KR101631889B1 - 복수 개의 가닥들을 균일하게 인장시키는 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

덕트 내의 긴장재의 구조적 가닥들을 인장시키는 방법 및 시스템이 기술된다. 각각의 가닥(1)은 자신의 로드 셀(22)을 구비하여 설치됨으로써, 가닥들(1)의 인장 중에 각각의 개별적인 가닥(1) 내의 개별적인 인장력값이 측정될 수 있다. 로드셀들(22)은 인장 후에 제거되거나, 가닥들(1) 내의 인장력의 계속적인 감시를 가능하게 하기 위해 제 자리에 유지될 수 있다. 로드셀들(22)은 개별적인 잭들(10)을 이용하여 가닥들(1)을 동일한 인장력으로 인장시키고 각각의 로드셀(22)로부터의 신호들을 알려진 동일한 인장력값으로 정규화함으로써 조정될 수 있다. 전체적인 가닥 부하 측정에 대한 부가적인 조정도 또한 실행될 수 있다.

Description

복수 개의 가닥들을 균일하게 인장시키는 방법 및 시스템{Method and system for equally tensioning multiple strands}

본 발명은 인장 구조 케이블(tensioning structural cables)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 케이블의 전체 인장력이 케이블의 구성 요소 가닥들(strands)에 균일하게 분배되는 인장 구조 케이블에 관한 것이다.

프리스트레싱 케이블들(pre-stressing cables)은 많은 구조 응용 분야에서 사용되며, 특별히 콘크리트를 압축하여 유지하기 위한 강화 콘크리트 구조물에 사용된다. 많은 응용 분야에서 콘크리트에 가해지는 압축량은 중대한 것은 아니며 정해진 최소치 보다는 충분히 크고 케이블 인장력이 파괴 인장력 보다 충분히 작으면 충분하다.

그러나 높은 사양과 낮은 공차 이내로 맞추기 위해 긴장재(tendons)로 인장시켜야 하는 응용 분야들이 존재한다. 이와 같은 응용 분야는 예를 들어 원자력 발전 설비나 가스 또는 유류 저장 설비의 콘크리트 압력 봉쇄 용기를 포함한다. 이러한 봉쇄의 강도는 포스트 텐셔닝(post-tensioning; PT) 긴장재에 상당히 의존하므로, 이러한 설비들의 제작사는 가압 긴장재들이 정해진 공차 내에서 인장되는 것을 필수적으로 증명할 수 있어야 한다.

전형적인 PT 케이블 또는 긴장재는, 예를 들어 유압잭을 이용하여 덕트의 일측 단부 또는 양측 단부로부터 인장되는 55개의 가닥들(strands)로 이루어질 수 있다. 봉쇄 용기들은 콘크리트 내에서 만곡된 경로를 따라가는 덕트들을 갖는 원통형이나 구형의 구조물일 수 있다. PT 가닥들이 필요한 인장력으로 인장되면, 일반적으로 가닥들은 원뿔형 쐐기들을 이용하여 앵커 플레이트에 고정된다. 설치와 인장이 완료되면, 설비의 수명 주기 동안에 덕트 내부의 가닥들의 현재 완전성을 확인하고 가닥들 내의 인장력이 계속해서 정해진 공차 내에 있는지를 확인하는 정기 검사가 요구된다. 이와 같은 정기 검사에서는, 단부 앵커를 들어 올리는 잭이 사용되는 이른바 리프트 오프(lift-off) 기술을 이용하여 긴장재의 힘이 측정될 수 있다. 앵커를 이동시키기 위해 필요한 힘은 PT 케이블을 구성하는 가닥들의 묶음 내의 인장력을 나타낼 것이다. 부착식 인장 시스템(bonded tensioning system)에서는 그라우팅(grouting)을 할 때까지 어느 지점에서나 리프트 오프가 실행될 수 있으며, 비부착식 인장 시스템(unbonded tensioning system)에서는 어느 시점에서나 리프트 오프 기술이 실행될 수 있다.

덕트 내부의 긴장재를 인장시킴에 있어서의 한 가지 어려움은 가닥들과 덕트의 벽의 사이의 마찰 효과 및 가닥들 사이에서의 마찰 효과이다. 이러한 마찰 효과는 인장 작업 중에 또는 인장 작업 이후에 가닥들 사이에서 및/또는 각각의 가닥의 길이를 따라 불균일하거나 가변적인 힘의 분포를 야기할 수 있다. 이와 같은 문제점은 매우 긴 가닥들을 사용하는 응용 분야와 가닥들이 단순히 길이 방향의 힘을 받을 뿐만 아니라 가닥들과 덕트 벽을 함께 가압하거나 및/또는 가닥들을 덕트 벽에 대해 가압하는 횡 방향의 힘을 받는 비선형 덕트들에서 특별히 빈번하다. 인장될 콘크리트에 걸쳐서 만곡된 경로를 따라가는 원형 단면을 갖는 덕트 내에서는, 예를 들어 느슨하게 배열된 가닥들이 당겨질 때 내측으로 당겨짐으로써 결국 모든 가닥들이 횡방향의 힘을 받아 덕트 경로의 곡률 반경을 따라 횡방향 운동을 한다.

종래 기술에서 PT 긴장재 내의 인장은, 모든 가닥들이 상대적으로 낮은 인장력으로 동일하게 인장되도록 가닥들이 각각 팽팽하게 당겨지는 균등화 단계인 제1 예비-인장(a first pre-tensioning) 단계와, 그 이후에 가닥들이 필요 인장력으로 하나의 집합체로 결속되는 메인-인장(main-tensioning) 단계의 두 개의 단계로 수행된다.

유럽 특허공보 제0421862호는 모든 가닥들에서 균일한 인장력을 얻기 위해 복수 개의 가닥들을 인장시키는 방법을 기술한다. 유럽 특허공보 제0421862호는 기준 가닥을 필요 인장력까지 인장시키는 것을 수반한다. 이는 로드셀(load cell)을 이용하여 가닥의 인장력을 측정하면서 유압잭을 이용하여 기준 가닥을 인장함으로써 실행된다. 더 많은 가닥들이 인장됨에 따라 각각의 가닥들에서의 개별적 인장력이 조금씩 감소하지만, 인장 후에는 개별적인 인장력이 동일하게 될 것이다.

대체 방법이 유럽 특허공보 제0544537호에 기술되며, 여기에는 각 가닥에 대응하는 복수 개의 소형 잭을 이용하여 복수 개의 가닥들이 그 자체의 최종 인장력의 약 10%까지 예비-인장된다. 각각의 예비 인장 잭은 동일 압력원에 의해 공급을 받으므로, 예비 인장 단계가 완료되면 모든 가닥들에서의 모든 늘어짐이 팽팽해지며 가닥들이 모두 동일한 인장력으로 인장됨을 가정할 수 있다.

그러므로 유럽 특허공보 제0544537호와 제0421862호는 모든 가닥들을 동일하며 상대적으로 낮은 인장력으로 이끌기 위해 설계된 것이다. 이와 같은 단계가 완료되면 가닥들은 모든 가닥들을 함께 인장시키는 단일의 대형 유압잭을 이용하여 최대의 요구 인장력까지 당겨진다. 메인 인장 동작의 시작에서는 가닥들이 동일한 평형화된 인장력에 처하며 가닥들이 소재 면에서 동일한 것으로 추정되므로, 메인 인장 동작 중에는 인장력이 평형화되어 유지된다. 또한 모든 가닥들이 최대로 인장되어 고정되었다면, 각각의 가닥들에서의 인장력은 동일하다고 추정된다.

