KR100633795B1 - 장지간 조립식 띠장의 정착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하구조물 구축을 위한 터파기공사시 코너부위에서 버팀보를 지지함과 아울러 그 내부에서 강선을 정착,긴장할 수 있도록 그 구조가 개량된 장지간 조립식 띠장의 정착장치에 관한 것이다.

그 구조는 띠장의 전면 일측에 연결되는 가로보와, 그 가로보의 단부 일측에 경사지게 설치되며 적어도 하나의 버팀보가 일체로 연결되는 압축보와, 그 가로보와 압축보의 단부를 연결하도록 경사지게 설치되는 경사보와, 그 압축보와 경사보측에 띠장의 강선이 연통되도록 형성되는 연결공과, 삼각형 구조를 갖는 압축보와 경사보 및 가로보의 내부에 각각 마련되어 강선의 정착/긴장을 각각 수행하는 제 1,2헤드 블럭으로 구성된다.

이에 따르면 본 발명은 장지간 띠장 단부에서 삼각형 구조로 이루어져 버팀보를 안정적으로 지지함과 아울러, 강선의 정착/긴장이 같이 이루어지게 되어 공간활용성이 증대되고 작업성이 향상될 뿐만 아니라, 단순구조로 이루어져 재료 및 비용을 절감할 수 있는 이점을 갖는다.

Description

장지간 조립식 띠장의 정착장치{FIXING STRUCTURE OF ASSEMBLING TYPE WALE}

도 1은 본 발명에 따른 장지간 조립식 띠장의 정착장치가 채용된 흙막이 가시설 공사를 개략적으로 나타낸 평면도.

도 2는 도 1의 요부인 "A"부위를 발췌하여 확대한 평면도.

도 3은 본 발명의 요부를 나타낸 평단면도.

도 4는 본 발명의 정착장치에 강선 가이드구가 적용된 상태를 나타낸 평면도.

도 5는 본 발명의 정착장치에 승강잭이 적용된 상태를 나타낸 사용상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 띠장 22 : 강선

50 : 버팀보 110 : 가로보

115 ; 전단키 120 : 압축보

130 : 경사보 150 : 스티프너

210,220 : 제 1,2헤드 블럭 310 : 보강 플레이트

400 : 가이드 플레이트 450 : 승강잭

500 : 정착 연결부재 510 : 상부 전단키

본 발명은 장지간 조립식 띠장의 정착장치에 관한 것으로, 특히 지하구조물의 구축을 위한 터파기공사에서 프리스트레스트 방식 띠장의 강선을 장지간 띠장 단부에서 정착과 긴장작업을 가능하도록 그 구조가 개량된 장지간 조립식 띠장의 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 작업 이나 철근 작업에 막대한 지장을 초래하고 있으며, 본 구조물에 다수의 구멍이 생기는 것을 피할 수 없기 때문에, 완성된 지하구조물의 방수에 심각한 문제가 발생되고 있다.

수직파일로는 강재 에이치 파일을 이용한 가시설 방법 이외에도 구멍 천공 후 콘크리트를 채워 넣는 콘크리트 파일을 사용하는 공법도 있고 강재 파일과 콘크리트 파일을 동시에 병행하여 사용하는 공법, 또는 쉬트파일을 사용하는 공법도 있으나, 지반에 구멍을 뚫은 뒤 파일로 벽면을 형성하여 지반 하중을 지지하도록 하는 기본 원리에는 큰 차이가 없다.

또한 프리플랙스보를 수직파일로 이용한 방법도 있으며, 쉬트파일에 에이치 파일을 붙여서 강성을 증가시키는 방법도 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 프리스트레싱을 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 굴착된 평면구조에서 토류벽과 토류벽이 근접되는 코너 부위를 고정하기 위해 버팀보나 스트럿을 설치하고 있으며, 그 코너부위에서 토압을 지지하기 위해 다수개의 강재를 사용함으로써, 재료의 낭비로 인해 공사 비용이 상승할 뿐만 아니라, 공간이 협소해지게 되므로, 프리스트레스트방식 띠장의 강선을 정착한 후에 긴장하기 위한 작업성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 지하구조물 구축을 위한 터파기공사에서 강선의 긴장력을 이용하여 장지간 띠장 단부의 구조를 단순구조로 구성함으로써, 코너부위에 충분한 작업공간을 갖게 되어 프리스트레스트방식 띠장의 강선을 용이하게 정착 및 긴장할 수 있도록 함과 아울러, 토압이 전달되는 정착 연결보를 삼각형 지지구조로 견고하게 지지 고정하도록 그 구조가 개선된 장지간 조립식 띠장의 정착장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 프리스트레스트방식의 띠장(20)에 일체로 결합되는 가로보와,

