KR20210152060A - System and method for measuring tension applied to steel strand of ground anchor - Google Patents

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KR20210152060A
KR20210152060A KR1020200068034A KR20200068034A KR20210152060A KR 20210152060 A KR20210152060 A KR 20210152060A KR 1020200068034 A KR1020200068034 A KR 1020200068034A KR 20200068034 A KR20200068034 A KR 20200068034A KR 20210152060 A KR20210152060 A KR 20210152060A
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민대홍
정종홍
이강현
김낙영
윤태호
심재원
장현익
유택항
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한국도로공사
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Abstract

A system and a method for measuring the strand tension of a ground anchor are disclosed. According to one aspect of the present invention, provided is the system for measuring the strand tension of a ground anchor having a strand fixed to the ground, and an anchor head seated on the ground and fixed in a state in which the tension force is applied to the strand. The provided system for measuring the strand tension of a ground anchor includes: an ultrasonic transducer disposed on the upper surface of the anchor head; and an initial synchronization time detection unit configured to detect a first initial synchronization time until the ultrasonic transducer receives the reflected ultrasonic waves after generating ultrasonic waves.

Description

그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MEASURING TENSION APPLIED TO STEEL STRAND OF GROUND ANCHOR}SYSTEM AND METHOD FOR MEASURING TENSION APPLIED TO STEEL STRAND OF GROUND ANCHOR

본 발명은 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for measuring strand tension of a ground anchor.

그라운드 앵커(ground anchor)는 토목 또는 건축 공사에 거의 필수적으로 사용되는 고정 장치로서, 예를 들어 굴착에 의해 형성된 경사면이나 연직면에 지반 붕괴를 막기 위해 설치되는 흙막이벽 등의 수압판을 지반에 고정시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로 그라운드 앵커는 수압판 상에 안착되는 앵커헤드, 및 앵커헤드와 수압판을 관통하여 지반에 고정되는 강연선을 포함한다. 이때, 강연선은 긴장력이 부여된 상태로 앵커헤드에 고정됨으로써 수압판을 지반 측으로 가압하여 밀착시킬 수 있다.A ground anchor is a fixing device that is almost essential in civil engineering or construction work. For example, it is used to fix a hydraulic plate such as a retaining wall installed on a slope or a vertical surface formed by excavation to prevent the ground from collapsing to the ground. can be used In general, a ground anchor includes an anchor head seated on a pressure plate, and a stranded wire that passes through the anchor head and the pressure plate and is fixed to the ground. At this time, by being fixed to the anchor head in a state in which tension is applied to the stranded wire, the pressure plate can be pressed to the ground side to be in close contact.

하지만, 그라운드 앵커의 시공 시 강연선에 부여된 긴장력은 시공 후 장시간이 경과하면 지속적으로 발생하는 지반 침하나 토사 유실 등으로 인해 점차 저하될 수 밖에 없고, 그로 인해 그라운드 앵커는 제 기능을 온전히 발휘할 수 없게 되는 문제가 있었다.However, when the ground anchor is constructed, the tension applied to the strand is inevitably lowered gradually due to ground subsidence or soil loss that occurs continuously after a long period of time after construction. there was a problem with

이러한 문제를 해결하기 위하여, 강연선의 긴장력을 주기적으로 측정하여 강연선을 재 긴장시키는 작업이 이루어지게 된다.In order to solve this problem, the work of re-tensioning the strand by periodically measuring the tension of the strand is performed.

종래 강연선의 긴장력 측정은 리프트오프 시험(liftoff test)에 의해 이루어졌지만, 리프트오프 시험은 공간, 시간, 비용 등의 제약으로 인해 제한적으로만 이루어지는 문제가 있었다.Conventionally, the tensile strength of the stranded wire was measured by a liftoff test, but the liftoff test had a problem in that it was only performed in a limited manner due to constraints such as space, time, and cost.

또한, 광 센서, 스트레인 게이지 등 각종 센서를 이용한 긴장력 측정 시스템 내지 방법이 개발되었지만, 센서를 설치하기 위해 강연선에 홀 또는 홈을 가공함으로 인해 강연선의 강도가 저하되는 문제가 있었다.In addition, although a system or method for measuring tension using various sensors such as an optical sensor and a strain gauge has been developed, there is a problem in that the strength of the strand is lowered due to machining a hole or groove in the strand to install the sensor.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0037553호(2012.04.20, 유에스엔을 이용한 강연선 모니터링 시스템)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2012-0037553 (2012.04.20, strand monitoring system using USN)

본 발명의 실시 예는 비파괴 검사를 통해 그라운드 앵커의 강연선에 부여된 긴장력을 측정할 수 있는 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 시스템 및 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a system and method for measuring the tension of a strand of a ground anchor capable of measuring the tension applied to the strand of the ground anchor through a non-destructive test.