유럽 특허공보 제0421862호 (1993.10.27) 유럽 특허공보 제0544537호 (1993.06.02)

상술한 것과 같이, 종래 기술에서 기술된 방법들은 인장 동작 중에 및 인장 동작 후에 가닥들의 특성의 균일함에 대해 상당한 추정을 한다. 그러나 실제로는 가닥들은 동일하지 않으며 가닥들 서로에 대해 및 주변에 대한 상대적인 위치 변화는 가닥들이 인장 동작 중에 상이한 힘을 받는다는 것을 의미한다. 특별히, 각각의 가닥들은 엉키거나 다른 가닥들의 사이나 다른 가닥들과 덕트 벽의 사이에 끼일 수 있다. 이와 같은 끼임 현상이 발생하면, 가닥내의 인장력이 가닥의 길이 방향을 따라 불균일하게 분포될 수 있다. 이로 인하여, 비록 외형은 가닥의 인장력이 정해지거나 예상되는 범위 내에 있음에도, 하나 또는 그 이상의 가닥들 내의 인장력이 필요 안정성이나 작동 공차의 근방에서 외측에 놓이는 결과가 발생한다.

가닥 내의 인장력의 분포가 특별히 불균일하다면, 이는 메인 인장 단계 중에 가닥의 일부가 작동 범위를 초과하여 인장되게 할 수 있으며, 가닥은 끊어지거나 과인장(overstrained)될 수 있다. 어떠한 경우에는 이러한 기계적 손상이 감지되지 않게 발생할 수 있으며, 이와 같은 경우 손상된 또는 끊어진 가닥(들)을 포함하는 가닥의 집합에 대해 메인 인장 작동이 진행할 것이다. 기계적으로 손상된 하나 또는 그 이상의 가닥들을 포함하는 묶음 전체에 대해 필요한 인장력을 얻기 위해서는, 각각의 개별적인 가닥 내의 인장력이 정해진 또는 예상되는 인장력보다 클 것이다. 이러한 방식에 의해, 개별적인 가닥들이 알지 못하는 사이에 필요 한계를 초과하여 인장되는데도, 인장력은 허용 공차 내에 있는 것처럼 보일 것이다.

가닥이 두 개 또는 그 이상의 길이 방향의 지점에서 걸릴 때에는, 인장 단계 중에 다른 상황도 발생할 수 있다. 예비 인장 단계 동안에 가닥들의 단부들이 필요 인장력까지 인장될 것이지만, 두 개의 걸린 지점의 사이에 가닥의 단부들에서의 인장력보다 인장력이 매우 낮은 가닥의 영역이 존재할 수 있다. 이와 같은 경우 계속된 메인 인장 동작은 관련된 가닥 내의 인장력의 분포에 예측할 수 없는 효과를 가져올 수 있다. 2차 인장 단계 중에 하나 또는 그 이상이 걸린 지점들이 풀린다면, 가닥 내의 해당 부분의 인장력과 그 결과로 인해 가닥의 전체 길이에서의 인장력이 급격하게 변할 수 있다.

가닥들은 또한 마찰이나 소재적 불완전함의 결과로 인해 기계적인 취약함(weakness)을 겪을 수 있다. 이러한 취약함은 급작스런 고장(절단)이나 점진적인 늘어남(크리프(creep) 또는 항복(yield))을 일으킬 수 있으며, 이들 중의 어떠한 것이 가닥들의 묶음의 전체에서의 인장력의 위험한 손실을 일으킬 수 있다. 메인 인장 단계 중에 고장이 발생한다면, 나머지 가닥들은 고장난 가닥(들)에서의 약함을 보상하기 위해 과부하를 겪는다. 이는 가닥들이 최대 작동 스트레스(항복 스트레스에 인접함)에 접근하는 인장력으로 인장되는 현저한 문제점이다.

메인 인장 단계가 가닥들 내에서 및 가닥들의 사이에서 가장 현저한 변화와 움직임이 발생할 때이므로, 메인 인장 단계 중에 이러한 효과들이 가장 잘 나타날 수 있다. 그러나 이와 같은 가닥의 고장이나 움직임이 자발적으로 또는 어떤 응력 발생의 결과로 인해 설치 수명 내에서 나중에 발생할 수 있다. 이러한 이유로 인해, 가닥들의 묶음 내에서의 인장력이 계속 허용 공차 내에 있는지를 확인하기 위한 정기 검사가 시행된다. 그러나 이와 같은 검사는 보통은 긴장재 묶음 전체에 대해 시행된다. 비록 어떤 경우에는 가닥들의 각각에 개별적으로 리프트-오프 측정(lift-off measurement)을 실행할 수도 있지만, 각각의 가닥들을 검사하는 것은 실행 가능한 선택 사항이 아니다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 상술한 문제점들과 기타 문제점들을 해결한 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 위하여, 본 발명은 복수 개의 가닥들을 인장시키는 방법을 제공한다. 방법은, 각각의 개별적인 가닥 내의 개별적인 인장력을 결정하기 위해 복수 개의 개별적인 제1 인장력 감지수단을 배치하는 제1 단계와, 각각의 개별적인 가닥을 공통의 제1 인장력까지 개별적으로 인장시키는 제2 단계와, 각각의 가닥이 동일한 공통의 제1 인장력까지 인장되었을 때 각각의 가닥에 대해 개별적인 제1 인장력 감지수단을 이용하여 제1 개별적인 인장력 감지값을 결정하는 제3 단계와, 복수 개의 제1 인장력 감지수단에 의해 결정된 제1 개별적인 인장력 감지값들을 제1 인장력으로 조정하는 제4 단계를 포함한다. 제1 인장력은 모든 개별적인 잭들이 개별적인 가닥들 내의 느슨함을 팽팽하게 하는 것을 완료했을 때의 임의의 인장력이거나, 예를 들어 규정된 최종 인장력값의 10% 또는 15%와 같은 정해진 인장력값일 수 있다.

본 발명의 인장 방법의 변형예에 따르면, 인장 방법은 복수 개의 가닥들을 제2 인장력으로 인장시키는 제5 단계와, 가닥들이 제2 인장력으로 인장되었을 때 개별적인 제1 인장력 감지수단을 이용하여 각각의 개별적인 가닥에 대한 제2 개별적인 인장력 감지값을 결정하는 제6 단계도 포함한다. 제2 인장력은 인장 단계 동안의 어떠한 선택된 인장력일 수 있으며, 또는 예를 들어 요구되는 최종 인장력의 50% 또는 100%와 같은 미리 정해진 인장력일 수 있다.

예를 들어 각각의 가닥에 로드셀들과 같은 개별적인 인장력 감지수단을 마련하는 것은 설치 작업자가 제1 인장 단계 및/또는 제2 인장 단계의 이후 및/또는 진행 중에 각각의 개별적인 가닥 내에서의 인장력의 발달을 감지할 수 있게 한다. 그러므로 어떠한 들러붙음(sticking)이나 끼임(jamming)이나 끊어짐(breakage)이나 불균일한 가닥 부하가 다음 검사 때에 감지되지 않고 발생하는 순간 감지될 수 있다. 조정 단계는 모든 가닥들이 제1 인장력으로 인장되었을 때 시행되기 때문에, 로드셀들에 의해 감지된 인장력값들의 정규화가 제1 인장력의 값으로 조정되게 한다.

