KR20080046046A - Earthanchor structure using using optial fiber embeded wire strand and health monitoring method of thereof - Google Patents
Earthanchor structure using using optial fiber embeded wire strand and health monitoring method of thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20080046046A KR20080046046A KR1020060115478A KR20060115478A KR20080046046A KR 20080046046 A KR20080046046 A KR 20080046046A KR 1020060115478 A KR1020060115478 A KR 1020060115478A KR 20060115478 A KR20060115478 A KR 20060115478A KR 20080046046 A KR20080046046 A KR 20080046046A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- optical fiber
- steel wire
- anchor structure
- hole
- strand
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 77
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 68
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 68
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 13
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 5
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
- G01B11/18—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge using photoelastic elements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/74—Means for anchoring structural elements or bulkheads
- E02D5/80—Ground anchors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
- G01L1/242—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
- G01L1/246—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using integrated gratings, e.g. Bragg gratings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Description
도 1은 어스앵커 구조물을 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining the earth anchor structure.
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 어스앵커 구조물의 시공방법을 설명하기 위한 도면.2a to 2c are views for explaining the construction method of the earth anchor structure shown in FIG.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 어스앵커 구조물에 사용되는 인장재인 광섬유 복합 강연선을 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining an optical fiber composite strand that is a tension member used in the earth anchor structure according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 표시된 Ⅳ-Ⅳ선의 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV shown in FIG. 3.
도 5a 내지 도 5d는 도 3에 광섬유 복합 강연선의 제조방법을 설명하기 위한 도면. 5A to 5D are views for explaining a method for manufacturing the optical fiber composite strand in FIG.
도 6은 광섬유 브래그 격자 센서를 설명하기 위한 도면.6 is a view for explaining an optical fiber Bragg grating sensor.
** 도면의 주요부분에 대한 기호의 설명 **** Explanation of symbols for the main parts of the drawing **
본 발명은 어스앵커 구조물 및 그 구조물의 건전성 모니터링 방법에 관한 것 으로서, 더욱 상세하게는 어스앵커 구조물의 인장재로 사용되는 강연선에 광섬유센서를 매립하고, 그 매립된 광섬유센서를 이용하여 상기 강연선의 응력을 측정함으로써 수시로 건전성 확인이 가능한 어스앵커 구조물 및 그 어스앵커 구조물의 건전성 모니터링 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an earth anchor structure and a method for monitoring the soundness of the structure, and more particularly, embeds an optical fiber sensor in a stranded wire used as a tension member of the earth anchor structure, and uses the embedded optical fiber sensor to stress the stranded wire. The present invention relates to an earth anchor structure capable of confirming the integrity of the earth at any time by measuring and the soundness monitoring method of the earth anchor structure.
일반적인 지하 굴착공사를 하는 경우에, 굴착을 원하는 지역에 일정한 간격으로 세로빔을 박은 후 각각의 세로빔들 사이에 흙막이 패널을 삽입하여 굴착 된 공간에 작용하는 토압에 저항하도록 하였다. 그라나, 기초가 깊거나 공사환경의 필요에 의해 급경사로 굴착을 하는 경우에는 흙막이 패널에 작용하는 토압이 크게 증가하게 되고, 그 증가한 토압에 저항하도록 세로빔 사이에 가로빔을 연결하거나, 지중에 삽입되는 인장재와 세로빔에 고정되는 정착장치를 상호 연결하는 구성에 의해 토압에 저항하도록 하는 어스앵커 구조물이 사용되고 있다.In the case of general underground excavation, the vertical beams were put at regular intervals in the desired area, and the earthen panel was inserted between the vertical beams to resist the earth pressure acting on the excavated space. However, in case of excavation with steep slope due to deep foundation or construction environment, the earth pressure acting on the earthquake panel is greatly increased, and the horizontal beam is connected between the vertical beams or inserted into the ground to resist the increased earth pressure. An earth anchor structure for resisting earth pressure by a structure in which a tension member and a fixing device fixed to a longitudinal beam are interconnected is used.
도 1은 어스앵커 구조물을 설명하기 위한 도면이고, 도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 어스앵커 구조물의 시공방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the earth anchor structure, Figures 2a to 2c is a view for explaining the construction method of the earth anchor structure shown in FIG.
