KR100491444B1 - Buttress steel erosion control dam - Google Patents
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Abstract
본 발명은 강 상류에 설치되어 폭우 또는 홍수에 의해 떠내려오는 유목과 암석을 차단하는 버트러스 강재 사방댐으로서, 강의 너비방향으로 배열되고 하류방향으로 경사지게 세워지는 복수개의 기둥; 상기 기둥의 상부경사면에 상하방향으로 배열 설치되어 기둥과 기둥을 연결하고 내부에 충격을 흡수할 수 있는 빈 공간이 마련된 보; 상기 기둥의 뒤편에 일정거리를 두고 세워지고 상기 기둥을 떠 받칠 수 있도록 기둥 쪽으로 기울어진 버팀축; 및 상기 기둥뒷면에 상기 버팀축 방향으로 수직하게 설치되어 상기 기둥과 버팀축의 결합이 안정적으로 유지되도록 버팀축과 기둥을 연결하는 보조축을 포함한다. 이 강재 사방댐은 조립설치가 용이하고 유목 및 암석에 대한 충격을 빈 공간이 형성된 보가 먼저 흡수하므로 교체가 어려운 기둥을 보호할 수 있는 효과가 있다.The present invention is installed in the upstream of the river to block the driftwood and rock drifts drifted by heavy rain or flood, the four-sided dam, but a plurality of pillars arranged in the width direction of the river and inclined downstream; A beam having an empty space that is installed on the upper inclined surface of the pillar in a vertical direction to connect the pillar to the pillar and absorb shock therein; A support shaft erected at a distance behind the pillar and inclined toward the pillar to support the pillar; And an auxiliary shaft installed on the rear surface of the pillar in a vertical direction in the direction of the buttress shaft to connect the buttress shaft and the pillar so that the coupling between the pillar and the buttress shaft is stably maintained. This steel four-sided dam is easy to assemble and install, and the impact on driftwood and rocks is first absorbed by a beam formed with an empty space, thereby protecting the pillar that is difficult to replace.
Description
본 발명은 강 상류에 설치되는 사방댐에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 떠내려오는 암석 및 유목에 의한 댐의 파손을 최소화한 버트러스 강재 사방댐에 관한 것이다.The present invention relates to a four-sided dam installed in the upstream of the river, and more particularly to a four-sided dam in the butrus steel dam to minimize the damage of the dam by the floating rock and driftwood.
일반적으로 산사태의 우려가 있는 계곡이나, 유목 및 암석의 유실이 심한 강의 상류에는 사방댐을 설치하여 급격한 토사와 암석의 유실을 방지하고 있다. 도 1, 도 2 및 도 3은 사방댐의 한 예를 나타낸 것으로서, 강재로 만들어진 사방댐을 보여주고 있다. 이 사방댐은 기둥(110)과 보(120)로 구성되어 있다. 기둥(110)은 하류방향으로 기울어져 있으며 버팀축(130)에 의해 지지된다. 이 버팀축(130)과 기둥(110) 사이에는 별도로 보조축(140)이 설치되어, 기둥(110)에 버팀축(130)을 단단히 고정시킨다. 보(120)는 기둥(110)과 수직하게 설치되어 상류로부터 내려온 폐자재가 더 이상 하류로 이동되지 않게 한다. 이러한 사방댐의 기둥(110)과 보(120)로는 일반적으로 H 형강과 L 형강이 사용된다. 기둥(110)인 H 형강의 양 측면에는 도 3에 도시된 바와 같이 보(120)가 볼트(300)를 매개로 결합된다.In general, four-sided dams are installed upstream of a valley where there is a risk of landslides, or rivers where driftwood and rocks are severely prevented. 1, 2 and 3 show an example of four-sided dam, showing a four-sided dam made of steel. This four-sided dam is composed of pillars 110 and beams 120. The pillar 110 is inclined in the downstream direction and is supported by the support shaft 130. An auxiliary shaft 140 is separately installed between the bracing shaft 130 and the pillar 110 to firmly fix the bracing shaft 130 to the pillar 110. The beam 120 is installed perpendicular to the pillar 110 so that the waste material descending from the upstream is no longer moved downstream. As the pillars 110 and beams 120 of the four-side dams, generally H-beams and L-beams are used. Beams 120 are coupled to both sides of the H-shaped steel, which is the pillar 110, through the bolt 300 as shown in FIG. 3.