상기 가로보의 일측단부에 경사지게 설치되며 적어도 하나의 코너 버팀보가 경사지게 결합되는 압축보와,

상기 가로보와 압축보의 단부를 연결하도록 경사지게 설치되는 경사보와,

상기 압축보와 경사보 및 가로보로 구성된 삼각형의 내부에 서로 이격되게 마련되어 그 내부로 진입되는 강선들을 구분하여 각각 정착/긴장하기 위한 제 1,2헤드 블럭들을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징으로, 상기 가로보와 압축보 및 경사보는 플랜지와 웨브 로 구성된 에이치빔을 채용하되,

상기 웨브부위에 일체로 결합되는 하나이상의 스티프너가 더 구비된 것이다.

본 발명의 또 다른 특징으로, 상기 경사보의 내부에 상기 강선의 내부 진입을 가이드하도록 곡률지게 형성된 가이드 플레이트가 더 구비되는 것이다.

그외에도, 본 발명은 상기 가로보와 압축보의 내주면에 일체로 결합되는 보강 플레이트가 더 구비되는 것이다.

상기 가이드 플레이트에 일체로 결합되어 상기 경사보측에 승강가능하도록 설치되는 승강잭을 더 구비하는 것이다.

상기 경사보와 상기 제 1,2헤드 블럭 사이에 마련되며 상기 강선을 제 1,2헤드 블럭측으로 각각 유도하기 위한 파이프 형태의 제 1,2강선 가이드구를 더 구비하는 것이다.

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

본 발명에 따른 장지간 조립식 띠장의 정착장치는, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 그 구조는 토류벽(10)을 지지하는 띠장(20)의 전면 일측에 연결되는 가로보(110)와, 그 가로보(110)의 단부 양측에 경사지게 설치되며 적어도 하나의 버팀보(50)가 일체로 연결되는 압축보(120)와, 그 압축보(120)와 가로보(110)의 단부를 연결하도록 일체로 경사지게 설치되는 경사보(130)와, 그 경사보(130)측에 띠장과 연결되는 우측에 띠장의 강선(22)이 연통되도록 형성되는 연결공(132)과, 그 양측의 압축보(120)와 경사보(130) 및 가로보(110)가 삼각형으로 구성된 내부에 각 각 마련되어 강선(22)의 정착/긴장을 각각 수행하는 제 1,2헤드 블럭(210)(220)으로 구성된다.

더 상세히 설명하면, 그 가로보(110)와 양측의 압축보(120) 및 경사보(130)가 삼각형 지지구조의 정착 연결보로 구성되며 각각 플랜지와 웨브로 구성된 에이치빔(H-Beam)을 채용하되, 그 가로보(110)와 압축보(120) 및 경사보(130)의 내주면에는 보강을 위한 스티프너(150)가 적어도 하나이상 용접으로 일체화되도록 결합되는 것이 바람직하다.

그 가로보(110)와 압축보,경사보(120)(130)는 버팀보(50)와 띠장(20)의 연결부위를 연결함과 아울러, 버팀보(50)와 띠장(20)으로부터 전달되는 압축력에 대해 안정적인 삼각형 지지구조를 갖도록 형성된 구조를 갖는다.

즉, 양측의 압축보(120)와 경사보(130)의 단부는 서로 연결되는 부위의 각도가 직각으로 연결되는 것이 바람직하나, 굳이 직각에만 한정되는 것이 아니라 예각이나 둔각으로 가능할 것이다.

그중 압축보(120)는 버팀보(50)와 연결되어 압축력을 전달함과 아울러, 가로보(110)가 띠장(20)과 일체로 연결되는 구조를 가지므로, 가로보(110)와의 틈새 사이에 보강 플레이트(310)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 버팀보(50)의 중간에는 도면에 미도시되어 있지만 압축력을 전달하기 위한 실린더를 갖는 선행하중잭이 마련되고, 코너 양측의 띠장(20) 단부에 삼각형 구조의 정착장치가 마련되도록 함으로써, 그 정착장치에 강선의 긴장력을 이용하여 토압을 지지함과 아울러, 버팀보(50)가 양측 정착장치의 압축보(120)측에 연결되어 그 선행하중잭으로부터 전달되는 압축력을 토류벽측으로 전달하도록 된 것이 바람직하다.

또, 띠장(20)의 단부와 결합되는 가로보(110)의 일단부에는 띠장(20)과의 결합을 위해 플레이트 형상의 마구리판(114)이 용접에 의해 일체로 결합되는 것이 더 바람직하다.

