KR20080037472A - Method for preventing bolt releasing in steel structures using structural bolt adhesive - Google Patents

Method for preventing bolt releasing in steel structures using structural bolt adhesive Download PDF

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KR20080037472A
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심낙훈
이서구
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심낙훈
주식회사 도우엔지니어즈
이서구
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    • F16B39/22Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
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Abstract

A bolt releasing prevention method of steel structures using structural bolts adhesives is provided to improve safety of the steel structures, and to reduce safety inspection costs by securing powerful adherent force between plates. A bolt releasing prevention method of steel structures using structural bolts adhesives(30) comprises the steps of: forming a plurality of bolt holes in mother material of the steel structures; forming a plurality of bolt holes in connecting plates to be attached in front and rear surface of the mother material; locating the connecting plates in the front and rear surface of the basic material, and aligning a position of the bolt holes; inserting bolts(5) into the bolt holes respectively; coating liquid or solid bolts adhesives to a screw part of the bolts; and linking a nut to the respective bolt and tightening so that predetermined tensile strength is introduced between the bolt and the nut.

Description

구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법{Method For Preventing Bolt Releasing In Steel Structures Using Structural Bolt Adhesive}Method For Preventing Bolt Releasing In Steel Structures Using Structural Bolt Adhesive}

도1a 및 도1b는 종래의 기계적인 볼트 체결방식에 의해 볼트가 체결된 강 판형 교량구조물(1)의 하부플랜지에서 볼트들(3a)이 풀린 상태를 도시한다. 1A and 1B show a state in which bolts 3a are loosened in a lower flange of a steel plate bridge structure 1 to which bolts are fastened by a conventional mechanical bolt fastening method.

도2a 및 도2b는 종래의 기계적인 볼트 체결방식에 의해 볼트가 체결된 강 박스 거더 교량구조물(10)의 옆면(11) 및 밑면(12)에서 볼트들(3a)이 풀린 상태를 도시한다. 2A and 2B show a state in which bolts 3a are loosened at side 11 and bottom 12 of steel box girder bridge structure 10 to which bolts are fastened by a conventional mechanical bolting method.

도3a 및 도3b는 종래의 방식에 의해 체결된 볼트들(3a)이 누수에 의해 부식되고 풀린 상태를 도시한다.3A and 3B show a state in which the bolts 3a fastened in a conventional manner are corroded and loosened by leakage.

도4는 본 발명의 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법에 의해 나사고정제(30)를 볼트(5)의 나사부에 도포하는 상태를 도시한다.Fig. 4 shows a state in which the screw fixing agent 30 is applied to the screw portion of the bolt 5 by the bolt loosening prevention method of the steel structure using the structural screw fixing agent of the present invention.

도5a 및 도5b는 본 발명의 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법에 의해 나사고정제를 도포한 볼트들에 의해 박스 거더를 결속시킨 상태를 도시한다. 5A and 5B show a state in which the box girder is bound by bolts to which the thread fixing agent is applied by the bolt loosening prevention method of the steel structure using the structural screw fixing agent of the present invention.

도6a 및 도6b는 대구경 철근(40,40')의 기계식 나사 이음부(42)에 나사고정제를 이용하여 철근들을 서로 연결한 상태를 도시한다. 6A and 6B show a state in which reinforcing bars are connected to each other by using a screw fastener to the mechanical screw joint 42 of the large diameter rebars 40 and 40 '.

도7a 및 도7b는 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 볼트(5)의 나사 부분 표면에 도포하는 모습을 도시하며, 도7c는 그 결과 나사고정제가 볼트(5)의 나사 부분 표면에 도포된 상태를 도시한다. Figures 7a and 7b show the application of the structural threadlocker according to the invention on the surface of the threaded part of the bolt 5, and Figure 7c shows that the threadlocker is applied to the surface of the threaded part of the bolt 5 The state is shown.

도8은 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법에 있어서, 혐기성 접착제 성분으로 구성된 나사고정제가 금속 재질의 볼트, 너트와 접촉하여 접착 및 경화되는 원리를 설명한다.8 illustrates the principle that the screw fixing agent composed of an anaerobic adhesive component is bonded and hardened in contact with a metal bolt and nut in the bolt loosening prevention method of a steel structure using the structural screw fixing agent according to the present invention.

도9a 및 도9b는 본 발명에 있어서 너트의 나사부에 나사고정제를 도포하기 위한 자동도포기들(35,37)을 도시한다. 9A and 9B show automatic applicators 35 and 37 for applying a threadlocker to the threaded portion of the nut in the present invention.

도10a는 및 도10b는 본 발명에 있어서 소규모의 볼트 체결 작업에 사용하기 위한 수동도포기들(38,39)을 도시한다.10A and 10B show manual applicators 38 and 39 for use in small bolting operations in the present invention.

도11은 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법을 수행하기 위해 사용되는 스틱형 나사고정제를 도시한다. 11 shows a stick-type thread locker used to perform the bolt loosening prevention method of steel structures using the structural screw locker according to the present invention.

도12는 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 도포하여 체결한 볼트결합물을 수평방향으로 진동시험하기 위한 장비의 개략도이다.Figure 12 is a schematic diagram of the equipment for the vibration test in the horizontal direction of the bolted joint applied by applying the structural screw fastener according to the present invention.

도13a 및 도13b는 도12의 시험에 사용되기 위해 볼트(5)의 내부에 스트레인 게이지(63)를 삽입한 상태를 도시한다. 13A and 13B show a state in which a strain gauge 63 is inserted into the bolt 5 for use in the test of FIG.

도14는 복수의 나사고정방법 별로 볼트 체결부의 장력유지성능을 비교한 그래프이다. 14 is a graph comparing tension holding performance of bolt fastening units for a plurality of screw fixing methods.

도15는 도12 및 도13a, 도13b에 의한 수평방향 진동시험 결과의 그래프이다. Fig. 15 is a graph of the horizontal vibration test results shown in Figs. 12, 13A, and 13B.

도16은 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법의 성능을 시험하기 위해 토크렌치를 이용하여 볼트를 체결하는 상태를 도 시한다. Figure 16 illustrates a state of fastening the bolt using a torque wrench to test the performance of the bolt loosening prevention method of the steel structure using the structural screw fixing agent according to the present invention.

도17은 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법에 있어서 스틸볼트(steel bolt)의 체결토크와 도입장력간의 관계를 그래프로 표현한 것이다.17 is a graph showing the relationship between the tightening torque of the steel bolt and the introduction tension in the bolt loosening prevention method of the steel structure using the structural screw fixing agent according to the present invention.

도18은 본 발명에 따라 체결된 볼트연결부의 장력 유지성능 시험 결과에 관한 그래프이다. 18 is a graph showing the result of the tension retention performance test of the bolt connection portion fastened according to the present invention.

도19는 본 발명에 따라 체결된 볼트연결부의 고온 강도시험 결과에 관한 그래프이며, 도20은 온도충격시험 결과에 관한 그래프이다. 19 is a graph showing the results of the high-temperature strength test of the bolted connection portion fastened according to the present invention, and FIG.

도21a는 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법의 효과를 시험하기 위해 제작한 피로시험용 시험편을 도시한다. Fig. 21A shows a test piece for fatigue test manufactured to test the effect of the bolt loosening prevention method of a steel structure using the structural screw fixing agent according to the present invention.

도21b는 도21a의 피로시험용 시험편에 나사고정제를 도포하는 과정을 도시하며, 도21c는 그 결과 완성된 시험편을 도시한다. FIG. 21B shows the process of applying the threadlocker to the fatigue test specimen of FIG. 21A, and FIG. 21C shows the finished specimen as a result.

도22는 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 적용한 볼트연결부와 나사고정제를 적용하지 않은 볼트연결부의 하중-변위 관계에 대한 정적실험 결과를 그래프로 나타낸 것이다. 22 is a graph showing the results of a static test on the load-displacement relationship of the bolt connection to which the structural screw fixing agent according to the present invention and the bolt connection to which the screw fixing agent is not applied.