이와 같이 구성된 사방댐은 구조가 간단하여 설치가 용이하다. 그러나, 폐자재와 충돌로 인한 충격이 기둥(110)과 보(120)에 함께 전달되므로, 비교적 교체가 용이한 보(120)뿐만 아니라 교체가 어려운 기둥(110)도 파손된다. 따라서, 사후 유지관리가 어렵고 이에 따른 유지비용이 많이 소요된다는 문제점이 있다.The four-sided dam configured in this way is simple in structure and easy to install. However, since the impact due to the collision with the waste material is transmitted to the pillar 110 and the beam 120 together, not only the beam 120 that is relatively easy to replace, but also the pillar 110 that is difficult to replace is damaged. Therefore, there is a problem that the post-maintenance is difficult and the maintenance cost accordingly takes a lot.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보의 충격이 기둥에 덜 전달되도록 하고 충격을 빈번히 받는 보의 교체가 용이하도록 구성된 버트러스 강재 사방댐을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a buttress steel four-way dam configured so that the impact of the beam is less transmitted to the pillar, and the replacement of the beam that is frequently impacted.
본 발명의 한 양태에 따르면 강 상류에 설치되어 폭우 또는 홍수에 의해 떠내려오는 유목과 암석을 차단하는 강재 사방댐으로서, 강의 너비방향으로 배열되고 하류방향으로 경사지게 세워지는 복수개의 기둥; 상기 기둥의 상부경사면에 상하방향으로 배열 설치되어 기둥과 기둥을 연결하고 내부에 충격을 흡수할 수 있는 빈 공간이 마련된 보; 상기 기둥의 뒤편에 일정거리를 두고 세워지고 상기 기둥을 떠 받칠 수 있도록 기둥 쪽으로 기울어진 버팀축; 및 상기 기둥뒷면에 상기 버팀축 방향으로 수직하게 설치되어 상기 기둥과 버팀축의 결합이 안정적으로 유지되도록 버팀축과 기둥을 연결하는 보조축을 포함하는 버트러스 강재 사방댐이 제공된다.According to an aspect of the present invention, a steel four-side dam installed upstream of the river to block driftwood and rocks floating by heavy rain or flood, comprising: a plurality of pillars arranged in the width direction of the river and inclined downstream; A beam having an empty space that is installed on the upper inclined surface of the pillar in a vertical direction to connect the pillar to the pillar and absorb shock therein; A support shaft erected at a distance behind the pillar and inclined toward the pillar to support the pillar; And a buttress steel four-way dam installed on the rear surface of the pillar in a direction perpendicular to the buttress shaft, including a secondary shaft connecting the buttress shaft and the pillar so that the coupling between the pillar and the buttress shaft is stably maintained.
이하, 본 발명의 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 사방댐의 정면도를 나타낸 것이며, 도 5는 도 4에 도시된 사방댐의 측면도를 나타낸 것이고, 도 6은 도 4에 도시된 사방댐의 기둥과 보의 결합상태를 나타낸 것이다.Figure 4 shows a front view of the four-sided dam in accordance with an embodiment of the present invention, Figure 5 shows a side view of the four-sided dam shown in Figure 4, Figure 6 shows the coupled state of the pillar and beam of the four-sided dam shown in Figure 4 It is shown.
사방댐(200)은 강 상류에 물살을 가로지르는 형태로 설치된다. 사방댐(200)의 좌우에는 콘크리트로 된 지지벽(400)이 만들어져 있다. 이 지지벽(400)은 물살을 타고 떠내려가는 유목 및 암석이 사방댐(100)의 보에 걸리도록 하고 물은 하류로 지나가도록 유도한다.Four-sided dam 200 is installed in the form of crossing the water upstream of the river. On the left and right sides of the four dams 200, a support wall 400 made of concrete is made. The support wall 400 causes the driftwood and the rock to drift on the water flow to the beams of the four sides dam 100 and guides the water to pass downstream.