본 발명의 다른 변형예에 따르면, 인장 방법은 복수 개의 가닥들의 결합 인장력을 결정하는 제2 인장력 감지수단을 배치하는 제7 단계와, 결합 인장력을 제1 인장력 감지수단에 의해 감지된 개별적인 인장력 감지값들과 비교하는 제8 단계를 포함한다. 개별적인 인장력 감지수단은 예를 들어 자기 부하 센서들(magnetic load sensors)일 수 있다.

본 발명의 또 다른 변형예에 따르면, 가닥들이 인장된 후에 개별적인 인장력 감지수단을 제거하는 제9 단계를 포함한다. 선택적으로는 가닥들이 인장된 후에 복수 개의 개별적인 인장력 감지수단이 개별적인 가닥들에 대한 개별적인 인장력값들을 계속 제공하도록 복수 개의 개별적인 인장력 감지수단이 배치될 수 있다.

본 발명은 또한 복수 개의 구조물 가닥들을 인장시키는 시스템을 제공한다. 인장 시스템은 가닥들의 각각을 공통 제1 인장력까지 개별적으로 인장시키는 개별적인 인장 수단들과, 복수 개의 가닥들을 제2 인장력까지 인장시키는 공통 인장 수단과, 각각의 가닥들에 대한 개별적인 인장력 감지값들을 감지하도록 배치된 복수 개의 개별적인 인장력 감지요소들과, 제1 인장력에 대해 개별적인 인장력 감지값들을 조정하는 제1 조정 수단을 구비한다.

본 발명의 일 변형예의 시스템에 따르면, 개별적인 인장 수단이 하나 또는 그 이상의 개별적인 유압잭들을 구비하고, 개별적인 유압잭들은 하나의 가닥을 인장시키도록 배치된다.

본 발명의 다른 변형예의 시스템에 따르면, 개별적인 인장 수단은 공통 압력원이나 개별적인 압력원들에 의해 공통 압력을 공급 받는 복수 개의 개별적인 유압잭들을 구비한다.

본 발명의 또 다른 변형예의 시스템에 따르면, 개별적인 인장 수단은 하나의 가닥을 차례로 연속하여 인장시키도록 이동할 수 있는 개별적인 유압잭을 구비한다. 개별적인 인장력 감지요소들은 자기 부하 센서들(magnetic load sensors)일 수 있다.

본 발명의 또 다른 변형예의 시스템에 따르면, 개별적인 인장력 감지요소들은 가닥들의 인장 방향에 실질적으로 평행한 길이 방향의 축에 수직한 하나 또는 그 이상의 공통 평면 내에 배치된다.

본 발명의 또 다른 변형예의 시스템에 따르면, 개별적인 인장력 감지요소들은 가닥들의 인장이 완료되면 개별적인 가닥들 내의 개별적인 인장력을 측정하도록 위치를 유지할 수 있게 배치된다.

본 발명의 또 다른 변형예의 시스템에 따르면, 개별적인 인장 수단과 공통 인장 수단은 동일하다.

본 발명의 또 다른 변형예의 시스템에 따르면, 인장 시스템은 복수 개의 가닥들에서의 공통 인장력을 결정하는 공통 인장력 감지수단과, 개별적인 인장력 감지요소들에 의해 결정된 개별적인 인장력 측정값들을 공통 인장력 감지수단에 의해 결정된 공통 인장력에 대해 조정하는 제2 조정 수단을 구비한다.

본 발명은 덕트 내에서 가닥들을 인장시키는 것을 참조하며 기술되었다. 그러나 동일한 기술이 덕트에 제한되지 않고 지주 케이블(stay cable)과 같은 가닥들에도 적용될 수 있다. 사실상 본 발명은 어떠한 가닥들의 집합이든지 인장시키도록 구현될 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다.

본 발명의 인방 방법 및 시스템에 의하면, 케이블의 전체 인장력이 케이블의 구성 요소 가닥들(strands)에 균일하게 분배된다.

도 1은 개별적인 인장 잭들의 배열을 이용하는 본 발명의 제1 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 2는 인장력이 작용하는 가닥들의 둘레에 설치되며 단일 평면에 배치된 로드셀들의 배열의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 동일한 로드셀들의 배열의 평면도를 도시한다.
도 4는 인장력이 작용하는 가닥들의 둘레에 장착되며 세 개의 평면에서 오프셋된 로드셀들의 배열 개략적인 단면도를 도시한다.
도 5는 도 4에 도시된 동일한 로드셀들의 배열의 평면도를 도시한다.
도 6은 개별적인 인장 잭을 이용하여 본 발명의 제2 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 7은 제2 잭을 이용하여 메인 인장 단계를 제공하는 본 발명의 일 변형예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 8 및 도 9는 개별적인 잭들의 배열과 동일한 유닛 내에서 메인 인장 잭을 이용하는 본 발명의 다른 변형예의 개략적인 단면도들을 도시한다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 다양한 실시예들 및 변형예들에서 사용되는 조정 단계를 도시한다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예들에서 사용되는 확인 단계를 나타내는 그래프를 도시한다.
도 12는 예를 들어 PT 인장 긴장재 내에서의 가닥 인장력들의 분포를 나타내는 분포 곡선을 도시한다.

도면들은 본 발명의 이해를 위한 보조로 제공된 것이며, 첨부한 특허청구범위에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 보아서는 안된다. 동일하거나 대응하는 특징들을 참조하기 위해 다른 도면들 내에서 동일한 참조 부호들이 사용되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 예에 따른 장치의 개략적인 단면도를 도시한다. 복수 개의 가닥들(1)이 구조물(5)로부터 돌출하여 인장되는 것으로 도시되었다. 가닥들(1)은 덕트를 통과하여 공급될 수 있고, 또는 (예를 들어 지주 케이블(stay cable)의 경우) 가닥들(1)은 구조물(5)의 고정 지점들의 사이의 자유 공간 내에 매달려 인장될 수 있다. 가닥들(1)은 구조물(5) 및 예를 들어 가닥(1) 내의 인장력의 결과로 가닥(1)을 파지하는 원뿔형 쐐기를 구비하는 개별적인 고정 요소들(32)을 갖는 고정 블록(30)을 통해 삽입된다. 고정 요소들(32)은 가닥들(1)이 인장될 때에 가닥들(1)의 콘크리트 구조물(5)로부터 멀어지며 덕트를 빠져 나오는 운동은 허용하면서도 가닥들(1)이 콘크리트 구조물(5)의 방향으로 복귀하는 것을 방지한다.

마찰과 걸림(snagging)을 최소화하기 위해, 바람직하게는 가닥들(1)이 구조물 내의 경로를 통하여 공급되어 가닥들(1)의 각각이 구조물을 통과하는 동안 묶음 내에서 대략 동일한 위치를 유지하며, 가닥들은 같은 인장 잭(10) 내의 대응하는 구멍과 덕트의 양단의 고정 블록(30)에 정렬된다.

