KR20200140688A - 자력식 매입형 앵커 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 교량기둥과 같은 콘크리트 구조물에 매입하여 시공하는 매입형 앵커에 관한 것으로, 자석을 이용하여 금속재 거푸집의 표면에 부착시켜 놓은 상태로 콘크리트 타설시 매입하여 시공할 수 있으며, 시공현장에 따라 상하부 안내레일을 적합한 길이로 형성하거나 사전에 압출성형된 레일을 절단시켜 사용함에 따라 시공현장에 따라 맞춤형 시공이 가능한 자력식 매입형 앵커에 관한 것이다.
본 발명은 수평선상으로 서로 나란하게 구비되고, 전면과 후면에는 각각 제1레일홈(15)과 제2레일홈(16)이 형성되며, 상면과 하면이 평행하게 형성된 일정길이의 상부 안내레일(10) 및 하부 안내레일(11); 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 전면 상부 또는 상하부에 각각 일정 길이로 연장되어 일체로 형성되며, 표면에는 금속재 거푸집(60)의 표면에 밀착된 상태에서 임시고정리벳(65)으로 고정되도록 리벳고정홀(19)이 형성된 날개편(18); 상기 상부 안내레일(10) 및 하부 안내레일(11)의 제2레일홈(16) 각각에 머리부가 끼워져 결속되어 고정너트(25)에 의해 각각 고정되는 복수개의 앵커볼트(20); 상기 상부 안내레일(10)에 고정된 앵커볼트(20)와 하부 안내레일(11)에 고정된 앵커볼트(20)에 끼워지도록 상부와 하부에 각각 볼트고정홀(31)이 형성되고, 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11) 간의 간격을 설정된 간격으로 이격시켜 주는 연결편(30); 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 후면 상하부에 각각 일정 길이로 돌출되게 형성된 걸림돌기(35); 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 상면과 하면 표면이 각각 요철면을 이루도록 길이방향을 따라 일정간격으로 복수개 형성되어 타설 콘크리트와의 접촉면적을 증가시켜 지지력을 높여주기 위한 요홈(36); 상기 상부 안내레일(10) 및 하부 안내레일(11)의 제1레일홈(15)에 각각 탈착가능하게 끼워지고, 표면에는 길이방향으로 복수개의 자석삽입홈(41)이 형성된 커버재(40); 상기 커버재(40)의 자석삽입홈(41)에 일면이 노출되게 삽입결합되어 노출된 일면이 금속재 거푸집(60)의 표면에 부착되는 자석(50);으로 구성된다.
본 발명은 수평선상으로 서로 나란하게 구비되고, 전면과 후면에는 각각 제1레일홈(15)과 제2레일홈(16)이 형성되며, 상면과 하면이 평행하게 형성된 일정길이의 상부 안내레일(10) 및 하부 안내레일(11); 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 전면 상부 또는 상하부에 각각 일정 길이로 연장되어 일체로 형성되며, 표면에는 금속재 거푸집(60)의 표면에 밀착된 상태에서 임시고정리벳(65)으로 고정되도록 리벳고정홀(19)이 형성된 날개편(18); 상기 상부 안내레일(10) 및 하부 안내레일(11)의 제2레일홈(16) 각각에 머리부가 끼워져 결속되어 고정너트(25)에 의해 각각 고정되는 복수개의 앵커볼트(20); 상기 상부 안내레일(10)에 고정된 앵커볼트(20)와 하부 안내레일(11)에 고정된 앵커볼트(20)에 끼워지도록 상부와 하부에 각각 볼트고정홀(31)이 형성되고, 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11) 간의 간격을 설정된 간격으로 이격시켜 주는 연결편(30); 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 후면 상하부에 각각 일정 길이로 돌출되게 형성된 걸림돌기(35); 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 상면과 하면 표면이 각각 요철면을 이루도록 길이방향을 따라 일정간격으로 복수개 형성되어 타설 콘크리트와의 접촉면적을 증가시켜 지지력을 높여주기 위한 요홈(36); 상기 상부 안내레일(10) 및 하부 안내레일(11)의 제1레일홈(15)에 각각 탈착가능하게 끼워지고, 표면에는 길이방향으로 복수개의 자석삽입홈(41)이 형성된 커버재(40); 상기 커버재(40)의 자석삽입홈(41)에 일면이 노출되게 삽입결합되어 노출된 일면이 금속재 거푸집(60)의 표면에 부착되는 자석(50);으로 구성된다.
Description
본 발명은 교량기둥과 같은 콘크리트 구조물에 매입하여 시공하는 매입형 앵커에 관한 것으로, 자석을 이용하여 금속재 거푸집의 표면에 부착시켜 놓은 상태로 콘크리트 타설시 매입하여 시공하도록 한 자력식 매입형 앵커에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물에 시설물을 고정하고자 할 때 적용하는 방법은 콘크리트 구조물을 완성한 후 시설물을 설치하고자 하는 소정의 위치에 드릴로 천공한 후 세트 앵커나 케미컬 앵커를 매입하여 고정한 다음 시설물과 함께 볼트로 조립하는 방법이다.
