KR100906161B1 - 와이어로프를 이용한 파형강판 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파형강판 구조물의 시공 중에 성토고가 높을 경우 토사압력에 저항하여 강판의 변형을 방지하고 구조물의 내부로 차량 및 작업자의 통행을 원활하게 하며 홍수시 단면이 폐쇄되는 것을 방지할 수 있게 한 와이어로프를 이용한 파형강판 구조물의 시공구조에 관한 것으로 파형강판 구조물(20)이 설치된 기초 콘크리트부(40)(40')의 외측에 일정간격으로 다수개의 와이어로프 체결용 앵커(41)(41')가 설치되고 상기 파형강판 구조물(20)의 외부면에 안내공(43)(43')이 형성된 가이드(42)(42')가 외측으로 돌출되어지도록 나사결합되며 와이어로프(L)의 일측이 상기 일측의 기초 콘크리트부(40)의 와이어로프 체결용 앵커(41)에 결합되고 상기 와이어로프(L)의 타측이 상기 가이드(42)(42')의 안내공(43)(43')에 관통, 인장되어 상기 타측의 기초 콘크리트부(40')의 와이어로프 체결용 앵커(41')에 결합되어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

파형강판 구조물,와이어로프,가이드,앵커,지지 프레임,인장 와이어로프.

Description

와이어로프를 이용한 파형강판 구조물{Construction of corrugated steel pipe using wire rope}

본 발명은 파형강판 구조물의 시공 중에 성토고가 높을 경우 토사압력에 저항하여 강판의 변형을 방지하고 구조물의 내부로 차량 및 작업자의 통행을 원활하게 하며 홍수시 단면이 폐쇄되는 것을 방지할 수 있게 한 와이어로프를 이용한 파형강판 구조물의 시공구조에 관한 것으로 더욱 상세하게는 교량,통로,수로,공동구 및 터널 등과 같은 구조물을 파형강판으로 시공할 때 이론적 토압과 실제 토압 차이에 의해 발생하는 파형강판의 변형을 방지하기 위하여 시공되는 파형강판의 외주면에 와이어로프를 가이드와 앵커에 의해 인장력에 의한 압축하중으로 파형강판의 변형을 억제시키고 구조적 강성을 증대시킬 수 있게 한 것이다.

일반적으로 파형강판은 3.0-8.0mm 두께를 가진 아연도금 강판에 강도를 향상시키기 위하여 골형의 형상으로 성형시켜 일반강판에 비해 10-30배의 강도를 증가시킨 것으로 볼트와 너트에 의해 현장에서 조립하여 구조물을 시공하므로 시공성이 우수하여 공사기간을 단축시키고 친환경적인 특성뿐만 아니라 경제성이 우수한 장점으로 인하여 교량,통로,수로,공동구 및 터널 등과 같은 구조물 시공에 널리 이용되고 있는 실정이다.

상기의 파형강판으로 시공되는 구조물은 적용 단면에 따라 아치형,박스형 및 원형구조물의 형상으로 분류되고 마감부의 시공형식에 따라 면벽형,경사형 및 돌출형으로 분류되고 있다.

종래의 파형강판 구조물의 시공구조은 도 1 에 도시된 바와 같이 기초 터파기 시공단계와,기초 터파기가 완성된 영역에 기부들을 가지는 베이스면을 시공하는 베이스면 시공단계와,상기 각 기부로부터 파형강판들을 아치형의 구조물로 조립하는 파형간판 조립단계와,상기 아치형 구조물의 내부에 외압에 의해 변형되는 것을 방지하는 보강수단을 설치하는 보강수단 설치단계와,상기 아치형 구조물의 측면과 상부측에 토사를 뒷채움하는 되메우기 단계를 포함하여 이루어지며,상기 보강수단 설치단계는 상기 파형강판 구조물의 외주면에 길이 방향으로 보강채널들을 설치하는 보강채널 설치단계와,상기 파형강판 구조물의 기부와 적어도 하나의 보강채널을 로프로 연결하는 제1로프 설치단계와,상기 하나의 보강채널에 대해 적어도 하나 이상의 보강채널을 로프로 연결하는 제2로프 설치단계와,상기 각 로프들에 설치된 턴버클을 이용하여 각 로프의 인장력을 조절하는 인장력 조절단계를 포함하여 된 것을 특징으로 하였다.

