KR102290341B1 - 유압을 이용하여 강선의 긴장력 감소를 모니터링 하는 긴장력 검출 및 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지반에 설치되는 지반보강용 앵커체에서 강선에 적용되고 있는 긴장력을 검출하고 이를 표시하는 장치로서, 다수의 강선이 결합되어 고정되는 앵커헤드(110); 상기 앵커헤드의 하측에 구비되고, 상기 강선의 긴장에 의한 힘을 앵커헤드로부터 전달받는 가압부재(120); 상기 가압부재의 하측에 위치하고, 내부에 구비되는 유체(F)가 상기 가압부재로부터 강선의 긴장에 의한 힘을 받는 하우징(130); 상기 하우징의 하부에 구비되는 지압판(140); 상기 하우징의 측면에 구비되고 상기 하우징 내부 유체의 압력을 감지하는 압력센서(S); 및 상기 하우징 내부 유체의 압력을 표시하는 디스플레이장치(180);를 포함하는 것이 특징이다.
본 발명은, 강선에 긴장력이 작용함에 따라 발생하는 앵커체 내부의 유체 압력을 감지함으로써 강선의 긴장력을 바로 확인할 수 있고, 또한 상기 유체의 압력을 지속적으로 센서를 이용하여 감지하고 이상 상황 발생시에 경고등를 이용하여 경고함으로써 강선 긴장력의 유지 상태를 쉽게 확인할 수 있어서 유지 보수에 매우 유리하다.

Description

유압을 이용하여 강선의 긴장력 감소를 모니터링 하는 긴장력 검출 및 표시 장치{apparatus for detecting and displaying tensile force of steel wire using oil pressure}

본 발명은, 지반 보강용 앵커체에 구비되는 강선의 긴장력을 검출하여 표시하는 장치에 대한 것으로, 구체적으로는 지반을 보강하기 위해 앵커체를 지반에 삽입하고 PC강선에 긴장력을 가하여 지압판이 토압에 저항하도록 시공하는 경우에 강선에 가해지는 긴장력을 앵커체에 구비되는 유압센서를 활용하여 검출하고 이를 표시함으로써 지반앵커의 보유응력 상태 및 그 변화를 육안으로 용이하게 확인할 수 있어서 지반앵커의 설치 및 유지관리가 용이하도록 한 기술이다.

일반적으로 지반보강용 앵커체는, 지중에 삽입하여 흐트러진 지반을 상호 결합시키는 강선, 지반과 강선을 고결시키는 그라우트(grout), 강선에 도입된 긴장력을 지반에 전달하는 지압판 등으로 이루어진다. 시공 과정을 간단히 보면, 지반을 천공한 후, 강선을 포함한 앵커체를 삽입하고 지반과 강선을 그라우트 시공으로 강선의 끝단을 고정한 후, 유압 실린더로 강선을 당겨서 긴장(prestressing)한후, 고정시킴으로서 지반에 긴장력을 도입하여 지반안정을 도모하는 공법이다. 따라서 강선에 부가되는 긴장력은 지반보강의 중요기술로서 설계긴장력이 제대로 도입되어야 지반붕괴 등의 사고를 방지할 수 있다. 하지만 현행의 공법은 강선에 도입되는 긴장력을 용이하게 확인하기 어려운 문제가 있다.

또한, 지반 보강용 앵커체의 시공 후에도 시간이 지남에 따라 강선의 긴장이 느슨해져서 재긴장 작업이 필요할 수 있으므로, 강선의 긴장력에 대한 주기적인 확인 및 유지 보수가 이루어져야 함에도 외부에서 긴장력의 크기를 용이하게 확인하기 어려운 문제가 있었다.

본 발명은 지반앵커에 체결되는 강선에 필요한 긴장력의 크기를 시공 현장에서 바로 확인할 수 있고, 또한 시공후에도 긴장력의 변동 상황을 용이하게 체크할 수 있는 기술을 제공하는 것이 목적이다.

