KR101471909B1 - Strand having Fiber Sensor and Fabric Cover, and Manufacturing Method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 중앙의 심선의 주변에 복수개의 주변 강선을 배치하고 꼬아서 만들어져서 긴장재 등으로 사용되는 강연선 및 그 제작방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 FBG(Fiber Bragg Grating)센서로 대표되며 변형률을 측정할 수 있는 광섬유 센서 등과 같은 선형센서가 중심에 매립되어 있는 심선을 중앙에 배치하고, 상기 심선의 주변에 복수개의 주변 강선을 배치한 후, 상기 주변 강선을 꼬아서 강연선을 제작함에 있어서, 상기 선형센서는 내구성이 우수한 섬유보강복합소재(Fiber Reinforced Plactic/"FRP")로 제작된 심선 내에 매립되어 있으며 상기 심선의 외면에는 섬유가 피복되어 있어 섬유보강복합소재의 갈라짐, 변형 및 손상을 방지할 수 있는 구조를 가지고 있어서, 강연선의 제작이 용이할 뿐만 아니라, 선형센서의 손상 우려가 없도록 하여 선형센서의 높은 측정 정밀도를 보장하여 우수한 품질을 발휘할 수 있도록 하는 강연선의 제작방법과, 그에 의해 제작된 강연선에 관한 것이다. The present invention relates to a strand which is formed by twisting a plurality of peripheral steel wires around a central core wire to be used as a tension member and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to a fiber Bragg grating (FBG) A plurality of peripheral steel wires are disposed around the core wire, and then the peripheral steel wire is twisted to manufacture a stranded wire. In this case, The sensor is embedded in a core wire made of durable fiber reinforced composite material (Fiber Reinforced Plactic / "FRP"), and the outer surface of the core wire is coated with fiber to prevent cracking, deformation and damage of the fiber reinforced composite material So that it is easy to fabricate a stranded wire, and there is no risk of damage to the linear sensor, so that the height of the linear sensor To a method of manufacturing a strand that can ensure excellent quality by ensuring measurement accuracy and a strand produced thereby.
교량이나 빌딩 등의 구조물의 열화 정도나 문제 발생 여부 판단을 위해서는, 구조물에 배치된 강연선에 가해지는 긴장력을 측정하거나 구조물의 변형률을 측정하는 등의 여러 구조적인 물리량의 계측과 수집이 필요하다. 특히, 구조물의 변형률이나 강연선에 가해지는 긴장력을 측정하기 위하여 사용되는 센서로는, 측정값의 신뢰성이 높은 광섬유 센서가 주로 사용된다. 이러한 광섬유 센서의 일예로서 널리 알려진 것으로는 FBG센서(Fiber Bragg Grating Sensor)가 있다. In order to determine the degree of deterioration or problems of structures such as bridges and buildings, it is necessary to measure and collect various structural physical quantities such as measuring the strain applied to the strand placed on the structure or measuring the strain of the structure. In particular, an optical fiber sensor having a high reliability of a measured value is mainly used as a sensor used for measuring the strain of the structure or the tension applied to the strand. An FBG sensor (Fiber Bragg Grating Sensor) is widely known as an example of such an optical fiber sensor.
이러한 광섬유 센서와 같은 선형센서를 강연선에 이식하여 강연선에 작용하는 응력 등을 측정하려는 시도가 있었고, 이를 위하여 강연선에 선형센서를 배치하는 종래기술의 일예가 대한민국 등록특허 제10-756056호에 개시되어 있다. 도 11 내지 도 14에는 각각 상기한 대한민국 등록특허 제10-756056호에 개시된 종래기술에 의해 강연선을 이루는 심선(1)에 선형센서(3)를 설치하는 상태를 보여주는 개략도가 도시되어 있다. 도 11 내지 도 14에 도시된 것처럼, 종래기술에서는 중앙에 관통공(101)이 형성되도록 심선(1)을 제작하여 중앙에 배치하고, 심선(1)의 주변에 복수개의 주변 강선(2)을 배치한 후, 상기 주변 강선(2)을 꼬아서 강연선(100)을 제작하되, 강연선(100)의 일단에서는 진공펌프(200)를 이용하여 심선(1)의 관통공(101) 내부를 진공흡입하고(도 11), 강연선(100)의 타단에서는 헤드(201)를 가진 매개부재를 관통공(101)에 삽입하여 매개부재(202)에 결합된 상기 헤드(201)가 관통공(101) 내부의 진공흡입에 의해 관통공(101) 내부로 빨려 들어가서 매개부재(202)가 상기 관통공(101)을 통과하도록 한다(도 12). 이렇게 매개부재가 관통공(101)을 통과한 후, 매개부재에 선형센서(3)를 연결한 후, 매개부재(202)를 다시 반대방향으로 관통공(101)을 통과시킴으로써 선형센서(3)가 관통공(101)의 내부에 배치되도록 한다(도 13). 한편, 상기한 종래 기술에서는, 선형센서(3)가 관통공(101)의 내부에 배치된 후, 관통공(101) 일단부에 에폭시 저장통에 담그고 진공펌프(200)를 이용하여 에폭시를 관통공(101)으로 빨아드려서 에폭시가 관통공(101)에 채워지도록 한다고 설명하고 있다(도 14). An attempt has been made to transfer a linear sensor such as an optical fiber sensor to a strand to measure stress acting on the strand. An example of a conventional technique for arranging a linear sensor on a strand is disclosed in Korean Patent No. 10-756056 have. 11 to 14 are schematic views showing a state in which a
