KR20110133092A - 정착앵커의 재인장장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하중분산형 앵커의 인장에 사용되는 인장기에 정착헤드로부터 돌출된 강연선을 관통시키기 위한 지그를 설치하고, 상기 지그에 재인장용 웨지를 장착하여 각 강연선에 필요한 늘음량만큼의 개별 재인장을 실시할 수 있는 정착앵커의 재인장장치에 관한 것이다.
본 발명은, 정착헤드로부터 인출된 강연선을 개별 관통시키기 위한 다수의 관통홀과 상기 관통홀로부터 연장되는 웨지삽입공이 형성된 지그; 상기 지그의 웨지삽입공에 끼워지며, 강연선의 단부를 파지하는 재긴장용 쐐기부재; 상기 정착헤드에 끼워진 정착웨지의 돌출부에 맞춰지기 위한 단턱부가 내부에 형성되어 상기 강연선의 재인장시 장착웨지가 정착헤드의 웨지삽입공으로부터 딸려나오는 것을 저지하기 위한 스토퍼 블록; 상기 스토퍼 블록의 양단에 지지되는 피스톤 로드; 및 상기 지그를 수납하여 고정하기 위한 공간이 마련되어 있으며, 피스톤 로드를 구동시켜 재긴장용 쐐기부재에 고정된 강연선을 긴장시키는 실린더 블록을 포함하는 정착앵커의 재인장장치를 제공한다.

Description

정착앵커의 재인장장치{Re-strain apparatus for the permanent ground anchor}

본 발명은 토목공사나 건축물의 구축시 지반 안정화를 위해 인장 시공되는 영구 그라운드 앵커체를 재긴장시키기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하중분산형 영구 앵커를 인장시키기 위한 기존의 인장기에 지그와 재인장용 웨지를 부가함으로써 별도의 소모성 재인장용 헤드와 보정용 플레이트가 필요없이 영구앵커에 재인장력을 제공할 수 있는 정착앵커의 재인장장치에 관한 것이다.

일반적으로, 대규모의 토지를 조성하거나 도로, 철도, 터널 공사 등을 할 때 우수나 융설수가 지반에 침투하여 지반 강도롤 저하시키고, 풍화가 진행됨에 따라 국부적인 사면붕괴나 낙석이 발생하여 인명 및 재산상의 피해를 유발하게 된다. 이를 방지하기 위하여 다양한 지반보강공법이 적용된다.

상기 지반보강공법으로 널리 사용되고 있는 그라운드 앵커공법은 지중에 앵커를 설치하고, 앵커의 인발저항에 의한 그라우트의 압력을 이용하여 굴착단면을 지지하는 방법이다. 상기 그라운드 앵커공법은 도1에 도시한 바와 같이 지반에 형성된 굴착단면(H)에 다수의 강연선(S)과 주입호스(102), 스페이서(103)등으로 이루어진 앵커체(100)를 경사지게 삽입한 후 그라우트를 주입하여 그라우트체를 형성한다. 그리고 방수쉬스관(104)이 설치된 지압판(G)을 사면에 설치하고 굴착단면의 외부에서 별도의 인장기(도시하지 않음)로 강연선을 당겨 그라우트를 긴장(prestressing)시키고, 웨지(105)를 이용하여 강연선을 고정시킨다. 상기 웨지(105)는 정착헤드(106)의 결합공에 쐐기형태로 끼워져 강연선을 고정하게 되며, 이 상태에서 인장된 강연선을 절단하고 캡(107)을 체결하여 시공을 완료하게 된다.