가닥들(1)은 로드셀 배열(20)을 통해 공급됨으로써 각각의 가닥들(1)은 독립된 로드셀(22)을 통과한다. 로드셀(22)은 가닥(1) 내의 인장력이 변화함에 따라 예를 들어 금속 가닥(1)의 전자기 특성에서의 변화를 측정하는 자기 부하 센서들(magnetic load sensors)일 수 있다. 상황에 따라 장치의 형상과 가닥들(1)의 소재에 적합한 다른 종류의 로드셀들(22)이 사용될 수 있다. 로드셀들(22)은 보통 사용되는 특정 종류의 가닥(1)이나 일 범위의 유형의 가닥들에 대해 미리 조정되지만, 로드셀 배열 내에서 인장될 준비가 되어 가닥들이 위치하면 현장에서 로드셀들이 다시 조정될 수 있다.

배열(20) 내에서 로드셀들(22)의 배치는 이하에서 더 상세히 설명될 도 3 및 도 5를 참조하면 더 잘 이해될 수 있다. 잭 배열(10) 내의 잭들(11)과 고정 블록(30) 내의 고정 요소들(32)의 대응하는 배열이 존재한다.

가닥들은 또한 인장을 시작하도록 준비되어 로드셀 배열 유닛(22)에 대해 위치하는 동등 인장 잭 유닛(10) 내의 개별적인 잭들(11)로 공급된다. 개별적인 잭들은 어떠한 적절한 개수일 수 있다. 인장력 묶음은 예를 들어 도 3 또는 도 5에 도시된 로드셀들의 배열에 유사하게 밀착 압축된 배치로 배열된 55개의 가닥들을 포함할 수 있다. 이러한 경우 잭 배열(10)도 55개의 잭들을 포함할 수 있다. 도 1에서 7개의 가닥들의 단면도는 본 실시예에서 55개의 가닥들의 배열의 단면에 대응하도록 의도된 것이다. 이와 같은 55개의 가닥들의 배열이 도 3 및 도 5에 도시되며, 55 개의 가닥들의 묶음에 설치되는 55개의 로드셀들의 바람직한 배치를 나타낸다. 도 3 및 도 5는 이하에서 설명된다.

동등 인장 잭(10)은 동일한 압력원(12, 13)으로 작동하는 복수 개(예를 들어 55개)의 개별적인 유압잭들(11)을 구비한다. 하나의 잭(11)이 가닥(1) 마다 마련된다. 개별적인 잭들(11)의 각각은, 예를 들어 가닥(1)의 인장력이 대응하는 유압잭 피스톤의 유압력에 의해 형성된 힘에 도달할 때까지 특정한 가닥(1)을 반복적으로 뒤로 당기고 다음 당김 행정을 수행하도록 전진 복귀함으로써 가닥들(1) 내의 불특정 양의 처짐을 팽팽하게 당길 수 있는 유압 행정 잭들일 수 있다. 모든 유압잭들(11)은 동일한 압력 공급원(12, 13; 예를 들어 인장력 행정과 복귀 행정을 각각 공급함)으로부터 공급을 받으므로 실질적으로 동일하며, 이는 모든 잭들(11)이 개별적인 가닥들(1)을 동일한 인장력으로 효과적으로 당길 수 있음을 의미한다.

도 1에 도시된 인장력 조립체는 다음과 같이 작동한다. 첫째로, 가닥들(1)은 개별적인 잭들(11)에 의해 특정한 인장력까지 개별적으로 인장된다. 그리고 모든 처짐이 당겨지고, 가닥들(1)이 동일한 공통 인장력까지 인장되면, 이 지점에서의 동등 인장 잭(10) 내의 유압력이 개별적인 로드셀들(22)을 조정하기 위한 기준점으로 기록된다. 유압력은 (측정 및/또는 계산에 의해) 매우 정밀하게 알 수 있으며, 각각의 개별적인 잭들의 치수와 기계적 특성들(피스톤과 실린더의 사이의 마찰 등과 같은 특성들)도 정밀하게 알 수 있으므로(각각의 잭은 잭에 의해 가해지는 힘에 대항하여 유압력을 발생하도록 개별적으로 예비 조정될 수 있다), 각각의 잭(11)의 예측 값과 그리고 각각의 가닥(1)의 인장력은 정밀하게 계산되어 관련된 가닥(1)에 장착된 개별적인 로드셀(22)에 의해 실제로 생성되는 대응하는 인장력 측정값과 비교될 수 있다. 상이한 로드셀들(22)의 측정값은 분명히 서로 미소하게 상이할 것이며, 예를 들어 자기 로드셀들의 경우에는 온도의 변화 또는 강철 가닥의 기계적 또는 전자기적 특성의 차이로 인한 변동이 발생할 수 있다.

인장시키는 공정의 단계에서는, 가닥들(1)이 모두 동등한 인장력에 있으며, 로드셀들(22)은 이 인장력으로 재조정되어 있다. 가닥들은 또한 다른 블록(30) 내의 고정 요소들(32)에 의해 실질적으로 동등한 인장력으로 유지되므로, 필요한 경우에는 동등 인장 잭을 제거하여 고정 블록(30)에 고정된 가닥들을 인장 상태로 유지하며 로드셀 배열(20)을 고정 블록(30)에 인접한 위치로 유지할 수 있다. 가닥들(1)의 복귀 운동을 차단함으로써 가압 인장력이 제거되었을 때 가닥들(1)의 복귀 운동 및/또는 인장력 저하가 없도록, 고정 블록(30)이 원뿔형 쐐기들을 잠금 형상으로 가압하는 스프링들이나 기타 가압 요소들을 구비할 수 있음을 주목해야 한다.

상술한 동등 인장력 공정이 가닥들 내에서 필요한 인장력을 달성하지 못한다면, 가닥들(1)을 필요한 인장력까지 인장시키는 제2 인장력 동작을 가닥들(1)에 대해서 실행할 필요가 있다. 개별적인 잭들의 인장 성능에 따라서는, 동등 인장 단계를 수행하기 위해 사용되었던 동일한 동등 인장 잭(10)을 이용하여 제2 인장력 동작이 실행될 수도 있다. 그러나 보다 일반적으로는 개별적인 잭들(11)은 제한된 인장 성능을 가지며, 가닥들(1)의 인장력을 필요한 인장력까지 인장시키기 위해서는 예를 들어 긴 행정의 잭과 같은 더 강한 잭이 필요할 것이다. 이와 같은 경우, 로드셀 배열(20)을 위치에 유지한 채로 동등 인장 잭(10)이 가닥들(1)로부터 제거되며, 그리고는 더 강력한 잭이 가닥들 및 로드셀 배열(20)에 설치될 수 있다. 제2 인장력 공정 중에 로드셀 배열이 제거되거나 방해를 받지 않으므로, 동등 인장 단계의 마무리 이후에 수행된 조정의 정밀도가 유지된다. 메인 인장 단계가 실행될 때 가닥들 내의 개별적인 인장력들을 측정하고 감시하도록 위치하는 정밀하게 조정된 로드셀 배열과 함께, 제2의 메인 인장 단계가 진행된다. 이와 같은 방식으로 인장력에서의 어떠한 예기치 못한 변화들이 발생하자마다 감지될 수 있으며, 영향을 받는 특정 가닥(들)로 격리될 수 있다. 이러한 예기치 못한 변화는 예를 들어 파단(breakage)이나 빠른 항복(premature yielding)과 같은 가닥 내에서의 소재 손상을 나타낼 수 있으며, 또는 상술한 걸림(trapping) 등의 현상을 뒤따르는 급격한 변화(인장력 저하 또는 예기치 못한 급격한 인장력 증가)를 나타낼 수 있다. 또한 조정된 로드셀 배열은 메인 인장 단계 중에 또는 그 이후에 다양한 가닥들을 가로지르는 인장력 분포가 허용 가능한 허용 공차로 유지되는 것을 나타내기 위해 사용될 수 있다. 메인 인장 단계가 실행되는 동안 및/또는 가닥들(1)이 충분히 인장되었을 때 개별적인 로드셀 출력의 사이에서 큰 차이가 감지되지 않는다면, 이것은 상술한 걸림이나 마찰력 문제들 없이 메인 인장 단계가 이루어진 것의 증거로 여겨질 수 있다. 그러나 개별적인 로드셀들(22)의 출력값들의 사이에 큰 편차들이 감지되면, 이는 인장력이 불충분하는 것을 나타내는 것이라고 추정될 수 있으며, 변동의 크기가 가닥들(1)의 인장력의 해제와 재설치를 필요로 하는 것인지에 대해 결정이 취해질 수 있다. 각각의 개별적인 가닥에 대한 독립적인 로드셀의 사용은 샘플 측정값들의 집합으로부터 통계적 해석이나 추정을 필요로 하지 않고 가닥들에서의 인장력 분포를 정밀하고 완전하게 알 수 있음을 의미한다.