그러나 이러한 종래기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다. 우선 중앙에 관통공(101)이 형성된 심선(1)을 생산하는 것 자체가 거의 불가능하다는 문제점이 있다. 강연선을 이루는 심선은 일반 강재의 4~5배에 이르는 고강도 재료로서 이러한 고강도의 재료를 이용하여 중앙에 작은 직경의 관통공(101)이 형성된 중공형태의 심선(1)을 생산하는 것이 실질적으로 가능하지 않은 것이다. 만일 심선(1)의 중앙에 관통공(101)을 형성하기 위하여 강도가 낮은 강재를 이용하는 경우, 강연선이 낮은 하중에서 항복되어 실질적으로 긴장재로서의 활용가치가 낮아지게 된다. However, such conventional techniques have the following problems. There is a problem that it is almost impossible to produce the
또한 매개부재(202)에 선형센서(3)를 연결하고 매개부재를 다시 반대방향으로 관통공(101)을 통과시키는 과정에서 선형센서(3)가 관통공(101)의 내부를 지날 때 손상될 우려가 매우 크다는 문제점이 있다. 선형센서(3)는 그 표면에 격자 등이 형성되어 있으며, 이러한 격자가 손상되는 경우, 실질적으로 센서로서의 기능을 상실하게 된다. 격자의 손상뿐만 아니라 선형센서(3)의 다른 표면에 흠집이 생기는 것도 센서 성능에 매우 나쁜 영향을 주게 된다. 그런데 종래기술에서는 선형센서(3)가 매개부재의 이동에 이끌려서 관통공(101)의 입구로 삽입되어야 하고 더 나가가 관통공(101)을 통과하여 지나가야 하는데, 관통공(101)의 입구에 삽입되는 과정에서 그리고 관통공(101)을 통과하는 과정에서 선형센서(3)의 표면이 관통공(101)의 내면에 접하여 긁히면서 격자에 손상이 발생하거나 또는 선형센서(3)의 표면에 흠집이 생길 우려가 매우 큰 것이다. 특히, 프리스트레스트 콘크리트 부재의 긴장력을 측정하기 위해서는 길이가 수십 또는 수백 m에 이르는 강연선이 필요한데, 이렇게 길이가 긴 심선 속에 선형센서를 위치시키는 과정에서 선형센서가 파손될 가능성이 매우 크다는 문제점이 있는 것이다. The
또 다른 문제점은 선형센서(3)와 심선(1)의 견고한 일체화를 보장하기 어렵다는 것이다. 종래기술에서는 선형센서(3)와 심선(1)의 일체화를 위하여 관통공(101) 내부에 에폭시와 같은 수지를 채우려고 하고 있고, 수지를 채우는 방법으로는 진공흡입을 이용하고 있다. 일반적으로 강연선은 상당히 긴 길이를 가지고 있고 그에 따라 관통공(101)의 길이도 매우 긴데, 이와 같이 긴 길이의 관통공(101)을 진공흡입하는 것은 매우 어려우며, 그에 따라 좁은 직경의 관통공(101)으로 수지가 잘 흡입되지 않게 되어, 관통공(101) 내부에 수지가 충실하게 채워지지 못하는 경우가 발생한다. 특히, 에폭시와 같은 수지를 관통공(101)에 주입할 때 수지가 가지는 점성으로 인하여 수지가 관통공(101) 내에 제대로 주입되지 않으며, 주입과정에 시간이 경과함에 따라 관통공(101)에 채워져 있던 수지가 부분적으로 경화되어 관통공(101) 내부에 공극이 발생하는 등의 현상으로 인하여 관통공(101) 내에 에폭시와 같은 수지를 충실하게 주입하는 것은 실질적으로 가능하지 않게 되는 것이다. 더 나아가 관통공(101) 내에 수지가 제대로 충진되었는지에 대한 확인이 곤란하다는 한계도 있다. Another problem is that it is difficult to ensure solid integration of the
이와 같이 수지가 관통공(101)에 충실하게 채워지지 못하면 결국 선형센서(3)와 심선(1)의 견고한 일체화가 불가능하게 되고, 그에 따라 선형센서(3)를 통한 측정의 정밀도는 급격하게 하락하게 되는 문제가 있다. If the resin is not faithfully filled in the through-
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 심선의 주변에 복수개의 주변 강선을 배치한 후, 상기 주변 강선을 꼬아서 강연선을 제작함에 있어서, 심선의 시작단부에서부터 선형센서가 심선 중앙의 관통공을 통과되는 과정에서 발생하는 선형센서의 손상을 원천적으로 차단하며, 심선 중앙의 관통공을 진공흡입하여 수지를 채우려는 시도에 따른 에폭시의 부실한 채움을 사전에 예방하고, 선형센서와 심선이 견고하게 일체화를 이루어서 높은 측정 정밀도를 가질 뿐만 아니라, 용이한 제작이 가능하게 하는 강연선의 제작방법과 그에 따라 제작된 강연선을 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been developed in order to solve the problems of the conventional art as described above and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a stranded wire by arranging a plurality of peripheral steel wires around a core wire, It prevents the damage of the linear sensor occurring in the process of passing through the center hole of the core wire and prevents the insufficient filling of the epoxy due to the attempt to fill the resin by vacuum suction of the through hole at the center of the core wire, And to provide a method of manufacturing a strand that can be easily manufactured as well as having a high integration of the core wire and a high measurement accuracy, and a strand produced by the method.