KR20000039990A - 그라운드 앵커용 인장재 제거형 내부 정착체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부품수의 감축에 따른 제작 및 조립성의 향상, 제조원가의 절감, 인장재의 제거신뢰도 향상, 및 전용 인발기의 도움없이 인장잴르 제거할 수 있는 그라운드 앵커용 인장재 제거형 내부 정착체를 제공하기 위한 것으로서, 본체(1)에 슬리브 받침실(11)과 내주면상에 반쪽 웨지좌(15)를 가진 실린더(12)를 형성하고, 슬리브 받침실(11)의 바닥에는 수지유출공(16)과 전선공(17) 및 인장재공(13)을 천공하며, 상기 슬리브 받침실(11)에는 절연판(31) 위에 전선(34)이 인출된 전기발열체(32)와 열가소성 수지체(33)를 적층시킨 슬리브 받침(3)을 수납하고, 실린더(12)에는 외주면에 상기 웨지좌(15)에 대응하는 웨지좌(41)가 형성된 슬리브(4)를 축(42)이 슬리브 받침(3) 위에 닿도록 끼워 넣고, 슬리브(4) 위에는 슬리브 스프링(7a)을 얹고 웨지(5) 위에는 웨지 스프링(7b)을 얹고 캡(2)을 씌워 닫은 것이다.

Description

그라운드 앵커용 인장재 제거형 내부 정착체

인장재 제거형 내부 정착체로서는 특허공보 제96-4273호가 있다. 이 선행기술은 일본국 특개 평1-278615호, 평2-47234호와 같이 앵커공의 2배에 달하는 인장재를 사용하도록 제안된 인장재 제거형 내부 정착체의 단점을 보완하여 앵커공과 동등한 인장재를 사용하여 가설토류벽을 정착시킬 수 있게 한 것으로서, 중공의 내주면을 원주등분한 곳마다 웨지좌가 형성된 본체와, 분할형 웨지를 분할형 중심재에 삽입하여 중심의 인장재를 끼워 물리는 태양 웨지와, 태양 웨지 주위에서 상기 웨지좌에 삽입되는 위성 웨지와, 태양 웨지가 삽입된 중심재 및 위성 웨지가 각자 자기 의 위치를 유지하도록 그들 사이에 끼워 넣는 위성 웨지와 동수의 스페이서, 태양 웨지와 위성 웨지의 상향 이탈방지용 상부 덮개, 그리고 본체에 씌우는 캡으로 구성되어 있다.

그러나 이러한 구조의 내부 정착체는 실질적으로 인장력을 발휘하는 위성 웨지측 인장재 외에 이들 인장재의 제거를 위한 견인용 인장재, 즉 태양 웨지에 물리는 견인용 인장재와 이것을 끼워 물리는 웨지를 필수 구성요건으로 하기 때문에 지중앵커의 구성부품수가 늘어 제작과 조립난이도가 높고 견인용 인장재의 추가에 따른 제조원가의 상승과 견인용 인장재를 제기할 때 인장재를 인발하는 작업이 추가되는 단점이 있다.

또, 각 스페이서의 내면은 테이퍼진 중심재에 대응하는 테이퍼가 주어지고 측면에는 인접한 두 개의 위성 웨지의 테이퍼에 대응하는 테이퍼가 주어지며 외면은 본체의 중공에 상응하는 원호면을 이룬 형상이 너무 복잡해 가공 및 조립난이도가 높다.

게다가 태양 웨지와 위성 웨지가 원주를 3등분한 조각들로 이뤄져서내부 정착체를 조립하기 전부터 조립 이후까지 조합 웨지의 형태를 유지해 조립편의를 도모하기 위해서는 웨지조합체의 외면에 탄성링을 끼워서 웨지뭉치의 형태를 유지해야 한다. 이런 필요에 따라 각 웨지 부재의 외주면에 는 탄성링용 링홈을 가공했는데, 분할형 웨지의 외주면에 이같은 링홈을 가공하는 것은 기계가공상 애로가 있고 링홈에 끼워진 탄성링이 인장재를 끼워 물릴 때에는 오히려 끼움을 방해하는 방해물이 되기 때문에 인장재를 끼워물리는 작업도 대단히 불편하다.

