预应力锚栓及其安装方法与流程

1.本发明涉及一种锚栓，尤其涉及一种预应力锚栓及其安装方法。


背景技术：

2.近年来，随着人们用电需求的不断增加，水电、风电、核电等清洁能源得到广泛的普及，越来越多的大型发电设施不断涌现，这一类大型设备的设备基础对于承载力、变形、耐腐蚀性、平整度、定位准确度有较高的要求。
3.现有的设备基础锚栓主要有预埋式和后锚固式两种，锚栓通过承载板接触、摩擦或粘结的方式，将作用力传递到混凝土基座。而对于风电中常用的锚栓，通常采用pvc套筒预留孔道，在设备安装时起定位作用。
4.由于大型发电设备体量的增大，原本用于设备基础锚固的锚栓结构存在定位困难、安装困难、承载力不足、锚固性能较差等缺陷，在某些特殊情况下已无法满足安全使用的需求，存在严重的安全隐患。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题在于，提供一种预应力锚栓及其安装方法。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种预应力锚栓，用于埋设在安装基础内，所述预应力锚栓包括第一承载板、第二承载板、连接在所述第一承载板和第二承载板之间的套筒、平行所述套筒的轴向穿设在其中的锚杆、配合在所述锚杆上的第一螺母；
7.所述锚杆具有相对的第一端部和第二端部；所述第二端部穿出所述第二承载板并与所述第二承载板相对固定；所述第一端部穿出所述第一承载板外，形成用于与机械设备配合的锁紧段，所述第一螺母位于所述第一端部上并用于抵紧在所述机械设备上及施加预紧力至所述锚栓。
8.优选地，所述预应力锚栓还包括填充并固化在所述套筒和锚杆之间的浆体。
9.优选地，所述预应力锚栓还包括灌浆管，所述灌浆管连接在所述套筒的外周上并与所述套筒的内部相连通。
10.优选地，所述灌浆管的一端以预定夹角连接在所述套筒的外周上，相对另一端向远离所述第二承载板的方向延伸。
11.优选地，所述套筒靠近所述第一承载板的一端上设有连通所述套筒的内部的排气孔。
12.优选地，所述套筒靠近所述第一承载板的一端上设有连通所述套筒的内部的排气管。
13.优选地，所述预应力锚栓还包括第一调平垫片；
14.所述第一调平垫片套设在所述锚杆的第一端部上并抵接在所述第一承载板上。
15.优选地，所述预应力锚栓还包括锁紧在所述锚杆的第二端部上的第二螺母。
16.优选地，所述预应力锚栓还包括第二调平垫片，所述第二调平垫片配合在所述锚杆的第二端部上并位于所述第二承载板和第二螺母之间。
17.优选地，所述预应力锚栓还包括第一保护罩和/或第二保护罩；
18.所述第一保护罩罩设在所述锚杆的第一端部外；所述第二保护罩罩设在所述锚杆的第二端部外。
19.本发明还提供一种预应力锚栓的安装方法，包括以下步骤：
20.s1、将套筒垂直定位在安装平台上；
21.所述套筒的下端设有第二承载板，所述套筒内穿设有锚杆，所述锚杆相对的第一端部和第二端部分别穿出所述套筒的上端和第二承载板外；
22.s2、将第一承载板套设到所述锚杆的第一端部，并且焊接在所述套筒的上端；
23.s3、在所述安装平台上浇筑混凝土并进行养护，形成安装基础；所述锚杆的第一端部和第一承载板露出在所述安装基础上；
24.s4、将机械设备放置在所述安装基础上，并将所述机械设备的底部安装孔对准套设到所述锚杆的第一端部直至抵接在所述第一承载板上；
25.s5、将第一螺母套设到所述第一端部上，旋转所述第一螺母使其抵紧在所述机械设备的底部。
26.优选地，步骤s3之前还包括：将灌浆管焊接在所述套筒的外周，所述灌浆管远离所述第二承载板的一端向上倾斜延伸；
27.在步骤s3中，所述灌浆管远离所述第二承载板的端部露出所述安装基础；
28.步骤s4之后还包括：通过所述灌浆管往所述套筒内灌浆，填充所述套筒和锚杆之间的环形空间，同时排出所述套筒内的空气。
29.优选地，所述套筒的上端设有排气孔或排气管，所述排气孔或排气管位于所述第一承载板下方；
