KR100875249B1 - Reinforcing apparatus for end part of underground-structure using corrugated multi plate and reinforcing method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파형강판을 이용한 지중구조물의 단부 보강재 및 그를 이용한 단부보강방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파형강판 지중구조물의 뒤채움재에 보강재를 설치하여 그 단부를 보강하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an end reinforcement of the underground structure using a corrugated steel sheet and an end reinforcement method using the same, and more particularly, to a method of reinforcing the end by installing a reinforcing material on the backfill material of the corrugated steel sheet underground structure.
파형강판 지중구조물은 박판의 구조용 압연강재를 파형 성형을 통하여 강판의 강성을 증가시키고 외부하중에 대해 뒤채움 흙과 구조물이 동시에 저항하여 구조물에 가해지는 하중부담을 감소시킬 수 있도록 한 구조물을 말한다. 이러한 파형강판 지중구조물은 파형단면의 적용으로 동일한 두께의 일반강판에 비해 단면계수가 10~30배 정도가 크고, 용융아연도금에 의한 내구성 향상으로 부식에 대한 저항성능이 증가되며, 현장에서 간단한 볼트 연결 및 뒤채움 작업으로 시공되므로 기존의 콘크리트 구조물에 비하여 공기단축과 공사비를 절감할 수 있는 경제적인 구조물이다.Corrugated steel plate underground structure refers to a structure that increases the stiffness of the steel plate through corrugation molding of thin structural steel rolls and reduces the load burden on the structure by simultaneously resisting the backfilling soil and the structure against external loads. The corrugated steel underground structure has a cross section of about 10 to 30 times larger than that of ordinary steel sheets of the same thickness through the application of corrugated cross sections, and increases the resistance to corrosion by improving the durability by hot-dip galvanizing. As it is constructed by connecting and backfilling, it is economical structure that can reduce air shortening and construction cost compared to the existing concrete structure.
역학적으로 파형강판 구조물은 두께가 상당히 얇기 때문에 하중을 가하면 동 일한 내경을 갖는 강성구조물에 비해 견딜 수 있는 하중의 크기는 매우 작다. 그러나 파형강판 지중구조물은 연성구조물로서 연직토압에 의한 강판의 변형을 이용하여 하중을 지지하기 때문에 강성구조물과 동등하거나 그 이상의 내하력을 갖게 된다. 연직토압에 의한 강판의 수평변형은 강판 측벽부 뒤채움 흙을 압박하여 횡토압을 유발하고, 이러한 횡토압은 연직토압을 지지하는 역할을 한다. 이 때문에 파형강판 지중구조물은 휨모멘트가 거의 작용하지 않고 축력만 작용하기 때문에 얇은 두께의 박판으로 큰 외압을 견딜 수 있는 것이다. Dynamically, corrugated sheet structures are quite thin, so the loads they can bear are very small compared to rigid structures with the same inner diameter. However, corrugated steel underground structures have a load capacity equivalent to or greater than that of rigid structures because they support the load by using deformation of the steel sheet due to vertical earth pressure as the flexible structure. The horizontal deformation of the steel plate by the vertical earth pressure causes the horizontal earth pressure by pressing the backfill soil of the steel plate sidewall, and the horizontal earth pressure serves to support the vertical earth pressure. For this reason, the corrugated steel underground structure can withstand a large external pressure with a thin plate because the bending moment has little effect but only axial force.
그러나 단부에 벨마우스가 적용될 경우 이 부분은 캔틸레버와 같은 구조가 되어 횡토압에 의한 변위가 발생하기 쉽다. 또한 면벽으로 단부를 구속한 상태에서 뒤채움할 경우 강판의 솟음으로 인한 면벽의 균열로 인해 유지보수 비용이 추가로 발생하고 미관이 저하되는 문제점이 있다. However, when the bell mouse is applied at the end, this part becomes a cantilever-like structure, which is likely to cause displacement due to transverse pressure. In addition, there is a problem in that the maintenance cost is additionally generated due to the crack of the face wall due to the rising of the steel sheet and the aesthetics are lowered when the back wall is restrained by the face wall.