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 심선의 원주 주변에 복수개의 주변 강선이 배치되고, 상기 주변 강선이 꼬여서 형성되는 강연선으로서, 심선은, 그 내부에 선형센서가 매립되어 있는 FRP 봉으로 이루어지며 상기 FRP 봉의 외부에는 외피섬유가 피복되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 강연선이 제공된다. In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a stranded wire in which a plurality of peripheral steel wires are arranged around a circumference of a core wire, and the peripheral steel wire is twisted, wherein the core wire is an FRP rod having a linear sensor embedded therein And the outer surface of the FRP rod is covered with sheath fibers.
또한 본 발명에서는 이러한 강연선을 제조하는 방법으로서, 내부에 선형센서가 매립되어 있도록 FRP 봉을 형성하고, 상기 FRP 봉의 외면을 외피섬유로 피복하여 심선을 제작하고; 심선의 주위에 주변 강선을 배치하고 주변 강선을 꼬는 작업을 수행하여; 심선 내부에 선형센서가 매립되어 있고 심선 주위에는 복수개의 주변 강선이 꼬여있는 강연선을 제작하는 것을 특징으로 하는 강연선의 제작방법이 제공된다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a stranded wire, the method comprising: forming an FRP rod so that a linear sensor is embedded in the wire, and covering the outer surface of the FRP rod with a sheath; Placing the peripheral steel wire around the core wire and twisting the peripheral steel wire; There is provided a method of manufacturing a stranded wire, wherein a stranded wire is manufactured in which a linear sensor is embedded in the core wire and a plurality of peripheral steel wires are twisted around the core wire.
본 발명에 의하면, 심선의 중심에 선형센서가 배치되어 있는 강연선을 형성함에 있어서, 내부에 선형센서가 매립되어 있는 FRP 봉으로 이루어지며 상기 FRP 봉의 외부에는 외피섬유가 피복되어 있는 구성을 가지는 심선을 이용하기 때문에, 본 발명에서는 선형센서가 사후적으로 심선 중앙의 관통공을 통과하는 형태로 제작되는 것이 아니며, 따라서 종래기술의 문제점이었던 제작과정에서의 선형센서 손상 즉, 심선을 제작할 때 관통공을 선형센서가 통과하는 과정에서 발생하는 선형센서의 손상을 원천적으로 차단할 수 있게 되는 효과가 발휘된다. According to the present invention, in forming a strand where a linear sensor is disposed at the center of a core wire, a core wire having a structure in which a linear sensor is embedded in the FRP rod and the outer surface of the FRP rod is covered with a sheath fiber Therefore, in the present invention, the linear sensor is not manufactured in such a way that the linear sensor passes through the through hole at the center of the core wire. Therefore, in the manufacturing process of the linear sensor, It is possible to prevent damage to the linear sensor caused by the passage of the linear sensor.
따라서 본 발명에서는 선형센서와 심선이 견고하게 일체화를 이루어서 높은 측정 정밀도를 가지는 강연선을 용이하게 제작할 수 있게 되는 효과가 발휘된다. Therefore, in the present invention, the linear sensor and the core wire are solidly integrated, and a strand having high measurement accuracy can be easily manufactured.
또한, 본 발명에서는 FRP 봉의 외면을 외피섬유가 감싸서 피복하고 있으므로, 원주방향으로 FRP 봉의 팽창이 외피섬유에 의해 구속되며, 따라서 심선의 표면에서 갈라짐이 발생하는 것을 예방할 수 있으며, FRP 봉의 외면이 외부 공기와 직접 접촉하는 것을 방지하여 FRP 봉의 표면 열화도 효과적으로 방지할 수 있게 되는 장점이 있다. In the present invention, since the outer surface of the FRP rod is covered with the outer surface of the FRP rod, the expansion of the FRP rod in the circumferential direction is restrained by the outer shell fiber. Therefore, the occurrence of cracking on the surface of the core wire can be prevented. It is possible to prevent direct contact with air and effectively prevent surface deterioration of the FRP rod.