상기 그라운드 앵커공법은 앵커체의 강연선에 부여된 초기의 인장력으로 굴착단면의 붕괴를 방지하는 것으로, 이때의 인장력은 그라우트체에 압축력으로 작용하고 그라우트체와 지중 주면과의 마찰저항을 통해 주변지반을 보강하게 되는 것이다. 상기한 일련의 과정으로 시공되어 작용하는 그라운드 앵커공법은 시공초기에 그라운드 앵커에 가해진 인장력이 그대로 유지되지만, 시간이 경과함에 따라 강연선의 인장 하중이 감소하게 된다. 따라서, 상기와 같은 강연선의 인장하중 감소를 고려하여 앵커의 시공 후 일정시간이 경과하면 강연선을 재인장해야만 한다.

강연선을 재인장하는 종래의 방식으로는 전술한 도1에 도시한 바와 같이 볼트형 정착헤드와 재인장용 너트를 이용하는 구조와, 도2에 도시한 바와 같이, 실린더블록과 유압잭을 이용한 잭킹방식이 제안되어 있다. 여기서, 도2a는 재인장 전의 상태도이고, 도2b는 재인장 후의 상태도를 나타낸다.

전자의 볼트 및 너트방식의 재인장구조는 정착헤드(106)에 결합된 강연선(S)을 인장한 후에 인장된 간격만큼 재인장용 너트(108)를 하측방향으로 회전시켜 지압판(G)에 밀착시키게 되며, 이때 볼트형 정착헤드(106)와 재인장용 너트(108)의 체결력에 의해 강연선들이 재인장된 상태를 유지하게 된다. 이와 같은 방법은 정착헤드(106)에 재인장용 너트(108)가 체결된 구조로 되어 있어 재인장이 필요하지 않는 곳에도 재인장용 너트가 설치되어야 하므로 상기 재인장용 너트가 불필요하게 많이 소요되는 단점이 있다. 또한, 상기 구조는 인장기에 볼트형 정착헤드(106)를 파지하여 잡아당길 때 정착헤드(106)의 수나사가 손상되어 재인장작업을 어렵게 만드는 요인으로 작용하고 있고, 또한 정착헤드(106)의 수나사와 재인장용 너트(108)의 암나사의 체결력으로 재인장을 유지하기 때문에 사용도중 나사산이 망가질 경우 파지력이 약해지는 문제점이 있다.

도2에 도시한 잭킹(jacking)방식의 재인장 구조는 강연선들의 각 자유장 두부를 붙잡기 위한 정착웨지(203)들과; 상기 정착웨지(203)들을 끼워 인장된 강연선을 구속하도록 테이퍼진 웨지홀이 다수 형성되고, 둘레에 재인장용 잭킹턱(204)이 형성된 정착헤드(202)와; 상기 정착헤드(202)를 지반에 안정적으로 받쳐주기 위한 지압판(205)과; 상기 정착헤드(202)의 재인장용 잭킹턱(204)을 걸어서 당길 수 있는 모양으로 제작되며, 중앙부에 강봉(206a)이 설치되어 있는 재인장용 유압잭(206)과; 상기 재인장용 유압잭(206)의 강봉을 잡아당겨 정착헤드(202)를 재인장시키는 실린더블록(207)과; 상기 재인장용 유압잭(206)의 둘레에 설치되어 실린더블록(207)이 강봉을 잡아당길 수 있도록 받쳐주기 위한 체어(208); 및 상기 정착헤드(202)를 잡아당겨 강연선을 재인장할 때 형성되는 장착헤드(202)와 지압판(205) 사이의 공간에 삽입되어 강연선의 늘음량을 유지시키는 보정용 플레이트(209)를 포함한다. 상기 보정용 플레이트(209)는 재긴장 정도에 따라 여러 가지 두께로 또는 복수로 게재될 수 있다.

상기의 구성으로 이루어진 잭킹방식의 재인장장치는 정착웨지(203)를 통해 의해 강연선을 고정한 정착헤드(202)에 용접등의 방식으로 잭킹턱(204)을 설치하고, 상기 잭킹턱(204)에 재인장용 유압잭(206)을 걸친 후 강봉(206a)을 실린더블록(207)이 잡아당김으로써 정착헤드에 고정된 강연선이 인장된다. 상기 강연선의 인장에 의해 생성된 정착헤드(202)와 지압판(205) 사이의 공간에 보정용 플레이트(209)를 삽입하여 강연선의 늘음량을 유지시킴으로써 강연선이 재인장되는 것이다.