이러한 방법은 구조물을 완성한 후에 앵커 매입을 위한 구멍을 콘크리트에 천공시켜야 함에 따라 구조물에 손상을 주게 되고, 천공시에 콘크리트 표면 가까이에 배치된 철근과 간섭 현상이 발생하여 철근이 손상되거나 원하는 위치에 맞게 천공할 수 없게 되며, 앵커의 진입 깊이가 철근과의 간섭에 따라 일정하지 않아 앵커의 허용력이 작아지고 신뢰할 수 없게 되는 단점이 있었다.
이를 해소하기 위해, 콘크리트 구조물의 시공시 앵커를 매입하여 시공하는 기술이 개발되었으며, 예로서 특허공개 제10-2010-0037696호와 특허공개 제10-2006-0035986호 및 등록실용신안공보 제20-0206699호가 개시되어 있다.
상기 기술들은 콘크리트 구조물 시공시 앵커를 거푸집에 볼트나 임시고정리벳으로 결합한 상태에서 콘크리트를 타설 양생한 후, 거푸집을 탈형함으로써 콘크리트 구조물 내에 앵커를 매입되게 한 기술이다.
상기 특허공개 10-2010-0037696호는 거푸집에 구멍을 형성하고, 이 구멍을 통해 거푸집의 외측에서 임시고정볼트를 이용하여 부착물결합부에 나선결합시켜 앵커를 고정시키도록 한 기술이다.
그러나 상기 특허공개 10-2010-0037696호는 콘크리트 구조물 내에 매입되는 복수개의 앵커가 서로 연결되어 있지 않고 낱개로 구비된 채로 거푸집에 임시고정볼트로 고정되는 구조임에 따라 각 앵커간의 간격이 정확하게 유지하기가 어렵거나 불편하며, 또한, 필수적으로 거푸집에 구멍을 형성하여야 함에 따라 거푸집의 손상 및 파손을 가져오게 되며, 시공시마다 거푸집의 해당위치에 구멍을 형성하여야 하는 번거로움이 있다.
또한, 낱개로 설치되는 앵커의 해당 위치에 철근이 존재하는 경우 앵커의 위치 자체를 이동시켜 주어야 함에 따라 앵커간 간격을 유지시켜 주기가 어려울 뿐 아니라 앵커에 고정볼트 등으로 결합되는 시설물의 결합위치가 변경(점검로 프레임의 경우, 점검로 프레임간의 시공간격에 차이가 발생하게 됨)되는 문제가 있었다.
그리고 상기 특허공개 제10-2006-0035986호는 특허공개 10-2010-0037696호에서 지적하고 있는 문제와 같이 앵커의 시공위치에 철근이 존재하는 경우에 앵커의 위치를 이동시켜 주어야 함에 따라 시설물의 결합위치가 변경될 수 밖에 없으며, 결합위치 이동시 매입형 앵커에 고정볼트로 결합되는 시설물의 결합위치가 변경(점검로 프레임의 경우, 점검로 프레임간의 시공간격에 차이가 발생하게 됨)됨에 따라 시설물(점검로 프레임) 간의 간격이 서로 상이할 수밖에 없어 원하는 지지력을 달성하지 못하는 문제가 있었다.
또한, 등록실용신안공보 제20-0206699호는 레일형태로 매입형 앵커를 구성한 것으로, 볼트의 위치조절은 물론 부대설비의 부착작업을 쉽게 하도록 한 기술이다.
그러나 상기 실용신안은 레일의 표면이 매끈하게 형성되어 있음은 물론 거푸집이 결합되는 외측에서 부터 내측으로 갈수록 경사지게 테이퍼면을 갖도록 형성됨에 따라 콘크리트와의 접촉면적이 적음은 물론 단순히 매립상태임에 따라 지지력이 약하며, 이로 인해 부대설비에 하중이 가해지는 경우에 레일 주변의 콘크리트가 파손되거나 더 나아가 콘크리트가 쉽게 깨질 수 있어 안전사고의 발생을 초래하는 문제가 있었다.
또한, 상기 실용신안은 레일의 해당 위치에 2개의 볼트가 끼워져 있는 상태로 콘크리트가 타설양생되어 매립설치됨에 따라 볼트가 끼워진 부분은 지지력이 강하나 그 외의 다른 부분은 상대적으로 지지력이 약할 수밖에 없음으로써 부대설비의 설치위치에 따라 레일의 파손이나 콘크리트의 균열 등 파손가능성이 있다.
또한, 앵커가 콘크리트에서 뽑혀져 분리되는 것을 방지하기 위해, 볼트를 교각 스템에 배근된 수직철근에 용접시키거나 결속끈으로 고정시키는 구조로 구성되어 있기는 하나, 이러한 용접작업이나 결속작업이 번거로움은 물론 불편하며, 더욱이 수직철근이 배근되어 있는 곳에만 볼트를 구비하여 고정시켜야 함에 따라 앵커의 설치위치에 제한을 받게 됨은 물론 수직철근의 위치에 맞춰야 함에 따라 콘크리트에 매립설치되는 복수개의 앵커간의 간격을 정확하게 유지시키지 못하고 각기 서로 다른 간격으로 설치될 가능성이 높아 부대설비를 안정적으로 받쳐 지지하지 못하게 되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 자석을 이용하여 콘크리트 타설전에 금속재 거푸집의 해당 표면에 부착해 놓은 상태로 타설하여 양생하도록 함으로써 금속재 거푸집의 표면 손상이나 파손없이 앵커를 쉽고 편리하게 매입하여 시공할 수 있는 자력식 매입형 앵커를 제공함에 목적이 있다.
