KR100604993B1 - 강선이 도입된 단일 띠장의 강선 정착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하구조물 구축을 위한 터파기 공사시 프리스트레스트방식 띠장의 강선을 띠장의 단부에서 이격된 위치에 정착할 수 있도록 그 구조가 개량된 강선이 도입된 단일 띠장의 강선 정착장치에 관한 것이다.

그 구조는 강선이 긴장되는 긴장력을 갖는 프리스트레스트 방식의 띠장과, 그 띠장의 단부에 일단부가 일체로 볼트 결합되고 그 강선이 통과되도록 연결공이 형성되는 정착 몸체와, 그 정착 몸체의 타단부측에 마련되어 내부로 진입된 강선의 단부를 정착하기 위한 헤드 블럭과, 그 정착 몸체의 전면측에 돌출되게 형성되어 강선을 경사지게 지지하는 강선 받침대로 구성된다.

이에 따르면 본 발명은 강선의 급격한 꺾임을 방지하고 강선의 길이가 원호 형태로 연장되어 충분한 모멘트를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 큰 압축 및 인장력을 받는 부위에 대한 보강성을 얻을 수 있는 등의 유용한 효과를 갖는다.

Description

강선이 도입된 단일 띠장의 강선 정착장치{FIXING STRUCTURE OF SINGLE WALE BY USING STEEL WIRE}

도 1은 본 발명에 따른 강선이 도입된 단일 띠장의 강선 정착장치를 나타낸 평면도.

도 2는 본 발명의 요부를 나타낸 평단면도.

도 3은 본 발명의 정착장치에서 강선 받침대가 채용된 상태를 나타낸 정면도

도 4와 도 5는 본 발명 정착장치의 스톱퍼의 형상이 각기 다른 실시예를 나타낸 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 띠장 22 : 강선

200 : 정착 몸체 220 : 가이드 플레이트

250 : 스톱퍼 260 : 스티프너

300 : 강선 받침대 400 : 헤드 블럭

450 : 보호캡

본 발명은 강선이 도입된 단일 띠장의 강선 정착장치에 관한 것으로, 특히 지하구조물의 구축을 위한 터파기공사에서 프리스트레스트 방식 띠장의 강선을 띠장의 단부가 아닌 지점에서 강선의 배치와 일치하도록 경사지게 고정시킬 수 있도록 한 강선이 도입된 단일 띠장의 강선 정착장치에 관한 것이다.

통상 기존의 지하철 공사나 건물의 지하층을 만들기 위하여 터파기를 하는 경우의 시공방법은, 우선 계획된 평면을 따라 설계 깊이까지 구멍을 뚫고, 수직파일을 설치한다.

그 수직파일의 설치가 끝나면, 부분적으로 굴착을 하고, 주형보와 복공판을 설치한다.

이어서, 복공판의 설치가 끝나면 이후의 공사는 굴착작업과 굴착에 따른 버팀보의 설치가 반복되면서 공사가 진행된다.

따라서 이러한 가시설을 설계하기 위하여 굴착 단계별 토압과 버팀보에 작용하는 하중을 반복 계산하여, 최대값을 견딜 수 있도록 버팀보를 설치한다.

이런 방식으로 설계와 시공을 하다보니 버팀보의 개수가 많이 필요하게 되어, 대부분의 경우 2-3m 이내로 매우 촘촘하게 배치되며, 이렇게 촘촘하게 배치된 버팀보는 막장 내에서 건설자재의 운반이나, 중장비의 반입 및 공사 작업을 방해하는 매우 중대한 장애요인이 되고 있고, 추후 본 구조물이 설치될 때는 거푸집 작업이나 철근 작업에 막대한 지장을 초래하고 있으며, 본 구조물에 다수의 구멍이 생기는 것을 피할 수 없기 때문에, 완성된 지하구조물의 방수에 심각한 문제가 발생되고 있다.

지하구조물을 건설하기 위한 가시설 공법 중 앞에서 언급된 버팀보가 없는 방법으로 어쓰앵커를 이용하여 강재 파일을 지지하는 공법이 있으며, 이 방법은 파일의 뒷편 지반 속으로 경사구멍을 천공하여 강선이나 강봉을 삽입하고 삽입된 강봉의 끝 부분을 기계적인 방법이나 에폭시, 시멘트 그라우팅 등의 화학적인 방법을 사용하여 정착한 뒤, 강봉을 긴장하여 강재 파일을 고정시키는 방법이다.

