KR100296881B1 - 그라운드 앵커용 정착체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유턴 앵커용 내하체의 내부 정착체용 본체 및 캡 삼아 부품수의 감축에 따른 제작 및 조립성의 개선과 경량화, 제조원가의 절감, 인장재의 제거신뢰도 향상, 및 전용 인발기없이 간편하게 인장재를 제거할 수 있는 그라운드 앵커용 인장재 제거형 내부 정착체를 제공하기 위한 것으로서, 유턴 앵커용 내하체용 상부재(1)의 하단 내면에 암나사(15)를 형성하고 그 위쪽에는 횡막(14)을 형성하며, 하부재(2)의 상단 내부에는 위로부터 격납실(21)과 수지유입실(22)을 형성하고, 상기 실린더(21)에는 시트(31)에 절연판(32)과 전기발열체(33) 및 열가소성 수지체(34)를 적층시킨 슬리브 받침(3)을 안장하며, 슬리브 받침(3) 위에는 웨지좌(41)가 형성된 슬리브(4)를 얹고, 슬리브(4)의 웨지좌(41)에는 웨지(5)를 삽입하며, 상기 슬리브(4)와 횡막(14) 사이에는 슬리브 스프링(7a)을 장전하고 웨지(5)와 횡막(14) 사이에는 웨지 스프링(7b)을 장전하여 상부재(1)를 덮어 씌운 것이다.

Description

그라운드 앵커용 정착체

본 발명은 앵커공내의 내부 정착체로부터 인장재를 제거하도록 된 그라운드 앵커용 인장재 제거형 내부 정착체에 관한 것이며, 특히 유턴 앵커(U-tern ankor)용 내하체의 내부 정착체화, 부품수의 감축에 따른 제작 및 조립성의 향상, 경량화, 제조원가의 절감, 인장재의 제거신뢰도 향상, 및 전용 인발기없이도 간편하게 인장재를 제거할 수 있게 한 유턴 앵커용 내하체를 이용한 인장재 제거형 내부 정착체에 관한 것이다.

유턴 앵커란 특허 제132205호 동132206호와 같이 앵커공의 2배에 달하는 장척의 인장재의 중간 부위를 내부 정착체에 U자상으로 걸쳐서 앵커공에 삽입하고 앵커공내에 콘크리트를 타설하여 가설토류벽 등을 고정시키는 것으로, 유턴 앵커용 내부 정착체의 후미에는 내하체란 것을 결합하게 되어 있다. 내하체란 내부 정착체의 안정을 도모하면서 인장재를 통하여 내부 정착체에 집중되는 인장력을 분산시켜 보강하기 위해 내부 정착체의 후단에 축끼움방식으로 결합해 사용하는 정착력 증대용 부재이다.

내하체는 통상 주철관제이며, 단일체도 있고 상부재와 하부재가 조합된 것도 있으며, 조합형 내하체의 경우 상부재의 하단에 하부재의 상단을 맞춰 끼우는 식으로 조합해 사용한다. 상부재는 외면 상단에 그리고 하부재는 외면 하단에 환상 플랜지를 갖고 있어서 콘크리트와의 결속력과 정착력이 높고 플랜지에 주어진 안내홈에는 전방 내부 정착체에서 인출된 인장재를 분산 지지하여 꼬임을 방지하고 또한 플랜지를 제외한 외주면에는 대체로 피치간격마다 철근에서 볼 수 있는 것과 같은 목적의 환테를 형성하여 콘크리트와의 결합력을 높이도록 되어 있다.

이러한 구조의 내하체는 그라운드 앵커용 내부 정착체의 구실은 전혀 기대할 수 없다. 인장재의 선단을 물려 고정시킬 수가 없기 때문이다.

