KR20120115145A

KR20120115145A - 고정 케이블의 단부를 보호하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20120115145A
Application number: KR1020120036037A
Authority: KR
Inventors: 스테판느 주아; 고프 야닉 르
Original assignee: 소레탄체 프레씨네트
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2012-04-06
Publication date: 2012-10-17
Also published as: US8769921B2; PL2508687T3; FR2973818A1; RU2011117867A; EP2508687B1; ES2456707T3; FR2973818B1; KR102033490B1; EP2508687A1; RU2557027C2; US20120255272A1

Abstract

고정 시스템에 개별적으로 고정되고, 고정 시스템의 전방측 너머로 연장된 개별 단부(21)를 구비하는 강선들(20)의 세트를 포함하는 케이블의 단부를 보호나기 위하여, 본 발명의 장치는 상기 고정 시스템의 전방측으로부터 연장된 스커트(26) 및 복수의 슬리브들(30)을 포함한다. 강선들은 고정 시스템의 전방 너머로 연장된 개별 단부들(21)을 구비하며 슬리브들(30) 내에 각각 수용되고, 상기 슬리브들은 강선들의 단부 너머에서 밀폐된다. 스커트와 슬리브 사이의 연결부는 고정 시스템의 전방, 스커트 및 슬리브에 의해 구획되는 챔버(50)를 둘러싸며, 연결부는 능동 스터빙 박스 종류의 시스템을 포함한다. 이러한 챔버의 부피는 충전물(52)로 충전된다.

Description

고정 케이블의 단부를 보호하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR PROTECTING THE END OF AN ANCHORED CABLE}

본 발명은 건축에 사용되는 구조 케이블 분야에 관한 것으로, 특히 사장교 케이블(stay cable) 또는 프리스트레싱 케이블(Pre-stressing cable)의 고정부에 적용된다.

그러한 구조 케이블들은 종종 예를 들어 가닥들과 같은 복수의 병렬 강선들(tendons)로 이루어진다. 그들의 단부는 강선들이 예를 들어 갈라진 원뿔대 조(jaw)들에 의해 개별적으로 차단되는 관통홀을 구비하는 블럭들에 의해 고정된다. 강선들은 고정 블럭들 너머 연장된 초과 길이를 가지며, 이는 케이블을 긴장시켜 고정시킬 때 강선을 고정 블럭들에 고정시킬 수 있게 한다. 케이블이 나중에 느슨해질 수 있도록 그러한 초과 길이를 보유하는 것은 일반적이다.

예를 들어, 이러한 초과 길이는 케이블의 미터당 3밀리미터일 수 있다. 매우 긴 케이블(예를 들어 수백 미터)에 있어서, 이러한 초과 길이는 매우 거추장스러울 수 있다.

그러한 구조 케이블로 작업하는 사람의 계속되는 관심은 부식에 대하여 강선들의 금속을 보호하는 것이다. 다양한 부식방지 기술들이 케이블의 주요 부분과 고정부를 보호하기 위하여 사용되고 있다(예를 들어 WO 01/20098 A1 참조).

일반적으로, 강선들의 금속은 고정 영역에서 노출된다. 고정 시스템의 전방측 너머로 연장된 강선들의 초과 길이에 걸쳐 커버가 위치되고, 이 커버 안쪽에 왁스, 그리스, 폴리머, 수지 또는 시멘트 그라우트(cement grout)와 같은 충전물들이 주입된다. 커버의 길이는 고정 시스템 너머로 연장되는 강선들의 초과 길이보다 길어야 한다. 따라서, 커버는 상대적으로 긴 케이블의 경우 매우 크게 된다.

고정부의 전방측 상의 배열에 필요한 공간은 특정 형태들에서 문제가 될 수 있다. 그러한 구성의 예로서, 사장교(cable-stayed bridge)의 철탑 상의 사장교 케이블 고정부들이 언급될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 지주들(12)은 일반적으로 철탑(14)의 각 측상에 기울어진 케이블들의 망을 형성한다. 고정부들(15)이 철탑에서 서로 대향할 때, 도 2에서 점선으로 도시된 커버들(16)의 경우에서 알 수 있는 바와 같이, 커버들에 의해 점유된 공간은 기하학적으로 간섭될 수 있다.

