KR100958405B1 - Non-destructive measurement method of pullout resistance in cable structures and device for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 케이블 구조물의 인발저항력 측정에 관한 것으로, 비파괴 기법을 이용하여 케이블 구조물의 인발저항력을 측정할 수 있도록 한 경제적이고 안정적인 인발저항력 측정 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to the measurement of the pull-out resistance of the cable structure, and relates to an economic and stable method for measuring the pull-out resistance of the cable structure using a non-destructive technique.
일반적으로, 지반에 시공되는 케이블 구조물(쏘일네일링, 앵커 등)의 주면마찰력은 설계 시 가장 중요한 저항요소라고 할 수 있다. In general, the principal surface friction of the cable structure (soil nailing, anchor, etc.) to be built on the ground can be said to be the most important resistance element in the design.
대부분의 경우, 설계에 주면마찰력을 반영하기 위하여 인발시험을 실시하게 된다. 하지만 인발시험을 하게 되면 시간과 비용이 많이 소비될 뿐만 아니라 인발한 구간의 안정성을 확보하기 어렵다. In most cases, a pullout test will be performed to reflect principal friction in the design. However, the drawing test is not only time-consuming and expensive, but it is also difficult to secure the stability of the drawn section.
또한, 인발할 수 있는 곳이 한정적이기 때문에 제한된 시험이라고 할 수 있다. 즉, 현장에서 직접적으로 인발을 행하여 시험을 실시하는 것은 경제성과 안정성을 보장할 수 없을 뿐만 아니라 다량으로 시험하는 것이 어렵다는 문제점이 있다.In addition, it can be said to be a limited test because there are limited places to draw. That is, performing the test by drawing directly in the field has a problem that it is difficult not only to guarantee economic efficiency and stability but also to test in large quantities.
즉, 기존의 인발 시험을 통해서는 주면마찰력 분포는 알지 못하고 전체 인발저항력만 알 수 있기 때문에, 설계시 파괴단의 고려없이 주면마찰력이 케이블 구조물 전체에 걸쳐 똑같다고 보고 시공 설계를 하게 됨으로써, 잘못된 설계를 하게 될 수 있다는 문제점이 있다. In other words, the existing pullout test does not know the main frictional force distribution but only the total pullout resistance. Therefore, the design of the main surface friction is the same throughout the cable structure without considering the fracture stage. There is a problem that can be done.
따라서, 케이블 구조물을 인발하지 않고 비파괴 계측장비를 이용하여 주면마찰력을 산정할 수 있다면 경제성과 안정성을 보장할 수 있을 뿐만 아니라 다량으로 시험이 가능하다.Therefore, if the frictional force can be estimated by using non-destructive measuring equipment without drawing cable structure, it can not only ensure economic efficiency and stability but also test in large quantities.
최근들어 비파괴 기법을 이용한 다양한 계측 방법들이 나타나고 있다. 미국의 PDI사가 개발한 PDA(Pile Driving Analyzer)는 말뚝의 저항요소를 산정하기 위한 장비로 지반 분야에서 가장 많이 사용되고 있는 장비 중 하나이다. 하지만 PDA (Pile Driving Analyzer)는 말뚝의 제원에 최적화된 장비로 지반에 시공되는 케이블 구조물에 적용하기에는 무리가 있다. Recently, various measurement methods using non-destructive techniques have emerged. Pile driving analyzer (PDI) developed by PDI of USA is one of the most used equipments in the ground field as a device for calculating pile resistance. However, the PDA (Pile Driving Analyzer) is an equipment optimized for pile specifications and it is difficult to apply it to the cable structure installed on the ground.
따라서, 지반에 시공되는 각각의 케이블 구조물의 규모와 고유주파수를 고려하여 지반과 그라우트 사이에 작용하는 정확한 주면마찰력을 산정할 수 있는 비파괴 기법을 이용한 인발저항력 측정 방법 및 장치의 개발이 절실한 실정이다. 즉, 대상지반에 시공되는 각종 케이블 구조물에 적용하기에 최적화된 비파괴 인발저항력 측정 방법 및 장치의 개발이 요구되고 있는 것이다. Therefore, there is an urgent need to develop a method and a device for measuring the resistance to pull resistance using a non-destructive technique that can calculate the exact principal frictional force acting between the ground and the grout in consideration of the size and natural frequency of each cable structure constructed in the ground. That is, the development of a method and apparatus for measuring non-destructive pullout resistance that is optimized to be applied to various cable structures constructed on the target ground is required.
본 발명은 상기한 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 대상지반에 시공되는 케이블에 있어서 상기 대상지반과 케이블 구조물 사이의 주면마찰력을 비파괴 기법을 이용하여 보다 경제적이고 안정적으로 측정할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to enable more economical and stable measurement of the main surface friction force between the target ground and the cable structure in the cable installed on the target ground using a non-destructive technique The purpose is.
또한, 본 발명은 정확한 측정을 이루기 위해서 에너지 효율을 최대화 할 수 있는 항타기법 및 각 케이블 구조물의 인발 및 압축거동을 고려한 하중 재하장비를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a load-loading device considering the drawing and compression behavior of each cable structure and the navigation method that can maximize the energy efficiency in order to achieve accurate measurement.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 대상지반에 시공된 케이블 구조물의 인발저항력을 측정하는 방법에 있어서; 케이블 구조물에 항타력을 가하는 단계와, 상기 항타력을 받은 케이블 구조물로부터 반사되어 오는 진동을 계측하는 단계와, 계측된 진동을 분석하여 대상지반과 케이블 구조물 사이의 저항력을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 구조물의 인발저항력 측정방법이 제공된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for measuring the pullout resistance of a cable structure constructed on the target ground; Applying a driving force to the cable structure, measuring vibrations reflected from the cable structure subjected to the driving force, and analyzing the measured vibrations to measure the resistance between the target ground and the cable structure. Provided is a method of measuring pullout resistance of a cable structure.
이때, 상기 케이블 구조물에 가해지는 항타력은, 케이블 구조물의 압축방향으로 작용하는 압축하중 또는 케이블 구조물의 인발 방향으로 작용하는 인발하중인 것을 특징으로 한다.At this time, the drag force applied to the cable structure is characterized in that the compression load acting in the compression direction of the cable structure or the draw load acting in the drawing direction of the cable structure.
그리고, 상기 진동은 압축파 또는 인장파로서 가속도계 및 변형률계에 의해 검출되는 것을 특징으로 한다.In addition, the vibration is characterized by being detected by the accelerometer and strain meter as a compression wave or tensile wave.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 대상지반에 시공된 케이블 구조물에 항타력을 가할 수 있는 항타력제공수단과, 상기 케이블 구조물에 항타력이 가해진 다음에 항타력이 가해진 케이블 구조물의 진동을 계측하는 계측수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 구조물의 인발저항력 측정 장치가 제공된다.On the other hand, according to another aspect of the present invention for achieving the above object, and a driving force providing means capable of applying a driving force to the cable structure constructed on the target ground, and the driving force is applied after the driving force is applied to the cable structure An apparatus for measuring pullout resistance of a cable structure is provided, including measuring means for measuring vibration of the applied cable structure.
