KR20130092356A - 앵커 재긴장 장치 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 앵커 재긴장 장치 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 헤드에 형성된 방수 및 방식(부식방지) 오링홈을 이용하여 재긴장 정착구를 체결하고, 재긴장 정착구로 커플러를 나사 결합한 후, 커플러를 수동으로 회전하거나 실린더를 이용하여 커플러를 들어올려 재긴장한 후 헤드의 하측에 고정판을 체결하여 재긴장 상태를 지속적으로 유지시킴과 동시에 재긴장 정착구와 커플러를 분리하여 재사용할 수 있도록 하여 시공 단가를 대폭 줄일 수 있는 것이다.
이는 외면에 오링홈이 형성된 헤드와; 상기 헤드의 오링홈에 삽입 설치되며 수 개로 분리되면서 외주면에 나사산이 형성되고 내주면에는 외부로 돌출된 체결 돌기가 형성된 재긴장 정착구와; 상기 재긴장 정착구의 나사산에 체결되며 내주면에 나사산이 형성되고 외주면의 상측에 수 개의 구멍과 외주면의 하측에 수 개의 삽입홈이 형성된 커플러와; 상기 헤드가 커플러의 회전에 의해 상측으로 올라가면 헤드의 하측 면에 수개가 체결되어 헤드를 고정하는 고정판으로 구성한다.

Description

앵커 재긴장 장치 및 이를 이용한 시공방법{Rre-Prestressing Anchor Device and that Construction Method}

본 발명은 앵커 재긴장 장치 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 헤드에 형성된 방수 및 방식(부식방지) 오링홈을 이용하여 재긴장 정착구를 체결하고, 재긴장 정착구로 커플러를 나사 결합한 후, 커플러를 수동으로 회전하거나 실린더를 이용하여 커플러를 들어올려 재긴장한 후 헤드의 하측에 고정판을 체결하여 재긴장 상태를 지속적으로 유지시킴과 동시에 재긴장 정착구와 커플러를 분리하여 재사용할 수 있도록 하여 시공 단가를 대폭 줄일 수 있는 앵커 재긴장 장치 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

토목공사는 그 성격에 따라 조금씩 다른 공정을 거쳐 시공되지만, 토목공사나 건축구조물의 시공에 있어 직접적인 최초의 공정으로 지반의 굴착이 필요하며, 지반을 굴착할 때는 굴착면의 붕괴와 주변구조물의 손상을 방지하기 위하여 굴착단면을 보강하여야 하며, 굴착 단면의 보강은 주로 버팀대(strut)식 공법과 그라운드 앵커 공법을 이용하고 있다.

그라운드 앵커 공법은 지중에 앵커를 설치하고, 앵커의 인발 저항을 이용하여 굴착단면을 지지하는 방법으로 굴착 단면에 인장재를 경사지게 삽입한 후 그라우트를 주입하여 그라우트체를 형성시키고, 굴착 단면에서 인장재를 당겨 긴장(prestressing)시킨 상태에서 웨찌(wedge, 쐐기)를 이용하여 고정한다.

그라운드 앵커는 인장재를 초기의 긴장력으로 버티게 하여 굴착 단면의 붕괴를 방지하는 것으로 이때의 인장력은 그라우트체를 통하여 주변지반에 전달된다.

그러나 시공 초기에는 그라운드 앵커에 가해준 긴장력이 그대로 유지되지만 시간의 경과에 따라 인장재의 인장하중은 감소하게 된다.

가령, 인장재와 주변 지반의 크리프(creep) 변형 등에 의하여 시간의 경과에 따라 그라우트체가 앵커 두부 쪽으로 움직이게 된다. 이러한 인장재의 인장하중 감소는 특히 영구 앵커에서 문제된다.

따라서 상기와 같은 인장재의 인장하중 감소를 고려하여 앵커의 시공 후 일정기간이 경과 하면 인장재를 재긴장할 필요가 있으며, 인장재의 재긴장을 위하여 앵커의 헤드 구조를 재긴장 가능하게 마련하는 경우가 있다.

