KR100813910B1 - 강관루프 구조체 - Google Patents

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KR100813910B1
KR100813910B1 KR1020060136863A KR20060136863A KR100813910B1 KR 100813910 B1 KR100813910 B1 KR 100813910B1 KR 1020060136863 A KR1020060136863 A KR 1020060136863A KR 20060136863 A KR20060136863 A KR 20060136863A KR 100813910 B1 KR100813910 B1 KR 100813910B1
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Abstract

본 발명은 서로 측방향으로 맞대어진 강관들이 더욱 결속력을 가지도록 함으로써, 혹여 이탈되는 문제를 해소하기 위한 강관루프 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지중에 구조물을 축조하는 강관루프 공법에 적용되는 강관루프 구조체에 있어서, 횡단할 도로나 지장물의 양측에 작업구를 설치한 후 설치될 구조물의 외곽선에 맞추어 순차적으로 압입 설치되는 것으로서, 각각 일측에 수평방향으로 수평홈이 형성되고, 상기 수평홈의 내측으로는 이 수평홈에 의해 하중에 따라 찌그러지는 것을 방지하도록 일정간격을 두고 상하에 걸쳐 복수의 지지대가 설치되되, 상기 지지대의 일면에는 걸쇠가 설치되며, 상기 수평홈의 타측에는 이 수평홈과 대응하는 앵글이 설치되되, 상기 앵글 사이에는 상기 걸쇠와 측방향 결합되는 걸고리가 형성된 다수의 강관들이 상호 정렬된 상태로 측방향 결합된 것을 특징으로 한다.
강관, 비개착, 지중 구조물, 강관루프

Description

강관루프 구조체{Pipe roof structure}
도 1 및 도 2는 종래의 비개착 구조물 축조 공법을 설명하기 위한 구성 단면도.
도 3은 도 1 및 도 2에서 강관루프 구조체의 연결구조를 나타낸 상세 단면도.
도 4 및 도 5는 종래의 다른 비개착 구조물 축조 공법을 설명하기 위한 구성 단면도.
도 6은 도 4 및 도 5에서 강관루프 구조체의 연결구조를 나타낸 단면도.
도 7은 종래의 다른 강관루프 구조체를 이루는 강관들의 연결관계를 도시한 사시도.
도 8은 도 7에서 강관들이 결합된 상태에서의 개략적인 단면도이다.
도 9a~도 9g는 종래의 강관들을 인입 시공하는 단계를 순차적으로 나타낸 작업순서도.
도 10 및 도 11a, 도 11b는 종래의 강관루프 구조체를 이용한 비개착 구조물 축조 공법을 설명하기 위한 구성 단면도.
도 12는 종래의 다른 실시 예에 따른 강관루프 구조체를 이루는 강관들의 연 결관계를 도시한 사시도.
도 13은 도 12에서 강관들이 결합된 상태에서의 개략적인 단면도이다.
도 14는 도 12 및 도 13에 의한 강관루프 구조체가 연결구에 의해 연결된 상태에서 지중 구조물이 완성된 상태를 나타낸 단면도.
도 15 및 도 16은, 종래의 강관루프 구조체를 이용한 다른 형태의 비개착 구조물 축조 공법을 설명하기 위한 구성 단면도.
도 17 및 도 18은, 종래의 강관루프 구조체를 이용한 또 다른 형태의 비개착 구조물 축조 공법을 설명하기 위한 구성 단면도.
도 19 내지 도 22는 본 발명에 따른 강관루프 구조체의 구성을 나타낸 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
200 : 강관 202 : 지지대
204 : 수평홈 206 : 앵글
210 : 연통홈 220 : 연결구
300 : 걸고리 302 : 걸쇠
본 발명은 강관루프 구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이웃하는 강 관들을 서로 맞댄 상태로 연결시켜 수평방향으로 정렬된 상태에서 그 횡방향 강성이 확고해지도록 함으로써, 결국 별도의 횡방향 지지보 없이도 시공이 가능하도록 한 강관루프 구조체에 관한 것이다.
일반적으로, 지중에 구조물을 축조하는 방식으로 개착 및 비개착에 의한 구조물 축조방식이 있다.
기존 도로 및 철도 하부를 횡단해서 하수암거나 지하차도, 터널구조물 등을 설치해야 하는 경우 공사에 따른 지장물의 이전이 곤란하거나, 지장물 저촉, 차량 소통 장애 등으로 개착이 불가능하여 비개착공법이 요구되는데, 비개착에 의한 구조물 축조 공법에는 횡단하는 도로나 저장물의 양측으로 작업구 개념의 전진기지와 도달기지가 필수적이며, 대표적인 비개착식 지중구조물 축조공법으로는 함체견인공법과 강관루프공법 등을 들 수 있다.