본 발명의 일 측면에 따르면, 지반에 고정된 강연선, 및 상기 지반 상에 안착되어 상기 강연선이 긴장력이 인가된 상태로 고정되는 앵커헤드를 구비하는 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 시스템에 있어서, 상기 앵커헤드의 상면에 배치되는 초음파 트랜스듀서; 및 상기 초음파 트랜스듀서가 초음파를 생성한 후 반사된 초음파를 수신하기까지의 제1 초동시간을 검출하는 초동시간 검출부를 포함하는 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 시스템이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, in the strand tension measurement system of a ground anchor having a strand fixed to the ground, and an anchor head seated on the ground and fixed in a state in which the tension force is applied to the strand, the anchor head an ultrasonic transducer disposed on the upper surface of the; and an initial synchronization time detector for detecting a first initial synchronization time until the ultrasonic transducer receives the reflected ultrasonic waves after the ultrasonic transducer generates ultrasonic waves.

상기 초음파 트랜스듀서에 초음파를 생성하기 위한 제1 파형신호를 제공하는 파형 발생기를 더 포함하고, 상기 초음파 트랜스듀서는 상기 제1 파형신호를 초음파로 변환하고 반사된 초음파를 제2 파형신호로 변환할 수 있다.Further comprising a waveform generator for providing a first waveform signal for generating ultrasonic waves to the ultrasonic transducer, wherein the ultrasonic transducer converts the first waveform signal into an ultrasonic wave and converts the reflected ultrasonic wave into a second waveform signal can

상기 초음파 트랜스듀서가 생성한 상기 제2 파형신호에서 노이즈를 제거하는 전파필터를 더 포함하고, 상기 초동시간 검출부는 상기 전자필터를 거친 상기 제2 파형신호를 디스플레이 하는 오실로스코프를 포함할 수 있다.A radio wave filter for removing noise from the second waveform signal generated by the ultrasonic transducer may be further included, and the initial time detection unit may include an oscilloscope for displaying the second waveform signal that has passed through the electronic filter.

상기 강연선의 긴장력은 하기 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.The tension of the strand can be calculated by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

T = a - b × t1 T = a - b × t 1

(T: 긴장력(tonf), t1: 제1 초동시간(msec), a, b: 상수)(T: tension (tonf), t 1 : first initial time (msec), a, b: constant)

상기 초동시간 검출부는 상기 초음파 트랜스듀서가 초음파를 생성한 후 반사된 초음파가 상기 초음파 트랜스듀서에 가장 큰 진폭으로 수신되기까지의 제2 초동시간을 검출하고, 상기 강연선의 긴장력은 하기 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.The initial synchronization time detection unit detects a second initial synchronization time until the ultrasonic transducer generates the ultrasonic wave and then the reflected ultrasonic wave is received by the ultrasonic transducer with the largest amplitude, and the tension of the strand is expressed in Equation 2 below can be calculated by

[수학식 2][Equation 2]

T = c - d × t2 T = c - d × t 2

(T: 긴장력(tonf), t2: 제2 초동시간(msec), c, d: 상수)(T: tension (tonf), t 2 : second initial time (msec), c, d: constant)