종래의 토목, 건축에 이용되는 재긴장형 앵커의 헤드는 재긴장을 위하여 첨부된 도면 도 1 및 도 2에서 보는 헤드(1)의 외주 면에 나사산(2)을 형성하고, 재긴장형 너트(3)의 내주 면에 나사산(4)이 형성되어 있다.

상기 긴장형 너트(3)를 헤드(1)의 외주 면으로 나사 체결하여 고정된 상태를 유지하게 된다.

이와 같은 상태에서 재긴장을 위하여 헤드(1)의 상부로 돌출되는 인장재(5)의 여유 강선을 이용하여 인장재(5)를 인장한 후, 인장된 높이만큼 긴장형 너트(3)를 하향으로 회전시켜 고정하게 된다.

그러나, 종래의 재긴장 장치는 헤드 자체에 긴장형 너트가 체결되도록 나사산이 일체형으로 형성되어 있어서 재긴장이 필요치 않은 경우에도 나사산이 형성된 헤드를 필수적으로 설치해야하는 단점이 있었다.

이로 인해, 헤드의 제조 원가를 상승시킴과 동시에 시공 단가가 상승하는 단점이 있었다.

또한, 재긴장을 진행한 후에 재긴장 상태를 유지하는 고정 장치가 존재하지 않아 시간이 흐름에 따라 재긴장 상태를 유지하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 여러 가지의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로 그 목적은 헤드로부터 분리되는 분리형 재긴장 정착구를 재긴장이 필요할 때만 설치하여 사용할 수 있어 헤드의 제조 원가를 대폭 줄이 수 있는 앵커 재긴장 장치를 제공함에 있다.

또한, 재긴장 정착구에 체결된 커플러를 회전손잡이를 이용하여 회전시키면서 재긴장을 하거나, 실린더를 이용하여 커플러를 들어올려 재긴장할 수 있어 재긴장이 쉽고 간편하면서 신속하게 처리할 수 있고, 재긴장 후에 헤드의 하측에 고정판을 체결하여 재긴장 상태가 지속적으로 유지되도록 하는 앵커 재긴장 장치를 제공함에 있다.

뿐만 아니라, 재긴장을 완료한 후에는 재긴장 정착구와 커플러를 헤드에서 분리하여 재사용이 가능하여 시공 단가를 대폭 줄일 수 있는 앵커 재긴장 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 외면에 오링홈이 형성된 헤드와; 상기 헤드의 오링홈에 삽입 설치되며 수 개로 분리되면서 외주면에 나사산이 형성되고 내주면에는 외부로 돌출된 체결돌기가 형성된 재긴장 정착구와; 상기 재긴장 정착구의 나사산에 체결되며 내주면에 나사산이 형성되고 외주면의 상측에 수 개의 구멍과 외주면의 하측에 수 개의 삽입홈이 형성된 커플러와; 상기 헤드가 커플러의 회전에 의해 상측으로 올라가면 헤드의 하측 면에 수개가 체결되어 헤드를 고정하는 고정판으로 구성한다.

또한, 헤드의 외면에 형성된 오링홈에 수 개로 분리되면서 외주면에 나사산이 형성되고 내주면에는 외부로 돌출된 체결돌기가 형성된 재긴장 정착구를 체결하는 재긴장 정착구 체결단계와; 상기 재긴장 정착구의 외주면에 형성된 나사산에 내주면에 나사산이 형성되고 외주면의 상측에 수 개의 구멍과 외주면의 하측에 수 개의 삽입홈이 형성된 커플러를 결합하는 커플러 결합단계와; 상기 커플러의 구멍에 회전손잡이를 체결한 후에 한쪽 방향으로 회전시켜 재긴장 정착구를 상측으로 들어올려 재긴장하는 재긴장단계와; 상기 재긴장 단계 후에 헤드의 하측면에 수개의 고정판을 체결하여 재긴장 상태를 유지하도록 하는 고정판 설치단계와; 상기 고정판을 설치한 후에 헤드에서 커플러와 재긴장 정착구를 분리하는 분리단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다음과 같은 여러 가지의 효과가 있다.