*도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1: 강구조물 2a, 2b, 20: 이음판1: steel structure 2a, 2b, 20: joint plate

3a, 4a: 볼트 3b: 와셔3a, 4a: bolt 3b: washer

3c, 4c: 너트 5: 볼트3c, 4c: nut 5: bolt

5a: 나사산 5b: 나사골5a: thread 5b: screw bone

5d: 배선 6: 너트5d: wiring 6: nut

10: 강 박스거더(box girder) 11: 박스거더의 옆면10: steel box girder 11: side of box girder

12: 박스거더의 밑면 20': 접합부12: bottom of box girder 20 ': junction

30, 30a: 접착제 31: 접착제 도포용구30, 30a: adhesive 31: adhesive application tool

31: 스틱형 나사고정제 용기 32: 접착제 용기31: stick type screw lock container 32: adhesive container

33: 시험편 35: 나사고정제 자동도포기33: Test piece 35: Automatic screw applicator

35a: 팁 36: 글루건(glue gun)35a: Tip 36: glue gun

36a: 연결관 37: 나사고정제 자동도포기36a: connector 37: screwlocker automatic applicator

38: 나사고정제 수동도포기 38a: 노즐38: Manual Screw Applicator 38a: Nozzle

39: 수동 글루건 39a: 실린더39: manual glue gun 39a: cylinder

39b, 39c: 접착제 용기 40,40': 철근39b, 39c: adhesive container 40, 40 ': rebar

41a: 볼트부 42: 이음부41a: bolt portion 42: joint portion

42a: 너트부 50: 교각42a: nut part 50: pier

51: 박스 거더 52: 상부플랜지51: box girder 52: upper flange

53: 연결판 54: 거더외판53: connecting plate 54: girder shell

55: 하부지주 56: 상부지주55: lower column 56: upper column

57: 대각지주(diagonal strut) 58: 록킹판57: diagonal strut 58: locking plate

59: 보강판 60: 가이드웨이59: gusset 60: guideway

61: 공기 해머 62: 측정 스트립61: air hammer 62: measuring strip

63: 스트레인 게이지 70: 모재63: strain gauge 70: the base material

71,72: 상부이음판 71a: 볼트공71, 72: upper joint plate 71a: bolt hole

75: 토크렌치 75: torque wrench

본 발명은 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법에 관한 것으로서, 특히 심한 기계적 진동을 받는 각종 토목구조물 또는 건축구조물 중의 강재를 결속하는 볼트연결부가 풀리는 것을 방지하기 위하여 구조용 나사고정제를 볼트 또는 너트의 나사 표면에 도포한 후 볼트를 체결하도록 함으로써 강 구조물 이음부의 결함을 방지하도록 한 강 구조물의 볼트 풀림 방지공법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for preventing bolt loosening of steel structures using structural screw fixing agents, and particularly, to prevent loosening of bolt connection parts that bind steel materials in various civil structures or building structures subjected to severe mechanical vibration. Or it relates to a bolt loosening prevention method of the steel structure to prevent the defect of the joint of the steel structure by applying a bolt after applying to the screw surface of the nut.

오늘날 나사조립은 기계 조립, 장착 및 수리에서 사용되는 가장 중요한 분리 가능 부품이다. 그럼에도, 나사조립이 일반적으로 널리 사용되고 있기 때문에 그 나사조립에서 발생하는 문제점에 대해서는 대부분의 사용자들이 인식하지 못하고 있는 실정이고, 나사기능에 대한 깊이 있는 분석이 현실적으로 이루어지지 않고 있다. Today, screw assembly is the most important detachable part used in machine assembly, mounting and repair. Nevertheless, screw assembly is generally widely used, and most users are not aware of the problems caused by screw assembly, and in-depth analysis of screw functions has not been made in reality.

일반 산업분야는 물론 토목, 건축 등의 건설 분야에서도 이러한 나사조립은 널리 사용되고 있으며 특히, 강 구조물의 연결방법으로 용접과 더불어 나사조립의 원리에 의한 고장력 볼트이음은 가장 효과적인 이음으로 사용되고 있다. 그러나, 이러한 강구조물의 나사조립 원리에 의한 볼트 이음부는 반복적인 충격 및 하중은 물론 다양한 환경적인 요인에 의해 볼트의 풀림 및 이음부의 부식과 같은 다양한 결함들이 발생되고 있는 실정이다.The screw assembly is widely used in the general industrial field as well as in civil engineering, construction, etc. In particular, high-strength bolted joints based on the principle of screw assembly together with welding are used as the most effective joints. However, the bolt joint part by the screw assembly principle of the steel structure is a situation that various defects such as loosening of the bolt and corrosion of the joint due to various environmental factors as well as repeated impact and load.

부재들 간의 이음에 의해 자유로운 구조물을 형성할 수 있다는 것은 강구조물의 가장 큰 장점이나, 동시에 이러한 이음부의 결함이 전체구조물의 건전도를 결정한다는 것은 한편으로 가장 큰 단점으로 작용하고 있다. The ability to form free structures by joints between members is the greatest advantage of steel structures, but at the same time, defects in these joints determine the integrity of the overall structure, which, on the other hand, is a major disadvantage.

나사조립에 의한 부재들 간의 이음은 자동차 산업과 같은 일반 기계 산업 분야에서는 오랜 기간 널리 사용되어 그 사용 방법이나 나사 조립부의 다양한 결함에 대해 대처 방안이 연구 개발되고 적용되어 왔다. 그러나, 토목, 건축 분야에서는 시설물의 중요도에 비해 관심 및 그 대처방법이 미약한 상태로 공용 중에 보수, 보강 등 소극적인 대처방법을 취하고 있는 실정으로 추가적인 비용의 발생은 물론이고, 장단기적으로 구조물의 안전에 영향을 미칠 수 있는 위험요소를 내포하고 있다. Joints between members by screw assembly have been widely used for a long time in the general machinery industry such as the automobile industry, and methods of coping with various defects of screw assembly parts have been researched and developed and applied. However, in the field of civil engineering and construction, the interest and countermeasures are insignificant compared to the importance of facilities, and they are taking passive measures such as repair and reinforcement during public use. It contains risks that may affect the environment.

도1a 및 도1b는 종래의 기계적인 볼트 체결방식에 의해 볼트가 체결된 강 판형 교량구조물(1)의 하부플랜지에서 볼트들(3a)이 풀린 상태를 도시한다. 1A and 1B show a state in which bolts 3a are loosened in a lower flange of a steel plate bridge structure 1 to which bolts are fastened by a conventional mechanical bolt fastening method.

강구조물을 연결하기 위한 볼트이음으로는 고장력 볼트의 마찰이음, 인장이음, 전단이음 등의 방법이 있다. 이러한 이음은 너트에 토크를 가해서 볼트에 적정한 장력을 도입함으로써 결속되는데, 구조물에 가해지는 외부의 크고 작은 충격, 진동으로 인해 장기적으로 볼트의 풀림 현상이 발생한다. 고장력 볼트 마찰이음의 경우 볼트의 풀림이 발생한다면, 그 풀림이 아주 미세한 경우에도 볼트의 장력에 의존하고 있는 강재 접합면의 마찰력을 저하시키고, 그 상태에서 조금 더 풀림이 진행될 경우 강재 접합면의 마찰력 상실과 함께 이음부는 결속력을 잃게 되어 초기 미끄러짐이 발생한다. 이러한 이음부의 파괴는 구조물의 안전 문제를 야기 시킬 수도 있는 적지 않은 문제점을 안고 있다.Bolted joints for connecting steel structures include friction joints, tensile joints, shear joints, etc. of high tension bolts. These joints are bound by applying a proper tension to the bolt by applying torque to the nut, and the bolt is loosened in the long term due to external large and small shocks and vibrations applied to the structure. In the case of high tension bolt friction joints, if bolt loosening occurs, even if the loosening is very fine, the frictional force of the steel joint surface depending on the tension of the bolt is lowered. Along with the loss, the joint loses cohesion, causing initial slippage. The destruction of these joints has a number of problems that may cause safety problems of the structure.

