KR790001926B1 - 응력 케이블을 형성하는 응력부재의 인장 및 정착 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

응력 케이블을 형성하는 응력부재의 인장 및 정착 장치

제 1 도는 본 발명의 인장 및 정착장치 일부의 종단면도로서 콘크리트 구조물의 일부 및 이 콘크리트에미리응력을 부여하기 위한 응력 부재인 케이블이 또한 도시되어 있고, 또 다단계 인장공정의 최종상태가 종료한 때에 점유하는 위치에 가동부재도 도시되어 있다.

제 2 도는 상기 조작을 종료하고 다른 곳에서 사용되는 장치의 부재를 제거한 후의 앵커(anchor)의 단면도이다.

제 3 도는 본 발명 장치의 일부분의 확대종단면도로서, 가동부재가 인장공정의 처음 상태중의 하나에 있는 경우를 도시하고 있다.

제 4 도와 제 6 도는 제 3 도와 유사한 개량형태의 일부분의 단면도로서, 제 4 도는 작동위치에 놓인 클램프를 도시하고 있으며, 제 6 도는 해방(解放)시킨 위치에 놓인 클램프를 도시하고 있다.

제 5 도와 제 7 도는 각각 제 4 도와 제 6 도에 해당하는 횡단면도이다.

본 발명은 응력 케이블(cable)을 함께 형성하고, 각각 와이어(wire)나 스트랜드(strand)로 구성되는 여러개의 응력 부재를 인장시켜 정착(定着)시키는 장치에 관한 것이다. 이 장치는 응력부재를 정착시키기 위하여 쐐기를 박아서 빠져나가지 못하도록 하는 죄임장치가 설비된 앵커헤드(anchor head)로 구성된다. 주지(周知)하는 바와같이, 이와같은 장치는 프리스트레스(prestress) 방식이나 포스트 텐션(post-tension)방식의 콘크리트 구조물의 기술분야에서 널리 사용되고 있다.

이런 종류의 장치는 많은수가 설계되어 공지되어 있다. 이것을 발전시키기 위해 개개의 응력 부재를 매우 많이 가진 응력케이블을 사용하는 경향이 있다. 물론, 이와같이 많은 응력부재를 환상(環狀)으로만 편리하게 배열할 수는 없다. 응력 케이블을 보다 복잡한 배열로 하려고 의도하는 경우, 케이블과 같은 개개의 응력 부재를 하나의 앵커헤드에 단단히 정착시키려 함에 있어서 또 다른 형태의 문제가 발생되며, 앵커헤드 및 응력 부여 장치의 구조적 형상에 대하여, 또 정착후에 계속 행하여지는 조작에 대해서도 마찬가지로 또 다른 형태의 문제가 생긴다.

최근, 다수의 응력부재로 구성되는 응력 케이블용 앵커 헤드가 제안되고 있다. 즉 환상의 앵커헤드내에서 응력 부재가 클램핑효과(clamping effect)[즉, 한편으로는 구조체에 의해서 지지된 톱니가 있는 쐐기부재에 의하여, 또 한편으로는 부재들의 사이에 위치하는 스페이서(spacer)부재에 의하여]에 의하여 부재들의 사이에 고정되고 스페이서 부재는 종방향을 따라 단면이 일정하지 않으나 쐐기 부재와 같이 외표면에 톱니가 형성되어 있는 구조가 제안되어 있다. 물론 이러한 앵커헤드는 상술한 일(task)을 확실히 수행할수가 있다. 그러나 다른 면에서 이 앵커헤드는 여러가지 결점을 갖는다. 한편, 이와같이 여러 구성요소로 구성되는 것을 단독으로 제작하면 오히려 비경제적이다. 더우기 인장조작중에 응력부재가 늘어나기 때문에 응력 부재가 앵커헤드 동체내부의 정확한 위치로 부터 벗어나게 되나, 이 인장 공정중에 쐐기 부재 및 중간부재에 의하여 응력 부재가 이동하는 것을 방지하는 작용을 달성하기 위한 보조장치를 필요로 한다. 결국, 쐐기 및 중간부재가 수동으로 조작할 수 있는 기구에 의하여 또는 인장 프레스(press)에 부착된 보조 프레스에 의하여 정위치로 오게된다. 이 위치에서는 응력 부재와의 마찰 접촉이 응력 부재의 끝에 인장 프레스를 작동시켜서 견인력을 일으키고, 이 견인력이 감소할 때까지 존재하도록 하여 확실하게 죄어서 정착하도록 한다.

