KR101015611B1 - 천정부의 강결구조를 가지는 2분절 프리캐스트 아치터널 및 무지보에 의한 2분절 프리캐스트 아치터널 시공방법 - Google Patents
천정부의 강결구조를 가지는 2분절 프리캐스트 아치터널 및 무지보에 의한 2분절 프리캐스트 아치터널 시공방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 아치형태의 프리캐스트 콘크리트 부재를 터널의 종방향으로 연속적으로 배치하여 아치터널을 시공함에 있어서, 아치형태의 프리캐스트 콘크리트 부재를 터널의 횡방향으로 2개의 부재로 분할하여 각각 제작함으로써 현장으로의 운송이 가능하게 하고, 천정부에서 2개의 부재를 강결로 연결함으로써 동바리 등의 지보설비를 사용하지 아니하거나 또는 프리캐스트 콘크리트 부재의 인양을 위한 크레인 사용을 최소화하여 경제적이고 신속한 시공이 가능하도록 구성한 천정부의 강결구조를 가지는 2분절 프리캐스트 아치터널 및 무지보에 의한 2분절 프리캐스트 아치터널 시공방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 프리캐스트 아치터널 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 아치형태의 프리캐스트 콘크리트 부재를 터널의 종방향으로 연속적으로 배치하여 아치터널을 시공함에 있어서, 아치형태의 프리캐스트 콘크리트 부재를 터널의 횡방향으로 2개의 부재로 분할하여 각각 제작함으로써 현장으로의 운송이 가능하게 하고, 천정부에서 2개의 부재를 강결로 연결함으로써 동바리 등의 지보설비를 사용하지 아니하거나 또는 프리캐스트 콘크리트 부재의 인양을 위한 크레인 사용을 최소화하여 경제적이고 신속한 시공이 가능하도록 구성한 천정부의 강결구조를 가지는 2분절 프리캐스트 아치터널 및 무지보에 의한 2분절 프리캐스트 아치터널 시공방법에 관한 것이다.
개착식 터널을 시공함에 있어서, 도 1에 도시된 것처럼, 공장에서 프리캐스트 콘크리트 부재로 터널 종방향으로 폭을 가지는 단일 아치구조물(10)을 제작한 후, 이를 현장으로 이송하여, 터널의 양측 가장자리를 따라 설치된 기초(1)에 단일 아치구조물(10)의 양단부가 놓이도록 하며, 이러한 방식으로 복수개의 단일 아치구조물(10)을 터널 종방향으로 연속적으로 배치하는 방식이 이용되고 있다.
그런데 터널의 횡방향으로 하나의 부재로 이루어진 단일 아치구조물(10)을 공장에서 제작하여 이송하기 위해서는 단일 아치구조물(10)의 크기에 상당한 제약이 있다. 따라서 종래와 같이 단일 아치구조물(10)을 하나의 부재로 만들어서 현장 조립하는 방식은, 현장 작업을 최소화시킬 수 있고 신속하게 터널을 시공할 수 있다는 장점이 있음에도 불구하고 터널 횡방향으로 폭이 작고 터널의 높이도 낮은 작은 규모의 터널에만 적용될 수 있다는 한계가 있다.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 터널을 이루는 프리캐스트 아치구조물의 조립에 의하여 신속하고 간편하게 터널을 시공할 수 있게 되는 장점을 살리면서도, 프리캐스트 부재의 운송 상의 제약을 제거함으로써 터널의 높이나 횡방향의 폭이 큰 터널을 시공할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명에서는 프리캐스트 아치구조물을 복수개의 분절된 아치형태의 프리캐스트 콘크리트 부재로 제작하여 현장으로의 운송이 가능하면서도, 각 분절된 프리캐스트 콘크리트 부재를 견고하게 강결로 일체 연결함으로써 동바리 등의 지보설비를 사용하지 아니하거나 또는 프리캐스트 콘크리트 부재의 인양을 위한 크레인 사용을 최소화하여 경제적이고 신속하게 터널의 시공이 가능하게 만드는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 프리캐스트 부재로 이루어진 좌,우 분절아치부재가 천정부에서 강결 결합되어 아치구조물을 이루고, 상기 아치구조물이 종방향으로 복수개가 연속 배치되어 결합되는 구조를 가지며; 상기 분절아치부재의 천정부 단부는, 천정부의 단부면과 종방향 측면으로부터 오목하게 절취되어 공간을 이루는 절취부가 종방향 양측면에 각각 형성되어 있어, 분절아치부재의 천정부 단부에는 양측의 절취부 형성에 의하여 돌출부가 존재하며, 절취부의 하부에는 돌출부의 길이만큼 바닥판부가 존재하는 구조를 가지며; 분절아치부재가 종방향으로 연속하여 배치된 상태에서, 종방향의 전후 분절아치부재 사이에는 체결봉이 종방향으로 배치되어 종방향으로 이웃하는 분절아치부재의 돌출부에 상기 체결봉이 고정 정착됨으로써, 전후 분절아치부재간이 결속되며; 좌,우 분절아치부재의 천정부 단부가 서로 맞닿도록 배치되면 좌,우 분절아치부재의 돌출부는 서로 맞닿게 되며, 좌,우 분절아치부재의 바닥판부도 서로 맞닿게 되어, 좌,우 분절아치부재의 절취부도 좌,우측 간에 연통되며, 연통된 절취부의 공간에는 채움재가 채워져서, 좌,우 분절아치부재가 천정부에서 강결 구조로 일체 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 아치터널이 제공된다.
