KR100534456B1 - Tunnel support lattice girder - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터널지지용 철근격자지보에 관한 것으로, 그 목적은 터널에 설치되는 격자지보에 있어 격자지보를 구성하는 스틸바들의 이격거리를 변화시키고, 이 스틸바들의 이격거리를 확보하는 연결부재를 설치하여 하중이 집중되는 부분을 보강해 주고, 이음수단을 통해 격자지보의 조립이 용이하며, 격자지보의 하부에 연약지반 지지보를 더 제공하여 안정된 시공이 가능하도록 하고, 콘크리트와 부착력이 우수하여 시공품질이 매우 뛰어난 터널지지용 철근격자지보를 제공함을 목적으로 한다.The present invention relates to a reinforced steel grid support for tunnel support, the object of which is to change the separation distance of the steel bars constituting the grid support in the grid support installed in the tunnel, and to provide a connecting member for securing the separation distance of the steel bars It reinforces the part where load is concentrated by installing, and it is easy to assemble the grid support through the joint means, and it is possible to provide stable ground support beam at the bottom of the grid support to enable stable construction, and it is excellent in concrete and adhesion. The purpose is to provide high quality tunnel support reinforced steel grid support.
상기 목적달성을 위한 본 발명은 평행하게 연장되어 아치형의 곡선을 형성하는 하부 스틸바와, 상기 하부 스틸바의 상부에서 상기 하부 스틸바와 이격거리를 갖으며 아치형의 곡선을 형성하는 상부 스틸바와, 상기 하부 스틸바와 상기 상부 스틸바를 연결해주는 연결부재로 구성되며, 지면에 이웃하는 한 쌍의 제1영역들과, 상기 한 쌍의 제1 영역들을 연결하는 제2 영역으로 구분되는 터널지지용 격자 거더에 있어서, 상기 하부 스틸바와 상기 상부 스틸바는, 아치형 곡선의 최상단으로 갈수록 점차적으로 그들의 이격거리가 변화되는 것을 그 기술적 요지로 한다.The present invention for achieving the object is a lower steel bar extending in parallel to form an arcuate curve, an upper steel bar having a distance between the lower steel bar and an arcuate curve on the upper portion of the lower steel bar, and the lower In the tunnel support grid girders consisting of a steel bar and a connecting member for connecting the upper steel bar, divided into a pair of first regions adjacent to the ground, and a second region connecting the pair of first regions Further, the lower steel bar and the upper steel bar, the technical point that their separation distance is gradually changed toward the top of the arcuate curve.
Description
본 발명은 터널지지용 철근격자지보에 관한 것으로, 보다 상세하게는 NATM 공법을 통해 터널 공사시 사용되는 격자지보에 있어, 상기 격자지보를 구성하는 스틸바들의 이격거리를 하중이 집중되는 구간에서 더 넓게 이격시켜 줌에 따라 쇼크리트 타설 후 형성되는 철근콘크리트 합성부재가 안정적인 구조를 가지도록 하는 터널지지용 철근격자지보를 제공하는 것이다.The present invention relates to a reinforced steel grid support for tunnel support, and more particularly in the grid support used in tunnel construction through the NATM method, the separation distance of the steel bars constituting the grid support further in the section where the load is concentrated It is to provide a reinforcing steel grid support for the tunnel support to ensure that the reinforced concrete composite member formed after the shoveling concrete has a stable structure according to the wide separation.
일반적으로, 터널을 굴진시키는 공사는 지반의 침몰 및 암반의 낙하를 방지하기 위해 터널을 굴진시킴과 동시에 격자지보를 설치한다.In general, the construction of the tunnel excavation to install the grid support at the same time as the tunnel to prevent the sinking of the ground and falling of the rock.
상기 격자지보(lattice Girder)는 NATM(New Austrian Turnnelling Method)공법에서 터널공사시 아치형 지보공의 설치를 록볼트 와이어 매쉬, 쇼크리트 등의 타설공사와 함께 수행할 설치되는 것이다.The lattice girders (lattice girder) is to be installed to perform the installation of the arch-shaped support ball during the tunnel construction in the New Austrian Turnnelling Method (NATM) together with the pour construction such as rock bolt wire mesh, shock concrete.
상기 NATM 공법은 록 볼트나 쇼크리트 등의 가시적인 인공지보에 의한 효과를 기대함과 동시에 암반자체가 갖고 있는 강도, 즉 하중 지지력을 충분히 이용하여 최적의 경제성과 높은 품질의 터널을 추구하는 공법이라 할 수 있다. The NATM method is a method that seeks the optimal economic efficiency and high quality tunnel by fully utilizing the strength of the rock mass, that is, the load bearing capacity, while anticipating the effects of visible artificial supports such as lock bolts and shockcrete. can do.
여기서 격자지보는 강지보재의 한 종류로서 터널주위에 발생하는 지압을 효과적으로 지지하며, 강봉을 삼각형 형태로 묶어 제조하였기 때문에 쇼크리트 타설이 용이하고 지보재의 배면에 발생되는 공동을 최소화 하여 보다 안정된 터널구조를 만드는 강지보재이다.The grid support is a kind of steel support, which effectively supports the pressure generated around the tunnel, and is manufactured by tying steel rods in a triangular form so that it is easy to place concrete and minimizes the cavity generated on the back of the support. It is a stronghold making.
종래의 격자지보는 길이방향으로 연장된 원형 단면의 상부스틸바와, 상기 상부스틸바보다 상대적으로 작은 직경을 갖는 한 쌍의 하부스틸바 사이에, 가칭 스파이더(spider)라 불리는 다수의 연결부재들을 길이방향으로 일정간격을 유지하면서 각각 용접시공하여 구성된다.Conventional lattice girders have a length between a plurality of connecting members called tentative spiders between an upper steel bar of a circular cross section extending in the longitudinal direction and a pair of lower steel bars having a diameter smaller than the upper steel bar. It is constructed by welding each while maintaining a constant interval in the direction.