다른 예로서의 내부 정착체로서는 특허공보 제96-4273호가 있다. 이 선행기술은 중공의 내주면을 원주등분한 곳마다 웨지좌가 형성된 본체와, 분할형 웨지를 분할형 중심재에 삽입하여 중심의 인장재를 끼워 물리는 태양 웨지와, 태양 웨지 주위에서 상기 웨지좌에 삽입되는 위성 웨지와, 태양 웨지가 삽입된 중심재 및 위성 웨지가 각자 자기 의 위치를 유지하도록 그들 사이에 끼워 넣는 위성 웨지와 동수의 스페이서, 태양 웨지와 위성 웨지의 상향 이탈방지용 상부 덮개, 그리고 본체에 씌우는 캡으로 구성되어 있다.

그러나 이 종래의 지중앵커는 실질적으로 인장력을 발휘하는 위성 웨지측 인장재 외에 이들 인장재의 회수를 위한 견인측 인장재, 즉 태양 웨지에 물리는 견인용 인장재와 이것을 끼워 물리는 웨지를 필수 구성요건으로 함으로써 지중앵커의 구성부품수의 증가와 견인용 인장재의 추가에 따른 제조원가의 상승, 견인용 인장재의 인발작업이 선행되어야 하는 단점이 있다.

또, 각 스페이서의 내면은 테이퍼진 중심재에 대응하는 테이퍼가 주어지고 측면에는 인접한 두 개의 위성 웨지의 테이퍼에 대응하는 테이퍼가 주어지며 외면은 본체의 중공에 상응하는 원호면을 이루는 등 형상이 너무 복잡해 가공과 조립난이도가 높다.

또한 태양 웨지와 위성 웨지는 3 분할형이므로 지중앵커를 조립하기 전부터 조립한 이후까지 조합 웨지의 형태를 유지하여 조립편의를 도모하기 위해서는 웨지조합체의 외면에 탄성링을 끼워서 웨지의 온전한 형태를 유지해야 한다. 이런 필요에서 각 웨지 부재의 외주면에 탄성링용 링홈을 가공하는 것인데, 분할형 웨지의 외주면에 이같은 링홈을 가공하는 것은 기계가공상 여간 어려운 일이 아닐뿐더러 링홈에 끼워진 탄성링이 인장재를 끼워 물릴 때에는 오히려 끼움을 방해하는 방해물이 되기 때문에 인장재를 끼워물리기도 불편하다.

본체에 있어서는 그 중심에 축방향으로 천공한 중심재공의 후미에다링홈을 내어 중심재용 C형 멈춤링을 끼워서 중심재공에 삽입된 중심재가 인장력이 작용하지 않는 동안에는 본체의 후미쪽으로 빠지지 않도록 하였는데, 이것 역시 본체의 내부구조를 복잡하게 만들고 임가공수가 늘어난다.

또, 중심재는 인장재를 제거하기 전에 태양 웨지에 조작실수로 견인용 인장재가 느슨하게 물리기라도 한 경우에는 견인용 인장재에 인발력이 작용했을 때 미끄러져 빠질 가능성이 있다. 만약에 이렇게 된다면 태양 웨지에 이끌려 당연히 후퇴해야 될 중심재가 후퇴하지 않음으로써 위성 웨지가 벌어지지 않고 모든 인장재가 제거불능상태에 직면하게 된다.

뿐만아니라 전용 인발기를 동원하지 않고서는 인장재, 특히 견인용 인장재를 제거할 수도 없고, 인장시 조작실수로 인하여 태양 웨지가 빠지면 위성 웨지가 구속력을 상실하여 내부 정착체의 기능이 마비되고 만다.

본 발명의 목적은 유턴 앵커용 내하체의 내부 정착체화, 태양 웨지와 중심재, 중심재 견인용 인장재의 배제로 부품수를 감축하여 제작 및 조립성의 향상과 경량화, 제조원가의 절감, 인장재의 제거신뢰도 향상, 및 전용 인발기없이도 간편하게 인장재를 제거할 수 있는 유턴 앵커용 내하체를 이용한 그라운드 앵커용 정착체를 제공하는 것이다.

