KR0164015B1

KR0164015B1 - 연결 엘리먼트 및 상기 다수의 연결 엘리먼트로 상호연결된 격자 거어더

Info

Publication number: KR0164015B1
Application number: KR1019950020009A
Authority: KR
Inventors: 베츨 미카엘
Original assignee: 베츨 미카엘; 투넬-오스바우-테크니크 게엠베하
Priority date: 1994-07-07
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 1998-12-15
Also published as: GB2287729A; GB9413717D0; GB2287729B

Abstract

본 발명은 연결 엘리먼트 및 상기 다수의 연결 엘리먼트로 상호연결된 격자 거어더에 관한 것이다. 다수의 연결 엘리먼트(4)는 격자 거이더에 관한 것이다. 다수의 연결 엘리먼트(4)는 격자 거이더 세그먼트(1)의 다수의 평행바아(2,3)를 상호연결한다. 연결 엘리먼트(4)는 스틸로드(5)의 3차원의 폐다각형으로 형성되어 있다. 로드(5)는 평활한 표면을 가지고 있으며, 그 최소 항복응력은 520N/mm²이다 상기 다각형의 굴곡반경은 많아야 로드(5)의 직경의 2배이다. 로드(5)는 굴곡시키기 전에 압연, 신장 또는 인발성형에 의해 냉간성형한다.

Description

연결 엘리먼트 및 상기 다수의 연결 엘리먼트로 상호연결된 격자 거어더

제1도는 본 발명에 따른 거어더의 일실시예를 도시한 부분측면도.

제2도는 제1도의 II－II 선을 따라 절결한 단면도.

제3도는 제1도의 거어더의 평면도.

제4도는 제1도의 거어더의 연결 엘리먼트를 도시한 사시도.

제5도 및 제6도는 제1도의 거어더의 한 세그먼트를 도시한 부분 사시도 및 전면도.

제7도는 2개의 거어더 사이의 상호연결을 도시한 측면도.

제8도는 제7도의 D-D선을 따라 절결한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 세그먼트 2,3 : 바아

4 : 연결 엘리먼트 5 : 스틸로드

15 : 2앵글 철 16 : 플랜지

17 : 관통구멍 18 : 바아

19 : 너트

본 발명은 연결 엘리먼트 및 다수의 상기 연결 엘리먼트로 상호연결된 다수의 바아로 이루어진 벽 지지용 격자 거어더에 관한 것이며, 3차원 다각형으로 절곡된 스틸 바아로 이루어진 연결 엘리먼트에 관한 것이다. 본 발명의 격자 거어더에는 광산 갱도 또는 터널벽 지지용 격자 거어더도 포함된다. 상기 타일의 연결 엘리먼트는 EP-A-73733에 공지되어 있다. 상기 거어더에서 높은 굴곡강도(bending strength)를 얻기 위해서는 연결 엘리먼트의 스틸로드를 구부릴 때 굴곡반경(bending tadius)을 작게하는 것이 바람직하다. 그런데, 강도가 큰 종래의 스틸 로드는 부러지기 쉽기 때문에, 굴곡반경을 작게 구부릴 수가 없는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 굴곡 반경이 작으면서도 파손된 틈(brittle fractures)이 생기지 않으며, 거어더의 스틸 바아에 용접되는 데에 적합한 상기 탑입의 연결 엘리먼트를 제공하는 데에 있다.

본 발명에 따른 연결 엘리먼트 520 N/mm²의 최소 항복응력, 평활한 표면, 로드의 직경의 2배보다 작은 굴곡 반경을 가지는 스틸로드로 형성된 3차원 다각형이며, 상기 로드는 굴곡되기 전에 압연가공 또는 신장가공 또는 인발성형에 의해 냉간성형되는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 로드의 스틸 합금은 0.16% 내지 0.21%의 탄소함량 0.15% 내지 0.2%의 실리콘(silicium) 함량, 0.75% 내지 1.0%의 망간 함량을 가진다.