전술한 구성에 있어서, 상기 항타력제공수단의 제1실시 형태에 따르면, 대상지반에 설치되는 지지대와, 상기 지지대 상단부에 설치되는 하중재하용 걸림쇠와, 상기 하중재하용 걸림쇠에 걸리게 되는 웨이트와, 상기 웨이트의 승강을 안내하도록 설치되는 안내바와, 상기 안내바 하측에 고정되어 웨이트의 낙하시 하중을 받아 케이블 구조물로 압축하중을 전달하는 피타격용 엔빌과, 상기 피타격용 엔빌과 케이블 구조물을 상호 결속하기 위한 커플러를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In the above-described configuration, according to the first embodiment of the anti-force force providing means, the support is installed on the target ground, the load restraining latch provided on the upper end of the support, the weight caught on the load restraining latch, A guide bar installed to guide the lifting and lowering of the weight, a hitting anchor which is fixed to the lower side of the guide bar and receives a load when the weight falls, and transmits a compressive load to the cable structure; It characterized in that it comprises a coupler for engaging.
전술한 구성에 있어서, 상기 항타력제공수단의 제2실시 형태에 따르면, 대상지반에 설치되는 지지대와, 상기 지지대 상단부에 설치되는 도르래와, 상기 도르래에 설치된 연결선에 연결되는 하중재하용 걸림쇠와, 상기 하중재하용 걸림쇠에 연결되는 웨이트와, 상기 웨이트의 승강을 안내하는 안내바와, 상기 안내바 하측에 고정되어 웨이트의 낙하시 하중을 받아 케이블 구조물로 압축하중을 전달하는 피타격용 엔빌과, 상기 피타격용 엔빌과 케이블 구조물을 상호 결속하기 위한 커플러를 포함하여 구성된다.In the above-described configuration, according to the second embodiment of the anti-force force providing means, the support is installed on the target ground, the pulley is installed on the upper end of the support, the load-carrying latch connected to the connecting line provided on the pulley, A weight connected to the load-carrying clasp, a guide bar for guiding the lifting and lowering of the weight, an anchor for hitting to be fixed to the lower side of the guide bar to receive a load when the weight falls and to transmit a compressive load to the cable structure; And a coupler for engaging the hitting anvil and the cable structure with each other.
전술한 구성에 있어서, 상기 항타력제공수단의 제3실시 형태에 따르면, 대상 지반에 설치되는 제1지지대와, 상기 제1지지대 상단부에 설치되는 제1도르래와, 상기 제1도르래에 설치된 연결선에 연결되는 제1웨이트와, 상기 제1웨이트의 승강을 안내하도록 설치되는 제1안내바와, 상기 제1안내바 상단부에 구비되어 제1웨이트의 상승시 하중을 받아 케이블 구조물로 인장하중을 전달하는 피타격용 엔빌과, 상기 제1안내바의 하단부와 케이블 구조물을 상호 결속하기 위한 커플러와, 상기 제1지지대와는 별도로 설치되는 제2지지대와, 상기 제2지지대 상단부에 설치되는 제2도르래와, 상기 제2도르래에 설치된 연결선을 통해 제1웨이트에 연결되며 상기 제1웨이트에 비해 더 큰 하중을 갖는 제2웨이트와, 상기 제2웨이트의 승강을 안내하도록 설치되는 제2안내바와, 상기 제2안내바의 상단부에 제2웨이트가 머물러 있도록 하는 하중재하용 걸림쇠를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In the above-described configuration, according to the third embodiment of the anti-force force providing means, the first support is installed on the target ground, the first pulley provided on the upper end of the first support, and the connection line provided on the first pulley The first weight is connected to, the first guide bar is installed to guide the lifting of the first weight, the first guide bar is provided on the upper end of the first guide bar to avoid receiving a load when the first weight rises to transfer the tensile load to the cable structure A striking anvil, a coupler for coupling the lower end of the first guide bar and the cable structure to each other, a second support provided separately from the first support, a second pulley installed on the upper end of the second support; A second weight connected to the first weight through a connecting line installed in the second pulley and having a greater load than the first weight, and a second guide installed to guide the lifting of the second weight; And, it characterized by configured including a latch for loading so that the second weight to stay on the upper end of the second guide bar.
한편, 전술한 구성에 있어서, 상기 항타력제공수단의 제4실시 형태에 따르면, 대상지반에 설치되는 지지대와, 상기 지지대 상부측에 설치되는 웨이트와, 상기 웨이트에 대해 상승력을 제공하는 하중재하용 탄성부재와, 상기 하중재하용 탄성부재의 탄성력에 의한 웨이트의 상승력을 제어할수 있도록 설치되는 래치부재와, 상기 웨이트의 승강을 안내하도록 설치되는 안내바와, 상기 안내바 상단부에 고정되며 웨이트의 상승시 하중을 받아 케이블 구조물로 인장하중을 전달하는 피타격용 엔빌과, 상기 피타격용 엔빌과 케이블 구조물을 상호 결속하기 위한 커플러를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.On the other hand, in the above-described configuration, according to the fourth embodiment of the anti-force force providing means, the support is provided on the target ground, the weight is provided on the upper side of the support, and the load for providing a lifting force to the weight An elastic member, a latch member installed to control the lifting force of the weight due to the elastic force of the load-bearing elastic member, a guide bar installed to guide the lifting of the weight, and fixed to the upper end of the guide bar when the weight is raised It is characterized in that it comprises a hitting anvil for transmitting the tensile load to the cable structure under load, and a coupler for mutually binding the hitting anvil and the cable structure.
전술한 구성에 있어서, 상기 계측수단은 케이블 구조물의 종류에 따른 고유주파수에 맞추어 선정 및 설치되는 변형률계와 가속도계로 구성됨을 특징으로 한 다.In the above-described configuration, the measuring means is characterized by consisting of a strain gauge and an accelerometer selected and installed in accordance with the natural frequency according to the type of cable structure.
그리고, 상기 가속도계 및 변형률계는 상기 피타격용 엔빌에 설치되되, 기타 안내바등의 다른 부위에 설치될 수도 있음을 특징으로 한다.In addition, the accelerometer and the strain meter is installed on the hitting anvil, it is characterized in that it may be installed in other parts, such as other guide bar.
상기 피타격용 엔빌은 바람직하게는 단면상 T자형으로서, 피타격부와 계측기장착부로 이루어지며, 상기 피타격부는 웨이트의 하중을 받는 엔빌의 기능을 수행하고, 상기 계측기장착부는 가속도계 및 변형률계 장착 공간을 제공하게 되는 것을 특징으로 한다.The hitting anvil is preferably a T-shaped in cross section, and includes a hitting part and an instrument mounting part, wherein the hitting part performs the function of an anvil receiving a load of a weight, and the instrument mounting part has an accelerometer and a strain gauge mounting space. Characterized in that to provide.
한편, 상기 계측기장착부의 하단에는 커플러와 연결할 수 있는 부분이 구비됨을 특징으로 한다.On the other hand, the measuring instrument mounting portion is characterized in that it is provided with a portion that can be connected with the coupler.
그리고, 상기 커플러의 하부측 외주면 상에는 상기 커플러의 하부에 형성되는 네일 삽입홈에 삽입된 네일과 커플러와의 일체 거동을 위한 볼트 체결공이 형성되고, 상기 볼트 체결공에는 고정볼트가 체결된다.And, on the outer peripheral surface of the lower side of the coupler is formed a bolt fastening hole for integral behavior between the nail and the coupler inserted into the nail insertion groove formed in the lower portion of the coupler, the fixing bolt is fastened to the bolt fastening hole.
한편, 상기 커플러와 네일은 용접에 의해 상호 일체 거동하도록 결합될 수 있음을 특징으로 한다.On the other hand, the coupler and the nail is characterized in that can be combined to be integrally behaved by welding.
그리고, 상기 하중재하용 걸림쇠는 지지대 상단부에 결합되며 하부 중앙에 개구부가 구비된 고리와, 상기 고리 하측에 개구부를 가로질러 설치되는 크로스핀을 포함하여 구성된다. And, the load-carrying latch is configured to include a ring coupled to the upper end of the support and provided with an opening in the lower center, and a cross pin installed across the opening below the ring.
