KR200478112Y1 - 강선 긴장 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 베어링 플레이트의 중앙 위치에 앵커해드를 정밀하게 정렬하기 위한 앵커해드 가이드링이 구비되어 작업시간을 단축할 수 있는 강선 긴장 시스템을 제공한다.
이를 구현하기 위해 본 고안은 베어링 플레이트 일부 돌출된 강선의 집합체인 긴장재 인장하는 강선 긴장 시스템에 있어서, 상기 베어링 플레이트 하측에서 결합되고, 긴장재 감싸는 고리형의 제1 심플레이트; 상기 제1 심플레이트 하측에 결합되고, 긴장재 감싸는 고리형의 제2 심플레이트; 상기 제2 심플레이트 하측에 결합되고, 앵커해드 상측이 삽입될 수 있도록 앵커해드 외경에 대응되는 내경을 가지는 앵커해드 가이드링; 및 상기 긴장재를 일방향으로 파지하는 앵커해드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

강선 긴장 시스템{STEEL WIRE TENSIONING DEVICE}

본 고안은 강선을 긴장하는 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 앵커해드를 베어링 플레이트에 정밀하게 위치시키는 앵커해드 가이드링이 구비되어 작업시간을 단축할 수 있는 강선 긴장 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 PC 강선(pre-stressing cables)은 많은 구조 응용 분야에서 사용되며, 특히 콘크리트를 압축하여 유지하기 위한 강화 콘크리트 구조물에 사용된다. 이 경우 콘크리트에 가해지는 압축량은 중요하지 않지만, 기 설정된 최소 압축량보다 충분히 크고, 케이블 인장력이 파괴 인장력 보다 충분히 작은 값을 만족하면 된다.

그러나 높은 사양과 낮은 공차 이내로 맞추기 위해 PC 강선을 여러 줄로 겹친 긴장재(tendons)로 인장시켜야 하는 응용 분야들이 존재한다. 예를 들어 원자력 발전 설비나 가스 또는 유류 저장 설비의 콘크리트 압력 봉쇄 용기가 있다.

특히 원자력 발전소에서 격납건물(Containment Building)은 원자로 압력용기와 1차 계통을 수용하고, 비상 조건하에서 발생할지도 모르는 내외부의 충격으로부터 방사선에 오염된 1차 계통을 보호하는 역할을 한다.

또한 CPTS(Containment Post-Tensioning System)는 상기 원자력 발전소의 격납건물 외벽 속에 거미줄처럼 긴장재(Tendons)가 설치되어, 원자로 등 1차 계통의 외적 또는 내적 요인에 의한 파열이나 폭발 사고가 발생하는 경우, 상기 외벽에 설치된 강선의 탄성한도 내에서 내외부의 이상변동 부하를 흡수함으로써, 방사능 및 고온 고압의 수증기의 외부 유출을 차단하게 된다.

그리고 상기 긴장재는 격납건물의 바닥 전체 둘레에 일정 간격으로 설치되는 일체형 강선 다발로 한쪽에서 중심선을 대칭으로 반대편까지 뒤집힌 'U'자 형태로 설치되는 수직용 강선(Vertical Tendon)과, 격납건물의 벽체(Shell)와 돔(Dome)까지 1피트 높이 간격으로 설치되어, 각 강선은 격납건물 둘레의 약 2/3 부분을 커버하고, 각 강선 길이의 약 1/2은 서로 겹쳐져 공백부분 없이 격납건물 전체 둘레를 커버하는 수평용 강선(Horizontal Tendon)으로 구성되며, 상기 수직용 및 수평용 강선은 웨지(Wedge) 및 앵커리지(Anchorage) 조립체에 의해서 장착된다.

이 경우 상기 각 강선을 격납건물에 설치하는 경우, 견고하게 고정하고 충격을 용이하게 흡수하도록 하기 위해, 각 강선에 대해 인장 잭(Jack)을 이용하여 인장 작업(Stressing)을 수행한다.

자세하게는 도 1을 참고하면, 격납건물의 일측에 구비된 베어링 플레이트(100)에는 다수의 강선(11)에 집합체인 긴장재(10)가 일정 부분 돌출되어 있고, 각각의 강선(11)을 파지하는 원뿔형 쐐기가 일측에 형성된 다수의 고정공(210)이 구비된 앵커해드(200)가 구비된다.

