KR100592160B1 - 교량용 코드로서 사용되는 인장 로드 - Google Patents

Abstract

교량용 코드로서 사용되는 인장 로드는 섬유 합성재로 구성된 중간부 및 금속재로 구성된 단부를 가진다. 중간부 및 단부는 접착된 테이퍼형 중첩부에 의해 연결된다.

Description

교량용 코드로서 사용되는 인장 로드{TENSION ROD FOR USE AS A CHORD FOR BRIDGES}

본 발명은 교량용 코드(chord)로서 사용되는 인장 로드(rod)에 관한 것이고, 상기 인장 로드는 섬유 합성물로 제작된 중간부 및 금속재로 제작된 단부를 가진다.

섬유 합성물은 비밀도(specific density)에 대해 높은 강성도 및 강도를 나타낸다. 상기 특성으로 인해 상기 섬유 합성물은 경량의 구성 분야에 특히 유용하다. 특히 섬유가 길이방향으로 인장 응력을 받을 때 장점을 가진다.

상기 형태의 구조 요소는 주로 공간에서 종종 상이한 방향을 가지는 국소 집중력을 받는다.

상기 방법으로 응력을 받는 부품이 섬유 구성을 이용하여 개발될 때, 섬유에 힘이 가해지는 것은 고비용으로 해소되어야 하는 문제를 발생시킨다. 상기 고비용의 해법은 고가이어서, 항공 및 우주 여행 외의 분야에서 거의 선택되지 않는다. 또한, 섬유 재료의 많은 장점이 다중축방향 응력 상태에서 상실된다.

예를 들어, 섬유가 단부에서 금속 아이(eye) 주위로 감겨지는 권양(winding) 기술이 사용된다. 상기는 제작, 품질 보증 및 유효 수명의 감시에 매우 고가인 방법이다.

인장력을 받는 원추에서 섬유의 단부가 압착되는 방법이 또한 공지되어 있다.

또한, 섬유 합성물 및 금속 조립부품 사이의 접착된 테이퍼형 중첩부가 단순 요구사항에 대해 공지되어 있으나, 상기 중첩부는 주요 부품 및 고하중의 경우에 접착 연결의 파손시 하중을 수용할 수 있도록 볼트 또는 리벳에 의해 추가로 고정된다.

중량, 크기, 강성 및 강도에 관한 매우 엄격한 요구조건이 이동 교량에 부과되어, 섬유 합성재의 이용은 관심의 대상이다. 그러나, 섬유 합성재를 이용하는 것에 관해 하기의 문제점이 존재한다.

(a) 기계적 파손에 대한 상대적으로 높은 민감도.

(b) 이동 교량은 수송가능한 유닛으로 분리되어야 한다. 상기는 고집중력이 반복되어 구조에 가해지고 해제되어야 함을 의미한다.

(c) 실제적이고 경제적인 이유로 교량 구조의 손상은 상대적으로 장시간의 시간간격에서 검사될 수 있고, 즉 구조는 신뢰성이 있어야 하며, 오차에 대한 내성을 가져야 하고, 검사에 용이하여야 한다.

도 1 및 도 2 는 각각 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 중첩된 섬유 강화 플라스틱 합성물을 가진 개별 코드의 측면도.

도 3 은 도 1 및 도 2 의 개별 코드로부터 함께 접착된 이중 코드의 측면도.

도 4 는 도 3 의 이중 코드에 대한 평면도.

도 5 는 도 4 의 선 A-A를 따른 단면도.

도 6 은 도 4 의 선 B-B를 따른 단면도.

도 7 은 도 4 의 선 C-C를 따른 단면도.

도 8 은 함께 접착된 도 3 및 도 4 의 3개의 이중 코드로 구성된 다중 코드의 측면도.

도 9 는 도 8 의 선 D-D를 따른 단면도.