본 발명의 다른 측면에 따르면, 지반에 고정된 강연선, 및 상기 지반 상에 안착되어 상기 강연선이 긴장력이 인가된 상태로 고정되는 앵커헤드를 구비하는 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 방법에 있어서, 상기 앵커헤드의 상면에 초음파 트랜스듀서를 배치하는 단계; 상기 초음파 트랜스듀서에 초음파를 생성하기 위한 제1 파형신호를 제공하는 단계; 상기 초음파 트랜스듀서가 초음파를 생성한 후 반사된 초음파를 수신하기까지의 제1 초동시간 또는 상기 초음파 트랜스듀서가 초음파를 생성한 후 반사된 초음파가 상기 초음파 트랜스듀서에 가장 큰 진폭으로 수신되기까지의 제2 초동시간을 검출하는 단계; 및 상기 제1 초동시간 또는 상기 제2 초동시간을 기초로 상기 강연선에 부여된 긴장력을 산출하는 단계를 포함하는 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, in a method for measuring strand tension of a ground anchor comprising a strand fixed to the ground, and an anchor head seated on the ground and fixed to the strand in a state in which tension is applied, the anchor head disposing an ultrasonic transducer on the upper surface of the; providing a first waveform signal for generating ultrasound to the ultrasound transducer; A first initial time until the ultrasonic transducer receives the reflected ultrasonic wave after the ultrasonic transducer generates the ultrasonic wave, or until the ultrasonic transducer receives the reflected ultrasonic wave with the largest amplitude after the ultrasonic transducer generates the ultrasonic wave detecting a second initial synchronization time; and calculating the tension applied to the strand based on the first initial time or the second initial time.

상기 강연선의 긴장력은 하기 수학식 1 또는 하기 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.The tension of the strand may be calculated by Equation 1 or Equation 2 below.

[수학식 1][Equation 1]

T = a - b × t1 T = a - b × t 1

[수학식 2][Equation 2]

T = c - d × t2 T = c - d × t 2

(T: 긴장력(tonf), t1: 제1 초동시간(msec), t2: 제2 초동시간(msec), a, b, c, d: 상수)(T: tension (tonf), t 1 : first initial activation time (msec), t 2 : second initial activation time (msec), a, b, c, d: constant)

상기 상수 a, b, c, d는 실제 시험 데이터를 기초로 결정될 수 있다.The constants a, b, c, and d may be determined based on actual test data.

본 발명의 실시 예에 따르면, 앵커헤드 상에 설치된 초음파 트랜스듀서가 초음파를 생성한 후 반사된 초음파를 수신하기까지의 초동시간을 검출함으로써, 이를 기초로 강연선에 부여된 긴장력을 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by detecting the initial time until the ultrasonic transducer installed on the anchor head generates ultrasonic waves and receives the reflected ultrasonic waves, the tension applied to the strand can be calculated based on this.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 시스템을 도시한 도면이고,
도 2는 도 1의 초동시간 검출부의 디스플레이 화면을 도시한 도면이고,
도 3은 도 2의 제2 파형신호 중 최초 한 주기의 파형을 확대하여 도시한 도면이고,
도 4는 도 1의 긴장력 측정 시스템에 의한 긴장력 산출 원리를 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 도 1의 긴장력 측정 시스템에 의해 검출된 제1 초동시간과 긴장력 간의 관계를 나타낸 도면이고,
도 6은 도 1의 긴장력 측정 시스템을 이용한 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 방법을 도시한 순서도이다.1 is a view showing a system for measuring the tension of a strand of a ground anchor according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a view showing a display screen of the initial synchronization time detection unit of FIG. 1;
3 is an enlarged view of the waveform of the first cycle of the second waveform signal of FIG. 2;
Figure 4 is a view for explaining the tension force calculation principle by the tension force measurement system of Figure 1,
Figure 5 is a view showing the relationship between the first initial time and tension force detected by the tension force measurement system of Figure 1,
6 is a flowchart illustrating a method for measuring the tension of a strand of a ground anchor using the tension measurement system of FIG. 1 .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어는, 명백히 다른 의미로 정의되어 있지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 단지 특정 실시 예를 설명하기 위한 것으로 볼 것이지 본 발명을 제한하고자 하는 의도가 있는 것은 아니다.Terms used in the embodiments of the present invention, unless clearly defined in other meanings, may be interpreted as meanings that can be generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, and only specific It will be seen that the embodiments are described, and not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 특별한 기재가 없는 한 복수형도 포함하는 것으로 볼 것이다.In this specification, the singular will be considered to include the plural unless otherwise specified.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 기재된 경우, 해당 부분은 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.In addition, when a part is described as "including" a certain element, it means that the part may further include other elements.

또한, 어떤 구성요소 "상"으로 기재된 경우, 해당 구성요소의 위 또는 아래를 의미하고, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.In addition, when a component is described as "up", it means above or below the component, and does not necessarily mean that it is located above the direction of gravity.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결" 또는 "결합"된다고 기재된 경우, 해당 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합되는 경우뿐만 아니라, 해당 구성요소가 또 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결 또는 결합되는 경우도 포함할 수 있다.In addition, when it is described that a component is “connected” or “coupled” to another component, the component is not only directly connected or coupled to another component, but also indirectly through another component. It may include a case where it is connected or combined with .