함체견인공법은 함체가 통과할 지중에 미리 600mm내외의 함체지지용 가설용 강관을 전진기지에서 도달기지 방향으로 수평으로 압입 관통시킨 후, 견인할 함체의 반대 측 도달기지로부터 지중을 횡단하여 이어진 다수의 P.C 강선을 현장에서 제작된 함체와 결속한 후, 견인하여 함체내의 내부토사를 제거하고, 이와 같은 견인과 굴착작업을 반복하여 지중에 구조물을 설치하는 공법이다.
그러나, 이러한 공법은 함체추진시 함체의 추진하중이나 추진함체와 이미 지중에 설치된 가설강관과의 틈에 의해 함체 상부의 도로나 지장물에 침하가 발생할 우려가 있으며, 또한 함체가 미리 제작되어 견인 설치되므로 함체의 규모가 커지게 되면 견인에 제약이 따르게 되고 작업장의 규모가 큰 편이므로 심도가 깊은 지하공 간에서의 작업이 곤란한 문제점이 있었다.
또한, 함체간의 연결부의 처리가 미흡하게 되면 누수 등이 발생할 우려가 있었는 바, 이러한 함체견인공법의 단점 등에 의하여 비개착식 지중구조물 축조공법으로는 강관루프 공법이 많이 적용되고 있는 실정이다.
본 발명은, 주로 비개착 방식의 강관루프 공법에도 적용되는 것이므로, 기존의 강관루프 공법에 대한 예를 설명함으로써, 그 이해를 도모하고자 한다.
이하, 종래의 강관루프 공법과의 차이를 설명하기 위하여, 종래의 강관루프 공법에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
종래의 강관루프 공법은 구조물이 형성될 지중에 미리 강관(1)을 순차적으로 압입,연결하여 강관 루프를 형성하고, 강관 루프 안쪽의 내부 토사를 전부 제거하고 구조물을 축조하게 되는데, 도 2에 도시된 바와 같이 굴착 시 발생하는 상부나 측면하중은 횡방향 지지보(4) 및 가설기둥(5) 등의 가설재로 지지된다.
강관루프의 축조과정을 간단히 설명하면, 먼저 전진기지에서 조성할 구체의 크기를 고려하여 구체 외곽면에 600~800mm 정도의 가설용 강관(1)을 수평 압입하고 강관 내에 콘크리트를 타설하여 도 1에서와 같이 강관 루프를 형성한다.
전진기지로부터 구조물이 축조될 강관루프의 안쪽을 굴착하게 되는데 굴착은 상부하중과 측압에 대한 안전성을 고려하여 강관루프의 상층부위로부터 하향으로 단계별로 굴착이 이루어지게 된다.
이때, 굴착은 1차로 강관 루프 하면을 3m 내외의 심도로 굴착하게 되는데, 강관루프에 사용된 강관(1)과 강관(1)은 도 3에 도시된 바와 같이 단순한 고리형 태(2,3)로 연결되어 있으므로, 강관루프 하면과 측면에 강관과 직각방향으로 H형 강재로 횡방향 지지보(4)를 설치하고 다수의 가설기둥(5)으로 받쳐, 전 구간에 걸쳐 하중을 지지시켜야 한다.
다시 말하면, 기존의 강관루프는 도 3에 도시된 바와 같이, 강관 측면 중앙부에 한 쌍의 ㄱ자형 고리(2)와 T자형 걸쇠(3)가 부착된 요철의 연결구조로 기 압입된 강관들을 상호 고리형태로 연결하여 시공함으로써 하중에 견디는 역할보다는 강관의 위치 이탈을 방지하기 위한 개념에 불과한 것이다.
따라서, 상기 강관루프의 연결부간에 횡방향 강성을 확보할 수 없는 문제점이 있었다. 이에 횡방향 지지보(4)와 보다 많은 개수의 가설기둥(5)이 설치되어야 하며, 지지보(4)만큼 이격되어 구조물이 설치되어야 하므로 가시설의 규모가 커지는 문제점이 있었다.
이후 2차, 3차로 굴진하면서 이미 설치된 가설기둥(5)을 조심스럽게 하향으로 연장하여 구조물의 설치심도까지 내부의 토사 굴착을 완료한 후, 최종적으로 상부슬래브(60), 벽체(65), 및 하부슬래브(80) 등을 위한 철근과 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 지중축조물의 구조체를 완성한다.
