KR100834309B1 - 로프를 이용한 사면 압착 장치 및 그 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로프를 이용한 사면 압착 장치에 관한 것으로서, 종래 사면을 압착망으로만 압착하는 것보다 더 큰 힘으로 사면을 압착할 필요성이 있어 굵은 로프를 망 위에 보강 설치하여 보다 더 효과적으로 압착망을 보강하고 사면의 부피 변화에도 지속적으로 사면을 압착할 수 있도록 한 로프를 이용한 사면 압착망에 관한 것이다. 본 발명에 의한 로프를 이용한 사면 압착 장치는, 강연선으로 만들어진 로프 자체는 고무줄과 같은 탄성력이 없으므로 탄성적으로 고무줄과 같은 역할을 하는 강력한 로프 스프링 장치를 도입하여 탄성력을 갖도록 구성하였고, 또 다른 실시예로 사면의 급경사를 이용하여 사면을 압착하기 위한 로프의 끝 단에 도르래가 달린 힌지를 설치하여 중력추에 의해 강연선이 인장되도록 하여 사면의 부피변화에도 항상 사면을 압착하도록 하였다. 그리고 사면 보강 네일에 지압판과 스프링형 와셔와 네일 조임 너트를 끼워 강연선과 사면 압착망을 지속적으로 압착하도록 하였다.

사면의 지속적인 압착은 지반의 전단강도 증가에 따라 국부적인 붕괴를 방지하고 유지관리비를 감소시킨다.

압착망, 중력추, 압착로프, 지압판, 스프링형 와셔, 롤러힌지

Description

로프를 이용한 사면 압착 장치 및 그 시공 방법{Slope press apparatus and method thereof using rope}

도1은 본 발명의 사면 압착망에 압착로프와 압착망, 중력추, 도르래가 설치된 상태를 도시한 전개도,

도2는 본 발명의 사면 압착망을 사면에 설치한 상태를 도시한 사시도,

도3은 도르래의 힘의 역학을 표현한 도면,

도4는 본 발명의 로프 스프링, 도르래 및 중력추가 결합된 압착로프를 도시한 도면,

도5a는 본 발명의 압착로프에 사용되는 고리형 로프 스프링을 도시한 도면,

도5b는 본 발명의 압착로프에 사용되는 원통형 로프 스프링을 도시한 도면,

도6은 본 발명의 사면 압착망과 압착로프를 당겨서 결합하기 위한 유압잭으로 된 조임기구를 도시한 도면,

도7은 본 발명의 사면 압착망을 도시한 사시도,

도8a는 본 발명의 압착로프와 사면 압착망의 인장에 의해 발생하는 압착력을도시한 도면,

도8b는 본 발명의 지압판에 의해 발생하는 압착력을 도시한 도면,

도8c는 본 발명의 압착로프와 사면 압착망과 지압판에 의해 발생하는 압착력 을 도시한 도면,

도9는 지압판을 도시한 상세도,

도10a 내지 도10c는 나선형, 단판형 및 더블판형 지압판 스프링을 도시한 도면,

도11은 나선형 로프 스프링을 적용한 지압판을 도시한 정면도 및 측단면도,

도12는 판형 로프 스프링을 적용한 지압판을 도시한 정면도, 측단면도 및 평면도를 도시한 도면,

도13은 본 발명의 제일실시예에 의한 사면 압착망을 도시한 도면,

도14는 본 발명의 제이실시예에 의한 사면 압착망을 도시한 도면,

도15는 본 발명의 제삼실시예에 의한 사면 압착망을 도시한 도면이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호설명〉

10 : 사면 압착망 20 : 압착로프

30 : 로프 스프링 40 : 중력추

50 : 지압판 51 : 스프링형 와셔

52 : 너트 53 : 홀

54 : 홈 60 : 조임도구

61 : 인장 유압잭 70 : 롤러가동단

80 : 도르래장치

사면을 망으로만 압착하는 것보다 더 큰 힘으로 사면을 압착할 경우, 굵은 로프를 망 위에 보강 설치하여 보다 더 효과적으로 압착망을 보강하고 사면의 부피 변화에도 지속적으로 사면을 압착할 수 있도록 한 로프를 이용한 사면 압착 장치 및 그 시공방법에 관한 것이다.