이러한 방법으로 시공된 가시설은 내부 공간을 충분히 확보할 수 있어서 공사의 난이도가 개선되는 등의 장점이 있는 공법이다.

그러나, 이 공법의 최대 단점은 이 공법이 복잡한 시내에서 적용될 경우, 거의 대부분의 경우 인접 사유지를 침범하게 되어 민원이 발생될 여지가 많다는 점이며, 공사비가 비싸다는 점도 큰 문제점의 하나이다.

실용신안20-258949에는 트러스를 이용하여 가시설에서 굴착단면의 중간을 지나가는 버팀보를 제거하는 방법이 제시되어 있다. 이 방법은 비교적 깊이가 얕은 경우에 적용할 수 있을 것으로 기대되는데, 지표면 근처에 격자형으로 에이치빔을 이중으로 형성하고, 이들을 서로 수직재와 경사재로 보강하여 토압을 상부에 설치된 이들 2개 층의 트러스로서 받을 수 있도록 고안된 것이다.

이 방법은 지반 지지용 가시설의 버팀보 때문에 발생하는 굴착 및 본 구조물의 건설의 어려움을 극복하기 위하여 고안된 것으로, 굴착된 지반의 하부에 넓은 구조물이 들어가고 상부에는 좁은 구조물이 들어갈 경우에 편리한 공법으로 판단된다.

특허 10-188465와 실용신안 20-247053 및 일본특허 837994에는 프리스트레싱 을 이용한 띠장의 보강방법이 제시되어 있다. 이 방법은 기 설치된 띠장 위에 추가로 띠장을 설치하여 강선을 긴장함으로써 버팀보 사이의 간격을 넓히는 기술로서, 하나는 추가 띠장이 있는 경우이며, 다른 하나는 기존 에이치빔의 플랜지를 보강하는 방법이 제시되어 있다.

이 방법은 버팀보의 간격을 넓히는데 어느 정도 효과가 있을 것으로 기대되나, 강선이 직선 배치되어 있어서, 토압에 의하여 띠장에 발생하는 포물선 형상의 모멘트 분포와 달리 일정한 크기의 부모멘트가 발생함으로써, 하중에 의한 모멘트와 그 분포가 서로 다르기 때문에 보강되는 띠장의 길이에 한계가 있다.

그런데, 종래에는 상기한 프리스트레스트방식을 채용하는 띠장의 경우 강선을 띠장의 단부에서 고정되므로, 강선의 배치곡선을 길게 연장시킬 수 없게 되어 강선의 꺾임이 발생하므로 그 부위가 취약해질 뿐만 아니라, 강선의 위치에 따라 가변되는 원호 형태의 긴장 모멘트 곡선이 짧아져 충분한 힘을 얻을 수 없게 되는 문제점이 있었다.

또한, 힘이 전달됨에 따라 발생되는 압축 및 인장력을 받는 부위에 충분한 강성을 갖지 못하여 휘어지는 등의 구조적 취약점이 생기게 됨과 아울러, 심하게는 강선의 정착상태가 해제되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 지하구조물 구축을 위한 터파기공사에서 사용되는 프리스트레스트방식 띠장의 강선을 곡선으로 배치하도록 띠장의 단부에서 이격된 위치에 고정시킴으로 써, 토압에 대한 충분한 지지력을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 큰 압축 및 인장력을 받는 부위에 대한 보강성을 얻을 수 있도록 한 강선이 도입된 단일 띠장의 강선 정착장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일단부가 프리스트레스트방식의 띠장의 단부에 일체로 결합되며 상기 띠장의 강선 단부가 관통되는 연결공이 형성된 가로보 형태의 정착 몸체와,

상기 정착 몸체의 타단부측에 마련되며 상기 띠장의 강선 단부를 정착 고정하기 위한 헤드 블럭을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징으로, 상기 정착 몸체는 전면 일측에 전단력 보강을 위해 상기 강선 받침대와 이격된 위치에 돌출되게 형성된 스톱퍼를 더 구비하는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징으로, 상기 정착 몸체는 내주면에 상기 띠장의 강선의 내부 진입을 가이드하도록 곡률지게 형성된 가이드 플레이트가 더 구비되는 것이다.