특히, 본 발명은 상부 안내레일과 하부 안내레일을 시공현장에 따라 적합한 길이로 형성하거나 사전에 압출성형된 레일을 설정된 길이만큼 절단시켜 사용함에 따라 맞춤형 시공이 가능할 뿐 아니라, 상부 안내레일과 하부 안내레일의 제2레일홈에 각각 구비되는 앵커볼트의 위치를 좌우측방향으로 슬라이딩 이동시킬 수 있음으로써 앵커의 매입설치 시 콘크리트 구조물내에 설치되는 철근과 간섭되더라도 앵커볼트의 위치만을 간단하게 조정하여 철근과의 간섭을 피할 수 있도록 한 자력식 매입형 앵커를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 앵커의 매입시공 후 자석을 포함한 커버재를 제1레일홈에서 분리시킴에 따라 자석을 포함한 커버재의 재사용하도록 한 자력식 매입형 앵커를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상부 안내레일과 하부 안내레일에 요홈이 형성됨으로써 타설된 콘크리트와의 접촉면적 증가로 견고한 매립설치는 물론 지지력을 높여주게 되고, 걸림돌기가 형성됨으로써 상부 안내레일과 하부 안내레일이 앵커기능을 하게 되어 강한 외부압력이 가해지더라도 타설 양생된 콘크리트로부터 이탈되거나 분리되지 않으며, 걸림돌기와 요홈이 함께 형성됨으로 인해 지지력을 더욱 높여줄 수 있게 되는 자력식 매입형 앵커를 제공함에 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해결수단은, 수평선상으로 서로 나란하게 구비되고, 전면과 후면에는 각각 제1레일홈(15)과 제2레일홈(16)이 형성되며, 상면과 하면이 평행하게 형성된 일정길이의 상부 안내레일(10) 및 하부 안내레일(11); 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 전면 상부 또는 상하부에 각각 일정 길이로 연장되어 일체로 형성되며, 표면에는 금속재 거푸집(60)의 표면에 밀착된 상태에서 임시고정리벳(65)으로 고정되도록 리벳고정홀(19)이 형성된 날개편(18); 상기 상부 안내레일(10) 및 하부 안내레일(11)의 제2레일홈(16) 각각에 머리부가 끼워져 결속되어 고정너트(25)에 의해 각각 고정되는 복수개의 앵커볼트(20); 상기 상부 안내레일(10)에 고정된 앵커볼트(20)와 하부 안내레일(11)에 고정된 앵커볼트(20)에 끼워지도록 상부와 하부에 각각 볼트고정홀(31)이 형성되고, 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11) 간의 간격을 설정된 간격으로 이격시켜 주는 연결편(30); 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 후면 상하부에 각각 길이방향을 따라 일정 길이로 돌출되게 형성된 걸림돌기(35); 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 상면과 하면 표면이 각각 요철면을 이루도록 길이방향을 따라 일정간격으로 복수개 형성되어 타설 콘크리트와의 접촉면적을 증가시켜 지지력을 높여주기 위한 요홈(36); 상기 상부 안내레일(10) 및 하부 안내레일(11)의 제1레일홈(15)에 각각 탈착가능하게 끼워지고, 표면에는 길이방향으로 복수개의 자석삽입홈(41)이 형성된 커버재(40); 상기 커버재(40)의 자석삽입홈(41)에 일면이 노출되게 삽입결합되어 노출된 일면이 금속재 거푸집(60)의 표면에 부착되는 자석(50);으로 구성된다.
이때, 상기 제1레일홈(15)의 일측에는 시설물을 고정하기 위한 시설물 고정볼트(75)의 머리부를 끼워 제1레일홈(15)에 결속시키도록 시설물 고정볼트(75)의 머리부보다 큰 직경으로 볼트삽입홈(70)이 형성된 것이 바람직하다.
상기의 구성으로 이루어진 자력식 매입형 앵커에 따르면, 자석을 이용한 자력방식임에 따라 금속재 거푸집의 손상이나 파손없이 앵커를 쉽게 부착할 수 있으며, 이에 따라 금속재 거푸집의 수명연장으로 유지관리비용은 물론 구입비용 등 비용 절감효과로 경제성이 좋은 효과가 있다.
또한, 상하부 안내레일을 압출성형하여 시공현장에 따라 설정된 길이만큼 절단시켜 사용할 수 있어 맞춤형 시공이 가능하며, 상하부 안내레일의 제2레일홈에 각각 구비되는 앵커볼트를 좌우측방향으로 슬라이딩 이동시킬 수 있어 앵커의 매입설치 시 콘크리트 구조물내에 설치되는 철근과 간섭되더라도 앵커볼트의 위치만을 간단하게 조정하여 철근과의 간섭을 쉽게 피할 수 있게 된다.