어스앵커 구조물은 도 1에 도시된 바와 같이, 지반에 천공된 앵커공(1)에 삽입되는 인장재(2)와, 상기 앵커공(1)에 채움 되는 그라우트재(3)와 상기 인장재(2)를 상기 그라우트재 내에 정착시키기 위한 정착체(4)와, 상기 인장재(2)에 가해진 인장력을 지반에 전달하기 위한 지지체(5)를 포함하여 이루어진다. 상기 지지체(5)는 상기 인장재(2)를 지상에서 정착시키는 역할을 동시에 하는 것으로서 도면에 도시된 바와 같이 앵커공(1)의 외부에 마련되어 있다.As shown in FIG. 1, the earth anchor structure includes a
이러한 앵커 구조물의 시공은 도 2a에 도시된 바와 같이, 지반에 앵커콩(1) 을 천공하고, 도 2b에 도시된 바와 같이 그 천공된 앵커공(1)에 인장재(2)와 정착체(4)를 삽입한 후, 상기 인장재(2)를 지반에 고정시키기 위하여 앵커공(1)의 일부를 그라우트재(3)로 매움한다. 매움하는 그라우트재(3)의 깊이는 시공현장에 따라 해석된 결과를 바탕으로 결정되며 일반적으로 앵커공(1) 깊이의 40 내지 50%정도 이다.The construction of such an anchor structure, as shown in Figure 2a, perforated the anchor bean (1) in the ground, as shown in Figure 2b the tension member (2) and the fixture (4) in the perforated anchor hole (1) After inserting), a part of the
상기 그라우트재(3)가 매움된 상태에서 일정기간이 지난 후 그라우트재(3)가 경화되면, 상기 앵커공(1)의 나머지부분을 그라우트재(3)로 채움하고, 지지체(5)를 시공한 후 나머지부분의 그라우트재(3)가 경화되기 전에 도 2c에 도시된 바와 같이 인장장치(7)를 이용하여 인장재(2)에 인장력을 가한 후 지지체(5)에 정착시킴으로써 도 1에 도시된 어스앵커 구조물의 시공이 완료된다.If the
도 1 및 도 2a 내지 도 2c에 표시된 도면부호 6은 흙막이용 패널이다.
이러한 어스앵커 구조물은 굴착공사에만 사용되는 것이 아니라 절토면이나 비탈지 등의 사면 안정화를 위한 구조물로도 많이 사용되고 있는데, 그 시공방법은 도 2a 내지 도 2c를 이용하여 설명된 시공방법과 대동소이하며, 흙막이용 패널 등의 구조물은 시공되지 않는다.The earth anchor structure is not only used for excavation work but also used as a structure for slope stabilization such as cut surface or slope, and the construction method is similar to the construction method described using FIGS. 2A to 2C. Structures such as mud panels are not constructed.
이러한 종래의 어스앵커 구조물에 있어서는, 인장재에 인장력을 가하는 경우에 그 인장재에 가해지는 인장력에 대한 측정이 거의 불가능하다는 문제점이 있다. 그래서 실제 시공현장에서는 인장기로 인장이 가능한 최대한으로 당겨서 정착을 해 놓는 상태이며, 공사 중에 인장력이 변화되는 등의 이상 징후에 대해서는 전혀 측정할 방법이 없다. In such a conventional earth anchor structure, when a tensile force is applied to the tension member, there is a problem that it is almost impossible to measure the tensile force applied to the tension member. Therefore, in the actual construction site, the tensioner is pulled out to the maximum extent possible to settle, and there is no way to measure any abnormal signs such as a change in tensile force during construction.