여기서, 스파이더는 레티스(lattice)철선, 스틸 와이어 등을 길이 방향의 삼각 트러스 형상, 즉 3차원 폐다각형의 형태로 절곡시킨 후 양 끝단을 용접시킨 것이다.Here, the spider is bent the end of the lattice (lattice) wire, steel wire, etc. in the form of a triangular truss in the longitudinal direction, that is, three-dimensional closed polygons and welded at both ends.
그러나 상기와 같이 구성된 격자지보는 상부스틸바와 하부스틸바 사이에 동일한 크기의 스파이더를 일률적으로 조립하기 때문에 격자지보의 단면의 크기가 전체적으로 동일하게 구성되어, 하중이 집중되는 부분에 휨이 발생하거나 파손되는 문제점이 발생하고, 특히 아치부의 최상단이 파손되는 문제점이 있다.However, since the grid girders constructed as described above uniformly assemble spiders of the same size between the upper and lower steel bars, the cross section of the grid girders is configured to have the same overall size, so that bending or breakage occurs in the portion where load is concentrated. There arises a problem, in particular there is a problem that the top end of the arch portion is broken.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출되는 것으로, 터널에 설치되는 격자지보에 있어 격자지보를 구성하는 스틸바들의 이격거리를 변화시키고, 이 스틸바들의 이격거리를 확보하는 연결부재를 설치하여 하중이 집중되는 부분을 보강해 주고, 이음수단을 통해 격자지보의 조립이 용이하며, 격자지보의 하부에 연약지반 지지보를 더 제공하여 안정된 시공이 가능하도록 하고, 콘크리트와 부착력이 우수하여 시공품질이 매우 뛰어난 터널지지용 철근격자지보를 제공함을 목적으로 한다.The present invention is created in order to solve the above-described problems, the connection member for changing the separation distance of the steel bars constituting the grid support in the grid support installed in the tunnel, to ensure the separation distance of the steel bars Reinforce the part where the load is concentrated by installing the, easy to assemble the grid support through the joint means, to provide a soft ground support beam at the bottom of the grid support to enable stable construction, excellent concrete and adhesion It is an object of the present invention to provide reinforced steel support for tunnel support with excellent construction quality.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 평행하게 연장되어 아치형의 곡선을 형성하는 하부 스틸바와, 상기 하부 스틸바의 상부에서 상기 하부 스틸바와 이격거리를 갖으며 아치형의 곡선을 형성하는 상부 스틸바와, 상기 하부 스틸바와 상기 상부 스틸바를 연결해주는 연결부재로 구성되며, 지면에 이웃하는 한 쌍의 제1영역들과, 상기 한 쌍의 제1 영역들을 연결하는 제2 영역으로 구분되는 터널지지용 격자지보에 있어서, 상기 하부 스틸바와 상기 상부 스틸바는, 아치형 곡선의 최상단으로 갈수록 점차적으로 그들의 이격거리가 변화됨을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a lower steel bar extending in parallel to form an arcuate curve, an upper steel bar having a distance and the arcuate curve at the upper portion of the lower steel bar to form an arcuate curve, and It is composed of a connecting member for connecting the lower steel bar and the upper steel bar, a pair of first areas adjacent to the ground and the grid support for tunnel support divided into a second area connecting the pair of first areas The lower steel bar and the upper steel bar are characterized in that their separation distance gradually changes toward the top of the arcuate curve.
또한 상기 제2 영역의 하부 스틸바와 상부 스틸바는, 상부로 갈수록 그들의 이격거리가 증가되는 것을 특징으로 한다.In addition, the lower steel bar and the upper steel bar of the second region, characterized in that their separation distance increases toward the top.
또한 상기 제1 영역의 하부 스틸바와 상부 스틸바는, 하부로 갈수록 그들의 이격거리가 증가되는 것을 특징으로 한다.In addition, the lower steel bar and the upper steel bar of the first region, characterized in that their separation distance increases toward the bottom.
또한 상기 제1 영역의 하부 스틸바와 상부 스틸바는, 상기 제2 영역의 하부 스틸바 및 상부 스틸바와 각각 연속된 아치형의 곡선을 형성함을 특징으로 한다.In addition, the lower steel bar and the upper steel bar of the first region, characterized in that each of the lower steel bar and the upper steel bar of the second region is formed in a continuous arc-shaped curve.
또한 상기 연결부재는, 상기 하부 스틸바와 상기 상부 스틸바를 연결하도록 스틸로드를 절곡 후 양 끝단을 용접함으로써 3차원의 폐다각형과 같은 삼각트러스형상을 갖는 다수개의 스파이더들인 것을 특징으로 한다.The connecting member may be a plurality of spiders having a triangular truss shape such as a three-dimensional closed polygon by bending both ends of the steel rod to connect the lower steel bar and the upper steel bar.
또한 상기 연결부재는 상기 상부스틸바와 하부스틸바들을 연결하도록 다수개의 용접부를 구비하고 중심부에 관통홀이 형성되어 있는 스페이서인 것을 특징으로 한다.In addition, the connection member is characterized in that the spacer having a plurality of welds and a through hole formed in the center to connect the upper and lower steel bars.
또한 상기 제2영역의 연결부재는 상기 하부 스틸바와 상기 상부 스틸바를 연결하도록 스틸로드를 절곡 후 양 끝단을 용접함으로써 3차원의 폐다각형과 같은 삼각트러스형상을 갖는 다수개의 스파이더이고, 상기 제1영역의 연결부재는 상기 상부스틸바와 하부스틸바들을 연결하도록 다수개의 용접부를 구비하고 중심부에 관통홀이 형성되어 있는 스페이서인 것을 특징으로 한다.In addition, the connection member of the second region is a plurality of spiders having a triangular truss shape, such as a three-dimensional closed polygon by bending both ends of the steel rod to connect the lower steel bar and the upper steel bar, and the first region. The connecting member is characterized in that the spacer having a plurality of welds and a through hole formed in the center to connect the upper and lower steel bars.
상기 연결부재는, 상기 하부 스틸바와 상기 상부 스틸바의 이격 거리에 따라 하부 스틸바와 상부 스틸바를 연결하도록 그의 크기가 변화됨을 특징으로 한다.The connecting member is characterized in that its size is changed to connect the lower steel bar and the upper steel bar according to the distance between the lower steel bar and the upper steel bar.