또한, 어떤 구성요소를 설명하는데 있어서 제1, 제2 등의 용어를 사용할 수 있지만, 이러한 용어는 해당 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등을 한정하고자 하는 것은 아니다.In addition, although terms such as first, second, etc. may be used to describe a certain component, these terms are only for distinguishing the corresponding component from other components, and the essence or sequence of the corresponding component by the term Or, it is not intended to limit the order or the like.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 시스템을 도시한 도면이다.1 is a view showing a system for measuring the tension of a strand of a ground anchor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 지반(10)의 경사면에는 흙막이벽 등과 같은 수압판(11)이 설치될 수 있고, 그라운드 앵커(20)는 수압판(11) 상에 안착되는 앵커헤드(21), 및 지반(10)에 고정되어 수압판(11) 및 앵커헤드(21)에 각각 형성된 관통 홀을 통해 연장되는 강연선(23)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a pressure plate 11 such as a retaining wall may be installed on the inclined surface of the ground 10 , and the ground anchor 20 is an anchor head 21 seated on the pressure plate 11 , and It may include a stranded wire 23 fixed to the ground 10 and extending through through holes respectively formed in the pressure plate 11 and the anchor head 21 .

강연선(23)은 긴장력이 부여된 상태, 즉 잡아당겨진 상태에서 예를 들어 앵커헤드(21)와 강연선(23) 사이에 개재되는 웨지(미도시) 등에 의해 앵커헤드(21)에 고정될 수 있다.The strand 23 may be fixed to the anchor head 21 by a wedge (not shown) interposed between the anchor head 21 and the strand 23, for example, in a state in which tension is applied, that is, in a pulled state. .

한편, 수압판(11)과 앵커헤드(21) 사이에는 판상의 지압판(13)이 개재될 수도 있다.On the other hand, the plate-shaped pressure plate 13 may be interposed between the pressure plate 11 and the anchor head 21 .

본 발명의 일 실시 예에 따른 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 시스템(30)은 강연선(23)의 잔존 긴장력을 측정하기 위한 장치로서 초음파 트랜스듀서(100) 및 초동시간 검출부(200)를 포함할 수 있고, 파형 발생기(300) 및/또는 전자필터(400)를 더 포함할 수도 있다.The strand tension measurement system 30 of the ground anchor according to an embodiment of the present invention is an apparatus for measuring the residual tension of the strand 23, and may include an ultrasonic transducer 100 and an initial synchronization time detection unit 200. , the waveform generator 300 and/or the electronic filter 400 may be further included.

초음파 트랜스듀서(100)는 앵커헤드(21)의 상면에 배치될 수 있고, 파형 발생기(300)로부터 제공받은 제1 파형신호를 초음파, 즉 기계적 진동으로 변환할 수 있으며, 앵커헤드(21)의 하면에서 반사된 초음파를 수신하여 제2 파형신호로 변환할 수 있다.The ultrasonic transducer 100 may be disposed on the upper surface of the anchor head 21 , and may convert the first waveform signal provided from the waveform generator 300 into ultrasonic waves, that is, mechanical vibration, and The ultrasonic wave reflected from the lower surface may be received and converted into a second waveform signal.

초동시간 검출부(200)는 제1 초동시간 및/또는 제2 초동시간을 검출할 수 있다.The initial synchronization time detection unit 200 may detect the first initial synchronization time and/or the second initial synchronization time.

제1 초동시간은 초음파 트랜스듀서(100)가 초음파를 생성한 시각부터 반사된 초음파가 초음파 트랜스듀서(100)에 최초 수신된 시각까지 경과된 시간을 의미할 수 있다.The first initial synchronization time may mean a time elapsed from a time when the ultrasonic transducer 100 generates ultrasonic waves to a time when the reflected ultrasonic waves are first received by the ultrasonic transducer 100 .

제2 초동시간은 초음파 트랜스듀서(100)가 초음파를 생성한 시각부터 반사된 초음파가 초음파 트랜스듀서(100)에 가장 큰 진폭으로 수신된 시각까지 경과된 시간을 의미할 수 있다.The second initial synchronization time may mean a time elapsed from a time when the ultrasonic transducer 100 generates an ultrasonic wave to a time when the reflected ultrasonic wave is received by the ultrasonic transducer 100 with the largest amplitude.