한편, 굴착공사에 사용되는 어스앵커와 같이 공사 후에 제거되는 제거형 어스앵커 구조물의 경우에는 그 설치기간이 짧으므로, 인장재에 어느 정도의 인장력이 가해졌는지, 그 가해진 인장력이 제대로 유지되고 있는지에 대한 중요성이 떨어지지만, 사면 안정을 위해 사용되는 어스앵커 구조물과 같이 장기간 설치되어 있는 어스앵커 구조물에 있어서는 인장재에 작용하고 있는 응력을 정기적으로 측정할 필요가 있는데 종래의 어스앵커 구조물은 그러한 모니터링이 전혀 불가능한 문제점이 더욱 부각되는 것이다.On the other hand, in the case of a removable earth anchor structure that is removed after construction, such as an earth anchor used in an excavation work, the installation period is short, so that how much tension force is applied to the tension member and whether the applied tension force is properly maintained. Although less important, long-term earth anchor structures, such as those used for slope stability, require regular measurements of the stresses acting on the tension member. The problem is more highlighted.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 어스앵커 구조물의 인장재로 사용되는 강연선의 변형률을 직접 계측함으로써 강연선에 작용하는 인장력의 변화를 측정하여 시간에 따라 변화하는 어스앵커 구조물의 안정성을 점검할 수 있는 어스앵커 구조물 및 그 어스앵커 구조물의 건전성 모니터링 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was derived to solve the above problems, by directly measuring the strain of the strand used as a tension member of the earth anchor structure by measuring the change in the tensile force acting on the strand to determine the stability of the earth anchor structure that changes over time It is an object of the present invention to provide a checkable earth anchor structure and a method for monitoring the soundness of the earth anchor structure.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,
지반에 천공된 앵커공에 삽입되는 인장재와, 상기 앵커공에 채움 되는 그라우트재와 상기 인장재를 상기 그라우트재 내에 정착시키기 위한 정착제와 상기 인장재에 가해진 인장력을 지반에 전달하기 위하여 상기 앵커공의 외부에 설치되는 지지체를 포함하는 앵커 구조물에 있어서,A tension member inserted into an anchor hole drilled into the ground, a grout material filled in the anchor hole, a fixing agent for fixing the tension member in the grout material, and an external force of the anchor hole to transfer the tensile force applied to the tension member to the ground. In the anchor structure comprising a support installed in,
상기 인장재의 적어도 일부는,At least a portion of the tension member,
중앙에 위치하는 제1강선과, 상기 제1강선의 주위를 둘러싸며 서로 꼬인 여섯 가닥의 제2강선을 포함하고,A first steel wire positioned at the center and six strands of second steel wires twisted around each other around the first steel wire,
상기 제1강선 또는 제2강선 중의 어느 하나에는 상기 강선의 길이방향의 관통공이 형성되어 있으며, 그 관통공에 광섬유센서가 삽입된 광섬유 복합 강연선인 것을 특징으로 하는 어스앵커 구조물을 제공한다.Any one of the first steel wire or the second steel wire is provided with a through hole in the longitudinal direction of the steel wire, and provides an earth anchor structure, characterized in that the optical fiber composite strand wire inserted into the optical fiber sensor.
상기 관통공은 상기 제1강선에 형성되어 있는 것이 바람직하다.The through hole is preferably formed in the first steel wire.
상기 광섬유센서는 광섬유에 일정간격으로 격자 감지부가 형성된 광섬유 브래그 격자 센서인 것이 바람직하다.Preferably, the optical fiber sensor is an optical fiber Bragg grating sensor having a lattice detection unit formed at a predetermined interval on the optical fiber.
본 발명의 다른 측면에 의하면,According to another aspect of the present invention,
중앙에 위치하는 제1강선과, 상기 제1강선의 주위를 둘러싸며 서로 꼬인 여섯 가닥의 제2강선을 포함하는 강연선의 상기 제1강선 또는 제2강선 중의 어느 하나에는 상기 강선의 길이방향의 관통공이 형성된 강연선을 마련하는 강연선 마련단계;The first steel wire or the second steel wire of the stranded wire including a first steel wire positioned at the center and six strands of second steel wires twisted around each other around the first steel wire and penetrate in the longitudinal direction of the steel wire. A strand preparation step of preparing a strand formed with a ball;
상기 강연선의 상기 관통공에 광섬유센서를 삽입하여 광섬유 복합 강연선을 마련하는 광섬유 복합 강연선 마련단계;Preparing an optical fiber composite strand wire by inserting an optical fiber sensor into the through hole of the strand wire to prepare an optical fiber composite strand wire;
상기 강연선을 인장재로 이용하여 어스앵커 구조물을 시공하는 시공단계;A construction step of constructing an earth anchor structure using the stranded wire as a tension member;
상기 강연선의 광섬유센서에 광을 조사하는 광조사단계; 및,A light irradiation step of irradiating light onto the optical fiber sensor of the strand; And,
상기 광섬유센서를 통과한 광을 검출하여 상기 강연선의 변형률을 측정하는 측정단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 어스앵커 구조물의 건전성 모니터링 방법을 제공한다.Measuring the strain of the stranded wire by detecting light passing through the optical fiber sensor; It provides a soundness monitoring method of the earth anchor structure comprising a.
상기 관통공은 상기 제1강선에 형성되어 있는 것이 바람직하다.The through hole is preferably formed in the first steel wire.
