KR200337862Y1 - 재긴장형 앵커의 헤드 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 재긴장작업을 극히 용이하게 수행할 수 있는 재긴장형 앵커의 헤드 구조에 관한 것으로, 지압판, 상기 지압판 상부에 마련되는 재긴장형 정착구, 및 상기 지압판 및 상기 재긴장형 정착구를 관통하여 상기 재긴장형 정착구에 고정되는 인장재를 포함하여 이루어져, 상기 인장재를 재긴장 후 상기 재긴장형 정착구를 고정시키기 위한 재긴장형 앵커의 헤드 구조에 있어서 : 중앙에 상광하협의 웨지결합공이 형성되며, 상기 웨지결합공의 내측에 상기 재긴장형 정착구가 위치되며, 상기 지압판 상부에 마련되는 웨지결합판 ; 중앙에 상기 재긴장형 정착구가 삽입가능하게 통공이 형성되며, 외주부는 상기 웨지결합공과 대응하여 상광하협의 테이퍼면이 형성되며, 복수로 원주분할되어 상기 웨지결합공에 삽입설치되는 웨지조립체 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 이에 의하여 앵커의 재긴장작업을 극히 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 재긴장에 따른 앵커 헤드의 높이 변화에도 용이하게 적응할 수 있는 재긴장형 앵커의 헤드 구조를 제공한다.

Description

재긴장형 앵커의 헤드 구조 { HEAD STRUCTURE OF RE-ELONGATION ANCHOR }

본 고안은 고강도 인장재를 사용하여 지반 내에 정착시키고 인장재에 높은 하중을 걸어서 구조물이나 굴착벽을 안정시키는 재긴장형 앵커의 헤드 구조에 관한 것으로, 특히 재긴장작업을 극히 용이하게 수행할 수 있는 재긴장형 앵커의 헤드 구조에 관한 것이다.

토목공사는 그 성격에 따라 조금씩 다른 공정을 거쳐 시공되지만, 토목공사나 건축구조물의 시공에 있어 직접적인 최초의 공정으로 지반의 굴착이 필요하며, 지반을 굴착할 때는 굴착면의 붕괴와 주변구조물의 손상을 방지하기 위하여 굴착단면을 보강하여야 하며, 굴착단면의 보강은 주로 버팀대(strut)식 공법과 그라운드 앵커 공법을 이용하고 있다.

그중 그라운드 앵커의 사용비율은 미국에서는 약 80%이상이며, 국내에서는 약 50% 정도이며, 국가에 따라 약간의 차이는 있으나 약 50%이상의 비율로 사용되는 것으로 추정되며, 지반 특성상 반드시 그라운드 앵커를 이용하는 경우도 종종 있다.

그라운드 앵커 공법은 지중에 앵커를 설치하고, 앵커의 인발저항을 이용하여 굴착단면을 지지하는 방법으로 도 1a와 같이 굴착단면(1)에 인장재(2)를 경사지게 삽입한 후 그라우트를 주입하여 그라우트체(3)를 형성시키고, 굴착단면(1)에서 인장재(2)를 당겨 긴장(prestressing)시킨 상태에서 너트(4) 또는 웨지(wedge, 쐐기)를 이용하여 고정시킨다.

그라운드 앵커는 인장재(2)를 초기의 긴장력으로 버티게 하여 굴착단면(1)의 붕괴를 방지하는 것으로 이때의 인장력은 그라우트체(3)를 통하여 주변지반에 전달된다.

그러나 시공초기에는 그라운드 앵커에 가해준 긴장력이 그대로 유지되지만 시간의 경과에 따라 인장재의 인장하중은 감소된다. 가령, 인장재와 주변 지반의 크리프(creep) 변형 등에 의하여 시간의 경과에 따라 도 1b와 같이 그라우트체(3)가 앵커두부쪽으로 움직이게 된다. 이러한 인장재의 인장하중 감소는 특히 영구 앵커에서 문제된다.