사방댐(200)은 크게 유목 또는 암석의 흐름을 차단하는 보(220)와 이 보(220)를 지지하는 기둥(210)으로 구성된다. 기둥(210)은 하류방향으로 기울어져 있으며, 이 기둥(210)의 상부 경사면에는 도 5에 도시된 바와 같이 보(220)가 결합된다. 보(220)의 길이는 사방댐(200)의 좌우 끝에 설치되는 기둥(210)과 기둥(210)사이의 거리와 같다. 통상 보(220)는 강관재질로 매우 무거우므로 인력이 아닌 기중기를 이용하여 운반 및 이동된다. 따라서, 보(220)의 길이를 이처럼 길게 하면 보(220)의 길이가 짧을 때 보다 기중기의 이용횟수가 줄어들어 설치작업이 신속하게 이루어질 수 있다.Four-sided dam 200 is composed of a beam 220 for blocking the flow of driftwood or rock and a pillar 210 for supporting the beam 220. The pillar 210 is inclined in the downstream direction, and the beam 220 is coupled to the upper inclined surface of the pillar 210 as shown in FIG. 5. The length of the beam 220 is equal to the distance between the pillars 210 and the pillars 210 installed at the left and right ends of the four dams 200. Usually, the beam 220 is very heavy as a steel pipe material so that it is transported and moved using a crane rather than an attraction force. Therefore, when the length of the beam 220 is increased in this way, the use frequency of the crane is reduced than when the length of the beam 220 is short, so that the installation work can be performed quickly.
반면, 보(220)가 길면 중간에 세워진 기둥(210)과 볼트체결하기가 어렵다. 본 실시예에서는 이와 같은 점을 고려하여 보(220)의 밑면에 작업자가 볼트(300)체결작업을 용이하게 수행할 수 있도록 장방형의 개방구(221)를 일정간격으로 형성하였다. 개방구(221)가 형성되는 간격은 기둥(210)간 거리와 동일하다. 개방구(221)의 크기는 작업자의 손 또는 스패너와 같은 볼트체결공구를 출입할 수 있을 정도면 충분하다. 따라서, 개방구(221)의 형성은 보(220)의 강도 및 수명에 큰 영향을 미치지 않는다.On the other hand, if the beam 220 is long, it is difficult to fasten the bolt 210 and the pillars erected in the middle. In this embodiment, in consideration of this point, a rectangular opening 221 is formed at a predetermined interval on the bottom surface of the beam 220 so that an operator can easily perform the bolt 300 fastening operation. The interval at which the openings 221 are formed is equal to the distance between the pillars 210. The size of the opening 221 is sufficient to allow entry and exit of a bolting tool such as a worker's hand or spanner. Therefore, the formation of the openings 221 does not significantly affect the strength and life of the beam 220.
기둥(210)이 지면과 이루는 기울기는 통상 45°에서 90°사이에서 정해지는데, 본 실시예에서는 기둥(210)의 기울기를 70°로 하였다. 기둥(210)의 기울어진 면에는 버팀축(230)이 결합된다. 이 버팀축(230)은 기둥(210)이 소정각도 이상으로 기울어지지 않도록 기둥(210)을 지지한다. 이처럼 기둥(210)을 지면에서 수직하게 세우지 않고 기울인 후 버팀축(230)으로 받치는 것은 물살을 타고 떠내려오는 폐자재와의 충돌로 인해 기둥(210)이 물살방향으로 쓰러지는 것을 방지하기 위해서 이다. 버팀축(230)은 기울어진 기둥(210)을 잘 지지할 수 있도록 기둥(210)의 위쪽(대략 기둥 높이의 2/3 이상)에 결합되는 것이 바람직하다. 또한, 버팀축(230)이 기둥(210)을 받치기 위해 지면과 이루는 경사각도는 예각인 것이 좋다. 이때, 버팀축(230)이 기둥(210)을 수직하게 지지하는 것도 좋으나, 기둥(210)의 위쪽을 지지하면서 수직하게 결합되면 버팀축(230)이 기둥(210)보다 길어지고 이로 인해 자재소모량이 많아지므로 45°보다 큰 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 버팀축(230)의 기울기를 60°로 하고, 지면에 고정된 기둥(210)과 버팀축(230)사이의 폭을 기둥(210) 길이의 65% 정도로 한정하였다.The inclination of the pillar 210 with the ground is usually determined between 45 ° and 90 °. In this embodiment, the inclination of the pillar 210 is 70 °. The support shaft 230 is coupled to the inclined surface of the pillar 210. The support shaft 230 supports the pillar 210 so that the pillar 210 is not inclined more than a predetermined angle. As such, the pillar 210 is tilted without standing vertically from the ground and supported by the support shaft 230 in order to prevent the pillar 210 from collapsing in the direction of water current due to the collision with the waste materials coming off the water. The support shaft 230 is preferably coupled to the upper side (approximately 2/3 or more of the column height) of the pillar 210 so as to support the inclined pillar 210 well. In addition, the inclination angle of the support shaft 230 and the ground to support the pillar 210 is preferably acute angle. At this time, the support shaft 230 may support the pillar 210 vertically, but if the vertical coupling while supporting the upper portion of the pillar 210 vertically, the support shaft 230 is longer than the pillar 210, thereby causing material consumption. Since there are many, it is preferable that it is larger than 45 degrees. In this embodiment, the inclination of the support shaft 230 is 60 °, and the width between the pillar 210 and the support shaft 230 fixed to the ground is limited to about 65% of the length of the pillar 210.