본체에 있어서는 그 중심에 축방향으로 천공한 중심재공의 후미에다링홈을 내어 중심재용 C형 멈춤링을 끼워서 중심재공에 삽입된 중심재가 인장력이 작용하지 않는 동안에는 본체의 후미쪽으로 빠지지 않도록 하였는데, 이렇게 하다보니 본체의 내부구조가 더욱 복잡해지고 가공공정도 늘어난다.

그리고 중심재는 인장재를 제거하기 전에 태양 웨지에 조작실수로 견인용 인장재가 느슨하게 물리기라도 했다면 견인용 인장재에 인발력이 작용했을 때 미끄러져 빠질 가능성이 있다. 만에 하나 이런 일이 실제로 일어났다면 태양 웨지에 이끌려 당연히 후퇴해야 될 중심재가 후퇴하지 않음으로써 위성 웨지가 벌어지지 않고 모든 인장재의 제거불능상태에 직면하게 된다.

뿐만아니라 종래의 인장재 제거형 내부 장착체는 전용 인발기를 이용하지 않고서는 인장재를 제거할 수 없었다.

본 발명의 목적은 태양 웨지와 중심재, 중심재 견인용 인장재를 배제하고서도 인장재를 손쉽고 확실하게 제거할 수 있어 인장재의 제거신로도가 높고, 구조의 단순화에 의한 제작 및 조립성의 개선, 및 전용 인발기의 도움없이 인장재를 제거할 수 있는 그라운드 앵커용 정착체를 제공하는 것이다.

본 발명은 본체에 슬리브 받침실과 내주면상에 대략 절반 크기의 웨지좌를 가진 실린더를 형성하고, 슬리브 받침실의 바닥에는 인장재공과 수지유출공 및 전선공을 천공하며, 상기 슬리브 받침실에는 절연판 위에 전선이 인출된 전기발열체와 열가소성 수지체를 적층시킨 슬리브 받침을 수납하고, 실린더에는 외주면에 상기 웨지좌에 대응하는 웨지좌가 형성된 슬리브를 저면의 축이 슬리브 받침 위에 얹히도록 삽입하며, 슬리브 위에는 슬리브 스프링을 그리고 웨지 위에는 웨지 스프링을 얹고서 캡을 씌워 닫은 그라운드 앵커용 정착체에 특징을 둔다.

본 발명은 앵커공내의 내부 정착체에서 인장재를 제거할 수 있게 한 그라운드 앵커용 정착체에 관한 것이며, 특히 부품수 감축에 의한 제작 및 조립성의 개선, 제조원가의 절감, 인장재의 제거신뢰도 향상, 및 제거신간 단축에 역점을 둔 그라운드 앵커용 정착체에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 인장재 제거형 내부 정착체의 정면도

도 2는 동 종단면도

도 3은 본체의 종단면도

도 4는 동 평면도

도 5는 슬리브 받침의 종단면도

도 6은 다른 실시예에 의한 슬리브 받침의 종단면도

도 7은 슬리브의 정면도

도 8은 동 평면도

도 9는 상기 내부 정착체를 이용하여 가설토류벽을 고정시킨 경우의 예시도

도 10은 인장재가 제거가능한 상태로 반전된 때의 내부 정착체의 단면확대도

도 11은 2구식 인장재 제거형 내부 정착체의 웨지 배치도

도 12는 6구식 인장재 제거형 내부 정착체의 웨지 배치도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체 2 : 캡

3 : 슬리브 받침 4 : 슬리브

5 : 웨지 6 : 분리막

7a: 슬리브 스프링 7b: 웨지 스프링

8 : 스토퍼 링 11 : 슬리브 받침실

12 : 실린더 13 : 인장재공

15,41 : 웨지좌 16,31a : 수지유출공

17,31b : 전선공 31 : 절연판

32 : 전기발열체 33 : 열가소성 수지체

33a: 튜브형 열가소성 수지체 34 : 전선

35 : 액체

도 1에서, 본체(1)에는 캡(2)이 씌워져 있고, 본체(1)의 저면으로는 복수의 인장재(a)와 단선의 전선(34)이 노출되어 있다.