또한 상기 제1영역들의 상부스틸바와 하부스틸바의 하부에 설치되되, 길이방향으로 연장되는 다수의 스틸바와, 상기 스틸바를 연결해주고 길이방향으로 일정간격을 유지하며 설치되는 스페이서로 구성되는 연약지반 지지보를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the soft ground support is installed in the lower portion of the upper and lower steel bars of the first region, a plurality of steel bars extending in the longitudinal direction, the spacer is connected to the steel bars and installed at a constant interval in the longitudinal direction Characterized in that further comprises a beam.
이하, 본 발명에 대하여 구성 및 작용을 첨부도면과 연계하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명의 격자지보를 나타낸 정면도, 도 2 는 본 발명의 스파이더의 구조를 나타낸 예시도, 도 2a 는 본 발명의 스파이더의 구조를 나타낸 측면도, 도 3 은 본 발명의 스페이서의 구조를 나타낸 예시도, 도 4 는 본 발명의 스틸바들을 상세히 나타낸 예시도, 도 5 는 본 발명의 제2영역의 스틸바와 연결부재의 결합구조를 나타낸 예시도, 도 6 은 본 발명의 제1영역의 스틸바와 연결부재의 결합구조를 나타낸 예시도로서,1 is a front view showing the grid support of the present invention, Figure 2 is an exemplary view showing the structure of the spider of the present invention, Figure 2a is a side view showing the structure of the spider of the present invention, Figure 3 is a structure of the spacer of the present invention 4 is an exemplary view showing the steel bars of the present invention in detail, Figure 5 is an exemplary view showing a coupling structure of the steel bar and the connecting member of the second region of the present invention, Figure 6 is a view of the first region of the present invention As an illustration showing the coupling structure of the steel bar and the connection member,
본 발명의 격자지보(10)는 터널의 내부에 설치되어 터널의 붕괴를 막아주는 것으로, 평행하게 연장되어 아치형의 곡선을 형성하는 한 쌍의 하부스틸바(12)와, 상기 하부스틸바(12)의 상부에서 상기 하부스틸바(12)와 이격거리를 갖으며 아치형의 곡선을 형성하는 상부스틸바(11)와, 상기 하부스틸바(12)와 상기 상부스틸바(11)를 연결하는 다수의 연결부재(20)로 구성되되, 상기 상부스틸바(11)와 상기 하부스틸바(12)는 아치형 곡선의 최상단으로 갈수록 점차적으로 그들의 이격거리가 변화된다.The grating support 10 of the present invention is installed inside the tunnel to prevent the collapse of the tunnel, a pair of lower steel bars 12 extending in parallel to form an arcuate curve, and the lower steel bar 12 A plurality of upper steel bars 11 having a distance from the lower steel bar 12 and forming an arcuate curve at the upper part of the upper part, and connecting the lower steel bar 12 and the upper steel bar 11 to each other. Consists of the connecting member 20, the upper steel bar 11 and the lower steel bar 12 is gradually moved to the top of the arcuate curve, their separation distance gradually changes.
상기와 같이 구성되는 격자지보(10)는 터널의 내부에서 조립이 용이하도록 지면과 이웃하는 한 쌍의 제1영역(30)들과, 상기 한 쌍의 제1영역(30)들을 연결하는 제2영역(40)으로 구분된다.The grid support 10 configured as described above has a pair of first regions 30 adjacent to the ground and a second connecting the pair of first regions 30 to facilitate assembly in the tunnel. It is divided into an area 40.
이때 상기 제2영역(40)의 하부스틸바(12)와 상부스틸바(11)는, 상부로 갈수록 그들의 이격거리가 증가되며, 또한 상기 제1영역(30)의 하부스틸바(12)와 상부스틸바(11)는 상단에서 하부로 갈수록 그들의 이격거리가 증가되도록 구성되고, 이에 따라 하중이 집중되는 부분이 보강되어 진다.At this time, the lower steel bar 12 and the upper steel bar 11 of the second region 40, the separation distance increases toward the top, and also the lower steel bar 12 of the first region 30 and The upper steel bar 11 is configured to increase their separation distance from the top to the bottom, thereby reinforcing the portion where the load is concentrated.
또한 상기 하부스틸바(12)와 상부스틸바(11)의 이격거리가 증가됨에 따라, 상기 상부스틸바(11)와 하부스틸바(12)를 연결해주는 다수의 연결부재(20)의 크기가 변화된다.In addition, as the distance between the lower steel bar 12 and the upper steel bar 11 is increased, the size of the plurality of connecting members 20 for connecting the upper steel bar 11 and the lower steel bar 12 Is changed.
여기서, 상기 연결부재(20)는 상기 하부스틸바(12)와 상기 상부스틸바(11)를 연결하도록 스틸로드를 절곡 후 양 끝단을 용접함으로써 3차원의 폐다각형과 같은 삼각트러스형상을 갖는 다수개의 스파이더(21)들로서, 이 스파이더(21)는 도 2에서와 같이 두 개의 경사부(22)에 의해 상부스틸바(11)에 상호 연결되어 있고, 횡단부(23)에 의해 하부스틸바(12)에 상호 연결되어 있는 4개의 연결부(24)를 가진다.Here, the connecting member 20 has a plurality of triangular trusses such as a three-dimensional closed polygon by bending both ends of the steel rod to connect the lower steel bar 12 and the upper steel bar 11 to each other. As two spiders 21, this spider 21 is interconnected to the upper steel bar 11 by two inclined portions 22, as shown in FIG. 2, and the lower steel bar by the transverse portion 23. 12 have four connections 24 interconnected.
또한 상기 연결부재(20)는 다각형 형태로 형성되고, 상기 하부스틸바(12)와 상부스틸바(11)를 상호 연결할 수 있도록 꼭지점부에 아크형태의 용접부(26)를 구비하고 있으며, 중심부에 관통홀(27)이 형성되어 있는 플레이트 형태의 스페이서(25)로서, 이 스페이서(25)는 상기 스파이더(21)의 사용에 비해 설치가 간단하고, 상기 상대적으로 하중이 적게 작용되는 부분에 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the connecting member 20 is formed in a polygonal shape, and provided with an arc-shaped welding part 26 at a vertex to connect the lower steel bar 12 and the upper steel bar 11 to each other. A plate-shaped spacer 25 having a through hole 27 formed therein, which is easier to install than the use of the spider 21, and is used for a portion where the load is relatively small. It is preferable.