본 발명은 관상의 상, 하부재로 이뤄지는 유턴 앵커용 내하체를 캡과 본체 대용으로 하고, 본체의 상단 가까운 내부에는 수지유입실과 실린더를 형성하여 시트에 전기발열체와 열가소성 수지체를 적층한 슬리브 받침과 중심에 축방향으로 관통된 웨지좌를 가진 슬리브를 안장하며, 웨지좌에는 원주분할형 분리막을 두른 인장재물림용 원주분할형 웨지를 앉히고, 슬리브와 상부재 및 웨지와 상부재 사이에는 슬리브가압용 슬리브 스프링과 웨지 가압용 웨지 스프링을 장전시킨 그라운드 앵커용 정착체를 제공한다.

본 발명은 관상의 상, 하부재로 이뤄지는 유턴 앵커용 내하체를 캡과 본체 대용으로 하고, 본체의 상단에 가까운 내부에는 수지유입실과 격납실을 형성하여 시트에 전기발열체와 액체가 충전된 튜브형 열가소성 수지체를 적층한 슬리브 받침과 중심에 축방향으로 관통된 웨지좌를 가진 슬리브를 안장하며, 웨지좌에는 원주분할형 분리막을 두른 인장재물림용 원주분할형 웨지를 앉히고, 슬리브와 상부재 및 웨지와 상부재 사이에는 슬리브가압용 슬리브 스프링과 웨지 가압용 웨지 스프링을 장전시킨 그라운드 앵커용 정착체를 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 유턴 앵커용 내하체를 이용한 인장재 제거형 내부 정착체의 부분절개 정면도

도 2는 상,하부재의 종단면도

도 3은 상부재의 평면도

도 4는 슬리브 받침의 분해도

도 5는 동 조립단면도

도 6은 슬리브 받침의 변형예시도

도 7은 상기 내부 정착체가 포함된 그라운드 앵커로 가설토류벽을 정착시킨 경우의 예시도

도 8은 열가소성 수지체 열분해될 무렵의 발췌단면도

도 9는 인장재에 대한 웨지물림이 해제된 경우의 발췌단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 상부재 2 : 하부재

3 : 슬리브 받침 4 : 슬리브

5 : 웨지 6 : 분리막

7a : 슬리브 스프링 7b : 웨지 스프링

14: 횡막 15 : 암나사

21 : 수지유입실 22 : 실린더

31 : 시트 36 : 전기발열체

37 : 전선 38 : 열가소성 수지체

38a : 튜브형 열가소성 수지체 39 : 액체

41 : 웨지좌

도 1에서, 어스 앵커용 내부 정착체의 캡과 본체의 기능은 유턴 앵커용 관상 내하체의 상부재(1)와 하부재(2)가 대신한다. 하부재(2)내에는 슬리브 받침(3)과 슬리브(4)를 삽입하고, 슬리브(4)에는 분리막(6)에 웨워 싼 웨지(5)를 들어 앉힌다. 또한 슬리브(4)와 웨지(5) 위에는 슬리브 스프링(7a)과 웨지 스프링(7b)을 장전시켜 슬리브(4)는 슬리브 받침(3)쪽으로 쏠리고 웨지(5)는 인장재를 물어서 옥죄는 방향으로 쏠리게 한다.

도 2와 도 3에서, 상부재(1)의 외면 상단에 형성된 인장재안내용 플랜지(11)에는 단일 앵커공에 먼저 삽입된 선행 내부 정착체측 인장재를 끼워서 그 앵커공의 입구쪽으로 유도하기 위한 인장재 안내홈(12)을 형성한다. 플랜지(11)밑 외주면상에 피치간격으로 형성된 환테(13)는 기왕부터 존재하던 것으로 콘크리트에 대한 지지력을 높여주는 마찰력증대용 돌기의 역할을 한다.