상기 광섬유센서는 광섬유에 일정간격으로 격자 감지부가 형성된 광섬유 브래그 격자 센서이고,The optical fiber sensor is an optical fiber Bragg grating sensor formed with a grid sensing unit at a predetermined interval on the optical fiber,
상기 측정단계는, 상기 광섬유 브래그 격자 센서 내의 격자 감지부에 반사된 광 및 상기 격자 감지부를 통과한 광을 검출하여 이루어지는 것이 바람직하다.The measuring step may be performed by detecting light reflected by a grating detector in the optical fiber Bragg grating sensor and light passing through the grating detector.
이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 어스앵커 구조물에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the drawings with respect to the earth anchor structure according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어스앵커 구조물에 사용되는 인장재인 광섬유 복합 강연선을 설명하기 위한 도면, 도 4은 도 3에 표시된 Ⅳ-Ⅳ선의 단면도, 도 5a 내지 도 5d는 도 3에 광섬유 복합 강연선의 제조방법을 설명하기 위한 도면, 도 6은 광섬유 브래그 격자 센서를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining an optical fiber composite strand as a tension member used in an earth anchor structure according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV shown in FIG. 3, and FIGS. 5A to 5D are shown in FIG. 6 is a view for explaining a method for manufacturing an optical fiber composite strand, FIG. 6 is a view for explaining an optical fiber Bragg grating sensor.
본 실시 예에 따른 어스앵커 구조물의 구조는 도 1에 도시된 종래의 어스앵커 구조물와 같이 인장재(2), 그라우트재(3), 정착체(4), 지지체(5) 등을 포함하고 있다. 본 발명은 이러한 구성요소들 중 인장재로 사용되는 강연선의 구성에 그 특징이 있는 발명이므로, 상기 강연선을 위주로 설명하기로 한다.The structure of the earth anchor structure according to the present embodiment includes a
본 실시 예의 어스앵커 구조물에 사용되는 강연선(20)은 어스앵커 구조물에 사용되는 인장재(도 1에 도면부호 2로 표시됨)로 사용되는 것으로서, 광섬유 브래그 격자 센서(10)와 강연선(20)을 포함한다.The
상기 강연선(20)은 잘 알려진 바와 같이, 강연선(20)의 중앙에 위치하는 제1강선(21)과 그 제1강선(21)의 주위를 둘러싸며 서로 꼬여서 제1강선(21)에 부착되 는 여섯 가닥의 제2강선(22)을 포함하고 있다. 상기 제1강선(21)은 '킹케이블'이라고 불리기도 하며, 제2강선(22)처럼 꼬여 있는 형태가 아니라 강연선(20)의 길이방향으로 곧게 형성된다. 즉 강연선(20)은 곧게 뻗은 제1강선(21)의 주위를 여섯 가닥의 제2강연선(22)들이 서로 꼬여서 형성되는 것이다.As is well known, the
상기 제1강선(21)에는 그 길이방향으로 관통공(211)이 형성되어 있다.Through-
상기 관통공(211)에는 광섬유 브래그 격자 센서(10)가 삽입된다. 상기 광섬유 브래그 격자 센서(10)는, 자외선 광(Excimer Laser)을 광섬유에 투과시켜 도 6에 도시된 바와 같이 광섬유(10)에 여러 개의 격자 감지부(11)를 생성한 것으로서, 광원(200)에 의해 광(100)을 광섬유(10)에 조사시킬 경우 브래그 조건에 맞는 파장 성분은 격자 감지부(11)에서 반사되고 나머지 파장 성분은 그대로 통과하는 성질을 이용하는 것이다. 이렇게 반사되는 광 및 그대로 통과한 광을 광검출기(300)에서 측정하여 각종 물리량의 변화를 측정할 수 있다. 격자 감지부(11)에서 반사되는 광의 파장인 브래그 파장은 유효 굴절률과 격자 간격의 함수인데, 광섬유 격자 감지부(11)의 간격이 온도나 하중 등의 외부 물리량에 의해 변경될 경우 격자 감지부(11)에서 반사되는 광의 파장인 브래그 파장 역시 변하게 되므로, 브래그 파장의 변화를 정밀하게 측정한다면 광섬유 격자 감지부(11)에 가해진 미지의 물리량 (온도, 변형률)을 역으로 계산할 수 있다. The optical fiber Bragg