또한 본 발명의 격자지보(10)는 상기 스파이더(21)와 스페이서(25)를 동시 병행하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 상기 제2영역(40)에는 상기 스파이더(21)를 사용하고, 상기 제1영역(30)에는 스페이서(25)를 사용한다. In addition, the grid support 10 of the present invention may be used in parallel with the spider 21 and the spacer 25, preferably the spider 21 is used in the second region 40, Spacers 25 are used in one region 30.
상기 연결부재가 하부스틸바(12)와 상부스틸바(11)의 이격거리가 증가됨에 따른 연결부재의 크기변화를 보다 상세히 설명하면, 상기 격자지보(10)의 제2영역(40)에 설치되는 연결부재(20)가 스파이더(21)일 경우에는, 상기 하부스틸바(12)와 상부스틸바(11)의 이격거리 증가에 상응하도록, 상기 스파이더(21)의 경사부(22)와 횡단부(23)의 높이를 변화시켜 상부스틸바(11)와 하부스틸바(12)의 이격거리를 확보하고, 또한, 아치형으로 연장되는 상부스틸바(11)에 경사부(22)가 용접될 수 있도록 상기 스파이더(21)의 경사부(22)를 아치형으로 연장되는 상부스틸바의 반경과 상응하도록 일측방향으로 경사지도록 형성하여 용접이 용이하도록 구성한다.When the connecting member is described in detail with respect to the size change of the connecting member as the distance between the lower steel bar 12 and the upper steel bar 11 is increased in detail, it is installed in the second area 40 of the grid support 10 When the connecting member 20 is a spider 21, the inclined portion 22 of the spider 21 crosses the slope to correspond to an increase in the separation distance between the lower steel bar 12 and the upper steel bar 11. By changing the height of the part 23 to secure the separation distance between the upper steel bar 11 and the lower steel bar 12, and the inclined portion 22 is welded to the upper steel bar 11 extending in an arc shape. The inclined portion 22 of the spider 21 is formed to be inclined in one direction so as to correspond to the radius of the upper steel bar extending in an arc shape so as to facilitate welding.
또한 격자지보(10)의 제1영역(30)에 설치되는 연결부재(20)가 스페이서(25)일 경우에는 하부방향으로 증가되는 하부스틸바(12)와 상부스틸바(11)의 이격거리에 대응하도록 상기 스페이서(25)의 폭이 점차적으로 커지도록 구성된다. In addition, when the connecting member 20 installed in the first region 30 of the grid support 10 is a spacer 25, the separation distance between the lower steel bar 12 and the upper steel bar 11 that increases in the downward direction. In order to correspond to the width of the spacer 25 is configured to gradually increase.
한편 상기 제1영역(30)의 하부스틸바(12)와 상부스틸바(11)는, 상기 제2영역(40)의 하부스틸바(12) 및 상부스틸바(11)와 각각 연속된 아치형 곡선을 형성하고 또한 상기 제1영역(30)과 제2영역(40)의 하부스틸바(12)와 상부스틸바(11)는 이음수단(50)에 의해 연결되어 아치형 곡선을 형성하게 된다. Meanwhile, the lower steel bar 12 and the upper steel bar 11 of the first region 30 are arcuate continuous with the lower steel bar 12 and the upper steel bar 11 of the second region 40, respectively. The lower steel bar 12 and the upper steel bar 11 of the first region 30 and the second region 40 are connected by the joint means 50 to form a curved curve.
또한 상기 제1영역(30)과 제2영역(40)의 하부스틸바(12)와 상부스틸바(11)는 시공현장의 구조에 따라 다수의 구간으로 나누어 이음수단(50)을 통해 연결하여 시공할 수 있다. 물론 안정성 및 시공성 고려하여 이음수단(50)에 의해 연결되는 이음개소가 최소가 되도록 해야 한다.In addition, the lower steel bar 12 and the upper steel bar 11 of the first region 30 and the second region 40 is divided into a plurality of sections according to the construction site construction by connecting through the joint means (50) Can be installed. Of course, the joints connected by the joint means 50 should be minimized in consideration of stability and workability.
상기 이음수단(50)은 제1영역(30)과 제2영역(40)의 하부스틸바(12)와 상부스틸바(11)에 각각 설치되고, 상기 스틸바들의 길이간 조립시 볼트결합이 용이하도록 볼트구멍(54)(54a)(55)(55a)이 구비된 한 쌍의 플랜지연결수단(51)(51a)으로 구성된다.The joint means 50 is installed on the lower steel bar 12 and the upper steel bar 11 of the first region 30 and the second region 40, respectively, and the bolt coupling is performed when assembling the lengths of the steel bars. It consists of a pair of flange connection means 51 and 51a provided with the bolt holes 54, 54a, 55 and 55a for ease.
상기 플랜지 연결수단(51)(51a)은 상부스틸바(11)과 하부스틸바(12)의 양측에 각각 용접으로 고정된 베이스판(52)(52a)에서 수직으로 꺾여 'ㄱ ' 앵글 형상을 갖는 제1,2 플랜지판(53)(53a)으로 이루어져 있다.The flange connecting means (51) (51a) is bent vertically on the base plate (52) (52a) respectively fixed by welding on both sides of the upper steel bar (11) and the lower steel bar (12) to form a 'b' angle shape It consists of the 1st, 2nd flange plate 53 (53a) which has.
베이스판(52)(52a)의 길이는 제1,2 플랜지판(53)(53a)의 길이보다 상대적으로 길게 형성되어 있으며, 이에 따라 상부스틸바(11) 및 하부스틸바(12)와의 용접길이 및 접촉면적을 넓게 가져갈 수 있으므로 격자지보의 취약부분인 이음부분을 구조적으로 보강시킬 수 있다.The lengths of the base plates 52 and 52a are relatively longer than the lengths of the first and second flange plates 53 and 53a. Accordingly, the base plates 52 and 52a are welded to the upper and lower steel bars 11 and 12. Since the length and contact area can be taken widely, the joints, which are weak parts of the grid support, can be structurally reinforced.