도1a 및 도1b를 참고하면, 실제 공용 중인 강 판형 교량 구조물(1)의 하부 플랜지를 연결하는 이음판들(2a,2b)로부터 다수의 볼트들(3a)들이 풀려 있는 것을 확인할 수 있다. 도1a에는 아직 풀리지 않은 볼트들(4a) 및 너트들(4c)이 몇 개 있기는 하나, 이미 풀려져 있는 볼트들(3a) 및 너트들(3c)이 결속기능을 상실함으로써 하중이 집중되어 파괴가 예상된다. 도1a 및 도1b에서 미설명부호 3b는 와셔이다. 1A and 1B, it can be seen that a plurality of bolts 3a are loosened from the joint plates 2a and 2b connecting the lower flanges of the steel plate-shaped bridge structure 1 which is in common use. Although there are some bolts 4a and nuts 4c that have not yet been loosened in Fig. 1a, the already loosened bolts 3a and nuts 3c lose their binding function and thus the load is concentrated and destroyed. Is expected. In Figs. 1A and 1B, reference numeral 3b denotes a washer.

도2a 및 도2b는 종래의 기계적인 볼트 체결방식에 의해 볼트가 체결된 강 박스 거더 교량구조물(10)의 옆면(11) 및 밑면(12)에서 볼트들(3a)이 풀린 상태를 도시한다. 2A and 2B show a state in which bolts 3a are loosened at side 11 and bottom 12 of steel box girder bridge structure 10 to which bolts are fastened by a conventional mechanical bolting method.

도2a 및 도2b를 참고하면, 강 박스 거더 교량(10)의 이음부(20)에서 볼트 풀림이 발생한 것이 나타나 있다. 도2a에서 기호 ⓐ는 한 쪽의 박스 거더(10)가 하중에 의해 아래로 처진 부분을 지시하며, 기호 ⓑ는 접합부의 처짐으로 틈새가 벌이진 것을 지시한다. 또한, 기호 ⓒ 및 ⓓ는 볼트의 풀림으로 옆면(11)과 밑면(12)의 접합부의 마찰력이 완전 상실된 것을 지시한다. 또한, 도2b에서 기호 ⓔ는 박스거더(10)의 옆면(11)의 접합부 이음판(20)에서 볼트가 풀린 것을 지시하며, 기호 ⓕ는 너트(3c)의 풀림 틈새를 지시하고, 기호 ⓖ는 볼트의 풀림으로 박스 거더(10)의 밑면과 이음판(20)이 심하게 벌어진 상태를 지시하며, 기호 ⓘ는 벌어진 틈새를 가 리키고, 기호 ⓙ는 볼트의 풀림이 나사산 끝까지 진행된 볼트들을 가리킨다. Referring to Figures 2a and 2b, it is shown that the bolt loosening occurred in the joint 20 of the steel box girder bridge 10. In Fig. 2a, symbol ⓐ indicates a portion where one box girder 10 sags downward due to a load, and symbol ⓑ indicates that a gap is opened due to sagging of a joint. Also, the symbols ⓒ and ⓓ indicate that the frictional force between the side surfaces 11 and the bottom surface 12 is completely lost due to the loosening of the bolts. In addition, in Fig. 2b, the symbol ⓔ indicates that the bolt is loosened at the joint joint plate 20 of the side 11 of the box girder 10, the symbol ⓕ indicates the loosening gap of the nut 3c, and the symbol ⓖ is The loosening of the bolts indicates that the bottom of the box girder 10 and the joint plate 20 are severely opened, and the symbol ⓘ indicates the gap that is open, and the symbol ⓙ indicates the bolts where the loosening of the bolt proceeds to the end of the thread.

도3a 및 도3b는 종래의 방식에 의해 체결된 볼트들(3a)이 누수에 의해 부식되고 풀린 상태를 도시한다. 이음부의 볼트들이 초기에 미세하게라도 풀림이 발생한 후에는 그 풀림이 가속화되어 볼트의 체결력을 완전히 상실하게 되며, 누수가 발생하고 이로 인해 부재와 볼트의 부식을 초래한다. 부식현상이 발생하면 볼트의 단면손실로 이음부의 파괴가 일어나기 쉽게 된다. 3A and 3B show a state in which the bolts 3a fastened in a conventional manner are corroded and loosened by leakage. After the bolts of the seam are loosened at the initial stage, the loosening is accelerated to completely lose the fastening force of the bolts, which leads to leakage, which causes corrosion of the member and the bolts. If corrosion occurs, breakage of the joint is likely to occur due to cross-sectional loss of the bolt.

이상과 같이 토목구조물 및 건축구조물을 구성하는 강 구조물의 안전성에 큰 위험요소가 되는 볼트 이음부의 풀림을 막기 위해서는 볼트 또는 너트에 나사고정제를 도포하고 볼트를 체결하도록 할 필요가 있었다. As described above, in order to prevent loosening of the bolt joint, which is a major risk factor for the safety of the steel structure constituting the civil and building structures, it was necessary to apply a screw fixing agent to the bolt or nut and fasten the bolt.

본 발명은 심한 기계적 진동을 받는 각종 토목구조물 또는 건축구조물 중의 강 구조물을 결속시킬 때에 구조용 나사고정제를 볼트 또는 너트의 나사 표면에 도포한 후 볼트를 체결하도록 함으로써 강 구조물 이음부의 볼트 풀림을 방지하도록 하는 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to prevent the bolt loosening of the steel structure joint by applying a structural screw fixing agent to the screw surface of the bolt or nut when binding the steel structure in various civil structures or building structures subjected to severe mechanical vibration It is an object of the present invention to provide a method for preventing bolt loosening of steel structures using structural screw fixing agents.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제1실시예에 의해 제공된 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법은, 토목구조물 또는 건축구조물을 구성하는 강 구조물의 결합방법에 있어서, 강 구조물의 모재에 복수 개의 볼트공들을 형성하는 단계; 상기 모재의 앞면 및 뒷면에 부착될 이음판들에 복수 개의 볼트 공들을 형성하는 단계; 상기 이음판들을 상기 모재의 앞면 및 뒷면에 위치시키고, 상기 볼트공들의 위치를 서로 맞추는 단계; 상기 볼트공들 안으로 복수 개의 볼트들을 각각 삽입하는 단계; 상기 볼트들의 나사부에 액상 또는 고체의 나사고정제를 도포하는 단계; 및 상기 각 볼트에 너트를 체결하고 상기 볼트와 너트간에 소정의 장력이 도입되도록 조이는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the bolt loosening prevention method of a steel structure using the structural screw fixing agent provided by the first embodiment of the present invention is a method of joining a steel structure constituting a civil structure or a building structure, the base material of the steel structure Forming a plurality of bolt holes in the hole; Forming a plurality of bolt balls in the joint plates to be attached to the front and rear surfaces of the base material; Positioning the joint plates on the front and rear surfaces of the base material and matching the bolt holes with each other; Inserting a plurality of bolts into the bolt holes, respectively; Applying a liquid or solid threadlocker to the threads of the bolts; And tightening a nut to each of the bolts and tightening a predetermined tension to be introduced between the bolts and the nuts.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제2실시예에 의해 제공된 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법은, 토목구조물 또는 건축구조물을 구성하는 강 구조물의 결합방법에 있어서, 강 구조물의 모재에 복수 개의 볼트공들을 형성하는 단계; 상기 모재의 앞면 및 뒷면에 부착될 이음판들에 복수 개의 볼트공들을 형성하는 단계; 상기 이음판들을 상기 모재의 앞면 및 뒷면에 위치시키고, 상기 볼트공들의 위치를 서로 맞추는 단계; 상기 볼트공들 안으로 복수 개의 볼트들을 각각 삽입하는 단계; 상기 볼트들에 체결될 너트들의 나사부에 액상 또는 고체의 나사고정제를 도포하는 단계; 및 상기 너트들을 각각 상기 볼트들에 체결하고 상기 볼트와 너트간에 소정의 장력이 도입되도록 조이는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the bolt loosening prevention method of the steel structure using the structural screw fixing agent provided by the second embodiment of the present invention to achieve the above object, in the joining method of the steel structure constituting the civil structure or building structure, steel structure Forming a plurality of bolt holes in the base metal; Forming a plurality of bolt holes in the joint plates to be attached to the front and rear surfaces of the base material; Positioning the joint plates on the front and rear surfaces of the base material and matching the bolt holes with each other; Inserting a plurality of bolts into the bolt holes, respectively; Applying a liquid or solid screwlock to the threads of the nuts to be fastened to the bolts; And tightening the nuts to the bolts and tightening a predetermined tension between the bolts and the nuts, respectively.