첫째는 헤드의 방수 및 방식(부식방지) 오링홈에서 재긴장 정착구를 분리 가능하여 재긴장이 필요할 때만 설치하여 사용하므로 종래처럼 헤드 자체에 나사산이 필요 없어 헤드의 제조 원가를 대폭 줄이는 효과가 있다.

둘째는 커플러를 수동으로 회전하거나, 실린더를 이용하여 들어올려 재긴장을 쉽고 간편하면서 신속하게 처리할 수 있는 장점이 있다.

셋째는 재긴장된 헤드의 하측으로 고정판을 체결하여 헤드의 재긴장 상태가 지속적으로 유지되는 효과가 있다.

넷째는 재긴장 후에는 헤드에서 재긴장 정착구와 커플러를 분리하여 재사용할 수 있어 시공 단가를 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다.

도 1~2는 종래의 구성을 나타낸 단면도
도 3은 본 발명인 헤드의 외면에 마감캡이 설치된 상태를 나타낸 단면도
도 4는 본 발명의 전체 구성을 나타낸 사시도
도 5는 본 발명인 고정판의 구성을 나타낸 사시도
도 6~11은 본 발명의 헤드에 재긴장 정착구와 커플러가 체결되는 상태를 나타낸 사시도
도 12는 본 발명의 헤드에서 재긴장 정착구와 커플러가 분리되는 상태를 나타낸 사시도
도 13은 본 발명의 헤드에 보호캡이 체결된 상태를 나타낸 사시도
도 14는 본 발명의 시공순서를 나타낸 공정도

이하에서 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명인 헤드의 외면에 마감캡이 설치된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 전체 구성을 나타낸 사시도이며, 도 5는 본 발명인 고정판의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 6~11은 본 발명의 헤드에 재긴장 정착구와 커플러가 체결되는 상태를 나타낸 사시도이며, 도 12는 본 발명의 헤드에서 재긴장 정착구와 커플러가 분리되는 상태를 나타낸 사시도이고, 도 13은 본 발명의 헤드에 보호캡이 체결된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 14는 본 발명의 시공순서를 나타낸 공정도이다. 이의 도면 부호 100은 본 발명인 앵커 재긴장 장치의 본체를 나타내고 있다.

상기 본체(100)는 외면에 오링홈(11)을 갖는 헤드(10)와, 수 개로 분리되면서 외주면에 나사산(21)과 내주면에 체결돌기(22)가 형성된 재긴장 정착구(20)와, 내주면에 나사산(31)이 형성되고 외주면에 수 개의 구멍(32)과 수 개의 삽입홈(33)을 갖는 커플러(30)와, 커플러(30)의 구멍(32)에 체결되어 커플러(30)의 회전을 용이하게 하는 회전손잡이(40)와, 재긴장 후에 헤드(10)의 하측에 체결되는 고정판(50)으로 구성한다.

먼저, 본 발명의 재긴장 정착구(20)와 커플러(30)를 설치하기 위하여는 첨부된 도면 도 3에서 보는 바와 같이 긴장이 완료된 후에 헤드(10)의 외면에 체결된 마감캡(70)을 분리한다.

그런 다음, 상기 헤드(10)의 방수 및 방식(부식방지) 오링홈(11)에 체결된 오링(15)을 빼낸 후에 방수 및 방식 오링홈(11)으로 첨부된 도면 도 4에서 보는 바와 같이 재긴장 정착구(20)를 체결한다.

상기 재긴장 정착구(20)는 외주면에 나사산(21)이 형성되고 내주면에는 외부로 돌출된 사각 형태의 체결돌기(22)를 가지면서, 좌,우측으로 분리되도록 2개가 한 쌍으로 이루어져 있다.

상기 재긴장 정착구(20)의 체결돌기(22)는 헤드(10)에 형성된 방수 및 방식 오링홈(11)에 삽입 설치되므로, 헤드(10)에 별도의 체결홈을 형성할 필요가 없는 장점이 있다.