특히 각각의 제1,2 플랜지판(53)(53a)에 형성된 볼트구멍(54)(54a)(55)(55a)들은 서로 대응하는 위치에 서로 다른 직경으로 형성되어 있다.In particular, the bolt holes 54, 54a, 55, 55a formed in each of the first and second flange plates 53, 53a are formed with different diameters at positions corresponding to each other.
즉, 제1플랜지판(53)에는 상부와 하부에 다각형형태의 제1고정구멍(54)과 원형의 제1구멍(55)이 형성되어 있으며, 이에 상응하는 제2플랜지판(53a)에는 상부와 하부에 원형의 제2구멍(55a)과 다각형 형태의 제2고정구멍(54a)이 천공되어 있다. 이때, 제1고정구멍(54)과 제2고정구멍(54a)은 서로 엇갈리게 제1,2플랜지판(53)(53a)에 배치되게 된다.That is, the first flange plate 53 is formed in the upper and lower polygonal first fixing hole 54 and the circular first hole 55, the second flange plate 53a corresponding to the upper A circular second hole 55a and a polygonal second fixing hole 54a are drilled in and below. At this time, the first fixing hole 54 and the second fixing hole 54a are alternately arranged on the first and second flange plates 53 and 53a.
상기와 같은 플랜지연결수단(51)(51a)을 갖는 격자지보들이 서로 연결될 때, 각각의 제1플랜지판(53)과 제2플랜지판(53a)은 서로 면접하게 되고, 이와 동시에 제1고정구멍(54)과 제2구멍(55a)이 일치하고, 그리고 제2고정구멍(54a)과 제1구멍(55)이 일치하게 된다.When the grid supports having the flange connecting means (51) (51a) as described above are connected to each other, each of the first flange plate 53 and the second flange plate (53a) is interviewed with each other, and at the same time the first fixing hole 54 and the second hole 55a coincide, and the second fixing hole 54a and the first hole 55 coincide.
상기 볼트(56)는 반구형, 접시형, 육각형 등의 형상을 갖는 볼트헤드(56a)와, 상기 볼트헤드(56a)의 하면에 일체형으로 형성된 다각형형태의 돌출부(56b)와, 상기 돌출부(56b) 하면 축심에 일체형으로 돌출형성되며 나사산을 갖는 나사축(56c)으로 형성되어 있다.The bolt 56 has a bolt head 56a having a hemispherical shape, a plate shape, a hexagon shape, and the like, a polygonal protrusion 56b integrally formed on the bottom surface of the bolt head 56a, and the protrusion 56b. The lower surface is formed integrally with the shaft center and is formed of a screw shaft 56c having a thread.
특히 상기 볼트(56)가 제1,2고정구멍(54)(54a)에 완전히 삽입될 경우, 다각형 돌출부(56b)가 제1,2고정구멍(54)(54a)에 끼워져 결속되어 회전이 불가능하기 때문에 볼트 헤드 조임용 조임공구가 필요 없게 되고, 너트(57)를 조여주는 조임공구만으로 용이하게 조립시킬 수 있다.In particular, when the bolt 56 is completely inserted into the first and second fixing holes 54 and 54a, the polygonal protrusion 56b is fitted into the first and second fixing holes 54 and 54a, thereby binding and rotation is impossible. This eliminates the need for a bolt head tightening tool, and can be easily assembled by only a tightening tool for tightening the nut 57.
이와 같은 본 발명의 이음수단(50)은 볼트의 헛돌음이 방지되어 격자지보의 고공 조립작업시 매우 용이하고, 어두운 막장 안에서의 시공성이 우수함에 따라, 편리한 조립작업 환경을 제공함과 동시에, 사용자가 조임용공구 하나만을 사용하여 한손으로 간단하게 볼트(56)와 너트(57)를 체결시킬 수 있는 것이다.As described above, the joint means 50 of the present invention is prevented from bolting and is very easy during high-assembly work of lattice beams, and has excellent workability in a dark film, thereby providing a convenient assembly work environment and allowing a user to By using only one tightening tool, the bolt 56 and the nut 57 can be fastened with one hand.
또한 상기 제1,2고정구멍(54)(54a)들은 플랜지판(53)(53a)에서 서로 엇갈리게 배치되어 있기 때문에, 볼트 조립 후 체결부의 비틀림 방지와 정밀 시공의 효과를 갖게 된다.In addition, since the first and second fixing holes 54 and 54a are alternately arranged in the flange plates 53 and 53a, the first and second fixing holes 54 and 54a are prevented from twisting and tightening of the fastening part after the bolt assembly.
한편 본 발명은 도9, 도10에서와 같이 격자지보(10)를 구획하는 제1영역(30)의 하부에 터널의 길이방향으로 연장되는 연약지반 지지보(60)를 더 설치하여 제1영역(30)과 연결해줌으로써 격자지보(10)가 설치되는 터널내부의 지면이 연약지반일 경우 격자지보(10)가 지반으로 침식되는 것을 방지해준다.Meanwhile, the present invention further provides a soft ground support beam 60 extending in the longitudinal direction of the tunnel at a lower portion of the first region 30 partitioning the grid support 10 as shown in FIGS. 9 and 10. By connecting with the (30), if the ground inside the tunnel in which the grid support 10 is installed is a soft ground prevents the grid support 10 from being eroded into the ground.
상기 연약지반 지지보(60)는 터널의 길이방향으로 연장되는 다수의 스틸바(61)와, 상기 스틸바(61)를 연결해주는 것으로, 터널의 길이방향으로 소정의 간격을 유지하며 설치되는 다수의 스페이서(62)로 구성된다.The soft ground support beam 60 is to connect a plurality of steel bars 61 extending in the longitudinal direction of the tunnel, and the steel bar 61, a plurality of installed while maintaining a predetermined interval in the longitudinal direction of the tunnel. It consists of a spacer 62 of.