이러한 문제에 대한 하나의 해결책은 형상이 구부러진 커버들을 만드는 것으로 구성된다. 그러나, 이것은 만족스러운 해결책이 아니다. 한 다발의 강선들을 구부리고 그들을 이러한 상태로 유지하는데 필요한 에너지는 매우 크다. 다음으로 커버들에 대한 부착도 특히 강력해야 한다. 커버를 여는 것과 관련된 유지 동작도 더 어려워진다. 또한, 구부러진 커버는 케이블 강선을 조작하는데 사용되는 잭(jack)을 위치시키는 것을 불가능하게 할 수 있다.

따라서, 상술한 공간 요구 문제들의 발생을 제한하는 고정 케이블의 강선들의 초과 길이의 보호 필요성이 존재한다.

고정 시스템 내에 개별적으로 고정된 강선들의 세트로 구성된 케이블의 단부를 보호하기 위한 장치가 제안되며, 강선들은 고정 시스템의 전방측 너머로 연장된 각각의 단부를 구비한다. 이 장치는,

- 고정 시스템의 전방측으로부터 연장되고 강선들의 세트 둘레에 위치한 스커트(skirt);

- 각각 케이블의 적어도 하나의 개별 강선 둘레에 위치하고 이 강선의 단부 너머가 밀폐된 복수의 슬리브;

- 상기 고정 시스템의 전방측, 스커트 및 슬리브에 의해 구획된 챔버를 둘러싸고 능동 스터핑 박스 시스템을 포함하는 상기 스커트와 슬리브 사이의 연결부; 및

상기 챔버의 내부 부피를 채우는 충전물을 포함한다.

더 이상 고정 시스템의 전방에 보호 커버를 수용하기 위하여, 고정 시스템으로부터 나오는 강선들의 세트보다 크고 이러한 강선들의 초과 길이보다 긴 원통형 공간을 보유할 필요가 없기 때문에, 이러한 장치에 요구되는 공간은 감소한다. 강선의 초과 길이의 대부분은 제한된 수의 케이블 강선, 바람직하게는 단일 강선을 포함하는 스커트보다 실질적으로 작은 횡단면을 구비하는 간단한 슬리브 내에 수용된다. 이러한 슬리브들 각각은 감소된 단면을 구비하며, 다른 요소들을 수용하기 위한 공간, 특히 이웃에 위치한 다른 고정 시스템을 구비한 유사한 보호 장치의 슬리브들을 수용하기 위한 공간이 슬리브들 사이에 남겨질 수 있다.

바람직하게, 슬리브들은 케이블 강선들보다 덜 단단하며, 이는 유지 작업이 필요할 때 슬리브로 둘러싸인 강선들을 구부릴 수 있게 하거나 두 개의 케이블 단부들이 중첩될 수 있게 한다. 일반적으로 슬리브들은 스커드보다도 덜 단단하다.

스커트와 슬리브들 사이의 연결은 본딩 또는 용접에 의해 달성될 수 있다. 다른 실시예에서, 스커트와 슬리브들 사이의 연결은 능동 스터핑 박스 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 시스템은 슬리브들이 통과할 수 있도록 배치된 홀들에 의해 가로질러진 세 개의 병렬 플레이트를 포함할 수 있으며, 그 중 두 개는 변형가능한 플레이트를 사이에 끼운 강성 플레이트다. 강성 플레이트들 중 하나는 스커트에 둘레가 연결된다. 스터핑 박스 시스템은 두 개의 강성 플레이트들을 서로를 향하여 압착하여 슬리브 경로를 따라 실(seal)을 형성하기 위하여 그들 사이의 변형가능한 플레이트를 압축하기 위한 동작 메커니즘들 더 포함한다.

본 발명의 다른 태양은 고정 시스템 내에 개별적으로 고정된 강선들의 세트를 포함하는 케이블 단부를 보호하는 방법에 관한 것으로, 강선들은 고정 시스템의 전방측 너머로 연장된 개별 단부들을 구비한다. 이 방법은,

- 강선들의 세트 둘레에 위치하도록 고정 시스템의 전방측에 대항하여 스커트를 설치하는 단계;

- 각각 케이블의 적어도 하나의 개별 강선 둘레에 위치하고 이 강선의 단부 너버가 밀폐된 복수의 슬리브들을 설치하는 단계;

- 고정 시스템의 전방측, 스커트 및 슬리브들에 의해 구획된 챔버를 둘러싸도록 능동 스터빙 박스 타입 시스템으로 슬리브를 스커트에 연결하는 단계; 및

- 상기 챔버의 내부 부피를 충전하기 위한 충전물을 주입하는 단계를 포함한다.