이와 같이 축조된 종래의 강관루프 공법은 굴착한 후, 이미 설치된 가설기둥을 설치심도까지 하향으로 연장 설치해야 하는 문제점으로 인해 시공 중 침하의 우려가 높고, 기존에 설치된 가설재(4,5)와의 저촉문제로 공기가 늦어짐은 물론 공사비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.
이에, 상기와 같은 제반 문제점을 해소하기 위하여, 강관루프를 이용한 지중 축조물 공사 시에 지중 축조물 공사의 규모나 심도에 구애받지 않고 별도의 횡방향 지지보의 설치 없이 가설 기둥만 설치하여 시공하는 것이 가능한 강관루프 구조체가 제안되었다.
즉, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 비개착 강관루프 구조체에 의해 축조된 구조물도 앞서 설명한 종래의 공법과 마찬가지로 강관루프 구조체하에 상하부 슬래브(60,80) 및 벽체부(65)를 두고 있다.
그러나, 강관루프 구조체에 상부 하중에 견디기 위하여 횡방향지지보를 두고 있지 않다.
그 이유는, 강관루프 구조체에 적용되는 강관의 구조가 도 6에서와 같이, 양측에 각각 플랜지(12)와 걸쇠강판(100)이 부착되고, 어느 강관의 플랜지(12)와, 이 강관과 연접하는 강관의 걸쇠강판(100)이 서로 끼워맞추어진 상태에서, 이후 강관내부와, 상기 플랜지(12) 및 걸쇠강판(100)에 의해 형성된 폐압공간(6)에 콘크리트를 충전하여 내하력을 키웠기 때문이다.
다시 말해서, 상기와 같이 강관을 서로 연결시켜 연속적으로 설치하게 되면 플랜지와 걸쇠강판에 의해 강제로 폐합된 공간(6)이 형성된다.
물론, 강관(10)의 내부 및 강관과 강관의 플랜지(12) 및 걸쇠강판(100) 등의 연결장치에 의해 형성된 폐합공간(6)에 몰탈이나 콘크리트를 충전함으로써 상부 토사 하중을 보다 잘 지탱할 수 있는 일체화된 횡방향 연속 가설 루프 구조체가 형성되는 바, 강관루프 밑에 설치하는 횡방향 지지보(4)가 불필요하게 되는 것이다.
그러나, 이상에서 설명한 강관루프 구조체는, 플랜지와 걸쇠강판에 의해 형 성된 폐압공간과 강관들의 내부에 각각 콘크리트나 몰탈을 충전함으로써, 강관루프가 횡방향 강성을 가지도록 하여 결국 종래의 횡방향 지지보를 배제한다고 하였으나, 이는 현실적으로 작업이 불가능한 문제점이 있게 된다.
즉, 강관 내부는 상부와 측부의 토사와 별도의 공간을 이루는 바, 강관의 압입 추진에 따라 그 내부에 존재하게 되는 토사는 밖으로 빼내고 콘크리트나 몰탈 충진에 어려움은 없으나(강관의 직경이 작업가능한 크기이므로), 상기 플랜지와 걸쇠강판에 의해 형성된 폐압공간은 작업이 가능한 공간이 되지 않음으로써, 그 내부의 토사를 밖으로 빼내고 콘크리트나 몰탈을 충전하는 것은 작업상 불가능하게 된다.
따라서, 강관루프는 강관 내부로 콘크리트나 몰탈 충전 후 양생 전에는, 플랜지와 걸쇠강판이 연결된 부위로만 횡방향 강성을 가지게 되는 바, 이것 만으로는 상부측 토사의 하중을 견디지 못하여 결국 별도의 횡방향 지지보가 필요할 수밖에 없게 된다.
또한, 설혹 별도의 횡방향 지지보 없이 횡방향 강성을 가진다 하더라도, 상기 강관의 플랜지와 인접하는 강관의 걸쇠강판이 연결된 부위로 토사의 압력이 집중됨으로써, 강관루프가 횡방향 즉 수평방향으로 정렬된 상태를 이루지 못함으로써, 원활한 시공이 이루어지지 못하게 되는 문제점이 있게 된다.