버팀축(230)과 기둥(210) 사이에는 보조축(240)이 결합되어 버팀축(230)이 기둥(210)을 보다 효과적으로 지지할 수 있게 도와준다. 이 보조축(240)은 기둥(210)에서 수직하게 뻗어 나와 버팀축(230)에 연결되며 볼트를 매개로 고정 결합된다. 이처럼 보조축(240)이 기둥(210)에서 수직하게 결합되어 버팀축(230)과 연결되면 기둥(210)의 충격이 버팀축(230)에 잘 전달되는 효과가 있다. 한편, 종래에는 보조축(240)이 지면과 수평하게 설치되어 기둥(210)과 비스듬히 결합되었다. 때문에, 잦은 외력에 의해 보조축(240)과 기중(210)의 볼트체결부위가 헐거워지는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명에서는 보조축(240)이 기둥(210)을 수직하게 받치고 있으므로 반복되는 충격에 의해서도 볼트체결상태가 느슨해지지 않는 장점이 있다.The auxiliary shaft 240 is coupled between the support shaft 230 and the pillar 210 to help the support shaft 230 support the pillar 210 more effectively. The auxiliary shaft 240 extends vertically from the pillar 210 and is connected to the support shaft 230 and is fixedly coupled through the bolt. As such, when the auxiliary shaft 240 is vertically coupled at the pillar 210 and connected to the bracing shaft 230, the impact of the pillar 210 is well transmitted to the bracing shaft 230. Meanwhile, in the related art, the auxiliary shaft 240 is installed horizontally with the ground and is obliquely coupled to the pillar 210. Therefore, the bolt fastening portion of the auxiliary shaft 240 and the lifter 210 is loosened by frequent external force. However, in the present invention, since the auxiliary shaft 240 supports the pillar 210 vertically, there is an advantage that the bolt fastening state is not loosened even by repeated shocks.
기둥(210)과 보(220)는 각각 H 형강과 각형강관으로 되어 있다. 보(220)는 도 6에 도시된 바와 같이 기둥(210)의 전면에 볼트(300)를 매개로 결합된다. 이때, 보(220)는 내부가 빈 각형강관이므로 충돌로 인한 충격을 상당부분 흡수할 수 있다. 또한, 보(220)가 기둥(210) 전면(상류방향)에 볼트(300)를 매개로 결합되므로 조립분해가 용이하다. 따라서, 상류에서 떠내려오는 유목 또는 암석이 기둥(210)에 직접적으로 부딪히지 않고 충돌로 인한 충격이 보(220)에서 먼저 흡수되므로 기둥(210)의 파손이 발생되지 않는다.Pillar 210 and beam 220 is made of H-shaped steel and square steel pipe, respectively. The beam 220 is coupled to the front of the pillar 210 via the bolt 300 as shown in FIG. At this time, since the beam 220 is a hollow steel tube inside, it can absorb a considerable portion of the impact due to the collision. In addition, since the beam 220 is coupled to the front surface (upstream direction) of the pillar 210 through the bolt 300, assembly and disassembly are easy. Therefore, the driftwood or rock drifts upstream does not directly hit the pillar 210, and the impact due to the collision is absorbed in the beam 220 first, so that the pillar 210 is not damaged.
아래 표는 기둥, 버팀축 및 보조축에서 작용하는 응력을 계산한 것으로서, 기둥의 길이(400mm)와 버팀축의 지면고정위치(기둥으로부터 260mm)를 동일하게 한 후 기둥과 버팀축 및 보조축의 결합각도를 변화시켜가며 실험한 것이다.The table below shows the stresses acting on the column, the support shaft and the secondary shaft.The joint angle between the column, the support shaft and the secondary shaft after equalizing the length of the column (400mm) and the ground fixing position of the support shaft (260mm from the pillar) Experimental by changing the.