본 발명의 목적은 상술한 제반결점을 제거시킨 형태의 인장 및 정착장치를 제공함에 있다.

본 발명 장치의 특징은 앵커 헤드가 균일한 삽일용 구멍을 가지며, 이 구멍이 서로 평행하며, 더구나 이 구멍이 그 종방향에 대하여 그 대부분이 원추상으로 되어 있다는 점이다. 이들 삽입용 구멍의 좁은쪽 부분은 응력 부재를 유도하기 위하여 원통상으로 되어 있다. 죄임장치는 외견상 원추상의 균일한 클램프로 구성되어 있으며, 이 클램프는 개개의 응력 부재에 각각 상당하는 삽입용 구멍속에 배치되어, 해방조작시에는 어떤 한정된 곳까지 단순히 이동할 뿐이고, 죄임 조작시에는 응력 부재와의 마찰 접촉결과 자동적으로 죄이도록 된다.

이와같은 장치의 경제성은 다음 방법에 기인한다. 즉 a) 앵커헤드에 있어서 균일한 삽입용 구멍 및 균일한 클램프가(인장 프레스에 대한 유사한 견인력헤드 및 그것에 사용되는 클램프도 동일하나)통상 행하여지는 방법 및 장치로 저렴하게 제작될 수 있다.

b) 앵커헤드 및 보조압(補助壓)을 동반하지 않는 응력(장력)장치를 소정위치에 배치시킨후에는 비록 인장을 여러가지 상태로 행하였다 하더라도 그 인장 공정 및 정착 공정이 주로 클램프의 자동작용에 의하기 때문에 대단히 간단하고, 단시간에 행할 수 있으며, 또 대단히 확실하게 행할 수 있다.

c) 몇개의 응력 부재로 이루어지는 응력 케이블을 사용하는 경우, 그 앵커헤드에 있어서(견인력 헤드에 있어서도 동일하나)동일 클램프를 통상 사용할 수 있으며, 단지 그 수효를 변경할 뿐이므로 특히 그것을 여분으로 다수 보존하여 둔다는 뜻에서 합리적이다.

종래부터 알려져 있는 다수의 인장 및 정착장치에 비하여 본 발명장치의 이점은, 응력 케이블의 모든 응력부재가 균일한 죄임 상태로 되고, 따라서 불균일한 슬립(slip)이 생기지 않으며, 그 결과 편심(偏心)인장이 일어나지 않는다는 매우 가치있는 점에 있다.

프리 스트레스(pre-stress)를 부여하는 구조물에 있어서, 여러개의 응력 케이블을 가능한한 함께 정확하게 정착시키는 경우, 그에 관련된 앵커 헤드는 가능한한 점유하는 장소를 적게 요한다. 그외에 유리한 점은 케이블이 길고, 또 인장에 의하여 신장도가 큰 경우, 앵커 헤드를 이동시키기 위하여 이것에 상당하는 긴 요부(凹部)를 구조물중에 제공할 필요가 없다는 점이다. 이들의 필요성은 본 발명 장치에 의하여 성취된다. 더우기 인장 공정(프리 스트레스를 부여하는 공정)때문에 대다수의 상태인 "진동상태" 또는 "상승상태"가 일어나고, 그래서 정착 수단과 인장력을 교대로 행한다. 즉 이와 같은 중간상태의 인장(응력을 부여하는)때문에 본 발명의 장치는 자동적으로 작용하는 클램프로 인하여 특히 적당하다.