파형 발생기(300)는 일정한 주기의 전기적인 파형신호를 생성할 수 있는 장치로서, 파형 발생기(300)에서 생성된 제1 파형신호는 초음파 트랜스듀서(100)에 제공될 수 있다.The waveform generator 300 is a device capable of generating an electrical waveform signal of a certain period, and the first waveform signal generated by the waveform generator 300 may be provided to the ultrasonic transducer 100 .

전자필터(400)는 초음파 트랜스듀서(100)가 생성한 제2 파형신호에서 노이즈, 예를 들어 초음파가 앵커헤드(21)를 통과하는 과정에서 추가된 잡음으로 인한 신호를 제거할 수 있다.The electronic filter 400 may remove noise from the second waveform signal generated by the ultrasonic transducer 100 , for example, a signal caused by noise added while ultrasonic waves pass through the anchor head 21 .

한편, 초동시간 검출부(200)는 전자필터(400)를 거친 제2 파형신호를 디스플레이 하는 오실로스코프를 포함할 수 있다.Meanwhile, the initial time detection unit 200 may include an oscilloscope that displays the second waveform signal that has passed through the electronic filter 400 .

도 2는 도 1의 초동시간 검출부의 디스플레이 화면을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 제2 파형신호 중 최초 한 주기의 파형을 확대하여 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view showing a display screen of the initial synchronization time detection unit of FIG. 1 , and FIG. 3 is an enlarged view showing a waveform of the first cycle of the second waveform signal of FIG. 2 .

도 2 및 도 3을 참조하면, 초동시간 검출부(200)의 디스플레이 화면에는 제2 파형신호가 디스플레이 될 수 있다.2 and 3 , the second waveform signal may be displayed on the display screen of the initial synchronization time detection unit 200 .

여기서, 디스플레이 화면의 가로축은 초음파 트랜스듀서(100)가 초음파를 생성한 시각(0sec)부터 경과된 시간을 의미할 수 있다.Here, the horizontal axis of the display screen may mean a time elapsed from the time (0sec) when the ultrasound transducer 100 generates ultrasound.

따라서, 제1 초동시간(t1) 및 제2 초동시간(t2)은 초동시간 검출부(200)의 디스플레이 화면에 검출될 수 있고, 작업자가 용이하게 이를 확인할 수 있다.Therefore, the first initial synchronization time (t 1 ) and the second initial synchronization time (t 2 ) may be detected on the display screen of the initial synchronization time detection unit 200 , and the operator may easily check them.

도 4는 도 1의 긴장력 측정 시스템에 의한 긴장력 산출 원리를 설명하기 위한 도면이다.Figure 4 is a view for explaining the tension force calculation principle by the tension force measurement system of Figure 1.

도 4를 참조하면, 초음파 트랜스듀서(100)에서 생성된 초음파(A)는 앵커헤드(21)를 통해 전파되어 앵커헤드(21)의 하면에서 반사된 후 초음파 트랜스듀서(100)에 수신될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the ultrasonic wave A generated by the ultrasonic transducer 100 is propagated through the anchor head 21 , reflected from the lower surface of the anchor head 21 , and then received by the ultrasonic transducer 100 . have.

즉, 초음파(A)는 앵커헤드(21)의 두께(d)의 2배 거리를 이동할 수 있다.That is, the ultrasonic wave A can move a distance twice the thickness d of the anchor head 21 .

하지만, 앵커헤드(21)의 두께(d)는 그라운드 앵커(20)의 시공 직후(도 4a 참조)와 비교하여 시공 후 장시간이 지나 강연선(23)에 부여된 긴장력이 낮아진 시점(도 4b 참조)이 되면 증가(d → d´)할 수 있고, 초음파(A)의 이동 거리 역시 증가할 수 있다.However, the thickness d of the anchor head 21 is at the point when the tension applied to the strand 23 is lowered after a long time after construction compared to immediately after the construction of the ground anchor 20 (see Fig. 4a) (see Fig. 4b) In this case, it may increase (d → d'), and the moving distance of the ultrasonic wave A may also increase.