또한, 앵커의 매입시공 후 자석을 포함한 커버재를 제1레일홈에서 분리시킴에 따라 자석을 포함한 커버재를 재사용할 수 있어 시공비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 걸림돌기와 요홈이 형성되어 있어 지지력의 상승은 물론 앵커볼트와 함께 상부 안내레일과 하부 안내레일 자체가 앵커로서의 역할을 하게 됨으로써 강한 외부압력이 발생된 경우라도 타설 양생된 콘크리트로부터 매입형 앵커가 이탈되거나 분리되지 않으며, 상부 안내레일과 하부 안내레일 주변의 콘크리트의 깨짐현상 없이 안정적으로 시설물을 받쳐 지지해줄 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자력식 매입형 앵커의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 자력식 매입형 앵커의 분리 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 자력식 매입형 앵커의 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 자력식 배입형 앵커에서 상부 안내레일을 보인 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 커버재에 삽입결합된 자석을 보인 분리사시도,
도 6은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물내에 매입시공된 자력식 매입형 앵커를 보인 평면상태도,
도 7은 본 발명에 따른 상부 안내레일과 하부 안내레일을 길게 형성하여 2개의 점검로 프레임을 결합시키도록 구비한 상태도,
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 따른 자력식 매입형 앵커를 이용한 시설물(점검로)의 시공과정을 설명하기 위한 측단면상태도,
도 9 내지 12는 본 발명의 성능평가 결과를 보인 도면.
도 2는 본 발명에 따른 자력식 매입형 앵커의 분리 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 자력식 매입형 앵커의 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 자력식 배입형 앵커에서 상부 안내레일을 보인 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 커버재에 삽입결합된 자석을 보인 분리사시도,
도 6은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물내에 매입시공된 자력식 매입형 앵커를 보인 평면상태도,
도 7은 본 발명에 따른 상부 안내레일과 하부 안내레일을 길게 형성하여 2개의 점검로 프레임을 결합시키도록 구비한 상태도,
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 따른 자력식 매입형 앵커를 이용한 시설물(점검로)의 시공과정을 설명하기 위한 측단면상태도,
도 9 내지 12는 본 발명의 성능평가 결과를 보인 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자력식 매입형 앵커를 상세히 설명하기로 한다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자력식 매입형 앵커는 전면과 후면에 각각 제1레일홈(15)과 제2레일홈(16)이 형성된 상부 안내레일(10) 및 하부 안내레일(11)과, 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 전면 상부 또는 상하부에 각각 일정 길이로 연장되어 일체로 형성된 날개편(18)과, 상기 상부 안내레일(10) 및 하부 안내레일(11)의 제2레일홈(16) 각각에 머리부가 끼워져 결속 고정되는 복수개의 앵커볼트(20)와, 복수개의 앵커볼트(20)를 서로 연결하여 동일 수직선상에 위치시켜 줌은 물론 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11) 간의 간격을 설정된 간격으로 이격시켜 주는 연결편(30)과, 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 후면 상하부에 각각 길이방향을 따라 일정 길이로 돌출되게 형성된 걸림돌기(35)와, 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 상면과 하면 표면이 각각 요철면을 이루도록 길이방향을 따라 복수개 형성된 요홈(36)과, 제1레일홈(15)에 각각 탈착가능하게 끼워지는 커버재(40)와, 상기 커버재(40)에 삽입 설치되는 자석(50)으로 이루어진다.
상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)은 서로 동일한 구조로 형성된 것으로, 일정 길이를 갖도록 형성되며, 설정된 간격을 두고 수평으로 서로 나란하게 구비된다.
본 발명에서 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)는 설정된 길이만큼 압출성형하여 형성하거나, 길이에 상관없이 수 미터로 길게 압출성형한 후 콘크리트 구조물이나 부착되는 시설물에 따라 적당하게 그 길이를 맞춰 소정길이만큼 절단시켜 사용할 수 있다.
예로서, 작게는 150㎜의 길이로 형성하고 길게는 10m의 길이로 형성시킬 수도 있는 것으로, 시공현장에 따라 그 길이를 설정하여 맞춤형 시공이 가능한 장점이 있다.
상기 제1레일홈(15)과 제2레일홈(16)은 전후면 구분없이 사용이 가능하도록 동일한 형태로 형성할 수 있으며, 제1레일홈(15)과 제2레일홈(16)의 가장자리에는 걸림턱(17)이 형성되어 있다.
상기 걸림턱(17)은 상기 앵커볼트(20)의 머리부와 후술되는 시설물 고정볼트(75)의 머리부가 빠지지 않고 걸려 각각의 제2결속홈과 제2결속홈에 결속된 상태를 유지할 수 있도록 하기 위해 형성되는 구성이다.
상기 날개편(18)은 상기 제1레일홈(15)과 인접되는 상기 상부 안내레일(10) 및 하부 안내레일(11)의 전면 상부 또는 상하부에는 각각 일정 길이 연장되어 일체로 형성되는 것이며, 금속재 거푸집(60)의 표면에 밀착되게 구비된 상태에서 임시고정리벳(65)으로 고정되도록 날개편(18)의 설정된 위치에는 리벳고정홀(19)이 형성된다.
상기 날개편(18)과 리벳고정홀(19)을 형성한 이유는, 자석(50)의 자력에 의해 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)이 금속재 거푸집(60)에 부착된 상태에서 콘크리트 타설 작업 등의 시공과정에서 발생되는 충격 또는 압력에 의해 상기 금속재 거푸집(60)에 진동이 가해져 본 발명의 매입형 앵커가 금속재 거푸집(60)의 하방으로 미끌려 부착위치가 변경되는 문제가 발생될 수 있는데, 매입형 앵커를 금속재 거푸집에 임시고정시켜 줌으로써 매입형 앵커의 부착위치가 변경되는 것을 방지하기 위함이다.