바람직한 형태의 구조는 본 명세서에 열거한 장치에, 해방시 클램프의 이동성을 제한하기 위하여 앵커헤드의 전면에 직접 지지 부재를 장착시킨 것이다. 이 부재에 각각의 응력 부재가 통하는 통로가 되는 구멍을 뚫고, 그리고 이 구멍 가까이에 클램프가 인장공정(응력 부여 공정)동안 놓여지도록 지지용 표면을 설치한다.

이와 같은 형태의 장치는 다음과 같은 점에서 다른 장치보다도 바람직하다. 다른 장치에서는, 각각의 클램프와 상기와 동일한 지지부재 사이에 스프링을 장착하며, 이 스프링은 해방시에 당해 클램프의 이동조작에 저항한다. 이와 같은 스프링은 비록 컵-스프링(cup-spring)과 같은 빳빳한 것이라도 좋으며, 응력부재와 함께 클램프의 이동을 자연히 허용하는 것이며, 그 결과 이 클램프가 튕겨져서 원래의 장소로 복귀하도록 한다. 이와 같은 이리 저리로의 이동이 예기치 않은 리듬(rhythm)으로 교대로 계속하며, 그 결과 정착 공정은 클램프가 상이한 위치에 있을 때 행하여 지며, 이 정착 공정중에 그에 관련된 응력부재가 상이한 슬립상태로 행하여진다. 이와 같은 스프링이 없는 형태의 것은 간단하면서도 가격이 저렴하다.

본 발명을 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도에서, 콘크리트 구조물(1)은 포스트텐션 방식의 프리스트레스 콘크리트 구조를 위해 통상 행하여 지고있는 바와 같은 파상관(波狀管)(1a)을 포함하는 하나 또는 여러개의 통로와 결합되어 있다. 예컨대 9개의 응력부재(2)로 구성되는 프리스트레스 케이블은 시멘트 모르타르(cement mortar)가 최종 주입되는 순간까지 콘크리트 구조물(1)을 통하여 종(縱) 방향으로 자유로이 이동한다. 응력부재(2)는 각각 하나의 와이어 또는 와이어 스트랜드로 구성된다. 그 두부의 끝에서 지지용판(3)이 콘크리트(1)내에 매입되어 있다. 판(3)위에 앵커헤드(5)가 놓여진다. 앵커헤드(5)는 정방형의 스틸제인고트(ingot)로 이루어지고, 응력 부재(2)의 수에 상당하는 동일방향의 구멍(13)을 갖고 있다. 이들 구멍(13)은 그 종방향에 대하여 대부분이 원추상이나, 지지용판(3) 가까이의 좁은 끝에서는 응력 부재(2)를 유도시키기 위하여 원통상으로 되어 있다. 구멍(13)의 원추부분에는 클램프(clamp)(6)가 들어있고, 이 클램프(6)의 구조는 원통상으로 되어있다. 즉 이클램프(6)는 제 4-5 도에 도시한 바와 같이 2개의 개개의 부분으로 구성되어 있다. 그 내부(6a)는 파지력(gripping power)을 증대시키기 위하여 톱니모양으로 되어 있고, 또 표면경화 되어 있다. 각각의 클램프(6)의 가느다란 쪽의 단부에서 톱니모양의 내부는 원형단(圓形端)(6b)으로 변한다.

인장 및 정착장치에는 공지의 수압(水壓)인장잭(jack)이 장착되어 있다. 잭의 정지부분(실린더 부분)은 부호(7)이고, 가동부분(8)(피스톤)에 견인력 헤드(9)가 장착되어 있다. 견인력 헤드(9)는 앵커헤드(5)와 동일한 것이며, 역시 클램프(6)와 동일한 클램프(15)가 장치되어 있다.