그리고, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제3실시예에 의해 제공된 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법은, 기존에 건설된 토목구조물 또는 건축구조물을 구성하는 강 구조물의 유지 보수 방법에 있어서, 상기 강 구조물 중의 모재들을 서로 연결하는 이음판에 설치된 볼트와 너트 체결부분에 액상의 나사고정제를 침투시켜 상기 볼트와 너트의 체결부분 안에 상기 나사고정제 가 충진 및 경화되도록 하는 것을 특징으로 한다. And, in order to achieve the above object, the bolt loosening prevention method of the steel structure using the structural screw fixing agent provided by the third embodiment of the present invention, the maintenance method of the steel structure constituting the existing civil structure or building structure According to claim 1, characterized in that the screw fixing agent penetrates the liquid screw fixing agent to the bolt and nut fastening portion installed in the joint plate connecting the base materials in the steel structure so that the screw fixing agent is filled and hardened in the fastening portion of the bolt and nut. It is done.

이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법의 구성 및 작용 효과를 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and effect of the bolt loosening prevention method of the steel structure using the structural screw fixing agent according to the present invention.

도4는 본 발명의 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법에 의해 나사고정제(30)를 볼트(5)의 나사부에 도포하는 상태를 도시한다. 도4에서 도면부호 5a는 나사산을, 5b는 나사골을 나타낸다. 나사고정제(30)는 후술하는 바와 같이 소정의 접착제 도포용구(31)에 담겨져 자동 또는 수동으로 도포될 수 있다. Fig. 4 shows a state in which the screw fixing agent 30 is applied to the screw portion of the bolt 5 by the bolt loosening prevention method of the steel structure using the structural screw fixing agent of the present invention. In Fig. 4, reference numeral 5a denotes a screw thread, and 5b denotes a screw bone. Screw fixing agent 30 may be contained in a predetermined adhesive application tool 31 as described later can be applied automatically or manually.

본 발명에 따른 나사고정제는 기계 분야에 사용되는 나사고정용 접착제를 건설, 토목 분야의 대규모 볼트체결에 적합하도록 성분을 조정한 것으로서, 기본적으로 디메타아크릴레이트 에스테르를 기반으로 하며, 상온(25℃)에서의 비중은 1.1 정도이다.The screw fixing agent according to the present invention is a screw fixing adhesive used in the mechanical field is a component adjusted to be suitable for large-scale bolting in the civil engineering field, basically based on dimethacrylate ester, room temperature (25 Specific gravity) is about 1.1.

본 발명에서 이용하는 구조용 나사고정제는 크게 지경화 타입의 고강도 혐기성 나사고정제와 저점도(12cp) 속경화 타입의 고강도 침투식 혐기성 나사고정제로 나눌 수 있다. Structural screw fixing agent used in the present invention can be largely divided into a high-strength anaerobic screw fixing agent of the hardening type and a high viscosity penetrating anaerobic screw fixing agent of a low viscosity (12cp) fast curing type.

이 중, 지경화 타입의 고강도 혐기성 나사고정제는 고장력 볼트 마찰이음부의 볼트 또는 너트의 나사산에 도포하는 액상 또는 기체 형태의 혐기성 나사고정제로서, 붓 또는 스프레이를 사용하여 도포한다. 이러한 유형의 지경화 타입 나사고정제는 볼트 체결후 초기 경화에 5일 정도 소요되는 것으로서 볼트 체결부의 검사를 위해 경화시간을 늦춘 것이다. Among these, the hardening type high strength anaerobic screw fixing agent is a liquid or gaseous anaerobic screw fixing agent applied to a thread of a bolt or nut of a high tension bolt friction joint, and is applied using a brush or a spray. This type of hardening type threadlocker takes about five days for initial hardening after bolt fastening and slows down the hardening time for inspection of the bolt fastening.

그리고, 저점도 속경화 타입의 고강도 침투식 혐기성 나사고정제는 이미 공용중인 강구조물의 ??트 연결부 또는 미리 볼트체결이 이루어진 구조물에 대해서 사후에 혐기성 나사 고정제를 적용하는 방법인데, 이는 볼트 체결 공정 및 검사가 모두 끝난 뒤에 볼트의 너트의 나사산 사이에 나사고정제를 침투시킨다. 이러한 침투식 혐기성 나사고정제는 점도가 낮아서 반중력 방향으로도 투입이 가능하다. In addition, the low-viscosity fastening type high-strength penetrating anaerobic screw fixing agent is a method of applying an anaerobic screw fixing agent to a bolt connection part of a steel structure which is already in common, or a structure in which a bolt is fastened in advance. And the threadlocker is penetrated between the threads of the nut of the bolt after the inspection is finished. The penetrating anaerobic screw fixing agent is low in viscosity and can be added in the antigravity direction.

상기 지경화 타입의 고강도 혐기성 나사고정제는 신설 구조물에 간편하게 적용할 수 있으며, 상기 저점도 속경화 타입의 고강도 침투식 혐기성 나사고정제는 신설 구조물 및 공용중인 구조물의 볼트체결부의 보수, 보강시에 적용할 수 있다. The high strength anaerobic screw fixing agent of the hardening type can be easily applied to a new structure, and the high viscosity penetrating anaerobic screw fixing agent of the low viscosity fast curing type is used to repair and reinforce bolted joints of a new structure and a common structure. Applicable

본 발명에 있어서, 볼트 또는 너트의 나사산에 도포된 혐기성 나사고정제는 볼트와 너트의 나사산이 결합되면서부터 혐기성 반응에 의해 경화되며, 경화된 나사고정제는 볼트와 너트의 나사산을 접착시켜 외부적인 충격 및 진동으로부터 볼트의 풀림을 방지한다.In the present invention, the anaerobic screw fixing agent applied to the thread of the bolt or nut is hardened by an anaerobic reaction from the screw thread of the bolt and nut are combined, and the hardened screw fixing agent bonds the threads of the bolt and nut to the external Prevents bolts from loosening from shock and vibration.

그리고, 볼트체결부의 볼트와 너트의 나사산은 서로 접한 부분의 반대편 나사산 사이에 공극이 존재하며, 볼트가 풀릴 때 이 공극이 좁혀지는데, 본 발명의 공법에 의해 구조용 나사고정제를 시공한 볼트 이음부의 경우에는 압축강도가 큰 나사고정제가 나사산 사이의 공극에 충진되어 경화되어 있으므로, 그 공극이 좁혀질 수가 없게 되어 볼트 풀림을 방지할 수 있게 된다. In addition, the thread of the bolt and nut of the bolt connection part has a gap between the threads opposite to each other, and the gap is narrowed when the bolt is released, and the bolt joint portion of the bolt joint in which the structural screw stabilizer is constructed by the method of the present invention is provided. In this case, since the screw fixing agent having a large compressive strength is filled in the voids between the threads and cured, the voids cannot be narrowed to prevent bolt loosening.

도5a 및 도5b는 본 발명의 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법에 의해 나사고정제를 도포한 볼트들에 의해 박스 거더를 결속시킨 상태를 도시한다. 5A and 5B show a state in which the box girder is bound by bolts to which the thread fixing agent is applied by the bolt loosening prevention method of the steel structure using the structural screw fixing agent of the present invention.

도5a에는 교량과 같은 토목구조물에 있어서 교각(50)의 상부플랜지(52)위에 박스거더(51)가 설치되고 박스거더(51)위에 상판(미도시)이 놓여지는 형상이 개략적으로 도시되어 있다. 연속설치되는 박스거더(51)는 연결판(53)을 이용하여 볼트 및 너트(3c)를 체결하여 고정한다. 박스거더(51)의 연결판(53)에 부착된 볼트 및 너트(3c)가 교량에 재하되는 활하중의 변화로 인하여 인장하중과 모멘트하중을 반복하여 받게 되면 풀림이 발생하는데, 이러한 경우에 본 발명의 구조용 나사고정제를 이용한 볼트이음부를 사용하면 풀림을 방지할 수 있다.5a schematically illustrates a shape in which a box girder 51 is installed on an upper flange 52 of a pier 50 and a top plate (not shown) is placed on a box girder 51 in a civil structure such as a bridge. . The box girder 51 which is continuously installed is fixed by fastening the bolt and nut 3c by using the connecting plate 53. When the bolt and nut 3c attached to the connecting plate 53 of the box girder 51 are repeatedly subjected to the tensile load and the moment load due to the change of the live load on the bridge, the loosening occurs. In this case, the present invention Use of bolted joints using structural screw fasteners can prevent loosening.