또한, 상기 정착 몸체의 타단부에 결합되어 상기 헤드 블럭을 감싸는 보호캡을 더 구비하는 것이 바람직하다.

그외에도, 본 발명은 상기 정착 몸체는 내주면에 하나이상의 스티프너가 일체로 더 구비되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명 하기로 한다.

본 발명에 따른 강선이 도입된 단일 띠장의 강선 정착장치는, 도1 내지 도3을 참조하여 설명하면, 그 구조는 토류벽(10)의 전면측에 일체로 설치되고 강선(22)이 긴장되는 긴장력을 갖는 프리스트레스트 방식의 띠장(20)과, 그 띠장(20)의 단부에 일단부가 일체로 볼트 결합되고 그 강선(22)이 통과되도록 연결공(202)이 형성되는 정착 몸체(200)와, 그 정착 몸체(200)의 타단부측에 마련되어 내부로 진입된 강선(22)의 단부를 정착하기 위한 헤드 블럭(400)과, 그 정착 몸체(200)의 전면측에 돌출되게 형성되어 강선(22)을 경사지게 지지하는 강선 받침대(300)로 구성된다.

더 상세히 설명하면, 정착 몸체(200)는 띠장(20)의 단부와 일체로 결합되어 연장되는 보 형태로 구성되며, 통상의 에이치 빔을 채용하는 것이 바람직하다.

그리고, 정착 몸체(200)가 H-빔일 경우에는 연결공(202)이 형성된 플랜지부위의 보강을 위해 내측으로 보강플레이트(206)가 용접 또는 볼팅 결합등에 의해 일체로 결합된다.

또, 정착 몸체(200)는 강선(22)의 정착시 발생되는 전단 응력에 대해 보강성을 갖도록 전면 일측으로 돌출되게 형성되는 스톱퍼(250)가 더 구비된다.

그 스톱퍼(250)는 전단력 보강을 위해 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 정착 몸체(200)의 전면에 넓은 보강면을 갖도록 수평으로 평행된 구조물의 형태로 형성될 수도 있다.

그리고, 정착 몸체(200)의 내주면에는 보강성을 위해 용접으로 일체 형성된 스티프너(260)가 하나이상 마련되고, 띠장(20)의 단부와 결합되는 일단부에는 띠장(20)과의 결합을 위해 플레이트 형상의 마구리판(270)이 용접에 의해 일체로 결합되는 구조를 갖는다.

또한, 정착 몸체(200)의 내부에는 강선(22)의 내부 진입을 가이드하기 위해 곡률지게 형성되는 가이드 플레이트(220)가 내주면에 일체로 형성되는 구조를 갖는다.

그 강선 받침대(300)는 일단부가 정착 몸체(200)의 전면측에 볼트를 매개로 일체로 결합되고 타단부가 강선(22)이 접촉 지지되도록 곡률지게 형성되는 하나의 부품이거나, 정착 몸체(200)에 일체로 결합되는 부분과 강선(22)을 지지하는 부분으로 구분된 복수개의 부품이 같이 구성될 수 있다.

더 바람직하게는, 강선 받침대(300)의 타단부는 다수의 강선(22)이 서로 꼬이지 않도록 강선(22)과의 접촉부위가 복수개로 분할되게 조(爪) 형태로 구획 형성되는 것이다.

그 정착 몸체(200)의 타단부측에 일체로 결합되어 헤드 블럭(400)과 정착된 강선의 외측을 감싸도록 일측이 개구된 박스형태의 보호캡(450)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이는 강선(22)을 정착하는 헤드 블럭(400)측에 외부 충격이 전달되는 것을 방지하기 위함이다.

이러한 구조를 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 정착장치는, 정착 몸체(200)의 일단부를 띠장(20)의 단부에 수평선상으로 연장되도록 결합되어 프리스트레스트방식을 채용하는 띠장(20)의 강선 (22)을 띠장(20)의 단부가 아닌 연장된 정착 몸체(200)에서 강선(22)의 단부를 정착하도록 함으로써, 강선(22)의 배치 곡선을 완만한 원호 형태로 유지시킬 수 있게 된다.