본 방법의 일 실시예에서, 슬리브는 그들이 케이블 강선의 단부들에 설치되기 전에 부드러운 또는 유연한 충전물을 포함한다.

본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 첨부된 도면을 참조하여, 비제한적인 실시예들을 설명하는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 명세서 내에 포함되어 있음

도 1은 상술한 사장교의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 형태의 사장교의 철탑 상의 두 개의 대향 지주들의 고정 영역을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 보호 장치의 일 실시예의 축 단면도이다.
도 4는 본 발명의 보호 장치로 설치된 두 개의 구조 케이블들의 단부를 나타내는 도면이다.

여기에 제안된 형태의 예시적은 보호 장치는,

- 케이블 고정 시스템 측에 위치한 공통 강성부; 및

- 고정부로부터 먼 측에 위치한 더 유연한 개별부의 두 부분을 구비한 커버이다.

도 3은 갈라진 원뿔대 조들(jaws; 24)에 의해 고정 블럭(22)에 고정된 강선들(20)을 구비한 케이블의 단부를 나타낸다.

블럭(22)은, 블럭이 직접 또는 간접적으로 적용되는 케이블 구조에 대한 지지 표면을 더 포함하는 고정 시스템의 일부이다. 시스템은 또한 하나 이상의 중간 지지 플레이트들, 케이블 강선을 조정하기 위한 나사 너트 등을 포함할 수 있다.

케이블은 임의 개수의 병렬 강선들(20)로 구성될 수 있다. 도면의 간략화를 위하여 오직 두 개의 강선들만이 도 3에 도시된다.

고정 블럭(22)은 그들의 후방측(22a)과 전방측(22b) 사이의 관통홀들에 의해 가로질러진다. 이들 관통홀은 그들이 각각 케이블의 강선들(20)을 수용하도록 배치된다. 그러한 관통홀은 강선(20) 둘레의 갈라진 원뿔대 조(24)를 수용하기 위하여 블럭의 전방측(22b)에서 넓어진다. 따라서 조(24)는 케이블에 적용된 인력으로부터 웨지 효과(wedge effect)에 의해 관통홀에 강선(20)을 고정한다.

각 강선(20)의 초과 길이는 고정 시스템의 전방측 너머로 연장된다. 이 초과 길이는 수십 센티미터일 수 있다.

두-부분의 커버의 공통부는 고정 시스템의 전방측으로부터 연장된 스커트(26)로 구성된다. 스커트(26)는 예를 들어 금속 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 스커트(26)는 도 3에 도시되지 않은 수단에 의해 고정 시스템에 부착되며, 이러한 수단은 예를 들어 블럭(22) 또는 고정 시스템의 다른 요소에 볼트로 조여지거나, 스커트의 내부 표면에 나사 구멍이 형성되고 블럭(22)의 상보적인 주변 나사산과 결합된 클램프일 수 있다.

스커트 내부에 주입된 충전물의 누설을 방지하기 위하여, 스커트(26)의 배면측과 고정 시스템의 전방 사이에 기밀 실(fluid-tight seal)이 존재한다. 도 3에 도시된 예에서, 스커트(26)는 중간 개스킷(28)으로 고정 블럭(22)의 전방(22b)에 대항하여 위치된다. 스커트(26)는 또한 접촉 영역의 주변에서 기밀 실을 형성하도록 블럭(22) 외의 고정 시스템의 요소에 대하여 위치될 수 있다. 일단 구조물에 적용되어 전방측에 커버되면 스커트가 강선(20)의 초과 길이를 둘러싸는 기밀 챔버를 실질적으로 구획하기에 충분하다. 일 변형예에서, 스커트(26)는 고정 시스템의 부품의 일부일 수 있다.

두-부분의 커버의 개별부는 각각 케이블 강선들(20) 중 하나의 단부(21)를 포함하는 슬리브(30)로 구성된다. 그들의 단면은 강선(20)의 단면보다 약간 더 크다. 도 3에 도시된 실시예에서, 각 슬리브(30)의 단부는 그 단부를 덮는 캡(32)에 의해서 밀폐되어 있다.

슬리브들(30)은 바람직하게는 스커트(26)보다 덜 단단하다. 따라서 슬리브들은 스커트(36)를 변형시키지 않고 개별적으로 구부러질 수 있다. 슬리브들은 또한 그들이 보유하는 단부들(21)을 구부리는 능력의 실질적인 감소를 방지하기 위하여 케이블 강선(20)보다도 덜 단단하게 구성될 수 있다. 슬리브들(30)은 예를 들어 폴리올레핀과 같은 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)이 적절한 재료로 선택될 수 있다.