도5b는 본 발명의 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법에 의해 도5a의 박스거더 내부에 설치된 보강부재를 안전하게 연결한 상태를 나타낸 것이다. 박스거더(51)의 양측 거더외판(54)상에 수직으로 부착설치된 보강판(59)을 하부지주(55)와 상부지주(56)로써 연결하고, 대각지주(diagonal brace,57)는 로킹판(58)을 거쳐 하부지주(55)와 연결한다. 이러한 각각의 지주 및 로킹판의 연결에 사용되는 볼트/너트는 수시로 변화되는 모멘트하중과 인장하중을 받게 되므로 아무리 단단히 조이더라도 결국은 풀리게 된다. 이러한 볼트/너트의 풀림 여부를 수시로 점검한다고 하더라도 풀림 여부를 정확히 알아내기 어려울 뿐만 아니라, 그러한 작업에 소요되는 안전점검비용이 불필요하게 증가된다. 이와 같이 반복적으로 진동을 받는 부분에 설치되는 볼트와 너트에 대해서 본 발명의 구조용 나사고정제를 도포하고 체결함으로써 강 구조물 이음부의 안전성을 크게 향상시킬 수 있다. 5b shows a state in which a reinforcing member installed in the box girder of FIG. 5a is securely connected by a bolt loosening prevention method of a steel structure using the structural screw fixing agent of the present invention. The reinforcing plate 59 vertically attached on both side girder outer plates 54 of the box girder 51 is connected to the lower column 55 and the upper column 56, and the diagonal brace 57 is a locking plate. It connects to the lower column 55 via (58). The bolts / nuts used to connect each of the struts and the locking plate are subjected to the moment load and the tension load that change frequently, so that no matter how tightly they are tightened, they will eventually loosen. Even if the bolts / nuts are checked for looseness at any time, it is difficult to find out whether they are loosened, and the safety inspection cost for such work is unnecessarily increased. Thus, by applying and fastening the structural screw fixing agent of the present invention to the bolts and nuts that are repeatedly installed in the vibration part, it is possible to greatly improve the safety of the joint of the steel structure.

본 발명의 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 결합방법은 토목 및 건축 분야의 강 구조물의 고장력 볼트 연결부, 토목 터널 구조의 앵커볼트 연결부, 토목 철도 구조물의 고장력 볼트 연결부 및 대구경 철근의 기계식 나사 이음의 나사연결부 등에 적용이 가능하며, 그 외 일반 구조물의 볼트 연결부에도 적용할 수 있다. The joining method of the steel structure using the structural screw fixing agent of the present invention is a high-strength bolt connection of the steel structure of civil engineering and construction, anchor bolt connection of civil engineering tunnel structure, high-tension bolt connection of civil railway structure and mechanical screw joint of large diameter reinforcement It can be applied to joints and other bolt structures of general structures.

도6a 및 도6b는 대구경 철근(40,40')의 기계식 나사 이음부(42)에 나사고정제를 이용하여 철근들을 서로 연결한 상태를 도시한다. 6A and 6B show a state in which reinforcing bars are connected to each other by using a screw fastener to the mechanical screw joint 42 of the large diameter rebars 40 and 40 '.

도6a 및 도6b를 참고하면, 대구경 철근(40,40')의 기계식 나사 이음부(42)의 너트 나사산(42a)에 나사고정제를 도포하여 철근(40,40')의 볼트부 나사산(41a)과 결합된 후 경화시킴으로써 철근(40,40')의 조립 및 조립된 철근의 운반, 거치시 나사 체결부가 풀리는 것을 사전에 완벽히 방지할 수 있다. 6A and 6B, a thread fixing agent is applied to a nut thread 42a of a mechanical threaded part 42 of a large diameter rebar 40 and 40 'to apply a bolt thread of the rebar 40 and 40'. 41a) can be completely hardened in advance by assembling the reinforcing bars 40 and 40 'and unscrewing the screw fastening part during transportation and mounting of the assembled reinforcing bars.

도7a 및 도7b는 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 볼트(5)의 나사 부분 표면에 도포하는 모습을 도시하며, 도7c는 그 결과 나사고정제가 볼트(5)의 나사 부분 표면에 도포된 상태를 도시한다. Figures 7a and 7b show the application of the structural threadlocker according to the invention on the surface of the threaded part of the bolt 5, and Figure 7c shows that the threadlocker is applied to the surface of the threaded part of the bolt 5 The state is shown.

도7a 또는 도7b에 의한 방법으로 나사고정제가 도포된 후에는, 나사고정제(30)가 볼트(5)와 너트의 나사산(5a) 사이에 침투되어 경화되면서 볼트와 너트가 일체가 되도록 접착되며, 나사산 사이의 공극을 메워 심한 진동상태에서도 영구히 볼트의 풀림을 방지하는 효과를 발휘한다. After the threadlocker is applied by the method shown in FIG. 7A or 7B, the threadlocker 30 is penetrated between the bolt 5 and the thread 5a of the nut and cured, and the bolt and the nut are bonded together. It fills the gap between the threads and prevents the bolt from permanently loosening under severe vibration.

도7c에 도시된 바와 같이 접착제 성분의 나사고정제(30)는 볼트(5)의 나사부에 도포된 상태가 되며, 도면부호 33은 장력시험 등을 행하기 위한 시험편을 가리킨다. As shown in Fig. 7C, the thread fixing agent 30 of the adhesive component is applied to the threaded portion of the bolt 5, and reference numeral 33 denotes a test piece for performing a tension test or the like.

도8은 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방 지공법에 있어서, 혐기성 접착제 성분으로 구성된 나사고정제가 금속 재질의 볼트, 너트와 접촉하여 접착 및 경화되는 원리를 설명한다.FIG. 8 illustrates the principle of the bolt fixing agent composed of an anaerobic adhesive component in contact with a metal bolt and nut in the method of preventing bolt loosening of a steel structure using the structural screw fixing agent according to the present invention.

본 발명에서 개발한 나사고정제는 산소와 접촉하지 않는 경우에 상온에서 경화되는 일액형 물질로서, 액체 속의 경화 성분은 대기 중의 산소와 접촉되는 동안에는 비활성 상태로 존재한다. 나사고정제가 부품(볼트,너트)과의 결합에 의해 대기 중의 산소를 취할 수 없을 경우, 특히 금속과 동시에 접촉하고 있을 경우에 경화가 급속히 진행된다. The threadlocker developed in the present invention is a one-component material that is cured at room temperature when it is not in contact with oxygen, and the curing component in the liquid is in an inactive state during contact with oxygen in the atmosphere. Hardening proceeds rapidly when the threadlocker cannot take oxygen in the atmosphere by coupling with components (bolts and nuts), especially when it is in contact with metal at the same time.

혐기성 반응으로 경화되는 나사고정제의 경화 과정은 도8의 ① 내지 ④번의 도면들에 의해 설명될 수 있다. 먼저, 나사고정제는 ①과 같은 유체상태에서 일정한 산소를 공급받아 안정상태를 유지한다. 나사고정제가 접착 부위에 압착되어 ②와 같이 산소 공급이 중단되면 과산화물이 금속 이온과의 반응을 통해 자유 래디컬(free radical)로 변한다. 이 자유 래디컬은 ③과 같이 중합체 체인을 형성하기 시작하며, 최종적으로 경화된 상태인 ④에서는 상호 연결된 중합체 체인을 갖는 고체 구조로 남게 된다.The hardening process of the screw fixing agent which is hardened by the anaerobic reaction can be explained by the drawings of ① to ④ of FIG. 8. First, the screw fixing agent is supplied with constant oxygen in the fluid state such as ① to maintain a stable state. When the screw fixing agent is pressed to the bonding site and the oxygen supply is interrupted as in ②, the peroxide is changed into free radicals through the reaction with the metal ions. This free radical begins to form a polymer chain, as in e.g., and finally, in the hardened state ④, it remains a solid structure with interconnected polymer chains.