따라서, 제1 초동시간 또는 제2 초동시간과 긴장력 간의 관계식을 알 수 있다면 이를 통해 긴장력을 산출할 수 있게 된다.Accordingly, if the relational expression between the first initial activation time or the second initial activation time and the tension force is known, the tension force can be calculated through this.

도 5는 도 1의 긴장력 측정 시스템에 의해 검출된 제1 초동시간과 긴장력 간의 관계를 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a view showing the relationship between the first initial activation time and the tension force detected by the tension force measurement system of FIG. 1 .

도 5를 참조하면, 긴장력 측정 시스템(30)에 의해 검출된 제1 초동시간(t1)과 리프트오프 시험 등에 의해 실제 측정된 긴장력(T) 간에는 하기 수학식 1과 같은 관계가 성립하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 5 , it can be confirmed that the relationship shown in Equation 1 is established between the first initial time t 1 detected by the tension force measurement system 30 and the tension force T actually measured by a lift-off test, etc. can

[수학식 1][Equation 1]

T = a - b × t1 T = a - b × t 1

상기 수학식 1에서 T는 강연선(23)의 긴장력(단위: tonf)을 의미할 수 있고, t1은 제1 초동시간(단위: msec)을 의미할 수 있으며, a와 b는 각각 상수로서 실제 테스트 결과를 기초로 결정될 수 있다.In Equation 1, T may mean the tension force (unit: tonf) of the strand 23, t 1 may mean the first initial activation time (unit: msec), a and b are each a constant and actually It may be determined based on the test results.

a와 b는 강연선(23)에 부여된 긴장력(T)을 다르게 하면서 검출된 제1 초동시간(t1)의 데이터를 분석하여 결정될 수 있는데, 예를 들어 a는 224.41이고, b는 1323.4일 수 있다. a and b can be determined by analyzing the data of the detected first initial time (t 1 ) while varying the tension (T) applied to the strand (23), for example, a is 224.41, b is 1323.4 have.

이와 마찬가지로, 강연선(23)의 잔존 긴장력(T)은 복수의 시험 데이터로부터 추출되는 하기 수학식 2에 의해 산출될 수도 있다.Likewise, the residual tension T of the strand 23 may be calculated by the following Equation 2 extracted from a plurality of test data.

[수학식 2][Equation 2]

T = c - d × t2 T = c - d × t 2

상기 수학식 2에서 T는 강연선(23)의 긴장력(단위: tonf)을 의미할 수 있고, t2는 제2 초동시간(단위: msec)을 의미할 수 있으며, c와 d는 상수로서 실제 테스트 결과를 기초로 결정될 수 있다.In Equation 2, T may mean the tension force (unit: tonf) of the strand 23, t 2 may mean the second initial activation time (unit: msec), c and d are constants for actual testing It can be decided based on the results.

도 6은 도 1의 긴장력 측정 시스템을 이용한 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 방법을 도시한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method for measuring the tension of a strand of a ground anchor using the tension measurement system of FIG. 1 .

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 방법은 초음파 트랜스듀서를 배치하는 단계(S100), 초음파 트랜스듀서에 제1 파형신호를 제공하는 단계(S110), 제1 초동시간 또는 제2 초동시간을 검출하는 단계(S120) 및 강연선의 잔존 긴장력을 산출하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the method for measuring strand tension of a ground anchor according to an embodiment of the present invention includes the steps of arranging an ultrasonic transducer (S100), providing a first waveform signal to the ultrasonic transducer (S110), the first It may include a step of detecting the first initial synchronization time or the second initial synchronization time (S120) and calculating the residual tension of the strand (S130).

먼저, 앵커헤드(21)의 상면에 초음파 트랜스듀서(100)가 배치 내지 부착될 수 있다(S100).First, the ultrasonic transducer 100 may be disposed or attached to the upper surface of the anchor head 21 (S100).

초음파 트랜스듀서(100)에는 초동시간 검출부(200), 파형 발생기(300) 및 전자필터(400)가 도 1에 도시된 것처럼 케이블에 의해 연결될 수 있다.The ultrasonic transducer 100 may be connected to the initial synchronization time detector 200 , the waveform generator 300 , and the electronic filter 400 by a cable as shown in FIG. 1 .

다음으로, 파형 발생기(300)에 의해 초음파 트랜스듀서(100)에 제1 파형신호가 제공될 수 있다(S110).Next, the first waveform signal may be provided to the ultrasonic transducer 100 by the waveform generator 300 ( S110 ).