특히, 상기 날개편(18)과 리벳고정홀(19)은 동일 수평선상에 인접되도록 구비되는 2개 이상의 시설물(첨부 도면에서는 점검로 프레임)을 고정할 수 있도록 상부 안내레일과 하부 안내레일의 길이를 길게 형성한 경우에 자체 하중이 증가되는데, 이와 같이 하중 증가로 인해 금속재 거푸집(60)으로부터 미끌림이 발생될 수 있기 때문에 임시고정리벳으로 임시고정하여 금속재 거푸집으로부터 미끌려 흘러내려 부착위치가 변경되는 것을 방지하도록 한 것이다.
상기 리벳고정홀(19)은 임시고정용이기 때문에 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)에 형성된 날개편(18)에 모두 형성되거나 상부 안내레일(10)이나 하부 안내레일(11)에만 1개 이상 형성되게 할 수 있다.
상기 앵커볼트(20)는 머리부가 제2레일홈(16)에 끼워진 상태에서 고정너트(25)로 나선결합되어져 제2레일홈(16)상에서 이동되지 않게 고정되어 진다.
상기 앵커볼트(20)를 제2레일홈(16)상에서 슬라이딩 이동되게 구비한 이유는, 콘크리트 구조물 타설 양생시 내부에 보강을 위해 철근을 설치한 후 콘크리트를 타설하게 되는데, 본 발명에서 매입형 앵커를 매입시공하는 경우에 앵커볼트(20)와 철근간의 간섭 발생시 앵커볼트의 설치 위치를 조정하여 철근과의 간섭을 피할 수 있도록 하기 위함이다.
본 발명에서는 앵커볼트의 위치조정을 통해 철근과의 간섭을 피할 수 있기 때문에 매입형 앵커 전체를 이동시키지 않아도 되고, 매입형 앵커의 이동으로 인한 시설물의 고정볼트 결합부위 간의 간격이 변경되는 것을 방지하여 동일간격으로 결합될 수 있도록 하며, 결합간격 차등으로 인한 지지력 감소 및 그로 인해 발생될 수 있는 시설물 파손 등의 문제를 해소할 수 있다.
상기 앵커볼트(20)는 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11) 각각에 복수개 구비되는 것으로, 첨부된 도면에서는 2개의 앵커볼트를 설치하였으나, 필요에 따라 3개 이상 설치할 수 있다.
상기 연결편(30)은 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11) 간의 간격을 유지시켜 주기 위한 기능을 수행하면서도, 상부 안내레일과 하부 안내레일의 제2레일홈(16)에 각각 끼워져 결속된 앵커볼트(20)를 서로 연결해줌으로써 2개의 앵커볼트(20)를 동일 수직선상에 위치시켜 주게 된다.
또한, 앵커볼트(20)의 위치를 옮기는 경우 앵커볼트(20)가 연결편(30)에 각각 연결되어 있음으로써 2개의 앵커볼트(20)를 함께 좌우측방향으로 슬라이딩이동시킬 수 있게 안내해주게 되며, 이로 인해 앵커볼트의 이동이 필요한 경우 보다 단시간내에 쉽게 이동시킬 수 있는 등 시공이 용이한 장점이 있다.
상기 앵커볼트(20)를 서로 연결시켜 주기 위해, 상기 연결편(30)의 상단부와 하단부에는 각각 앵커볼트(20)에 끼워지도록 홀이 형성되어 있다.
상기 걸림돌기(35)는 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 후면 상하부에 각각 길이방향을 따라 일정 길이로 돌출되게 형성되어 있는 것으로, 콘크리트가 타설양생된 상태에서 걸림돌기(35)가 걸림역할을 하게 됨으로써 상부 안내레일과 하부 안내레일이 앵커기능을 하게 된다.
따라서, 앵커볼트의 앵커기능과 함께 상부 안내레일과 하부 안내레일이 앵커기능을 수행하게 됨으로써 강한 외부압력이 가해지더라도 타설 양생된 콘크리트로부터 이탈되거나 분리되지 않게 되며, 상부 안내레일과 하부 안내레일 주변의 콘크리트가 깨지는 등 파손되지 않는 장점이 있다.
특히, 걸림돌기(35)는 상부 안내레일과 하부 안내레일의 길이방향을 따라 형성됨에 따라 상부 안내레일과 하부 안내레일의 모든 구간에서 지지력을 높여줄 수 있게 된다.
즉, 앵커볼트(20)의 경우에는 레일홈에 끼워진 상태에서 앵커볼트가 구비된 해당 부분만이 콘크리트와 간섭되면서 앵커기능을 하게 됨에 따라 앵커볼트가 구비되어 있지 않은 다른 부분은 별도의 지지력 상승없이 단순히 안내레일(상부 안내레일, 하부 안내레일)만이 구비되어 있어 상대적으로 지지력이 약한 상태에 있는데, 본 발명에서는 걸림돌기(35)의 형성으로 인해 걸림돌기가 앵커역할을 하게 되어 안내레일(상부 안내레일, 하부 안내레일)의 모든 구간에서 지지력을 높여줄 수 있게 되는 것이다.