30.步骤s3中，形成所述安装基础后，所述排气孔或所述排气管远离所述套筒的端部露出所述安装基础外；
31.步骤s4之后，在灌浆时，所述套筒内的空气从所述排气孔或排气管排出。
32.优选地，步骤s1中，所述锚杆的第二端部上设有第二螺母，所述第二螺母抵接在所述第二承载板上，将所述锚杆与所述第二承载板和套筒相对固定。
33.优选地，步骤s1中，所述锚杆的第二端部外套设有第二保护罩。
34.优选地，步骤s1中，所述套筒的垂直度偏差≤5
°
。
35.优选地，所述预应力锚栓的安装方法还包括以下步骤：
36.s6、将第一保护罩套设到所述锚杆的第一端部直至抵接在所述机械设备上，将所述锚杆的第一端部及其上的第一螺母罩设在内部。
37.优选地，所述预应力锚栓的安装方法还包括以下步骤：
38.s7、在所述安装基础上二次浇筑混凝土，将所述第一承载板覆盖。
39.本发明的预应力锚栓，用于埋设在安装基础内，通过在锚杆上增加套筒，将套筒与承载板连接，锚杆一端部露出承载板外以用于与机械设备配合，通过螺母在锚杆上施加预应力，锁紧机械设备的同时增强锚栓的锚固性能，防止高预应力水平下安装基础局部压溃。
附图说明
40.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
41.图1是本发明一实施例的预应力锚栓的剖面结构示意图；
42.图2是本发明另一实施例的预应力锚栓的剖面结构示意图；
43.图3是本发明一实施例的预应力锚栓在安装基础内的剖面结构示意图。
具体实施方式
44.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
45.本发明的预应力锚栓，用于埋设在安装基础内，通过与机械设备配合，将机械设备固定在安装基础上。安装基础可以是混凝土等形成的结构，机械设备可以是发电设备、容器等各种需要固定安装的设备。
46.如图1所示，本发明第一实施例的预应力锚栓，包括第一承载板10、第二承载板20、连接在第一承载板10和第二承载板20之间的套筒30、平行套筒30的轴向穿设在其中的锚杆40以及套设在锚杆40上的第一螺母50。
47.其中，套筒30可为钢筒，第一承载板10和第二承载板20可为钢板，三者通过焊接形成连接在一起。第一承载板10和第二承载板20分别设有通孔，用于锚杆40穿过。
48.在外周尺寸上，第一承载板10和第二承载板20均大于套筒30的外周尺寸；例如，当套筒30为圆管，第一承载板10和第二承载板20均为圆板时，套筒30的外径小于第一承载板10和第二承载板20的直径。
49.可以理解地，在外周形状上，套筒30、第一承载板10和第二承载板20可以相同，也可以不同。例如，套筒30为圆管时，第一承载板10和第二承载板20可以是圆板，也可以是多边形板；套筒30为方管时，第一承载板10和第二承载板20可以是多边形板，也可以是圆板。
50.锚杆40以其轴向平行套筒30的轴向，穿设在套筒30内。优选地，以锚杆40的中心轴线与套筒30的中心轴线位于同一直线上设置。
51.锚杆40具有相对的第一端部41和第二端部42；锚杆40的第一端部41和第二端部42分别穿出第一承载板10和第二承载板20外。其中，在第一承载板10外，第一端部41形成用于与机械设备配合的锁紧段，第一螺母50配合在该第一端部41上并用于锁紧在机械设备上，从而将使锚杆40与机械设备连接，进而将机械设备固定在安装基础上。
52.锚杆40的第二端部42与第二承载板20相对固定。在一种固定连接方式中，锚杆40的第二端部42可通过焊接连接在第二承载板20上。在另一种固定方式中，如图1中所示，预应力锚栓还包括第二螺母60，该第二螺母60通过螺纹配合锁紧在锚杆40的第二端部42上，抵紧第二承载板20。
53.当通过旋转第一螺母50使其抵紧在机械设备上时，第一螺母50通过螺纹配合施加预紧力至锚杆40，带动锚杆40向上移动，进而驱使套筒30向下移动抵紧安装基础，提高锚栓的锚固性能，提高机械设备在安装基础上的稳固性。