초음파 트랜스듀서(100)는 제공받은 제1 파형신호를 초음파로 변환할 수 있으며, 앵커헤드(21)의 하면에서 반사된 초음파를 수신하여 제2 파형신호로 변환할 수 있다.The ultrasonic transducer 100 may convert the received first waveform signal into an ultrasonic wave, and may receive the ultrasonic wave reflected from the lower surface of the anchor head 21 and convert it into a second waveform signal.

전자필터(400)는 제2 파형신호에서 노이즈를 제거할 수 있으며, 전자필터(400)를 거친 제2 파형신호는 초동시간 검출부(200)의 디스플레이 화면에 디스플레이 될 수 있다.The electronic filter 400 may remove noise from the second waveform signal, and the second waveform signal passing through the electronic filter 400 may be displayed on the display screen of the initial synchronization time detector 200 .

다음으로, 초동시간 검출부(200)는 제1 초동시간 또는 제2 초동시간을 검출할 수 있으며(S120), 제1 초동시간 또는 제2 초동시간을 상기 수학식 1 또는 2에 대입하여 강연선(23)에 부여된 긴장력, 즉 잔존 긴장력을 산출할 수 있다(S130).Next, the initial synchronization time detector 200 may detect the first initial synchronization time or the second initial synchronization time (S120), and substituting the first initial synchronization time or the second initial synchronization time into Equation 1 or 2, the strand 23 ) applied to the tension force, that is, the residual tension force can be calculated (S130).

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 실시 예를 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.In the above, the preferred embodiment of the present invention has been mainly described, but this is merely an example and does not limit the present invention. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can variously modify and change the embodiment by adding, changing, deleting or adding components within the scope that does not depart from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be possible, and this will also be said to be included within the scope of the present invention.

10: 지반 11: 수압판
13: 지압판 20: 그라운드 앵커
21: 앵커헤드 23: 강연선
30: 긴장력 측정 시스템 100: 초음파 트랜스듀서
200: 초동시간 검출부 300: 파형 발생기
400: 전자필터10: ground 11: hydraulic plate
13: acupressure plate 20: ground anchor
21: anchor head 23: strand
30: tension measuring system 100: ultrasonic transducer
200: initial time detection unit 300: waveform generator
400: electronic filter

Claims (8)