상기 구조는 정착헤드(202)를 유압잭(206)이 파지하여 잡아당겨야 하기 때문에 현장작업으로 체어(208)를 지압판(205)에 설치하여야 하고 또 유압잭(206)에 정착헤드를 걸기 위해서 상기 정착헤드(202)에 별도의 잭킹턱(204)을 용접등의 방식으로 설치하여야 하기 때문에 작업공수가 증가되는 문제점이 있다.

전술한 전자의 상기 볼트 및 너트방식의 재인장구조는 인장기로 정착헤드(106)를 잡아당겨 강연선(S)을 인장한 후에 인장된 간격만큼 재인장용 너트(108)를 하측방향으로 회전시켜 강연선의 늘음량을 유지시키는 구조이고, 후자의 잭킹방식의 재인장장치는 정착헤드(202)를 유압잭(206)으로 걸어 인장하는 구조이기 때문에 이들 구조들은 개별적인 강연선의 재인장이 불가능하다. 즉, 하중분산형 앵커공법에서는 각 강연선의 길이에 따른 늘음량 차이로 인해 개별인장을 해야 하는데 상기한 구조들은 정착헤드의 인장을 통해 강연선을 인장시키므로 개별인장을 할 수 없는 문제점을 내포하고 있다.

한편, 종래에는 정착헤드에 정착된 강연선에 개별적으로 재인장력을 제공하는 구조가 국내 특허 제10-0739941호에 제시되어 있으며 이를 도3a 및 도3b에 도시하였다.

도3a는 종래기술에 따른 재인장장치의 제3 예시도로서, 재인장 전의 상태를 나타내고, 도3b는 도3a의 재인장상태를 나타낸 단면도이다.

상기 구조는 도3 및 도4에 도시한 바와 같이, 정착헤드(300)의 웨지(301)에 고정된 강연선(300a)을 관통시키기 위한 하부받침판(302) 및 쐐기부재(304)가 구비된 상부받침판(303)과, 피스톤(306)이 구비된 가압장치(305)로 구성되어 있다. 상기 구조는 가압장치(305)에 유압을 제공함에 따라 피스톤(306)을 상부로 밀어내면서 상부받침판(303)의 쐐기부재(304)에 고정된 정착헤드(300)의 강연선(300a)을 인장시킨다. 목표값까지 인장력이 가해진 후 인장력을 해제하게 되면, 정착헤드(300)의 웨지(301)가 쐐기작용을 개시하면서, 강연선(300a)을 정착헤드(300)에 고정시켜 강연선의 수축을 방지하여 재인장을 완료하게 된다.

상기 구조는 웨지(301)의 슬라이딩에 의한 인장력 손실이 큰 문제점이 있다. 즉, 도4에 도시된 바와 같이, 강연선(300a)에 대한 인장력 인가시, 웨지(301)는 하부받침판(302)의 여유공간부(302a)에 의해 정착헤드(300)의 웨지삽입공으로부터 이탈되어 있는 상태로 위치하게 된다. 인장력 인가작업이 종료되어 가압장치(305)의 인장력을 해제하면, 웨지(301)가 웨지삽입공에 위치하여 쐐기작용을 개시하기 전까지 강연선(300a)의 수축에 대하여 저항할 수단이 전혀 없으므로, 결국 웨지(301)가 이탈되어 있는 상태로부터 웨지삽입공에 위치하기 까지의 거리만큼 인장력의 손실을 감수해야 하는 문제점이 있는 것이다.