종래 벨마우스가 적용되거나 면벽으로 구속한 파형강판 지중구조물의 단부 보강방법으로는, 도 6에 도시된 바와 같이, 파형강판 구조물 자체의 강성을 보강하는 방법으로서 단부의 파형강판 구조물(100)에 축방향으로 금속 채널(110)을 층상으로 부착하는 방법을 적용한 바 있다. 그러나 파형강판 구조물 자체의 강성을 보강하는 단부 보강방법은 보강성능이 미미하고 그에 따라 추가로 유지보수 비용이 발생하여 공사비가 증가하는 문제가 있다. As an end reinforcement method of the corrugated steel plate underground structure that is conventionally applied to the bell mouse or bound by the face wall, as shown in Figure 6, as a method of reinforcing the rigidity of the corrugated steel sheet structure itself, the shaft of the corrugated
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 손쉬운 시공으로 보강이 가능하고 보다 우수한 보강성능으로 유지보수비용을 절감할 수 있는 파형강판 지중구조물의 단부 보강재와 보강방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and provides an end reinforcement and reinforcement method of a corrugated steel underground structure that can be reinforced by easy construction and can reduce maintenance costs with better reinforcement performance. There is a purpose.
본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, 파형강판 구조물의 축방향에 대해 직각으로 배치되며, 보강재 고정용 앵글과 결합되는 접합판과 상기 접합판에 결합된 복수의 환봉과 상기 환봉의 단부에 각각 결합되는 정착판을 포함하는 것을 특징으로 하는 파형강판 지중구조물의 단부 보강재가 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention, disposed at right angles to the axial direction of the corrugated steel sheet structure, the bonding plate is coupled to the angle for fixing the stiffener and the plurality of round rods coupled to the bonding plate and the end of the round bar, respectively An end reinforcement of corrugated steel underground structure is provided, including a fixing plate.
그리고 상기 복수의 환봉은 접합판에서 정착판을 향해 간격이 점점 넓어지도록 결합될 수 있다.And the plurality of round bar may be coupled so that the gap gradually widens toward the fixing plate in the bonding plate.
또한, 인접하는 보강재들의 단부는 정착판으로 서로 연결될 수 있다.In addition, the ends of adjacent reinforcements may be connected to each other by a fixing plate.
본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따르면, 임의의 간격으로 기초 구조물을 설치하고, 아치형으로 조립되고 축방향으로 적어도 하나의 단부는 벨마우스가 적용된 파형강판 구조물의 원주방향 양단부가 기초 구조물에 고정되도록 파형강판 구조물을 조립하는 단계((a)단계)와, 파형강판 구조물의 벨마우스 부분에 길이방향으로 복수의 보강재 고정용 앵글을 고정하는 단계((b)단계)와, 파형강판 구조물의 축방향에 대해 직각으로 배치되도록 접합판과 상기 접합판에 결합된 복수의 환봉과 상기 환봉의 단부에 각각 결합되는 정착판으로 이루어지는 보강재를 각 보강재 고정용 앵글에 결합시키는 단계((c)단계)와, 보강재가 매립되도록 뒤채움을 실시하는 단계((d)단계)와, 상기 (b)단계 내지 (d)단계를 파형강판 구조물의 벨마우스 상단부까지 반복적으로 실시하는 단계((e)단계)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파형강판 지중구조물의 단부 보강방법이 제공된다.According to another suitable embodiment of the present invention, the foundation structures are installed at arbitrary intervals, and the arcuately assembled and at least one end in the axial direction is corrugated so that the circumferential ends of the corrugated steel sheet structure with bellows are fixed to the foundation structure. Assembling the steel plate structure (step (a)), fixing the plurality of reinforcing material fixing angles in the longitudinal direction to the bell mouse portion of the corrugated steel sheet structure ((b) step), and in the axial direction of the corrugated steel sheet structure Coupling a reinforcement comprising a joining plate and a plurality of round rods coupled to the joining plate and a fixing plate coupled to end portions of the round rods so as to be disposed at right angles with respect to each end ((c) step), and a reinforcing member (B) performing the backfill so that the filling is filled, and the steps (b) to (d) are repeatedly performed to the upper end of the bell mouse of the corrugated steel sheet structure. The end portion of the corrugated steel plate reinforcing method underground structure, characterized in that it comprises the steps ((e) steps) are provided for.