상기한 종래의 파형강판 구조물은 파형강판의 강성을 보강하기 위하여 파형강판의 외주연에 길이방향으로 보강채널을 설치하고 파형강판의 내부로 보강채널과 기부 사이에 와이어로프와 턴버클에 의해 인장시켜 설치하므로 파형강판의 변형을 방지하고 내하력을 증진시키는 장점은 있으나 상기 보강채널은 강판과 보강구조 간의 합성기능이 원활치 못하고 볼트구멍에 의해 파형강판에 구조적인 안정성을 저하시키고 또한 X자형의 와이어로프를 파형강판의 내부로 설치시 시공 중에 구조물의 내측으로 차량과 시공장비의 출입이 통제되어 작업이 불편하고 복잡하며 수로 구조물로 시공 중일 경우 집중호우 및 홍수 시에 X자형 와이어로프에 각종부유물과 이물질이 걸려서 파형강판의 내부를 폐쇄시켜 시공 중인 구조물 전체가 유실될 수 있는 문제가 있고 또한 X자형 와이어로프가 보강채널과 기부로 연결되는 지점에 하중이 집중되어 파형강판의 변형이 발생할 수 있으며 작업자의 통행이 불편할 뿐만 아니라 이로 인한 안전사고의 문제점이 있었다.

종래기술의 문헌정보

[문헌1] 대한민국 등록특허공보 제10-0659641호(2006.12.13)

[문헌2] 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0053637호(2003.07.02)

[문헌3] 대한민국 등록특허공보 제10-0698018호(2007.03.15)

[문헌4] 대한민국 등록특허공보 제10-0704304호(2007.03.30)

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 목적으로 창출된 것으로 시공현장의 주변 지형조건을 평면적 및 입체적으로 정확하게 구조해석하기 어렵거나 상부토압과 편측토력의 변동,활하중 및 공사 중 다짐오류에 의한 불균형하중으로 인한 파형강판 구조물의 변형을 방지하기 위하여 와이어로프와 가이드를 이용하여 인장력에 의한 압축하중을 보강시켜 줌으로써 파형강판 구조물의 강성을 증대시키고 또한 시공 중에 구조물의 내부로 차량통행,시공장비 및 작업자의 통행을 원활하게 하여 시공을 용이하게 하여 안전사고를 미연에 방지할 수 있고 수로공사 시에 외부적인 환경의 제약을 해소시키며 파형강판 구조물의 외주면에 와이어로프를 설치하여 분포하중으로 작용되게 하여 하중의 집중으로 인한 변형을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 파형강판 구조가 설치된 기초 콘크리트부의 외측에 일정간격으로 다수개의 와이어로프 체결용 앵커가 설치되고 상기 파형강판 구조물의 외부면에 안내공이 형성된 가이드가 외측으로 돌출되어지도록 나사결합되며 와이어로프(L)의 일측이 상기 일측의 기초 콘크리트부(40)의 와이어로프 체결용 앵커에 결합되고 상기 와이어로프의 타측이 상기 가이드의 안내공에 관통, 인장되어 상기 타측의 기초 콘크리트부의 와이어로프 체결용 앵커에 결합되어지는 것이다.

그러므로 본 발명은 파형강판 구조물의 보강수단을 파형강판 구조물의 상부 에 설치하여 지형조건,상부토압,편측토력,활하중 및 공사 중 다짐오류에 의한 불균형 하중에 대한 구조적인 안정성을 확보하고 시공 중에 구조물의 내부로 차량,시공장비 및 작업자의 통행을 원활하게 하여 구조적인 안정성을 증대시키며 시공성을 향상시켜 공기를 단축시킬 뿐만 아니라 안전사고를 미연에 방지할 수 있고 수로공사 시에 외부적인 환경의 제약을 해소시키며 또한 파형강판 구조물의 외주면에 와이어로프를 설치하여 분포하중으로 작용되게 하여 하중의 집중으로 인한 변형을 방지할 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