*부호설명*

2...인장 로드 4...단일 코드

6...중간부 8...단부

10...금속탭 12...아이

14...중첩부 16...이중 코드

18...중첩 영역 20...다중 코드

본 발명의 목적은 이동 교량용 코드로서 사용되는 섬유 합성재로 제작된 인장 로드를 제공하는 것이다. 상기 및 다른 목적은 교량용 코드로서 사용되는 인장 로드를 제공함으로써 본 발명에 따라 이루어지고, 상기 인장 로드는 하나 이상의 코드로 구성되며, 상기 코드는 섬유 합성재로 제작된 중간부 및 금속재로 제작된 한 쌍의 단부를 포함하고, 각각의 상기 단부는 접착된 테이퍼형 중첩부를 통해 상기 중간부에 연결되며, 중간부 및 단부는 상기 중첩부에서 직사각형 단면을 가지고, 상기 중첩부의 길이는 중첩부에서 인장 로드의 두께보다 더 크며, 섬유 합성부 및 금속부의 상기 중첩부는 얇은면에서 단면이 테이퍼 형상으로 연장구성된다.

상기 및 다른 목적은 인장 로드를 제공함으로써 본 발명에 따라 이루어지고, 상기 인장 로드는 하나 이상의 코드로 구성되며, 상기 코드는 섬유 합성재로 제작된 중간부, 금속재로 제작된 한 쌍의 단부 및 접착 연결을 포함하며, 상기 중간부는 테이퍼형 연결 영역을 형성하도록 각 종방향 단부에서 두께가 점차 감소되는 직사각형 단면을 가지고, 각 상기 단부는 중간부의 각 테이퍼형 연결 영역에 대응되어 상응하는 테이퍼형 연결 영역을 형성하도록 하나의 종방향 단부에서 두께가 점차 감소되는 직사각형 단면을 가지며, 상기 접착 연결은 각각 중간부의 상기 테이퍼형 연결 영역 및 단부의 상기 테이퍼형 연결 영역 사이에 형성된다.

상기 및 다른 목적은 인장 로드의 제작 방법을 제공함으로써 본 발명에 따라 이루어지고, 상기 방법에 따르면, 섬유 합성재로 제작된 중간부를 제공하고, 상기 중간부는 테이퍼형 연결 영역을 형성하도록 각 종방향 단부에서 두께가 점차 감소되는 직사각형 단면을 가지며, 금속재로 제작된 한 쌍의 단부를 제공하고, 각 상기 단부는 중간부의 각 테이퍼형 연결 영역에 대응되어 상응하는 테이퍼형 연결 영역을 형성하도록 하나의 종방향 단부에서 두께가 점차 감소되는 직사각형 단면을 가지며, 각각 중간부의 상기 테이퍼형 연결 영역 및 단부의 상기 테이퍼형 연결 영역을 접착시킨다.

본 발명의 과제는 하기의 특성을 가지며 본 발명에 따라 구성된 테이퍼형 중첩부에 의해 섬유 합성물에 힘을 부과 또는 섬유 합성물로부터 힘을 제거하는 것이다.

(a) 비용은 권양을 포함하는 해법의 단지 일부이다.

(ⅰ) 섬유 합성물은 경제적으로 제작될 수 있다. 제작은 자동화될 수 있다.

(ⅱ) 금속 단부 조립부품은 제작하기에 간단한 부품이다.

(ⅲ) 부품의 접착은 기하학적 형상으로 인해 경제적이고, 자동화될 수 있다.

(ⅳ) 코드는 단지 2개의 상이한 개별 부품으로 구성되고, 따라서 상응하게 다수로 제작될 수 있다.

(b) 높은 기계적 응력을 받는 연결점에 금속 단부 조립부품을 가지는 것은 연결시 섬유 합성재가 기계적으로 손상되지 않도록 한다.

(c) 본 발명은 고가의 설계없이 또는 섬유 합성물의 장점을 유지하면서 반복되는 힘의 부과 및 제거에 매우 적합하다.

(d) 코드는 신뢰성 있고, 오차에 대한 내성을 가지며, 용이하게 검사된다.]

(ⅰ) 코드의 신뢰성은 제작 중 접착제의 품질에 따라 결정된다. 가장 단순한 기하학적 형상을 가진 개별제작된 요소로부터 코드를 구성함으로써, 초음파 또는 X선과 같은 종래의 방법을 이용하여 코드는 각 작업단계 후 100% 검사될 수 있다.

(ⅱ) 코드의 신뢰성은 또한 수증기의 침투에 의한 작업 중 접착제의 경시변화에 따라 결정된다. 테이퍼형 중첩부의 설계는 주위에 대하여 고응력 대형영역 접착 연결을 형성하고, 수증기의 침투에 대하여 금속 조립부품에 의한 우수한 보호효과를 형성한다. 매우 작은 측면이 예를 들어 0.1 내지 0.3mm의 두께를 가진 접착 금속 필름에 의해 공지 방법으로 보호될 수 있다.