이상에서와 같이, 본 발명은 변형률계와 가속도계를 각 케이블의 주파수대역에 맞추어 장착하고 항타하여 되돌아오는 반사파를 통해서 대상지반과 케이블 구조물사이의 저항력을 측정한다. 따라서 케이블 구조물을 지반으로부터 따로 인발하지 않아도 되며 단순항타에 의해 발생하는 신호로부터 변형률을 측정하여 신호분석을 통해 인발저항력을 구할 수 있게 되는 것이다.As described above, the present invention measures the resistance force between the target ground and the cable structure through the reflected wave that is attached to the strain band and the accelerometer according to the frequency band of each cable and returned by driving. Therefore, the cable structure does not need to be drawn separately from the ground, and it is possible to obtain the pullout resistance through signal analysis by measuring the strain from the signal generated by the simple stroke.
본 발명의 효과는 먼저, 대상지반에 시공되는 각각의 케이블 구조물의 규모와 고유주파수를 고려하여 대상지반과 그라우트 사이에 작용하는 정확한 주면마찰력을 측정할 수 있다.The effects of the present invention can first measure the exact principal surface friction force acting between the target ground and the grout in consideration of the size and natural frequency of each cable structure to be constructed on the target ground.
또한, 케이블 구조물과 대상지반과의 저항력을 비파괴 기법을 이용하여 정확히 측정할 수 있어 경제적이고 안정적으로 인발저항을 측정할 수 있을 뿐만 아니라 비파괴 기법을 이용하기 때문에 시험을 통한 지반의 손상 역시 줄일 수 있다. In addition, the resistance between the cable structure and the target ground can be accurately measured using non-destructive techniques, which not only economically and stably draw resistance can be measured. .
한편, 본 발명은 종래의 직접적인 인발시험과 대비되는 항타력에 의한 진동 측정에 의해 간접적으로 인발저항력을 산정하는 간접적인 방식이므로 기존 인발방식에 비해 상대적으로 간단한 방법과 저비용으로 대상지반의 안정성을 평가할 수 있으며, 케이블 구조물 1본에 대해서 실험하는 종래의 인발시험에 비해 본 발명의 측정방법은 시공된 케이블 구조물 모두에 대해서 시험이 가능하다는 장점이 있다. On the other hand, since the present invention is an indirect method of calculating the pull resistance indirectly by vibration measurement by the anti-force force in contrast to the conventional direct pull test, it is possible to evaluate the stability of the target ground in a relatively simple method and low cost compared to the conventional pull method. Compared to the conventional drawing test for experimenting with one cable structure, the measuring method of the present invention has the advantage that the test can be performed on all of the constructed cable structures.
그리고, 본 발명에 따르면 케이블 구조물의 시공이 완료된 후에도 주기적으로 대상지반과 케이블 구조물의 거동을 계측할 수 있으므로 실시간 계측 시스템을 갖출 수 있다는 장점이 있다. Further, according to the present invention, since the behavior of the target ground and the cable structure can be measured periodically even after the construction of the cable structure is completed, there is an advantage that a real-time measurement system can be provided.
특히, 기존의 직접적인 인발시험이 주면마찰력의 크기만을 알 수 있었던 반면에, 본 발명의 비파괴 시험 방법은 주면마찰력의 분포양상을 파악할 수 있기 때문에 케이블 구조물의 경제적인 설계를 유도할 수 있다. 즉, 변형률계와 가속도계 를 통해 얻은 데이터를 가지고 프로그램 분석을 통하여 케이블의 각 위치별 주면마찰력 분포양상과 인발저항력을 산정할 수 있다.In particular, while the existing direct pull test was able to know only the magnitude of the principal surface friction, the non-destructive test method of the present invention can grasp the distribution of the principal surface friction force can lead to economic design of the cable structure. In other words, the distribution of principal surface friction force and pullout resistance for each position of the cable can be estimated through the program analysis using the data obtained through the strain gauge and the accelerometer.
한편, 각 케이블 구조물(쏘일네일링, 앵커 등)이 가지고 있는 재료의 특성이나 규모와 지반과의 거동 메커니즘이 다르기 때문에 각각의 케이블 구조물이 가지고 있는 고유의 주파수가 다른데, 본 발명에 따르면 계측기기를 이용하여 각각의 고유 주파수를 판별하고 각 케이블 구조물에 따라 계측기기의 적용범위를 제시할 수 있다.On the other hand, because the characteristics of materials or scale of the cable structure (soil nailing, anchor, etc.) and the mechanism of behavior with the ground is different, the inherent frequency of each cable structure is different, according to the present invention using a measuring instrument It is possible to determine each natural frequency and to present the application range of the measuring device according to each cable structure.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 케이블 구조물의 인발저항력 측정장치들을 첨부도면들을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the pullout resistance measuring apparatus of the cable structure according to a specific embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[실시예1]Example 1
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 비파괴 기법을 이용한 케이블 구조물의 인발저항력 측정장치를 나타낸 구성도로서, 도 2a는 압축하중 재하를 위한 웨이트의 낙하전 상태를 나타낸 것이고, 도 2b는 웨이트가 낙하된 후의 상태를 나타낸 것이다.2A and 2B are diagrams illustrating an apparatus for measuring pullout resistance of a cable structure using a non-destructive technique according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2A illustrates a state before dropping of a weight for compressive load. 2b shows the state after the weight has fallen.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 실시예에 따른 케이블 구조물(4)의 인발저항력 측정장치는 압축하중 재하를 통한 측정장치로서, 대상지반(50)에 시공된 케이블 구조물(4)에 항타력을 가할 수 있는 항타력제공수단과, 상기 케이블 구조물(4)에 항타력이 가해진 다음에 항타력이 가해진 케이블 구조물의 진동을 계측하는 계측수단을 포함하여 구성된다.2A and 2B, the drawing resistance measuring apparatus of the
전술한 구성에 있어서, 상기 항타력제공수단은, 대상지반(50)(도 1 참조)에 설치되는 지지대(20)와, 상기 지지대(20) 상단부에 설치되는 하중재하용 걸림쇠(21)와, 상기 하중재하용 걸림쇠(21)에 걸리게 되는 웨이트(11)와, 상기 웨이트(11)의 승강을 안내하도록 설치되는 안내바(12)와, 상기 안내바(12) 하측에 고정되어 웨이트(11)의 낙하시 하중을 받아 케이블 구조물(4)로 압축하중을 전달하게 되는 피타격용 엔빌(10)과, 상기 피타격용 엔빌(10)과 케이블 구조물(4)을 상호 결속하기 위한 커플러(15)를 포함하여 구성된다.In the above-described configuration, the drag force providing means, the