이때, 상기 복수의 환봉은 접합판에서 정착판을 향해 간격이 점점 넓어지도록 결합될 수 있다.At this time, the plurality of round bar may be coupled so that the interval gradually widens toward the fixing plate in the bonding plate.
또한, 인접하는 환봉들의 단부는 정착판으로 서로 연결될 수 있다.In addition, the ends of adjacent round bars may be connected to each other by a fixing plate.
본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 임의의 간격으로 기초 구조물을 설치하고, 파형강판 구조물의 원주방향 양단부가 기초 구조물에 고정되도록 파형강판 구조물을 조립한 다음, 파형강판 구조물의 길이방향 양단부에 면벽을 설치하는 단계((a)단계)와, 파형강판 구조물의 벨마우스 부분에 길이방향으로 복수의 보강재 고정용 앵글을 고정하는 단계((b)단계)와, 파형강판 구조물의 축방향에 대해 직각으로 배치되도록 접합판과 상기 접합판에 결합된 복수의 환봉과 상기 환봉의 단부에 각각 결합되는 정착판으로 이루어지는 보강재를 각 보강재 고정용 앵글에 결합시키는 단계((c)단계)와, 보강재가 매립되도록 뒤채움을 실시하는 단계((d)단계)와, 상기 (b)단계 내지 (d)단계를 파형강판 구조물의 벨마우스 상단부까지 반복적으로 실시하는 단계((e)단계)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파형강판 지중구조물의 단부 보강방법이 제공된다.According to another suitable embodiment of the present invention, the foundation structure is installed at arbitrary intervals, and the corrugated steel sheet structure is assembled so that the circumferential ends of the corrugated steel sheet structure are fixed to the foundation structure, and then at both longitudinal ends of the corrugated steel sheet structure. Installing a face wall (step (a)), fixing a plurality of stiffener fixing angles in the longitudinal direction to the bell mouse portion of the corrugated steel sheet structure (step (b)), and the axial direction of the corrugated steel sheet structure Coupling the reinforcement consisting of a bonding plate and a plurality of round rods coupled to the bonding plate and a fixing plate coupled to the ends of the round bar to be disposed at a right angle to each of the reinforcing member fixing angle (step (c)), and the reinforcing member Performing backfilling to fill up (d) and repeatedly performing steps (b) to (d) to the upper end of the bell mouse of the corrugated steel sheet structure ((e) There is provided an end reinforcement method of a corrugated steel sheet underground structure comprising the step).
이때, 상기 복수의 환봉은 접합판에서 정착판을 향해 간격이 점점 넓어지도록 결합될 수 있다.At this time, the plurality of round bar may be coupled so that the interval gradually widens toward the fixing plate in the bonding plate.
또한, 인접하는 환봉들의 단부는 정착판으로 서로 연결될 수 있다.In addition, the ends of adjacent round bars may be connected to each other by a fixing plate.
본 발명에 따르면, 손쉬운 시공으로 보강이 가능하고 보다 우수한 보강성능으로 유지보수비용을 절감할 수 있는 파형강판 지중구조물의 단부 보강재가 제공된다.According to the present invention, there is provided an end reinforcement of the corrugated steel underground structure which can be reinforced by easy construction and can reduce maintenance costs with better reinforcement performance.
또한 뒤채움 흙에 나무뿌리처럼 퍼져 있는 보강재로 인해 캔틸레버와 같은 구조로 되어 있는 벨마우스 부분에 작용하는 토압을 감소시켜 변형을 최대한 억제할 수 있다.In addition, the reinforcement that spreads like a tree root in the backfilling soil can reduce the earth pressure acting on the part of the bell mouse, which has a cantilever-like structure, so that deformation can be suppressed as much as possible.