본 발명은, 다수의 강선이 결합되어 고정되는 앵커헤드(110); 상기 앵커헤드의 하측에 구비되고, 상기 강선의 긴장에 의한 힘을 앵커헤드로부터 전달받는 가압부재(120); 상기 가압부재의 하측에 위치하고, 내부에 구비되는 유체(F)가 상기 가압부재로부터 강선의 긴장에 의한 힘을 받는 하우징(130); 상기 하우징의 하부에 구비되는 지압판(140); 상기 하우징의 측면에 구비되고 상기 하우징 내부 유체의 압력을 감지하는 압력센서(S); 및 상기 하우징 내부 유체의 압력을 표시하는 디스플레이장치(180);를 포함하는 강선의 긴장력 검출 및 표시 장치를 제공한다.

상기 디스플레이장치는, 상기 압력센서가 감지한 압력을 수치로 표시하는 디스플레이부(182); 상기 앵커헤드 고정에 필요한 긴장력이 강선에 작용하는 상태에서 상기 유체의 압력인 제1압력을 설정하는 압력설정 스위치(184); 상기 유체의 압력이 상기 제1압력으로부터 소정값만큼 벗어나는 경우 경고를 발하는 LED 경고등(186); 상기 디스플레이부와, 압력설정 스위치와, LED 경고동에 공급되는 전력을 생산하는 태양전지(188)를 포함한다.

상기 하우징(130)은 상면에서 내외부가 연통되는 관통홀(135)을 가지고, 상기 가압부재(120)의 하단부는 상기 관통홀을 관통하여 배치되어 상기 유체에 압력을 가한다.

상기 하우징의 측면과 상기 디스플레이장치를 연결하는 연결부재(160)를 더 포함하고, 상기 압력센서는, 상기 연결부재의 일측단이나 상기 연결부재의 내부에 구비된다.

본 발명은 상기 구성에 의해서 강선에 긴장력이 작용하면 상기 앵커체 내부의 유체에 압이 작용하고 이 압력을 감지함으로써 강선의 긴장력을 바로 확인할 수 있게 되는 효과가 발생하고, 또한 상기 유체의 압력을 지속적으로 센서를 이용하여 감지하고 이상 상황 발생시에 경고 등을 이용하여 경고함으로써 원거리에서도 강선 긴장력 이상 유무를 확인할 수 있어서 유지 보수에 매우 유리한 효과가 발휘된다.

도 1은 본 발명에 따라 지반보강용 앵커체에 적용되는 강선 긴장력 검출 및 표시 장치의 사시도이며,
도 2는 본 발명에 따라 지반보강용 앵커체에 적용되는 강선 긴장력 검출 및 표시 장치를 다른 방향에서 바라본 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따라 지반보강용 앵커체에 적용되는 강선 긴장력 검출 및 표시 장치의 종단면도이며,
도 4는 본 발명에 따라 지반보강용 앵커체에 적용되는 강선 긴장력 검출 및 표시 장치의 일부 상세 종단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들이며 이는 사용자 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 대해서 상세히 설명한다.

본 발명은 지반보강용 앵커체에 적용되어 강선의 긴장력을 측정하고 표시하는 장치이다. 먼저, 본 발명의 앵커체는, 지중에 삽입되는 강선과, 지반과 강선을 고결시키는 그라우트(grout)와, 강선에 도입된 긴장력을 지반에 전달하는 지압판과, 강선에 긴장력을 준 상태에서 강선과 결합되어 강선에 긴장력이 지속적으로 작용하게 하는 앵커헤드(110) 등으로 이루어지고, 그라우트 시공으로 강선의 끝단을 고정한 후, 유압 실린더로 강선을 당겨서 긴장(prestressing)한 후, 강성과 앵커헤드(110)를 고정시키는 등의 내용은 일반적으로 사용되는 기술과 동일하므로 이에 대해서는 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

그리고, 이하 본 발명의 설명에서 사용하는 상하방향은 설명의 편의상 임의적인 방향이며 도 1 내지 도 4에서의 상하방향을 의미하는 것으로 이해한다.