상기 커플러(30)는 원통형 관으로 내주면에 나사산(31)을 형성하고 외주면에 다수 개의 구멍(32)을 형성한다.

그리고 상기 커플러(30)의 외주면 하측에 수 개의 삽입홈(33)을 형성한다.

상기 커플러(30)의 내주면에 형성된 나사산(31)은 헤드(10)에 체결된 재긴장 정착구(20)의 외주면에 형성된 나사산(21)에 체결하여 재긴장 정착구(20)와 커플러(30)가 서로 나사 결합이 이루어진다.

상기 회전손잡이(40)는 강봉으로 선단에 체결부(41)가 형성되면서 후방이 한쪽으로 휘어진 손잡이(42)를 갖는다.

상기 회전손잡이(40)의 체결부(41)는 커플러(30)의 구멍(32)에 삽입 설치되어 커플러(30)의 회전을 용이하게 한다.

또한, 첨부된 도면 도 5에서 보는 바와 같이 상기 고정판(50)은 헤드(10)가 재긴장이 이루어진 상태에서 헤드(10)의 하측 면에 수 개를 체결하여 헤드(10)의 재긴장 상태를 지속적으로 유지하도록 하는 역할을 한다.

상기 고정판(50)은 내측은 좁고 외측은 넓은 형태를 가지며 일정 두께를 갖는다. 상기 고정판(50)의 두께는 필요에 따라 조절이 가능하다.

상기 회전손잡이(50)의 다른 구성은 첨부된 도면 6에서 보는 바와 같이 상기 커플러(30)에 형성된 구멍(32)의 내주면과 회전손잡이(40)의 체결부(41) 외주면에 각각 나사산(32a)(41a)을 형성하여 사용한다.

상기 커플러(30)의 다른 구성은 첨부된 도면 도 7에서 보는 바와 같이 내주면의 하측에 나사산(31)이 형성되고 상면 중앙에 상향 돌출되면서 외면에 나사산(34)이 형성된 결합구(35)를 갖는다.

상기 커플러(30)는 위에서 설명한 바와 같이 내주면에 형성된 나사산(31)이 헤드(10)에 체결된 재긴장 정착구(20)의 외주면에 형성된 나사산(21)에 체결하여 재긴장 정착구(20)와 커플러(30)가 서로 나사 결합된 상태를 유지한다.

이와 같은 상태에서 공지의 실린더에 결합구(35)를 체결한 후에 실린더의 압력으로 커플러(30)를 들어올려 재긴장한다.

상기와 같은 본 발명은 첨부된 도면 도 4 및 도 8과 도 9에서 보는 바와 같이 먼저, 상기 헤드(10)의 상면에 형성된 웨찌삽입공으로 강연선(60)이 체결된 웨찌(6)를 삽입 설치한다.

그리고 별도의 인장기를 이용하여 강연선(60)을 인장한 후 일정 시간이 지나면, 인장하중 감소를 고려하여 강연선(60)을 재긴장할 필요가 있게 된다.

이때, 상기 헤드(10)의 방수 및 방식 오링(15)과 밀착 결합하여 방수 및 방식(부식방지) 상태를 유지하고 있는 마감캡(70)을 헤드(10)로부터 분리한 후에, 방수 및 방식 오링홈(11)에서 고무 재질의 오링(15)을 빼낸다.

그런 다음, 상기 방수 및 방식 오링홈(11)에 재긴장 정착구(20)의 체결돌기(22)를 삽입하여 체결하여 재긴장 정착구(20)의 내주면은 헤드(10)의 외주면에 밀착되도록 한다.

그리고 상기 재긴장 정착구(20)의 외주면에 형성된 나사산(21)에 원통형 관인 커플러(30)를 체결한다.

이때, 상기 커플러(30)의 내주면에 형성된 나사산(31)과 재긴장 정착구(20)의 외주면에 형성된 나사산(21)이 서로 맞물리면서 체결된다.