도 2에서, 본체(1)와 캡(2)은 나사식으로 결합하게 되어 있다. 도 3과 더불어 살펴 보면, 본체(1)에는 아래에서 윗쪽으로 슬리브 받침실(11)과 실린더(12)의 순으로 형성하고, 슬리브 받침실(11)의 외곽에는 실린더(12)로 통하는 복수의 인장재공(13)을 천공한다. 슬리브 받침실(12)의 반경은 실린더(12)의 반경에 비해 작다. 이러한 반경차에 따라 이들간에는 자연스레 단차(14)가 형성된다.

도 4와 더불어, 상기 실린더(12)의 내주면상에는 원주등분한 곳마다 역원추형 웨지의 대략 안쪽 절반 가량을 수용할만한 크기의 웨지좌(15)를 형성한다. 또한 슬리브 받침실(11)의 바닥에는 수지유출공(16)과 전선공(17)을 천공한다.

슬리브 받침실(11)에는 슬리브 받침(3)을 수납한다. 도 5와 더불어 살펴 보면, 슬리브 받침(3)은 절연판(31) 위에 전기발열체(32)를 적층하고 전기발열체(32) 위에 열가소성 수지체(33)를 적층시킨 것이다. 절연판(31)은 전기발열체(32)가 통전되었을 때 금속성인 본체(1)로 누전되지 않도록 막아주는 것으로, 판면에는 상기 수지유출공(16) 및 전선공(17)과 중심을 같이하는 수지유출공(31a)과 전선공(31b)을 천공한다.

전기발열체(32)는 열가소성 수지체(33)를 열분해시키기 위한 것으로서, 도면에는 니크롬판으로 나타나 있으나 니크롬선도 가능하다. 전선(34)은 앵커공 밖에서 전기발열체(32)를 통전시키기 위해 길게 하거나 우선은 짧게 인출한 후 길다란 도선을 연결하여 인장재와 함께 앵커공 밖으로 빼내서 외부전원측에 연결하기 편하게 한다. 전선(34)은 절연판(31)의 전선공(31b)으로 미리 빼둔다.

이 슬리브 받침(3)은 슬리브 받침실(11)의 상단에 조금 못미칠 정도의 높이로 제작하여 이것이 수납되고 난 윗쪽 빈자리에 슬리브(4)의 축(42)이 끼워질 축공으로 쓰이도록 한다.

도 6에서, 다른 실시예의 슬리브 받침(3a)은 튜브형 열가소성 수지체(33a)내에 액체(35)를 충전시킨 것으로, 열가소성 수지체(33)와는 달리 더빨리 슬리브(4)를 후퇴시킬 수 있다.

여기서, 열가소성 수지체(33,33a)는 상온에서는 단단한 고체상태로 존재하고 일단 고열을 받으면 열분해되어 녹거나 기화되어 그 형체가 사라지는 성질을 가진 수지이다. 이런 수지로서는 폴리아미드계의 MC 나일론(상품명), 폴리아세탈 수지, 폴리카보네이트 수지 등이 있다. 열가소성 수지체(33,33a)는 유리섬유, 탄소섬유, 케블라 섬유에 함침시켜 성형할 수도 있다.