이에, 본원발명 출원인은 상기와 같은 제반 문제점들에 기인하여 이웃하는 강관들을 서로 맞댄 상태로 연결시켜 수평방향으로 정렬된 상태에서 그 횡방향 강성이 확고해지도록 함으로써, 결국 별도의 횡방향 지지보 없이도 시공이 가능하도 록 한 강관루프 구조체를 특허와 실용신안으로서 각각 선출원한 바 있다.(특허출원 제2005-18780호, 실용신안등록 제385542호)
상기와 같이 특허와 실용신안으로서 선출원된 강관루프 구조체는, 도 7 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 지중에 구조물을 축조하는 강관루프 공법에 적용되는 강관루프 구조체에 있어서, 횡단할 도로나 지장물의 양측에 작업구를 설치한 후 설치될 구조물의 외곽선에 맞추어 순차적으로 압입 설치되는 것으로서, 각각 일측에 수평방향으로 수평홈(204)이 형성되고, 상기 수평홈(204)의 내측으로는 이 수평홈에 의해 하중에 따라 찌그러지는 것을 방지하도록 일정간격을 두고 상하에 걸쳐 복수의 지지대(202)가 설치되며, 상기 수평홈(204)의 타측에는 이 수평홈과 대응하는 앵글(206)이 설치된 다수의 강관(200)들이 상호 정렬된 상태로 측방향 결합된 것을 주요 특징으로 하고 있다.
또한, 상기 강관(200)들 중, 압입 추진된 강관의 수평홈(204)에, 압입 추진될 강관의 앵글(206)이 슬라이드식으로 끼워지면서 측방향 결합된 것과,
상기 앵글(206)에는 볼팅홀이 형성되고, 강관들이 압입 추진되어 측방향으로 결합된 상태에서, 상기 앵글과, 이 앵글과 대응하는 강관의 지지대(202) 일측은 상호 볼팅결합된 것과,
상기 강관(200)들에서 앵글(206) 사이에는 일정간격마다 연통홈(210)이 형성된 것과,
상기 강관(200)들의 연통홈(210)들과 수평홈(204)들을 통해 철근 등의 연결구(220)가 통과되어 서로 측방향으로 결합된 강관들을 하나로 묶는 것을 부가적인 특징으로 하고 있다.
본 발명은, 본원발명 출원인에 의해 선출원된 강관루프 구조체에서 서로 측방향으로 맞대어진 강관들이 더욱 결속력을 가지도록 함으로써, 혹여 이탈되는 문제를 해소하기 위한 강관루프 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.
즉, 강관의 어느 한쪽에 설치되는 앵글에 의해 서로 맞대어진 상태로 측방향 결합되는 강관들에 있어서, 어느 하나의 강관에는 걸고리를 형성하고, 이에 대응하는 다른 하나의 강관에는 걸쇠를 형성하여 강관들의 측방향 결합시 상기 걸쇠와 걸고리가 걸림되도록 함으로써, 서로 맞대어진 상태로 측방향 결합된 강관들의 결속력을 더욱 증대시킨 강관루프 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지중에 구조물을 축조하는 강관루프 공법에 적용되는 강관루프 구조체에 있어서, 횡단할 도로나 지장물의 양측에 작업구를 설치한 후 설치될 구조물의 외곽선에 맞추어 순차적으로 압입 설치하는 것으로서, 각각 일측에 수평방향으로 수평홈(204)이 형성되고, 상기 수평홈(204)의 내측으로는 이 수평홈에 의해 하중에 따라 찌그러지는 것을 방지하도록 일정간격을 두고 상하에 걸쳐 복수의 지지대(202)가 설치되며, 상기 수평홈(204)의 타측에는 이 수평홈과 대응하는 한 쌍의 앵글(206)들이 설치되고, 상기 앵글들 사이에는 일정간격마다 연통홈(210)이 형성된 다수의 강관(200)들이 상호 정렬된 상태로 측방향 결합되되, 상기 앵글(206)들은 ㄱ자 형태로 이루어져서 그 일단측 일면이 강관의 일측 외면 양쪽에 서로 대향되게 고정설치되고, 그 타단측 다른 인접한 강관의 수평홈 단부 안쪽방향으로 경사진 상태로 면 마찰을 이루며 슬라이드 되며, 상기 앵글들의 사이에는 일정길이의 수평부재와, 이 수평부재의 단부에 수직방향으로 형성되는 수직부재로 이루어져서 T형상으로 이루어진 걸고리가 고정설치되고, 상기 지지대의 일측에는 ㄷ형상으로 이루어지되, 상기 걸고리의 수평부재가 측방향으로 관통되기 위한 슬라이드 홈이 형성된 걸쇠가 고정설치되어서, 상기 걸고리와 걸쇠가 측방향 결합을 이루며 슬라이드되면서 다수의 강관(200)들이 상호 정렬된 상태로 측방향 결합된 것을 특징으로 한다.
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이 경우, 상기 강관들의 연통홈들과 수평홈들을 통해 철근 등의 연결구가 통과되어 서로 측방향으로 결합된 강관들을 하나로 묶는 것이 가능해진다.