또한, 상기 구조는 정착헤드의 상부로 재인장용 강연선이 여유있게 돌출되어 있어야 한다. 즉, 정착헤드에서 인출된 강연선을 충분히 잡아당기기 위해서 가압장치(305)의 양측에 설치된 하부받침판(302)과 상부받침판(303)을 관통하는 정도의 강연선 길이가 확보된 구조에서만 적용될 수 있는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 하중분산형 앵커의 인장에 사용되는 인장기에 정착헤드로부터 돌출된 강연선을 관통시키기 위한 지그를 설치하고, 상기 지그에 재인장용 웨지를 장착하여 각 강연선에 필요한 늘음량만큼의 개별 재인장을 실시할 수 있는 정착앵커의 재인장장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 인장기에 설치된 지그를 이용하여 개별 강연선을 재인장하고 정착헤드의 웨지를 이용하여 강연선의 늘음량을 유지시킴으로써 강연선을 인장시키기 위해 정착헤드를 잡아당기는 별도의 유압잭과 현장작업으로 설치되는 체어와 강연선의 늘음량을 유지시키기 위한 소모성 자재인 보정용 플레이트가 필요없는 정착앵커의 재인장장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 정착헤드로부터 인출된 강연선을 개별 관통시키기 위한 다수의 관통홀과 상기 관통홀로부터 연장되는 웨지삽입공이 형성된 지그; 상기 지그의 웨지삽입공에 끼워지며, 강연선의 단부를 파지하는 재긴장용 쐐기부재; 상기 정착헤드에 끼워진 정착웨지의 돌출부에 맞춰지기 위한 단턱부가 내주연부에 형성되며, 상기 강연선의 재인장시 장착웨지가 정착헤드의 웨지삽입공으로부터 딸려나오는 것을 저지하기 위한 스토퍼 블록; 상기 스토퍼 블록의 양단에 지지되는 피스톤 로드; 및 상기 지그를 수납하여 고정하기 위한 공간이 마련되어 있으며, 피스톤 로드를 구동시켜 재긴장용 쐐기부재에 고정된 강연선을 긴장시키는 실린더 블록을 포함하는 정착앵커의 재긴장장치를 제공한다.

본 발명은 상기 지그에 끼워진 쐐기부재가 이탈되는 것을 방지하기 위해 쐐기부재의 후단부에 설치되어 가압하기 위한 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명의 특징에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 정착헤드로부터 돌출된 강연선을 재인장용 웨지가 장착된 지그에 관통시키고, 하중분산형 영구앵커용 인장기를 이용하여 개별강연선에 재인장을 실시하되, 재인장력의 제거후에는 정착헤드의 웨지가 늘음량을 유지할 수 있도록 함으로써 정착헤드를 잡아당기기 위한 별도의 유압잭시스템과 체어 및 보정용 플레이트가 필요없게 된다.

둘째, 현장작업으로 체어를 지압판에 설치하고 정착헤드에 잭킹턱을 설치하는 작업이 필요없게 되므로 작업공수의 감소로 인해 재긴장작업효율을 향상시킬 수 있다.

셋째, 정착헤드로부터 돌출된 개별강연선을 재인장시, 상기 강연선을 파지하고 있던 정착웨지가 웨지삽입공으로부터 함께 이탈되는 것을 스토퍼블록이 저지함으로써 강연선의 재인장력 해제시 정착웨지가 강연선의 늘음량만큼을 정착시킬 수 있다. 이에 따라, 종래의 문제점으로 지적되었던 정착웨지가 이탈되어 있는 상태로부터 웨지삽입공에 위치하기까지의 거리만큼 인장력이 손실되는 것을 방지할 수 있다.