이하 발명의 요지를 첨부된 도면에 연계시켜 그 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명의 시공 상태를 설명하기 위한 전체구조 사시도로 파형강판 구조물을 시공함에 있어 파형강판 구조물의 외주면으로 가이드에 의해 와이어로프가 설치되고 그 상단에 지지프레임으로 상기 와이어로프를 추가적으로 지지시켜 시공되는 구조를 도시한 것이고, 도 3 은 본 발명의 와이어로프가 설치되는 구조도로 파형강판 구조물의 외부면에 가이드와 앵커에 의해 와이어로프가 설치된 정면구조를 도시하였으며, 도 4 는 본 발명의 프레임이 설치되는 구조도로 상기 도 3 의 공정에서 추가적으로 지지프레임을 설치하여 파형강판 구조물의 외부면에 설치된 와이어로프를 별도의 인장 와이어로프로 지지시키는 것을 도시한 것이다.

기초 콘크리트부(40)(40')에 아치형의 파형강판 구조물(20)의 양측단부가 설치되어지는 파형강판 구조물(20)에 있어서,

상기 파형강판 구조물(20)이 설치된 기초 콘크리트부(40)(40')의 외측에 일정간격으로 다수개의 와이어로프 체결용 앵커(41)(41')가 설치되고 상기 파형강판 구조물(20)의 외부면에 안내공(43)(43')이 형성된 가이드(42)(42')가 외측으로 돌출되어지도록 나사결합되며 와이어로프(L)의 일측이 상기 일측의 기초 콘크리트부(40)의 와이어로프 체결용 앵커(41)에 결합되고 상기 와이어로프(L)의 타측이 상기 가이드(42)(42')의 안내공(43)(43')에 관통, 인장되어 상기 타측의 기초 콘크리트부(40')의 와이어로프 체결용 앵커(41')에 결합되어지는 것이다.

상기 와이어로프(L)가 설치된 파형강판 구조물(20)를 지지하는 기초 콘크리트부(40)(40')의 양측에 프레임 지지용 기초 콘크리트부(50)(50')를 설치하여 지지프레임(51)(51')을 파형강판 구조물(20)의 상부로 서로 맞닿게 결합시켜 연결재(53)로 연장시키고 상기 와이어로프(L)와 지지프레임(51)(51') 사이에 적어도 3개 이상의 인장 와이어로프(L')로 인장시킨 구조이다.

상기 파형강판 구조물(20)의 상부로 설치되는 와이어로프(L)와 지지프레임(51)(51')은 상호 대응되게 설치되는 것이다.

도면 중 미설명 부호 (52)(52')는 프레임 지지용 와이어로프이다.

이와 같이 된 본 발명은 도 2 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 기초 터파기를 실시하여 베이스면 시공단계에서 양측에 기초 콘크리트부(40)(40')를 설치한다.

상기 기초 콘크리트부(40)(40')의 길이방향으로 매입되거나 볼트에 의해 체결된 찬넬(도시없음)에 파형강판들을 조립하여 구조물(20)을 설치한다.

상기 기초 콘크리트부(40)(40')에 설치되는 찬넬의 외측으로 소정의 간격으로 와이어로프 체결용 앵커(41)(41')가 매입 설치되고 상기 파형강판 구조물(20)에는 안내공(43)(43')이 형성된 가이드(42)(42')를 파형강판 구조물(20)의 외부면으로 돌출되게 설치한다.

상기 가이드(41)(41')는 하단에 나사산을 형성하고 파형강판 구조물(20)을 천공시켜 삽입시키고 상,하단에서 너트로 고정시킨다.

상기와 같이 다수의 가이드(41)(41')가 파형강판 구조물(20)의 외부면으로 돌출되게 설치되면 가이드(41)(41')의 일측 안내공(43)에서 타측 안내공(43')으로 와이어로프(L)를 순차적으로 삽입시키고 삽입된 와이어로프(L)의 양측 선단은 기초 콘크리트부(40)(40')에 매입된 와이어로프 체결용 앵커(41)(41')에 인장시켜서 체결하여 고정시킨다.