광검출기는 광섬유 브래그 격자 센서(10)의 양단부에 위치할 수도 있고, 도 6에 도시된 바와 같이 광섬유 브래그 격자 센서(10)의 일단부에는 광(100)을 반사할 수 있는 장치를 하여, 타단부에서 광(100)을 조사하는 동시에 광(100)을 검출하 여 그 검출된 광을 분석할 수도 있다. 본 실시 예에 사용되는 강연선(20)의 경우 일단부가 지하에 매립되므로, 매립되는 단부에 조사된 광을 반사할 수 있는 반사장치를 설치하여 노출된 단부측에서 광을 조사함과 동시에 검출하도록 하는 것이 바람직하다. The photodetector may be located at both ends of the optical fiber
상기 관통공(211) 중 상기 광섬유 브래그 격자 센서(10)가 차지하는 공간 외의 나머지 공간에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 그라우팅재인 에폭시(212)가 채워져 있어서 광섬유 브래그 격자 센서(10)를 고정하게 된다.The remaining space other than the space occupied by the optical fiber
광섬유 브래그 격자 센서(10)를 제1강선(21)에 형성된 관통공(211)에 배치하는 경우 광섬유 브래그 격자 센서(10)가 외부의 충격에 의해 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 제1강선(21)은 곧게 형성되는데 강연선(20)의 변형률과 제1강선(21)의 변형률은 거의 동일한 것으로 볼 수 있으므로 더욱 정확한 변형률의 측정이 가능한 장점도 아울러 가지고 있다.When the optical fiber
이하에서는 상술한 어스앵커 구조물의 건전성 모니터링 방법의 일 실시 예 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the health monitoring method of the above-described earth anchor structure will be described.
본 실시 예에 따른 어스앵커 구조물의 건전성 모니터링 방법은 강연선 마련단계, 광섬유 복합 강연선 마련단계, 시공단계, 광조사단계 및 측정단계를 포함한다.The soundness monitoring method of the earth anchor structure according to the present embodiment includes a strand preparation stage, an optical fiber composite strand preparation stage, a construction stage, a light irradiation stage and a measurement stage.
강연선 마련단계란, 중앙에 배치되는 제1강선(21)과 상기 제1강선(21)의 외주면을 서로 꼬이면서 둘러싸는 여섯 가닥의 제2강선(22)을 포함하고 있으며, 상기 제1강선(21)에 관통공(211)을 형성된 강연선을 마련하는 단계를 말한다.The strand preparation step includes a
강선에 관통공을 형성하기 위해서는 여러 가지 방법이 있을 수 있으나, 본 실시 예에서는 인발성형에 의한다. 인발성형이란 막대, 빔, 채널, 튜브와 같이 길이방향으로 일정한 단면을 가진 제품을 제조하는 연속 공정으로서 관통공이 형성된 강선의 경우에도 그 길이방향의 단면이 일정하므로 인발성형에 의해 제조할 수 있으며, 가장 효율적으로 관통공을 가지는 강선을 제조하는 방법이다.There may be a variety of methods to form the through-holes in the steel wire, but in the present embodiment by the pull molding. Pull-out molding is a continuous process for producing products with a constant cross-section in the longitudinal direction, such as rods, beams, channels, and tubes. Even in the case of steel wires having through holes, the cross-section in the longitudinal direction is constant, and thus can be manufactured by pull-molding. It is the method of manufacturing the steel wire which has the most through hole most efficiently.