그리고, 경사보(130)의 내부에는 강선(22)의 내부 진입을 가이드하기 위해 곡률지게 형성되는 가이드 플레이트(400)가 내주면에 일체로 형성되며, 그 가이드 플레이트(400)는 승강잭(450)에 의해 경사보(130)의 내주면을 따라 슬라이드 동작되는 구조를 갖는다.

그 승강잭(450)은 일단부가 가이드 플레이트(400)의 일측에 연동되도록 일체로 결합되고, 타단부가 회전시 승강되도록 관통되는 결합판(455)과 너트부재(452)에 의해 나사 결합되는 나사잭을 채용하는 것이 바람직하다.

또한, 승강잭(450)은 상기한 승강동작에 따라 가이드 플레이트(400)의 상,하부 폭을 조절하여 강선(22)의 배치각도를 완만하게 조정하는 기능을 갖는 것이다.

그 제 1,2헤드 블럭(210)(220)은 상부의 제 1헤드 블럭(210)이 정착기능을 가질 경우, 하부의 제 2헤드 블럭(220)이 긴장기능을 가지며, 도면에 도시되지 않은 그 반대편 띠장(20)의 단부에는 반대로 상부의 제 1헤드 블럭(210)이 긴장기능을 가지고, 하부의 제 2헤드 블럭(220)이 정착기능을 갖게 된다.

더 바람직하게는, 그 가로보(110)의 하부 일측에 띠장(20)의 단부와 수평선상으로 간섭되도록 전단키(115)가 연장 형성되는 구조를 갖는 것이다. 이는, 압축 력이 전달되는 띠장(20)의 단부와 압축보(120)로부터 전달되는 힘이 서로 힘의 방향이 반대되는 위치에 되므로, 그 힘이 상쇄되도록 한 것이다.

그 전단키(115)를 지지하기 위해 띠장(20)과 일체로 결합되어 띠장(20)과 정착장치 사이에 마련되는 정착 연결부재(500)가 더 마련되는 것이 바람직하고, 그 정착 연결부재(500)는 정착장치의 전단키(115)와 일체로 결합되기 위해 볼트로 관통 체결되는 구조를 갖는다.

또, 그 정착 연결부재(500)는 가로보(110)의 단부가 압축력이 전달되는 방향으로 서로 간섭되도록 상부 전단키(510)가 전방으로 돌출되도록 형성되어 있다.

또한, 제 1,2헤드 블럭(210)(220)과 경사보(130) 사이의 보강 플레이트(310) 내부에 마련되며 상기 강선(22)을 제 1,2헤드 블럭(210)(220)측으로 각각 구분되도록 유도하기 위한 파이프 형태의 제 1,2강선 가이드구(215)(225)가 더 구비된다.

이러한 구조를 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 정착장치는, 지하 구조물의 구축을 위한 터파기 공사시 코너 부위에서 버팀보(50)를 연결함과 아울러, 제 1,2헤드 블럭(210)(220)을 이용하여 강선(22)의 단부를 정착 또는 긴장하도록 한 것이다.

이때, 강선(22)들의 단부는 정착 연결보의 내부로 진입된 상태에서 제 1,2강선 가이드구(215)(225)를 통해 제 1,2헤드 블럭(210)(220)측으로 각각 분할되도록 가이드된다.

이어서, 제 1헤드 블럭(210)은 각각 강선(22)의 단부를 정착하고, 제 2헤드 블럭(220)은 강선(22)의 단부를 긴장시키며, 그 강선(22)의 배치 곡선을 고려하여 승강잭(450)을 조작함으로써, 가이드 플레이트(400)의 상,하부 폭을 조정한다.

즉, 결합판과 나사 결합된 승강잭(450)의 타단부를 회전시키면, 그 회전방향에 따라 상측의 가이드 플레이트(400)가 상승 또는 하강되며, 이에 따라 가이드 플레이트(400)의 상,하 폭이 달라지게 되므로, 그 내부로 진입되는 강선(22)의 배치 곡선이 가변되는 것이다.

한편, 코너부위에 위치하는 복수개의 버팀보(50)가 삼각형 지지구조를 갖는 압축보(120)측에 정착 연결되고, 띠장(20)의 강선(22)이 제 1,2헤드 블럭(210)(220)에 의해 긴장 또는 정착되므로, 하나의 구성요소에 버팀보(50)의 연결과 강선(22)의 긴장 정착기능이 한 곳에서 이루어지게 된 것이다.