제 1 도 내지 제 3 도에 도시한 장치에 설치된 인장 잭 지지부재(支持部材)(10)는 환상부분(10a)형상인 장착용 장치에 의하여 지지용 판(3)에 장착되어 있으며, 인장 공정 동안 인장잭의 실린더(7)를 지지한다. 또한 이 지지 부재(10)는 응력부재(2)의 통로를 형성하는 계단식구멍(11)를 포함하며, 또 이 지지부재(10)에는 구멍(11)의 넓은 부분 (11a)에 위치하여 구멍으로 부터 약간 돌출하는 압축 스프링(12)이 장치되어 있다.

인장 및 정착공정은 여러 단계로 실시된다. 최종 상태를 제외하고 모든 인장상태에서, 인장상태가 존속하는 동안, 인장 잭(7)은 지지부재(10)에 의해 지지용 판(3)및 콘크리트 구조물(1)위에 멈추어 진다.

이와 같은 인장상태에서 견인력 헤드(9)를 수반한 인장잭의 가동부분(8) 및 이것에 인접한 응력부재(2)가 최초의 인장조작을 행할때에는 언제나 클램프(6)가 그 작용위치로 부터 벗어나지만, 이 클램프(6)는 인장상태의 완전한 인장조작이 완료될때까지 이 클램프(6)가 이것에 상당하는 응력 부재와 마찰 접촉하여 멈추어 진다. 그 결과 클램프(6)는 자동적으로 작용하고, 그래서 이와같은 인장상태의 제 2 단계에서 말단 응력 부재의 위로 인장잭에 의하여 부여되는 견인력이 약해질때는 언제나 이들 클램프(6)는 응력부재와 연속적으로 마찰접촉하기 때문에 앵커헤드의 구멍(13)의 원추부분내에서 수축함으로 즉시 이 클램프(6)의 작용위치로 복귀하게된다. 즉 이 복귀는 "수축슬립(retraction slip)"으로 알려져 있는 것으로서, 미리 고려하여야 하는 것이다.

최종 상태의 인장전에, U자형 스페이서(spacer)(14)는 지지부재(10)와 지지용판(3) 사이에 삽입된다. 상기 스페이서의 두께는 예상되는 수축 슬립의 길이와 최소한 동일하다.

최종상태의 인장공정에서 응력부재(2)를 동반한 앵커헤드(5)는 [이 응력부재(2)는 앵커헤드(5)내에 정착되어 있다]지지용 판(3)으로부터 들어 올려서 간극(間隙)을 형성한다. 이 간극에 상술한 U자형 스페이셔(14)의 개구를 통하여 스페이셔판(4)이 삽입되어 있다. 스페이셔판(4)이 제자리에 놓이고 인장잭에 의하여 작용되는 인력이 이완되자 마자, 앵커헤드(5)는 즉시 스페이셔 판(4)에 의하여 지지용판(3)에 얹혀 놓이게 되고, 인장 및 정착의 전공정이 완료된다. 결인력 헤드(9), 인장 잭 (7, 8), 및 스프링 (12)과 U자형 스페이셔(14)를 가진 지지부재(10)는 제거하여 필요에 따라 다른 위치에서도 사용할 수 있다.

관 (1a)내의 통로에 보통 방법으로 시멘트 모르타르를 주입하고, 이 모르타르가 경화된후 응력부재(2)를 용융(溶融) 버어너(burmer)를 사용하여 보통 방법으로 지지용판(3) 부근에서 절단할 수가 있다. 그리고 앵커 헤드(5)및 이것에 부속하고 있는 클램프(6)는 또 반복하여 사용할 수가 있다.