54.对应机械设备固定时抵接在第一承载板10上，预应力锚栓还包括第一调平垫片71，其套设在锚杆40的第一端部41上并抵接在第一承载板10上。第一螺母50用于抵紧在机械设备上，第一端部41上还套设有垫圈51；在第一螺母50锁紧并抵接在机械设备上时，垫圈
51配合在第一螺母50和机械设备之间。
55.对应第二螺母60抵接在第二承载板20上，预应力锚栓还包括第二调平垫片72，其套设在锚杆40的第二端部42上并抵接在第二承载板20上。
56.对应第一螺母50、第二螺母60与锚杆40的两个端部的配合，锚杆40为螺杆，或者为两端分别设有螺纹的直杆。
57.在套筒30内，锚杆40的外周与套筒30的内壁之间形成有环形空间，为了避免空气的存在造成套筒30和锚杆40发生氧化腐蚀问题，套筒30和锚杆40之间填充有浆体80。浆体80在套筒30和锚杆40之间的填充驱赶了其中的空气，消除了环形空间内空气的存在，进而可避免套筒30的内壁和锚杆40发生氧化腐蚀问题。浆体80可以是水泥等可固化浆料形成。
58.为便于浆体80的灌注填充，预应力锚栓还包括灌浆管90。灌浆管90连接在套筒30的外周上并与套筒30的内部相连通，通过灌浆管90往套筒30内灌注浆体80。
59.在图1所示实施例中，灌浆管90整体为弯折管；灌浆管90的一端以预定夹角(如90
°
或锐角等)连接在套筒30的外周上，相对另一端向远离第二承载板20的方向延伸。在其他实施例中，灌浆管90也可以是直管，相对套筒30倾斜连接在套筒30的外周上，远离套筒30的一端向远离第二承载板20的方向延伸。
60.为有助于在灌浆时套筒30内的空气排出，本实施例中，套筒30靠近第一承载板10的一端上设有连通套筒30的内部的排气孔100。当通过灌浆管90往套筒30内灌浆时套筒30内的空气自下而上从排气孔100排出套筒30外部。
61.进一步地，本实施例的预应力锚栓还可包括第一保护罩110和第二保护罩120。
62.第一保护罩110罩设在锚杆40的第一端部41外，用于将第一端部11及其上的第一螺母50封闭起来，起到保护作用，避免受外力碰撞造成损伤等。当机械设备与第一端部41配合固定其上后，第一保护罩110的底面可抵接在机械设备上。
63.第二保护罩120罩设在锚杆40的第二端部外41并可通过焊接方式等固定连接在第二承载板20上，将第二端部42及其上的第二螺母60封闭起来，起到保护作用，避免与安装基础发生碰撞造成损伤等。
64.如图2所示，本发明第二实施例的预应力锚栓，包括第一承载板10、第二承载板20、连接在第一承载板10和第二承载板20之间的套筒30、平行套筒30的轴向穿设在其中的锚杆40以及套设在锚杆40上的第一螺母50。
65.其中，套筒30可为钢筒，第一承载板10和第二承载板20可为钢板，三者通过焊接形成连接在一起。第一承载板10和第二承载板20分别设有通孔，用于锚杆40穿过。
66.在外周尺寸上，第一承载板10和第二承载板20均大于套筒30的外周尺寸；例如，当套筒30为圆管，第一承载板10和第二承载板20均为圆板时，套筒30的外径小于第一承载板10和第二承载板20的直径。
67.可以理解地，在外周形状上，套筒30、第一承载板10和第二承载板20可以相同，也可以不同。例如，套筒30为圆管时，第一承载板10和第二承载板20可以是圆板，也可以是多边形板；套筒30为方管时，第一承载板10和第二承载板20可以是多边形板，也可以是圆板。
68.锚杆40以其轴向平行套筒30的轴向，穿设在套筒30内。优选地，以锚杆40的中心轴线与套筒30的中心轴线位于同一直线上设置。
69.锚杆40具有相对的第一端部41和第二端部42；锚杆40的第一端部41和第二端部42
分别穿出第一承载板10和第二承载板20外。其中，在第一承载板10外，第一端部41形成用于与机械设备配合的锁紧段，第一螺母50配合在该第一端部41上并用于锁紧在机械设备上，从而将使锚杆40与机械设备连接，进而将机械设备固定在安装基础上。