도1은 종래기술에 따른 정착앵커의 재인장장치로서, 볼트형 정착헤드와 너트를 이용한 방식의 재인장장치 구성을 나타낸 제1 예시도,
도2a 및 도2b는 종래기술에 따른 정착앵커의 재인장장치로서, 잭킹방식의 재인장장치 구성을 나타낸 제2 예시도,
도3a 및 도3b는 종래기술에 따른 정착앵커의 재인장장치로서, 유압실린더를 이용한 재인장장치 구성을 나타낸 제3 예시도,
도4는 본 발명에 의한 정착앵커의 재인장장치의 구성을 나타낸 단면도,
도5 내지 도9는 본 발명에 의한 정착앵커의 재인장장치의 작용상태를 나타낸 단면도이다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 정착앵커의 재인장장치는 정착헤드에 설치되어 강연선을 인장시키기 위한 유압잭이나 소모성 자재인 체어 및 보정용 플레이트 등이 필요없이 재인장이 가능하도록 구현한 것이다.

도4는 본 발명에 의한 정착앵커의 재인장장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

본 발명의 재인장장치는 도면에 도시한 바와 같이, 다수의 웨지삽입공(2a)이 형성되어 있으며, 인장력이 제공된 강연선(3)을 관통시켜 정착시키는 정착헤드(2)와; 상기 정착헤드(2)의 웨지삽입공(2a)에 끼워지되, 두부가 돌출되는 정착웨지(4)와; 상기 정착헤드(2)로부터 인출된 강연선을 개별 관통시키기 위한 다수의 관통홀(6a)과 상기 관통홀(6a)로부터 연장되는 쐐기삽입공(6b)이 형성된 지그(6)와; 상기 지그(6)의 쐐기삽입공(6b)에 끼워지며, 강연선의 단부를 파지하는 재긴장용 쐐기부재(8)와; 상기 지그(6)의 쐐기삽입공(6b)에 끼워진 쐐기부재(8)가 이탈되는 것을 방지하기 위해 쐐기부재(8)의 후단부에 설치되어 가압하기 위한 탄성부재(10)와; 상기 정착헤드(2)에 끼워진 정착웨지(4)의 돌출부에 맞춰지기 위한 단턱부(12a)가 내부 주연부에 형성되며 상기 강연선(3)의 재인장시 정착웨지(4)가 정착헤드(2)의 웨지삽입공(2a)으로부터 딸려나오는 것을 저지하기 위한 스토퍼 블록(12)과; 상기 스토퍼 블록(12)의 양단에 지지되는 피스톤 로드(14); 및 상기 지그(6)를 수납하여 고정하기 위한 공간이 마련되어 있으며, 피스톤 로드(14)를 구동시켜 재긴장용 쐐기부재(8)에 고정된 강연선(3)을 긴장시키는 실린더 블록(16)을 포함한다.

미설명부호 18은 지압판, 20은 그라우트, 22는 앵커공을 나타낸다.

본 실시예에서의 탄성부재(10)는 스프링으로 이루어진 구조로 되어 있는데, 이에 국한하는 것은 아니고, 상기 쐐기부재(8)를 쐐기삽입공(6b)으로 가압하기 위한 구조는 모두 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용상태를 도5 내지 도9를 참조하여 설명한다.

도5는 앵커체의 긴장이 완료된 후의 단면도로서, 정착헤드(2)의 웨지삽입공(2a)에 강연선(3)이 통과하여 돌출된 상태로서, 상기 웨지삽입공(2a)에 끼워진 정착웨지(4)에 의해 강연선(3)이 고정되어 인장력이 유지된다.

도6은 정착헤드에 재인장용 실린더가 장착된 상태를 보여준 것이다. 본 도에서는 정착헤드(2)로부터 돌출된 강연선(3)이 지그(6)의 관통홀(6a) 및 쐐기삽입공(6b)을 통과한 후 쐐기부재(8)에 강연선(3)이 고정되어 있으며, 스토퍼블록(10)의 단턱부(10a)가 정착헤드(2)의 웨지삽입공(2a)으로부터 돌출된 정착웨지(4)의 두부에 맞게 조립되어 있다.