또한 뒤채움 흙에 나무뿌리처럼 퍼지도록 보강재를 설치함에 따라 뒤채움 흙을 보강하여 뒤채움시 강판의 솟음으로 인한 면벽의 균열 발생을 최대한 억제할 수 있다. In addition, by installing the reinforcing material to spread like the tree roots in the backfilling soil, it is possible to reinforce the backfilling soil to suppress the occurrence of cracks in the face wall due to the rising of the steel sheet during backfilling.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 단부 보강재가 파형강판 구조물에 결합된 상태를 나타낸 평면도이고, 도 2a는 도 1에서 보강재만을 나타낸 사시도이고, 도 2b는 보강재의 다른 실시 예를 나타낸 사시도이다.1 is a plan view showing a state in which the end reinforcement is coupled to the corrugated steel sheet structure, Figure 2a is a perspective view showing only the reinforcement in Figure 1, Figure 2b is a perspective view showing another embodiment of the reinforcement.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 단부 보강재는 보강재 고정용 앵글(10)에 결합되는 접합판(22)과 상기 접합판(22)에 결합된 복수의 환봉(24)과 상기 환봉(24)의 단부에 각각 결합되는 정착판(26)으로 이루어진다. Referring to FIG. 1, the end reinforcement according to the present invention includes a
보강재 고정용 앵글(10)은 보강재(20)를 파형강판 구조물에 정착시키기 위한 것으로, 본 발명에서는 파형강판 구조물의 단부 즉, 파형강판 구조물의 벨마우스부 또는 면벽과 접하는 단부 외면에 설치된다. 보강재 고정용 앵글(10)에는 파형강판 구조물과 볼트 접합을 위한 구멍과 보강재(20)와 볼트 접합을 위한 구멍이 각각 적어도 1개 이상 형성된다. The reinforcing
보강재(20)는 보강재 고정용 앵글(10)에 고정되고 파형강판 구조물의 축방향에 대해 직각으로 배치된다. The
접합판(22)에는 보강재 고정용 앵글과 볼트 접합을 위한 구멍(22a)이 형성되어 있다. The joining
환봉(24)은 강재나 섬유강화플라스틱으로 구성될 수 있고, 이형철근과 같이 길이방향으로 마디와 리브가 반복적으로 형성되어 뒤채움 흙과의 마찰력을 높일 수 있다. 그리고 환봉은 도 2b에 나타낸 바와 같이 접합판에서 정착판을 향해 간격이 일정하도록 결합할 수도 있으나, 바람직하게는 도 2a에 나타낸 바와 같이 접합판에서 정착판을 향해 간격이 점점 넓어지도록 결합하는 것이 좋다. 이렇게 정착판을 향해 퍼져나가도록 환봉(24)을 배치하면 적은 수의 환봉(24)을 넓은 면적에 배치하는 효과가 있고 나무뿌리와 같이 퍼져나가게 되므로 적은 수의 보강재로 보다 높은 보강효과를 기대할 수 있다.
정착판(26)은 정착길이를 줄여 보강에 필요한 환봉(24)의 길이를 줄일 수 있게 해줄 뿐만 아니라 도 1에 도시된 바와 같이 인접하는 환봉(24)들을 서로 연결시켜 보강효과를 더욱 높일 수 있다. The
이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 단부 보강재를 이용해 파형강판 지중구조물의 단부를 보강하는 방법은 다음과 같다.Method of reinforcing the end of the corrugated steel plate underground structure using the end reinforcement according to the present invention configured as described above are as follows.
도 3은 본 발명에 따른 단부 보강재가 파형강판 구조물의 단부에 보강된 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 4a, 도 4b는 파형강판 구조물에 단부 보강재가 결합되는 상세를 나타낸 요부확대도이고, 도 5는 본 발명에 따른 단부 보강재가 파형강판 구조물의 단부 보강 공정에 있어서 뒤채움 단계를 개략적으로 나타낸 도면이다. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the end reinforcement according to the present invention is reinforced to the end of the corrugated steel sheet structure, Figure 4a, 4b is an enlarged view of the main portion showing the detail that the end reinforcing material is coupled to the corrugated steel sheet structure, 5 is a view schematically showing the backfilling step in the end reinforcement of the corrugated steel sheet structure of the end reinforcement according to the present invention.