(ⅲ) 개별 요소가 손상된다면, 층형 구성은 균열이 더 이상 진행되지 못하도록 한다.

(ⅳ) 코드는 제작 중 동일 시험 과정을 이용하여 이중 또는 다중 코드로서 검사될 수도 있다.

본 발명의 다른 목적, 장점 및 새로운 특징은 첨부 도면과 함께 하기의 상세한 설명으로부터 명확하게 파악될 것이다.

도 1, 도 2, 도 3, 도 4 및 도 8 은 용이한 이해를 위해 동일 페이지에 도시되고, 이유는 도 4 가 도시된 각 코드(chord)의 평면도로서 도시되어 있기 때문이다.

도 1 에 섬유 합성재로 제작된 중간부(6) 및 금속탭(10)인 단부(8)를 가지는 단일 코드(4)로서 인장 로드(2)가 도시되어 있고, 상기 금속탭(10)의 각각은 홀(hole) 또는 아이(eye)(12)를 가진다(도 4).

금속탭(10) 및 섬유 합성재 중간부(6)는 접착된 테이퍼형 중첩부(14)(접착 연결)에 의해 함께 접착된다. 도 1 및 도 2 에 각각 서로 마주하는 중첩된 섬유 강화 플라스틱 합성물을 가진 개별 코드(4)가 도시되어 있다. 도 1 및 도 2 의 개별 코드를 함께 접착하여 도 3 의 이중 코드(16)가 형성된다. 기본적으로 도 1 및 도 2 의 2개의 개별 코드(4)는 동일하다. 도 1 및 도 2 에 거울대칭형으로 도시된 테이퍼형 중첩부(14)는 도 2 의 코드(4)를 도 1 의 코드(4)에 대해 길이방향 축에 대하여 180°회전시킴으로써 형성된다.

도 5, 도 6 및 도 7 의 단면도 A-A, B-B 및 C-C는 도 3 및 도 4 의 이중 코드(16)에 대한 다양한 단면을 나타낸다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 단부(8)에서, 이중 코드(16)의 인접 코드(4)에 구성된 금속탭(10)의 내향 측면은 접착 연결(14)을 통해 서로 직접 연결된다. 이중 코드(16)의 중첩 영역(18)을 따라, 금속탭(10)은 도 3 의 측면으로부터 관찰시 테이퍼형 단면을 가지고, 섬유 합성재 중간부(6)는 대응되는 상응 테이퍼형 단면을 가진다. 중첩 영역(18)에서, 각 금속탭(10)의 테이퍼형 영역은 접착 연결(14)을 통해 각각의 섬유 합성재 중간부(6)의 대응되는 상응 테이퍼형 영역에 연결되고, 중간부(6)의 대향(즉, 내향)면은 도 6 에 도시된 바와 같이 접착 연결(14)을 통해 서로 연결된다. 중첩 영역(18) 사이의 이중 코드(16)의 중앙부에서, 이중 코드(16)의 인접 코드(4)에 구성된 섬유 합성재 중간부(6)의 내향면은 도 7 에 도시된 바와 같이 접착 연결(14)을 통해 서로 직접 연결된다.

도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 중첩 영역(18)은 인장 로드의 두께보다 매우 길다. 중첩 영역은 예를 들어 인장 로드의 두께보다 50배 더 길 수 있다. 중첩부는 얇은면을 향해 단면이 테이퍼형상으로 연장구성된다.

도 8 에 도 3 의 3개의 이중 코드로부터 함께 접착된 다중 코드(20)가 도시되어 있다. 도 9 에 테이퍼형 중첩부(18) 부근의 영역이 도시되어 있다. 일반적으로, 임의 수량의 이중 코드가 설계 규정에 따라 합성 코드를 형성하도록 함께 접착될 수 있다.

도 1 및 도 2 의 통상적인 개별 코드(4)의 실시예는 10-20mm의 두께, 130-200mm의 폭과 5-10m의 길이를 가진다.

하기의 예는 선호되는 재료를 나타내나 상기 재료로 제한되는 것은 아니다. 섬유 합성물은 주로 열경화 에폭시 수지 매트릭스를 가진 길이방향으로 지향된 탄소 섬유로 구성된다. 금속 조립부품은 강재, 티타늄 또는 알루미늄으로 제작된다. "캐리어 섬유 최소 120℃-시스템"에서 열경화 접착제는 접착제 연결로서 사용된다.