또 한편으로, 상기 걸고리는 지지대에 형성되고, 상기 걸쇠는 앵글 사이에 설치될 수도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
우선, 본 발명을 설명하기에 앞서서, 본원발명 출원인이 선출원한 '강관루프 구조체'에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명 출원인이 선출원한 강관루프 구조체를 이루는 강관들의 연결 관계를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7에서 강관들이 결합된 상태에서의 개략적인 단면도이다.
또한, 도 9a 내지 도 9g는 강관들을 인입 시공하는 단계를 순차적으로 나타낸 작업순서도이다.
먼저, 강관루프 구조체의 시공시 제일 먼저 압입 추진되는 강관은 공사의 규모에 따라 직경이 설정된 것을 사용하며, 통상적인 강관을 사용한다.
이와 같이 제일 먼저 압입 추진된 강관(200)의 내부 일측에는 일정간격마다 상하방향으로 지지대(202)를 설치한다.
이때, 지지대(202)는 강관(200)의 내면에 대하여 용접으로 고정시키는 것이 바람직하나, 그 고정방법에 한정은 두지 않는다.
다음에, 지지대(202)가 설치된 방향, 즉 일측면 방향을 길이방향으로 절개하여 수평홈(204)을 형성하면 되는데, 이때 상부의 토사압력에 따른 하중은 이미 설치된 지지대(202)에 의해 지지됨으로써, 상기 강관(200)의 일측면이 절개되어 수평홈(204)이 형성되더라도 찌그러지거나 하지 않게 된다.
이와 같이, 첫 번째 강관이 압입 추진되고, 그 일측면에 수평홈(204)이 형성되면, 다음에 압입 추진되는 강관(200)의 일측면에는 상기 수평홈(204)과 대응하는 앵글(206)을 고정시킨다.
즉, 상기 강관(200)의 수평홈(204) 상부와 하부의 길이에 맞는 간격으로 압입 추진될 강관의 일측면에 앵글(206)을 고정시키면 된다.
이때, 상기 앵글(206)의 고정은 용접에 의한 고정이 바람직하나, 볼트에 의 한 고정일 수도 있으며, 그 고정수단 및 방법에 한정은 두지 않는다.
이와 같이, 추진될 강관의 일측에 앵글(206)을 고정시킨 상태에서, 상기 앵글(206)을 압입 추진된 강관의 수평홈(204) 내부로 슬라이드 시키면서 압입 추진시킨다.
이 경우, 상기 앵글에 볼팅홀(미도시됨)을 선 시공한 상태로 추진할 강관의 일측에 고정시킨 후, 압입 추진시켜서, 압입 추진된 강관의 지지대(202) 일측과 볼팅결합시켜 보다 확실한 결속력을 가지도록 할 수도 있다.
그러면, 도 8 및 도 9c에서와 같이 강관이 서로 이탈이 방지되도록 맞대어진 상태로 연결되며, 압입 추진된 강관이 설정위치로부터 오차위치에 있더라도 압입 추진될 강관을 슬라이드식으로 압입 추진시키면서 충분히 오차를 수정할 수 있게 된다.
그 후, 다시 압입 추진된 강관의 일측에 상하로 지지대를 고정시키고, 일측면에 수평홈이 형성되도록 절개한 후, 다음 강관을 앞에서와 동일한 방법으로 압입 추진시키면 된다.
그러면, 도 9g와 같이 강관들이 서로 맞대어진 상태로 서로 이탈이 이루어지지 않게 연결되어 일체형의 강관루프 구조체를 이루게 된다.
따라서, 강관루프 구조체가 보다 견고하게 정렬된 상태를 이룸으로써, 토사의 압력에 따른 하중에도 횡방향 즉, 수평방향을 유지하게 되며, 보다 확고한 횡방향 강성을 가지게 됨으로써, 별도의 횡방향 지지보가 필요 없게 된다.
이 상태에서, 강관들의 압입 추진에 따라 그 내부에 존재하는 토사를 밖으로 빼낸 후, 그 내부로 콘크리트나 몰탈을 충전하여 양생시키면 강관 루프 구조체가 수평상태로 하나의 일체형 구조체를 이루게 된다.
참고로, 상기 강관을 압입 추진한 상태에서 그 일측에 지지대를 일정간격마다 설치하고, 길이방향으로 수평홈을 형성하도록 일부를 절개한다고 하였으나, 작업지의 심도가 크지 않을 경우에는 작업의 편의성을 위해 외부에서 수평홈을 형성하도록 일부를 절개하고, 이 상태로 압입 추진한 후, 지지대를 설치할 수도 있다.