특히, 도 7과 같이 압출성형된 상부 안내레일과 하부 안내레일을 필요에 따라 길게 절단하여 사용하는 경우에는 걸림돌기에 의해 더욱더 상부 안내레일과 하부 안내레일의 지지력이 높아지게 된다.
상기 걸림돌기(35)의 돌출길이는 제한을 두지 않으나, 날개편(18)의 리벳고정홀(19)에 임시고정볼트(65)를 끼워 금속재 거푸집에 고정시켜야 함에 따라 임시고정볼트의 끼움고정시 간섭되지 않도록 리벳고정홀(19)의 형성위치보다 높게 형성되지 않으면 된다. 물론 걸림돌기(35)의 길이를 리벳고정홀의 형성위치보다 더 높게 형성하고, 리벳고정홀과 마주보는 대응부분만 홀을 형성하거나 절개하여 임시고정볼트의 끼움고정 작업이 가능하도록 할 수도 있다.
상기 요홈(36)은 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 상면과 하면 표면이 요철면을 이루도록 형성되는 것으로, 일정 간격으로 복수개 형성되어 있다.
이러한 요홈(36)의 형성으로 인해 타설 콘크리트와의 접촉면적을 증가시켜 줄 수 있음으로써 지지력을 대폭 높여줄 수 있게 된다. 따라서 시설물에 강한 외부 압력이 가해지더라도 시설물을 안정적으로 지지할 수 있게 되는 것이다.
특히, 상기 걸림돌기(35)와 요홈(36)이 함께 형성됨으로 인해 매입형 앵커의 지지력을 더욱 높여줄 수 있게 됨으로써 외부압력에 의해 앵커가 뽑혀져 나오거나 콘크리트의 깨짐현상을 방지할 수 있게 되는 것이다.
상기 커버재(40)는 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 제1레일홈(15)에 타설 콘크리트가 인입되지 않도록 하기 위해 제1레일홈(15)에 끼워지는 것으로, 금속재 거푸집(60)을 탈형한 후 제1레일홈에서 빼낼 수 있도록 고무 등의 신축되는 재질로 형성됨이 바람직하다.
상기 커버재(40)는 제1레일홈에서 커버재를 쉽게 빼낼 수 있도록 하기 위해, 중간부분에 공동을 형성하거나 또는 중간부분을 절개시켜 공간이 구비되게 형성할 수 있다.
이러한 커버재(40)의 표면에는 상기 자석(50)을 삽입결합시키기 위해 설정된 형태로 자석삽입홈(41)이 형성되어 있다.
자석삽입홈(41)은 장방형으로 형성하여 커버재(40)의 길이방향을 따라 길게 형성시킬 수도 있고, 원형이나 각형으로 형성하여 커버재(40)에 설정된 간격마다 형성시킬 수 있다.
상기 자석(50)은 상기 자석삽입홈(41)에 삽입결합되어 일면이 외부로 노출되게 구비되는 것이며, 금속재 거푸집(60)의 시공시 자석의 일면이 금속재 거푸집의 표면에 부착되어 진다.
이러한 자석(50)은 상기 자석삽입홈(41)에 삽입된 채로 접착제로 커버재와 결합되어 일체로 형성되게 구비할 수도 있고, 커버재가 고무재임에 따라 커버재의 사출성형시 자석을 인입시켜 인서트 사출 성형하여 일체로 형성되게 할 수도 있다.
상기 자석(50)은 금속재 거푸집에서 쉽게 떨어지지 않아야 함에 따라, 예로서, 자력이 큰 네오디움자석을 사용하도록 함이 바람직할 것이다.
상기 자석(50)을 포함한 커버재(40)는 제1레일홈(15)에 착탈되게 구비되는 것이고, 앵커의 매입시공 후 분리시키는 구성임에 따라 향후 재사용이 가능하며, 이에 따라 시공비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서는 자석의 자력을 이용하여 금속재 거푸집을 부착시키는 방식임에 따라, 금속재 거푸집에 별도로 구멍을 형성하지 않아도 됨으로써 거푸집의 손상 및 파손을 방지하여 수명을 연장시킬 수 있으며, 구멍형성에 따른 홀 형성작업 및 거푸집 탈성시 임시고정볼트의 해체작업 등을 하지 않아도 되어 작업효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 자석을 포함한 커버재의 재사용이 가능함에 따라 전체적인 시공비용도 줄일 수 있게 된다.
한편, 상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 일측에는 시설물을 고정하기 위해 사용되는 시설물 고정볼트(75)의 머리부를 끼워 제1레일홈(15)에 결속시켜 주기 위해, 시설물 고정볼트(75)의 머리부보다 큰 직경으로 볼트삽입홈(70)이 형성된 것이 바람직하다.
상기 볼트삽입홈(70)은 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 제작 시 제1레일홈(15)과 연통되게 일체로 형성시켜 놓을 수 있으며, 본 발명의 매입형 앵커를 매입시공한 후 외부로 노출된 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 걸림턱(17) 일부분을 절개하거나 구부려 제1레일홈(15)과 연결되게 볼트삽입홈(70)을 형성할 수도 있다.