따라서 상기와 같은 인장재의 인장하중 감소를 고려하여 앵커의 시공 후 일정기간이 경과하면 인장재를 재긴장할 필요가 있으며, 인장재의 재긴장을 위하여 앵커의 헤드 구조를 재긴장 가능하게 마련하는 경우가 있다.

종래의 토목, 건축에 이용되는 재긴장형 앵커의 헤드는 재긴장을 위하여 도 2a, 도 2b와 같이 볼트형 재긴장형 정착구 및 재긴장형 너트를 이용하였다. 도 2a는 종래의 재긴장형 앵커의 헤드와 재긴장 장치의 개략 종단면도이며, 도 2b는 도 2a의 상태에서 재긴장후의 개략 종단면도이다.

재긴장형 정착구(400)의 외주면에 볼트형 나사산(200)이 형성되며, 또한 재긴장형 너트(300)의 내주면에 너트형 나사산(100)이 형성되어 있다.

재긴장을 위하여 재긴장형 정착구(400) 상부로 돌출되는 인장재의 여유 강선을 이용하여 인장재를 인장한 후 인장된 높이만큼 재긴장형 너트(300)를 하향시켜 재긴장형 정착구(400)를 고정하게 되는 것이다.

이러한 종래의 기술은 인장재의 인장 상태에서 재긴장형 너트를 햐향시켜야 하므로 작업이 매우 번거로운 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 명세서에 일체화된 국내 특허공개공보 특2000-0054007호 "토목, 건축용 재인장형 앵커의 헤드와 재인장 장치"는 앵커 헤드 하부에 재인장용 홈을 형성하고 앵커 재인장 장치에 상기 재인장용 홈에 끼울수 있는 절곡 아암을 형성하여 앵커 헤드를 잡아당긴 후 앵커 헤드 하부에 인장력 조절용 베어링 플레이트를 삽입하여 헤드를 정착시키는 기술에 관하여 공개하고 있다. 이러한 종래의 기술은 앵커 헤드의 재긴장 높이에 따라 인장력 조절용 베어링 플레이트의 두께를 달리하여야 하므로, 무수히 많은 종류의 인장력 조절용 베어링 플레이트를 구비하여야 한다는 단점이 있다.

따라서 본 고안은 웨지를 이용하여 재긴장작업을 극히 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 재긴장에 따른 앵커 헤드의 높이 변화에도 용이하게 적응할 수 있는 재긴장형 앵커의 헤드 구조를 제공하고자 한다.

도 1a, 도 2b는 기존 그라운드 앵커의 하중 감소 설명도,

도 2a는 종래의 재긴장형 앵커의 헤드와 재긴장 장치의 개략 종단면도,

도 2b는 도 2a의 상태에서 재긴장후의 개략 종단면도,

도 3은 본 고안에 의한 일 실시예의 일부절개 종단면도,

도 4는 도 3의 A-A 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 재긴장형 정착구

20 : 웨지조립체 21 : 통공

22 : 테이퍼면 23 : 오링고정홈

24 : 웨지결속링

30 : 웨지결합판 31 : 웨지결합공

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 고안은, 지압판, 상기 지압판 상부에 마련되는 재긴장형 정착구, 및 상기 지압판 및 상기 재긴장형 정착구를 관통하여 상기 재긴장형 정착구에 고정되는 인장재를 포함하여 이루어져, 상기 인장재를 재긴장 후 상기 재긴장형 정착구를 고정시키기 위한 재긴장형 앵커의 헤드 구조에 있어서 : 중앙에 상광하협의 웨지결합공이 형성되며, 상기 웨지결합공의 내측에 상기 재긴장형 정착구가 위치되며, 상기 지압판 상부에 마련되는 웨지결합판 ; 중앙에 상기 재긴장형 정착구가 삽입가능하게 통공이 형성되며, 외주부는 상기 웨지결합공과 대응하여 상광하협의 테이퍼면이 형성되며, 복수로 원주분할되어 상기 웨지결합공에 삽입설치되는 웨지조립체 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 웨지조립체의 상부 외주면에 오링고정홈이 형성되며, 상기 오링고정홈에 결합되는 웨지결속링이 부가되어, 상기 웨지조립체의 조립상태를 유지할 수 있도록 이루어지는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 웨지조립체의 통공에 나선이 형성되도록 할 수 있다.