개별적인 로드셀들(22)은 바람직하게는 특별히 가닥들(1) 내에서 감시될 필요가 있는 인장력의 범위에서의 응답 특성에서 가능하다면 서로 유사하여야 한다. 로드셀들(22)이 알려진 제1 인장력(즉 모든 처짐이 팽팽하게 되고 모든 개별적인 잭들(11)이 가닥들(1)을 제1의 상대적으로 낮은 수준의 인장력으로 인장한 이후에)으로 조정된다면, 로드셀들(22)은 모두 로드셀 출력들의 사이의 차이점이 가닥 인장력들의 사이의 차이점을 나타내는 것으로 여겨지는 결과와 함께 메인 인장 단계에 걸쳐 유사한 부하/출력 응답 특성을 생성한다.

본 발명의 인장 방법의 개선에 의하면, 각각의 가닥들에 대해 생성된 인장력 측정값들은 개별적인 측정값들이나 모든 가닥들(1)의 결합력의 측정값과 개별적인 측정값들의 요약 함수(합계나, 평균이나 기타 통계 함수)를 비교함으로써 심층적으로 확인되거나 확증될 수 있다. 이러한 결합된 또는 전체적인 측정은 메인 인장 단계에서 사용되는 메인(예를 들어 긴 행정의) 잭에 의해 가해지는 인장시키는 힘을 측정하도록 배치된 로드셀을 이용하여 이루어질 수 있다. 선택적으로는, 가닥들에서의 전체적인 전체 인장력 측정은 인장력 값으로의 미리 조정된 변환을 이용하거나 유압잭의 형상과 치수에 기초한 이론적인 계산에 의해 메인 잭(유압 잭의 경우)의 유압 압력의 측정으로부터 추론될 수 있다.

상술한 확인/확증 단계는 동등 인장 단계 동안에 이루어지는 인장력 측정과는 독립적으로 제2 인장력값이 정밀하게 측정되거나 계산될 수 있는(예를 들어 제2 잭이나 다른 인장 수단이 사용되는) 인장 단계의 어느 지점에서나 실행될 수 있다. 로드셀 배열이 두 가지의 인장 단계들을 통해서 제 위치에 유지되며 적어도 하나의 정밀하게 알려진 인장력값으로 정밀하게 조정되는 사실은 두 개의 인장 단계들에서 연속적이며 신뢰성이 있는 인장력 값을 제공한다. 제1 인장력 단계는 각각의 가닥이 동일한 인장력으로 인장되는 동등 인장력 인장 단계로 간주될 수 있으며, 제2 인장 단계는 가닥들의 길이를 동등하게 연장시킴으로써 인장이 이루어지는 동등 신장(equal elongation)의 하나임을 주목하여야 한다.

도 2 내지 도 5는 도 1에 도시된 것과 같은 두 개의 로드셀 배열(20)의 개략적인 단면도와 평면도를 도시한다. 도 2 및 도 4는 도 3 내지 도 5의 로드셀 배열들에서 A-A축 및 B-B축의 각각을 가로지르는 단면도를 도시한다.

두 개의 모든 경우에 있어서, 인장력이 측정될 각각의 가닥(1)을 위해 하나의 로드셀(22)이 마련된다. 로드셀들(22)은 바람직하게는 탄성자기(elastomagnetic) 또는 자기탄성(magnetoelastic) 센서들로 알려진 것과 같은 자기 로드셀들이며, 통상적으로 가닥(1)을 둘러싸는 두 개의 유도 권선들(induction windings)로 구현된다. 도면에서 두 개의 권선들은 독립적으로 식별되지는 않는다. 사용 중에는 권선들의 하나에 전기 펄스가 인가되고, 그 결과로 유도된 펄스가 다른 권선에 대해 측정된다. 가닥의 철의 투자율(magnetic permeability)은 철의 인장력의 크기와 함께 변화하므로, 유도 신호 전달량도 증가하는 인장력과 함께 변화한다. 철의 투자율은 또한 소재의 온도에 의존하고, 온도 변동을 고려하여 로드셀 측정값들이 보정되거나 보상됨을 주목하여야 한다. 온도 센서가 각각의 로드셀에 내장될 수 있는데, 예를 들어 인장력 측정 정보와 함께 온도 측정 정보가 함께 출력될 수 있다. 선택적으로는 각각의 로드셀은 자체의 온도 보상수단(예를 들어 계산 회로)을 구비할 수 있으며, 온도 보상수단은 로드셀에서 온도 보상이 이루어지게 허용하도록 예비 조정될 수 있으므로 각각의 로드셀은 온도 보상된 인장력값을 출력할 수 있다.

탄성자기 로드셀 대신 예를 들어 초음파식, 전기용량식(capacitive), 스트레인 게이지(strain gauge) 등과 같은 다른 형태의 로드셀이 사용될 수 있음을 주목하여야 한다.

도 2 및 도 3은 단일 평면 상에 배치된 55개의 로드셀들의 배열을 도시한다. 로드셀들(22)은 외부의 전자기장에 의해 차폐부(21)에 의해 차폐된다. 전선들(24)은 로드셀들(22)에 전원을 공급하며, 로드셀들로부터의 출력값들을 외부의 감시 장치 또는 처리 장비로 전달하는 출력 신호 전선을 구비한다. 이와 같은 로드셀들(22)의 평면 배치는 로드셀들(22)의 각각이 도시된 단일 평면 배열(20)에 설치될 수 있는 직경을 갖는 곳에서 적용할 수 있다.