이와 같은 연약지반지지보(60)는 지반에 하중을 분포하는 작용이 매우 우수하고, 격자형태로 구성되어 있어 경량화로 인한 운반 및 시공이 용이하다.Such soft ground support (60) has a very excellent effect of distributing the load on the ground, it is configured in a grid form is easy to transport and construction due to light weight.
한편 상기 상부스틸바(11)와, 하부스틸바(12) 및 스파이더(21)는 고강도 신소재 철근 재료를 사용하고 고강도 철선을 신선시키는 공법 또는 냉간압연(cold rolling)공법에 의해서, 외표면에 돌기부(13)와 홈부(14)를 형성하고 있으며, 상기 돌기부(13)와 홈부(14)에 의해 콘크리트와의 상대적인 접촉면적 증가에 따라 콘크리트에 대한 접합력이 상대적으로 증가시키는 역할을 한다.On the other hand, the upper steel bar 11, the lower steel bar 12 and the spider 21 is a high-strength material reinforcing material using a method of drawing a high-strength steel wire or cold rolling (cold rolling) method, the projection on the outer surface 13 and the groove portion 14, and the protrusion 13 and the groove portion 14 serves to increase the bonding force to the concrete relative to the increase in the relative contact area with the concrete.
예컨데 상부스틸바(11)와 하부스틸바(12) 및 스파이더(21)는 이형철선(deformed wire)내지 돌기형 철선(ribbed wire)등이 사용 가능하다.For example, the upper steel bar 11, the lower steel bar 12, and the spider 21 may use a deformed wire or a ribbed wire.
또한 상기 스파이더(21)는 강봉을 이용하여 절곡함으로써 사용이 가능하다. In addition, the spider 21 can be used by bending using a steel bar.
상기 돌기부(13)는 사선, 십자선 형상을 갖게 형성될 수 있고, 홈부(14)의 형상도 용이하게 사선, 십자선 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 돌기부(13)와 홈부(14)는 항상 균일하게 유지하고 있으므로 상대적으로 넓은 접촉면적을 콘크리트에 제공하고, 이에 따라 콘크리트에 대한 부착력이 격자지보 전체의 구조적 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.The protruding portion 13 may be formed to have an oblique and cross-shaped shape, the shape of the groove portion 14 may also be easily formed into an oblique, cross-shaped shape, the protruding portion 13 and the groove 14 is always uniform. Since it provides a relatively large contact area to the concrete, the adhesion to the concrete can greatly improve the structural stability of the grid girders.
이와 같이 본 발명은 철근을 사용함으로써 재료의 수급이 용이하며 제작단가를 낮춤과 동시에 쇼크리트와의 밀착성을 향상시켜 시공품질 향상된다.As described above, the present invention facilitates supply and demand of materials by using reinforcing bars, and at the same time, lowers the manufacturing cost and improves adhesion to the shock concrete, thereby improving construction quality.
상기와 같이 구성되는 격자지보(10)는 쇼크리트를 타설함으로써 철근콘크리트 구조의 합성지보가 되어 거동하게 되고, 상기 합성지보에 있어 하부스틸바와 상부스틸바의 이격거리 변화에 따른 합성지보 단면의 응력을 실시예를 통해 설명하면 다음과 같다.The lattice support 10 constructed as described above becomes the composite support of the reinforced concrete structure by placing shock concrete, and the stress of the cross section of the composite support according to the change of the separation distance between the lower steel bar and the upper steel bar in the composite support. When described through the embodiment as follows.
<실시예1>Example 1
격자지보의 패턴은 type-4구간(L.G 50× 20× 30+ S.C 120)의 부재 A와 천정부를 (L.G 70×20×30 + S.C 120) 하고 나머지 구간은 L.G 50×20×30+ S.C 120 로 한 부재B로 구분한다.(참고도 1은 격자지보의 해석모델링을 나타낸 예시도)The pattern of the lattice girders consists of member A and ceiling of type-4 section (LG 50 × 20 × 30 + SC 120) (LG 70 × 20 × 30 + SC 120), and the remaining sections are LG 50 × 20 × 30 + SC 120. (Refer to Fig. 1 is an illustration showing analytical modeling of lattice supports).
1. 부재A의 단면의 도심을 구하면 다음과 같다.(참고도 2는 합성단면을 나타낸 예시도이고, 참고도 3은 합성지보의 도심을 나타낸 예시도이다)1. When the center of the cross section of member A is obtained, it is as follows. (Ref.
- 쇼크리트 탄성계수: 1,500,000ton/㎡-Shockcrete modulus: 1,500,000ton / ㎡
- Steel bar 탄성계수: 21,000,000ton/㎡-Elastic modulus of steel bar: 21,000,000ton / ㎡
- 격자거더 규격 : 50×20×30-Grid girder size: 50 × 20 × 30
- 쇼크리트 두께 (t) : 120mm-Shockcrete thickness (t): 120mm
- 격자지보 간격 (L) : 1500mm-Grid beam spacing (L): 1500mm
<참고도1><Reference 1>
상기와 같이 구성되는 합성지보의 도심은The city center of the synthetic support configured as described above
강봉① 중심에서 쇼크리트 바닥면에서의 거리 a: 90mmDistance from bottom of shockcrete to center of steel bar a: 90mm
강봉② 중심에서 쇼크리트 바닥면에서의 거리 b: 15mmDistance from bottom of shockcrete to center of steel bar b: 15 mm
합성 단면의 단면 1차 모멘트는 = π/4 ×0.02²×21000000×2 ×0.09 + π /4 ×0.03²×21000000×0.015+ 1.5 ×0.12 × 1500000×0.06 = 17,610㎥·tonf/㎡ 이고, The cross-sectional primary moment of the composite section is = π / 4 × 0.02² × 21000000 × 2 × 0.09 + π / 4 × 0.03² × 21000000 × 0.015 + 1.5 × 0.12 × 1500000 × 0.06 = 17,610 m 3 · tonf / m 2
합성 단면적은 = π/4 ×0.02²×2 ×21000000 + π/4 ×0.03²× 21000000 + 1.5× 0.12 × 1500000 = 298,039㎡·tonf/㎡ 이며,The composite cross section is = π / 4 × 0.02² × 2 × 21000000 + π / 4 × 0.03² × 21000000 + 1.5 × 0.12 × 1500000 = 298,039 m 2 · tonf / m 2,
합성 단면의 도심은 = 59.087mm 이다.The centroid of the composite cross section is 59.087 mm.