아래에서는 도 8a 내지 도 8d를 참조하여 본 발명의 매입형 앵커를 이용한 시설물의 시공방법에 대하여 설명한다.
본 발명에서 매입형 앵커를 이용한 시설물의 시공과정은 총 7단계로 이루어지며, 각 단계에 대해 구체적으로 설명하면,
제1단계: 상기 구조로 된 자력식 매입형 앵커를 제작하되, 시공하는 콘크리트 구조물 및 시설물에 따라 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 길이를 설정하여 자력식 매입형 앵커를 제작한다.
이때, 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)는 압출성형을 통해 제작할 수 있고, 미리 설정된 길이로 압출성형하여 제작하거나, 길이에 상관없이 길게 압출성형하여 제작한 상태에서 시공현장에 적합한 길이만큼 절단시켜 사용할 수 있다.
제2단계: 콘크리트 구조물 시공을 위해 금속재 거푸집(60)을 설치한 후, 제1단계에서 제작한 자력식 매입형 앵커를 금속재 거푸집(60)의 내측 표면 해당위치에 부착한다.
이때, 콘크리트 구조물 내에 설치되는 철근과 앵커볼트(20)가 서로 간섭되는 경우에 매입형 앵커를 금속재 거푸집에 부착시켜 놓은 상태로 앵커볼트(20)만을 좌우측방향으로 이동시켜 앵커볼트의 위치를 조정하여 철근과 간섭되지 않게 한다.
또한, 임시고정리벳을 이용하여 상부 안내레일과 하부 안내레일에 형성된 날개편 금속재 거푸집에 임시로 고정시켜 놓도록 한다.
제3단계: 콘크리트 구조물의 시공을 위해 금속재 거푸집(60)에 의해 형성된 타설공간에 콘크리트를 타설하고, 일정 시간동안 양생시킨 다음 금속재 거푸집(60)을 탈형시킨다.
제4단계: 금속재 거푸집을 탈형시키면, 양생된 콘크리트 구조물의 표면으로 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 전면이 노출된 상태에 있고, 이 제1레일홈(15)에 끼워져 있는 커버재(40)를 공구나 별도 도구를 이용하여 빼내어 제1레일홈(15)을 노출시킨다.
제5단계: 제1레일홈(15)에 시설물 고정볼트(75)를 끼워 결속시키기 위해, 제1레일홈(15)의 일측에 시설물 고정볼트(75)의 머리부를 끼워 넣을 수 있는 크기로 볼트삽입홈(70)을 형성한다.
상기 볼트삽입홈(70)은 니퍼나 별도의 다른 공구를 이용하여 걸림턱(17)을 절개시키거나 구부려 형성할 수 있다.
물론, 상기 볼트삽입홈(70)은 상기와 같이 커버재(40)를 제거한 후 걸림턱(17)을 절개시키거나 구부려 형성할 수도 있으나, 최초 상부 안내레일과 하부 안내레일의 제작 시 제1레일홈(15)과 연통되도록 볼트삽입홈(70)을 함께 형성시켜 제작할 수도 있다.
제6단계; 볼트삽입홈(70)을 형성시킨 후, 이 볼트삽입홈에 적어도 2개 이상의 시설물 고정볼트(75)의 머리부를 끼워넣어 제1레일홈을 따라 좌우측으로 슬라이딩 이동시켜 설정된 위치 또는 원하는 위치로 가져다 놓는다.
제7단계: 제5단계를 거친 후 설치하고자 하는 시설물(80)의 볼트홀(81)에 시설물 고정볼트(75)가 끼워지게 한 상태로 콘크리트 구조물의 표면에 밀착시킨 다음, 시설물 고정너트(76)로 시설물 고정볼트(75)에 나선결합시켜 시설물(80)을 고정한다.
상기 시설물(80)의 예로서, 교량 등의 콘크리트 구조물에 설치되는 점검로일 수 있으며, 구체적으로 상기 시설물 고정볼트(75)에 결합되는 부분은 점검로프레임일 수 있다.
도 9 내지 12는 본 발명의 성능평가 결과를 보인 도면이다.
도 9는 전단파괴 평가 결과를 보여주는 도면으로, 4개의 실험체를 대상으로 전단파괴 강도를 실험한 결과, 설계하중에 비해 약 15배의 안전율을 가지는 것으로 확인되었으며, 최대 강도로 하중을 부여한 경우에도 상부 안내레일과 하부 안내레일의 레일홈에 시설물 고정너트의 헤드모양으로 전단파괴가 발생하였을 뿐 콘크리트면에 균열이 발생되지 않았음을 확인할 수 있었다.
또한, 도 10은 인장력에 의한 안내레일의 휨파괴 평가 결과를 보여주는 도면으로, 2개의 실험체를 대상으로 실험한 결과, 모두 콘크리트에 균열이 발생하고 안내레일(상부 안내레일, 하부 안내레일)의 휨파괴가 발생되었다.
그러나 2개의 실험체에 대한 파괴실험시 최대강도가 설계하중에 비해 약 5배의 안전율을 가지는 것으로 나타났다.