한편, 액상의 나사고정제는 모세관 효과로 인해 볼트와 너트 사이의 아무리 작은 틈이라도 스며들어가 접착 부위를 채운다. 경화 과정은 나사고정제와 금속 표면의 접촉에 의해서 촉진되며, 이러한 접촉은 촉매 작용을 일으킨다.On the other hand, the liquid screw fixing agent penetrates even the smallest gap between the bolt and the nut to fill the adhesive site due to the capillary effect. The hardening process is facilitated by the contact of the screwlocker with the metal surface, which causes catalysis.

도9a 및 도9b는 본 발명에 있어서 너트의 나사부에 나사고정제를 도포하기 위한 자동도포기들(35,37)을 도시한다. 9A and 9B show automatic applicators 35 and 37 for applying a threadlocker to the threaded portion of the nut in the present invention.

도9a 및 도9b의 자동도포기들(35,37)은 액상의 도포식 나사고정제를 자동으 로 도포하기 위한 장비로서, 신설 구조물이나 공용중인 구조물의 볼트이음부에 있어서 볼트를 교체하는 경우에 적용이 가능하다. The automatic applicators 35 and 37 of Figs. 9A and 9B are equipment for automatically applying a liquid coating screw fixing agent, and are used when replacing bolts in bolted joints of new or shared structures. Application is possible.

도9a의 자동도포기(35)는 팁(35a) 부분의 노즐을 통해 액상의 나사고정제를 분출하여 너트(6)의 나사산에 나사고정제를 도포한다. The automatic spreader 35 of FIG. 9A ejects the liquid threadlocker through the nozzle of the tip 35a portion and applies the threadlocker to the thread of the nut 6.

도9b의 자동도포기 키트(37)는 본체로부터 액상의 나사고정제가 연결관(36a)을 타고 글루건(glue gun, 36)으로 공급되며, 글루건(36)으로 너트의 나사산에 나사고정제를 도포한다. In the automatic applicator kit 37 of FIG. 9B, a liquid screw fixing agent is supplied from the main body to the glue gun 36 through the connecting pipe 36a, and the thread fixing agent is applied to the threads of the nut with the glue gun 36. do.

본 발명에서 사용하는 나사고정제는 볼트 체결 후 체결토크 검사를 위한 기간을 고려하여 개발된 완경화 방식의 나사고정제와 빠른 경화를 요하는 곳에 적합하게 개발된 속경화 방식의 나사고정제가 있다. The screw fixing agent used in the present invention includes a screw hardening method of a slow hardening method developed in consideration of a period for fastening torque inspection after fastening the bolt and a fast hardening method screw fastening agent developed suitable for a place requiring fast curing.

그리고, 볼트체결부에 나사고정제를 도포하는 방법에는 도7a 및 도7b와 같이 볼트(5)의 나사산(5a)에 도포하는 방법과 도9a 및 도9b와 같이 너트의 나사산에 도포하는 방법이 있는데, 신설구조물과 같이 대량의 도포작업을 요하는 곳에는 자동화 장비에 의한 너트나사산에 도포하는 방법이 적절하며, 미리 도포하여 보관이 가능하므로 볼트 체결공정에 추가되는 공정은 없다. 또한, 체결공정 중간에 정렬된 볼트 나사산에 붓 등으로 일괄적으로 도포하는 방법도 있다. In addition, the method of applying the thread fixing agent to the bolted fastening part includes a method of applying to the thread 5a of the bolt 5 as shown in Figs. 7A and 7B and a method of applying to the thread of the nut as shown in Figs. 9A and 9B. However, where a large amount of coating work is required, such as a new structure, a method of applying a nut thread by an automated equipment is appropriate, and since it is possible to apply and store it in advance, there is no process added to the bolt fastening process. There is also a method of collectively applying with a brush or the like to the bolt threads arranged in the middle of the fastening process.

도10a는 및 도10b는 본 발명에 있어서 소규모의 볼트 체결 작업에 사용하기 위한 수동도포기들(38,39)을 도시한다. 도10a의 수동도포기(38)는 노즐(38a)을 통해 수동으로 나사고정제를 배출하며, 도10b의 수동글루건(39)은 실린더(39)안에 접착제 용기(39b, 39c)를 끼운 다음 방아쇠를 당기면 상기 용기가 쥐어짜 지면서 접 착제가 배출된다. 10A and 10B show manual applicators 38 and 39 for use in small bolting operations in the present invention. The manual applicator 38 of FIG. 10A discharges the threadlocker manually through the nozzle 38a, and the manual glue gun 39 of FIG. 10B inserts the adhesive containers 39b and 39c into the cylinder 39 and then triggers it. Pulling will squeeze out the container and release the adhesive.

도11은 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법을 수행하기 위해 사용되는 스틱형 나사고정제를 도시한다. 11 shows a stick-type thread locker used to perform the bolt loosening prevention method of steel structures using the structural screw locker according to the present invention.

도11이 스틱형 나사고정제(31)는 립 글로즈 형태의 용기(31a)에 담겨져 있으므로 휴대가 간편하며 현장에서 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있다. 이러한 스틱형 나사고정제(31)는 소규모의 볼트 체결 작업에 특히 적합하다. 11, since the stick-type screw fixing agent 31 is contained in the lip gloss-type container 31a, it is easy to carry and has an advantage of being easily applicable in the field. This stick-type threadlock 31 is particularly suitable for small bolting operations.

도12는 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 도포하여 체결한 볼트결합물을 수평방향으로 진동시험하기 위한 장비의 개략도이며, 도13a 및 도13b는 도12의 시험에 사용되기 위해 볼트(5)의 내부에 스트레인 게이지(63)를 삽입한 상태를 도시한다. Figure 12 is a schematic diagram of the equipment for vibration testing in the horizontal direction of the bolted joints applied by applying the structural screw fastener according to the present invention, Figures 13a and 13b is a bolt (5) for use in the test of Figure 12 The state in which the strain gauge 63 was inserted in the inside is shown.

도12의 진동시험 측정장비는 볼트 연결부가 있는 시험부품(5')을 가이드웨이(60)를 사이에 두고 공기해머(6)에 끼운 다음 Fv의 힘으로 -a 부터 a 까지 수평방향으로 진동시킨다. 이때, 도12의 도면부호 62는 측정스트립을 가리킨다. The vibration test measuring apparatus of FIG. 12 inserts a test part 5 'having a bolt connection into the air hammer 6 with a guideway 60 interposed therebetween, and vibrates horizontally from -a to a with the force of Fv. . At this time, reference numeral 62 in Fig. 12 indicates a measurement strip.

이러한 수평방향 진동시험은 외부진동에 의한 볼트체결부의 볼트 풀림의 정도를 측정하기 위한 방법으로 사용되는 것이며, 볼트 풀림의 주된 원인이 되는 부재와 수평방향으로의 진동을 가하여 실시한다. 또한, 정확한 볼트 장력의 측정을 위하여 각각의 볼트에는 도13a 및 도13b와 같이 스트레인 게이지(63)를 삽입하였다. This horizontal vibration test is used as a method for measuring the degree of bolt loosening of the bolted joint due to external vibration, and is applied by applying vibration in the horizontal direction with the member which is the main cause of bolt loosening. In addition, in order to accurately measure the bolt tension, a strain gauge 63 is inserted into each bolt as shown in FIGS. 13A and 13B.

도13a 및 도13b에서 스트레인 게이지(63)는 볼트(5)의 내부에 매몰되며, 변위를 전기 신호로 송신하기 위하여 배선(5d)이 측정기 본체와 연결되어 있다. In Figs. 13A and 13B, the strain gauge 63 is embedded in the bolt 5, and the wiring 5d is connected with the measuring instrument main body to transmit the displacement as an electric signal.

도14는 복수의 나사고정방법 별로 볼트 체결부의 장력유지성능을 비교하여 나타낸 그래프이다. 14 is a graph illustrating a comparison between tension holding performances of bolt fastening units for a plurality of screw fixing methods.