실제의 경험에 의하여 다음과 같은 것이 확인되었다. 즉 각각의 클램프(6)가 그 작용위치로 부터 이탈되어 당해(當該)응력부재와 마찰접촉을 하면서 인장공정 및 정착공정으로 교대로 이동하고, 그 다음 스프링(12)의 작용하에 작용위치로 복귀한다. 이와 같은 이쪽 저쪽으로 이동의 폭은 클램프(6)와 응력부재(2)와의 사이의 마찰접촉에 대한 저항력 및 경직도에 의한다. 만약 이 클램프(6)가 한번 죄임작용을 행하고, 두번째 또는 그 이상의 인장단계(최종 인장단계를 제외하고)에서는 죄임상태로 부터 해방되도록 된 경우에는, 마찰 접촉이 톱니(6a)에 의한 죄임 작용에 의하여 최초에 특히 강력하게 된다. 따라서 응력 케이블을 함께 형성하는 응력부재(2)가 인장단계의 인장력을 동시에 받을시, 클램프(6)는 이쪽 저쪽으로의 이동을 불규칙하게 하고 동시성(同時性)이 없게 일어나게 하기 때문에 그 결과 이 응력부재가 인장력을 받으면 즉시 클램프(6)가 그 작용위치(죄임위치)로 부터 떨어진 곳에서 일어난다. 따라서 다음 철회에서는 상이한 길이의 "수축로(收縮路)"로 되게 하여서 상이한 길이의 "수축슬립"이 개개의 응력부재에 생기게 한다. 전(全)인장력에 대해서는 이들의 차이가 상당히 적기 때문에 대개의 경우 문제로 되지 않는다.

제 4 도 내지 제 7 도는 본 발명에 의하여 개량되어 더 간단하게된 형태를 도시한 것으로서, 다음의 두 방법에 의하여 얻어진다. 즉

1) 제 4 도 내지 제 7 도에서 (16)으로 표시된 클램프는 그 직경면에 따라 단순히 1/2로 분할되어 있을 뿐이다.

2) 클램프(16)가 인장공정 개시시(開始時)에 그 작용위치(제 4 도)로 부터 떨어져서 지지부재(17)내에 설치된 요부(凹部)(18)의 평탄한 저면(18a)에 도달할때까지 클램프(16)가 이동하는 간격(W)이 설치되어 있다. 그러므로 인장공정중에 클램프(16)가 그 작용위치로부터 해방될때, 이 클램프(16)는 면(18a)위에 존재하며, 제 7 도에 도시한 바와같이 클램프(16)가 응력부재와 마찰접촉하여 그 주변부(周

部)에 대하여 정지상태로 된다. 이 간격(W)은 길이 K와 요부(18)의 깊이 t로 이루어져 있다. 작용위치 내의 클램프(16)는 앵커헤드(5)의 외측전면(前面)의 뒤로 길이 K만큼 복귀된다. 만약 K=0 이면 t=W가 된다.

이들 수치는 클램프의 자동작용을 보증하고, 각 응력부재(2)에 대한 복귀깊이 또는 수축슬립이 예정된 값(

)을 가지는 것을 확실하게 하는 역할을 한다. 앵커 헤드 구멍(13)과 클램프(16)가 균일하고 응력부재도 균일한 직경을 가지며, 또 깊이(t)도 모두 동일하면, 균일한 수축 슬립이 응력케이블의 모든 응력부재에 대하여 생긴다.

Claims (1)

1. 본문에 상술하고 도면에 도시한 바와같이, 두개가 서로 동형(同形)이로서, 내측에 톱니가 있는 클램프가 응력부재 또는 그것과 유사한 것을 포지(抱持)하고, 또 모든 구멍에 대하여 동일길이의 앵커 헤드(anchor head)로 부터의 거리로 클램프에 대한 평탄한 저면이 배치되고, 이 거리는 긴장 작업에 필요한 공간을 가지며, 이 클램프는 내면 부분에서 마찰 접촉에 의하여 응력 부재 또는 그와 유사한 것을 포지함을 특징으로 하는 서로 동형으로 평행하게 배치되어 있는 다수의 원추형 구멍이 있으며, 이 구멍에서 클램프가 서로 응력 부재 또는 그와 유사한 것을 포지하여 정착하는 앵커헤드를 갖는 콘크리트 구조부(構造部)에 있어서 여러개의 선재(線材) 또는 스트랜드(strand)로 구성되는 속상(束狀)의 응력부재를 긴장하여 정착하는 장치.

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