위 표 1에서 알 수 있듯이 기둥과 버팀축에서 작용하는 응력은 측정예1의 수치가 가장 작으며, 보조축과 기타 항목에 있어서는 본 발명의 수치가 가장 작다. 그러나 측정예1의 경우, 기둥에 작용하는 응력이 버팀축과 연결되는 부분에 집중된다. 따라서, 실제적으로 사방댐에 적용함에 있어서는 본 발명과 같은 구조가 보다 안전하고 우수하다고 평가된다.As can be seen in Table 1 above, the stress acting on the column and the support shaft has the smallest value in Measurement Example 1, and the numerical value of the present invention is the smallest in the auxiliary axis and other items. In the case of Measurement Example 1, however, the stress acting on the pillar is concentrated at the portion connected to the support shaft. Therefore, it is evaluated that the structure like the present invention is safer and superior in practical application to all four dams.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사방댐의 정면도를 나타낸 것이고, 도 8은 도 7에 도시된 사방댐의 기둥과 보의 결합상태를 나타낸 것이다.Figure 7 shows a front view of the four-sided dam in accordance with another embodiment of the present invention, Figure 8 shows the coupled state of the pillars and beams of the four-sided dam shown in FIG.
본 실시예에는 기둥(210)에 설치되는 보(220)의 길이를 앞의 실시예와 달리 보(220)의 길이는 기둥(210)과 기둥(210)사이의 간격과 같다. 이처럼 보(220)의 길이를 기둥(210)간격과 동일하게 하는 것은 운반 및 설치작업의 편의성을 고려한 것으로서 강폭이 넓거나 보(220)의 운반이 여의치 않은 경우에 적합하다. 한편, 이와 같이 보(220)의 길이가 기둥(210)의 설치간격과 동일한 경우에도, 보(220)와 기둥(210)의 볼트(300)체결이 용이하도록 보(220)의 밑면에 개방구(221)를 형성하는 것이 좋다.In the present embodiment, the length of the beam 220 is different from the previous embodiment, the length of the beam 220 installed on the pillar 210 is equal to the distance between the pillar 210 and the pillar 210. The length of the beam 220 to be equal to the distance between the pillars 210 is considered in consideration of the convenience of the transport and installation work is suitable for a wide width of the river or when the transport of the beam 220 is not easy. On the other hand, even when the length of the beam 220 is the same as the installation interval of the pillar 210 in this way, the opening on the bottom of the beam 220 to facilitate fastening of the bolt 300 of the beam 220 and the pillar 210. It is good to form 221.
실시예를 통해 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 폐자재와 충돌로 인한 충격을 일차적으로 보가 흡수하므로 기둥의 손상이 덜 발생하며 보의 교체가 간단하여 사방댐의 유지관리가 용이하다는 장점이 있다.According to the present invention as described through the embodiment, since the beam primarily absorbs the impact due to the impact of the waste material, there is an advantage that the damage of the column occurs less and the replacement of the beam is simple and easy maintenance of the four-side dam.
이상에서 버트러스 강재 사방댐에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.The technical idea of the butrus steel four-way dam in the above was described with the accompanying drawings, but this is only illustrative of the best embodiments of the present invention and not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
도 1은 종래 사방댐의 정면도를 나타낸 것이고,1 shows a front view of a conventional four-sided dam,
도 2는 도 1에 도시된 사방댐의 측면도를 나타낸 것이며,Figure 2 shows a side view of the four-sided dam shown in Figure 1,
도 3은 도 1에 도시된 사방댐의 기둥과 보의 결합상태를 나타낸 것이고,Figure 3 shows the coupled state of the pillar and beam of the four-side dam shown in Figure 1,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 사방댐의 정면도를 나타낸 것이며,Figure 4 shows a front view of the four-sided dam in accordance with an embodiment of the present invention,
도 5는 도 4에 도시된 사방댐의 측면도를 나타낸 것이고,Figure 5 shows a side view of the four-sided dam shown in Figure 4,
도 6은 도 4에 도시된 사방댐의 기둥과 보의 결합상태를 나타낸 것이며,FIG. 6 illustrates a coupling state between the pillar and the beam of the four-side dam shown in FIG. 4,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사방댐의 정면도를 나타낸 것이고,Figure 7 shows a front view of the four-sided dam in accordance with another embodiment of the present invention,
도 8은 도 7에 도시된 사방댐의 기둥과 보의 결합상태를 나타낸 것이다.FIG. 8 illustrates a coupling state between the pillar and the beam of the four-side dam shown in FIG. 7.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of the code for the main part of the drawing>
210 : 기둥 220 : 보210: pillar 220: beam
230 : 버팀축 240 : 보조축230: bracing shaft 240: auxiliary shaft
300 : 볼트300: Bolt
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