제1강선(21)에 관통공(211)이 형성되면, 그 제1강선(21) 및 그 주위를 둘러싸는 여섯 가닥의 제2강연선(22)을 재료로 강연선(20)을 제조한다. When the through
광섬유 복합 강연선 마련단계란 상기 강연선(20)의 제1강선(21)에 마련된 관통공(211)에 광섬유 브래그 격자 센서(10)를 삽입하는 단계를 말하는 것으로서, 광섬유 브래그 격자 센서(10)를 제1강선(21)에 형성된 관통공(211)에 삽입되도록 배치하는 경우 광섬유 브래그 격자 센서(10)가 외부의 충격에 의해 손상당하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 제1강선(21)은 곧게 형성되는데 강연선(20)의 변형률과 제1강선(21)의 변형률은 거의 동일한 것으로 볼 수 있으므로 보다 정확한 변형률의 측정이 가능한 장점도 아울러 가지고 있다.The preparing of the optical fiber composite strand wire refers to inserting the optical fiber
광섬유 브래그 격자 센서(10)를 관통공(211)에 삽입하기 위해서는 매개부재(30)를 이용하는 것이 바람직하다. 매개부재(30)는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 실과 같이 유연한 선형의 재료로 이루어지며, 일단부에는 관통공(211)의 직경의 약 90%의 직경을 가진 헤드(31)가 마련되어 있다.In order to insert the optical fiber
매개부재(30)가 마련되면, 관통공(211)의 일단부에 상기 매개부재(30)의 헤드(31)를 삽입하고, 상기 관통공(211)의 타단부측에서 진공펌프(32)를 이용하여 관 통공(211)을 진공흡입함으로써 상기 헤드(31)를 상기 관통공(211)의 타단부측으로 드러낸다.,When the
상기 헤드(31)가 노출되면, 도 5b에 도시된 바와 같이, 헤드(31)에 광섬유 브래그 격자 센서(10)의 일단부를 연결하고, 상기 관통공(211)의 일단부측에서 매개부재(30)를 당겨서 매개부재(30)를 관통공으로부터 제거함과 동시에 광섬유 브래그 격자 센서(10)를 관통공(211)의 내부로 삽입한다.When the
강연선(20)의 길이가 짧은 경우에는 매개부재(30)를 사용하지 않고도, 광섬유 브래그 격자 센서(10)를 관통공(211)에 삽입할 수 있으나, 일부 어스앵커 구조물에서는 20미터 이상의 강연선이 사용될 수도 있으므로 이처럼 긴 강연선(30)이 구조물의 구조재로 사용되는 경우에는 매개부재를 사용하는 것이 유리하다. 한편, 광섬유 브래그 격자 센서(10)를 직접 진공펌프(32)를 이용하여 흡입하는 방법도 생각할 수 있으나, 진공펌프(32)에 의해 광섬유 브래그 격자 센서(10)를 직접 흡입할 경우 매우 빠른 속도로 움직이게 되므로 그 과정에서 손상이 발생할 수 있으므로, 매개부재(30)를 이용하여 광섬유 브래그 격자 센서(10)를 관통공(211)에 삽입하는 것이 보다 효과적이다.In the case where the length of the
관통공(211)에 광섬유 브래그 격자 센서(10)가 삽입되면 관통공(211)의 내부에 그라우팅재를 채움 하여 광섬유 브래그 격자 센서(10)를 강연선과 고정할 필요가 있다. 이를 위해서는 도 5d에 도시된 바와 같이, 관통공(211)의 일단부를 에폭시 저장통(33)에 담근 상태에서 관통공(211)의 타단부를 진공펌프(32)를 이용하여 진공흡입함으로써 관통공(211)내부의 상기 광섬유 격자 브래그 센서(10) 이외의 공 간을 에폭시(212)로 채운 후, 일정시간 경과시켜 그 에폭시(211)를 경화시키며, 그 에폭시(212)의 경화에 의해 광섬유 격자 브래그 센서(10)가 강연선(20)에 고정된다.When the optical fiber
시공단계란 상술한 방법에 의해 마련된 광섬유 복합 강연선을 인장재로 이용하여 어스앵커 구조물을 시공하는 단계이다. 어스앵커 구조물의 시공은 종래기술을 설명하는 부분에서 도 2a 내지 도 2c를 참조하면서 설명하였으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.The construction step is a step of constructing the earth anchor structure by using the optical fiber composite strand provided by the above-described method as a tension member. Since the construction of the earth anchor structure has been described with reference to FIGS. 2A to 2C in the description of the prior art, a detailed description thereof will be omitted.
