KR101713525B1 - 마찰 지압형 영구앵커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마찰 지압형 영구앵커에 관한 것으로 더욱 상세하게는 긴장시 그라우트와 접하고 있는 부착체가 부착 응력(마찰 응력+지압 응력)을 받도록 부착체의 외면에 마찰 돌기를 형성하여 마찰 응력을 향상시키고, 부착체의 길이 및 지름을 조정하여 부착 응력에 비례하여 긴장력에 저항하도록 부착체를 형성하므로, 마찰 응력, 지압 응력을 높이며, 제작비용 절감 및 효과를 증대시켜 종래의 영구앵커보다 긴장력에 대한 부착력 증가, 비용절감, 안정성을 증대 및 확보할 수 있는 것이다.
이는 선단과 후단 내주면에 나사산이 형성된 원형 관으로, 그 외면에 다수의 마찰 돌기가 형성되면서 지름이 서로 다른 선단과 중간 및 후단 부착제를 나사 결합하여 결합 부위에 저항 마디가 형성되고, 후단 부착제의 상면에 지압 캡이 체결되는 부착저항체에 있어서,
양측 외주면에 나사산이 형성된 결합 돌기를 서로 대칭으로 형성하고 내부에 강연선이 삽입되는 직선의 선단, 후단 삽입공을 압착그립의 지름보다 작게 형성된 나선형 헤드를 형성하고,
나선형 헤드의 후단 삽입공으로 강연선의 선단을 삽입하여 선단 삽입공으로 배출한 후에 압착그립을 체결하여 나선형 헤드에 고정한 후, 후단 삽입공에 선단 외주면에 나사산이 형성되고 그 상측에 고정 턱을 가지며, 내부에는 강연선이 통과되는 구멍이 형성된 방수 캡을 나사 체결하여 고정하며,
상기 나선형 헤드의 양측 나사산의 외면에 탄성 오링을 체결하고, 압착그립에 다수의 구멍이 형성된 방수판을 설치한 후에,
부착저항체의 각각의 저항 마디 외면에 그라우트 유입의 차단과 인발 하중에 저항하는 마디가 형성된 방수 마개를 체결하고 선단 부착제를 나선형 헤드의 후단 나사산에 나사 체결하여 결합하고, 나선형 헤드의 선단 나사산에 선단캡을 나사 체결하여 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

마찰 지압형 영구앵커{Chiropractors permanent anchor friction}

본 발명은 마찰 지압형 영구앵커에 관한 것으로 더욱 상세하게는 긴장시 그라우트와 접하고 있는 부착체가 부착 응력(마찰 응력+지압 응력)을 받도록 부착체의 외면에 마찰 돌기를 형성하여 마찰 응력을 향상시키고, 부착체의 길이 및 지름을 조정하여 부착 응력에 비례하여 긴장력에 저항하도록 부착체를 형성하므로, 마찰 응력, 지압 응력을 높이며, 제작비용 절감 및 효과를 증대시켜 종래의 영구앵커보다 긴장력에 대한 부착력 증가, 비용절감, 안정성을 증대 및 확보할 수 있는 것이다.

일반적으로 앵커 공법은 토목이나 건축의 구조물을 지반에 정착시키기 위한 것으로, 고강도의 강연선으로 연결한 후에 강연선에 높은 인장력을 도입하여 구조물에 횡방향 또는 연직방향의 구속력 또는 선행하중(prestress) 등을 가함으로써 지반에서 발생하는 과도한 응력, 변형, 변위 등으로부터 구조물을 보호 내지 안정화시키는 공법이다.

이러한 앵커 공법에 이용되는 앵커는 그 말뜻과 같이 지반에 박는 못이란 의미로서, 지반과 구조물을 하나의 집합체로 묶는 효과를 발휘하며 일반적으로 강선과 시멘트 그라우트로 구성되어 있다.

앵커는 가설 토류벽의 지보공, 영구 앵커 토류벽, 송전탑 기초, 댐의 보강, 지하구조물의 부력앵커, 사면보강 등에 다양하게 사용된다.