도14를 참고하면, 그래프의 상단에 위치하는 세 가지 방법, 즉 나사고정 시스템을 이용한 일반볼트(A1), 접착된 볼트(A2) 및 톱니 플랜지 볼트(A3)은 하중 반복회수가 증가함에 따라 저항력이 유사하게 나타나는 것으로 판단할 수도 있다. 하지만, 이 세 가지 경우만을 비교해 보면 상당히 중요한 결과를 얻을 수 있다. 접착된 볼트(A2)와 톱니 플랜지 볼트(A3)는 하중 반복회수가 증가함에 따라 미소하게 나마 응력이 감소하여 하중 반복회수가 많이 누적되게 되면 그 감소폭이 더욱 확대된다.Referring to Fig. 14, three methods located at the top of the graph, namely, the general bolt A1, the bonded bolt A2 and the toothed flange bolt A3 using the screw fixing system, are resisted as the number of load repetitions increases. It may be judged that this appears similar. However, comparing these three cases can yield quite important results. The bonded bolts A2 and toothed flange bolts A3 slightly decrease in stress as the load repeat count increases, and the reduction width is further expanded when the load repeat count is accumulated a lot.

그러나, 본 발명의 구조용 나사고정제를 이용한 볼트 결합(A1)의 경우에는 초기의 응력 이완이 발생한 후에는 하중 반복회수가 증가해도 응력상태에는 변화가 없어 반영구적으로 볼트 풀림을 방지할 수 있게 된다. However, in the case of the bolt coupling (A1) using the structural screw fixing agent of the present invention, even after the initial stress relaxation occurs, even if the load repetition frequency increases, the stress state does not change, it is possible to prevent the bolt loosening semi-permanently.

도15는 도12 및 도13a, 도13b에 의한 수평방향 진동시험 결과의 그래프이다. Fig. 15 is a graph of the horizontal vibration test results shown in Figs. 12, 13A, and 13B.

도15을 참고하면, 나사고정제를 적용한 경우(B1,B2,B3)에는 볼트 장력손실(Tension loss)이 거의 없었다. 그러나, 나사고정제를 적용하지 않은 경우(B4)에는 장력손실이 수초 후에 발생하였으며, 2분이 지나자 볼트 풀림이 발생하여 대부분의 장력이 소실되는 것으로 나타났다. Referring to FIG. 15, there was almost no bolt tension loss when the screw fixing agent was applied (B1, B2, B3). However, when no thread fixant was applied (B4), tension loss occurred after a few seconds, and after 2 minutes, bolt loosening occurred and most of the tension was lost.

또한, 나사고정제를 적용한 경우(B1,B2,B3)에는 M22 볼트의 체결시 표준볼트장력인 22,600kgf의 50%인 11,300kgf의 장력만을 도입하여도 볼트장력의 손실은 없었으며, 따라서 시공 중 장력도입이 부족하거나 또는 공용 중에 장력손실이 50%까 지 크게 발생한다 하여도 볼트 풀림은 발생하지 않는 것으로 판단할 수 있다. In addition, in the case of applying the screw fixing agent (B1, B2, B3), even when only the tension of 11,300kgf, which is 50% of the standard bolt tension of 22,600kgf, was not lost, the bolt tension was lost. It can be judged that bolt loosening does not occur even if tension introduction is insufficient or tension loss is large up to 50% during common use.

도16은 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법의 성능을 시험하기 위해 토크렌치(75)를 이용하여 볼트를 체결하는 상태를 도시한다.Figure 16 shows a state of fastening the bolt using the torque wrench 75 to test the performance of the bolt loosening prevention method of the steel structure using the structural screw fixing agent according to the present invention.

본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 이용하여 볼트를 체결하게 되면 나사고정제가 일종의 윤활작용을 하게 되므로, 볼트와 너트의 나사산 표면에 있는 잔류물 등에 의한 마찰을 적게 할 수 있어 볼트를 조일 때에 목적하는 장력을 쉽게 볼트에 도입할 수 있다. 나사고정제를 적용한 볼트와 나사고정제를 적용하지 않은 볼트를 준비한 다음 도16의 토크렌치(75)를 이용하여 볼트를 조이면 볼트에 도입된 토크를 측정할 수 있다. When the bolt is fastened using the structural screw fastener according to the present invention, the screw fastener performs a kind of lubrication action, so that the friction caused by residues on the threaded surface of the bolt and the nut can be reduced, and thus the target screw is tightened. Tension can be easily introduced into the bolt. After preparing a bolt to which the screw fixing agent is applied and a bolt to which the screw fixing agent is not applied, tightening the bolt using the torque wrench 75 of FIG. 16 may measure the torque introduced to the bolt.

도17은 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법에 있어서 스틸볼트(steel bolt)의 체결토크와 도입장력간의 관계를 그래프로 표현한 것이다.17 is a graph showing the relationship between the tightening torque of the steel bolt and the introduction tension in the bolt loosening prevention method of the steel structure using the structural screw fixing agent according to the present invention.

나사고정제는 현재 고장력 볼트 마찰이음에서 주로 사용되는 A종 고장력 볼트(너트 나사산에 오일에 의한 윤활처리)보다 윤활성을 높인 것으로, A종 고장력 볼트의 토크 계수치가 0.11∼0.15인 것에 비해 나사고정제는 0.10∼0.12로 토크 계수치가 낮아 설계볼트장력을 도입할 때 토크의 손실이 적으며, 특히 토크 계수치의 범위가 좁기 때문에 여러 개의 볼트를 체결할 때에 항상 균일한 설계볼트장력을 도입하여 신뢰성을 확보할 수 있다.Screw fixing agent is more lubricity than Class A high tensile bolts (lubricated by oil on nut thread), which are mainly used in high tensile bolt friction joints.The screw fixing agent has a torque factor of 0.11 to 0.15. Has a low torque coefficient of 0.10 to 0.12, so the torque loss is small when the design bolt tension is introduced. In particular, since the torque coefficient is narrow, the design bolt tension is always introduced when several bolts are tightened to ensure reliability. can do.

이와 같이 토크 계수치를 낮게 하면, 전체 볼트 군에 균일한 장력 도입이 가 능하게 됨에 따라 연결 부재의 특정 부위에 발생하는 응력 집중을 피할 수 있다.By lowering the torque coefficient in this way, it is possible to avoid the stress concentration occurring at a specific part of the connecting member as uniform tension can be introduced into the entire bolt group.

나사고정제를 적용한 경우에는 자체 윤활작용으로 볼트체결부의 나사산에서 마찰이 감소하여 낮은 토크 계수치를 가지며, 이로써 설계볼트장력을 도입하기 위한 체결토크(Tightening torque)는 작게 형성된다. 반면에, 나사고정제가 경화된 후에 체결된 볼트를 풀고자 할 때의 파괴토크(Breakaway torque)는 나사고정제의 접착강도가 더해짐으로 인해 상대적으로 크게 형성된다. 이것이 볼트의 풀림을 어느 정도 억제하도록 하는 효과가 있으나 볼트 자체의 장력에 의한 볼트 풀림 억제효과와 비교해서는 비교할 수 없이 작은 값이다.When the screw fixing agent is applied, friction is reduced in the thread of the bolted portion by self lubrication, and thus has a low torque coefficient value, whereby the tightening torque for introducing the design bolt tension is small. On the other hand, the breakaway torque when unscrewing the fastened bolts after hardening of the screw fixing agent is relatively large due to the addition of the adhesive strength of the screw fixing agent. This has the effect of suppressing the bolt loosening to some extent but is incomparably small compared with the bolt loosening inhibiting effect by the tension of the bolt itself.

또한, 나사고정제를 적용한 경우에는 풀림 토크(Prevailling torque)라는 것이 발생하게 되는데, 이것은 볼트와 너트 나사산 사이의 갭(Gap)에 나사고정제가 충진되어 나타나는 효과로서 진동 및 각종 충격에 불구하고 나사고정부가 쉽게 풀리지 않게 하는 저항력을 가리키며, 이 풀림 토크로 인해 최초 너트가 돌아간 후에도 계속적으로 토크를 가해야만 나사고정부를 풀 수 있게 된다. 이러한 풀림토크는 강 구조물의 안전성 확보에 긴요한 것으로서, 일반적인 기계적인 고정 방식(스프링 와셔 등)에서는 기대할 수 없는 것고 오로지 나사고정제를 적용하였을 경우에만 발생하는 것이다. In addition, when the thread fixing agent is applied, a prevailling torque occurs, which is caused by the filling of the thread fixing agent in the gap between the bolt and the nut thread. Refers to the resistance that the government does not easily loosen, and this loosening torque allows the screw to be released only after the first nut has returned. These loosening torques are critical to ensuring the safety of steel structures, which are not expected in general mechanical fixing methods (spring washers, etc.) and occur only when thread fixing agents are applied.

