭。
9)此外，由于在灰漿中鋼絲纜繩被卡緊的效力非常大，以致不再需要從纜繩的引導端徑向突出的緊固帽或墊圈。
權利要求
1.一種撓性防護螺栓，包括一個中空絞股纜繩(3)，纜繩(3)由多股絞合線組成，環繞一個中空內腔螺旋地延伸，和一個承載接頭(1)，它和纜繩(3)的末端的一部分嚙合，接頭(1)中有一個和中空纜繩(3)的內腔相通的內孔(11)，接頭(1)還有外螺紋(16)。
2.根據權利要求1所述的防護螺栓，其特征是接頭(1)由一個加長體組成，加長體有一個中空桿(14)，圍繞所述纜繩(3)末端部分上，加長體的延長部分超出所述的末端部分，延長部分上有外螺紋(16)。
3.根據權利要求2所述的防護螺栓，其特征是桿(14)被向內作徑向變形，以便接頭和所述的纜繩(3)末端部分嚙合在一起。
4.根據權利要求2所述的防護螺栓，其特征是接頭(1)包括一個易變形套筒(18)，介開桿(14)和纜繩(3)之間。
5.根據權利要求2所述的防護螺栓，包括在所述的纜繩(3)末端部分內有一個襯管(8)，襯管(8)延伸到至少超過所述纜繩末端和桿(14)連接的公共部分的長度。
6.根據權利要求2所述的防護螺栓，其特征是桿(14)的外表面上有一個或一個以上的平墊板。
7.根據權利要求6所述的防護螺栓，其特征是桿(14)外表面的橫剖面是一個多邊形。
8.根據權利要求2所述的防護螺栓，其特征是所述的接頭的內孔(11)軸向沿所述的長度延伸。
9.根據權利要求8所述的防護螺栓，其特征是孔(11)的外端部分有內螺紋(12)。
10.根據權利要求2所述的防護螺栓，其特征是接頭(1)的加長體上有一個圓周凹槽(17)，它在桿(14)和外螺紋(16)之間。
11.根據權利要求10所述的防護螺栓，包括在所述的凹槽(17)上放有一個密封圈(2)。
12.根據權利要求1所述的防護螺栓，包括纜繩(3)的導入端上有一個蓋帽(5)，遠離與所述接頭(1)嚙合的末端部分。
13.根據權利要求12所述的防護螺栓，其特征是蓋帽(5)由熱縮材料制成。
14.根據權利要求1所述的防護螺栓，其特征是纜繩(3)包括絞股繩，絞股繩暴露在中心空腔中。
15.根據權利要求1所述的防護螺栓，其特征是纜繩(3)包括絞股繩，絞股繩暴露在纜繩(3)外面。
16.根據權利要求1所述的防護螺栓，其特征是纜繩(3)只是一個單層的絞股繩。
17.根據權利要求16所述的防護螺栓，其特征是纜繩(3)有6股絞繩。
18.根據權利要求1所述的防護螺栓，其特征是纜繩(3)的每股絞繩由7根鋼絲絞合而成。
全文摘要
一個承接頭1和纜繩3的末端部分相嚙合。纜繩3由絞合線組成，絞合線螺旋形地圍繞著一個中心空腔。接頭1有一個為拉緊用的外螺紋16，還有一個由孔11，和注入漿液的中心空腔連通。
文檔編號E21D21/00GK1076506SQ9211518
公開日1993年9月22日 申請日期1992年12月19日 優先權日1991年12月19日
發明者P·S·阿什摩爾 申請人:布里登有限公司