다시 도 2에서, 실린더(12)에는 슬리브(4)를 수납한다. 이 슬리브(4)는 본체(1)와 함께 웨지를 수용하는 것이다. 도 7,8과 더불어 살펴 보면, 외주면상에는 상기 웨지좌(15)에 대응하는 나머지 절반 가량의 웨지좌(41)를 형성하고 저면 중심에는 축(42)을 형성한다. 축(42)은 슬리브 받침실(11)에 삽입할 때 및 삽입 이후 슬리브(4)의 자세를 안정시키기 위한 것으로, 슬리브 받침실(11)로 들어가서 열가소성 수지체(33)를 강압적으로 누르더라도 그 수지가 누출되지 못하게 막을 수 있을 정도의 굵기를 갖는다.

도 1에서, 본체(1)의 웨지좌(15)에 슬리브(4)의 웨지좌(41)가 짝을 이룬 웨지좌마다 분리막(6)을 삽입한다. 분리막(6)은 웨지(5)가 웨지좌(15,41)에 밀착되어 제때 떨어지지 않을 것을 우려하여 이를 예방하기 위한 이형재로서, 고압에 짓눌리더라도 어느 쪽에도 달라 붙지 않는 성질을 가진 비점성 재질로 만든다. 이런 물질로서는 고순도 규사, 유리섬유, 탄소 섬유, 케블라 등이 있다.

웨지좌(15,41)에 웨지(5)가 들어 앉은 상태에서 인장재로부터 고압의 정착압력을 받은 웨지(5)가 웨지홈(14,41)에 밀착되어 달라 붙으면 제때에 떨어지는 않을 우려가 있다. 이렇게 되면 전기발열체(32)로 열가소성 수지체(33)를 열분해시키더라도 인장재의 자유장에 내재된 정착하중에 상응하는 신율 때문에 수축되려고하는 인장재에 의하여 웨지(5)가 이끌려가다가 스토퍼 링(8)의 상면에 웨지(5)의 저면이 닿아 저지당한 이후 슬리브(4)측 웨지좌(41)에 웨지(5)가 달라 붙어서 떨어지지 않는다면 그 다음 단계에서 슬리브(4)의 후퇴작용이 지장을 받을 우려가 있다. 이같은 현상은 인장재를 제거하는데 결코 도움이 되지 못하므로 웨지(5)가 슬리브(4)측 웨지홈(41)에서 쉽게 분리되게 할 필요성이 대두된다. 분리막(6)은 그래서 필요한 것이다. 분리막(6)은 원주의 일부를 틔운 C형, 원주를 웨지와 동수로 등분한 것 등이 있다.

분리막(6) 안에는 웨지(5)를 수납한다. 모든 웨지(5)는 원주를 2, 3분할한 것으로, 공지의 것이다.

슬리브(4) 위에는 슬리브 스프링(7a)을 그리고 웨지(5) 위에는 웨지 스프링(7b)을 얹고 캡(2)을 씌워 잠근다. 슬리브 스프링(7a)은 슬리브(4)을 압박하고 웨지 스프링(7b)은 웨지(5)를 압박한다. 이에 따라 슬리브(3)와 웨지(4)는 내부 정착체내에서 자세가 안정되고 웨지(5)로 하여금 인장재를 더욱 확실하게 물게 한다. 슬리브 스프링(7a)은 슬리브(4)를 후퇴시켜서 열분해된 열가소성 수지체(33)의 열분해분을 밀어내게 하는 일을 한다.

다음으로 웨지(5)에 인장재를 끼워 물리는 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 슬리브 받침실(11)에 슬리브 받침(3)을 수납하고 전선(34)은 전선공(17)으로 빼낸다. 이어서 실린더(12)에 슬리브(4)을 들어 앉힌다. 이때, 축(42)은 슬리브 받침(3)이 차지하고 남은 슬리브 받침실(11)의 윗공간에 끼우고, 웨지좌(41)는 본체(1)의 웨지좌(15)에 합치시킨다.