여기서, 상기 강연선(3)을 쐐기부재(8)에 삽입시킬 때, 상기 강연선(3)이 진입하려고 하는 힘에 의해 쐐기삽입공(6b)으로부터 쐐기부재(8)가 스프링(10)의 가압력을 이기고 이탈된다. 이에 따라 상기 쐐기부재(8)가 벌려짐으로써 상기 강연선(3)의 진입이 원활해지는 것이며, 상기 강연선(3)이 완전히 진입된 후에는 스프링(10)의 원위치 복원력에 의해 가압되어 쐐기부재(8)가 쐐기삽입공(6b)으로 다시 삽입된다.

도7은 실린더블록이 작동하여 정착헤드로부터 돌출된 강연선을 재인장시키는 상태를 나타낸 것이다. 도면에 도시한 바와 같이, 실린더 블록(16)의 작동에 의해 피스톤 로드(14)가 신장되며, 이에 따라 상기 실린더 블록(16)에 수납되어 있는 지그(6)가 함께 당겨지고, 쐐기부재(8)에 정착된 강연선(3)이 목표값만큼 재긴장된다. 이때, 상기 정착헤드(2)의 웨지삽입공(2a)으로부터 정착웨지(4)가 딸려 나오려고 하지만, 스토퍼블록(12)의 단턱부(12a)가 저지함으로써 상기 정착웨지(4)는 웨지삽입공(2a)에 그대로 위치하게 된다.

도8은 강연선의 재인장 작업 완료후의 상태를 나타낸 단면도로서, 상기 강연선(3)의 재긴장력을 해제하게 되면, 강연선(3)은 늘음량만큼 원위치 복원될려고 한다. 그러나, 쐐기부재(8)가 지그(6)의 쐐기삽입공(6b)내에서 강연선(3)을 견고하게 정착시키고, 또한 정착웨지(4)가 강연선의 재긴장상태를 유지하게 된다.

도9는 강연선의 재인장 완료 후 실린더의 제거상태를 나타낸 단면도로서, 상기 정착웨지(4)에 의해 강연선(3)의 재긴장상태가 유지되며, 상기 실린더 블록(16)을 재인장된 늘음량만큼 전진시키면 쐐기부재(8)가 지그(6)의 쐐기삽입공(6b)으로부터 약간 이탈되어 쐐기부재(8)로부터 강연선(3)의 정착이 해제된다. 이에 따라, 상기 지그(6)로부터 강연선(3)을 이탈시킬 수 있게 되며, 실린더 블록(16)의 제거와 함께 스토퍼 블록(12)도 정착헤드(2)로부터 분리된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.

2: 정착헤드 3: 강연선
4: 정착웨지 6: 지그
8: 재긴장용 쐐기부재 10: 스프링
12: 스토퍼 블록 14: 피스톤 로드
16: 실린더 블록 18: 지압판
20: 그라우트 22: 앵커공

Claims (2)

1. 정착헤드로부터 인출된 강연선을 개별 관통시키기 위한 다수의 관통홀과 상기 관통홀로부터 연장되는 웨지삽입공이 형성된 지그;
   상기 지그의 웨지삽입공에 끼워지며, 강연선의 단부를 파지하는 재긴장용 쐐기부재;
   상기 정착헤드에 끼워진 정착웨지의 돌출부에 맞춰지기 위한 단턱부가 내주연부에 형성되며, 상기 강연선의 재인장시 장착웨지가 정착헤드의 웨지삽입공으로부터 딸려나오는 것을 저지하기 위한 스토퍼 블록;
   상기 스토퍼 블록의 양단에 지지되는 피스톤 로드; 및
   상기 지그를 수납하여 고정하기 위한 공간이 마련되어 있으며, 피스톤 로드를 구동시켜 재긴장용 쐐기부재에 고정된 강연선을 긴장시키는 실린더 블록
   을 포함하는 정착앵커의 재긴장장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 지그에 끼워진 쐐기부재가 이탈되는 것을 방지하기 위해 쐐기부재의 후단부에 설치되어 가압하기 위한 탄성부재를 더 포함하는 정착앵커의 재긴장장치.

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