더 나아가, 외피섬유의 존재에 의해 심선과 주변 강선 사이에는 큰 마찰력이 존재하게 되며, 따라서 강연선이 웨지와 웨지콘에 의해 정착되고 강연선에 긴장력이 도입될 때, 정착 위치에서 활동(slip) 발생이 억제되며, 그에 따라 견고한 정착이 이루어지게 되는 장점이 있다. Furthermore, there is a large frictional force between the core wire and the peripheral steel wire due to the presence of the sheathing fibers, and thus when the strand is fixed by the wedge and wedge cone and the tension is introduced into the strand, And thus a firm fixation can be achieved.
또한 외피섬유로서 절연섬유를 이용하게 되면, FRP 봉으로 이루어진 심선과 주변 강선 사이가 외피섬유에 의해 절연되므로, 심선의 주위에 주변 강선이 배치되더라도 주변 강선에 전위차부식이 발생하는 것을 원천적으로 방지할 수 있게 되며, 따라서 전위차부식 발생으로 인한 강연선의 내구성 저하를 방지할 수 있게 된다.
In addition, when insulating fibers are used as the sheathing fibers, the insulation between the core wire made of the FRP rods and the surrounding steel wire is insulated by the sheath fiber, so that even if the peripheral steel wire is disposed around the core wire, Therefore, it is possible to prevent the durability of the stranded wire from deteriorating due to the occurrence of the potential difference corrosion.
도 1은 본 발명의 강연선을 제작하기 위한 심선의 개략적인 도면 대용 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 강연선의 심선 구성을 설명하기 위하여 도 1의 사진 구성을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 3은 심선의 주위에 주변 강선을 배치하고 꼬아서 본 발명의 강연선을 제작한 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 강연선에 대한 개략적인 종방향 단면도이다.
도 5는 FRP 봉의 외면에 표면 갈라짐이 발생한 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 6은 강재피복이 없는 FRP 봉으로만 이루어진 심선을 이용한 강연선의 개략적인 사시도이다.
도 7은 도 6의 원 J 부분의 개략적인 확대 사시도이다.
도 8은 도 6에 도시된 강연선의 개략적인 종방향 단면도이다.
도 9는 외면이 피복되지 않은 상태의 FRP 봉으로만 이루어진 심선을 이용한 강연선이 웨지와 웨지콘에 의해 정착되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 측단면도이다.
도 10은 외피섬유로 외면이 피복된 FRP 봉을 구비한 심선을 이용한 본 발명에 따른 강연선이 웨지와 웨지콘에 의해 정착되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 측단면도이다.
도 11 내지 도 14는 각각 대한민국 등록특허 제10-756056호에 개시된 종래 기술에 의해 강연선을 이루는 심선에 선형센서를 설치하는 상태를 보여주는 개략도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic drawing of a core wire for producing a strand of the present invention. Fig.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing the structure of the photograph of FIG. 1 for explaining a core wire structure of a strand according to the present invention.
3 is a schematic perspective view showing a state in which a peripheral steel wire is disposed around a core wire and twisted to fabricate the strand of the present invention.
Figure 4 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the strand of the present invention shown in Figure 3;
5 is a schematic perspective view showing a state where surface cracks are formed on the outer surface of the FRP rod.
Fig. 6 is a schematic perspective view of a strand using a core wire made only of FRP rods without steel covering. Fig.
Figure 7 is a schematic enlarged perspective view of the circle J portion of Figure 6;
8 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the strand shown in Fig.
9 is a schematic side cross-sectional view showing a state in which a strand using a core wire made of FRP rods not covered with an outer surface is fixed by a wedge and a wedge cone.
10 is a schematic side cross-sectional view showing a state in which a stranded wire according to the present invention is fixed by a wedge and a wedge cone using a core wire having an FRP rod whose outer surface is coated with a shell fiber.
11 to 14 are schematic views showing a state in which a linear sensor is installed on a core wire forming a strand of strand according to the prior art disclosed in Korean Patent No. 10-756056.
이하, 본 발명의 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. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is to be understood that the technical idea of the present invention and its essential structure and operation are not limited thereby.