본 발명은, 강선(W) 다수 개가 앵커헤드(110)와 긴장상태에서 결합되는데, 앵커헤드(110)의 하측에는 상기 강선의 긴장에 의해 발생하는 힘을 앵커헤드로부터 전달받는 가압부재(120)가 위치한다. 즉, 강선의 긴장력에 의해 상기 가압부재가 아래쪽으로 힘을 받게 된다. 그리고, 상기 가압부재의 하측에는 하우징(130)이 위치한다. 상기 하우징(130)은 중앙부에서 와이어(w)가 관통하여 지나가도록 하는 중공형상이며 상면에는 내부와 외부가 연통되도록 하는 관통홀(135)이 형성된다. 그리고 상기 하우징의 내부에는 유체(F)가 구비된다. 유체는 상기 하우징 내부에 주입된 액체 또는 공기이며 하우징 외부로 배출되지 않도록 밀폐된 공간 상에 존재하게 된다.

상기 가압부재(120)의 하단부는 상기 관통홀(135)을 관통하여 배치되어서, 가압부재가 아래로 움직이게 되면 상기 하우징 내부의 유체(F)에 압력을 가하게 된다. 이때 상기 유체에서 발생되는 압력은 상기 강선의 긴장력에 대응되어 비례하는 값을 갖게 된다. 그러므로, 현장 시공과정에서 상기 강선에 가해져야 하는 필요 긴장력 값에 대응되는 유체 압력값(제1압력)이 구해질 수 있다.

그리고, 상기 하우징의 하부에는 지압판(140)이 위치하여 지반에 압력을 가하게 되고, 상기 하우징의 측면에는 압력센서(S)가 구비되어 있어서 상기 하우징 내부 유체의 압력을 감지하게 된다. 즉, 상기 하우징 내부의 유체는 가압부재에 의해 압력을 발생시키고 이 압력은 상기 하우징의 측면을 가압하게 되는데, 상기 하우징의 측면 적절한 위치에 유체압력을 측정할 수 있는 압력센서를 배치하여 유체 압력값을 구할 수 있다.

그리고, 본 발명은 상기 하우징 내부 유체의 압력을 표시하는 디스플레이장치(180)를 더 포함하도록 하여 현장에서 유체압력(즉, 강선의 긴장력)을 용이하게 확인할 수 있도록 하였다.

이를 위해, 상기 하우징의 측면과 상기 디스플레이장치를 연결하는 ㄴ자 형상의 연결부재(160)를 구비하여 하우징과 디스플레이장치(180)가 서로 연결되도록 한다. 상기 압력센서는, 상기 연결부재의 일측단(상기 하우징과 접하는 곳)이나 상기 연결부재의 내부에 구비된다. 즉, 압력센서는 상기 유체가 직접적으로 압력을 가하는 위치에 구비되는 것으로 하우징의 측면 일부에 홀을 형성하고 하우징 내부의 유체가 홀을 통해 외부로 압력을 가하게 한 상태에서 상기 압력센서는 상기 홀의 외측에 위치하도록 하여 유체의 압력이 상기 센서에 작용하게 한다.

상기 디스플레이장치(180)는, 상기 압력센서가 감지한 유체의 압력을 수치로 표시하는 디스플레이부(182)와, 필요한 압력을 설정하는 압력설정 스위치(184)와, 이상 압력 발생시 빛을 발하여 경고하는 LED 경고등(186) 등을 포함한다.