<참고도2><Reference 2>
2. 부재 B의 단면의 도심을 구하면 다음과 같다.(참고도 4는 합성단면을 나타낸 예시도이고, 참고도 5는 합성지보의 도심을 나타낸 예시도이다)2. The center of the cross section of member B is obtained as follows. (Reference figure 4 is an exemplary view showing a composite cross section, and reference figure 5 is an exemplary view showing a downtown of a composite support.)
- 쇼크리트 탄성계수: 1,500,000ton/㎡-Shockcrete modulus: 1,500,000ton / ㎡
- Steel bar 탄성계수: 21,000,000ton/㎡-Elastic modulus of steel bar: 21,000,000ton / ㎡
- 격자거더 규격 : 70×20×30-Grid girder size: 70 × 20 × 30
- 쇼크리트 두께 (t) : 120mm-Shockcrete thickness (t): 120mm
- 격자지보 간격 (L) : 1500mm-Grid beam spacing (L): 1500mm
<참고도3><Reference 3>
상기와 같이 구성되는 합성지보의 도심은The city center of the synthetic support configured as described above
강봉① 중심에서 쇼크리트 바닥면에서의 거리 a: 110mmDistance from bottom of shockcrete to center of steel bar a: 110mm
강봉② 중심에서 쇼크리트 바닥면에서의 거리 b: 15mmDistance from bottom of shockcrete to center of steel bar b: 15 mm
합성 단면의 단면 1차 모멘트는 = π/4 × 0.02²×21000000× 2 ×0.11 + π/4 × 0.03²×21000000 ×0.015+ 1.5×0.12×1500000× 0.06 = 17,874㎥·tonf/㎡ 이고,The cross-sectional primary moment of the composite section is = π / 4 × 0.02² × 21000000 × 2 × 0.11 + π / 4 × 0.03² × 21000000 × 0.015 + 1.5 × 0.12 × 1500000 × 0.06 = 17,874 m 3 · tonf / m 2
합성 단면적은 = π/4 × 0.02²× 2×21000000 + π/4 ×0.03²× 21000000 + 1.5 × 0.12× 1500000 = 298,039㎡·tonf/㎡ 이며,The composite cross section is π / 4 × 0.02² × 2 × 21000000 + π / 4 × 0.03² × 21000000 + 1.5 × 0.12 × 1500000 = 298,039㎡ · tonf / ㎡,
합성 단면의 도심은 = 59.972mm 이다.The centroid of the composite cross section is = 59.972 mm.
<참고도4>Reference Figure 4
3. 지반반력 계수를 산정하면 wolfer 공식에 의해 3. Estimate the soil reaction coefficient by the wolfer formula
여기서 ED : 터널 주변지반의 지반탄성계수(t/m2)Where E D : Soil modulus of soil around tunnel (t / m 2 )
R : Lining의 등가반경 R: equivalent radius of lining
4. 고정하중과 이완하중으로 이루어진 격자지보의 작용하중을 구하면 다음과 같다. 4. The working load of the lattice beam consisting of the fixed load and the loose load is as follows.
고정하중(CASE1)은Fixed load (CASE1)
-단위중량 : 2.35tonf/m3 Unit weight: 2.35tonf / m 3
-탄성계수(E) : 2.35 E5(kgf/cm2)Modulus of elasticity (E): 2.35 E5 (kgf / cm 2 )
-구조체인 콘크리트 라이닝의 고정하중은 프로그램에서 자동으로 계산된다.The fixed load of the concrete lining, which is a structure, is calculated automatically by the program.
이완하중(CASE2)는 The relaxation load (CASE2)
-이완하중고 Hp : 0.8m (발파의 영향을 고려한 이완하중고)-Relaxation load Hp: 0.8m (relaxation load considering the effect of blasting)
-풍화암의 단위중량 : 2.3tonf/m3 Unit weight of weathered rock: 2.3tonf / m 3
-지반이완하중 Ws = 0.8× 2.3 = 1.840tonf/m2 Ground loosening load Ws = 0.8 × 2.3 = 1.840tonf / m 2
그래서 이완하중은 1.0×고정하중(CASE1) + 1.0×이완하중(CASE2)Therefore, the relaxation load is 1.0 × fixed load (CASE1) + 1.0 × relaxation load (CASE2)
5. 단면력도5. Sectional Force Diagram
-부재A의 단면력도는 L.G 50× 20× 30-Cross section force diagram of member A is L.G 50 × 20 × 30
-부재 B의 단면력도는 The cross-sectional force diagram of member B is
상부 120° L.G 70× 20× 30, 측벽부 L.G 50× 20× 30Top 120 ° L.G 70 × 20 × 30, Side Wall Part L.G 50 × 20 × 30
-상기 부재 A와 부재B의 단면2차모멘트는 The cross-sectional secondary moment of the member A and the member B is
-부재A의 발생 단면력 및 단면상수는 -The generated cross section force and cross section constant of member A
-부재A의 합성단면 응력은The composite section stress of member A
-부재B의 발생 단면력 및 단면상수는 The cross section force and cross section constant of member B
-부재B의 합성단면 응력은The composite section stress of member B
상기와 같은 실시예의 따른 부재A와 부재B를 살펴보면 발파영향에 의한 이완하중(이완하중고 0.8m) 적용시, 부재A(L.G 50×20×30 + S.C 120)의 경우 천단부 발생인장응력이 -6.531 kg/cm²으로 허용치 -6.1 kg/cm²을 초과하여 불안정한 것으로 나타났고 부재B(L.G 70×20×30 + S.C 120)의 경우 전위치에서의 발생응력이 허용응력 이내로 안정한 것으로 나타난 것을 알 수 있다.Looking at the member A and the member B according to the embodiment described above, when applied to the loosening load (releasing load 0.8m) due to the blasting effect, in the case of member A (LG 50 × 20 × 30 + SC 120) It was found to be unstable at 6.531 kg / cm² exceeding the allowable value of -6.1 kg / cm² and in case of member B (LG 70 × 20 × 30 + SC 120), the generated stress at all positions was found to be within the allowable stress. .