도 1은 본 발명의 강연선(100)을 제작하기 위한 심선(1)의 개략적인 도면 대용 사진이며, 도 2는 심선(1)의 구성을 설명하기 위하여 도 1의 사진 구성을 개략적인 사시도로 도시한 것이다. FIG. 1 is a schematic view of a
도 1 및 도 2에서 알 수 있듯이 본 발명에 따른 강연선(100)에서 중심에 위치하게 되고 주변 강선에 의해 둘러싸이게 되는 심선(1)은 FRP 봉(10)으로 이루어지되, 상기 FRP 봉(10)의 내부에는 선형센서(3)가 일체로 매립되어 있으며 상기 FRP 봉(10)의 외면은 외피섬유(20)로 피복되어 있는 구성을 가진다. 즉, 본 발명에서는 FRP 봉(10)의 내부에 선형센서(3)가 일체로 매립되어 있고, 상기 FRP 봉(10)의 외부는 외피섬유(20)로 피복되어 있는 구성의 심선(1)을 이용하여 강연선이 만들어지는 것이다. 1 and 2, the
상기 FRP((Fiber Reinforced Plactic/섬유보강복합소재) 봉(10)은, 길게 연장된 섬유를 수지에 함침시킨 후, 선형센서(3)를 중앙에 위치시킨 상태로 섬유와 함께 인발(pultrusion) 및 브레이딩(braiding)의 공정 등을 거쳐서 봉(rod)형상으로 만들어지며, 그 외면에는 외피섬유(20)가 감겨서 피복됨으로써 본 발명의 심선(1)을 이루게 된다. 상기 FRP 봉(10)을 제작할 때 선형센서(3)와 함께 봉 형상을 이루게 되는 섬유로는 탄소섬유, 아라미드섬유, 파라아라미드섬유, 초강도폴리에틸렌섬유 등을 이용할 수 있는데, 강연선이 기능과 성능을 고려할 때 탄소섬유를 이용하는 것이 가장 바람직하다. The FRP (fiber reinforced plastic / fiber reinforced composite)
탄소섬유 등의 섬유와 선형센서(3)를 이용하여 FRP 봉(10)을 만든 후, 그 외면을 외피섬유(20)로 피복하게 된다. FRP 봉(10)을 제작하면서 FRP 봉의 외면에 섬유를 피복하는 구체적인 방법이 대한민국 등록특허 제10-0766954호에 개시되어 있는데, 중앙에 선형센서(3)를 위치시킨 상태에서 탄소섬유 등의 섬유를 상기 선형센서(3)의 주변으로 공급하여 섬유다발을 형성하면서 노즐을 통과시켜 봉 형태로 성형하고, 그 위에 외피섬유를 그물망처럼 촘촘하게 감싸서 FRP 봉의 외면 전체가 외피섬유로 피복되도록 함으로써 본 발명의 심선(1)을 제작할 수 있다. 수지에 함침된 섬유다발과 선형센서(3)가 노즐을 통과하면서 집속되어 FRP 봉이 만들어진 직후에는 아직 수지가 완전히 경화되지 않은 상태에 있게 되는데, 그 외면에 외피섬유가 감기게 되면 FRP 봉의 미경화된 수지에 의해 외피섬유가 함침된 상태가 되어 FRP 봉과 견고하게 일체화된다. 물론 외피섬유를 별도의 수지에 함침시킨 상태로 FRP 봉의 외면에 감을 수도 있다. The
다만, 위에서 소개한 내용은 선형센서(3)가 중심에 내장된 구조를 가지는 FRP 봉(10)과 그 외면에 일체로 피복된 외피섬유(20)로 이루어진 본 발명의 심선(1)을 제작하는데 이용될 수 있는 효율적인 방법의 일예이다. 따라서 본 발명의 심선(1)을 제작하는 방법은 위에서 소개한 방법에 한정되지 아니하며, 기타 방법에 의해서도 본 발명의 심선(1)이 제작될 수 있다. However, in the above description, the
본 발명에서 상기 FRP 봉(10)의 외면을 피복하는 외피섬유(20)로는 다양한 종류의 섬유를 이용할 수 있는데, 후술하는 것처럼 주변 강선(2)에서의 전위차부식 발생을 방지하기 위해서는 외피섬유(20)로서 절연섬유를 이용하는 것이 바람직하다. 이에 대해서는 후술한다. In the present invention, various types of fibers may be used as the
도 3에는 이와 같이 선형센서(3)가 내부에 일체로 매립되어 있는 FRP 봉(10)의 외면에 외피섬유(20)가 일체로 피복되어 있는 단면 구성을 가지는 심선(1)의 주위에 주변 강선(2)을 배치하고 상기 주변 강선(2)을 꼬아서 본 발명의 강연선(100)을 제작한 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 강연선(100)의 개략적인 종방향(강연선의 길이 방향) 단면도가 도시되어 있다. 앞서 설명한 방식으로 심선(1)을 제작한 후에는 심선(1)의 원주를 따라 주변 강선(2)을 복수개로 배치한 후, 주변 강선(2)을 꼬게 되면 강연선(100)을 만들게 된다. 3 shows a side view of the
FRP 봉(10)의 경우, 외력을 받을 때 그 외면에 표면 갈라짐이 발생할 수 있다. 도 5에는 FRP 봉(10)의 외면에 표면 갈라짐이 발생한 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 5에 도시된 것처럼, FRP 봉(10)을 이루는 섬유는 FRP 봉(10)의 길이 방향으로 길게 배치되고, 섬유의 횡방향으로는 섬유의 교차 배치 및 수지에 의한 결합만이 존재하므로, FRP 봉(10)의 길이 방향에 대해 직각 방향으로 외력이 가해지거나 또는 비틀림이 작용하게 되면 FRP 봉(10)이 원주방향으로 팽창함으로 인하여 표면 갈라짐이 그 외면에 발생하여 쪼개짐 파괴를 일으킬 수 있는 것이다. In the case of the