이상에서 설명한 강관루프 구조체에 의해 축조된 구조물도 도 11a, 도 11b 및 도 12에서와 같이 강관루프 구조체하에 상하부 슬래브(60,80) 및 벽체부(65)를 두게 되며, 양측으로 지지보(40)만을 가설하여 보다 용이하게 터널 등의 시공이 이루어지게 된다.
한편, 도 12는 본 발명 출원인이 선출원한 '강관루프 구조체'의 다른 실시 예에 따른 강관루프 구조체를 이루는 강관들의 연결관계를 도시한 사시도이고, 도 13은 도 12에서 강관들이 결합된 상태에서의 개략적인 단면도이다.
본 실시 예에서는 강관(200)의 수평홈(204)의 반대측에 일정간격마다 연통홈(210)이 일정간격마다 형성된 것이 특징이다.
즉, 최초에 압입 추진된 강관을 제외한 나머지 강관들은 지지대(202) 및 수평홈(204)이 형성된 반대측에 일정간격마다 연통홈(210)이 형성되어 있다.
이 연통홈(210) 또한 수평홈(204)과 마찬가지로 강관을 압입 추진한 상태에서 절개하여 형성할 수도 있으며, 압입 추진 전에 형성할 수도 있다.
상기 연통홈(210)들은 지지대(202) 및 수평홈(204)의 반대측에 형성됨으로 써, 결국 상하로 형성되는 앵글(206) 사이에 위치하게 된다.
이와 같이, 연통홈(210)이 형성된 강관(200)들을 앞선 실시 예와 동일한 방법으로 압입 추진하여 강관루프 구조체를 설치하게 되면, 상기 강관루프 구조체의 강관들은 상기 연통홈(210)들과 수평홈(204)들에 의해 상호 연통이 이루어지게 된다.
따라서, 이 상태에서 강관(200)의 내부에 콘크리트나 몰탈을 충전하여 양생시키게 되면, 상기 콘크리트나 몰탈이 연통홈(210)들과 수평홈(204)들에 의해 서로 이어져 하나의 일체화된 구조체를 이루게 된다.
이에, 강관루프 구조체에서 강관들의 횡방향 결합력은 보다 증대되는 바, 상부의 토사압력에 의한 하중에 더욱 큰 횡방향 강성을 가지게 된다.
한편, 상기 강관루프 구조체의 강관들에 형성된 연통홈(210)들과 수평홈들(204)을 통해 철근 등의 연결구(220)를 관통시켜 하나의 구조체로 보다 견고하게 할 수 있다.
즉, 상기와 같이 강관 구조체들은 강관들에 형성된 연통홈(210)들과 수평홈(204)들에 의해 서로 연통됨으로써, 이 연통홈(210)들과 수평홈(204)들을 통해 복수의 철근들을 삽입하여 연결시킨 상태에서, 그 강관의 내부에 콘크리트나 몰탈을 충전하여 양생시키게 되면, 상기 콘크리트나 몰탈이 연통홈(210)들과 수평홈(204)들에 의해 서로 이어져 하나의 일체화된 구조체를 이룸은 물론, 철근등의 연결구(220)가 강관들의 결속력을 더욱 더 증대시켜 강관루프 구조체에서 강관들의 횡방향 결합력을 더욱 증대시키게 된다.
참고로, 본 실시 예에서는 왕복구간의 터널을 예로 들어 도시하였으나, 도 15 및 도 16에서와 같이, 편도구간의 터널도 동일한 구성의 강관루프 구조체로서 시공이 가능하며, 또한 상부벽과 측벽이 직각을 이루는 것이 아닌 도 17 및 도 18에서와 같이 타원형을 이루는 터널에도 역시 동일한 구성의 강관루프 구조체로서 시공이 가능하게 됨을 밝혀둔다.
물론, 도 15 및 도 16에서와 같은 편도구간 터널이나, 도 17 및 도 18에서와 같은 타원형체 터널에 적용되는 강관루프 구조체에도 앞선 다른 실시예에서와 같이 연통홈을 형성한 상태에서 콘크리트나 몰탈을 타설할 수도 있고, 상기 연통홈과 수평홈을 통해 철근 등의 연결구를 설치한 상태에서 콘크리트나 몰탈을 타설하여 보다 확실한 견고성을 가지도록 할 수도 있다.
그러나, 상기한 강관루프 구조체는 서로 측방향 결합된 강관들이 인장하중에 의하여 서로 이탈될 우려가 있을 수 있다.