한편 발파영향에 의한 이완하중고가 0.8m 이하인 조건에서는 부재A와 부재B가 모두 안정하고, 발파영향에 의한 이완하중고가 0.9m 이상인 경우 부재A와 부재B가 모두 불안정 하다.On the other hand, both the members A and B are stable under the condition that the relaxation load height due to the blasting influence is 0.8 m or less, and both the members A and B are unstable when the relaxation load height due to the blasting influence is 0.9 m or more.
한편 동일한 하중조건에서는(H=0.8m) 부재A와 부재B를 검토한 결과 부재B가 약 13% 정도발생응력의 차이를 파악할 수 있다.On the other hand, under the same load condition (H = 0.8m), the result of examining the member A and the member B shows that the difference in the generated stress of the member B is about 13%.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
상기와 같은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는, 격자지보에 있어 하중이 집중되는 부분과 집중되지 않는 부분의 단면의 크기를 조절할 수 있도록 하부스틸바와 상부스틸바의 이격거리를 조절하여 하중이 집중되는 부분을 보강해 주고, 또한 연결부재인 스파이더와 스페이서를 격자지보에 가해지는 하중의 차이에 따라 선택적으로 사용하거나 병행하여 사용할 수 있어, 보다 효과적이고 안정적인 시공이 가능하고, 격자지보의 하부에 철근구조의 연약지반 지지보를 받쳐줌에 따라 격자지보와의 용접성 향상 및 시공현장의 작업성이 향상되도록 할 뿐만 아니라, 스틸바와 스파이더를 재료의 수급이 용이한 철근을 사용함으로써 제작단가를 낮춤과 동시에 쇼크리트와의 밀착성을 향상시켜 시공품질이 향상되는 매우 유용한 발명이다.The effect of the present invention can be expected by the configuration and action as described above, the distance between the lower steel bar and the upper steel bar to adjust the size of the cross section of the portion where the load is concentrated and the non-concentrated portion in the grid support It reinforces the part where the load is concentrated, and it can be used selectively or in parallel according to the difference of the load applied to the grid girders and the connecting member spider and spacer, which enables more effective and stable construction. By supporting the soft ground support beam of reinforcing structure at the lower part of the lower part, the weldability with the lattice beam is improved and the workability of the construction site is improved. It is a very useful invention that improves the construction quality by lowering and improving adhesion to the shock concrete.
도 1 은 본 발명의 격자지보의 영역구분 상태를 개략적으로 나타낸 정면도,1 is a front view schematically showing a region classification state of the grid support of the present invention,
도 2 는 본 발명의 스파이더의 구조를 나타낸 사시도,Figure 2 is a perspective view showing the structure of the spider of the present invention,
도 2a 는 본 발명의 스파이더의 구조를 나타낸 측면도,Figure 2a is a side view showing the structure of the spider of the present invention,
도 3 은 본 발명의 스페이서의 구조를 나타낸 사시도,3 is a perspective view showing the structure of the spacer of the present invention;
도 4 는 본 발명의 스틸바들을 상세히 나타낸 예시도,Figure 4 is an exemplary view showing in detail the steel bars of the present invention,
도 5 는 본 발명의 제2영역의 스틸바와 연결부재의 결합구조를 나타낸 예시도,5 is an exemplary view showing a coupling structure of a steel bar and a connection member of a second region of the present invention;
도 6 은 본 발명의 제1영역의 스틸바와 연결부재의 결합구조를 나타낸 예시도,6 is an exemplary view showing a coupling structure of a steel bar and a connection member of a first region of the present invention;
도 7 은 본 발명의 이음수단에 의한 격자지보의 조립구조를 나타낸 사시도,7 is a perspective view showing the assembly structure of the grid support by the joint means of the present invention,
도 8 은 본 발명의 이음수단에 끼워지는 볼트의 형상을 나타낸 예시도,8 is an exemplary view showing the shape of the bolt fitted to the joint means of the present invention,
도 9 는 본 발명의 연약지반 지지보 나타낸 예시도,9 is an exemplary view showing a soft ground support of the present invention,
도 10 은 본 발명의 격자지보에 연약지반 지지보 결합된 상태를 나타낸 예시도,10 is an exemplary view showing a state in which the soft ground support beam is coupled to the grid support of the present invention,
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
(10) : 격자지보 (11) : 상부스틸바(10): lattice beam (11): upper steel bar
(12) : 하부스틸바 (13) : 돌기부(12): lower steel bar (13): protrusion
(14) : 홈부 (20) : 연결부재14: groove 20: connecting member
(21) : 스파이더 (22) : 경사부21: spider 22: inclined portion
(23) : 횡단부 (24) : 연결부23: transverse section 24: connection section
(25)(62) : 스페이서 (26) : 용접부(25) (62): spacer 26: welded portion
(27) : 관통홀 (30) : 제1영역(27): Through hole (30): First area
(40) : 제2영역 (50) : 이음수단40: second zone 50: joint means
(51)(51a) : 플랜지연결수단 (52)(52a) : 베이스판(51) (51a): Flange connecting means (52) (52a): Base plate
(53) : 제1플랜지판 (53a) : 제2플랜지판53: first flange plate 53a: second flange plate
(54) : 제1고정구멍 (54a) : 제2고정구멍(54): first fixing hole (54a): second fixing hole
(55) : 제1구멍 (55a) : 제2구멍55: first hole 55a: second hole
(56) : 볼트56: Bolt
(56a) : 볼트헤드 (56b) : 돌출부56a: bolt head 56b: projection
(56c) : 나사축 (57) : 너트(56c): screw shaft 57: nut
(60) : 연약지반 지지보 (61) : 스틸바(60): soft ground support beam (61): steel bar
Claims (9)
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