상기 와이어로프(L)의 설치는 파형강판 구조물(20)에 미치는 지형조건과 외부압력 등의 조건에 따라 파형강판 구조물(20)의 길이방향으로 소정으로 간격으로 설치한다.

상기와 같이 파형강판 구조물(20)에 보강수단이 설치 완료되면 측부와 상부에 토사를 되메우는 되메우기 작업을 수행하고 다짐작업을 통하여 시공 후 침하 또는 부등침강이 발생하지 않게 함이 바람직하다.

상기와 같은 파형강판 구조물(20)이 설치되는 지형조건과 외부압력이 미칠 영향이 클 경우에는 도 2 내지 도 4 에 도시와 같이 베이스면 시공단계에서 파형강판 구조물(20)의 설치를 위한 기초 콘리트부(40)(40')가 설치된 외측으로 일정간격을 이격시켜 프레임 지지용 기초 콘크리트부(50)(50')를 추가로 설치하여 지지프레임(51)(51')을 파형강판 구조물(20)의 상부로 삼각형상으로 입설시키고 연결재(53)로 연장시켜 설치하고 상기 파형강판 구조물(20)에 설치된 와이어로프(L)와 지지프레임(51)(51') 사이를 다수의 인장 와이어로프(L')를 이용하여 양측을 인장시켜 체결시켜서 파형강판 구조물(20)이 외압에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

그리고 상기 파형강판 구조물(20)의 상부에 각각 설치되는 와이어로프(L)와 지지프레임(51)(51')은 상호 대응되게 설치되는 것으로 지형조건과 외압에 따라 일정 간격으로 이격시켜 설치하는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1 은 종래 파형강판 구조물의 시공상태의 사시도

도 2 는 본 발명의 시공 상태를 설명하기 위한 전체구조 사시도

도 3 은 본 발명의 와이어로프가 설치되는 구조도

도 4 는 본 발명의 프레임이 설치되는 구조도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20: 파형강판 구조물 40,40': 기초 콘크리트부

41,41': 와이어로프 체결용 앵커 42,42': 가이드

43,43': 안내공 50,50': 프레임 지지용 기초 콘크리트부

51,51': 지지프레임 L: 와이어로프

L': 인장 와이어로프

Claims (3)

1. 기초 콘크리트부(40)(40')에 아치형의 파형강판 구조물(20)의 양측단부가 설치되어지는 파형강판 구조물(20)에 있어서,

   상기 파형강판 구조물(20)이 설치된 기초 콘크리트부(40)(40')의 외측에 일정간격으로 다수개의 와이어로프 체결용 앵커(41)(41')가 설치되고 상기 파형강판 구조물(20)의 외부면에 안내공(43)(43')이 형성된 가이드(42)(42')가 외측으로 돌출되어지도록 나사결합되며 와이어로프(L)의 일측이 상기 일측의 기초 콘크리트부(40)의 와이어로프 체결용 앵커(41)에 결합되고 상기 와이어로프(L)의 타측이 상기 가이드(42)(42')의 안내공(43)(43')에 관통, 인장되어 상기 타측의 기초 콘크리트부(40')의 와이어로프 체결용 앵커(41')에 결합되어지며,

   상기 와이어로프(L)가 설치된 파형강판 구조물(20)을 지지하는 기초 콘크리트부(40)(40')의 양측에 프레임 지지용 기초 콘크리트부(50)(50')를 설치하여 지지프레임(51)(51')을 파형강판 구조물(20)의 상부로 서로 맞닿게 결합시켜 연결재(53)로 연장시키고 상기 와이어로프(L)와 지지프레임(51)(51') 사이에 적어도 3개 이상의 인장 와이어로프(L')로 인장시키며,

   상기 파형강판 구조물(20)의 상부로 설치되는 와이어로프(L)와 지지프레임(51)(51')은 상호 대응되게 설치되는 것을 특징으로 하는 와이어로프를 이용한 파형강판 구조물.
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