바람직하게는, 탄소-등가량(CE; carbon-equivalent)은 0.45미만이며, 여기에서 CE는 C + Mn/6 + Cr/5 + Ni/15 + Mo4 + Cu/13 + P/2이다. 본 발명에 따른 격자 거어더는 다수의 세그먼트로 이루어져 있다. 각각의 세그먼트는 상기 타입의 다수의 연결 부재에 의해 상호연결된 다수의 평행 바아로 구성되어 있다. 각각의 세그먼트의 축방향 단부중의 적어도 한 단부에는 상호연결용 인접세그먼트 연결수단이 구비되어 있다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.

제1도 내지 제3도에 도시한 격자 기어더는 평행하게 이간되어 있는 3개의 스틸 바아(2,3)와, 3차원의 폐다각형 형상이면서 위치 6에서 용접되어 있는 스틸 로드(5)로 된 다수의 연결 엘리먼트(4)로 이루어져 있다. 상기 바아중에서 한 바아(2)는 2개의 다른 바아(3)의 단면적의 2배인 단면적을 가지고 있다. 연결 엘리먼트(4)는 2개의 수평부(8)에 의해 상부단부에 상호연결되어 있고, 횡단부(9)에 의해 하부단부에 상호연결되어 있는 4개의 경사부(7)를 가진다. 부분(7,9)간의 굴곡반경(R,R1,R2) 및 부문(7,8)간의 굴곡반경(R2)은 모두 로드(5)의 직경의 2배보다 작다.

로드(5)는 다음 조성물을 가진 합금을 일차적으로 열간압연한다.

탄소등가량(CE)은 많아야 0.45를 넘지 않는다. 역학적 성질은 다음과 같다.

최종직경 및 최종강도의 변화를 최소화하기 위해서는 열간압연된 로드의 직경 ±0.1mm 이내로 유지하여야 한다. 온도를 제어하면서 압연처리를 행한다. 이와같이 하여, 단면을 횡단하는 입자조직의 높은 균일성을 얻을 수 있다. 이는 열간압연후에 행하게 되는 냉간형성 가공에 있어서 중요한 요소이다.

냉간형성가공은 예를들면 냉간압연 또는 신장가공을 뜻한다. 바람직하게는 냉간형성량은 8% 내지 10%이다. 이와같이 하여 520N/mm^₂의 최소 항복응력을 얻을 수 있다. 비교적 적은 양의 냉간형성으로 인해서, 연성이 높은 물질에서의 양호한 굴곡성이 보장된다. 또한, 낮은 표면 거칠기를 얻을 수 있다. 바람직하게는 광산갱도 또는 터널 부지에서 최종적으로 거어더 부재를 넣을 때까지 그 표면의 성질을 유지하도록 표면을 처리한다.

최종상태에서, 바아(2,3)에 용접된 굴곡 연결 엘리먼트(4)의 재료는 다음과 같은 성질을 가진다.

밴드구간에 있는 화학조성물로 인해, 용접후의 열적 영향영역에서 균열이 발생하지 않는다. 강도의 높은 균일성으로 인해 격자 거어더의 견고성이 보장된다. 제5도는 세그먼트(1)의 축방향 단부상에서의 사시도이다. 관통구멍(17)이 있는 측방향연장 플랜지(16)를 가진 2앵글 철(15)은 바아(2,3)에 용접되어 있다. 관통구멍(17)중의 하나는 인접세그먼트의 플랜지의 구멍과의 배열을 용이하게 하기 위해서 길게 연장되어 있다. 인접플랜지는 볼트 및 너트로 체결될 수 있으며, 또는 제7도에 도시한 바와 같이, 위치상에서의 거어더의 길이를 조성하기 위해서 양쪽 플랜지의 양쪽면에서 나사선 바아(18) 및 너트(19)에 의해 연결될 수도 있다. 제8도에 도시한 바와 같이, 플랜지(16)는 바아(2) 또는 바아(3)가 지하 구조물의 벽에 인접하여 배치될 수 있도록 평행사변형 또는 사다리꼴이 될 수도 있다. 나사에 의한 체결로 인해서 굴곡모벤트 및 토오크의 전달도가 높게 되는 것이 가능하다. 격자 거어더 세그먼트를 효율적으로 생산하기 위해서는 연결 엘리먼트를 특수형판에서 미리 제조해두는 것이 바람직하다. 이어서, 바람직한 굴곡반경으로 상부 및 하부 바아를 미리 절곡시키고, 이들을 공간적으로 서로에 고정시키기 위해 형판에 넣는다. 다음에, 서로 거리를 유지한 상태의 상기 바아사이에 연결 엘리먼트(4)를 삽입시킨후, 수동으로 또는 용접기로 용접한다. 다음에, 앵글철을 상기 바아에 용접한다. 채광장 지지 프레임을 형성하기 위해서는 부지에서 최종적으로 완성격자거어더 세그먼트를 서로 연결시킨다.