장치의 전방측에서, 슬리브들(30)은 다양한 형태일 수 있는 연결부에 의해 스커트(26)에 연결된다.

한 가지 가능성은 구멍이 뚫린 전방측을 포함하는 스커트에 슬리브를 본딩시키거나 용접하는 것으로; 슬리브(30)는 구멍들에 결합되고, 둘레가 용접된다. 그러한 실시예는 스커트(26) 및 슬리브(30)가 미리 제조된 커버링 부재를 형성하도록 설계된 경우 적절하다.

도 3에 도시된 다른 가능성은 능동 스터핑 박스 시스템을 사용하여 스커트(26)와 슬리브(30) 사이에 연결을 형성하는 것이다.

도 3에 도시된 스터핑 박스 시스템은 두 개의 강성 플레이트(40, 42)를 구비하며, 그들 중 하나는 예를 들어 스커트(26)의 내부 표면에 가장자리가 통합되도록 부착된 내부 플레이트(40)이며, 다른 하나는 이동성을 갖는다. 이러한 플레이트들(40, 42)은 슬리브의 개별 단면보다 약간 큰 단면을 갖는 개구들에 의해 가로질러지며, 개구들은 고정 블록(22)의 전방으로부터 나온 강선들(20)의 위치와 일렬로 배열된다. 따라서, 이러한 개구들은 강선들(20)의 단부들(21) 상의 슬리브들(30)이 관통할 수 있게 한다. 동일한 형태의 다른 플레이트(44)가 두 개의 강성 플레이트들(40, 42) 사이에 게재된다. 이 플레이트(44)는 엘라스토머와 같은 변형가능한 재료로 되어 있다.

강성 플레이트들(40, 42)을 서로를 향해 압착하기 위하여 예를 들어, 플레이트들(40, 42, 44)의 경계 둘레에 배치되고 개별 너트들(48)과 결합되는 나사산이 있는 로드들(46)로 구성된 동작 메커니즘이 사용된다. 다음으로 변형가능한 플레이트(44)가 슬리브들(30) 둘레에 밀폐를 형성하도록 압축된다. 도시된 실시예에서, 각 나사산이 있는 로드(46)는 강성 내부 플레이트(40) 상의 내부 나사산과 결합되고, 다른 플레이트들(44, 42)의 정렬된 홀들을 관통한다. 플레이트(42)의 전면에 대하여 시스템의 전방측의 나사산이 있는 로드(46)에 너트(48)를 조이는 것이 스터빙 박스 시스템을 역으로 동작시킨다.

장치를 조립하는 동작은 먼저 고정 시스템의 전방측에 대하여 스커트(26)를 위치시키고, 조임(tightening) 없이 스커트-슬리브 연결의 플레이트들(40, 42, 44)을 설치하는 것으로 구성된다. 다음으로 슬리브들(30)이 강선(30)의 단부들(31) 상에 끼워진다. 동작 끝에 남아있는 채워지지 않는 영역들이 존재하는 위험을 제한하기 위하여 그리스(grease)와 같은 부드럽고 유연한 충전물을 사전에 슬리브들(30)에 도입하는 것이 바람직하다. 다음으로 스터핑 박스가 고정 시스템의 전방측, 스커트(26) 및 내부 플레이트(40)에 의해 구획되는 챔버를 밀폐하기 위하여 조여진다.

일단 스커트(26), 슬리브들(30) 및 그들의 연결이 고정 헤드 상에 설치되면, 충전물(52)이 챔버(50) 내의 공간에 주입된다.

이러한 충전물(52)은 부식으로부터 금속을 보호하는 특성을 갖는다. 예를 들어, 그것은 석유 왁스, 그리스, 수지, 폴리머 등일 수 있다. 그것은 일반적으로 챔버의 하부 지점에 위치한 주입 개구(미도시)를 통하여 액체 형태로 주입된다. 통풍구가 주입 동안 챔버가 포함하고 있던 공기를 배출하기 위하여 챔버의 상부 지점에 위치할 수 있다. 일단 충전물(52)이 통풍구를 통하여 흘러 넘치면, 통풍구가 밀폐되는 이는 주입 개구도 마찬가지이다.