따라서 상기 앵커해드(200)는 강선이 격납건물로부터 멀어지며 상기 베어링 플레이트(100)를 빠져 나오는 동작을 허용하면서도, 반대로 강선이 격납건물의 내측 방향(도면의 상측방향)으로 복귀되는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기 앵커해드(200)의 상단에는 앵커해드(200)가 베어링 플레이트(100)의 내부로 삽입되는 것을 방지하는 고리형의 한 쌍에 심플레이트(110, 120)가 구비되고, 각 강선에 대해 인장 잭(300)을 이용하여 인장작업을 수행한다.

이 경우 상기 긴장재(10)를 인장시킴에 있어서의 고려할 점은 강선들과 격납건물의 격벽의 사이의 마찰 및 강선들 사이에서의 마찰이다. 이러한 마찰은 인장 작업 중에 또는 인장 작업 이후에 강선들 사이에서 각각 강선의 길이를 따라 불균일하거나 가변적인 힘의 분포를 야기할 수 있다.

예를 들면 만곡된 경로를 따라가는 원형 단면을 갖는 격납건물 내에서는, 느슨하게 배열된 강선들이 양단에서 당겨질 때 내주방향으로 당겨짐으로써 결국 모든 강선들이 격납건물 경로의 곡률 반경을 따라 횡방향 운동을 하게 된다.

이 경우 강선의 마찰과 걸림(snagging) 현상이 나타날 수 있는데, 이를 최소화하기 위해 바람직하게는 인장 작업 시 상기 긴장재(10)가 베어링 플레이트(100)에서 정확한 위치를 유지해야 하는데, 반대로 설명하면 상기 앵커해드(200)가 베어링 플레이트(100)의 중앙에 정밀하게 정렬되어야 한다.

한편, 상기 인장 잭(300)을 운반하는 운반차량(미도시)은 인장 잭(300)의 하단에서 위치를 정렬한 후 인장 잭(300)을 상측으로 밀어 올리게 되는데, 상기 인장 잭(300)을 밀어올림에 따라 앵커해드(200)와 한 쌍의 심플레이트(110, 120)가 함께 접촉되어 베어링 플레이트(100)에 밀착된다.

이 경우 상기 앵커해드(200)가 베어링 플레이트(100)의 중앙에 정밀하게 위치되어야 하는데 통상의 경우 허용오차가 상하좌우로 3/16인치로 제한된다. 상기 인장 잭(300)은 무게가 1000t 이상으로, 고중량의 인장 잭(300)을 들어 올리는 작업은 시간이 많이 소요(1회에 대략 20~30분)되므로, 상기 앵커해드(200)의 위치가 상기한 허용오차가 넘어간다면 다시 인장 잭(300)을 내리고, 위치를 조절한 후 다시 밀어 올려야 하는 등 작업시간이 길어지는 문제점이 있었다.

한국등록특허 제10-0862248호 한국공개특허 제10-2012-0116939호

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 그 목적은 베어링 플레이트의 중앙 위치에 앵커해드를 정밀하게 정렬하기 위한 앵커해드 가이드링이 구비되어 작업시간을 단축할 수 있는 강선 긴장 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 강선 긴장 시스템은 베어링 플레이트 일부 돌출된 강선의 집합체인 긴장재 인장하는 강선 긴장 시스템에 있어서, 상기 베어링 플레이트 하측에서 결합되고, 긴장재 감싸는 고리형의 제1 심플레이트; 상기 제1 심플레이트 하측에 결합되고, 긴장재 감싸는 고리형의 제2 심플레이트; 상기 제2 심플레이트 하측에 결합되고, 앵커해드 상측이 삽입될 수 있도록 앵커해드 외경에 대응되는 내경을 가지는 앵커해드 가이드링; 및 상기 긴장재를 일방향으로 파지하는 앵커해드; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1 심플레이트, 제2 심플레이트 및 앵커해드 가이드링은 한 쌍의 반원형 부재으로 분리되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 강선 긴장 시스템에 의하면, 앵커해드 가이드링이 구비되어 앵커해드를 베어링 플레이트에 정밀하게 위치시킬 수 있어 작업시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 강선 긴장 시스템을 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 고안에 의한 강선 긴장 시스템을 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 분해된 모습을 도시한 사시도.
도 4는 본 고안에 의한 강선 긴장 시스템 도시한 정면도.