즉, 어느 하나의 강관 일측에 설치된 앵글이 이웃하는 다른 하나의 강관 일측에 형성된 수평홈을 따라 슬라이드식으로 측방향 결합됨으로써, 상기 앵글이 수평홈을 이루는 다른 강관의 단부에 걸려진 상태로만 그 측방향 결속력을 가지게 되는 바, 인장하중에 의하여 상기 앵글들이 수평홈을 빠져나오면서 서로 이웃하는 강관들의 측방향 결합이 분리될 수 있게 된다.
도 19 내지 도 22는 상기한 문제를 불식시키기 위하여 서로 이웃하는 강관들의 측방향 결합을 보조적으로 더욱 견고하게 하여 그 측방향 결합이 해제되는 것을 예방하도록 한 본 발명에 따른 강관루프 구조체의 구조를 나타낸 단면도이다.
참고로, 본 발명의 실시 예를 설명하면서, 종래에 있어서와 동일한 부분에 대하여는 동일부호를 부여하여 설명하고, 그 반복되는 설명은 생략하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 19에 도시된 바와 같이, 앵글(206)이 설치된 강관(200)에서, 상기 앵글(206) 사이에는 T형상의 걸고리(300)가 설치되어 있다.
즉, 상기 앵글(206)이 설치된 강관(200)에서 앵글(206) 사이로부터는 일정길이의 수평부재(도면부호 미부여)와, 이 수평부재의 단부로부터 직각으로 형성되는 수직부재(도면부호 미부여)가 일체로 이루어진 T형상의 걸고리(300)가 형성되어 있는데, 이 걸고리(300)는 강관에 용접으로 고정시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 앵글(206)이 설치된 강관(200)과 대응하는 다른 강관 즉, 수평홈(204)이 형성되고 그 안쪽으로 지지대(202)가 설치된 강관(200)에서, 상기 지지대(202)에는 서로 대향되게 설치된 ㄷ형상의 걸쇠(302)가 형성되어 있다.
이때, 상기 걸쇠(302) 또한 지지대(202)에 대하여 용접으로 고정시키는 것이 바람직하며, 상기 걸고리(300)의 수평부재가 관통되기 위한 슬라이드홈(도며부호 미부여)이 형성되어 있다.
따라서, 상기 앵글(206)이 설치된 강관(200)을 수평홈(204)이 형성된 강관(200)에 슬라이드 결합시키면서 압입,추진하게 되면, 강관의 앵글(206)이 다른 강관의 수평홈(204) 안쪽을 따라 슬라이드 되면서 압입,추진되며, 동시에 상기 앵글(206)이 설치된 강관(200)의 걸고리(300)가 수평홈(204)이 형성된 강관의 지지대(202)에 설치되어 있는 걸쇠(302)를 따라 걸림되면서 슬라이드 된다.
이때, 상기 걸고리(300)의 수평부재는 걸쇠(302)의 슬라이드홈을 따라 수평이동이 가능하게 되고, 걸고리(300)의 수직부재는 걸쇠(302)의 안쪽에 인입된 상태로 수평이동이 되는 바, 상기 수직부재에 의해 걸고리(300)와 걸쇠(302)가 측방향 결합된 상태를 이루게 된다.
따라서, 서로 이웃하는 강관들은, 앵글(206)이 설치된 강관과 수평홈(204) 및 지지대(202)가 설치된 강관들이 측방향 결합된 상태에서, 상기 앵글(206)이 수평홈(204)을 이루는 강관의 단부에 걸림되어 일차적으로 측방향 결합을 이루고, 이차적으로 상기 걸고리(300)와 걸쇠(302)에 의해 측방향 결합을 이룸으로써, 서로 이웃하는 강관들의 측방향 결합이 더욱 견고해지게 된다.
한편, 도 20은 앵글(206)이 설치된 강관(200)에서 상기 앵글(206) 사이에 연통홈(210)이 형성된 경우에도, 걸고리(300)와 걸쇠(302)가 더 구비되어 측방향 결합을 더욱 견고하게 한 것을 나타낸 것이다.
또 한편으로, 도 21에 도시된 바와 같이, T형상의 걸고리(300)를 수평홈 (204)및 지지대(202)가 설치된 강관(200)에서, 상기 지지대(202)에 형성할 수도 있고, 이에 대응하는 걸쇠(302)는 앵글(206)이 설치된 강관(200)에서, 상기 앵글(206) 사이에 형성할 수도 있을 것이다.
