KR100997282B1

KR100997282B1 - 현수교용 육각단면 와이어 스트랜드 시험체의 소켓 가열을 위한 가열자켓

Info

Publication number: KR100997282B1
Application number: KR1020100088426A
Authority: KR
Inventors: 이성형; 서주원; 정운; 유훈
Original assignee: 현대건설주식회사
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2010-11-29

Abstract

본 발명은 PPWS 시험체를 제작하기 위하여 원뿔형 소켓 내에 PPWS의 단부가 위치한 상태에서 용융된 금속이 주입되어 PPWS의 단부가 금속에 매립된 상태로 원뿔형 소켓에 고정될 때, 원뿔형 소켓을 감싸서 가열함으로써 용융된 금속과 원뿔형 소켓 간의 온도차이를 줄여 용융 금속과 원뿔형 소켓간의 완전한 일체화를 이룰 수 있도록 하는 PPWS 시험체의 소켓 가열을 위한 가열자켓에 관한 것이다.
본 발명에서는 전기 공급에 의해 가열되는 가열판(11)과; 상기 가열판(11)의 외면에 존재하는 단열재(12)와; 상기 단열재(12)의 외면에서 상기 가열판(11)과 단열재(12)를 감싸는 외피재(13)와; 상기 외피재(13)의 서로 마주하게 되는 양단부의 외면에 구비되어 양단부가 서로 체결되도록 하는 고정부를 포함하여 구성되어; 상기 원뿔형 소켓(102) 내에 PPWS(100)의 단부가 위치한 상태에서 용융된 금속이 주입되어 PPWS(100)의 단부가 금속에 매립된 상태로 원뿔형 소켓(102)에 고정될 때, 상기 가열판(11)이 상기 원뿔형 소켓(102)의 본체(1022) 외면 또는 플랜지(1021)의 외면에 직접 접촉하도록 감싸서 가열하는 것을 특징으로 하는 가열자켓.

Description

현수교용 육각단면 와이어 스트랜드 시험체의 소켓 가열을 위한 가열자켓{Heating Jacket for Socket of Prefabricated Parallel Wire Strand Specimen for Suspension Bridge}

본 발명은 현수교용 육각단면 케이블 시험체의 소켓 가열을 위한 가열자켓에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 현수교의 케이블로 사용되는 육각단면의 와이어 스트랜드(Prefabricated Parallel Wire Strand/이하 "PPWS"라고 약칭함)의 시험체를 제작하기 위하여 원뿔형 소켓 내에 PPWS의 단부가 위치한 상태에서 용융된 금속이 주입되어 PPWS의 단부가 금속에 매립된 상태로 원뿔형 소켓에 고정될 때, 원뿔형 소켓을 감싸서 가열함으로써 용융된 금속과 원뿔형 소켓 간의 온도차이를 줄여 용융 금속과 원뿔형 소켓간의 완전한 일체화를 이룰 수 있도록 하는 새로운 형태의 PPWS 시험체의 소켓 가열을 위한 가열자켓에 관한 것이다.

현수교의 케이블을 가설하는 방법으로서 PPWS 공법이 공지되어 있다. 이러한 PPWS 공법은, 복수개의 강재 와이어를 서로 교차하지 않고 평행하게 배열한 상태로 집속하여 육각형 단면의 다발로 이루어진 PPWS를 제작하고, 이러한 PPWS를 복수개를 가설한 후, 이들 복수개의 PPWS를 하나로 묶어서 현수교의 케이블을 형성하는 공법이다.

도 1에는 현수교의 케이블 가설에 이용되는 PPWS의 개략적인 단면 사시도가 도시되어 있다. 현수교 케이블 가설을 위하여 이러한 PPWS 공법을 사용하기 위해서는 도 1에 도시된 것처럼, 복수개의 강재 와이어(101)를 서로 교차하지 않고 평행하게 배열한 상태로 집속하여 육각형 단면을 가지는 강재 와이어의 다발 형태의 PPWS(100)를 공장에서 제작하게 되는데, PPWS 제작 공장에서는 복수개의 강재 와이어들을 나란하게 배치한 상태에서 양단에서 붙잡고, 프레스 등과 같은 대규모의 유압장비를 이용하여 복수개의 강재 와이어들의 측면을 밀착시켜 집속함으로써 PPWS(100)를 제작한다.