앵커는 적용 지반의 종류에 따라 암반앵커(Rock anchor) 및 그라운드 앵커(Ground anchor)로 분류되고, 정착지반의 지지방식에 따라 마찰형 앵커, 지압형 앵커 및 복합형 앵커로 분류되고, 마찰형 앵커는 인장형 앵커와 압축형 앵커로 세분화된다.

인장형 앵커는 강연선의 인장력을 피복되지 아니한 상태의 강연선과 그라우트의 부착력으로 전달하는 것인바, 그라우트를 지반 쪽으로 인장하는 하중과, 강연선의 인장에 저항하는 반대방향의 힘이 작용하여 그라우트에 인장력이 발생되는 것이다.

압축형 앵커는 강연선의 인장력을 하중전이체(내하체)를 이용하여 전달하는 것으로, 정착장을 통과하여 내하체의 선단으로부터 그라우트를 인장하는 하중과, 그 인장에 저항하는 반대방향의 힘이 그라우트에 압축력으로 발생한다.

이와 같은 마찰형 앵커에서 압축형 앵커와 인장형 앵커의 장점들만을 배가시켜 적용하기 위한 복합형 그라운드 앵커가 특허등록 제10-0729667호로 개시되어 있다.

상기 선등록 특허는 분할받침(50)을 매개로 압축 앵커와 인장 앵커를 형성하고, 분할받침(50)을 포함한 그 중앙부의 연결부를 보호관(85)으로 일체화시킨 구성이다.

이러한 복합형 그라운드 앵커는 강연선)과 그라우트의 부착력에 의해 발생하는 인장력과 하중전이체(내하체)가 강연선의 당겨짐에 의해 발생하는 압축력을 동시에 얻을 수 있으며, 이로 인하여 토사, 풍화토는 물론 사암층, 갯벌 등의 연약지반에도 소요인발력을 발휘하도록 하고 있다.

그러나 상기 선등록 특허는, 첨부된 도면 도 1에서 보는 바와 같이 강연선(20)의 끝단에 웨지(60)를 압착고정한 후 웨지(60)의 외주면에 수나사(61)를 가공하여야 하고 이러한 강연선(20)을 분할받침(50)의 양쪽에서 관통시켜 강연선(20)의 웨지(60)(60a)가 서로 반대방향으로 교차되게 지그재그로 배열하되, 상기 웨지(60)(60a)가 분할받침(50)의 분할구멍(51)(51a)에 나사 결합되도록 체결하여야 하는바, 그 조립작업이 번거롭고 작업공수가 너무 많아 조립작업능률의 향상을 꾀할 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 강연선(20)의 끝단에 웨지(60)(60a)를 압착 고정한 후 웨지(60(60a)의 외주면에 수나사(61)(61a)를 가공하여야 하는 과정이 번거롭고 이렇게 번거로운 작업개수가 하나의 복합형 그라운드 앵커유닛마다 십여 개로 그 작업이 너무 과다하게 진행된다는 단점이 있었다.

특히, 웨지는 강연선을 파지하는 구조적인 특성상 분할몸체로 이루어질 수밖에 없고 이로 인하여 외부의 그라우트와 노출되는 구조인바, 외부에 채워지는 그라우트가 웨지와 강연선 사이의 틈새, 분할웨지들 사이의 틈새로 쉽게 침투될 수 있고, 분할웨지들 사이에 그라우트가 침투되면 웨지가 오므라들지 못하여 강연선의 압착 내지 파지가 확실하게 이루어지지 못하며, 이로 인해 결국엔 강연선의 인장 시 강연선이 분할몸체들 사이의 중앙구멍에서 쉽게 빠지게 되어 그라운드 앵커로서의 적절한 긴장력을 부여하지 못하는 단점이 있었다.