이로 인해 코너의 공간이 단순구조로 이루어지게 되어 그 정착 구조를 제외한 나머지 공간이 빈 공간이 되어 다른 작업공간이 넓어지게 되며, 강선(22)의 정착과 긴장과 띠장(20) 반대쪽 강선(22)의 긴장 또는 정착을 가변적으로 조정할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 코너 부위의 버팀보(50)가 압축보(120)에 정착 연결되어 있으므로, 그 버팀보(50)를 통해 전달된 압축력이 압축보(120)를 지나 경사보(130)와 가로보(110)측에 전달되고, 이어서 정착 연결부재(500)를 통해 띠장(20)측으로 전달되어 토압을 지지하는 기능을 갖게 된다.

이때, 정착장치의 전단키(115)와 정착 연결부재(500)의 상부 전단키(510)는 각각 정착 연결부재(500)의 단부와 가로보(110)의 단부에 대해 서로 간섭되는 구조로 결합되어 있으므로, 버팀보(50)로부터 전달되는 압축력과 띠장(20)으로부터 전 달되는 토압이 상충되는 방향으로 전달되어 상쇄되는 기능을 갖게 된다.

본 발명의 정착장치는 터파기 공사시 코너 부위에서 정착 연결부재와 같이 사용되는 것이 바람직하나, 정착 연결부재가 생략된 상태로 사용될 수도 있다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 지하구조물 구축을 위한 터파기공사시 코너부위에서 버팀보를 지지함과 아울러 그 내부에서 강선을 정착,긴장할 수 있도록 그 구조가 개량된 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 코너부위에서 삼각형 구조로 이루어져 버팀보를 안정적으로 지지함과 아울러, 강선의 정착/긴장이 같이 이루어지게 되어 작업성이 향상될 뿐만 아니라, 단순구조로 이루어져 재료 및 비용을 절감할 수 있는 등의 효과를 갖는다.

또한, 기존 코너부위에서 다수개의 버팀보가 촘촘하게 배치되어 공간이 협소해지는 것을 방지하도록 강선의 긴장력을 이용하여 토압을 지지할 수 있으므로, 작업공간이 넓어지게 되고 공간 활용성이 증대되는 이점을 갖는다.

Claims (8)

1. 프리스트레스트방식의 띠장(20)에 일체로 결합되는 가로보(110)와,

   상기 가로보(110)의 일측단부에 경사지게 설치되며 적어도 하나의 코너 버팀보(50)가 경사지게 결합되는 압축보(120)와,

   상기 가로보(110)와 압축보(120)의 단부를 연결하도록 경사지게 설치되는 경사보(130)와,

   상기 압축보(120)와 경사보(130) 및 가로보(110)로 구성된 삼각형의 내부에 서로 이격되게 마련되어 그 내부로 진입되는 강선(22)들을 구분하여 각각 정착/긴장하기 위한 제 1,2헤드 블럭(210)(220)들과,

   상기 경사보(130)의 내부에 상기 강선(22)의 내부 진입을 가이드하도록 곡률지게 형성된 가이드 플레이트(400)를 구비하되,

   상기 가이드 플레이트(400)에 일체로 결합되어 상기 경사보(130)측에 승강가능하도록 설치되는 승강잭(450)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장지간 조립식 띠장의 정착장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 가로보(110)와 압축보(120) 및 경사보(130)는 플랜지와 웨브로 구성된 에이치빔을 채용하되,

   상기 웨브부위에 압축 보강을 위해 일체로 결합되는 하나이상의 스티프너(150)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 장지간 조립식 띠장의 정착장치.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 가로보(110)와 압축보(120)의 내주면에 일체로 결합되는 보강 플레이트(310)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 장지간 조립식 띠장의 정착장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 경사보(130)와 상기 제 1,2헤드 블럭(210)(220) 사이에 마련되며 상기 강선(22)을 제 1,2헤드 블럭(210)(220)측으로 각각 유도하기 위한 파이프 형태의 제 1,2강선 가이드구(215)(225)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장지간 조립식 띠장의 정착장치.
6. 삭제
7. 제 1항,제 2항,제 4항,제 5항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 가로보(110)의 하부 일측에 상기 띠장(20)의 단부와 수평선상으로 간섭되도록 전단키(115)가 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 장지간 조립식 띠장의 정착장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 가로보(110)와 띠장(20)사이에 마련되며 상기 전단키(115)를 지지하기 위해 상기 띠장(20)과 일체로 결합되며, 일단에 상기 가로보(110)의 단부와 압축력이 전달되는 방향으로 서로 간섭되도록 상부 전단키(510)가 전방으로 돌출되게 형성된 정착 연결부재(500)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장지간 조립식 띠장의 정착장치.

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