윤활제가 주입된 호스(b)가 씌워진 인장재(c)를 인장재공(13)으로 끼워 넣는다. 이때, 호스(b)는 인장재공(13)의 턱에 걸려 진입하지 못하고 인장재(a)만 들어 가야만 웨지(5)에 튼튼하게 물릴 수 있다. 인장재공(13)을 통하여 안으로 들어간 인장재(a)는 자연스레 본체(1)측 웨지좌(15)에 위치시키되 그 상단은 정착과정에서 인장재가 미끄러질 수 있는 길이성분을 감안하여 웨지홈(15)의 상단 윗쪽으로 적당히 올라가게 한다.

실린더(12)내의 인장재(a) 부위에 스토퍼 링(8)을 끼워서 단턱(14)에 앉힌다. 스토퍼 링(8)은 인장재(a)를 제거하는 과정에서 슬리브(4)와 함께 물러나는 웨지(5)를 저지하여 슬리브(4)가 후퇴할 수 있는 공간을 제공케하는 일종의 스토퍼이다.

웨지좌(15,41)에 분리막(6)을 깔고 그 안에다 웨지(5)를 들어 앉힌다. 또는 웨지(5)에 분리막(6)을 둘러 가지고 웨지좌(15,41)에 삽입한다. 이어서 슬리브(4) 위에 슬리브 스프링(7a)을 얹고 웨지(5) 위에는 웨지 스프링(7b)을 얹은 다음에 본체(1)에 캡(2)을 씌워 고정한다.

이와 같이 본체(1)에 캡(2)을 씌워 고정하면 슬리브 스프링(7a)과 웨지 스프링(7b)은 슬리브(4)와 웨지(5)를 탄력적으로 압박하므로 실린더(12)내에서 안정되고, 특히 웨지(5)는 보다 강력한 힘으로 인장재(a)를 문다. 이로써 인장재(a)는 앵커공에 내부 정착체를 삽입하고 콘크리트를 타설하기 전이라도 웨지(5)에서 빠지지 않고 결합상태를 유지하게 되는 것이다.

도 9와 같이 앵커공(c)에 인장재(a)가 장착된 내부 정착체(d)를 삽입하고 콘크리트(e)를 타설 양생한 후 인장재(a)에 인장력을 가한 상태에서 외부 정착체(f)로 가설토류벽(g)을 고정하고 지하구조물을 구축한 후 인장재(a)를 제거하는 방법에 대하여 설명한다.

앵커공(c) 밖으로 인출된 전선(34)을 외부전원에 연결하여 통전시키면 전기발열체(32)가 발열하여 열가소성 수지체(33)를 열분해시키고, 열분해되어 녹거나 기화된 수지분은 수지유출공(31a,16)을 거쳐 수지유입실(11)로 빠져나간다. 이렇게 빠져나가는 열가소성 수지의 양에 비례하여 슬리브(4)가 후퇴한다. 이때, 인장재(c)의 자유장(j)측에 걸린 정착하중에 상응하는 신율에 따른 수축력에 의하여 웨지(5)가 끌려가고 이에 슬리브(4)가 딸려 간다. 슬리브(4)의 후퇴에는 슬리브 스프링(7a)도 가세한다.

그러던 웨지(4)가 탄성링(8)에 닿는 순간 멈춰 선다. 이후에도 자유장에 걸린 정착하중에 의하여 인장재(c)는 계속 웨지(5)가 벌어지도록 압력을 가하고 열가소성 수지체(33)는 열분해되어 슬리브 스프링(7a)에 의해 후퇴하는 슬리브(4)에 밀려서 수지유입실(11)로 빠져나간다.