더 큰 로드셀들에 대해서나, 또는 로드셀 배열의 전체 직경을 감소시키기 위해서는, 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같은 배치가 바람직하다. 교대하는 셀들(22a, 22b, 22c)은 상이한 평면들에 오프셋되어 배치됨으로써 가닥들(1)은 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이 평면에 배치되었을 때 로드셀들이 허용하는 것보다도 서로 더 가깝게 유지될 수 있다. 도시된 예에서는, 상이한 음영으로 칠해진 로드셀들(22a, 22b, 22c)은 각각 세 개의 상이한 평면 배열에 배치된다. 그러나 이러한 배열들은 예시적인 것일 뿐이며 특정 로드셀 형상이나 배치에 맞추어 다른 오프셋 배열도 고안될 수 있다.

인장된 구조물의 외측에 고정 블록(30)에 인접하여 제거 가능하게 장착된 로드셀 배열(20)이 도 1에 도시된다. 이로 인해 인장이 완료되면 로드셀 배열(20)이 제거될 수 있고, 개별적인 가닥 인장력이 허용 공차 내에 있는 것이 증명될 수 있다. 그러나 본 발명의 변형예에서는 로드셀들(22)이 잭으로부터 멀리 떨어져 고정 블록(30)의 외측에 배치될 수 있다(이러한 배치는 도면에 도시되지 않음). 이와 같은 경우, 인장이 완료되어 잭들이 제거되었을 때를 제외하고는 로드셀들(22)은 상술한 방법에서와 같이 동일한 방식으로 사용된다. 로드셀들(20, 22)은 가닥들 내에서 위치를 유지하도록 남겨져, 그 결과 잭이 제거된 이후의 어느 시점에서나 개별적인 가닥들(1)의 인장력이 측정될 수 있다. 이와 같은 구성에서는, 인장과 고정이 완료되면 각각의 로드셀(22)의 근처에서의 기계적 또는 전자기적 특성에서의 변화가 존재하지 않는다. 이로 인해 로드셀 출력 신호 내에서 감지되는 어떠한 변화는 로드셀(22)이 설치되는 주변의 가닥(1)의 인장력의 변화의 결과인 것으로 추정될 수 있다. 그러므로 로드셀들(20, 22)은 위치에 남겨지며, 필요한 경우 가닥들(1)의 인장력들을 연속적으로 또는 단속적으로 감시하기 위해 사용된다. 감시(monitoring)는 비교 모드(comparative mode), 즉 로드셀(22)의 상대적인 출력값들을 감시하여 개별적인 가닥들(1)의 인장력값들의 차이를 감지하거나, 개별적인 가닥들(1) 또는 가닥들의 집합적인 묶음에 대해서나, 또는 이 두 가지 모두에 대해 출력값들의 변동이 시간에 따라 추적되는 절대 모드(absolute mode)로 실행될 수 있다.

가닥 집합 내의 전체 인장력을 확인하기 위한 목적으로 인발(리프트-오프; lift-off) 인장력 측정이나 다른 적합한 인장력 검사가 이어서 실행되는 경우, 로드셀 배열(20)의 전체 절대값들을 재조정하기 위해 또는 로드셀들로부터 제공되는 측정 데이터를 재확인하기 위해 이러한 측정으로부터의 데이터가 사용될 수 있다. 필요한 경우, 개별적인 로드셀들(22)은 또한 모든 가닥들(1)에서의 균일한 힘의 분포를 가정하거나 리프트 오프 시험의 이전에 존재하였던 동일한 힘의 분포를 유지함으로써 이 시점에서 새로운 측정값으로 정규화될 수 있다. 특정 로드셀의 측정값에서의 예기치 못한 변화는 특정 로드셀에 의해 감시되는 가닥 내의 인장력의 완전성에서의 변화를 나타낼 것이다.

도 6은 연결부(12, 13)에서의 유압 압력에 의해 구동되어 단일 가닥(1)을 인장시키는 단일의 잭을 이용하여 개별적인 가닥들(1)의 개별적인 인장이 실행되는 본 발명의 대체적인 실시예를 도시한다. 잭(14)은 모든 가닥들이 동등한 인장 압력으로 인장될 때까지 가닥에서 가닥으로 이동될 수 있다. 하나의 가닥을 인장시키는 것은 다른 가닥들에서의 인장력에 영향력을 미칠 수 있으므로, 모든 가닥들이 동일한 유압 압력으로 인장되는 것이 달성될 수 있을 때까지 개별적인 가닥들의 인장이 필요한 만큼 반복될 수 있다. 이와 같은 동등 인장 방법은 현장에서 도 1에 도시된 완전 동등 인장 잭을 사용할 수 없을 때 사용될 수 있다. 원리는 동등 인장 잭에서와 같지만, 모든 가닥들은 동일한 인장력으로 개별적으로 인장된다. 그 이후에는 로드셀 배열(20)의 로드셀들(22)의 조정이 상술한 방식으로 실행될 수 있다.

도 7은 단일 행정에서 또는 복수 회의 가압 행정에서 제2 메인 인장 동작을 실행하기 위해 사용될 수 있는 긴 행정의 동등 신장 잭(40)의 단면 개략도를 도시한다. 잭(40)은 상술한 것과 같이 동등 인장 잭(10)을 대체할 수 있다. 가닥들(1)은 가닥들의 인장 방향에 반대되는 방향으로의 움직임을 방지하는 고정 블록(30)에 의해 고정된다. 제2 고정 수단(5)이 가닥들(1)을 파지함으로써 잭 피스톤(41)이 잭의 메인 실린더(42)의 내에서 유압에 의해 후퇴함으로써 가닥들에 주된 인장력을 부여한다. 각각의 가닥의 인장력은 이와 같은 메인 인장이 이루어질 때에 로드셀 배열(20)의 로드셀들(22)에 의해 감시된다. 잭(40)은 인장되는 모든 가닥들에서의 인장력을 측정하기 위해 상술한 것과 같이 전체 로드셀을 합체할 수 있다. 선택적으로는 이와 같이 전체 또는 결합된 인장력이 잭(40)에 인가되는 유압 압력으로부터 추측될 수 있다.

도 8 및 도 9는 도 1의 개별적인 잭 배열(10; 동등 인장 잭)이 더 큰 잭(40)에 어떻게 통합될 수 있는지를 도시한다. 이러한 경우, 동등 인장 잭(10)은 메인 인장 잭(40)에 설치되도록 제거되지 않으며, 동등 인장 동작과 메인 인장 동작의 모두가 일체화된 장비를 이용하여 수행될 수 있다. 이러한 유형의 잭이 사용될 때에는, 가닥들의 모든 처짐이 동등 인장 잭(10)에 의해 팽팽하게 되면 상기 언급되었던 동등 인장 로드셀 조정 단계가 실행되며, 모든 가닥들은 동일한 인장력으로 인장된다. 도 8은 예를 들어 동등 인장 단계 및/또는 로드셀 조정 단계가 실행되는 동안 시작 지점에 있는 메인 잭(40)을 도시하고, 도 9는 잡아당기는 행정의 끝에서 메인 잭(40)이 후퇴한 위치에 있는 것을 도시한다. 도 8 및 도 9에 도시된 이와 같은 장치에서의 심화된 발전으로서, 도 7에 도시된 고정 블록(50)에 유사한 제2 고정 블록이 동등 인장 잭(10)의 후방에(즉 도 8 및 도 9에 도시된 것과 같이 동등 인장 잭(10)의 위에) 설치될 수 있다. 이와 같은 제2 고정 블록(미도시)은 동등 인장 잭(10)의 개별적인 잭들에서의 개별적인 고정 수단에 의해 지탱되는 것보다 훨씬 큰 인장력을 담당할 수 있다.