70.锚杆40的第二端部42与第二承载板20相对固定。在一种固定连接方式中，锚杆40的第二端部42可通过焊接连接在第二承载板20上。在另一种固定方式中，如图2中所示，预应力锚栓还包括第二螺母60，该第二螺母60通过螺纹配合锁紧在锚杆40的第二端部42上，抵紧第二承载板20。
71.当通过旋转第一螺母50使其抵紧在机械设备上时，第一螺母50通过螺纹配合施加预紧力至锚杆40，带动锚杆40向上移动，进而驱使套筒30向下移动抵紧安装基础，提高锚栓的锚固性能，提高机械设备在安装基础上的稳固性。
72.对应机械设备固定时抵接在第一承载板10上，预应力锚栓还包括第一调平垫片71，其套设在锚杆40的第一端部41上并抵接在第一承载板10上。第一螺母50用于抵紧在机械设备上，第一端部41上还套设有垫圈51；在第一螺母50锁紧并抵接在机械设备上时，垫圈51配合在第一螺母50和机械设备之间。
73.对应第二螺母60抵接在第二承载板20上，预应力锚栓还包括第二调平垫片72，其套设在锚杆40的第二端部42上并抵接在第二承载板20上。
74.对应第一螺母50、第二螺母60与锚杆40的两个端部的配合，锚杆40为螺杆，或者为两端分别设有螺纹的直杆。
75.在套筒30内，锚杆40的外周与套筒30的内壁之间形成有环形空间，为了避免空气的存在造成套筒30和锚杆40发生氧化腐蚀问题，套筒30和锚杆40之间填充有浆体80。浆体80在套筒30和锚杆40之间的填充驱赶了其中的空气，消除了环形空间内空气的存在，进而可避免套筒30的内壁和锚杆40发生氧化腐蚀问题。浆体80可以是水泥等可固化浆料形成。
76.为便于浆体80的灌注填充，预应力锚栓还包括灌浆管90。灌浆管90连接在套筒30的外周上并与套筒30的内部相连通，通过灌浆管90往套筒30内灌注浆体80。
77.在图2所示实施例中，灌浆管90整体为弯折管；灌浆管90的一端以预定夹角(如90
°
或锐角等)连接在套筒30的外周上，相对另一端向远离第二承载板20的方向延伸。在其他实施例中，灌浆管90也可以是直管，相对套筒30倾斜连接在套筒30的外周上，远离套筒30的一端向远离第二承载板20的方向延伸。
78.为有助于在灌浆时套筒30内的空气排出，本实施例中，套筒30靠近第一承载板10的一端上设有排气管130，排气管130连通套筒30的内部。当通过灌浆管90往套筒30内灌浆时套筒30内的空气自下而上从排气管130排出套筒30外部。
79.进一步地，本实施例的预应力锚栓还可包括第一保护罩110和第二保护罩120。
80.第一保护罩110罩设在锚杆40的第一端部41外，用于将第一端部11及其上的第一螺母50封闭起来，起到保护作用，避免受外力碰撞造成损伤等。当机械设备与第一端部41配合固定其上后，第一保护罩110的底面可抵接在机械设备上。
81.第二保护罩120罩设在锚杆40的第二端部外41并可通过焊接方式等固定连接在第二承载板20上，将第二端部42及其上的第二螺母60封闭起来，起到保护作用，避免与安装基础发生碰撞造成损伤等。
82.如图3所示，本发明的预应力锚栓，用于埋设在安装基础1内，通过与机械设备配
合，将机械设备固定在安装基础1上。安装基础1可以是混凝土等形成的结构，机械设备可以是发电设备、容器等各种需要固定安装的设备。
83.结合图1-图3，为实现预应力锚栓在安装基础1内的埋设，该预应力锚栓的安装方法，可包括以下步骤：
84.s1、将套筒30垂直定位在安装平台上。
85.套筒30在安装平台上的垂直度偏差≤5
°
。
86.套筒30的下端预先焊接有第二承载板20，套筒30内穿设有锚杆40，锚杆40相对的第一端部41和第二端部42分别穿出套筒30的上端和第二承载板20外。