한편, 전술한 구성에 있어서, 상기 계측수단은 케이블 구조물의 종류에 따른 고유주파수에 맞추어 선정 및 설치되는 변형률계(14)와 가속도계(13)로 구성되며, 본 실시예에 있어 상기 가속도계(13) 및 변형률계(14)는 상기 피타격용 엔빌(10)에 설치된다.On the other hand, in the above-described configuration, the measuring means is composed of a
이때, 상기 피타격용 엔빌(10)은 바람직하게는 단면상 T자형으로서, 상기 피타격용 엔빌(10)의 피타격부(10a)는 웨이트(11)의 하중을 받는 기능을 수행하고, 상기 피타격용 엔빌의 계측기장착부(10b)는 가속도계(13) 및 변형률계(14) 장착 공간을 제공하게 된다.At this time, the hitting
한편, 상기 피타격용 엔빌의 피타격부(10a) 중앙에 형성되는 체결홈(10d)은 안내바(12)와의 조립 및 결합을 위한 것이다.On the other hand, the
그리고, 상기 지지대(20)는 삼발이 형태로 이루어지며, 미설명부호 11a는 웨이트를 매다는데 사용하는 걸림줄이다.And, the
그리고, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 상기 하중재하용 걸림쇠(21)는 지지 대(20) 상단부에 결합되며 하부 중앙에 개구부(210a)가 구비된 고리(21a)와, 상기 고리(21a) 하측에 개구부(210a)를 가로질러 설치되는 크로스핀(21b)을 포함하여 구성된다. 7A and 7B, the load-carrying
이와 같이 구성된 본 실시예의 비파괴 기법을 이용한 케이블 구조물(4)의 인발저항력 측정방법 및 그 작용은 다음과 같다.The drawing resistance measurement method and its action of the
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 웨이트(11)가 하중재하용 걸림쇠(21)에 걸려 있는 상태에서 크로스핀(21b)을 뽑아내어 고리(21a)의 개구부(210a)가 열리면 상기 고리(21a)에 걸려있던 웨이트(11)는 안내바(12)를 따라 아래로 자유 낙하하게 된다. First, as shown in FIG. 2A, the
여기서 웨이트(11)는 대상지반(50)과 케이블 구조물(4) 사이의 저항력이 충분히 발휘될 수 있는 것이므로, 도 2b에서와 같이 낙하한 웨이트(11)가 엔빌(10)을 타격하면 타격력은 케이블 구조물(4)로 전달되어 가진된다. Since the
그리고, 가진된 신호는 다시 케이블 구조물(4)에 연결된 엔빌(10)쪽으로 이동하게 되고, 상기 엔빌(10)에 장착된 가속도계(13) 및 변형률계(14)에서는 케이블 구조물(4)로부터 반사되어 오는 진동을 계측하게 되며, 이렇게 계측된 진동을 분석하여 대상지반(50)과 케이블 구조물(4) 사이의 저항력을 측정하게 된다.Then, the excited signal is moved toward the
즉, 압축시험을 할 경우에는 웨이트(11)가 하방향으로 자유낙하하여 엔빌(10)을 타격하게 되고, 가진된 신호는 엔빌(10)로 전이되어 가속도계(13) 및 변형률계(14)에서 계측되는데, 상기 엔빌(10)은 본 실시예에서 항타력을 수용할 뿐만 아니라 하중재하용 장비와 케이블 구조물(4)을 연결하는 중요한 요소이다. That is, in the compression test, the
[실시예2]Example 2
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제2실시예에 따른 비파괴 기법을 이용한 케이블 구조물의 인발저항력 측정장치를 나타낸 구성도로서, 도 3a는 압축하중 재하를 위한 웨이트의 낙하전 상태를 나타낸 것이고, 도 3b는 웨이트가 낙하된 후의 상태를 나타낸 것이다.3A and 3B are diagrams illustrating an apparatus for measuring pullout resistance of a cable structure using a non-destructive technique according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3A illustrates a state before dropping of a weight for a compressive load. 3b shows the state after the weight has fallen.
본 실시예에 따른 케이블 구조물의 인발저항력 측정장치는 압축하중 재하를 통한 또 다른 구조의 측정장치로서, 대상지반(50)에 시공된 케이블 구조물(4)에 항타력을 가할 수 있는 항타력제공수단과, 상기 케이블 구조물(4)에 항타력이 가해진 다음에 타격이 가해진 케이블 구조물의 진동을 계측하는 계측수단을 포함하여 구성된다.The drawing resistance measuring apparatus of the cable structure according to the present embodiment is a measuring device of yet another structure through a compressive load, and provides a drag force for applying a driving force to the cable structure (4) constructed on the target ground (50) And measuring means for measuring vibration of the cable structure after the hitting force is applied to the
이때, 상기 항타력제공수단은, 대상지반(50)에 설치되는 지지대(20)와, 상기 지지대(20) 상단부에 설치되는 도르래(22)와, 상기 도르래(22)에 설치된 연결선(23)에 연결되는 하중재하용 걸림쇠(21)와, 상기 하중재하용 걸림쇠(21)에 연결되는 웨이트(11)와, 상기 웨이트(11)의 승강을 안내하는 안내바(12)와, 상기 안내바(12) 하측에 고정되어 웨이트(11)의 낙하시 하중을 받아 케이블 구조물(4)로 압축하중을 전달하는 피타격용 엔빌(10)과, 상기 피타격용 엔빌(10)과 케이블 구조물(4)을 상호 결속하기 위한 커플러(15)를 포함하여 구성된다.In this case, the drag force providing means, the
한편, 상기 계측수단은 케이블 구조물의 종류에 따른 고유주파수에 맞추어 선정 및 설치되는 변형률계(14)와 가속도계(13)로 구성되며, 본 실시예에 있어 상 기 가속도계(13) 및 변형률계(14)는 상기 엔빌(10)에 설치된다.On the other hand, the measuring means is composed of a
이때, 상기 피타격용 엔빌(10)은 바람직하게는 단면상 T자형으로서, 엔빌의 피타격부(10a)는 웨이트(11)의 하중을 받는 기능을 수행하고, 상기 엔빌의 계측기장착부(10b)는 가속도계(13) 및 변형률계(14) 장착 공간을 제공하게 된다.At this time, the hitting
그리고, 상기 지지대(20)는 삼발이 형태로 이루어진다.And, the
이와 같이 구성된 본 실시예의 비파괴 기법을 이용한 케이블 구조물의 인발저항력 측정장치의 작용 및 이를 이용한 비파괴 측정방법은 다음과 같다.The action of the apparatus for measuring the pullout resistance of the cable structure using the non-destructive method of the present embodiment configured as described above and the non-destructive measurement method using the same are as follows.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 윈치(미도시)등에 감긴 연결선(23) 끝에 연결되어 웨이트(11)가 안내부의 상단에 위치한 상태에서 도드래(22)에 연결된 연결선(23)을 풀어주면, 도 3b에 도시된 바와 같이 웨이트(11)는 안내바(12)를 따라 아래로 자유 낙하하게 된다. First, as shown in FIG. 3A, when the
여기서 웨이트(11)는 대상지반(50)과 케이블 구조물(4) 사이의 저항력이 충분히 발휘될 수 있는 것으로, 낙하한 웨이트(11)가 피타격용 엔빌(10)을 타격하면 타격력은 케이블 구조물(4)로 전달되어 가진된다. In this case, the
그리고, 가진된 신호는 다시 케이블 구조물(4)에 연결된 엔빌(10)쪽으로 이동하게 되고, 상기 엔빌(10)에 장착된 가속도계(13) 및 변형률계(14)에서는 케이블 구조물(4)로부터 반사되어 오는 진동을 계측하게 되며, 이렇게 계측된 진동을 분석하여 대상지반(50)과 케이블 구조물(4) 사이의 저항력을 측정하게 된다.Then, the excited signal is moved toward the
즉, 압축시험을 할 경우에는 웨이트(11)가 하방향으로 자유낙하하여 엔빌(10)을 타격하게 되고, 가진된 신호는 엔빌(10)로 전이되어 가속도계(13) 및 변 형률계(14)에서 계측되는데, 상기 엔빌(10)은 본 실시예에서 항타력을 수용할 뿐만 아니라 하중재하용 장비와 케이블 구조물(4)을 연결하는 중요한 요소이다. That is, in the compression test, the
[실시예3]Example 3
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제3실시예에 따른 비파괴 기법을 이용한 케이블 구조물의 인발저항력 측정장치를 나타낸 구성도로서, 도 4a는 인발하중 재하를 위한 제1웨이트 상승전의 상태를 나타낸 것이고, 도 4b는 제1웨이트가 상승된 후의 상태를 나타낸 것이다.4A and 4B are diagrams illustrating an apparatus for measuring pullout resistance of a cable structure using a non-destructive technique according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 4A illustrates a state before a first weight rise for loading load. 4B shows a state after the first weight is raised.