PPWS를 공장에서 대량 생산하기에 앞서, 사용되는 강재 와이어 마다 PPWS의 인장강도 등 여러 가지 물성 등을 파악하여야 하며, 이를 위해서는 PPWS로 이루어진 시험체를 제작하여 필요한 인장시험 등을 수행하여야 한다.

도 2에는 PPWS(100)의 대량 생산을 하기 전에 필요한 여러 가지 물리/화학적 시험을 위한 PPWS 시험체(200)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도면에 도시된 것처럼, PPWS 시험체(200)는, 강재 와이어(101)의 육각형 단면 형태의 다발로 이루어진 PPWS(100)와, 상기 PPWS(100) 양단에 일체로 결합되어 있고 단부로 갈수록 단면이 커지는 원뿔형 소켓(102)으로 이루어져 있다. 도면에서 부재번호 103은 육각형 단면을 이루도록 강재 와이어(101)를 집속하여 묶은 집속 테이프(103)이다.

강재 와이어(101)의 다발로 이루어진 PPWS(100)의 단부에 원뿔형 소켓(102)을 결합하기 위해서는 용융된 금속(주물)을 이용한다. 상기 원뿔형 소켓(102)은 애초에 원뿔형 깔대기 형태로 속이 비어져 있는 상태로 만들어지는데, PPWS(100)의 단부가 깔대기 형태의 빈 내부로 삽입된 상태에서 용융된 금속(주물)을 부어서 PPWS(100)의 단부가 금속 내에 매립된 상태로 금속과 원뿔형 소켓(102)을 일체화시키게 되는 것이다.

그런데 용융된 금속과, PPWS(100)의 단부가 삽입되어 있지만 아직은 비어있는 원뿔형 소켓(102) 간에 큰 온도차가 존재하는 경우, 원뿔형 소켓(102)에 용융 금속이 부어지더라도 용융 금속이 식어서 경화되면서 용융 금속과 원뿔형 소켓(102) 간의 경계에서 일체로 접합되지 아니하는 현상이 발생한다. 이와 같이 원뿔형 소켓(102)의 내부에 채워지는 금속과 원뿔형 소켓(102)의 경계에서 일체화가 이루어지지 아니하게 되면, 결국 원뿔형 소켓(102)과 PPWS(100) 단부 간의 일체화기 이루어지지 않게 되고, PPWS 시험체(200)를 이용하여 인장시험 등의 다양한 시험을 수행한 결과가 PPWS(100)의 물성을 정확하게 담보하지 못하게 된다. 즉, 제작된 PPWS 시험체(200)의 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생하게 되는 것이다.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 강재 와이어를 육각단면 다발로 집속하여 제작되는 PPWS(100)의 단부를 속이 비어 있는 원뿔형 소켓 내에 위치시키고 원뿔형 소켓에 용융 금속을 주입함에 있어서, 용융 금속과 원뿔형 소켓 간의 온도차이를 줄임으로써 PPWS(100)의 단부가 매립되어 있는 상태로 용융 금속과 원뿔형 소켓이 완전하게 일체화시킬 수 있도록, 원뿔형 소켓을 효율적으로 고르게 가열할 수 있는 장치를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 원뿔형태의 본체 및 단부의 원판형 플랜지부로 구성되어 있으며, 강재 와이어의 육각형 단면 형태의 다발로 이루어진 PPWS의 양단에 구비되어 PPWS 시험체를 이루게 되는, 원뿔형 소켓을 가열하기 위한 가열자켓으로서, 전기 공급에 의해 가열되는 가열판과; 상기 가열판의 외면에 존재하는 단열재와; 상기 단열재의 외면에서 상기 가열판과 단열재를 감싸는 외피재와; 상기 외피재의 서로 마주하게 되는 양단부의 외면에 구비되어 양단부가 서로 체결되도록 하는 고정부를 포함하여 구성되어; 상기 원뿔형 소켓 내에 PPWS의 단부가 위치한 상태에서 용융된 금속이 주입되어 PPWS의 단부가 금속에 매립된 상태로 원뿔형 소켓에 고정될 때, 상기 가열판이 상기 원뿔형 소켓의 본체 외면에 직접 접촉하도록 상기 본체를 감싸서 가열하는 본체용 가열자켓으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가열자켓이 제공된다.