그리고, 분할받침의 한쪽에 압축형 앵커를 이루는 강관이나 스프링 등이 수지에 의해 보호관과 함께 일체화되어 있으므로 공사현장의 지질에 따라 압축형 앵커에 대해 인장형 앵커를 공사현장에서 조립하는 작업이 불가능하고, 이에 따라 다양한 지질에서의 능동적인 대처가 어려운 단점이 있었다.

예컨대, 암반, 풍화토 등과 같이 단단한 지반에서는 인장형 앵커 내지 보호관 없이 압축형 앵커만으로도 충분한 앵커력을 확보할 수 있음에도 불구하고, 보호관에 의해 인장형 앵커 및 압축형 앵커가 일체화된 구조이어서 압축형 앵커에서 인장형 앵커를 분리하지 못하고, 이로 인해 그 자원의 낭비가 심한 단점이 있었다.

한국특허등록 제10-0729667호(2007.06.12.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로 그 목적은 부착체의 길이 및 지름을 조정하여 부착 응력에 비례하여 긴장력에 저항하도록 부착체를 형성하므로 마찰 응력, 지압 응력을 증대시키며, 제작비용 절감 및 효과를 증대시켜 종래의 영구앵커보다 긴장력에 대한 부착력 증가, 비용절감, 안정성을 증대 및 확보할 수 있는 마찰 지압형 영구앵커를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 선단과 후단 내주면에 나사산이 형성된 원형 관으로, 그 외면에 다수의 마찰 돌기가 형성되면서 지름이 서로 다른 선단과 중간 및 후단 부착제를 나사 결합하여 결합 부위에 저항 마디가 형성되고, 후단 부착제의 상면에 지압 캡이 체결되는 부착저항체에 있어서,
양측 외주면에 나사산이 형성된 결합 돌기를 서로 대칭으로 형성하고 내부에 강연선이 삽입되는 직선의 선단, 후단 삽입공을 압착그립의 지름보다 작게 형성된 나선형 헤드를 형성하고,
나선형 헤드의 후단 삽입공으로 강연선의 선단을 삽입하여 선단 삽입공으로 배출한 후에 압착그립을 체결하여 나선형 헤드에 고정한 후, 후단 삽입공에 선단 외주면에 나사산이 형성되고 그 상측에 고정 턱을 가지며, 내부에는 강연선이 통과되는 구멍이 형성된 방수 캡을 나사 체결하여 고정하며,
상기 나선형 헤드의 양측 나사산의 외면에 탄성 오링을 체결하고, 압착그립에 다수의 구멍이 형성된 방수판을 설치한 후에,
부착저항체의 각각의 저항 마디 외면에 그라우트 유입의 차단과 인발 하중에 저항하는 마디가 형성된 방수 마개를 체결하고 선단 부착제를 나선형 헤드의 후단 나사산에 나사 체결하여 결합하고, 나선형 헤드의 선단 나사산에 선단캡을 나사 체결하여 결합되는 것을 특징으로 한다

상기와 같은 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째는 마찰 돌기가 형성된 부착제를 다단으로 설치하므로 마찰 응력을 극대화하는 효과가 있다.

돌째는 지름을 달리하고 일정구간에 저항 마디를 형성하므로 수직 지압 응력이 작용하게 되고, 부착체와 강연선의 경계면에 지압 캡을 체결하여 방수 및 지압 효과가 발생한다.

셋째는 부착체의 길이 및 지름을 조정하여 부착 응력에 비례하여 긴장력에 저항하도록 부착체를 형성하므로, 마찰 응력, 지압 응력을 향상시키고, 제작비용 절감 및 효과를 증대시켜 종래의 영구앵커보다 긴장력에 대한 부착력 증가, 비용 절감, 안정성을 증대 및 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 구성을 나타낸 분해 사시도
도 2는 본 발명의 전체 구성을 나타낸 단면도
도 3~4는 본 발명의 부착저항체의 구성을 나타낸 사시도 및 단면도
도 5는 본 발명의 방수 마개의 구성을 나타낸 단면도
도 6은 본 발명의 앵커 선단부의 구성을 나타낸 사시도
도 7~8은 본 발명의 방수 캡의 구성을 나타낸 사시도 및 단면도
도 9는 본 발명의 설치 상태를 나타낸 단면도
도 10~11은 본 발명의 작동 상태를 나타낸 작동 상태도