전술된 내용은 단지 본 발명의 예시를 위해 기술되었고 한정하고자 하는 것이 아니다. 본 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상에 결합되는 기술된 실시예를 수정할 수 있기 때문에 본 발명은 첨부 청구범위내의 사항을 포함하도록 파악될 수 있다.

Claims (13)

1. 교량용 코드로서 사용되는 인장 로드에 있어서,

   상기 인장 로드는 하나 이상의 코드로 구성되고, 상기 코드는 섬유 합성재로 제작된 중간부 및 금속재로 제작된 한 쌍의 단부를 포함하며,

   각각의 상기 단부는 접착된 테이퍼형 중첩부를 통해 상기 중간부에 연결되고, 중간부 및 단부는 상기 중첩부에서 직사각형 단면을 가지며, 상기 중첩부의 길이는 중첩부에서 인장 로드의 두께보다 더 크고, 섬유 합성부 및 금속부의 상기 중첩부는 얇은면을 향해 단면이 테이퍼형상으로 연장구성되는 것을 특징으로 하는 인장 로드.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 인장 로드의 단면 크기는 인장 로드의 길이를 통해 일정한 것을 특징으로 하는 인장 로드.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 중첩부의 길이는 중첩부에서 인장 로드의 두께에 50배 이상인 것을 특징으로 하는 인장 로드.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 중첩부의 길이는 중첩부에서 인장 로드의 두께에 50배인 것을 특징으로 하는 인장 로드.
5. 제 1 항에 있어서, 2개 이상의 상기 코드로 구성되고, 상기 코드는 다중 코드를 형성하도록 함께 접착되는 것을 특징으로 하는 인장 로드.
6. 제 2 항에 있어서, 2개 이상의 상기 코드로 구성되고, 상기 코드는 다중 코드를 형성하도록 함께 접착되는 것을 특징으로 하는 인장 로드.
7. 인장 로드에 있어서,

   상기 인장 로드는 하나 이상의 코드로 구성되고, 상기 코드는 섬유 합성재로 제작된 중간부, 금속재로 제작된 한 쌍의 단부 및 접착 연결을 포함하며,

   상기 중간부는 테이퍼형 연결 영역을 형성하도록 각 종방향 단부에서 두께가 점차 감소되는 직사각형 단면을 가지고,

   각 상기 단부는 중간부의 각 테이퍼형 연결 영역에 대응되어 상응하는 테이퍼형 연결 영역을 형성하도록 하나의 종방향 단부에서 두께가 점차 감소되는 직사각형 단면을 가지며,

   상기 접착 연결은 각각 중간부의 상기 테이퍼형 연결 영역 및 단부의 상기 테이퍼형 연결 영역 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 인장 로드.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 인장 로드의 단면 크기는 인장 로드의 길이를 통해 일정한 것을 특징으로 하는 인장 로드.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 테이퍼형 연결 영역의 길이는 인장 로드의 두께에 50배 이상인 것을 특징으로 하는 인장 로드.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 테이퍼형 연결 영역의 길이는 중첩부에서 인장 로드의 두께에 50배인 것을 특징으로 하는 인장 로드.
11. 제 7 항에 있어서, 2개 이상의 상기 코드로 구성되고, 상기 코드는 다중 코드를 형성하도록 함께 접착되는 것을 특징으로 하는 인장 로드.
12. 인장 로드의 제작 방법에 있어서,

    섬유 합성재로 제작된 중간부를 제공하고, 상기 중간부는 테이퍼형 연결 영역을 형성하도록 각 종방향 단부에서 두께가 점차 감소되는 직사각형 단면을 가지며,

    금속재로 제작된 한 쌍의 단부를 제공하고, 각 상기 단부는 중간부의 각 테이퍼형 연결 영역에 대응되어 상응하는 테이퍼형 연결 영역을 형성하도록 하나의 종방향 단부에서 두께가 점차 감소되는 직사각형 단면을 가지며,

    각각 중간부의 상기 테이퍼형 연결 영역 및 단부의 상기 테이퍼형 연결 영역을 접착시키는 것으로 상기 방법이 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 다중 코드를 형성하도록 2개 이상의 상기 코드를 함께 접착시키는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.