본 실시예에 따른 케이블 구조물의 인발저항력 측정장치는 인발하중 재하를 통한 측정장치로서, 대상지반(50)에 시공된 케이블 구조물(4)에 항타력을 가할 수 있는 항타력제공수단과, 상기 케이블 구조물(4)에 항타력이 가해진 다음에 항타력이 가해진 케이블 구조물(4)의 진동을 계측하는 계측수단을 포함하여 구성된다.The drawing resistance measuring device of the cable structure according to the present embodiment is a measuring device through the load load, the drag force providing means that can apply a drag to the cable structure (4) constructed on the
이때, 상기 항타력제공수단은, 대상지반(50)에 설치되는 제1지지대(20a)와, 상기 제1지지대(20a) 상단부에 설치되는 제1도르래(22a)와, 상기 제1도르래(22a)에 설치된 연결선(23)에 연결되는 제1웨이트(11a)와, 상기 제1웨이트(11a)의 승강을 안내하도록 설치되는 제1안내바(12a)와, 상기 제1안내바(12a) 상단부에 구비되어 제1웨이트(11a)의 상승시 하중을 받아 케이블 구조물(4)로 인장하중을 전달하는 피타격용 엔빌(10)과, 상기 제1안내바(12a)의 하단부와 케이블 구조물(4)을 상호 결속하기 위한 커플러(15)와, 상기 대상지반(50)의 제1지지대(20a) 설치위치 외측에 별도로 설치되는 제2지지대(20b)와, 상기 제2지지대(20b) 상단부에 설치되는 제2도 르래(22b)와, 상기 제2도르래에 설치된 연결선(23)을 통해 제1웨이트(11a)에 연결되며 상기 제1웨이트(11a)에 비해 더 큰 하중을 갖는 제2웨이트(11b)와, 상기 제2웨이트(11b)의 승강을 안내하도록 설치되는 제2안내바(12b)와, 상기 제2안내바(12b)의 상단부에 제2웨이트(11b)가 머물러 있도록 하는 하중재하용 걸림쇠(21)를 포함하여 구성된다. At this time, the drag force providing means, the
그리고, 상기 제1안내부의 하부측에 제1웨이트(11a)의 하강위치를 제한하도록 스톱퍼(18)가 구비됨이 바람직하다. In addition, the
한편, 상기 계측수단은 케이블 구조물(4)의 종류에 따른 고유주파수에 맞추어 선정 및 설치되는 변형률계(14)와 가속도계(13)로 구성되며, 본 실시예에 있어 상기 가속도계(13) 및 변형률계(14)는 상기 스톱퍼(18) 하부측의 제1안내바(12a)에 설치된다.On the other hand, the measuring means is composed of a
그리고, 상기 제1지지대(20a) 및 제2지지대(20b)는 삼발이 형태로 이루어진다.In addition, the
그리고, 도 7을 참조하면, 상기 하중재하용 걸림쇠(21)는 제2지지대(20b) 상단부에 결합되며 하부 중앙에 개구부(210a)가 구비된 고리(21a)와, 상기 고리(21a) 하측에 개구부(210a)를 가로질러 설치되는 크로스핀(21b)을 포함하여 구성된다. And, referring to Figure 7, the load-carrying
이와 같이 구성된 본 실시예의 비파괴 기법을 이용한 케이블 구조물의 인발저항력 측정장치의 작용 및 이를 이용한 비파괴 측정방법은 다음과 같다.The action of the apparatus for measuring the pullout resistance of the cable structure using the non-destructive method of the present embodiment configured as described above and the non-destructive measurement method using the same are as follows.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제2웨이트(11b)가 하중재하용 걸림쇠(21)의 개구부(210a)를 가로질러 설치된 크로스핀(21b)에 걸려 있는 상태에서 크로스 핀(21b)을 뽑아내어 고리(21a)의 개구부(210a)가 열리면 상기 고리(21a)에 걸려있던 제2웨이트(11b)는 제2안내바(12b)를 따라 아래로 자유 낙하하게 된다. First, as illustrated in FIG. 4A, the
이때, 상기 제1웨이트(11a)는 상기 제2웨이트(11b)에 비해 무게가 작고 상기 제2웨이트(11b)에 연결선(23)으로 연결되어 있기 때문에 제1웨이트(11a)는 제1안내바(12a)를 따라 하측에서 상부로 상승하게 된다. In this case, since the
따라서, 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 제1웨이트(11a)가 상승하여 엔빌(10)을 타격하게 되면, 타격력은 상기 제1엔빌(10)과 결합된 제1안내바(12a)를 통해 케이블 구조물(4)로 전달되어 가진된다. Therefore, as shown in FIG. 4B, when the
그리고, 가진된 신호는 다시 케이블 구조물(4)에 연결된 제1안내바(12a) 하측으로 전달되고, 상기 제1안내바(12a) 하측에 장착된 가속도계(13) 및 변형률계(14)에서는 케이블 구조물(4)로부터 반사되어 오는 진동을 계측하게 되며, 이렇게 계측된 진동을 분석하여 대상지반(50)과 케이블 구조물(4) 사이의 저항력을 측정하게 된다.In addition, the excited signal is transmitted to the lower side of the first guide bar 12a connected to the
즉, 본 실시예에서는 케이블 구조물(4)에 인장하중을 재하하는 시험을 할 경우에는 제2웨이트(11b)가 하방향으로 자유낙하시 이에 연결된 제1웨이트(11a)가 상승하여 엔빌(10)을 타격하게 되고, 가진된 신호는 가속도계(13) 및 변형률계(14)로 전달되어 계측되는 것이다. That is, in the present embodiment, when the tension test is applied to the
[실시예4]Example 4
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제4실시예에 따른 비파괴 기법을 이용한 케이블 구조물의 인발저항력 측정장치를 나타낸 구성도로서, 도 5a는 압축하중 재하를 위한 웨이트 상승전의 탄성부재 압축상태를 나타낸 것이고, 도 5b는 웨이트가 상승된 후의 상태를 나타낸 것이다.5A and 5B are diagrams illustrating an apparatus for measuring pullout resistance of a cable structure using a non-destructive technique according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 5A illustrates a state in which an elastic member is compressed before a weight rise for a compressive load. 5b shows the state after the weight is raised.