이하에서 본 발명의 바람직한 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 전체 구성을 나타낸 단면도이고, 도 3~4는 본 발명의 부착저항체의 구성을 나타낸 사시도 및 단면도이며, 도 5는 본 발명의 방수 마개의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명의 앵커 선단부의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 7~8은 본 발명의 방수 캡의 구성을 나타낸 사시도 및 단면도이고, 도 9는 본 발명의 설치 상태를 나타낸 단면도이며, 도 10~11은 본 발명의 작동 상태를 나타낸 작동 상태도이다.

이의 도면 중 부호 100은 본 발명의 마찰 지압형 영구앵커를 나타내고 있다.

상기 마찰 지압형 영구앵커(100)는 길이와 지름이 서로 다른 선단, 중간, 후단 부착제(111)(114)(117)를 다단으로 설치하며, 후단 부착제(117)의 상단에 지압캡(120)이 체결되는 부착저항체(110)에 있어서, 선단 부착제(111)에 나사 결합되며 양측 나사산(132)(132')에 방수 오링(160)이 체결되는 나선형 헤드(130)와, 나선형 헤드(130)의 후면에 형성된 후단 삽입공(134')에 설치되는 방수 캡(140)과, 방수 캡(140)을 통과하여 나선형 헤드(130)의 선단 삽입공(134)으로 배출된 강연선(145)의 선단에 고정 설치되는 압착그립(150)과, 압착그립(150)의 체결되는 방수판(170)과, 나선형 헤드(130)의 선단 나사산(131)에 나사 결합되는 선단 캡(180)으로 구성한다.

상기 부착저항체(110)는 첨부된 도면 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이 선단 부착제(111)와 중간 부착제(114) 및 후단 부착제(117)를 나사 결합하여 다단으로 설치한다. 이때, 결합 부위에 저항 마디(126)가 형성된다.

상기 선단 부착제(111)는 천공홀의 선단에 위치하며, 그 형태는 일정 길이를 갖는 원형 관이면서 선단과 후단 내주면에 나사산(112)(112')을 형성하고, 외주면에 외부로 돌출된 원형 고리인 마찰 돌기(113)를 일정 간격마다 형성한다.

상기 중간 부착체(114)는 선단 부착제(111)보다 지름이 작은 원형 관으로, 선단 외주면과 후단 내주면에 나사산(115)(115')을 형성하고, 외주면에 외부로 돌출된 원형 고리인 마찰 돌기(116)를 일정 간격마다 형성한다.

상기 후단 부착제(117)는 중간 부착제(111)보다 지름이 작은 원형 관으로, 선단 외주면과 후단 내주면에 나사산(118)(118')을 형성하고, 외주면에 외부로 돌출된 원형 고리인 마찰 돌기(119)를 일정 간격마다 형성한다.

상기 후단 부착제(117)의 상단에는 다수의 강연선 삽입공(121)이 형성되고 내주면에 나사산(122)이 형성된 지압 캡(120)을 나사 결합한다.

상기 지압 캡(120)은 후단 부착제(117)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 차단한다.

상기 부착제(111)(114)(117)는 그 길이 및 지름은 작업 환경에 따라 조절 가능하며, 3개 이상을 다단으로 체결하여 사용할 수도 있다.

상기 선단 부착제(111)의 선단 나사산(112)은 나선형 헤드(130)의 후단 나사산(131)에 체결하여 결합하고, 선단 부착제(111)의 후단 나사산(112')에는 중간 부착제(114)의 선단 나사산(115)을 체결하여 연결한다.

이때, 선단 부착제(111)와 중간 부착제(114)의 결합 부분에 저항 마디(126)가 형성된다.