도 10에서, 웨지(5)가 정지된 이후에 감소되는 열가소성 수지체(33)의 분량만큼 슬리브(4)가 계속 후퇴하는 것은 웨지(5)에 대한 안으로부터의 압력완화를 의미한다. 슬리브(4)의 압력을 덜 받게 된 웨지(5)는 인장재(a)를 물어주는 힘이 약해지기 마련이다. 웨지(5)가 정지된 이후 슬리브 스프링(7b)에 의한 슬리브(4)의 후퇴는 웨지(5)와의 낙차에 따른 공간이 확장되므로 웨지(5)에 대한 압력이 더욱 약해진다. 이렇게 웨지물림이 약해진 웨지(5)가 인장재(a)의 장력을 버티지 못하는 순간 인장재(a)는 마치 당겼던 고무줄의 한쪽 끝을 놨을 때처럼 순간적으로 미끄러져 튕겨 나온다. 여러 가닥의 인장재중 어느 것이든 하나만 빠져 나오면 나머지 인장재도 덩달아 이탈된다. 앞서 인장재가 빠진 웨지는 웨지부재간의 틈만큼 좁혀지고 그 쪽으로 슬리브(4)가 쏠려서 미처 인장재가 빠져나가지 못한 웨지측에 물러 설 여지를 제공하기 때문이다.

이렇게 튕겨져 나온 인장재(a)는 호스(b)안에 머물며, 이런 상태에서는 외부 정착체측에서 손으로도 쉽게 잡아 뺄 수 있을 정도로 자유롭다. 그래서 인장재를 제거할 때 전용 인발기가 소용없다는 것이다.

도 11은 2 가닥 인장재용 내부 정착체에 필요한 본체(1)의 웨지 배치도이고, 도 12는 6 가닥의 인장재용 내부 정착체에 쓰이는 본체(1)의 웨지배치도이다. 2 가닥 이상의 인장재를 끼워 물리는 릴 수 있도게 구성할 때에는 웨지좌(15,41)를 등각으로 분산 배치하여 균형을 이루는 것이 무엇보다도 중요하다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명은 전기발열체의 통전에 따라 그 위에 저긍된 열가소성 수지체가 열분해되어 녹거나 기화되어 빠져나가는 분량에 상응하는 만큼 슬리브가 물러나서 웨지에 대한 구속력을 완화시켜 인장재를 물어주는 힘을 약화시킴에 따라 인장재는 정착하중에 상응하는 수축작용에 의하여 스스로 내부 정착체에서 이탈하도록 구성한 것으로서, 태양 웨지와 이를 지지하는 중심재 및 중심재 견인용 인장재가 배제된 간단한 구조의 인장재 제거형 내부 정착체, 내장 부품수가 적어 저렴하고 전용 인발기를 동원하지 않고도 손쉽고 확실하게 인장재를 제거할 수 있으며, 인장재 제거시간이 단축되고 제거비용도 경감할 수 있는 인장재 제거형 내부 정착체를 제공할 수가 있다.

Claims (4)

1. 본체(1)에 슬리브 받침실(11)과 내주면상에 대략 절반 크기의 웨지홈(15)을 가진 실린더(12)를 형성하고, 슬리브 받침실(11)의 바닥에는 인장재공(13)과 수지유출공(16) 및 전선공(17)을 천공하며, 상기 슬리브 받침실(11)에는 절연판(31) 위에 전선(34)이 인출된 전기발열체(32)와 열가소성 수지체(33)를 적층시킨 슬리브 받침(3)을 수납하고, 실린더(12)에는 외주면에 상기 웨지좌(15)에 대응하는 웨지좌(41)가 형성된 슬리브(4)를 저면의 축(42)이 슬리브 받침(3) 위에 얹히도록 삽입하며, 슬리브(4) 위에는 슬리브 스프링(7a)을 그리고 웨지(5) 위에는 웨지 스프링(7b)을 얹고서 캡(2)을 씌워 닫은 그라운드 앵커용 정착체.
2. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지체(33)는 액체(35)가 충전된 튜브형 열가소성 수지체(33a)로 된 그라운드 앵커용 정착체.
3. 제1항에 있어서, 상기 웨지좌(15,41)에는 비점착성 분리막(6)을 삽입한 그라운드 앵커용 정착체.
4. 제1항에 있어서, 상기 단턱(14) 위에 웨지의 후퇴저지용 스토퍼 링(8)을 재치한 그라운드 앵커용 정착체.