본 실시예에 따른 케이블 구조물의 인발저항력 측정장치는 인발하중 재하를 통한 측정장치로서, 대상지반(50)에 시공된 케이블 구조물(4)에 항타력을 가할 수 있는 항타력제공수단과, 상기 케이블 구조물(4)에 타격이 가해진 다음에 타격이 가해진 케이블 구조물의 진동을 계측하는 계측수단을 포함하여 구성된다.The drawing resistance measuring device of the cable structure according to the present embodiment is a measuring device through the load load, the drag force providing means that can apply a drag to the cable structure (4) constructed on the
이때, 상기 항타력제공수단은, 대상지반(50)에 설치되는 지지대(20)와, 상기 지지대(20) 상부측에 설치되는 웨이트(11)와, 상기 웨이트(11)에 대해 상승력을 제공하는 하중재하용 탄성부재(31)와, 상기 하중재하용 탄성부재(31)의 탄성력에 의한 웨이트(11)의 상승력을 제어할수 있도록 설치되는 래치부재(32)와, 상기 웨이트(11)의 승강을 안내하도록 설치되는 안내바(12)와, 상기 안내바(12) 상단부에 고정되며 웨이트(11)의 상승시 하중을 받아 케이블 구조물(4)로 인장하중을 전달하는 피타격용 엔빌(10)과, 상기 안내바(12) 하단부와 케이블 구조물(4)을 상호 결속하기 위한 커플러(15)를 포함하여 구성된다.In this case, the driving force providing means, the
한편, 상기 계측수단은 케이블 구조물의 종류에 따른 고유주파수에 맞추어 선정 및 설치되는 변형률계(14)와 가속도계(13)로 구성되며, 본 실시예에 있어 상기 가속도계(13) 및 변형률계(14)는 상기 안내바(12) 하단부에 설치된다.On the other hand, the measuring means is composed of a
그리고, 본 실시예에서, 상기 래치부재(32)는 지지대(20) 상면에서 반경방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치되며, 상기 지지대(20)는 삼발이 형태로 이루어 진다.And, in the present embodiment, the
이와 같이 구성된 본 실시예의 비파괴 기법을 이용한 케이블 구조물의 인발저항력 측정장치의 작용 및 이를 이용한 비파괴 측정방법은 다음과 같다.The action of the apparatus for measuring the pullout resistance of the cable structure using the non-destructive method of the present embodiment configured as described above and the non-destructive measurement method using the same are as follows.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 웨이트(11)가 안내부의 상단에 위치한 상태에서 지지대(20) 상부면에 설치된 래치부재(32)가 반경방향 외측으로 슬라이딩하여 이동하게 되면, 웨이트(11)가 래치부재(32)의 구속으로부터 석방된다.First, as shown in FIG. 5A, when the
이에 따라, 상기 웨이트(11)는 탄성부재(31)가 갖는 탄성복원력의 작용으로 인해 안내바(12)를 따라 상부로 상승하여, 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 안내바(12) 상단부에 설치된 엔빌(10)을 타격하게 된다. Accordingly, the
그리고, 웨이트(11)는 대상지반(50)과 케이블 구조물(4) 사이의 저항력이 충분히 발휘될 수 있는 것으로, 상승한 웨이트(11)가 피타격용 엔빌(10)을 타격하게 되면, 타격력은 상기 엔빌(10)과 결합된 제1안내바(12a)를 통해 케이블 구조물(4)로 전달되어 가진된다. And, the
그리고, 가진된 신호는 다시 케이블 구조물(4)에 연결된 제1안내바(12a) 하측으로 전달되고, 상기 제1안내바(12a) 하측에 장착된 가속도계(13) 및 변형률계(14)에서는 케이블 구조물(4)로부터 반사되어 오는 진동을 계측하게 되며, 이렇게 계측된 진동을 분석하여 대상지반(50)과 케이블 구조물(4) 사이의 저항력을 측정하게 된다.In addition, the excited signal is transmitted to the lower side of the first guide bar 12a connected to the
즉, 인발하중을 재하하여 비파괴 시험을 할 경우에는 웨이트(11)가 상방향으로 상승하여 엔빌(10)을 타격하게 되고, 케이블 구조물(4)에서 가진된 신호는 전이 되어 가속도계(13) 및 변형률계(14)에서 계측된다.That is, when the non-destructive test is carried out by loading load, the
상기한 [실시예1] 내지 [실시예4]에서 보이는 바와 같이, 각 케이블 구조물(4)의 압축 및 인발 저항특성에 따라 하중 재하장비가 나누어지며 웨이트(11)의 타격에 의해서 가진이 된다. 여기서 웨이트(11)는 대상지반(50)과 케이블 구조물(4) 사이의 저항력이 충분히 발휘될 수 있는 크기여야 한다. 웨이트(11)에 의해서 신호가 가진하게 되면 [실시예1] 및 [실시예2]에서와 같이 피타격용 엔빌(10)을 통해서 케이블 구조물(4)로 신호가 이동하거나 혹은 [실시예3] 및 [실시예4]에서와 같이 안내바를 통해서 케이블 구조물(4)로 신호가 이동한다. As shown in [Example 1] to [Example 4], the load-loading equipment is divided according to the compression and pullout resistance characteristics of each
압축시험을 할 경우, 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 웨이트(11)가 하방향으로 자유낙하하여 엔빌(10)을 타격하며, 인발시험을 할 경우에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 시공하는 대상지반의 상태에 따라 두가지로 나뉘게 된다. In the compression test, as shown in FIGS. 2 and 3, the
도 4는 수직시험에 대한 항타장비로 자유낙하하는 웨이트의 무게를 이용해 인발하는 하중 재하장비이며, 도 5는 케이블 구조물이 경사지반에 시공될 경우 스프링과 같은 탄성부재(31)의 복원력을 이용하여 웨이트(11)가 엔빌(10)을 타격하여 인발하는 하중 재하장비이다. 4 is a load-loading device which draws using the weight of the free-falling weight as the driving device for the vertical test, and FIG. 5 uses the restoring force of the
이와 같은 4가지 실시예의 장치에 의해 웨이트(11)는 각 안내바를 따라 엔빌(10)을 가격하게 되며 각 방법에 따라 압축파 및 인장파가 케이블 구조물(4)로 이동하게 된다. By means of these four embodiments, the
그리고, 가진된 신호는 다시 계측수단이 설치된 부분으로 전이되므로, 상기 계측수단이 설치되는 부위와 케이블 구조물(4)과의 연결부위의 연결구조는 매우 중요한 요소이다. And, since the excited signal is transferred to the part where the measuring means is installed again, the connection structure of the connection part between the site where the measuring means is installed and the