그리고 상기 중간 부착제(114)의 후단 나사산(115')에 후단 부착제(117)의 선단 나사산(118)을 체결하여 연결한다. 이때도, 중간 부착제(114)와 후단 부착제(117)의 결합 부분에 저항 마디(127)가 형성된다.

상기 부착제와 부착제를 연결할 때 생기는 저항 마디(126)(127)에는 첨부된 도면 도 5에서 보는 바와 같이 금속 재질의 방수 마개(125)를 체결한다.

상기 방수 마개(125)는 부착제 내부로 그라우트가 유입되는 것을 차단함과 동시에 그라우트에 접하게 되므로 긴장시 접합 면에 수직 응력이 발생하여 인발 하중에 저항하게 된다.

상기 나선형 헤드(130)는 첨부된 도면 도 6에서 보는 바와 같이 선단 외주면과 후단 외주면에 나사산(131)(131')이 형성된 결합 돌기(132)(133)를 서로 대칭으로 형성한다.

그리고 내부에는 강연선이 삽입되는 원형 삽입공(134)(134')을 다수 형성하고, 서로 대칭으로 형성된 나사산(131) 사이에는 걸림 턱(135)을 형성한다.

상기 나선형 헤드(130)는 첨부된 도면 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이 후단에 삽입공(134')의 내주면에 나사산(136)을 형성하고, 상기 나사산(136)에 방수 캡(140)을 나사 결합한다.

상기 방수 캡(140)은 선단 외주면에 나사산(142)이 형성되고 그 상측에 고정 턱(143)을 가지며, 내부에는 강연선(145)이 삽입되는 구멍(144)이 형성되어 있다.

상기 방수 캡(140)의 구멍(144)으로 강연선(145)을 삽입하여 통과시키고, 그 선단을 나선형 헤드(130)의 선단 삽입공(134)의 전방 쪽으로 배출한 후에 압착그립(150)을 고정 설치한다.

상기 압착 그립(150)의 지름은 선단 삽입공(134)의 지름보다 크기 때문에 외부로 배출되지 않게 되며, 강연선(145)을 인장 시 나선형 헤드(130)가 지지력을 받게 된다.

이때, 방수 캡(140)은 강연선(145)의 외면과 밀착되어 나선형 헤드(130)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 차단한다.

상기 나선형 헤드(130)의 양쪽 나사산(131)의 외면에는 탄성 오링(160)을 체결하여 나선형 헤드(130)에 체결되는 선단 부착제(111)와 선단 캡(180)의 내부로 이물질 유입되는 것을 차단한다.

상기 탄성 오링(160)을 대체하여 원형 고무 수지재나 실리콘 패킹을 사용할 수 있다.

상기 나선형 헤드(130)에 설치된 압착그립(150)에 다수의 압착그립 삽입공(171)이 형성된 원형의 방수판(170)을 삽입 체결한다.

상기 나선형 헤드(130)의 선단 나사산(131)에는 내부 공간을 가지면서 후방 내주면에 나사산(181)이 형성된 선단 캡(180)을 나사 체결한다.

이때, 선단 캡(180)은 탄성 오링(160)에 밀착되어 선단 캡(180)의 내부로 이물질 유입을 차단한다.

상기와 같은 본 발명의 설치 상태를 첨부된 도면 도 9를 통해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 길이와 지름이 다른 선단과 중간 및 후단 부착제(111)(114)(117)를 나사 결합하여 저항부착제(110)를 형성한다.

이때, 결합부분에 형성된 저항 마디(126)(127)에 금속 재질의 방수 마개(125)를 체결한다.

그런 다음, 상기 저항부착제(110)의 내부로 다수의 강연선(145)을 삽입하고, 그 선단을 나선형 헤드(130)의 후단 삽입공(134')에 나사 결합되어 있는 방수 캡(140)의 구멍(144)에 삽입하고, 선단 삽입공(134)을 통과시켜 외부로 배출한 다음에 그 선단에 압착그립(150)을 체결한다.