도 4는 도 2에 도시된 것과 유사한 배열을 갖는 두 개의 지주용 인접 고정 헤드들을 개략적으로 도시한다. 두 케이블들의 강선들(20)의 초과 길이들은 여전히 보호되면서 중첩될 수 있음을 알 수 있으며, 이는 슬리브(30)의 유연성에 기인한다. 따라서 도 2에 도시된 종래 보호 시스템으로부터 발생한 기하학적 문제는 해결된다.

상술한 실시예들은 본 발명의 설명을 위한 것이며, 그에 대한 다양한 변형들이 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 이루어질 수 있다.

20: 강선(tendon)
22: 고정 블록
24: 조(jaw)
26: 스커트 (skirt)
28: 개스킷(gasket)
30: 슬리브 (sleeve)
32: 캡(cap)
40, 42: 강성 플레이트 (rigid plate)
44: 변형가능한 플레이트 (deformable plate)
46: 나사산이 있는 로드 (threaded rod)
48: 너트
50: 챔버
52: 충전물

Claims

고정 시스템에 개별적으로 고정되고, 고정 시스템의 전방측 너머로 연장된 개별 단부(21)를 구비하는 강선들(20)의 세트를 포함하는 케이블의 단부를 보호나기 위한 장치로서,
상기 고정 시스템의 전방측으로부터 연장되며 상기 강선들의 세트 둘레에 위치하는 스커트(26);
각각 케이블의 적어도 하나의 개별 강선 둘레에 위치하며 상기 강선의 단부 너머에서 밀폐되는 복수의 슬리브들(30);
능동 스터빙 박스 시스템을 포함하며, 상기 고정 시스템의 전방측, 상기 스커트 및 상기 슬리브에 의해 구획되는 챔버(5)를 둘러싸기 위한 상기 스커트와 슬리브 사이의 연결부; 및
상기 챔버의 내부 부피를 충전하는 충전물(52)을 포함하는, 케이블 단부 보호 장치.
제 1 항에 있어서,
각 슬리브(30)에는 케이블의 단일 강선(20)이 들어 있는 것을 특징으로 하는 케이블 단부 보호 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 슬리브들(30)은 케이블의 강선들(20)보다 덜 단단한 것을 특징으로 하는 케이블 단부 보호 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 슬리브들(30)은 스커트(26)보다 덜 단단한 것을 특징으로 하는 케이블 단부 보호 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 스터빙 박스 시스템은 상기 슬리브들(30)이 통과하도록 설계된 홀들에 의해 가로질러지는 세 개의 평행 플레이트들(40, 42, 44)을 포함하며, 그들 중 두 개는 변형가능한 플레이트(44)를 사이에 둔 강성 플레이트들(40, 42)이고, 강성 플레이트들 중 하나는 스커트(26)에 둘레가 연결되며, 스터빙 박스 시스템은 슬리브 경로를 따라 밀폐를 형성하기 위하여 서로를 향하여 두 개의 강성 플레이트를 압착하고 그에 의해 그들 사이의 변형가능한 플레이트를 압축하기 위한 동작 메커니즘(46, 48)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 단부 보호 장치.
고정 시스템에 개별적으로 고정되고, 고정 시스템의 전방측 너머로 연장된 개별 단부(21)를 구비하는 강선들(20)의 세트를 포함하는 케이블의 단부를 보호나기 위한 방법으로서,
상기 강선들의 세트 둘레에 위치하도록 상기 고정 시스템의 전방측에 대하여 스커트(26)를 설치하는 단계;
각각 케이블의 적어도 하나의 개별 강선 둘레에 위치하며 상기 강선의 단부 너머에서 밀폐되는 복수의 슬리브들(30)을 설치하는 단계;
능동 스터빙 박스 시스템을 구비하며, 상기 고정 시스템의 전방측, 상기 스커트 및 상기 슬리브에 의해 구획되는 챔버(5)를 둘러싸도록 상기 스커트와 슬리브를 연결하는 단계; 및
상기 챔버의 내부 부피를 충전하기 위하여 충전물(52)을 주입하는 단계를 포함하는 케이블 단부 보호 방법.
제 6 항에 있어서,
각 슬리브(30)는 상기 케이블의 단일 강선(30) 둘레에 위치하는 것을 특징으로 하는 케이블 단부 보호 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 슬리브들(30)은 그들이 케이블 강선들의 단부들(21) 상에 설치되기 전에 부드러운 또는 유연한 충전물을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 단부 보호 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 슬리브들은 상기 케이블 강선들(20) 및/또는 상기 스커트(26)보다 덜 단단한 것을 특징으로 하는 케이블 단부 보호 방법.