만약, [실시예1] 및 [실시예2]에서와 같이 엔빌(10)의 계측기장착부(10b)와 케이블 구조물(4)의 네일(41)이 조밀하게 접속되지 않거나, [실시예3] 및 [실시예4]에서와 같이 안내바(12)와 케이블 구조물(4)의 네일(41)이 조밀하게 접속되지 않을 경우, 가진된 신호의 감쇠나 계측값이 크게 바뀔 수 있으므로 변형율계(14)나 가속도계(13)와 같은 계측수단이 설치되는 부위와 케이블 구조물(4)과의 접합은 견고하면서도 조밀하게 이루어질 수 있도록 한다.If, as in [Example 1] and [Example 2], the measuring
한편, 도 6a에 피타격용 엔빌의 사시도가 개시되어 있는데, 상기 피타격용 엔빌(10)은 웨이트(11)에 의해 하중을 받는 피타격부(10a)와, 가진되고 반사되는 신호를 받을 수 있는 가속도계(13)와 변형률계(14)가 장착되는 계측기 장착부(10b), 마지막으로 케이블 구조물(4)의 네일(41)과 연결하는 커플러(15)와 연결할 수 있는 부분(10c)으로 구성된다. Meanwhile, a perspective view of the hitting anvil is disclosed in FIG. 6A, wherein the hitting
즉, 위에서 언급한 바 있듯이, 상기 피타격용 엔빌(10)은 바람직하게는 단면상 T자형으로서, 피타격부(10a)와 계측기장착부(10b)로 이루어지며, 상기 피타격부(10a)는 웨이트(11)의 하중을 받는 역할을 수행하고, 상기 계측기장착부(10b)는 가속도계(13) 및 변형률계(14) 장착 공간을 제공하게 된다. That is, as mentioned above, the hitting
그리고, 상기 계측기장착부(10b)의 하단에는 나사산이 형성된 커플러와 연결할 수 있는 부분(10c)이 구비되어, 상기 커플러(15) 상부에 형성되는 체결홈(15a)에 나사결합된다.In addition, a lower portion of the measuring
한편, 도 6b는 케이블 구조물의 네일부분과 안내바를 일체 거동하도록 결속시키는 커플러의 부분 절개사시도로서, 상기 커플러(15)의 하부측 외주면 상에는 상기 커플러(15)의 하부에 형성되는 네일 삽입홈(15c)에 삽입된 네일 구조물의 네일(41)과 커플러(15)와의 일체 거동을 위한 볼트 체결공(15d)이 형성되고, 상기 볼트 체결공(15d)에는 고정볼트(16)가 체결된다.On the other hand, Figure 6b is a partial cutaway perspective view of the coupler that binds the nail portion and the guide bar of the cable structure integrally,
본 발명에서는 커플러(15)와 네일(41)과의 결합부에서 파의 감쇠 문제가 발생할수 있으므로 커플러(15)에 고정볼트(16)를 체결하여 네일(41)과 커플러(15)를 일체거동하게 만들고, 더욱 강한 결합이 요구될 경우 네일(41)과 커플러(15)를 용접(welding)을 통해 일체거동이 더욱 확실이 이루어지도록 한다. 각 도면에서 부호 17은 커플러(15)와 네일(41)의 용접부를 나타낸다.In the present invention, since the attenuation problem of the wave may occur at the coupling portion between the
한편, 본 발명의 각 실시예에 있어서, 가속도계(13)와 변형률계(14)는 가진에 의한 신호를 측정하게 되며 각각의 케이블 구조물의 종류마다 고유주파수가 다르기 때문에 각 케이블 구조물(4)에 맞는 계측장비를 사용한다. On the other hand, in each embodiment of the present invention, the
또한 가속도계(13)와 변형률계(14)는 계측기 설치위치에 각기 2개 이상 부착하여 하중의 편심이나 계측상의 오류를 최소화 할 수 있도록 한다.In addition, the
대상지반(50)에 따라서 사용하는 케이블 구조물(4)이 달라지게 된다. 케이블 구조물로는 흙막이 시공에 사용되는 쏘일네일링, 앵커등이 있으며, 터널공사에서 주로 사용되는 락볼트 등이 있다.The
상기의 모든 케이블 구조물의 경우, 그라우팅(40)을 통해서 구근(球根)이 형성되기 때문에 주면마찰력은 대부분 그라우팅(40)과 대상지반(50)과의 상호거동에 따라 결정되지만 대상지반(50)과 저항하는 메카니즘이 다르기 때문에 각각의 경우에 따라 측정되는 주면마찰력의 분포도 다르게 나타난다.In the case of all the cable structures, since the bulb is formed through the
또한, 앞에서 언급하였듯이 각각의 케이블 구조물(4)에 따라 고유주파수가 다르기 때문에 이를 고려하여 계측장비를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, as mentioned above, since the natural frequency is different for each
한편, 도 7a 및 도 7b은 전술한 실시예에 적용된 하중재하용 걸림쇠의 구조 및 작용을 설명하기 위한 것으로서, 본 실시예의 하중재하용 걸림쇠(21)는 지지대(20) 상단부에 결합되며 하부 중앙에 개구부(210a)가 구비된 고리(21a)와, 상기 고리(21a) 하측에 개구부(210a)를 가로질러 설치되는 크로스핀(21b)을 포함하여 구성된다. On the other hand, Figure 7a and 7b is for explaining the structure and operation of the load-carrying latch applied to the above-described embodiment, the load-carrying
그리고, 그 작용을 살펴보면, 도 7a에 도시된 바와 같이 크로스핀(21b)을 뽑아내기 전에는 걸림줄(111a)이 고리(21a)에 걸려 낙하가 방지되어 있던 웨이트(도 2a의 11 혹은 도 4a의 11b)는, 도 7b에 도시된 바와 같이 크로스핀(21b)을 뽑아내면 걸림줄(111a)이 고리의 개구부(210a)를 빠져나갈 수 있게 되므로 웨이트가 자중에 의해 낙하하게 된다.And, as shown in the operation, as shown in Figure 7a before pulling out the cross pin (21b) hanger 111a is caught in the hook (21a) weight (11 11 or 4a of FIG. 11b), as shown in FIG. 7b, when the
한편, 도 8a 및 도 8b은 본 발명의 하중재하용 걸림쇠의 다른 구조 및 그 작용을 보여주는 것으로서, 본 실시예의 하중재하용 걸림쇠(21)는 지지대(20) 상단부에 힌지 결합되는 고리(22a)와, 상기 고리(21a) 단부를 지지도록 설치되는 크로스핀(22b)과, 상기 크로스핀(22a)을 고리 단부의 걸림홈(220a)에 걸리는 방향으로 가압하는 스프링(22c)을 포함하여 구성된다.On the other hand, Figures 8a and 8b shows another structure and its action of the load-carrying brace of the present invention, the load-carrying
그리고, 그 작용을 살펴보면, 도 8a에 도시된 바와 같이 크로스핀(22b)에 고 리(22a)가 걸려 고정되고 다시 상기 고리(22a)에 웨이트(도 2a의 11 혹은 도 4a의 11b)가 걸려 고정된 상태에서, 도 8b에 도시된 바와 같이, 스프링(22c)이 압축되는 방향으로 당기면 크로스핀(22b)에 걸려있던 고리(22a)는 웨이트의 하중에 의해 힌지축을 중심으로 회동하게 되고, 이에 따라 웨이트는 낙하하게 된다. In addition, as shown in FIG. 8A, the
이때, 고리(22a)는 형상적 특징이 회동시 웨이트가 걸리지 않는 형태를 띠도록 되어 있으며, 이에 따라 고리의 회동시 웨이트는 자연스럽게 고리를 벗어나게 된다. At this time, the ring (22a) is to take the form that the weight is not caught in the shape of the rotation, so that when the weight of the ring rotates naturally out of the ring.