관상 상부재(1)의 내주면 하단에서 암나사부(15)의 윗쪽에 스프링실(16)을 두고 그 위를 횡막(14)으로 막는다. 이 횡막(14)은 스프링실(16)을 차지할 슬리브 스프링(7a)과 웨지 스프링(7b)의 상단을 지탱시킬 천정으로 이용하고 하부재(2)와의 틈을 없애 이물질의 침투를 막아주는 역할을 겸한다.

관상 하부재(2)의 중공 상단부에는 내경이 큰 실린더(21)와 이보다 내경이 작은 수지유입실(22)을 형성한다. 실린더(21)와 수지유입실(22)간에는 내경차에 따른 단턱(26)이 자연스레 형성된다. 또한 하부재(2)의 외주면 상단부에는 상부재(1)의 암나사(15)에 체결할 숫나사(23)를 그리고 하단에는 상기 인장재안내용 플랜지(11)와 동형의 플랜지(24)를 형성한다. 그리고 수지유입실(22)의 바닥 중앙에는 인장재를 관통시킬 인장재공(25)도 천공한다.

도 4와 도 5에서, 슬리브 받침(3)은 복판에 인장재를 끼워넣기 위한 인장재공이 복판에 천공된 원판의 복판에 인장재관(31a)을 세워 붙인 시트(31)와 절연판(32), 전기발열체(33) 및 열가소성 수지체(34)로 구성되어 있다. 시트(31)의 원판에는 열가소성 수지체(34)가 열분해되어 녹거나 기화된 분량이 수지유입실(22)쪽으로 빠져나갈 수 있는 하나 이상의 수지유출공(31c)과 전기발열체(33)에서 인출된 전선을 빼내기 위한 전선공(31b)을 천공한다.

절연판(32)은 전기발열체(33)와 금속성인 시트(31), 내부 정착체내의 슬리브, 본체, 웨지와 전기적으로 격리시켜 인장재를 제거하기 위하여 전기발열체(33)를 통전시켰을 때 누전으로 인한 피해를 예방하기 위한 것으로서, 엽전모양이며, 상기 전선공(31b)과 수지유출공(31c)에 상응하는 전선공(32a)과 수지유출공(32b)을 천공한다.

전기발열체(33)는 열가소성 수지체(34)를 가열하여 열분해시키는 것으로서, 열가소성 수지체(34)의 저면에 부착하든가 또는 열가소성 수지체(34)를 성형할 때 금형내에 안치하여 성형하므로서 일체화시킨다. 전기발열체(33)에는 지상에서 통전시키기 위한 전선(33a)을 인출한다.

열가소성 수지체(34)는 상온에서는 단단한 고체상태로 있다가 고열을 받으면 열분해되어 녹거나 기화되어 그 형체가 사라지는 수지이다. 이런 수지로서는 폴리아미드계의 MC 나일론(상품명), 폴리아세탈 수지, 폴리카보네이트 수지 등이 있다. 열가소성 수지체(34)는 시트(31)와 실린더(22) 내주면과의 사이에 가급적 빈틈없이 들어 앉아 높은 정착압력에도 그 틈새로 삐져나가서 누압되는 일이 없도록 정밀제작하는 것이 바람직하다.

도 6에서 다른 실시예에 의한 슬리브 받침(3a)은 튜브형 열가소성 수지체(34a)에 액체(35)를 충전하여 밀봉한 것이다. 이 슬리브 받침(3a)은 전기발열체(33)의 발열로 열분해되어 터지는 즉시 액체(35)가 쏟아져 빠져나가므로 슬리브(4)의 후퇴가 빨라 인장재의 제거시간을 단축시킬 수 있다.

도 1에서, 슬리브(4)는 하부재(2)내에서 웨지(5)를 안장하여 지지하는 웨지용 지지체이며, 중심에는 웨지를 들어 앉힐 테이퍼진 웨지좌(41)를 형성한다. 이 슬리브(4)는 인장재를 제거할 때 열가소성 수지체(34)가 열분해되어 빠져나간 빈자리에 상응하는 만큼 후퇴하여 웨지에 대한 구속을 완화함으로써 웨지에서 인장재가 이탈할 수 있도록 도와준다.