강연선(20)의 변형률을 측정하기 위하여 광섬유 격자 브래그 센서(10)에 광을 조사하는 광조사단계와, 그 조사된 광 중 격자 감지부(11)에 의해 반사된 광 및 격자 감지부(11)를 통과한 후, 광섬유 브래그 격자 센서(10)의 지하측 단부에서 조사된 광을 검출하는 측정단계를 거치게 된다.A light irradiation step of irradiating light to the optical fiber grating
상술한 바와 같이, 격자 감지부(11)에서 반사되는 광의 파장인 브래그 파장은 유효 굴절률과 격자 간격의 함수인데, 광섬유 격자 감지부(11)의 간격이 온도나 하중 등의 외부 물리량에 의해 변경될 경우 격자 감지부(11)에서 반사되는 광의 파장인 브래그 파장 역시 변하게 되므로, 브래그 파장의 변화를 정밀하게 측정한다면 광섬유 격자 감지부(11)에 가해진 변형률을 역으로 계산할 수 있게 되는 것이다.As described above, the Bragg wavelength, which is the wavelength of the light reflected by the
이러한 광섬유 격자 브래그 센서(10)에 의한 강연선(20)의 변형률 측정은 수시로 할 수 있는 장점이 있는데, 어스앵커 구조물의 시공 직후에 프리스트레스를 위한 충분한 응력이 강연선(20)에 전달되었는지 여부를 측정할 수 있고, 시간이 지나면서 발생하는 강연선(20)의 응력변화를 응력-변형률 관계를 이용하여 측정할 수 도 있다. 또한, 본 방법은 광섬유 격자 브래그 센서(10)의 외부로 노출된 단부에 광원과 광검출부를 연결하여 비교적 간단하게 강연선의 변형률을 측정할 수 있는 장점도 있다.The strain measurement of the
한편, 격자 감지부(11)의 위치는 변형률을 측정하고자 하는 적절한 위치에 있도록 할 수 있으며, 다양한 측정점의 변형률을 한 번의 계측으로 계측할 수 있는 장점도 아울러 가진다.On the other hand, the position of the
상기에서는 제1강선에 관통공이 형성되어 있는 실시 예에 대하여 설명하였으나, 제2강선에 관통공이 형성되어 있는 경우에도 강연선의 변형률의 측정이 가능하며, 그러한 변형은 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.In the above, the embodiment in which the through hole is formed in the first steel wire has been described, but even when the through hole is formed in the second steel wire, the strain of the stranded wire can be measured, and such deformation is included in the technical idea of the present invention.
본 실시 예에서는 광섬유 브래그 격자 센서가 광섬유센서로 사용된 실시 예에 대하여 설명하였으나. 반드시 광섬유 브래그 격자 센서가 사용되어야 하는 것은 아니며, 다른 형태의 광섬유센서로 대체될 수 있으며, 그러한 대체에 의한 실시는 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 아니하는 것으로 보아야 한다.In this embodiment, an embodiment in which the optical fiber Bragg grating sensor is used as the optical fiber sensor has been described. The fiber Bragg grating sensor is not necessarily to be used, it may be replaced by another type of optical fiber sensor, the implementation by such a replacement should not be seen as contrary to the technical idea of the present invention.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 바탕으로 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시 예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 아니하는 범위 내에서 다양한 형태의 어스앵커 구조물 및 그 구조물의 건전성 모니터링 방법으로 구체화될 수 있다.Although described above on the basis of a preferred embodiment of the present invention, the technical spirit of the present invention is not limited to the described embodiments and various types of earth anchor structure and its structure within the scope that does not contradict the technical idea of the present invention It can be embodied by the health monitoring method of.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 어스앵커 구조물의 인장재로 사용되는 강연선의 변형률을 직접 계측함으로써 강연선에 작용하는 응력을 추정하여 어스앵 커 구조물의의 안정성을 테스트할 수 있는 어스앵커 구조물 및 그 어스앵커 구조물의 건전성 모니터링 방법을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, the earth anchor structure and its earth which can test the stability of the earth anchor structure by estimating the stress acting on the strand by directly measuring the strain of the strand used as the tension member of the earth anchor structure It is possible to provide a method for monitoring the health of the anchor structure.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060115478A KR20080046046A (en) | 2006-11-21 | 2006-11-21 | Earthanchor structure using using optial fiber embeded wire strand and health monitoring method of thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060115478A KR20080046046A (en) | 2006-11-21 | 2006-11-21 | Earthanchor structure using using optial fiber embeded wire strand and health monitoring method of thereof |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090065488A Division KR100956687B1 (en) | 2009-07-17 | 2009-07-17 | Health monitoring method of earthanchor structure using optial fiber embeded wire strand |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20080046046A true KR20080046046A (en) | 2008-05-26 |
Family
ID=39663203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060115478A KR20080046046A (en) | 2006-11-21 | 2006-11-21 | Earthanchor structure using using optial fiber embeded wire strand and health monitoring method of thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20080046046A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015014126A1 (en) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | 东南大学 | High-durability and long-scale-distance fiber grating sensor and manufacturing method therefor |
CN106906824A (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-30 | 中国水利水电科学研究院 | Distribution type fiber-optic prestressing force intellectual monitoring anchor cable |
CN108709586A (en) * | 2018-04-23 | 2018-10-26 | 河海大学 | Bolt deformation distributed monitoring system based on OFDR and application method |
CN112854775A (en) * | 2021-01-08 | 2021-05-28 | 王蔚 | Steel wire structure |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0921661A (en) * | 1995-07-06 | 1997-01-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Apparatus for monitoring underground state of anchor construction part |