상기와 같이 구성된 본 발명은 대상지반(50)에 시공되는 각각의 케이블 구조물(4)의 규모와 고유주파수를 고려하여 대상지반(50)과 그라우트(40) 사이에 작용하는 정확한 주면마찰력을 산정할 수 있다.The present invention configured as described above is to calculate the correct principal surface friction force acting between the
또한, 본 발명에 따르면, 케이블 구조물(4)과 대상지반(50)과의 저항력을 비파괴 기법을 이용하여 정확히 측정할 수 있어 경제적이고 안정적으로 인발저항을 측정할 수 있을 뿐만 아니라 비파괴 기법을 이용하기 때문에 시험을 통한 대상지반(50)의 손상 역시 줄일 수 있다. In addition, according to the present invention, the resistance between the
한편, 본 발명은 타격에 의해 발생한 진동의 측정에 의해 간접적으로 인발저항력을 산정하는 간접적인 방식이므로 기존의 직접 인발하는 방식에 비해 상대적으로 간단한 방법과 저비용으로 대상지반(50)의 안정성을 평가할 수 있으며, 케이블 구조물(4) 1본에 대해서 실험하는 종래의 인발시험과는 달리 본 발명의 측정방법은 시공된 케이블 구조물 모두에 대해서 시험이 가능하므로 보다 정확한 측정이 이루어진다는 장점이 있다. On the other hand, since the present invention is an indirect method of calculating the pull resistance indirectly by measuring the vibration generated by the impact, it is possible to evaluate the stability of the
그리고, 본 발명은 케이블 구조물(4)의 시공이 완료된 후에도 주기적으로 대상지반(50)과 케이블 구조물(4)의 거동을 계측할 수 있으므로 실시간 계측 시스템을 갖출 수 있다. In addition, the present invention can measure the behavior of the
특히, 기존의 직접적인 인발시험이 주면마찰력의 크기만을 알 수 있었던 반면에, 본 발명의 비파괴 시험 방법은 주면마찰력의 분포양상을 파악할 수 있기 때문에 케이블 구조물(4)의 경제적인 설계를 유도할 수 있다. 즉, 변형률계(14)와 가속도계(13)를 통해 얻은 데이터를 가지고 프로그램 분석을 통하여 케이블의 각 위치별 주면마찰력 분포양상과 인발저항력을 산정할 수 있다. In particular, while the existing direct drawing test can only know the magnitude of the principal surface friction, the non-destructive test method of the present invention can grasp the distribution pattern of the principal surface friction force can lead to economic design of the cable structure (4) . That is, the data obtained through the
참고로, 전체 주면마찰력(RTL)은 동적저항성분(Rd)과 정적저항선분(Rs)의 합으로 나타낼수 있다. 힘(F(tm))성분은 변형률계를 통해서 계측할 수 있으며, 속도성분(v(tm))은 가속도계를 통해서 산정할수 있다.For reference, the total principal surface frictional force (RTL) can be expressed as the sum of the dynamic resistance component (R d ) and the static resistance line segment (R s ). The force component F (tm) can be measured with a strain gauge, and the velocity component v (tm) can be calculated with an accelerometer.
그리고, 동적저항성분은 감쇠계수를 고려하여 다음과 같이 구할 수 있다.The dynamic resistance component can be obtained as follows in consideration of the attenuation coefficient.
그리고, 정적저항 성분은 전체 저항력에서 정적 저항성분을 뺀 값으로 다음과 같다.The static resistance component is a value obtained by subtracting the static resistance component from the total resistance.
이를 위해 각각의 케이블 구조물의 규모와 고유주파수를 고려한 측정기기의 선정이 선행되어야 하며, 측정된 데이터에 대한 정확한 진동분석 기술이 요구됨은 당업자에게는 당연한 것이다.For this purpose, the selection of a measuring device considering the size and natural frequency of each cable structure must be preceded, and it is natural for a person skilled in the art that an accurate vibration analysis technique is required for the measured data.
한편, 각 케이블 구조물(쏘일네일링, 앵커 등)이 가지고 있는 재료의 특성이나 규모와 대상지반(50)과의 거동 메커니즘이 다르기 때문에 각각의 케이블 구조물이 가지고 있는 고유의 주파수가 다르게 되는데, 본 발명에 따르면 계측기기를 이용하여 각각의 고유 주파수를 판별하고 각 케이블 구조물에 따라 계측기기의 적용범위를 제시할 수 있다.On the other hand, because the characteristics of the material and the scale of the material of each cable structure (soil nailing, anchor, etc.) and the behavior mechanism between the
이상 설명된 내용은 본 발명의 실시예에 의하여 일례로 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 당업자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. Although the above description has been described as an example by the embodiment of the present invention, it is not limited to the above embodiment and those skilled in the art will be able to realize that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. .
따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서에 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description in the specification but should be defined by the claims.
도 1은 본 발명의 비파괴 기법이 적용되는 케이블 구조물이 시공된 상태를 보여주는 단면도1 is a cross-sectional view showing a state in which a cable structure to which the non-destructive technique of the present invention is applied
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 비파괴 기법을 이용한 케이블 구조물의 인발저항력 측정장치를 나타낸 것으로서,2A and 2B illustrate an apparatus for measuring pullout resistance of a cable structure using a non-destructive technique according to a first embodiment of the present invention.
도 2a는 압축하중 재하를 위한 웨이트의 낙하전 상태를 나타낸 도면Figure 2a is a view showing the pre-fall state of the weight for the compressive load
도 2b는 웨이트가 낙하된 후의 상태를 나타낸 도면2B is a view showing a state after the weight is dropped.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제2실시예에 따른 비파괴 기법을 이용한 케이블 구조물의 인발저항력 측정장치를 나타낸 것으로서,3A and 3B illustrate an apparatus for measuring pullout resistance of a cable structure using a non-destructive technique according to a second embodiment of the present invention.
도 3a는 압축하중 재하를 위한 웨이트의 낙하전 상태를 나타낸 도면Figure 3a is a view showing the pre-fall state of the weight for the compressive load
도 3b는 웨이트가 낙하된 후의 상태를 나타낸 도면3B is a view showing a state after the weight is dropped.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제3실시예에 따른 비파괴 기법을 이용한 케이블 구조물의 인발저항력 측정장치를 나타낸 것으로서,4A and 4B illustrate an apparatus for measuring pullout resistance of a cable structure using a non-destructive technique according to a third embodiment of the present invention.
도 4a는 인발하중 재하를 위한 제1웨이트 상승전의 상태를 나타낸 도면Figure 4a is a view showing the state before the first weight lift for the loading load
도 4b는 제1웨이트가 상승된 후의 상태를 나타낸 도면Figure 4b is a view showing a state after the first weight is raised
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제4실시예에 따른 비파괴 기법을 이용한 케이블 구조물의 인발저항력 측정장치를 나타낸 것으로서,5A and 5B illustrate an apparatus for measuring pullout resistance of a cable structure using a non-destructive technique according to a fourth embodiment of the present invention.
도 5a는 압축하중 재하를 위한 웨이트 상승전의 탄성부재 압축상태를 나타낸 도면Figure 5a is a view showing the compression state of the elastic member before the weight lift for the compression load
도 5b는 웨이트가 상승된 후의 상태를 나타낸 도면5B is a view showing a state after the weight is raised.
도 6a은 본 발명의 제1실시예에 따른 부품의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 피타격용 엔빌을 T자형으로 구성하여 안내바와 분리시킨 경우를 나타낸 사시도6A illustrates another embodiment of a component according to a first exemplary embodiment of the present invention, and a perspective view showing a case in which the hitting anvil is formed in a T shape and separated from a guide bar.
도 6b는 케이블 구조물의 네일부분과 안내바를 일체 거동하도록 결속시키는 커플러의 부분절개 사시도FIG. 6B is a partial cutaway perspective view of a coupler that engages the nail portion of the cable structure and the guide bar to act integrally; FIG.
도 7a 및 도 7b은 본 발명의 하중재하용 걸림쇠의 구조 및 작용을 설명하기 위한 도면7a and 7b is a view for explaining the structure and operation of the load-carrying latch of the present invention
도 8a 및 도 8b은 본 발명의 하중재하용 걸림쇠의 다른 구조 및 그 작용을 보여주는 도면8a and 8b is a view showing another structure and its action of the load-carrying latch of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ** Explanation of symbols for main parts of drawing *
4: 케이블 구조물 10: 피타격용 엔빌4: cable structure 10: hitting anvil
11: 웨이트 12: 안내바 11: weight 12: information bar
13: 가속도계 14 : 변형률계13: accelerometer 14: strain meter
15: 커플러 16: 고정볼트15: Coupler 16: Fixed Bolt
17: 용접부 18: 스톱퍼17: welded portion 18: stopper
20: 지지대 21: 하중재하용 걸림쇠20: support 21: load bearing latch
22: 도르래 23: 연결선22: pulley 23: connecting line
31: 탄성부재 32: 래치부재31: elastic member 32: latch member
40: 그라우팅 41: 네일40: grouting 41: nail
50: 대상지반50: Target ground
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