이와 같은 상태에서 나선형 헤드(130)의 후단 나사산(132') 외면에 탄성 오링(160)을 체결한 후에 선단 부착제(111)의 나사산(112)을 체결하여 나선형 헤드(130)에 부착저항체(100)를 고정한다.

이때, 상기 후단 부착제(170)의 상면에 지압 캡(120)을 체결하여 부착저항체(100)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 차단한다.

그리고 상기 압착그립(150)의 방수판(170)을 체결하고, 선단 나사산(132)에 탄성 오링(160)을 결합한 후에 선단 캡(180)을 체결하여 마찰 지압형 영구앵커(100)를 완성한다.

상기와 같은 본 발명의 마찰 지압형 영구앵커(100)를 천공홀(1)의 내부에 삽입한다.

그런 다음, 천공홀(1) 내부에 그라우트를 주입하고, 양생한 후에 천공홀(1)의 두부에 지압판(2)을 설치하고, 강연선(145)에 웨찌(3)를 체결하고, 웨찌(3)를 인장 헤드(4)에 삽입 설치한다.

이와 같은 상태에서 첨부된 도면 도 11 및 도 12에서 보는 바와 같이 강연선(145)을 인장하여 인장력(P)을 가하게 되면,

압착그립(150)에 인장력이 가해지면서 선단 부착제(111)에 인장하중이 최대가 되고, 후단 부착제(117)로 갈수록 하중이 감소하게 된다.

또한, 지름이 다른 선단, 중간, 후단 부착제(111)(114)(117)의 외면에 마찰 돌기(113)(116)(119)에 그라우트가 부착되어 있어 마찰력과 지압력을 동시에 받아 안정적인 인장이 이루어진다.

상기 부착제와 부착제의 연결 부위에 형성된 저항 마디(126)(127)에 체결된 방수 마개(125)는 부착제 내부로 그라우트가 유입되는 것을 차단함과 동시에 그라우트에 접하게 되므로 긴장시 접합 면에 수직 응력이 발생하여 인발 하중에 저항하게 된다.

100: 마찰 지압형 영구앵커
110:부착저항체 111:선단 부착제
114:중간 부착제 117:후단 부착제
120:지압캡 130:나선형 헤드
131,131':나사산 140:방수 캡
145:강연선 150:압착그립
160:탄성 오링 170:방수판
180:선단 캡

Claims (4)

1. 선단과 후단 내주면에 나사산이 형성된 원형 관으로, 그 외면에 다수의 마찰 돌기가 형성되면서 지름이 서로 다른 선단과 중간 및 후단 부착제를 나사 결합하여 결합 부위에 저항 마디가 형성되고, 후단 부착제의 상면에 지압 캡이 체결되는 부착저항체에 있어서,
   양측 외주면에 나사산이 형성된 결합 돌기를 서로 대칭으로 형성하고 내부에 강연선이 삽입되는 직선의 선단, 후단 삽입공을 압착그립의 지름보다 작게 형성된 나선형 헤드를 형성하고,
   나선형 헤드의 후단 삽입공으로 강연선의 선단을 삽입하여 선단 삽입공으로 배출한 후에 압착그립을 체결하여 나선형 헤드에 고정한 후, 후단 삽입공에 선단 외주면에 나사산이 형성되고 그 상측에 고정 턱을 가지며, 내부에는 강연선이 통과되는 구멍이 형성된 방수 캡을 나사 체결하여 고정하며,
   상기 나선형 헤드의 양측 나사산의 외면에 탄성 오링을 체결하고, 압착그립에 다수의 구멍이 형성된 방수판을 설치한 후에,
   부착저항체의 각각의 저항 마디 외면에 그라우트 유입의 차단과 인발 하중에 저항하는 마디가 형성된 방수 마개를 체결하고 선단 부착제를 나선형 헤드의 후단 나사산에 나사 체결하여 결합하고, 나선형 헤드의 선단 나사산에 선단캡을 나사 체결하여 결합되는 것을 특징으로 하는 마찰 지압형 영구앵커.
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