종래에는 대한민국 특허등록 제594496호의 고장력 고탄성망에 있어서, 스프링처럼 망을 상하로 인장시켜 고정하고 좌우로 탄력있게 고정시킨다. 원래의 형태로 회복하려는 망의 힘을 이용하여 사면의 부피변화에도 계속적으로 압착하고자 하는 목적에서 발명하였다.

상기한 바와 같은 종래의 고장력 고탄성 압착망으로 사면을 압착하는 것은 강성이 부족하여 네일을 많이 설치해야 하는 문제점이 있다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 사면 압착망에 보강 로프를 설치하여 압착하면, 네일의 설치 수량을 줄일 수 있고, 압착력이 부족하여 추가적 보강이 필요한 경우에도 쉽게 보강이 가능하도록 한 로프를 이용한 사면 압착 장치 및 그 시공방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 도로 택지 등에 따른 절개지의 사면 안정을 확보하기 위해 사면 표면을 압착하는 기술이다.

본 발명은 도1 내지 도15에 도시된 바와 같다.

절개지의 사면은 처음에는 안정하나 시간이 경과 하면서 온도와 건습의 반복 변화로 표면이 풍화되어 국부적인 낙석과 사면 붕괴를 발생하게 한다.

따라서, 사면 표면의 안정을 확보하면 처음 사면이 발생시 안정된 상태를 계속 유지시킬 수 있을 것이다.

처음 사면이 발생시 안정된 상태란 지반의 점착력에 의한 일시적인 자립상태는 제외하고 한 두달 이상 자립하는 사면을 말한다.

사면의 안정을 위해 사면에 설치되는 보강을 위한 네일이나 식생 네트 설치를 위한 네일을 이용하거나 사면 압착을 위한 네일을 설치하여 압착망과 압착로프로 사면을 압착하여 사면 표면의 안정을 확보하는 개념이다.

모어 쿨롬은 지반강도식을 τ = c + σtanφ으로 정의했는 바, 즉, σ값의 증가에 따라 비례적으로 전단강도가 증가되는 것이다.

따라서, 사면의 압착력은 σ값으로, 압착력을 크게 하면 사면 표면의 전단강도가 증가되는 것이다.

따라서, 사면 압착망(10)에 압착력이 클수록 사면은 안정되므로 종래의 압착망 만을 사용하던 것을 보강하기 위해 인장강도가 큰 로프(20)를 추가로 사용한다.

그러나, 단순히 로프(20)만을 추가 보강하는 것은 사면표면의 부피 변화와 소성변형에 대응하지 못하여 경시적으로 압착력이 사라지는 것이다.

이 점에 착안하여, 본 발명은 사면표면을 압착하기 위해 경시적으로 처음에 압착 로프에 가한 인장력을 지속하여 유지하는 기술이다.

인장력이 사면에 지속적으로 작용하게 하기 위하여 상기 사면 압착망(10)의 가로 세로 방향에 격자 모양으로 압착로프(20)를 연결 설치하되, 상기 압착로프(20)가 고무줄과 같이 탄성 회복력을 갖도록 압착로프(20)의 중간에 일정간격으로 로프 스프링(30)을 대체 연결하여 구성하였으며, 또 다른 실시예는, 압착로프(20)에 중력추(40)를 연결하여 중력의 힘으로 지속적으로 사면을 압착하도록 한 것이다.

시공방법은 사면 여건에 따라 시공순서를 일부 변경하거나 구성을 일부 생략 할 수 있으나 표준적인 시공 방법은 하기와 같다.

절취된 사면에 다수의 네일을 설치하는 단계, 상기 사면 위에 사면 압착망(10)을 상기 네일로 고정하여 설치하는 단계, 상기 사면 압착망(10)의 상면에 다수의 지압판(50)이 결합된 다수의 압착로프(20)를 설치하되, 조임도구(60)를 사용하여 사면의 중앙에서 외측으로 순차적으로 인장하여 상기 각각의 네일에 고정하는 단계와, 사면의 중앙에서 외곽으로 순차적으로 스프링형 와셔(51)가 결합된 상기 지압판(50)을 너트(52)로 조여서 압착력을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

사면의 중앙에서 외곽으로 순차적으로 압착로프(20)를 인장하거나 지압판(50)을 너트(52)로 조이는 것은, 같은 인장력이 압착로프(20)에 균일하게 발생되도록 하기 위한 것이다. 압착로프(20)의 인장은 사면 압착망(10)을 인장할 때 사용하는 두 점 인장 유압잭(61)으로 된 조임도구(60)를 사용한다. 이때의 인장방법은 압착로프(20)를 U자형 클램프로 유압잭(61)의 일단에 고정하고 일단은 네일에 고정하여 인장한다.