도18은 본 발명에 따라 체결된 볼트연결부의 장력 유지성능 시험 결과에 관한 그래프이다. 도18에 의하면, 3백만회 이상의 하중을 가하더라도 볼트의 장력이 거의 손실되지 않음을 알 수 있다. 18 is a graph showing the result of the tension retention performance test of the bolt connection portion fastened according to the present invention. According to Fig. 18, it can be seen that the tension of the bolt is almost not lost even after applying 3 million times or more of load.

도19는 본 발명에 따라 체결된 볼트연결부의 고온 강도시험 결과에 관한 그 래프이며, 도20은 온도충격시험 결과에 관한 그래프이다. 19 is a graph of the results of the high temperature strength test of the bolted connection portion fastened according to the present invention, and FIG. 20 is a graph of the results of the temperature shock test.

도19에 도시한 바와 같이 40℃ 정도까지의 온도에 노출되더라도 파괴토크가 최초 상태와 거의 다름없이 유지되는 것으로 나타났으며, 도20에 도시한 바와 같이 -40℃부터 120℃까지의 온도 충격에 장시간 노출되더라도 파괴토크가 최초의 60% 이상 유지되는 것으로 나타났다. As shown in FIG. 19, even when exposed to a temperature up to about 40 ° C, the breaking torque was almost maintained as in the initial state. As shown in FIG. 20, the breakdown torque was maintained at -40 ° C to 120 ° C. Even after prolonged exposure, the breaking torque was maintained at 60% or more of the initial time.

도21a는 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법의 효과를 시험하기 위해 제작한 피로시험용 시험편을 도시한다. Fig. 21A shows a test piece for fatigue test manufactured to test the effect of the bolt loosening prevention method of a steel structure using the structural screw fixing agent according to the present invention.

도21a에서 피로시험용 시험편은 모재(70)들의 연결지점에 상하로 이음판들(71,72)을 대고, 그 이음판들(71,72)에 천공된 볼트공(71a)안으로 볼트(5)를 끼워 체결시켜 만든다. The fatigue test specimen in Fig. 21A places the joint plates 71, 72 up and down at the connection points of the base materials 70, and bolts 5 into the bolt holes 71a perforated in the joint plates 71, 72. Insert and tighten.

도21b는 도21a의 피로시험용 시험편에 나사고정제를 도포하는 과정을 도시하며, 도21c는 그 결과 완성된 시험편을 도시한다. FIG. 21B shows the process of applying the threadlocker to the fatigue test specimen of FIG. 21A, and FIG. 21C shows the finished specimen as a result.

도22는 본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 적용한 볼트연결부(C2)와 나사고정제를 적용하지 않은 볼트연결부(C1)의 하중-변위 관계에 대한 정적실험 결과를 그래프로 나타낸 것이다. 그래프에 나타난 바와 같이, 본 발명의 나사고정제를 도입한 경우(C2)는 나사고정제를 도입하지 않은 경우(C1)에 비해 동일한 하중에 대해서 60% 이상 적게 변위되는 것을 확인할 수 있었다. 22 is a graph showing the results of a static test on the load-displacement relationship between the bolt connection portion C2 to which the structural screw fixing agent according to the present invention and the bolt connection portion C1 to which the screw fixing agent is not applied. As shown in the graph, it was confirmed that the case of introducing the screw fixer of the present invention (C2) is less than 60% less displacement for the same load compared to the case of not introducing the screw fixer (C1).

본 발명에 따른 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법은 특히 안전성이 중요시되는 토목 및 건축분야의 강 구조물에 적용함으로써 한번 의 접착제 주입으로 강력한 접착력을 얻을 수 있게 되어, 강 구조물의 안전성이 향상되고 건설후의 유지보수가 쉬우며 안전점검비용이 저감되는 효과를 얻을 수 있다.The bolt loosening prevention method of the steel structure using the structural screw fixing agent according to the present invention can be obtained in a strong adhesive force with a single adhesive injection, especially by applying to steel structures of civil engineering and construction where safety is important, safety of steel structure It can be improved, easy to maintain after construction, and the cost of safety inspection can be reduced.

Claims (4)

토목구조물 또는 건축구조물을 구성하는 강 구조물의 결합방법에 있어서, In the method of joining the steel structure constituting the civil structure or building structure, 강 구조물의 모재에 복수 개의 볼트공들을 형성하는 단계;Forming a plurality of bolt holes in the base material of the steel structure; 상기 모재의 앞면 및 뒷면에 부착될 이음판들에 복수 개의 볼트공들을 형성하는 단계;Forming a plurality of bolt holes in the joint plates to be attached to the front and rear surfaces of the base material; 상기 이음판들을 상기 모재의 앞면 및 뒷면에 위치시키고, 상기 볼트공들의 위치를 서로 맞추는 단계;Positioning the joint plates on the front and rear surfaces of the base material and matching the bolt holes with each other; 상기 볼트공들 안으로 복수 개의 볼트들을 각각 삽입하는 단계;Inserting a plurality of bolts into the bolt holes, respectively; 상기 볼트들의 나사부에 액상 또는 고체의 나사고정제를 도포하는 단계; 및Applying a liquid or solid threadlocker to the threads of the bolts; And 상기 각 볼트에 너트를 체결하고 상기 볼트와 너트간에 소정의 장력이 도입되도록 조이는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법.Fastening a nut to each of the bolts and tightening to introduce a predetermined tension between the bolt and the nut; Bolt loosening prevention method of the steel structure using a structural screw fixing agent comprising a. 토목구조물 또는 건축구조물을 구성하는 강 구조물의 결합방법에 있어서, In the method of joining the steel structure constituting the civil structure or building structure, 강 구조물의 모재에 복수 개의 볼트공들을 형성하는 단계;Forming a plurality of bolt holes in the base material of the steel structure; 상기 모재의 앞면 및 뒷면에 부착될 이음판들에 복수 개의 볼트공들을 형성하는 단계;Forming a plurality of bolt holes in the joint plates to be attached to the front and rear surfaces of the base material; 상기 이음판들을 상기 모재의 앞면 및 뒷면에 위치시키고, 상기 볼트공들의 위치를 서로 맞추는 단계;Positioning the joint plates on the front and rear surfaces of the base material and matching the bolt holes with each other; 상기 볼트공들 안으로 복수 개의 볼트들을 각각 삽입하는 단계;Inserting a plurality of bolts into the bolt holes, respectively; 상기 볼트들에 체결될 너트들의 나사부에 액상 또는 고체의 나사고정제를 도포하는 단계; 및Applying a liquid or solid screwlock to the threads of the nuts to be fastened to the bolts; And 상기 너트들을 각각 상기 볼트들에 체결하고 상기 볼트와 너트간에 소정의 장력이 도입되도록 조이는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법.And fastening the nuts to the bolts and tightening a predetermined tension between the bolts and the nuts, respectively. 2. 기존에 건설된 토목구조물 또는 건축구조물을 구성하는 강 구조물의 유지 보수 방법에 있어서, In the maintenance method of the steel structure constituting the existing civil structure or building structure, 상기 강 구조물 중의 모재들을 서로 연결하는 이음판에 설치된 볼트와 너트 체결부분에 액상의 나사고정제를 침투시켜 상기 볼트와 너트의 체결부분 안에 상기 나사고정제가 충진 및 경화되도록 하는 것을 특징으로 하는 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법.Structural b characterized in that the screw fixing agent penetrates the liquid screw fixing agent into the bolt and nut fastening portion installed in the joint plate connecting the base materials of the steel structure to the fastening portion of the bolt and nut. Bolt loosening prevention method of steel structure using accident refining. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나사고정제는 디메타아크릴레이트 에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조용 나사고정제를 이용한 강구조물의 볼트 풀림 방지공법.The method of claim 1, wherein the screw fixing agent comprises a dimethacrylate ester. 4.
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