또한, 도 11은 실제 난간 브라켓을 설치하여 안전성을 검토한 결과를 보인 도면으로서, 실험 종료 후 난간 브라켓을 해체하여 안내레일(상부 안내레일, 하부 안내레일)과 콘크리트의 손상여부를 확인하였으나 도 12에 도시된 바와 같이 특별한 손상이 발견되지 않은 것으로 확인되었다.
실험체의 설계하중은 작용 모멘트 3.30kN.m를 모멘트 팔길이 0.4m로 나눈 7.58kN과 작용 전단력 6.6kN 중 큰 값인 7.58kN으로 선정하였다.
실제 난간 브라켓을 설치하여 실험한 결과, 모든 실험체가 설계하중보다 충분히 높은 최대강도를 발현하였으며, 평균 최대강도가 29.0kN으로 설계하중 대비 약 4배 가량의 안전율을 보이는 것으로 나타났다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 매입형 앵커는 자석을 이용한 자력식 앵커로서, 금속재 거푸집에 부착시켜 사용할 수 있음에 따라 금속재 거푸집을 손상시키지 않고도 앵커를 매입시켜 시공할 수 있는 발명으로서, 걸림돌기와 요홈이 형성되어 있음으로써 타설 양생된 콘크리트와의 접촉면적 증가는 물론 상부 안내레일과 하부 안내레일이 앵커역할을 하게 됨으로써 더욱 지지력을 높여주게 되어 매입형 앵커 주변의 콘크리트의 균열이나 깨짐 등 파손 발생 없이 시설물을 안정적으로 지지해줄 수 있어 안전율을 대폭 향상시켜 줄 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 상하부 안내레일의 길이를 시공현장에 따라 각기 다른 길이로 제작하거나 이미 압출성형된 안내레일을 적합한 길이만큼 절단하여 사용할 수 있음에 따라 맞춤형 시공이 가능하며, 자석을 포함한 커버재의 재사용이 가능하여 시공비용도 줄일 수 있는 매우 유용한 발명이다.
10: 상부 안내레일
11: 하부 안내레일
15: 제1레일홈 16: 제2레일홈
17: 걸림턱 18: 날개편
19: 리벳고정홀 20: 앵커볼트
25: 고정너트 30: 연결편
31: 볼트고정홀 35: 걸림돌기
36: 요홈 40: 커버재
41: 자석삽입홈 50: 자석
60: 금속재 거푸집 70: 볼트삽입홈
75: 시설물 고정볼트 76: 시설물 고정너트
80: 시설물 81: 볼트홀
15: 제1레일홈 16: 제2레일홈
17: 걸림턱 18: 날개편
19: 리벳고정홀 20: 앵커볼트
25: 고정너트 30: 연결편
31: 볼트고정홀 35: 걸림돌기
36: 요홈 40: 커버재
41: 자석삽입홈 50: 자석
60: 금속재 거푸집 70: 볼트삽입홈
75: 시설물 고정볼트 76: 시설물 고정너트
80: 시설물 81: 볼트홀
Claims (2)
- 수평선상으로 서로 나란하게 구비되고, 전면과 후면에는 각각 제1레일홈(15)과 제2레일홈(16)이 형성되며, 상면과 하면이 평행하게 형성된 일정길이의 상부 안내레일(10) 및 하부 안내레일(11);
상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 전면 상부 또는 상하부에 각각 일정 길이로 연장되어 일체로 형성되며, 표면에는 금속재 거푸집(60)의 표면에 밀착된 상태에서 임시고정리벳(65)으로 고정되도록 리벳고정홀(19)이 형성된 날개편(18);
상기 상부 안내레일(10) 및 하부 안내레일(11)의 제2레일홈(16) 각각에 머리부가 끼워져 결속되어 고정너트(25)에 의해 각각 고정되는 복수개의 앵커볼트(20);
상기 상부 안내레일(10)에 고정된 앵커볼트(20)와 하부 안내레일(11)에 고정된 앵커볼트(20)에 끼워지도록 상부와 하부에 각각 볼트고정홀(31)이 형성되고, 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11) 간의 간격을 설정된 간격으로 이격시켜 주는 연결편(30);
상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 후면 상하부에 각각 길이방향을 따라 일정 길이로 돌출되게 형성된 걸림돌기(35);
상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 상면과 하면 표면이 각각 요철면을 이루도록 길이방향을 따라 일정간격으로 복수개 형성되어 타설 콘크리트와의 접촉면적을 증가시켜 지지력을 높여주기 위한 요홈(36);
상기 상부 안내레일(10) 및 하부 안내레일(11)의 제1레일홈(15)에 각각 탈착가능하게 끼워지고, 표면에는 길이방향으로 복수개의 자석삽입홈(41)이 형성된 커버재(40);
상기 커버재(40)의 자석삽입홈(41)에 일면이 노출되게 삽입결합되어 노출된 일면이 금속재 거푸집(60)의 표면에 부착되는 자석(50);
으로 구성된 것을 특징으로 하는 자력식 매입형 앵커.
- 제1항에 있어서,
상기 상부 안내레일(10)과 하부 안내레일(11)의 일측에는 시설물(80)을 고정하기 위한 시설물 고정볼트(75)의 머리부를 끼워 제1레일홈(15)에 결속시키도록 시설물 고정볼트(75)의 머리부보다 큰 직경으로 볼트삽입홈(70)이 형성된 것을 특징으로 하는 자력식 매입형 앵커.
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