도 10a 내지 도 10c와 도 11은 인장 단계들에 걸쳐 로드셀 조정이 어떻게 수행되는지를 도시한다. 각각의 그래프에서 S 축은 로드 센서로부터 출력되는 인장력 측정값을 나타내고, F 축은 개별적인 가닥에 대한 개별적인 잭에 인가되는 유압 압력을 나타낸다(또는 개별적인 잭의 유압 압력으로부터 추정될 수 있는 가닥에 인가되는 인장력).

예를 들어 알려진 기준 힘에 대한 통상적인 조정이 실험실에서 제일 먼저 이루어진다. 이러한 조정으로 실제 적용되는 힘 F에 대한 로드셀 출력 S의 조정 곡선을 얻는다. 단일 로드셀에 대한 이와 같은 조정 곡선이 도 10a에 도시된다. 도 10a에서 S축은 조정되는 로드셀의 출력 측정값을 나타내고, F축은 로드셀을 조정하기 위해 사용되는 시험용 철(test steel)에 적용되는 실제 힘을 나타낸다.

현장에서의 인장 단계는 원래의 실험실 조정 조건들과는 완전히 다른 조건(철의 기계적 및 자기적 특징과 온도 등) 하에서 이루어지며, 조정 곡선은 이러한 조건들을 고려하여 조정될 필요가 있을 것이다. 로드셀들을 조정하는 종래 기술의 방법은 무부하 조건에서의 로드셀 출력을 0으로 만드는 것과 온도 변동을 위해 조정하는 것에 한정되었다. 본 발명의 인장 방법 및 인장 시스템은 로드셀에 대한 실험실 조정 곡선을 각각의 개별적인 가닥들을 위한 실제 측정값의 집합으로 맞춤으로써 이러한 방법에서의 개선을 제공한다. 더 많은 값들이 측정될수록 곡선이 측정 데이터에 더 정밀하게 맞추어질 수 있다. 이러한 맞춤 단계가 두 개의 지점 표지(F0-S0, F1-S1)를 갖는 원래의 조정 곡선(실선)을 나타내는 도 10b에 도시된다. S0 및 S1은 인장시키는 인장력 F0 및 F1의 각각에서 로드셀의 예측되는 인장력 측정값을 나타낸다. 그러나 S'0 및 S'1은 인장력들 F0 및 F1의 각각에서 로드셀에 의해 표시되는 실제 측정 인장력값들을 나타낸다(실제 힘들 F0 및 F1은 각각의 유압잭에 인가되는 압력으로부터 알 수 있거나 계산될 수 있다). 점선은 원래의 조정 곡선이 약간 천이되며 회전한 형태로, 실제 측정 데이터와 일치하도록 이동하였다. 각각의 개별적인 인장력값이 각각의 개별적인 가닥에 대해 측정될 수 있을 때 동등 인장 단계 동안에 곡선을 각각의 로드셀에 대한 실제 측정값에 대해 맞춤으로써, 가닥들 내의 개별적인 인장력이 개별적인 잭들(11)의 인장 범위를 초과하는 인장력들에 대해 정밀하게 설계될 수 있다. 이러한 방식으로, 더 높은 인장력에서 각각의 개별적인 로드셀로부터의 개별적인 인장력 측정값들의 독립적인 확증이 없을지라도, 이러한 더 높은 인장력들에서의 로드셀 측정값들이 훨씬 더 정밀하다.

도 10c는 조정 단계의 심화된 개량을 도시한다. 이 경우, F1은 제1 인장력값에 도달하였을 때(즉 동등 인장 잭에 의해 모든 처짐이 팽팽하게 되고 가닥들이 모두 동일한 인장력에 있을 때에)의 인장력이다. 동등 인장 잭(10)을 이용하여 F1을 초과하여 개별적인 인장을 지속함으로써, 알려진 힘들 F'1, F''1 등에서의 개별적인 로드셀 측정값들을 더 얻을 수 있다. 이러한 부가적 측정값들은 조정 곡선을 실제 조건에 보다 정밀하게 맞추기 위해 사용될 수 있다.

도 11은 조정 방법의 심화된 개량을 도시한다. 동등 인장 단계 동안에 특정한 로드셀을 위해 조정 곡선을 맞춘 후에는, 그룹 확인 단계가 F2에서 실행된다. 이 단계에서는 인장되는 가닥들에서의 결합 인장력이 개별적인 로드셀들로부터의 개별적인 측정값들의 함수에 대해 비교되어, 로드셀의 측정값들의 예측값(S2)이 추정된다. 이로 인한 결과는 개별적인 로드셀 측정값들의 합계가 예측된 전체 값(S2)과 동일한 것임을 단순히 재확인하는 것으로 볼 수 있다. 선택적으로는 조정 곡선은 지점 S2를 포함하도록 더 맞추어질 수 있다.

S'2는 많은 측정값들에 의한 결합 인장력을 나누어서 계산되는 단순한 평균값일 수 있으며, 또는 보다 정교한 수학 함수일 수 있다. 이러한 확인 단계가 바람직하게는 개별적인 로드셀 출력의 초기 교차 조정과 모든 가닥들 내의 결합 인장력을 측정하기 위해 사용되는 인장력 측정 수단을 제공하기 위해 동등 인장 단계 동안에도 실행될 수 있음을 주목하여야 한다.

실제 상황에서 개별적인 가닥들 내의 인장력은 메인 인장력 동작 동안에 완전히 동일하게 유지되지는 않을 것이다. 동등 인장 동작 이후에 인장이 진행함에 따라 형상, 소재 또는 방향에서의 약간의 변화가 개별적인 인장력에서의 차이를 필연적으로 야기할 것이다. 도 12는 가닥들의 개수(N 축)에서 가닥 인장력들(F 축)이 어떻게 분포될 수 있는지를 도시한다. F4 및 F5는 가닥의 그룹 내에서 인장값들의 확산을 표시하기 위해 사용될 수 있는 변화량을 나타낸다. 종래 기술의 시스템들은 특정한 후속 인장 공정 적용(post-tensioning application)을 위해 인장력들의 분포가 미리 정해진 허용 가능한 범위 내에 있는지를 결정하기 위해 이러한 유형의 변동 계산을 사용한다. 그러나 이와 같은 통계적 분석은 하나 또는 그 이상의 가닥들이 (예를 들어 항복 응력의 95%를 나타낼 수 있는 최대 응력 F6을 초과하여) 심하게 인장되거나 (최소 응력 F3의 미만에서) 파단될 수 있는 가능성을 배제하지는 못한다.

이와 대조적으로 본 발명의 인장 방법은 이와 같은 통계적 해석을 불필요하게 만드는데, 그것은 설치 작업자로 하여금 단순한 확률의 설명을 뛰어 넘어서, 그 대신 가닥들 모두가 개별적으로 정해진 인장력 허용 공차 내에 있는 것을 증명하는 것을 가능하게 하기 때문이다.