상기 압력설정 스위치(184)는 상기 앵커헤드 고정에 필요한 긴장력이 강선에 작용하는 경우, 이때 하우징 내부 유체의 압력인 제1압력을 설정하게 된다. 사용자는 손으로 눌러서 적절한 유체압력을 설정할 수 있다. 그리고, 상기 LED 경고등(186)은 상기 유체의 압력이 상기 제1압력으로부터 소정값만큼 벗어나는 경우 경고를 발하게 된다. 지반 보강용 앵커체를 시공한 후에도 유지보수 및 하자 점검을 위해 주기적으로 강선 긴장력 유지 여부를 확인하여 한다. 이때, 상기 LED 경고동을 활용하게 되면 용이하게 긴장력의 변동 상황을 체크할 수 있고 필요시 보수가 가능하게 된다. 상기 LED 경고등은 특히 앵커체가 접근이 용이하지 않은 높은 위치에 있는 경우에 더욱 활용성이 높아지는데, 예를 들면 앵커체가 시공되는 위치가 절개된 경사면의 상부 높은 곳인 경우, 긴장력 확인을 위해 사람이 가까이 접근하는 것이 어려운데, 본 발명에 의하면 상기 경고등의 불빛을 보고 긴장력 상태를 원거리에서도 용이하게 식별이 되기 때문에 강선 긴장력 유지 상태 확인에 매우 편리하다.

그리고, 본 발명은 상기 디스플레이부와, 압력설정 스위치와, LED 경고등에 공급되는 전력을 생산하는 태양전지(188)를 더 포함하여 전력 공급이 자동으로 지속적으로 이루어질 수 있도록 한다.

이상 설명에서 상기 유체(F)는 상기 하우징 내부에서 밀폐 상태로 존재한다고 하였으나, 유체의 외부 밀폐상태를 유지하기 위해 유체를 적절한 막으로 감싼 상태에서 상기 하우징 내부에 배치할 수도 있을 것이다. 유체는 풍선과 같은 막으로 밀폐된 상태에서 상기 하우징 내부에 주입되고, 상기 가압부재의 하방 힘을 받아서 유체의 내부 압력이 발생하게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (4)

1. 다수의 강선이 결합되어 고정되는 앵커헤드(110); 상기 앵커헤드의 하측에 구비되고, 상기 강선의 긴장에 의한 힘을 앵커헤드로부터 전달받는 가압부재(120);
   상기 가압부재의 하측에 위치하여 상기 가압부재로부터 강선의 긴장에 의한 힘을 받고, 상면에는 내외부가 연통되는 관통홀(135)이 형성된 하우징(130);
   상기 가압부재(120)의 하단에서 횡방향 외측방향으로 폭이 증가하고, 상기 관통홀(135)을 관통하여 상기 하우징 내부에 배치되는 가압부재 하단부;
   상기 가압부재 하단부와 상기 하우징의 측면과 하면에 의해 밀폐된 내부 공간에 배치되는 유체(F);
   상기 하우징의 하부에 구비되는 지압판(140); 상기 하우징의 측면에 구비되고 상기 하우징 내부 유체의 압력을 감지하는 압력센서(S); 및 상기 하우징 내부 유체의 압력을 표시하는 디스플레이장치(180);를 포함하고,
   상기 디스플레이장치는, 상기 압력센서가 감지한 압력을 표시하는 디스플레이부(182); 상기 앵커헤드 고정에 필요한 긴장력이 강선에 작용하는 상태에서 상기 유체의 압력인 제1압력을 설정하는 압력설정 스위치(184); 및 상기 유체의 압력이 상기 제1압력으로부터 소정값을 벗어나는 경우 경고를 발하는 LED 경고등(186);을 포함하고,
   지반 보강용 앵커체 시공시, 상기 강선에 긴장력을 가함에 따라 상기 가압부재의 하단부가 상기 하우징 내부에 기 주입된 유체를 가압하고, 상기 유체의 압력이 소정의 제1압력을 초과한 상태에서 상기 압력설정 스위치에 제1압력을 설정해 둠으로써, 상기 유체의 압력이 제1압력의 값 보다 내려가는지 여부를 상기 LED경고등을 통해 확인함으로써 강선의 긴장력 유지상태를 모니터링 하는 것을 특징으로 하는 강선의 긴장력 검출 및 표시 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 하우징의 측면과 상기 디스플레이장치를 연결하는 연결부재(160)를 더 포함하고,
   상기 압력센서는, 상기 연결부재의 일측단이나 상기 연결부재의 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 강선의 긴장력 검출 및 표시 장치.

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