본 고안을 충분히 이해하기 위해서 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 고안의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 고안의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 고안을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

또한 본 고안에 설명의 편의를 위해서 배경기술에서 사용된 도면부호와 명칭을 사용하기로 한다.

우선 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 고안에 의한 강선 긴장 시스템은 다수의 강선들을 내포하는 내경을 갖는 베어링 플레이트(100)의 하측에 결합되고, 내경은 상기 베어링 플레이트(100)의 내경에 준하는 원판의 형상을 갖는 제1 심플레이트(110)와, 상기 제1 심플레이트(110)의 하측에 결합되고, 제1 심플레이트(110)와 동일한 내경을 갖는 제2 심플레이트(120)와, 상기 제2 심플레이트(120)의 하측에 결합되고, 앵커해드(200)의 상측이 삽입되는 앵커해드 가이드링(130) 및 다수의 강선(11)을 일방향으로 파지하는 앵커해드(200)를 포함하여 구성된다.

본 고안은 배경기술에서 상술한 바와 같이, 고중량의 인장 잭(300)을 들어올리는 경우 베어링 플레이트(100)의 중앙 위치에 앵커해드(200)를 정밀하게 정렬하기 위하여 상기 앵커해드 가이드링(130)이 구비된 것을 특징으로 한다. 또한 상기 제1 심플레이트(110)와, 제2 심플레이트(120), 앵커해드(200) 및 인장 잭(300)을 함께 밀어 올려 베어링 플레이트(100)에 밀착하는 종래의 방법을 탈피하여, 상기 앵커해드(200)의 정밀한 정렬을 위해 제1 심플레이트(110)와 제2 심플레이트(120), 및 앵커해드 가이드링(130)을 작업 전 미리 베어링 플레이트(100)에 결합시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 심플레이트(110)와, 제2 심플레이트(120)는 인장작업 시 상기 앵커해드(200)가 베어링 플레이트(100)의 내부로 삽입되는 것을 방지하는 지지대 역할을 한다.

이 경우 상기 제1 심플레이트(110)는 베어링 플레이트(100)의 내경보다 큰 외경을 가지고 베어링 플레이트(100)의 하단에서 나사결합된다. 또한 상기 제1 심플레이트(110)는 한 쌍의 반원형 부재로 분리되어 상기 베어링 플레이트(100)에서 돌출된 긴장재(10)를 감싸 조립된다.

상기 제2 심플레이트(120)는 제1 심플레이트(110)의 내경과 동일한 내경을 가지고, 제1 심플레이트(110)의 하단에 나사결합된다. 상기 제2 심플레이트(120)는 마찬가지로 한 쌍의 반원형 부재로 분리되어 상기 베어링 플레이트(100)에서 돌출된 긴장재(10)를 감싸 조립된다.

이 경우 상기 제2 심플레이트(120)는 제1 심플레이트(110)가 조립되는 방향과 엇갈리는 방향으로 조립되는데, 예를 들어 상기 제1 심플레이트(110)가 상하방향(도면방향)으로 조립되면, 제2 심플레이트(120)는 좌우방향으로 조립되어 내구성을 높인다.

또한 상기 앵커해드 가이드링(130)은 상기 앵커해드(200)의 외경에 대응되는 내경을 가지고, 제2 심플레이트(120)의 하단에 나사결합된다. 따라서 상기 앵커해드 가이드링(130)의 내측으로 앵커해드(200)가 유연하게 삽입되도록 가이드 역할을 하는 구성으로, 상기 앵커해드(200)의 위치가 정밀하게 정렬될 수 있다.

마찬가지로 상기 앵커해드 가이드링(130)은 한 쌍의 반원형 부재으로 분리되어 상기 긴장재(10)를 감싸 조립된다.

상기 앵커해드(200)는 상술한 바와 같이, 강선이 삽입되는 고정공(210)이 관통형성되고, 상기 고정공(210)의 일측에는 강선을 일방향으로만 유동시키는 원뿔형 쐐기가 형성되어 있다.

상기 인장 잭(300)은 강선을 인장하는 장비로, 긴장 시스템에 적용되는 일반적인 공지된 기술이기에 자세한 작동과정은 생략하기로 한다.

이하 본 고안의 일 실시예에 의한 작동과정에 대하여 설명하기로 한다.