도 6에는 외면이 피복되지 않은 상태의 FRP 봉(10)으로만 이루어진 심선(1)을 이용한 강연선의 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 7에는 도 6의 원 J 부분의 개략적인 확대 사시도가 도시되어 있으며, 도 8에는 도 6에 도시된 강연선의 개략적인 종방향 단면도가 도시되어 있다. 심선(1) 주위에 주변 강선(2)을 배치하고 주변 강선(2)을 꼬게 되면 심선(1)의 원주를 따라 가압력이 작용하지만, 주변 강선(2)이 존재하는 사이의 간격에서는 여전히 심선(1)의 외면이 노출된다. 즉, 도 7에 도시된 것처럼 주변 강선(2)의 사이에는 영문자 L로 표현된 원주 영역에서는 심선(1)의 외면이 직접적인 가압력을 받지 않은 상태로 노출되어 있는 것이다. 따라서 도 6 내지 도 8의 경우처럼 외면에 어떠한 피복도 존재하지 않고 단순히 FRP 봉(10)으로만 심선(1)이 구성된 경우, 위와 같이 심선(1)의 외면이 노출된 부분에서 표면 갈라짐 및 그로 인한 쪼개짐 파괴가 발생할 수 있다. Fig. 6 is a schematic perspective view of a strand wire using a
그러나 본 발명의 경우, FRP 봉(10)의 외면에는 외피섬유(20)가 견고하게 피복되어 있으므로, 원주방향으로 FRP 봉(10)의 팽창이 외피섬유(20)에 의해 구속되며, 따라서 FRP 봉(10)의 표면 갈라짐 즉, 심선(1)의 표면에서 갈라짐이 발생하는 것을 예방할 수 있게 되며, 따라서 쪼개짐 파괴를 방지할 수 있게 된다. 즉, 표면 갈라짐이라는 것은 결국 FRP 봉(10)의 외면이 팽창하는 것인데, 본 발명에서는 외피섬유(20)에 의해 FRP 봉(10)의 팽창이 구속되므로 FRP 봉(10)의 외면에서 표면 갈라짐과 그에 따른 쪼개짐 파괴가 억제되는 것이다. 또한 보관과정에서 FRP 봉(10)의 외면이 외부 공기와 직접 접촉하는 것도 외피섬유(20)의 피복에 의해 방지되므로, FRP 봉(10)의 표면 열화도 효과적으로 방지할 수 있게 된다. However, in the present invention, since the outer surface of the
한편, 강연선의 기능과 성능을 고려할 때 본 발명의 심선(1)에서 FRP 봉(10)을 이루는 섬유로는 탄소섬유를 이용하는 것이 가장 바람직한데, 탄소섬유의 경우 전도성을 가지고 있으므로, 전위차가 서로 다른 물질이 접촉해 있는 부위에는 전위차(electrical potential difference)에 의한 부식 즉, 전위차부식(galvanic corrosion)이 발생한다. 따라서 도 6 내지 도 8에 도시된 것처럼 외면에 어떠한 피복도 존재하지 않고 단순히 FRP 봉(10)으로만 심선(1)이 구성된 경우, FRP 봉(10)과 주변 강선(2)이 접촉하는 부위에서는 전위차부식이 주변 강선(2)에 발생하며, 수분, 염분 등과 같은 부식원인이 존재하게 되면 주변 강선(2)의 부식이 더욱 빠르게 촉진되어, 결국 강연선의 내구성을 크게 저하시키게 된다. In consideration of the function and performance of the strand, it is most preferable to use carbon fiber as the fiber forming the
그러나 본 발명에서는 FRP 봉(10)의 외면에 외피섬유(20)가 일체로 견고하게 피복되어 있고, 외피섬유(20)로서 전기 절연섬유를 이용하게 되면 FRP 봉(10)을 이루는 탄소섬유와 주변 강선(2) 사이가 외피섬유(20)에 의해 절연되므로, 심선(1)의 주위에 주변 강선(2)이 배치되더라도 주변 강선(2)에 전위차부식이 발생하는 것을 원천적으로 방지할 수 있게 되며, 따라서 전위차부식 발생으로 인한 강연선의 내구성 저하를 방지할 수 있게 된다. However, in the present invention, the outer surface of the
더 나아가 본 발명에서는 선형센서(3)가 FRP 봉(10)의 제작시부터 내부에 매립되므로, 종래 기술처럼 사후적으로 선형센서(3)를 삽입함에 따른 문제점 역시 원천적으로 발생하지 않는다는 장점이 있다. 본 발명에서는, 선형센서(3)가 심선 중앙의 관통공을 통과하는 과정이 전혀 존재하지 아니하므로, 종래기술의 문제점이었던 선형센서의 손상 즉, 관통공을 선형센서가 통과하는 과정에서 발생하는 선형센서의 손상을 원천적으로 차단할 수 있게 된다. 또한, 종래기술에서 제시하였던 심선 중앙의 관통공에 대한 진공흡입을 통한 에폭시의 충진 및 그에 따른 에폭시의 부실한 채움 현상 발생과 그에 따른 선형센서와 심선 간의 견고하지 못한 일체화의 문제점이 본 발명에서는 전혀 발생하지 않게 되며, 따라서 본 발명에서는 선형센서와 심선이 견고하게 일체화를 이루어서 높은 측정 정밀도를 가지는 강연선을 용이하게 제작할 수 있게 된다. In addition, since the