이 슬리브(4)도 실린더(21)와 시트(31)측 원판과의 사이에 가급적 틈을 남기지 않도록 정밀가공하므로서 열가소성 수지체(34)가 슬리브(4)에 짓눌리더라도 틈새로 삐져나가지 못하게 하여 누압으로 인하여 기능이 저하되거나 기능마비현상이 나타나지 않도록 한다.

웨지(5)는 원주를 2 이상 등분한 조각을 조합한 것으로서, 공지이다. 슬리브(4)에 웨지(5)가 들어 앉은 상태에서 웨지(5)에 높은 정착압력이 걸리면 밀착된다. 밀착정도가 심하면 나중에 인장재를 제거하기 위하여 슬리브(4)를 후퇴시켜 웨지(5)에 대한 압력을 완화시키려 해도 쉽게 떨어지지 않는 부작용이 일어날 수 있다. 이같은 현상은 인장재의 제거에 결코 도움이 되지 못하므로 되도록 쉽게 분리될 수 있도록 앉힐 필요가 있다. 그래서 웨지(5)를 분리막(6)에 싸서 웨지좌(41)에 앉힌다. 이 분리막(6)은 웨지좌(41)와 웨지(5)가 서로 달라 붙지 않게 방지하는 이형재의 역할을 한다.

다음으로 이 내부 정착체에 인장재를 끼워 물리는 작업순서에 대하여 도 1을 참고로 하여 설명한다. 먼저, 슬리브 받침(3)을 실린더(21)에 수납하여 단턱(26)에 걸터 앉히고 슬리브 받침(3) 위에는 슬리브(4)를 앉힌다. 하부재(2)의 하단을 통하여 선단이 슬리브(4)의 웨지좌(41)를 지나 상면 위로 삐져나오게 인장재(a)를 끼운다.

이어서 슬리브(4)의 웨지좌(41)에 분리막(6)을 앉히고 분리막(6) 안에 웨지(5)를 삽입한다. 이어서 슬리브(4) 위에는 슬리브 스프링(7a)을 그리고 웨지(5)의 상면에는 웨지 스프링(7b)를 얹은 다음에 하부재(2)에 상부재(1)를 체결한다.

상부재(1)와 하부재(2)를 체결했을 때 슬리브 스프링(7a)과 웨지 스프링(7b)은 횡막(14)에 탄력적으로 짓눌리며, 이때 슬리브 스프링(7a)은 슬리브(4)를 슬리브 받침(3)쪽으로 가압하여 밀착시키고 웨지 스프링(7b)은 슬리브(4)의 웨지좌(41)에 들어 앉은 웨지(5)를 가압하여 쐐기박음시킴으로써 인장재를 물게 한다.

도 7과 같이 앵커공(b)에 내부 정착체(c)를 삽입하고 콘크리트(d)를 타설한 후 가설토류벽(e)을 설치하고 인장재(a)에 정착하중을 건 상태에서 외부 정착체(f)에 인장재(a)의 외측단을 고정하고 지하구조물을 구축한 후에 인장재를 제거하는 작업순서에 대하여 설명한다.

도 8에서, 전선(33a)의 바깥 끝을 외부전원측에 연결하여 통전시키면전기발열체(33)가 발열하여 열가소성 수지체(3)를 열분해시킨다. 이에 따라 열가소성 수지체(34)는 밑둥치부터 열분해되어 겔상, 액상 또는 기화된다. 이렇게 열분해된 열가소성 수지체(34)의 수지분은 슬리브 스프링(7a)이 슬리브(4)를 밀어내는 힘과 인장재의 자유장에 걸린 정착하중에 상응하는 수축력(장력)에 의하여 웨지(5)를 끌어당기는 힘이 슬리브(4)를 통하여 전달됨으로써 슬리브(4)가 후퇴할 때 밀려서 수지유출공(32b,31c)을 거쳐 수지유입실(22)로 빠져나간다.