상기 압착로프(20)를 사면의 중앙에서 지압판(50)으로 고정시 사면과 압착로프(20)와의 사이에 마찰되지 않도록 다수의 롤러가동단(70)을 설치하고, 상기 압착로프(20)의 양단에 중력추(40)를 연결하여 인장하는 단계를 더 포함하여 구성된다.

그 실시예로서 스프링이 결합된 압착로프공법은 탄성회복력만으로 인장력을 유지하므로 로프스프링의 탄성력이 손실될 때에는 유지보수가 필요하나, 중력에 의한 압착은 유지관리 측면에서 압착로프(20)가 파손되지 않는 이상 유지보수가 필요없는 것이다.

사면을 압착하기 위해 보강 네일과 지압판에 연속하여 연결된 압착로프(20)에 중력추(40)를 연결하여 압착로프(20)에 발생한 인장력으로 지압판(50)에 의해 사면을 압착하는 공법은 주로 사면의 경사가 1 : 0.5 이상의 급경사지에서 사용하기 편리하다.

중력추(40)는 사면의 상하와 시종점 끝단에 힌지 또는 도르래 장치(80)에 의해 연결되어 압착로프(20)가 중력에 의해 인장되도록 구성하는 것이 유리하다. 중력으로 압착로프(20)를 인장하는 것의 최대 문제는 압착로프(20)의 지압판(50)과 사면 압착망(10)과의 마찰력이 발생된다는 것이다. 이와 같이 작용하는 마찰력을 완화시키기 위해 지압판(50)에 그리스를 도포하고, 압착로프(20)와 사면 압착망(10)의 사이에 롤러가동단(70)을 다수 개 설치하여 가동이 쉽도록 한다.

그리고, 중력의 힘이 보다 더 유용하게 큰 힘으로 압착로프(20)에 작용하도록 도르래 장치(80)(도3, 도4)를 설치하였으며, 도르래의 원리는 도르래가 로프의 감긴 횟수에 따라 힘이 배로 증가되는 것이다.

중력추(40)는 사면이 완경사에서 사면에 접하여 마찰력이 발생할 때는 중력의 힘이 감소되므로 중력추(40)의 측면에 바퀴를 달아 사면과의 접촉시 중력 방향으로 원활하게 미끄러지도록 한다.

또 다른 실시예는 사면을 압착하기 위해 양단을 인장하는 사면을 압착하는 압착로프(20)는 다수 개의 지압판(50)에 의해 압착되면 마찰력에 의해 사면의 중앙부에 위치한 압착로프(20)는 인장력이 전달되지 않게 된다.

또한, 사면 조건상 중력추 방식을 적용하기 어려울 경우는, 압착로프(20) 자체를 고무줄과 같이 탄성 변형할 수 있도록 만들어 탄성력에 의해 변형이 회복하려는 힘으로 사면을 압착할 필요가 있다.

이때의 압착로프(20)는 네일과 네일 사이의 로프 중간에 원형링의 탄성 스프링 또는 인장이나 압축형 스프링 장치를 설치하여 탄성회복력을 갖도록 한다.

이때의 로프 스프링 장치는 고무줄과 같이 늘어나고 탄성에 의해 변형이 회복되는 어떠한 장치라도 상관이 없다. 이와 같은 구성을 갖는 것을 로프 스프링이 결합된 압착로프라 한다.

이 장치는 안전을 위해 로프 스프링(30)에 과하중 작용시 측면으로 연결된 압착로프(20)에 의해 변형을 멈추도록 제조된다. 지진시 또는 불명의 원인에 의해, 과다한 암괴가 붕괴시에도 충격력을 감쇄시키고 압착로프(20)가 추가 인장력을 발휘하게 되는 것이다.

상기 로프 스프링(30)은 과하중 작용시 측면으로 연결된 압착로프(20)에 의해 변형을 멈추도록 연결되어 있다.