이와 같은 재긴장 정착구(20)에 커플러(30)를 결합한 후에 첨부된 도면 도 10에서 보는 바와 같이 커플러(30)에 형성된 구멍(32)으로 회전손잡이(40)의 체결부(41)를 삽입하여 결합한다.

그런 다음, 회전손잡이(40)의 후방에 형성된 손잡이(42) 부분을 잡고 화살표 방향으로 회전하게 되면, 커플러(30)가 나사산으로 따라 회전하면서 하측으로 이동하게 된다.

그리고 상기 커플러(30)의 내측에 체결된 재긴장 정착구(20)가 일정 높이만큼 상측으로 올라오게 된다.

이와 동시에, 상기 헤드(10)가 상측으로 이동하면서 웨찌(6)에 맞물려있는 강연선(60)을 상측으로 이동시켜 재긴장이 이루어지도록 한다.

상기 커플러(30)에 체결된 회전손잡이(40)로 인해 커플러(30)의 회전이 용이하게 이루어져 재긴장을 신속하게 진행하게 된다.

또한, 상기 재긴장 정착구(20)에 결합구(35)가 형성된 커플러(30)를 체결한 후에 실린더를 이용하여 커플러(30)를 들어올려 재긴장을 할 수 있다.

이와 같이 재긴장을 통해 헤드(10)가 상측으로 올라간 상태에서 첨부된 도면 도 5 및 도 11에서 보는 바와 같이 고정판(50)을 커플러(30)의 삽입홈(33)으로 삽입하여 헤드(10)의 하측 면에 위치하도록 한다. 이때, 고정판(50)은 수 개를 체결할 수 있고, 고정판(50)은 헤드의 재긴장 상태가 지속적으로 유지되도록 하는 역할을 한다.

이와 같이 재긴장을 완료한 후에는 첨부된 도면 도 12에서 보는 바와 같이 커플러(30)와 재긴장 정착구(20)를 헤드(10)의 방수 및 방식 오링홈(11)에서 분리하고, 방수 및 방식 오링홈(11)에 첨부된 도면 도 3에서 보는 바와 같이 고무 재질의 오링(15)을 체결한다.

이때, 오링(15)은 헤드(10)의 외면으로 돌출된 상태가 된다. 이와 같은 상태에서 도면 도 13에서 보는 바와 같이 헤드(10)를 보호하기 위해 마감캡(70)을 체결하여 마무리한다.

이때, 오링(10)의 외주면에 마감캡(70)의 내주면에 밀착 결합되어 방수 및 방식를 유지하게 된다.

또한, 본 발명인 앵커 재긴장 장치를 이용한 시공방법을 첨부된 도면 도 14에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 재긴장 정착구 체결단계는,

상기 헤드(10)에서 마감캡을 분리하고, 오링을 빼낸 후에 첨부된 도면 도 4에서 보는 바와 같이 방수 및 방식 오링홈(11)에 재긴장 정착구(20)의 체결돌기(22)를 삽입하여 체결하여 재긴장 정착구(20)의 내주면이 헤드(10)의 외주면에 밀착되도록 한다.

상기 커플러 결합단계는,

상기 헤드(10)에 체결된 재긴장 정착구(20)의 외면으로 내주면에 나사산(31)이 형성되고 외주면의 상측에 수 개의 구멍(32)과 외주면의 하측에 수 개의 삽입홈(33)이 형성된 커플러(30)를 결합한다.

상기 커플러(30)의 내주면에 형성된 나사산(31)을 재긴장 정착구(20)의 외주면에 형성된 나사산(21)으로 결합한 후에 한쪽 방향으로 회전하면서 결합한다.

이때, 상기 커플러(30)를 첨부된 도 7에서 보는 바와 같이 상면 중앙에 결합구(35)가 형성된 것을 설치하여 사용할 수 있다.

상기 재긴장단계는,

첨부된 도면 도 9에서 보는 바와 같이 커플러(30)의 외주면에 형성된 구멍(32)으로 회전손잡이(40)를 체결한 후에 회전손잡이(40)를 이용하게 화살표 방향으로 회전시켜 재긴장 정착구(20)를 상측으로 들어올려 재긴장을 시행한다.