상술한 설명은 가닥들의 그룹의 일단을 인장시키는 데에만 중점을 두었다. 그러나 어떤 설치의 경우에는 가닥들의 그룹을 양단에서 인장시키는 것이 바람직할 수 있다. 이는 상술한 걸림과 마찰의 문제점의 영향을 더욱 줄일 수 있다. 가닥들은 각각 가닥 묶음의 양측 단부의 각각의 두 개의 잭 조립체들을 이용하여 인장될 수 있다. 이러한 경우 두 개의 잭들 내에서 두 개의 인장 단계들이 동시에 진행할 수 있거나, 또는 차례로 진행될 수 있거나, 또는 점진적으로 진행될 수 있거나, 또는 교차하며 진행될 수 있다. 동등 인장 조정이 효과적이기 위해서는, 처짐이 팽팽하게 되고 모든 잭들이 가닥들을 제1 인장력으로 인장시킨 이후에 모든 잭 조립체들의 로드셀들의 조정이 동시에 수행되는 것이 바람직하다. 또한 두 개의 개별적인 잭들의 집합들이 동일한 압력원으로 구동되게 하거나 적어도 동일한 압력으로 구동되게 할 수 있는데, 이는 덕트 내에서 가닥들의 이동량을 최소화할 수 있다. 특별히 로드셀들이 모두 동일한 인장력으로 조정된다면, 로드셀들의 두 개의 집합을 갖는 것은 인장력 감시 시스템을 상술한 마찰 효과에 더 민감하게 만든다. 하나의 배열의 로드셀들의 출력값들을 서로 비교하는 것과 시간에 따라 로드셀들의 출력값들에서의 변화를 감지하는 것처럼, 하나의 배열의 로드셀들을 다른 배열의 대응하는 로드셀(즉 동일 가닥)과 비교하는 것도 가능하다. 예를 들어 길이 방향의 어디에선가 걸린(pinched) 가닥은 타단보다 일단에서 더 높은 인장력 하에 놓일 것이다. 그리고 이러한 변화는 가닥의 단부들의 두 개의 로드셀들을 비교함으로써 감지될 수 있다. 두 개의 로드셀들의 사이의 비교 또는 로드셀들의 두 개의 배열들의 사이에서의 비교는 상술한 다른 종류의 비교들에 의해 이루어지는 측정값들을 확증하기 위해 사용될 수 있다.

1: 가닥들 40: 잭
5: 구조물 41: 잭 피스톤
10, 11, 14: 인장 수단 20, 22: 인장력 감지수단
12, 13: 압력원 42: 메인 실린더
30: 블록 22a, 22b, 22c: 로드셀
32: 고정 요소 50: 고정 블록

Claims (15)

1. 복수 개의 가닥들(1)을 인장하는 방법으로서:
   각각의 개별적인 가닥(1) 내의 개별적인 인장력을 결정하기 위해 복수 개(20)의 개별적인 제1 인장력 감지수단(22)을 배치하는 제1 단계;
   각각의 개별적인 가닥(1)을 공통의 제1 인장력(F1)까지 개별적으로 인장시키는 제2 단계;
   각각의 가닥(1)이 제1 인장력(F1)까지 인장되었을 때, 개별적인 제1 인장력 감지수단(20, 22)을 이용하여 각각의 가닥(1)에 대해 제1 개별적인 인장력 감지값(S1)을 결정하는 제3 단계; 및
   복수 개의 제1 인장력 감지수단(20, 22)에 의해 결정된 제1 개별적인 인장력 감지값들(S1)을 제1 인장력(F1)으로 조정하는 제4 단계;를 포함하는, 인장 방법.
2. 제1항에 있어서,
   복수 개의 가닥들(1)을 제2 인장력(F2)으로 인장시키는 제5 단계와,
   가닥들(1)이 제2 인장력(F2)으로 인장되었을 때 개별적인 제1 인장력 감지수단(20, 22)을 이용하여 각각의 개별적인 가닥(1)에 대한 제2 개별적인 인장력 감지값(S2)을 결정하는 제6 단계를 더 포함하는, 인장 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   복수 개의 가닥들(1)의 결합 인장력을 결정하는 제2 인장력 감지수단을 배치하는 제7 단계와,
   결합 인장력을 제1 인장력 감지수단(20, 22)에 의해 감지된 개별적인 인장력 감지값들(S2)과 비교하는 제8 단계를 더 포함하는, 인장 방법.
4. 제1항에 있어서,
   개별적인 인장력 감지수단(22)은 자기 부하 센서들(magnetic load sensors)인, 인장 방법.
5. 제3항에 있어서,
   가닥들(1)이 인장된 후에 개별적인 인장력 감지수단(20, 22)을 제거하는 제9 단계를 포함하는, 인장 방법.
6. 제1항에 있어서,
   가닥들(1)이 인장된 후에 복수 개의 개별적인 인장력 감지수단(22)이 개별적인 가닥들(1)에 대한 개별적인 인장력값들을 계속 제공하도록 복수 개의 개별적인 인장력 감지수단(22)이 배치된, 인장 방법.
7. 복수 개의 구조물 가닥들(1)을 인장시키는 시스템으로서:
   가닥들(1)의 각각을 공통 제1 인장력(F1)까지 개별적으로 인장시키는 개별적인 인장 수단들(10, 11, 14);
   복수 개의 가닥들(1)을 제2 인장력(F2)까지 인장시키는 공통 인장 수단(40);
   각각의 가닥들(1)에 대한 개별적인 인장력 감지값들(S1)을 감지하도록 배치된 복수 개(20)의 개별적인 인장력 감지요소들(22); 및
   제1 인장력(F1)에 대해 개별적인 인장력 감지값들을 조정하는 제1 조정 수단;을 구비하는, 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   개별적인 인장 수단(11, 14)이 하나 또는 그 이상의 개별적인 유압잭들(11, 14)을 구비하고, 개별적인 유압잭들(11, 14)은 하나의 가닥(1)을 인장시키도록 배치된, 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   개별적인 인장 수단(11, 14)은 공통 압력원(12, 13)이나 개별적인 압력원들에 의해 공통 압력을 공급 받는 복수 개의 개별적인 유압잭들(11)을 구비하는, 시스템.
10. 제8항에 있어서,
    개별적인 인장 수단(11, 14)은 하나의 가닥(1)을 차례로 연속하여 인장시키도록 이동할 수 있는 개별적인 유압잭(14)을 구비하는, 시스템.
11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    개별적인 인장력 감지요소들(22)은 자기 부하 센서들(magnetic load sensors)인, 시스템.
12. 제7항에 있어서,
    개별적인 인장력 감지요소들(22)은 가닥들(1)의 인장 방향에 실질적으로 평행한 길이 방향의 축에 수직한 하나 또는 그 이상의 공통 평면 내에 배치되는, 시스템.
13. 제7항에 있어서,
    개별적인 인장력 감지요소들(22)은 가닥들의 인장이 완료되면 개별적인 가닥들(1) 내의 개별적인 인장력을 측정하도록 위치를 유지할 수 있게 배치된, 시스템.
14. 제7항에 있어서,
    개별적인 인장 수단(10, 11, 14)과 공통 인장 수단(40)은 동일한, 시스템.
15. 제7항에 있어서,
    복수 개의 가닥들에서의 공통 인장력(F1, F2)을 결정하는 공통 인장력 감지수단과,
    개별적인 인장력 감지요소들(22)에 의해 결정된 개별적인 인장력 측정값들(S1, S2)을 공통 인장력 감지수단(F1, F2)에 의해 결정된 공통 인장력에 대해 조정하는 제2 조정 수단을 구비하는, 시스템.

Images