이 장치의 특징은 시공이 간단하고, 장치 또한 간편하여 어떠한 사면에도 적용이 가능하다. 또한 압착로프(20)를 사각형의 망목을 갖는 네트를 만들어 사면에 설치하고, 중앙에서 외측으로 사방으로 인장하여 사용하는 것도 가능하며, 사면 압착망없이 압착로프만으로 암반사면을 압착하여 사용하는 것도 가능하다.

사계절로 인한 온도변화와 우기철의 건습에 의한 사면 원지반의 부피변화에도 계속하여 사면을 압착할 수 있는 장점이 있다.

상기 공법의 중요 구성의 하나인 지압판(50)은 스프링형 와셔(51)를 끼워 사면 압착망(10)과 압착로프(20)를 지속적으로 압착하도록 하였다. 이때의 지압판(50)은 사면의 평면보다 깊게 파인 요부를 만들어 압착로프(20)를 지압하는 것이 구조적으로 효과적이다. 지압판(50)의 스프링형 와셔(51)는 원형스프링, 판형스프링 등 스프링 효과가 있는 다양한 것을 사용할 수 있다. 본 공법의 압착 시스템은 추가적으로 지압판(50)의 스프링효과로 지속적으로 압착할 수 있도록 하였다.

지압판(50)은 필요에 따라 압착로프(20)를 고정하거나 그리스를 도포하여 미끄러지게 하도록 로프의 직경 크기만큼 홈(54)을 형성하고, 고정할 때에는 고정 U자 볼트를 끼워 조일 수 있도록 하였다. 로프스프링(30)이 구비되지 않은 압착로프(20)의 양단을 중력추(40)로 인장하는 경우는 사면 중앙의 한 점에서 네일과 지압판(50)에 고정하고, 그 외의 지압판(50)은 압착로프(20)가 잘 미끄러지도록 하고, 로프스프링(30)이 구비된 압착로프(20) 만으로 사면을 압착시키는 경우는 각 지점을 지압판(50)에 압착로프(20)를 인장하여 고정한다.

상기의 여러 가지 구성요소를 사면의 형태와 조건에 따라 혼합하여 적용하는 다양한 실시예를 도13, 도14 및 도15에 도시하였다. 사면의 조건에 따라 압착로프와 중력추에 의한 로프인장 방법을 병용할 수 있다.

이와 같은 실시예 중 도13에서 압착로프와 중력추를 혼용하는 경우, 상하의 인장은 압착로프로 하고, 수평 방향의 인장은 와이어로프와 도르래, 그리고 중력추를 결합하여 인장하는 것을 보여주고 있다.

도14는 압착로프로 실시한 예, 도15는 수직 수평 방향은 압착로프와 도르래 중력추가 구성된 것으로, 로프가 사면과 마찰력이 있더라도 로프에 연결된 로프 스프링에 의해 로프의 전 길이에 인장력이 균등히 발생된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 로프를 이용한 사면압착 공법에 의하면, 종래의 낙석 방지망은 사면에 압착력을 가하지 않아서 국부적인 사면붕괴가 빈발하여 계속적인 유지관리를 해야하고, 종래의 로프에 의한 사면 압착은 사면표면의 부피 변화와 소성변형에 대응하지 못하여 경시적으로 압착력이 사라지는 문제를 본 발명의 중력추 방식은 중력에 의해 지속적으로 로프에 인장을 전달하므로 아주 효과적인 압착력이 발생하는 것이다. 그리고, 고무줄처럼 탄성회복력을 갖게 한 로프 스프링이 결합된 압착로프를 이용한 사면보강공법은 최초 설치후 계속하여 사면을 압착하게 되므로 국부적인 사면붕괴를 방지할 수 있다. 여기에 사용되는 도르래는 중력의 힘을 배로 증가시키는 역할을 한다. 그리고 추가하여 사면 보강 네일에 지압판과 스프링형 와셔와 네일 조임 너트를 끼워 강연선과 사면 압착망을 계속하여 압착하도록 하였고, 이것의 효과는 압착로프의 인장력을 사면의 양단에서 줄 경우 여러 개의 지압판의 마찰력에 의해 감소되는 것을 보완해 준다. 압착로프의 장점은 사면의 중앙에서 외측으로 순차적으로 인장 하므로 힘의 전달을 균등하게 분포시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (8)

1. 절취된 사면에 다수의 네일을 설치하는 단계;

   상기 사면 위에 사면 압착망(10)을 상기 네일로 고정하여 설치하는 단계;