이때, 재긴장 정착구(20)에 결합된 헤드(10)도 함께 상측으로 올라가면서 재긴장이 이루어지게 된다.

상기와 같이 커플러(30)를 수동으로 회전하여 재긴장할 뿐만 아니라 첨부된 도면 도 7의 커플러(30)를 설치한 후에 설린더를 이용하여 커플러(30)를 들어올려 재긴장할 수 있다.

상기 고정판 설치단계는,

재긴장을 통해 헤드(10)가 상측으로 올라간 상태에서 첨부된 도면 11에서 보는 바와 같이 고정판(50)을 커플러(30)의 삽입홈(33)으로 삽입하여 헤드(10)의 하측 면에 위치하도록 체결한다. 이때, 고정판(50)은 수 개를 체결할 수 있다.

상기 고정판(50)은 헤드의 재긴장 상태가 지속적으로 유지되도록 하는 역할을 한다.

상기 분리단계는,

상기 고정판(50)을 설치한 후에 헤드(10)의 방수 및 방식 오링홈(11)에서 커플러(30)와 재긴장 정착구(20)를 분리한 후에 방수 및 방식 오링홈(11)에 오링(15)을 체결하고 마감캡(70)을 체결하여 마무리한다.

그리고 헤드(10)에서 분리한 재긴장 정착구(20)와 커플러(30)는 다른 현장에서 재사용하게 된다.

100:본체 10:헤드
11:오링홈 15:오링
20:재긴장 정착구
21,31:나사산 22: 체결 돌기
30:커플러 32:구멍
32a,41a:나사산 40:회전손잡이
41:체결부 42:손잡이
50:고정판

Claims (4)

1. 외면에 오링홈이 형성된 헤드와;
   상기 헤드의 오링홈에 삽입 설치되며 수 개로 분리되면서 외주면에 나사산이 형성되고 내주면에는 외부로 돌출된 체결돌기가 형성된 재긴장 정착구와;
   상기 재긴장 정착구의 나사산에 체결되며 내주면에 나사산이 형성되고 외주면의 상측에 수 개의 구멍과 외주면의 하측에 수 개의 삽입홈이 형성된 커플러와;
   상기 헤드가 커플러의 회전에 의해 상측으로 올라가면 헤드의 하측 면에 수개가 체결되어 헤드를 고정하는 고정판;으로 구성함을 특징으로 하는 앵커 재긴장 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 커플러는 내주면의 하측에 나사산이 형성되고 상면 중앙에 상향 돌출되면서 외면에 나사산을 갖는 결합구가 형성된 것을 특징으로 하는 앵커 재긴장 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 재긴장 정착구와 커플러는 헤드에서 분리하여 재사용이 가능한 것을 특징으로 하는 앵커 재긴장 장치.
4. 헤드의 외면에 형성된 오링홈에 수 개로 분리되면서 외주면에 나사산이 형성되고 내주면에는 외부로 돌출된 체결 돌기가 형성된 재긴장 정착구를 체결하는 재긴장 정착구 체결단계와;
   상기 재긴장 정착구의 외주면에 형성된 나사산에 내주면에 나사산이 형성되고 외주면의 상측에 수 개의 구멍과 외주면의 하측에 수 개의 삽입홈이 형성된 커플러를 결합하는 커플러 결합단계와;
   상기 커플러의 구멍에 회전손잡이를 체결한 후에 한쪽 방향으로 회전시켜 재긴장 정착구를 상측으로 들어올려 재긴장하는 재긴장단계와;
   상기 재긴장 단계 후에 헤드의 하측면에 수개의 고정판을 체결하여 재긴장 상태를 유지하도록 하는 고정판 설치단계와;
   상기 고정판을 설치한 후에 헤드에서 커플러와 재긴장 정착구를 분리하는 분리단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 앵커 재긴장 장치를 이용한 시공방법.

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