또한, 도 22에 도시된 바와 같이, 앵글(206)이 설치된 강관(200)에서 상기 앵글(206) 사이에 연통홈(210)이 형성된 경우에도, T형상의 걸고리(300)를 수평홈(204) 및 지지대(202)가 설치된 강관(200)에서 상기 지지대(202)에 형성할 수도 있고, 이에 대응하는 걸쇠(302)는 앵글(206)이 설치된 강관(200)에서 상기 앵글(206) 사이에 형성할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 강관의 일측을 절개하여 수평홈을 형성하고, 인접하는 다른 강관의 일측에 상기 수평홈에 끼워지는 앵글을 고정하여, 상기 앵글이 압입 추진된 강관의 수평홈에 슬라이드 되면서 끼워져 상호 맞대어진 상태로 정렬되도록 하는 것을 반복하여 강관루프 구조체를 형성하고, 이와 같이 형성된 강관루프 구조체에 콘크리트나 몰탈을 충전, 양생시켜 횡방향으로 보다 확실한 결속력을 갖는 일체형의 강관루프 구조체를 제공함으로써, 구조물 축조를 위한 내부의 토공 작업시에는 강관루프 구조체의 횡방향 강성으로 인해 별도의 횡방향 지지보의 설치 없이 가설 기둥만 설치하여 토공작업이 가능하므로 가설루프의 규모가 줄어들고 시공공정도 단순하게 되는 매우 유용한 효과가 있다.
또한, 상기 강관들에 연통홈들을 형성하게 되면, 강관들에 충전되는 콘크리트나 몰탈이 상기 연통홈들과 수평홈들에 의해 일체형으로 양생됨으로써, 보다 확실한 결속력을 갖는 강관루프 구조체가 제공되며, 이에 더하여 상기 연통홈들을 통하여 철근 등을 연결시키게 되면 더욱 강성한 강관루프 구조체가 제공되는 효과도 있다.
더불어, 상기 앵글이 설치된 어느 하나의 강관에 걸고리를 형성하고, 수평홈 및 지지대가 설치된 다른 하나의 강관에서 지지대에 상기 걸고리와 측방향 결합되는 걸쇠를 형성하여, 상기 앵글이 수평홈을 따라 슬라이드 결합될 때, 상기 걸고리 와 걸쇠도 측방향 결합이 이루어지게 됨으로써, 서로 이웃하는 강관들이 더욱 측방향으로 결속력을 가진 상태로 결합이 이루어지지게 되는 효과가 있다.
즉, 서로 이웃하는 강관들의 측방향 결속력이 증대됨으로써, 인장하중에 의하여 서로 맞댄 상태로 측방향 결합된 강관들의 이탈 우려가 완전히 불식되어 더욱 강성이 우수한 강관루프 구조체가 제공되는 효과가 있게 되는 것이다.

Claims (6)

  1. 지중에 구조물을 축조하는 강관루프 공법에 적용되는 강관루프 구조체에 있어서,
    횡단할 도로나 지장물의 양측에 작업구를 설치한 후 설치될 구조물의 외곽선에 맞추어 순차적으로 압입 설치하는 것으로서, 각각 일측에 수평방향으로 수평홈(204)이 형성되고,
    상기 수평홈(204)의 내측으로는 이 수평홈에 의해 하중에 따라 찌그러지는 것을 방지하도록 일정간격을 두고 상하에 걸쳐 복수의 지지대(202)가 설치되며,
    상기 수평홈(204)의 타측에는 이 수평홈과 대응하는 한 쌍의 앵글(206)들이 설치되고,
    상기 앵글들 사이에는 일정간격마다 연통홈(210)이 형성된 다수의 강관(200)들이 상호 정렬된 상태로 측방향 결합되되,
    상기 앵글(206)들은 ㄱ자 형태로 이루어져서 그 일단측 일면이 강관의 일측 외면 양쪽에 서로 대향되게 고정설치되고, 그 타단측 다른 인접한 강관의 수평홈 단부 안쪽방향으로 경사진 상태로 면 마찰을 이루며 슬라이드 되며,
    상기 앵글들의 사이에는 일정길이의 수평부재와, 이 수평부재의 단부에 수직방향으로 형성되는 수직부재로 이루어져서 T형상으로 이루어진 걸고리가 고정설치되고, 상기 지지대의 일측에는 ㄷ형상으로 이루어지되, 상기 걸고리의 수평부재가 측방향으로 관통되기 위한 슬라이드 홈이 형성된 걸쇠가 고정설치되어서, 상기 걸고리와 걸쇠가 측방향 결합을 이루며 슬라이드되면서 다수의 강관(200)들이 상호 정렬된 상태로 측방향 결합된 것을 특징으로 하는 강관루프 구조체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 강관들의 연통홈들과 수평홈들을 통해 철근 등의 연결구가 통과되어 서로 측방향으로 결합된 강관들을 하나로 묶는 것을 특징으로 하는 강관루프 구조체.
  6. 삭제
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