본 발명의 상기 가열자켓에는 본체용 가열자켓과 동일한 구성을 가지되, 원뿔형 소켓의 플랜지부를 감싸서 가열하게 되는 플랜지용 가열자켓이 더 포함될 수 있다.

본 발명에 의하면, PPWS의 단부에 소켓을 결합함에 있어서, 원뿔형 소켓을 고르게 가열함으로써, 원뿔형 소켓 내에 고온의 용융 금속이 주입될 때 고온의 용융 금속과 원뿔형 소켓 간의 온도차를 줄여서, PPWS의 단부가 매립되어 있는 상태로 원뿔형 소켓에 부어진 용융 금속이 원뿔형 소켓과 완전하게 일체화되도록 하여, PPWS의 단부에 원뿔형 소켓이 견고하게 구비될 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

특히, 본 발명의 가열자켓은 원뿔형 소켓에 직접 접촉하여 원뿔형 소켓을 가열하게 되므로, 본 발명에 의하면, 원뿔형 소켓의 일부분만을 국부적으로 가열하는 것이 아니라, 원뿔형 소켓을 전체적으로 고르게 가열할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

도 1은 현수교의 케이블 가설에 이용되는 PPWS의 개략적인 단면 사시도이다.
도 2는 PPWS의 시험을 위한 PPWS 시험체의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 가열자켓의 일 실시예로서, 원뿔형 소켓의 본체 외면을 감싸는 본체용 가열자켓의 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 3의 선 A-A에 따른 개략적인 단면도이다.
도 5는 원뿔형 소켓의 본체 외면과 플랜지부의 외면을 각각 본체용 가열자켓과 플랜지용 가열자켓으로 감싸는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 6은 도 5의 상태에 후속하여 원뿔형 소켓의 본체 외면과 플랜지부의 외면을 각각 본체용 가열자켓과 플랜지용 가열자켓으로 감싼 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 가열자켓의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 3에는 본 발명에 따른 가열자켓(1)의 일 실시예로서, 원뿔형 소켓(102)의 본체(1022) 외면을 감싸는 본체용 가열자켓(1a)의 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 가열자켓(1)의 내부 구조를 보여주는 도 3의 선 A-A에 따른 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 5 및 도 6에는 원뿔형 소켓(102)의 본체(1022) 외면과 플랜지부(1021)의 외면을 각각 본체용 가열자켓(1a)과 플랜지용 가열자켓(1b)으로 감싸는 상태를 보여주는 개략적인 사시도와 감싼 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 각각 도시되어 있다.

본 발명의 가열자켓(1)에 대해 설명하기에 앞서, 도 5를 참조하여 원뿔형 소켓(102)의 구성에 대해 설명한다. PPWS 시험체(200)를 이루기 위해 PPWS(100)의 양단부에 결합되는 원뿔형 소켓(102)은, 원판형상의 플랜지부(1021)와, 상기 플랜지부(1021)에 일체로 결합되어 있는 원뿔형의 본체(1022)로 이루어지는데, 상기 본체(1022)는 외측으로 갈수록 단면이 커지는 형태를 가지고 있다. 상기 플랜지부(1021)의 중앙에는 PPWS(100)의 단부가 관통 삽입되는 관통공이 형성되어 있고, 상기 본체(1022)는 속이 비어 있는 형태로 이루어져 있다. 도면에서 부재번호 16은 PPWS(100)의 단부에서 강재 와이어(101)들이 펼쳐지도록 하는 단부 마감판(18)이다. PPWS(100)의 단부가 본체(1022)의 내부로 삽입되었을 때, PPWS(100)의 강재 와이어(101) 단부가 모여 있지 않고 본체(1022) 내에서 펼쳐져 있는 것이 강재 와이어(101) 단부의 견고한 고정을 위해 유리하다. 이를 위해서 PPWS(100)의 단부를 원뿔형 소켓(102)의 내부에 삽입하되, 관통공이 육각형 형태로 배열되어 있는 단부 마감판(18)의 관통공에 강재 와이어(101)의 단부가 관통되도록 함으로써 원뿔형 소켓(102) 내부에 위치하게 되는 PPWS(100) 단부의 강재 와이어(101)들이 펼쳐져 있게 된다. 강재 와이어(101)가 관통된 상태에서 상기 단부 마감판(18)은 원뿔형 소켓(102)의 본체(1022) 내부에 끼워져서 위치되도록 한다.