단부가 벨마우스가 적용된 경우는, If the bell mouse is applied at the end
먼저, 임의의 간격으로 기초 구조물(200)을 설치하고, 축방향으로 적어도 하나의 단부는 벨마우스가 적용된 파형강판 구조물(100)의 원주방향 양단부가 기초 구조물(200)에 고정되도록 파형강판 구조물(100)을 조립한다((a)단계). First, the
다음으로, 파형강판 구조물(100)의 벨마우스 부분에 길이방향으로 복수의 보강재 고정용 앵글(10)을 고정하고((b)단계), 파형강판 구조물(100)의 축방향에 대해 직각으로 배치되도록 접합판(22)과 상기 접합판(22)에 결합된 복수의 환봉(24)과 상기 환봉(24)의 단부에 각각 결합되는 정착판(26)으로 이루어지는 보강재(20)를 각 보강재 고정용 앵글에 결합시킨다((c)단계). Next, a plurality of reinforcing
다음으로, 보강재(20)가 매립되도록 뒤채움을 실시한다((d)단계). 이때, 파형강판 구조물의 중간부도 단부와 동시에 뒤채움을 실시하게 된다. 그리고 상기 (b)단계 내지 (d)단계를 파형강판 구조물의 벨마우스 상단부까지 반복적으로 실시 하면 단부 보강이 완료된다. Next, backfill is performed so that the reinforcing
즉, 본 발명에서는 보강재 고정용 앵글(10)을 파형강판 구조물(100)에 볼트 접합시키고 앵글(10)에 미리 제작된 보강재(20)를 볼트 접합하기만 하면 되므로 보강재 설치가 간단하여 파형강판 구조물의 조립 후의 뒤채움 공정에 크게 영향을 미치지 않게 되어 단부보강으로 인한 공기지연의 문제가 발생하지 않는다. 또한 뒤채움 흙에 나무뿌리처럼 퍼져 있는 보강재(20)로 인해 캔틸레버와 같은 구조로 되어 있는 벨마우스 부분에 작용하는 토압을 감소시켜 변형을 최대한 억제할 수 있다.In other words, in the present invention, the
다음으로, 단부에 면벽이 설치된 경우는,Next, when the face wall is provided at the end,
임의의 간격으로 기초 구조물을 설치하고, 파형강판 구조물의 원주방향 양단부가 기초 구조물에 고정되도록 파형강판 구조물을 조립한 다음, 파형강판 구조물의 길이방향 양단부에 면벽을 설치하는 단계((a)단계)와, 파형강판 구조물의 벨마우스 부분에 길이방향으로 복수의 보강재 고정용 앵글을 고정하는 단계((b)단계)와, 파형강판 구조물의 축방향에 대해 직각으로 배치되도록 접합판과 상기 접합판에 결합된 복수의 환봉과 상기 환봉의 단부에 각각 결합되는 정착판으로 이루어지는 보강재를 각 보강재 고정용 앵글에 결합시키는 단계((c)단계)와, 보강재가 매립되도록 뒤채움을 실시하는 단계((d)단계)와, 상기 (b)단계 내지 (d)단계를 파형강판 구조물의 벨마우스 상단부까지 반복적으로 실시하는 단계((e)단계)를 포함한다.Installing the foundation structure at arbitrary intervals, assembling the corrugated steel sheet structure so that the circumferential ends of the corrugated steel sheet structure are fixed to the foundation structure, and then installing the face walls at the longitudinal ends of the corrugated steel sheet structure ((a)). And (b) fixing the plurality of reinforcing member fixing angles in the longitudinal direction to the bell mouse portion of the corrugated steel sheet structure, and to the bonding plate and the joining plate to be disposed at right angles to the axial direction of the corrugated steel sheet structure. Coupling a reinforcing member consisting of a plurality of combined bar and a fixing plate coupled to each end of the round bar to each reinforcing member fixing angle (step (c)), and the step of backfilling so that the reinforcing material is embedded ((d Step) and the steps (b) to (d) are repeatedly performed to the upper end of the bell mouse of the corrugated steel sheet structure (step (e)).