우선 긴장재(10)가 일정 부분 돌출되어 있는 격납건물의 일측에 구비된 베어링 플레이트(100)에 상기 제1 심플레이트(110)를 나사 결합한다. 이 경우 상기 제1 심플레이트(110)는 한 쌍의 반원형 원판으로 구성되어 상기 긴장재(10)를 감싸도록 맞춘 후 베어링 플레이트(100)에 결합된다.

마찬가지로 상기 제2 심플레이트(120) 및 앵커해드 가이드링(130)도 동일한 방법으로 제1 심플레이트(110) 및 제2 심플레이트(120)에 결합된다.

이 후 상기 앵커해드(200)와 인장 잭(300)을 운반차량(미도시)에 올려놓고 정렬될 위치를 가늠하여 이동시키고, 상측으로 밀어 올린다.

이 후 상기 앵커해드(200)가 상기 앵커해드 가이드링(130)에 접근할 때, 상기 앵커해드 가이드링(130)의 내측으로 삽입될 수 있도록 앵커해드(200)의 위치를 조절한다. 따라서 상기 앵커해드(200)가 베어링 플레이트(100)의 중앙에 정밀하게 정렬될 수 있는 것이다.

이 후 상기 앵커해드(200)가 제2 심플레이트(120)에 밀착되면 상기 인장 잭(300)에 의해 강선의 인장을 시행하게 된다.

이 후 상기 앵커해드 가이드링(130)을 제거하고, 상기 긴장재(10)를 소정 길이로 컷팅한 후, 부식방지를 위한 그리스 캡(미도시)을 씌우고, 그리스를 주입하여 인장작업을 완료하게 된다.

또한 원자력 발전소의 경우 발전소 가동 중 5년 주기로 검사기간이 있는데, 이 경우에도 상기 그리스 캡을 제거한 후, 마찬가지로 검사용 인장잭을 이용하여 소정 길이로 컷팅된 긴장재(10)를 긴장하고, 상기 제2 심플레이트(120) 및 제1 심플레이트(110)를 순차적으로 제거하여 상기 앵커해드(200)를 베어링 플레이트(100)의 내부로 삽입시킨다.

상기 앵커해드(200)를 베어링 플레이트(100)의 내부로 삽입됨에 따라 압력이 제거된 한 가닥의 강선에 재료시험을 수행하게 된다.

이 후 상기 앵커해드(200)을 풀링헤드(미도시)를 이용하여 외부로 빼낸 후 상기 제1 심플레이트(110), 제2 심플레이트(120) 및 앵커해드 가이드링(130)를 순차적으로 설치하고, 재료시험의 결과를 바탕으로 상기 긴장재(10) 전체를 상술한 방법으로 다시 긴장하게 된다.

이 후 상기 앵커해드 가이드링(130)을 제거하고, 상기 긴장재(10)를 소정 길이로 컷팅한 후, 부식방지를 위한 그리스 캡(미도시)을 씌우고, 그리스를 주입하여 인장검사작업을 완료하게 된다.

이상에서 설명된 본 고안의 강선 긴장 시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 고안이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 고안은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 실용신안등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 고안은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 긴장재 11 : 강선
100 : 베어링 플레이트 110 : 제1 심플레이트
120 : 제2 심플레이트 130 : 앵커해드 가이드링
200 : 앵커해드 210 : 고정공
300 : 인장 잭

Claims (2)

1. 베어링 플레이트(100)에 일부 돌출된 강선의 집합체인 긴장재(10)를 인장하는 강선 긴장 시스템에 있어서,
   상기 베어링 플레이트(100)의 하측에서 결합되고, 긴장재(10)를 감싸는 고리형의 제1 심플레이트(110);
   상기 제1 심플레이트(110)의 하측에 결합되고, 긴장재(10)를 감싸는 고리형의 제2 심플레이트(120);
   상기 제2 심플레이트(120)의 하측에 결합되고, 앵커해드(200)의 상측이 삽입될 수 있도록 앵커해드(200)의 외경에 대응되는 내경을 가지는 앵커해드 가이드링(130); 및
   상기 긴장재(10)를 일방향으로 파지하는 앵커해드(200);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 강선 긴장 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 심플레이트(110)와, 제2 심플레이트(120) 및 앵커해드 가이드링(130)은, 한 쌍의 반원형 부재으로 분리되는 것을 특징으로 하는 강선 긴장 시스템.
   

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