이하 본 고안의 일 실시예에 따라 그 구성과 작용을 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안의 의한 일 실시예의 일부절개 종단면도이며, 도 4는 도 3의 A-A 단면도이다.

지반에 관통구가 형성된 지압판(50)이 마련되며, 상기 지압판(50)은 인장재(60)의 인장에 의한 하중을 재긴장형 정착구(10)로부터 전달받아 지반에 분포시킨다.

재긴장형 정착구(10)는 지압판(10)의 상부에 마련되며, 재긴장형 정착구(10)와 지압판(10) 사이에는 다른 구성요소가 삽입되어도 무관한다.

재긴장형 정착구(10)는 웨지콘(70)이 수용될 수 있는 웨지콘 수용부가 마련되며, 상기 웨지콘 수용부를 인장재(60)가 관통하며, 인장재(60)는 웨지콘(70)에 의하여 재긴장형 정착구(10)에 고정된다.

웨지콘(70)에 의한 인장재(60)의 고정은 종래에 널리 알려진 공지의 기술이다. 한편, 앵커두부에 인장재를 고정하는 방식으로는, 본 실시예와 같이 인장재가 강연선일 경우에는 쐐기방식을 주로 사용하며, 인장재가 강봉일 경우에는 너트방식을 주로 사용한다.

본 실시예의 인장재(60)는 비부착형 강연선(unbonded PC strand)를 사용하였으며, 인장재(60)는 재긴장형 정착구(10)를 관통하기 직전에 피복이 벗겨져 있는 상태이다.

또한 인장재(60)는 지중에서 인장재보호관(90) 내에 삽입되어 인장재(60)와 시멘트 모르타르가 접촉하는 것을 방지한다.

한편, 지압판(50)의 상면에는 나사산 통공이 형성된 연결판(40)이 마련되며, 연결판(40)의 나사산 통공에는 하부로 연장되어 인장재보호관(90)의 상부를 감싸는 슬라이딩 커플러(80)가 나사결합되어 인장재보호관(90)의 상부를 외부로부터 차단하고 있다.

또한 연결판(40)은 그 외주면에 나사산이 형성되어 있으며, 상기 연결판(40)의 외주 나사면에는 보호캡(미도시)이 나사결합되어 앵커 헤드를 보호한다.

상기 연결판(40)의 상면에 웨지결합판(30)이 마련된다.

웨지결합판(30)은 그 중앙에 상광하협의 웨지결합공(31)이 형성되어, 웨지결합공(31)의 내측에 재긴장형 정착구(10)가 위치하고, 그 사이에 후술하는 웨지조립체(20)가 삽입되어 재긴장형 정착구(10)를 고정하게 된다.

웨지조립체(20)는 중앙에 재긴장형 정착구(10)가 삽입가능한 통공(21)이 형성되며 복수로 원주분할되어 있다. 본 실시예의 경우 3분할되어 있으며, 경우에 따라서는 2분할, 4분할 등으로 분할될 수 있다.

웨지조립체(20)의 외주면에는 상기 웨지결합판(30)의 웨지결합공(31)과 대응하는 상광하협의 테이퍼면(22)이 형성되어 있다.

따라서 웨지조립체(20)는 웨지결합공(31)에 삽입설치되어 그 내주는 재긴장형 정착구(10)에 그 외주는 웨지결합판(30)에 밀착되어 쐐기방식으로 재긴장형 정착구(10)를 고정시키게 된다.