이에 따라, 강선(22)의 급격한 꺾임을 방지함과 아울러, 강선(22)의 길이를 더 연장함에 따라 강선(22)이 갖는 프리스트레스트 모멘트를 더 강화할 수 있게 된다.

이때, 정착 몸체(200)가 띠장(20)의 단부에 연장되도록 결합된 후에, 강선(22)을 강선 받침대(300)의 타단부에 가이드되도록 접촉시킨다.

이후에, 강선 받침대(300)에 가이드된 강선(22)을 연결공을 통해 정착 몸체(200)의 내부로 진입시켜 곡률지게 형성된 가이드 플레이트(220)에 가이드되도록 접촉시킨 후에 헤드 블럭(400)을 관통시켜 별도의 긴장력 부여장치로 긴장시킨 후에 정착시킨다.

이어서, 헤드 블럭(400)에 의해 정착된 강선(22)의 고정을 위해 정착 몸체(200)의 타단부측을 보호캡(450)으로 마감하여 외부 충격으로부터 헤드 블럭(400)이 전달되는 것을 방지한다.

그 정착 몸체(200)의 스티프너(260)나 가이드 플레이트(220) 및 스톱퍼(250)는 용접에 의해 일체로 결합하는 것이 바람직하나, 초기 에이치빔의 설계과정 및 성형작업시 이들 부재들이 일체로 성형되도록 할 수도 있을 것이다.

그리고, 헤드 블럭(400)에 정착된 강선(22)은 띠장(20)과 정착 몸체(200)에 긴장력을 부여하여 토압에 대한 지지력을 유지할 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 띠장(20)의 강선(22)을 띠장(20)의 단부가 아닌 더 외측의 위치에서 정착하도록 함으로써, 강선(22)의 꺾임을 방지하고 충분한 긴장 모멘트를 얻을 수 있게 된 것이다.

한편, 도4과 도5는 본 발명의 스톱퍼(250)의 다른 형태(플레이트, H빔 형상)를 각각 나타낸 것으로, 그 스톱퍼(250)의 구조에 상관없이 정착 몸체(200)의 전면 일측에 돌출되게 형성되어 강선(22) 정착시 발생되는 전단 응력에 대한 내구성을 만족시킬 수 있음을 나타낸 것이다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 지하구조물 구축을 위한 터파기공사시 프리스트레스트방식 띠장의 강선을 띠장의 단부에서 이격된 위치에 정착할 수 있도록 그 구조가 개량된 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 강선의 급격한 꺾임을 방지하고 강선의 길이가 원호 형태로 연장되어 충분한 모멘트를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 큰 압축 및 인장력을 받는 부위에 대한 보강성을 얻을 수 있는 등의 유용한 효과를 갖는다.

Claims (6)

1. 일단부가 프리스트레스트방식의 띠장(20)의 단부에 일체로 결합되며 상기 띠장(20)의 강선(22) 단부가 관통되는 연결공(202)이 형성된 가로보 형태의 정착 몸체(200)와,

   상기 정착 몸체(200)의 타단부측에 마련되며 상기 띠장(20)의 강선(22) 단부를 정착 고정하기 위한 헤드 블럭(400)을 구비하는 것을 특징으로 하는 강선이 도입된 단일 띠장의 강선 정착장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 정착 몸체(200)는 전면 일측에 전단력 보강을 위해 돌출되게 형성된 스톱퍼(250)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 강선이 도입된 단일 띠장의 강선 정착장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 정착 몸체(200)는 내주면에 상기 띠장(20)의 강선(22)의 내부 진입을 가이드하도록 곡률지게 형성된 가이드 플레이트(220)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 강선이 도입된 단일 띠장의 강선 정착장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 정착 몸체(200)의 타단부에 결합되어 상기 헤드 블럭(400)을 감싸는 보호캡(450)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 강선이 도입된 단일 띠장의 강선 정착장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 정착 몸체(200)는 내주면에 형성된 하나이상의 스티프너(260)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 강선이 도입된 단일 띠장의 강선 정착장치.
6. 제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 정착 몸체(200)의 전면 일측에 일체로 돌출되도록 형성되고 상기 띠장(20)의 강선(22)을 경사지게 가이드하는 강선 받침대(300)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 강선이 도입된 단일 띠장의 강선 정착장치.

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