   상기 사면 압착망(10)의 상면에 다수의 지압판(50)이 다수의 로프스프링(30)을 구비한 압착로프(20)와 결합되도록 설치하되, 조임도구(60)를 사용하여 사면의 중앙에서 외측으로 순차적으로 인장하여 상기 각각의 네일에 고정하는 단계; 및

   사면의 중앙에서 외곽으로 순차적으로 스프링형 와셔(51)가 결합된 상기 지압판(50)을 너트(52)로 조여서 압착력을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로프를 이용한 사면 압착 방법.
2. 절취된 사면에 다수의 네일을 설치하는 단계;

   상기 사면 위에 사면 압착망(10)을 상기 네일로 고정하여 설치하는 단계;

   상기 사면 압착망(10)의 상면에 다수의 지압판(50)이 결합된 다수의 압착로프(20)를 설치하되, 사면의 중앙에 위치한 지압판(50)으로 압착로프(20)의 중앙을 고정하고, 압착로프(20)의 외측은 중앙의 지압판(50)을 제외한 다수의 외측 지압판(50)으로 고정하되, 이 다수의 외측 지압판(50)은 그 홈(54)에 삽입된 압착로프(20)가 잘 미끄러지도록 상기 홈(54)에 그리스를 도포하여 설치하는 단계:

   사면과 압착로프(20)와의 사이에 마찰되지 않도록 사면과 압착로프(20)의 사이에 다수의 롤러가동단(70)을 설치하는 단계;

   상기 압착로프(20)의 양단에 인장력을 증가시키기 위해 도르래 장치(80)를 매개로 중력추(40)를 연결하여 인장하는 단계와;

   사면의 중앙에서 외곽으로 순차적으로 스프링형 와셔(51)가 결합된 상기 지압판(50)을 너트(52)로 조여서 압착력을 발생시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 로프를 이용한 사면 압착 방법.
3. 절취된 사면에 다수 개 설치된 네일로 고정된 사면 압착망(10)과,

   상기 사면 압착망(10)의 상면에서 사면의 중앙에서 네일로 고정 설치되고, 각각 외측으로 인장 유압잭(61)으로 된 조임도구(60)로 인장되도록 설치된 다수의 지압판(50)을 가진 다수의 로프스프링(30)을 구비하는 압착로프(20)로 구성되며;

   사면의 중앙에서 외곽으로 스프링형 와셔(51)가 결합된 상기 지압판(50)을 너트(52)로 조여서 압착력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 로프를 이용한 사면 압착 장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 3항에 있어서,

   상기 로프 스프링(30)은 과하중 작용시 측면으로 연결된 압착로프(20)에 의해 변형을 멈추도록 연결된 것을 특징으로 하는 로프를 이용한 사면 압착 장치.
7. 절취된 사면에 다수 개 설치된 네일로 고정된 사면 압착망(10)과,

   상기 사면 압착망(10)의 상면에서 사면의 중앙에서 네일로 고정 설치되고, 각각 외측으로 인장 유압잭(61)으로 된 조임도구(60)로 인장되도록 설치된 다수의 지압판(50)을 가진 다수의 로프스프링(30)을 구비하는 압착로프(20)로 구성되며;

   상기 압착로프(20)를 사면의 중앙에서 지압판(50)으로 고정시 사면과 압착로프(20)와의 사이에 마찰되지 않도록 다수의 롤러가동단(70)을 설치하고, 상기 압착로프(20)의 양단에 인장력을 증가시키기 위해 도르래 장치(80)를 매개로 중력추(40)를 연결하여 인장하는 것을 특징으로 하는 로프를 이용한 사면 압착 장치.
8. 절취된 사면에 다수 개 설치된 네일로 고정된 사면 압착망(10)과,

   상기 사면 압착망(10)의 상면에서 사면의 중앙에서 네일로 고정 설치되고, 각각 외측으로 인장 유압잭(61)으로 된 조임도구(60)로 인장되도록 설치된 다수의 지압판(50)을 가진 다수의 로프스프링(30)을 구비하는 압착로프(20)로 구성되며;

   상기 압착로프(20)가 사면의 부피변화와 소성변형에도 계속적으로 탄성회복력에 의하여 사면을 압착하도록 네일과 네일 사이의 로프 중간에 로프 스프링(30)을 설치한 로프를 이용한 사면 압착 장치.

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