특히, 본 발명에서는 심선을 이루는 FRP 봉(10)을 제작할 때부터 선형센서(3)가 FRP 봉(10)의 중심에 매립되어 일체화되어 있으므로, 종래기술의 단점으로 지적되어 온 심선의 관통공 내에 수지가 제대로 충전되었는지에 대한 확인이 곤란하다는 문제점도 근본적으로 해소할 수 있게 된다. Particularly, in the present invention, since the
도 9에는 외면이 피복되지 않은 상태의 FRP 봉으로만 이루어진 심선을 이용한 강연선이 웨지(301)와 웨지콘(302)에 의해 정착되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 측단면도가 도시되어 있고, 도 10에는 외피섬유(20)로 외면이 피복된 FRP 봉(10)을 구비한 심선(1)을 이용한 본 발명에 따른 강연선(1)이 웨지(301)와 웨지콘(302)에 의해 정착되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 측단면도가 도시되어 있다. 도 9에 도시된 것처럼, 외면이 피복되지 않은 상태의 FRP 봉으로만 이루어진 심선을 이용한 강연선의 경우, 심선의 외면이 미끄러운 상태이므로 심선과 주변 강선 사이에 존재하는 마찰력이 작다. 따라서 이러한 강연선이 웨지(301)와 웨지콘(302)에 의해 정착되는 경우, 강연선에 긴장력이 작용할 때 심선과 주변 강선 사이의 낮은 마찰력으로 인하여 정착 위치에서 활동(slip)이 발생하게 된다. 그러나 본 발명에 따른 강연선(1)은, 외피섬유(20)로 외면이 피복된 FRP 봉(10)에 의해 심선(1)이 형성되어 있으므로, 외피섬유(20)의 존재에 의해 심선(1)과 주변 강선(2) 사이에는 큰 마찰력이 존재하게 되며, 따라서 강연선(1)이 웨지(301)와 웨지콘(302)에 의해 정착되고 강연선(1)에 긴장력이 작용할 때, 정착 위치에서 활동(slip) 발생이 억제되며, 그에 따라 견고한 정착이 이루어지게 되는 장점이 있다. 9 is a schematic cross-sectional side view showing a state in which a strand using a core wire made only of FRP rods not covered with an outer surface is fixed by the
1: 심선
2: 주변 강선
3: 선형센서
10: FRP 봉
20: 외피섬유1: core wire
2: Peripheral liner
3: linear sensor
10: FRP rod
20: shell fiber
Claims (6)
상기 심선(1)은 FRP 봉(10)으로 이루어지되, 상기 FRP 봉(10)의 내부에는 선형센서(3)가 일체로 매립되어 있으며 상기 FRP 봉(10)의 외면은 외피섬유(20)로 피복되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 강연선.
A plurality of peripheral steel wires (2) are arranged around a circumference of a core wire (1), and the peripheral steel wire (2) is twisted to form a strand,
The core wire 1 is made of an FRP rod 10 and a linear sensor 3 is integrally embedded in the FRP rod 10 and the outer surface of the FRP rod 10 is covered with a sheathing fiber 20 Wherein said strand has a structure in which said strand is coated.
상기 FRP 봉(10)을 이루는 섬유는 탄소섬유인 것을 특징으로 하는 강연선.
The method according to claim 1,
Wherein the fibers forming the FRP rods (10) are carbon fibers.
상기 외피섬유(20)는 전기 절연섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 강연선.
3. The method of claim 2,
Characterized in that said shell fibers (20) are made of electrically insulating fibers.
심선(1)의 주위에 주변 강선(2)을 배치하고 주변 강선(2)을 꼬는 작업을 수행하여;
심선(1) 내부에 선형센서(3)가 매립되어 있고 심선(1) 주위에는 복수개의 주변 강선(2)이 꼬여있는 강연선을 제작하는 것을 특징으로 하는 강연선의 제작방법.