지반에 고정된 강연선, 및 상기 지반 상에 안착되어 상기 강연선이 긴장력이 인가된 상태로 고정되는 앵커헤드를 구비하는 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 시스템에 있어서,
상기 앵커헤드의 상면에 배치되는 초음파 트랜스듀서; 및
상기 초음파 트랜스듀서가 초음파를 생성한 후 반사된 초음파를 수신하기까지의 제1 초동시간을 검출하는 초동시간 검출부를 포함하는 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 시스템.In the strand tension measurement system of a ground anchor having a strand fixed to the ground, and an anchor head that is seated on the ground and fixed in a state in which the tension is applied to the strand,
an ultrasonic transducer disposed on the upper surface of the anchor head; and
Strand tension measurement system of the ground anchor including an initial synchronization time detector for detecting a first initial synchronization time until the ultrasonic transducer receives the reflected ultrasonic waves after the ultrasonic transducer generates ultrasonic waves. 제1항에 있어서,
상기 초음파 트랜스듀서에 초음파를 생성하기 위한 제1 파형신호를 제공하는 파형 발생기를 더 포함하고,
상기 초음파 트랜스듀서는 상기 제1 파형신호를 초음파로 변환하고 반사된 초음파를 제2 파형신호로 변환하는 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 시스템.According to claim 1,
Further comprising a waveform generator for providing a first waveform signal for generating ultrasonic waves to the ultrasonic transducer,
The ultrasonic transducer converts the first waveform signal into ultrasonic waves and converts the reflected ultrasonic waves into a second waveform signal. 제2항에 있어서,
상기 초음파 트랜스듀서가 생성한 상기 제2 파형신호에서 노이즈를 제거하는 전파필터를 더 포함하고,
상기 초동시간 검출부는 상기 전자필터를 거친 상기 제2 파형신호를 디스플레이 하는 오실로스코프를 포함하는 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 시스템.3. The method of claim 2,
Further comprising a radio wave filter for removing noise from the second waveform signal generated by the ultrasonic transducer,
The tension measurement system of the strand anchor of the ground anchor including an oscilloscope for displaying the second waveform signal that has passed through the electronic filter, wherein the initial time detection unit has passed through the electronic filter. 제1항에 있어서,
상기 강연선의 긴장력은 하기 수학식 1에 의해 산출되는 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 시스템.
[수학식 1]
T = a - b × t1
(T: 긴장력(tonf), t1: 제1 초동시간(msec), a, b: 상수)According to claim 1,
The tension force of the strand is a strand tension measurement system of a ground anchor calculated by Equation 1 below.
[Equation 1]
T = a - b × t 1
(T: tension (tonf), t 1 : first initial time (msec), a, b: constant) 제1항에 있어서,
상기 초동시간 검출부는 상기 초음파 트랜스듀서가 초음파를 생성한 후 반사된 초음파가 상기 초음파 트랜스듀서에 가장 큰 진폭으로 수신되기까지의 제2 초동시간을 검출하고,
상기 강연선의 긴장력은 하기 수학식 2에 의해 산출되는 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 시스템.
[수학식 2]
T = c - d × t2
(T: 긴장력(tonf), t2: 제2 초동시간(msec), c, d: 상수)According to claim 1,
The initial synchronization time detection unit detects a second initial synchronization time from when the ultrasonic transducer generates an ultrasonic wave until the reflected ultrasonic wave is received by the ultrasonic transducer with the largest amplitude,
The tension force of the strand is a strand tension measurement system of the ground anchor calculated by Equation 2 below.
[Equation 2]
T = c - d × t 2
(T: tension (tonf), t 2 : second initial time (msec), c, d: constant) 지반에 고정된 강연선, 및 상기 지반 상에 안착되어 상기 강연선이 긴장력이 인가된 상태로 고정되는 앵커헤드를 구비하는 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 방법에 있어서,
상기 앵커헤드의 상면에 초음파 트랜스듀서를 배치하는 단계;
상기 초음파 트랜스듀서에 초음파를 생성하기 위한 제1 파형신호를 제공하는 단계;
상기 초음파 트랜스듀서가 초음파를 생성한 후 반사된 초음파를 수신하기까지의 제1 초동시간 또는 상기 초음파 트랜스듀서가 초음파를 생성한 후 반사된 초음파가 상기 초음파 트랜스듀서에 가장 큰 진폭으로 수신되기까지의 제2 초동시간을 검출하는 단계; 및
상기 제1 초동시간 또는 상기 제2 초동시간을 기초로 상기 강연선에 부여된 긴장력을 산출하는 단계를 포함하는 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 방법.A method for measuring strand tension of a ground anchor comprising a strand fixed to the ground, and an anchor head seated on the ground and fixed to the strand in a state in which tension is applied,
disposing an ultrasonic transducer on the upper surface of the anchor head;
providing a first waveform signal for generating ultrasonic waves to the ultrasonic transducer;
A first initial time until the ultrasonic transducer generates ultrasonic waves and receives reflected ultrasonic waves, or until the ultrasonic transducers generate ultrasonic waves and the reflected ultrasonic waves are received by the ultrasonic transducer with the largest amplitude detecting a second initial synchronization time; and
A method for measuring the tension of a strand of a ground anchor comprising the step of calculating a tension applied to the strand based on the first initial time or the second initial time. 제6항에 있어서,
상기 강연선의 긴장력은 하기 수학식 1 또는 하기 수학식 2에 의해 산출되는 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 방법.
[수학식 1]
T = a - b × t1
[수학식 2]
T = c - d × t2
(T: 긴장력(tonf), t1: 제1 초동시간(msec), t2: 제2 초동시간(msec), a, b, c, d: 상수)7. The method of claim 6,
The tension of the strand is a method of measuring the tension of the strand of the ground anchor calculated by Equation 1 or Equation 2 below.
[Equation 1]
T = a - b × t 1
[Equation 2]
T = c - d × t 2
(T: tension (tonf), t 1 : first initial activation time (msec), t 2 : second initial activation time (msec), a, b, c, d: constant) 제7항에 있어서,
상기 상수 a, b, c, d는 실제 시험 데이터를 기초로 결정되는 그라운드 앵커의 강연선 긴장력 측정 방법.8. The method of claim 7,
The constants a, b, c, and d are a method of measuring the tension of a strand of a ground anchor that is determined based on actual test data.
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