87.此外，为将锚杆40与套筒30相对固定，在一选择方式中，锚杆40的第二端部42上设有第二螺母60，第二螺母60抵接在第二承载板20上，将锚杆40与第二承载板20和套筒30相对固定。第二螺母60和第二承载板20之间还设有第二调平垫片72。
88.为对锚杆40的第二端部42及第二螺母60等进行保护，锚杆40的第二端部42外套设有第二保护罩120；第二保护罩120还通过焊接与第二承载板20固定连接。在将套筒30垂直定位在安装平台上时，以第二保护罩120朝下放置在安装平台上，并确保套筒30及锚杆40等的垂直度。
89.s2、将第一承载板10套设到锚杆40的第一端部41，并且焊接在套筒30的上端。
90.为进行后续的灌浆工作，还包括：将灌浆管90焊接在套筒30的外周，灌浆管90远离第二承载板20的一端向上倾斜延伸。
91.为便于灌浆排气，套筒30的上端设有排气孔100或排气管130，排气孔100或排气管130靠近并且位于第一承载板10的下方。排气孔100或排气管130可以预先设置在套筒30上，也可以在焊接灌浆管90之前或之后再设置。
92.s3、在安装平台上浇筑混凝土并进行养护，形成安装基础1。
93.安装基础1将套筒40等埋设在其中，锚杆40的第一端部41和第一承载板10露出在安装基础1上。
94.对应灌浆管90，安装平台上形成安装基础1后，灌浆管90远离套筒30的端部露出安装基础1，便于后续进行灌浆。
95.对应排气孔100的设置，安装平台上形成安装基础1后，排气孔100露出安装基础1外，便于排气。
96.对应排气管130的设置，安装平台上形成安装基础1后，排气管130远离套筒30的端部露出安装基础1外，便于排气。
97.s4、将机械设备放置在安装基础1上，并将机械设备的底部安装孔对准套设到锚杆40的第一端部41直至抵接在第一承载板10上。
98.其中，在放置机械设备前，先将第一调平垫片71套设到锚杆40的第一端部41上并抵接在第一承载板10上。当机械设备与锚杆40配合后并抵接在第一承载板10时，第一调平垫片71垫设在机械设备和第一承载板10之间。
99.步骤s4之后还包括：通过灌浆管90往套筒30内灌浆，填充套筒30和锚杆40之间的环形空间，同时排出套筒30内的空气，避免套筒30的内壁和锚杆40发生氧化腐蚀问题。
100.在灌浆时，套筒30内的空气从排气孔100或排气管130排出。
101.灌浆的浆料选择可固化的浆液，例如水泥等，在套管30内形成浆体80。
102.s5、将第一螺母50套设到锚杆40的第一端部41上，旋转第一螺母50使其抵紧在机械设备的底部。
103.当通过旋转第一螺母50使其抵紧在机械设备上时，第一螺母50通过螺纹配合施加预紧力至锚杆40，带动锚杆40向上移动，进而驱使套筒30向下移动抵紧至安装基础1内，提高锚栓的锚固性能，提高机械设备在安装基础1上的稳固性。
104.s6、将第一保护罩110套设到锚杆40的第一端部41上，直至抵接在机械设备上，将伸出机械设备底部上的锚杆40的第一端部41及其上的第一螺母50罩设在内部，起到保护作用。
105.s7、在安装基础1上二次浇筑混凝土，将第一承载板10覆盖。
106.对于露出安装基础1外的灌浆管90的端部、排气管130的端部，可以将露出部分切割去除。在二次浇注混凝土时，再将切割形成的切割面覆盖，完善安装基础1的表面。
107.可以理解地，上述的安装方法只对一个预应力锚栓的安装进行详述，当机械设备需要两个或以上的预应力锚栓锚固在安装基础1上时，每一预应力锚栓的安装方法均参考上述的安装步骤。
108.对应机械设备的安装底部呈圆形或矩形等多边形状，通过上述的安装方法在安装基础1上安装多个预应力锚栓，以将机械设备的安装底部稳定固定在安装基础1上。例如，对于安装底部呈圆形，多个预应力锚栓沿着该安装底部的周向间隔布置；对于安装底部呈矩形，多个预应力锚栓可以沿着安装底部的周向间隔布置，或者沿着安装底部的长度方向间隔布置。
109.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。