슬리브(4)와 웨지(5)가 후퇴하다가 웨지(5)의 저면이 인장재관(31a)의 선단에 닿으면 웨지(5)는 그 자리에서 멈추고 슬리브(4)는 슬리브 스프링(7a)의 팽창압력을 받아 열가소성 수지체(34)의 열분해된 분량을 계속 밀어 내면서 슬리브 스프링(7a)의 변형량, 즉 열분해된 수지분이 빠져나가는 양만큼 계속 후퇴한다.

도 9에서, 웨지(5)가 인장재관(31a)의 선단에 닿아 저지당한 이후에 이어지는 슬리브(4)의 후퇴는 곧 웨지(5)에 대한 압력완화, 즉 구속력이 완화됨을 의미한다. 슬리브(4)로 부터 자유로와진 웨지(5)는 인장재를 물던 힘이 약해진다. 이러한 웨지물림이 인장재(a)의 정착하중과 자유장의 신율(수축력)을 감당하지 못할 지경에 이르렀을 때에 인장재(a)는 마치 당긴 고무줄의 한쪽 끝을 놨을 때처럼 웨지(5)에서 미끄러지듯이 튕겨져 나온다. 이렇게 튕겨져 나온 인장재(a)는 윤활제가 주입된 호스(g)내에 머물며, 이 상태에서는 외부 정착체(f)측에서 인장재(a)를 손으로 잡아당겨도 이내 빠져나올 만큼 자유로운 상태이다. 그래서 인장재를 제거할 때 굳이 전용 인발기를 사용할 필요가 없는 것이다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명은 전기발열체의 통전에 따라 그 위에 저긍된 열가소성 수지체가 열분해되어 녹거나 기화되어 빠져나가는 분량에 상응하는 만큼 슬리브가 물러나서 웨지에 대한 압력을 완화시켜 인장재를 무는 힘을 떨어뜨리고 이에 따라 정착하중에 따른 수축작용에 의하여 인장재 스스로 내부 정착체에서 이탈하도록 구성한 것으로서, 태양 웨지와 이를 지지하는 중심재 및 중심재 견인용 인장재가 배제된 간단한 구조의 인장재 제거형 내부 정착체, 내장 부품수가 적어 저렴하고 경량화된 인장재 제거형 내부 정착체, 전용 인발기를 동원하지 않고도 손쉽고 확실하게 인장재를 제거할 수 있는 인장재 제거형 내부 정착체를 제공할 수가 있다.

또한 지금까지 내부 정착체로는 도저히 사용할 수 없던 유턴 앵커용 내하체를 인장재 제거형 내부 정착체로 십분 활용할 수 있는 길이 열린다.

Claims (2)

1. 유턴 앵커용 내하체용 상부재(1)의 하단 내면에 암나사(15)를 형성하고 그 위쪽에는 횡막(14)을 형성하며, 하부재(2)의 상단 내부에는 위로부터 격납실(21)과 수지유입실(22)을 형성하고, 상기 실린더(21)에는 시트(31)에 절연판(32)과 전기발열체(33) 및 열가소성 수지체(34)를 적층시킨 슬리브 받침(3)을 안장하며, 슬리브 받침(3) 위에는 웨지좌(41)가 형성된 슬리브(4)를 얹고, 슬리브(4)의 웨지좌(41)에는 웨지(5)를 삽입하며, 상기 슬리브(4)와 횡막(14) 사이에는 슬리브 스프링(7a)을 장전하고 웨지(5)와 횡막(14) 사이에는 웨지 스프링(7b)을 장전하여 상부재(1)를 덮어 씌운 그라운드 앵커용 정착체.
2. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지체(34)는 튜브형 열가소성 수지체(34a)에 액체(35)를 충전시킨 그라운드 앵커용 정착체.