JP2002107123A (en) * | 2000-10-03 | 2002-04-10 | Jgc Corp | Ground-monitoring system |
JP2006250647A (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Jfe Koken Corp | Wire cable, and tension measurement system and method |
KR20060114325A (en) * | 2003-11-06 | 2006-11-06 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | Anchor for fiber optic cable |
-
2006
- 2006-11-21 KR KR1020060115478A patent/KR20080046046A/en active Search and Examination
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0921661A (en) * | 1995-07-06 | 1997-01-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Apparatus for monitoring underground state of anchor construction part |
JP2002107123A (en) * | 2000-10-03 | 2002-04-10 | Jgc Corp | Ground-monitoring system |
KR20060114325A (en) * | 2003-11-06 | 2006-11-06 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | Anchor for fiber optic cable |
JP2006250647A (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Jfe Koken Corp | Wire cable, and tension measurement system and method |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015014126A1 (en) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | 东南大学 | High-durability and long-scale-distance fiber grating sensor and manufacturing method therefor |
US9846105B2 (en) | 2013-08-02 | 2017-12-19 | Southeast University | High-durability and long-scale-distance fiber grating sensor and manufacturing method therefor |
CN106906824A (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-30 | 中国水利水电科学研究院 | Distribution type fiber-optic prestressing force intellectual monitoring anchor cable |
CN106906824B (en) * | 2015-12-22 | 2020-10-09 | 中国水利水电科学研究院 | Distributed optical fiber prestress intelligent monitoring anchor cable |
CN108709586A (en) * | 2018-04-23 | 2018-10-26 | 河海大学 | Bolt deformation distributed monitoring system based on OFDR and application method |
CN112854775A (en) * | 2021-01-08 | 2021-05-28 | 王蔚 | Steel wire structure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100756056B1 (en) | Optical fiber embeded wire strand, production method of thereof and strain measurement method for thereof | |
US10472793B2 (en) | Method of monitoring subsurface concrete structures | |
Zhu et al. | An optical fibre monitoring system for evaluating the performance of a soil nailed slope | |
CN106247965A (en) | Tunnel surrounding monitoring method based on multifunctional intellectual anchor pole | |
KR20100026145A (en) | Method for measuring pre-stress or strain using fiber bragg grating(fbg) sensor | |
CN106225818A (en) | A kind of single-point temperature compensation multifunctional intellectual anchor pole and installation distribution method thereof | |
CN106759318B (en) | Intelligent anchor cable system and its fixing means suitable for rock side slope supporting and monitored over time | |
Kechavarzi et al. | Distributed fibre optic sensing for monitoring reinforced concrete piles | |
CN104061871B (en) | A kind of tunnel noncontact deformation monitoring method | |
JP4858884B2 (en) | Optical fiber type displacement meter system in bedrock | |
KR20120037553A (en) | System for monitoring wire strand using usn | |
US11384634B2 (en) | Maintenance device and method for determining the position of a blockage point of a tubular member | |
KR20080046046A (en) | Earthanchor structure using using optial fiber embeded wire strand and health monitoring method of thereof | |
KR20140049407A (en) | Rock bolt with optic fiber sensor and constructing method thereof | |
CN105910580A (en) | Distributed fiber Bragg grating inclinometer device and inclination metering method | |
CN107643137A (en) | A kind of miniature steel pipe pile pile stress test method | |
CA2321046A1 (en) | Instrumented cable | |
KR100956687B1 (en) | Health monitoring method of earthanchor structure using optial fiber embeded wire strand | |
JP2019167704A (en) | Grout material injection device and injection method | |
CN205654365U (en) | Bury fiber grating's tunnel lock foot anchor pipe atress characteristic testing arrangement underground | |
CN207215329U (en) | A kind of miniature steel pipe pile pile stress test device | |
KR20080046045A (en) | Bridge structure using optial fiber embeded wire strand and health monitoring method for thereof | |
Baldwin et al. | Structural monitoring of composite marine piles using multiplexed fiber Bragg grating sensors: In-field applications | |
JP3728297B2 (en) | Ground subsidence measuring device and installation method thereof | |
Yin et al. | Performance evaluation of electrical strain gauges and optical fiber sensors in field soil nail pullout tests |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
A107 | Divisional application of patent | ||
AMND | Amendment | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
B601 | Maintenance of original decision after re-examination before a trial | ||
J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20090717 Effective date: 20091228 |