다음으로 본 발명의 가열자켓(1) 중에서 본체(1022)의 외면을 감싸는 본체용 가열자켓(1a)에 대해 설명한다. 본 발명의 가열자켓(1)은 본체용 가열자켓(1a)을 주로 지칭하는 것이지만, 플랜지용 가열자켓(1b)을 포함하여 지칭할 수도 있다. 따라서 본 명세서에서는 본체용 가열자켓(1a)과 플랜지용 가열자켓(1b) 모두를 지칭할 때에는 "가열자켓(1)"이라고 표기하고, 이를 구분할 때에는 각각 "본체용 가열자켓(1a)"과 "플랜지용 가열자켓(1b)"이라고 표기한다.

도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 본체용 가열자켓(1a)은, 본체(1022)의 외면에 직접 접촉하여 감싸게 되며 전기 공급에 의해 가열되는 가열판(11), 상기 가열판(11)의 외면에 존재하는 단열재(12), 및 상기 단열재(12)의 외면에서 상기 가열판(11)과 단열재(12)를 감싸는 외피재(13)를 포함하여 구성된다. 도 5에 도시된 것처럼, 플랜지용 가열자켓(1b) 역시 이와 마찬가지로 플랜지부(1021)의 외면 즉, 플랜지부(1021)의 두께 방향 측면을 감싸게 되며 전기 공급에 의해 가열되는 가열판(11)과 단열재(12), 그리고 외피재(13)를 포함하여 구성된다.

상기 가열판(11)은 가열자켓(1)의 내면을 이루고 있으며, 전원공급선(110)이 연결되어 있어 전원공급선(110)을 통해 가열판(11)에 전기가 공급됨으로써, 가열판(11)이 가열된다. 가열자켓(1)이 원뿔형 소켓(102)의 외면을 감쌌을 때, 상기 가열판(11)은 원뿔형 소켓(102)의 표면에 접촉함으로써 원뿔형 소켓(102)의 온도를 상승시키게 된다.

가열판(11)의 외면 즉, 원뿔형 소켓(102)과 접촉하는 면의 반대면에는 통상의 단열재(12)가 소정 두께로 존재하고, 외피재(13)는 단열재(12)의 외면을 덮으면서 가열판(12)의 가장자리까지 감싸서 일체화시킨다. 즉, 외피재(13)의 가장자리는 도 4에 도시된 것처럼 ㄷ자로 절곡되어 있고, 외피재(13)의 ㄷ자로 절곡된 가장자리는 가열판(12)의 주변에 걸쳐지게 되는 것이다. 이러한 가열자켓(1)이 원형의 본체(1022) 외면 및 플랜지부(1021) 외면을 용이하게 감쌀 수 있도록 상기 외피재(13)의 가장자리에는 원주 방향 즉, 가열자켓(1)이 본체(1022) 또는 플랜지(1021)를 감싸서 원형을 이루었을 때의 원주 방향으로 간격을 두고 절취선(131)이 형성되어 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 가열자켓(1)이 원뿔형 소켓(102)의 본체(1022)와 플랜지부(1021)를 감싼 후 고정될 수 있도록, 가열자켓(1)의 단부 즉, 감싼 상태에서 서로 마주하게 되는 외피재(13)의 대향 단부 외면에는 각각 고정부가 구비되어 있다. 따라서 상기 외피재(13) 양단부 즉, 가열자켓(1)의 양단부가 서로 마주하였을 때, 고정부가 서로 체결되어, 가열자켓(1)이 본체(1022) 또는 플랜지부(1021)를 감싸서 가열자켓(1)의 양단부가 서로 마주한 상태가 고정된다. 도면에 도시된 것처럼, 고정부는 가열자켓(1)의 양단부에 각각 구비되는 걸림부(15)와, 상기 양측 걸림부(15)에 걸쳐져서 고정되는 고정핀(16)으로 이루어질 수 있다. 그러나 가열자켓(1)의 양 단부를 체결하는 고정부의 구성은 이에 한정되지 아니한다.