Claims

지하구조물의 벽을 지지하는 격자 거어더의 다수의 병행 바아들을 서로 연결시키기 위해서 3차원 폐다각형의 스틸로드로 형성되어 있는 연결 엘리먼트에 있어서, 상기 로드는 대체로 평활한 표면을 가지면서 520N/MM²의 최소 항복응력을 가지며, 상기 다각형의 굴곡반경은 상기 로드의 직경의 2배이하이며, 상기 로드는 굴곡가공을 거치기 이전에 압연가공 또는 신장가공 또는 인발성형가공에 의해 냉간성형되는 것을 특징으로 하는 연결 엘리먼트.
제1항에 있어서, 상기 로드의 스틸합금의 탄소함량은 0.16% 내지 0.21%이고, 실리콘(silicium) 함량은 0.15% 내지 0.2%이며, 망간 함량은 0.75% 내지 1.0%인 것으로 특징으로 하는 연결 엘리먼트.
제2항에 있어서, 상기 로드의 스틸합금의 탄소 등가량(CE ; CE = C + Mn/6 + Cr/5 + Ni/15 +Mo/4 + Cu/13 + P/2)은 0.45미만인 것을 특징으로 하는 연결 엘리먼트.
제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 로드이 합금은 많아야 0.04%의 인, 0.03%의 황, 0.025%의 비소를 함유하며, 황에 대한 망간의 비율은 적어도 25인 것을 특징으로 하는 연결 엘리먼트.
제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 굴곡가공이전의 냉간형성도는 8% 내지 10%인 것을 특징으로 하는 연결 엘리먼트.
다수의 인접세그먼트들로 이루어진 지하구조물의 벽 지지용 격자 거어더에 있어서, 상기 세그먼트는 제1항 내지 제5항중의 어느 한 항에 기재된 다수의 연결 엘리먼트 의해 상호연결되는 다수의 평행 바아를 각각 포함하고, 각 세그먼트는 축단부중의 적어도 한 단부에 인접세그먼트 연결용 연결수단을 각각 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 지하구조물의 벽 지지용 격자 거어더.
제6항에 있어서, 상기 연결수단은 관통구멍을 가지고 있으면서 상기 바아에 용접되어 있는 측방향 연장 플랜지를 포함하며, 상기 세그먼트는 나사부재에 의해 상호연결되어 있는 것을 특징으로 하는 지하구조물의 벽 지지용 격자 거어더.
제7항에 있어서, 상기 세그먼트의 적어도 하나의 접합부에서의 상기 나사부재는 상기 거어더의 길이를 조성하기 위해서 인접 플랜지들의 일직선상의 구멍을 통해 연장되어 있는 나사선 바아와, 각각의 상기 2개의 플랜지의 양쪽 측면상의 너트로 이루어진 것을 특징으로 하는 지하구조물의 벽 지지용 격자 거어더.
제7항 또는 제8항에 있어서, 전면에서의 플랜지의 형상은 평행사변형 또는 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 지하구조물의 벽 지지용 격자 거어더.