면벽으로 단부를 구속한 상태에서 뒤채움할 경우 강판의 솟음으로 인한 면벽의 균열로 인해 유지보수 비용이 추가로 발생하고 미관이 저하되는 문제점이 있는 데, 본 발명에서는 뒤채움 흙에 나무뿌리처럼 퍼지도록 보강재를 설치함에 따라 뒤채움 흙을 보강하여 뒤채움시 강판의 솟음으로 인한 면벽의 균열 발생을 최대한 억제할 수 있다. When the backfill is constrained with the face wall, there is a problem in that maintenance cost is additionally generated due to the crack of the face wall caused by the rising of the steel plate and the aesthetics are lowered. In the present invention, the backfill is fuzzy like a tree root. As the reinforcing material is installed, the backfilling soil can be reinforced to minimize the occurrence of cracks in the face wall due to the rise of the steel sheet during the backfilling.
위에서 본 발명은 실시 예를 이용하여 상세하게 설명이 되었다. 제시된 실시 예는 예시적인 것으로 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 제시된 실시 예에 대한 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 이러한 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않고 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다. The present invention has been described above in detail by using an embodiment. The presented embodiments are exemplary and can be made by those skilled in the art to various modifications and modifications to the disclosed embodiments without departing from the spirit of the present invention. The scope of the invention is not limited by these modifications and variations, but only by the claims appended below.
도 1은 본 발명에 따른 단부 보강재가 파형강판 구조물에 결합된 상태를 나타낸 평면도이다. 1 is a plan view showing a state in which the end reinforcement according to the present invention is coupled to the corrugated steel sheet structure.
도 2a는 도 1에서 보강재만을 나타낸 사시도이다. Figure 2a is a perspective view showing only the reinforcement in Figure 1;
도 2b는 보강재의 다른 실시 예를 나타낸 사시도이다.Figure 2b is a perspective view showing another embodiment of the reinforcing material.
도 3은 본 발명에 따른 단부 보강재가 파형강판 구조물의 단부에 보강된 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the end reinforcing material according to the present invention is reinforced at the end of the corrugated steel sheet structure.
도 4a, 도 4b는 파형강판 구조물에 단부 보강재가 결합되는 상세를 나타낸 요부확대도이다.Figure 4a, Figure 4b is an enlarged view of the main portion showing the detail that the end reinforcement is coupled to the corrugated steel sheet structure.
도 5는 본 발명에 따른 단부 보강재가 파형강판 구조물의 단부 보강 공정에 있어서 뒤채움 단계를 개략적으로 나타낸 도면이다. 5 is a view schematically showing the backfilling step in the end reinforcement of the corrugated steel sheet structure of the end reinforcement according to the present invention.
도 6은 종래 파형강판 구조물의 단부 보강방법을 나타낸 사시도이다.Figure 6 is a perspective view showing the end reinforcement method of the conventional corrugated steel sheet structure.
Claims (9)
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KR102282293B1 (en) | 2021-04-21 | 2021-07-27 | 청암이앤씨주식회사 | Design method of corrugated steel plate structure and corrugated steel plate structure designed thereby |
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JPH10168882A (en) | 1996-12-05 | 1998-06-23 | Okasan Kogyo Kk | Arrangement structure of tensile strength member of reinforced clayey wall |
KR100704304B1 (en) * | 2005-10-10 | 2007-04-06 | 한국건설기술연구원 | Anchor installing method for long span corrugated steel plate structure |
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2008
- 2008-05-28 KR KR1020080049442A patent/KR100875249B1/en not_active IP Right Cessation
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