웨지조립체(20)의 통공(21)과 재긴장형 정착구(10)의 외주면의 체결력을 높이기 위하여 웨지조립체(20)의 통공(21)에 나선을 형성할 수 있다.

한편, 웨지조립체(20)의 상부 외주면에는 오링고정홈(23)이 형성되며, 상기 오링고정홈(23)에 웨지결속링(24)이 체결되어, 웨지조립체(20)가 조립된 상태를 유지할 수 있도록 하고 있다. 통상적으로 웨지결속링(24)은 고무링을 사용하나, 다른 재질의 링을 채택할 수 있다.

이러한 웨지조립체(24) 자체로서는 종래의 기술에 널리 알려져 있는웨지콘(70)과 동일한 개념의 구조를 가진다고 볼 수 있다.

그러나 본 고안은 재긴장형 정착구를 쐐기방식에 의하여 웨지조립판에 고정시킨다는 점에 특이성이 있으며, 본 고안과 같이 재긴장형 정착구를 쐐기방식에 의하여 고정시키는 기술은 다른 공개문헌에 공개되거나 암시된 바 없다.

한편, 재긴장형 정착구(10)의 상부 외주면에는 재긴장용 나사산(11)이 형성되어, 인장재(60)의 재긴장시 재긴장 장치(미도시)가 재긴장용 나사산(11)에 결합될 수 있도록 하였다.

본 실시예에 의한 재긴장과정을 살핀다.

재긴장 장치를 재긴장형 정착구(10)의 재긴장용 나사산(11)에 결합한 후 인장하여 인장재(60)를 필요한 소정의 강도로 재긴장시킨다.

인장재(60)가 재긴장된 상태에서 웨지조립체(20)를 재긴장형 정착구(10)와 웨지결합판(30) 사이에 밀어넣으면, 재긴장형 정착구(10)는 극히 간단하게 견고히 고정된다.

재긴장형 정착구(10)가 고정된 후 보호캡(미도시)을 연결판(40)의 외주 나사면에 결합하여 최종적으로 재긴장 작업이 완료된다.

상기의 실시예는 본 고안의 바람직한 실시예에 불과하며, 본 고안의 기술적 사상은 당업자에 의하여 다양하게 변경 내지 조정될 수 있다. 이러한 변경 내지 조정이 본 고안의 기술적 사상을 이용한다면 이는 본 고안의 범위에 속하는 것이다.

본 고안은 웨지를 이용하여 재긴장작업을 극히 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 재긴장에 따른 앵커 헤드의 높이 변화에도 용이하게 적응할 수 있는 재긴장형 앵커의 헤드 구조를 제공한다.

Claims (3)

1. 지압판, 상기 지압판 상부에 마련되는 재긴장형 정착구, 및 상기 지압판 및 상기 재긴장형 정착구를 관통하여 상기 재긴장형 정착구에 고정되는 인장재를 포함하여 이루어져, 상기 인장재를 재긴장 후 상기 재긴장형 정착구를 고정시키기 위한 재긴장형 앵커의 헤드 구조에 있어서 :

   중앙에 상광하협의 웨지결합공이 형성되며, 상기 웨지결합공의 내측에 상기 재긴장형 정착구가 위치되며, 상기 지압판 상부에 마련되는 웨지결합판 ;

   중앙에 상기 재긴장형 정착구가 삽입가능하게 통공이 형성되며, 외주부는 상기 웨지결합공과 대응하여 상광하협의 테이퍼면이 형성되며, 복수로 원주분할되어 상기 웨지결합공에 삽입설치되는 웨지조립체 ;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 재긴장형 앵커의 헤드 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 웨지조립체의 상부 외주면에 오링고정홈이 형성되며, 상기 오링고정홈에 결합되는 웨지결속링이 부가되어, 상기 웨지조립체의 조립상태를 유지할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 재긴장형 앵커의 헤드 구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 웨지조립체의 통공에 나선이 형성되는 것을 특징으로 하는 재긴장형 앵커의 헤드 구조.