도 6에 도시된 것처럼, 본체용 가열자켓(1a)과 플랜지용 가열자켓(1b)이 각각 원뿔형 소켓(102)의 본체(1022)와 플랜지부(1021)를 감싼 상태에서 가열판(11)에 전기가 공급되면 가열판(11)이 가열되면서, 가열판(11)이 직접 접하고 있던 본체(1022)와 플랜지부(1021)에 열이 공급되어 온도가 상승하게 된다. 따라서 PPWS 시험체(200)의 제작을 위하여 원뿔형 소켓(102) 내부로 PPWS(100)의 강재 와이어(101) 단부가 삽입된 상태에서 원뿔형 소켓(102)에 뜨거운 용융 금속이 주입될 때, 원뿔형 소켓(102)과 용융 금속간의 온도차가 줄어들게 된다. 그에 따라 용융 금속과 원뿔형 소켓(102)이 완전하게 일체화되며, 이렇게 제작된 PPWS 시험체(200)는 PPWS(100)의 단부에 원뿔형 소켓(102)이 견고하게 구비되어 있는 상태가 되며, PPWS 시험체(200)의 제작 정밀도가 크게 향상되는 효과가 발휘된다.

위의 설명에서는 원뿔형 소켓(102)의 본체(1022)와 플랜지부(1021)를 동시에 각각 본체용 가열자켓(1a)과 플랜지용 가열자켓(1b)으로 감싸는 것으로 설명하였다. 즉, 본 발명의 가열자켓(1)이 본체용 가열자켓(1a)과 플랜지용 가열자켓(1b)의 한 세트로 이루어지는 것으로 설명하였다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 원뿔형 소켓(102)의 본체(1022)만을 본체용 가열자켓(1a)으로 감싸도 무방하다. 즉, 본 발명은 가열자켓(1)은 본체용 가열자켓(1a) 하나만으로도 이루어질 수 있는 것이다.

1: 가열자켓, 11: 가열판, 12: 단열재, 13: 외피재

Claims

원뿔형태의 본체(1022) 및 단부의 원판형 플랜지부(1021)로 구성되어 있으며, 강재 와이어(101)의 육각형 단면 형태의 다발로 이루어진 PPWS(100)의 양단에 구비되어 PPWS 시험체(200)를 이루게 되는, 원뿔형 소켓(102)을 가열하기 위한 가열자켓(1)으로서,
전기 공급에 의해 가열되는 가열판(11)과;
상기 가열판(11)의 외면에 존재하는 단열재(12)와;
상기 단열재(12)의 외면에서 상기 가열판(11)과 단열재(12)를 감싸는 외피재(13)와;
상기 외피재(13)의 서로 마주하게 되는 양단부의 외면에 구비되어 양단부가 서로 체결되도록 하는 고정부를 포함하여 구성되어;
상기 원뿔형 소켓(102) 내에 PPWS(100)의 단부가 위치한 상태에서 용융된 금속이 주입되어 PPWS(100)의 단부가 금속에 매립된 상태로 원뿔형 소켓(102)에 고정될 때, 상기 가열판(11)이 상기 원뿔형 소켓(102)의 본체(1022) 외면에 직접 접촉하도록 상기 본체(1022)를 감싸서 가열하는 본체용 가열자켓(1a)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가열자켓.
제1항에 있어서,
전기 공급에 의해 가열되는 가열판(11), 상기 가열판(11)의 외면에 존재하는 단열재(12), 상기 단열재(12)의 외면에서 상기 가열판(11)과 단열재(12)를 감싸는 외피재(13), 및 상기 외피재(13)의 서로 마주하게 되는 양단부의 외면에 구비되어 양단부가 서로 체결되도록 하는 고정부를 포함하여 구성되어; 상기 가열판(11)이 원뿔형 소켓(102)의 플랜지부(1021) 외면에 접촉하도록 플랜지부(1021)를 감싸서 가열하는 플랜지부용 가열자켓(1b)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열자켓.