The FRP rod 10 is formed so that the linear sensor 3 is embedded in the FRP rod 10 and the outer surface of the FRP rod 10 is covered with the sheath fiber 20 to fabricate the core wire 1;
Placing the peripheral steel wire 2 around the core wire 1 and twisting the peripheral steel wire 2;
Wherein a linear sensor (3) is embedded in the core wire (1) and a plurality of peripheral steel wires (2) are twisted around the core wire (1).
상기 FRP 봉(10)을 이루는 섬유는 탄소섬유인 것을 특징으로 하는 강연선의 제작방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the fibers forming the FRP rods (10) are carbon fibers.
상기 외피섬유(20)는 전기 절연섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 강연선의 제작방법. 6. The method of claim 5,
Characterized in that the shell fibers (20) are made of electrically insulating fibers.
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101812586B1 (en) | 2017-08-16 | 2017-12-29 | 한국건설기술연구원 | Terminal setting method of non-corrosive tendon and non-corrosive tendon manufactured thefewith |
KR101830646B1 (en) | 2017-08-16 | 2018-02-21 | 한국건설기술연구원 | Tendon protection apparatus for re-tensioning and tension measurement |
CN108661683A (en) * | 2018-06-08 | 2018-10-16 | 武汉市市政建设集团有限公司 | Wide range FRP embeds steel wire rope composite fiber intelligent anchor rod and preparation method thereof |
KR102013591B1 (en) | 2018-11-14 | 2019-08-23 | 한국건설기술연구원 | Apparatus and Method for Manufacturing Smart Strand having Fiber Sensor Rod |
KR102166995B1 (en) * | 2019-10-11 | 2020-10-16 | 한국건설기술연구원 | Manufacturing Method and Apparatus for FRP Bar having Optical Sensor |
KR102234099B1 (en) | 2020-06-08 | 2021-03-30 | 오순옥 | Steel wire with an optical fiber and structure monitoring system using the same |
CN113818347A (en) * | 2021-09-30 | 2021-12-21 | 江西七圆新材料有限公司 | Composite carbon fiber stranded wire inhaul cable |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100716725B1 (en) * | 2005-11-09 | 2007-05-14 | 한국유지관리 주식회사 | A method for manufacturing an optical fiber structure |
KR100766954B1 (en) * | 2006-05-10 | 2007-10-17 | 한국건설기술연구원 | Fiber reinforced polymer bar having self-impregnated protrusion and method for producing the same |
KR20090041268A (en) * | 2007-10-23 | 2009-04-28 | (주)지엠지 | Stranded cable having optical fiber sensor |
KR20120084212A (en) * | 2011-01-19 | 2012-07-27 | 금오공과대학교 산학협력단 | Optical fibre-sensor assembly |
-
2013
- 2013-07-22 KR KR1020130085933A patent/KR101471909B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100716725B1 (en) * | 2005-11-09 | 2007-05-14 | 한국유지관리 주식회사 | A method for manufacturing an optical fiber structure |
KR100766954B1 (en) * | 2006-05-10 | 2007-10-17 | 한국건설기술연구원 | Fiber reinforced polymer bar having self-impregnated protrusion and method for producing the same |
KR20090041268A (en) * | 2007-10-23 | 2009-04-28 | (주)지엠지 | Stranded cable having optical fiber sensor |
KR20120084212A (en) * | 2011-01-19 | 2012-07-27 | 금오공과대학교 산학협력단 | Optical fibre-sensor assembly |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101812586B1 (en) | 2017-08-16 | 2017-12-29 | 한국건설기술연구원 | Terminal setting method of non-corrosive tendon and non-corrosive tendon manufactured thefewith |
KR101830646B1 (en) | 2017-08-16 | 2018-02-21 | 한국건설기술연구원 | Tendon protection apparatus for re-tensioning and tension measurement |
CN108661683A (en) * | 2018-06-08 | 2018-10-16 | 武汉市市政建设集团有限公司 | Wide range FRP embeds steel wire rope composite fiber intelligent anchor rod and preparation method thereof |
KR102013591B1 (en) | 2018-11-14 | 2019-08-23 | 한국건설기술연구원 | Apparatus and Method for Manufacturing Smart Strand having Fiber Sensor Rod |
KR102166995B1 (en) * | 2019-10-11 | 2020-10-16 | 한국건설기술연구원 | Manufacturing Method and Apparatus for FRP Bar having Optical Sensor |
KR102234099B1 (en) | 2020-06-08 | 2021-03-30 | 오순옥 | Steel wire with an optical fiber and structure monitoring system using the same |
CN113818347A (en) * | 2021-09-30 | 2021-12-21 | 江西七圆新材料有限公司 | Composite carbon fiber stranded wire inhaul cable |
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