또한 본 발명에서는 프리캐스트 부재로 이루어지며 반대편의 분절아치부재와 접합되는 천정부는, 천정부의 단부면과 종방향 측면으로부터 오목하게 절취되어 공간을 이루는 절취부가 종방향 양측면에 각각 형성되어 있어, 분절아치부재의 천정부 단부에는 양측의 절취부 형성에 의하여 돌출부가 존재하며, 절취부의 하부에는 돌출부의 길이만큼 바닥판부가 존재하는 구조를 가지는 좌,우 분절아치부재를 천정부에서 강결 결합시켜 아치구조물을 형성하고; 일측 분절아치부재를 기설치된 아치구조물에 종방향으로 연속하여 배치한 상태에서, 종방향의 전후 분절아치부재 사이에 체결봉을 종방향으로 배치하여 종방향으로 이웃하는 분절아치부재의 돌출부에 상기 체결봉을 고정 정착시켜, 전후 분절아치부재간을 결속하며; 반대측 분절아치부재를 일측 분절아치부재와 천정부 단부를 서로 맞닿도록 배치하여 좌,우 분절아치부재의 돌출부가 서로 맞닿게 하고, 좌,우 분절아치부재의 바닥판부도 서로 맞닿게 하여, 좌,우 분절아치부재의 절취부도 좌,우측 간에 연통시키고, 상기 반대측 분절아치부재에 대해서도 종방향의 전후 분절아치부재 사이에 체결봉을 종방향으로 배치하여 종방향으로 이웃하는 분절아치부재의 돌출부에 상기 체결봉을 고정 정착시켜, 전후 분절아치부재간을 결속한 후, 연통된 절취부의 공간에 채움재를 채워서, 좌,우 분절아치부재를 천정부에서 강결 구조로 일체 연결하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 아치터널의 시공방법이 제공된다.
이러한 본 발명에 따른 아치터널과 그 시공방법에 있어서, 상기 분절아치부재의 천정부 단부에 구비된 바닥판부는 파형강판으로 이루어질 수 있으며, 이 경우, 좌,우 분절아치부재의 천정부 단부가 서로 맞닿도록 배치되어 바닥판부가 서로 맞닿은 상태에서, 좌,우 바닥판부에 걸쳐 접속판이 놓여 상기 바닥판부의 파형강판과 일체 결합되고, 상기 접속판 위로 채움재가 채워질 수 있다.
또한 위와 같은 본 발명에 따른 아치터널과 그 시공방법에 있어서, 상기 분절아치부재의 천정부 단부에 구비된 바닥판부는 분절아치부재와 일체로 된 콘크리트 판재로 이루어져 있으며; 상기 돌출부에는 횡방향으로 체결강봉 관통공이 형성되어 있어, 좌,우 분절아치부재의 돌출부가 서로 마주 접했을 때, 상기 체결강봉 관통공은 서로 연통되며, 연통된 상기 체결강봉 관통공에는 횡방향 체결강봉이 관통삽입되어 양단이 돌출부에 고정 정착되어 좌,우 분절아치부재 간의 횡방향 일체화를 이룰 수도 있다.
또한 위와 같은 본 발명에 따른 아치터널과 그 시공방법에 있어서, 상기 돌출부에 종방향으로 관통공이 형성되어 있어, 종방향으로 이웃하는 일측 분절아치부재끼리 종방향으로 체결봉이 상기 관통공에 관통된 후 돌출부에서 고정 정착될 수도 있으며, 이와 달리, 관통공이 형성되어 있는 봉설치부재를 상기 돌출부에 고정 설치하고, 종방향으로 이웃하는 일측 분절아치부재끼리 종방향으로 체결봉이 상기 봉설치부재의 관통공에 관통된 후 봉설치부재에서 고정 정착될 수도 있다.
한편, 본 발명의 아치터널은, 좌,우 분절아치부재 각각의 외곽측 모서리 부분 상부에는 횡방향으로 분절아치부재의 단부보다 더 외측으로 돌출되어 있는 모서리 보강부가 일체로 더 형성되어 있고; 상기 모서리 보강부에는 수직하게 수직봉 관통공이 형성되어 있으며; 터널의 양측 가장자리를 따라 설치된 기초에 일단이 고정되어 상부로 연장되는 수직봉이 상기 모서리 보강부에 형성된 수직봉 관통공에 관통 삽입되어 정착되어 있는 구조에 의해 광폭의 아치터널로 구성될 수 있다. 이러한 광폭의 본 발명에 따른 아치터널에서, 분절아치부재의 모서리 보강부에 외측 방향으로 지반 매립 앵커부가 일체로 구비되어 있는데, 상기 지반 매립 앵커부는 모서리 보강부와 일체 연결되는 연결판과, 상기 연결판의 단부에서 상기 연결판과 직교하게 결합되어 있되 연결판의 위쪽이 터널 양측의 지반 방향으로 기울어져서 결합되는 경사판을 포함하여 구성되어; 지반 매립 앵커부가 구비되어 있는 분절아치부재가 종방향으로 이웃한 상태에서, 지반 매립 앵커부의 연결판 사이와 경사판의 내면에 의해 형성되는 공간에, 아치터널 상부와 측방향으로 채워지는 뒷채움 토사를 상기 연결판과 경사판으로 구속하여 전도 및 활동에 대한 저항력을 발휘하게 되는 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 의하면, 아치구조물이 좌,우의 분절아치부재로 2분절되어 프리캐스트 콘크리트로 제작된 후 현장에서 조립되므로, 이송해야 할 프리캐스트 부재의 크기가 종래의 아치터널에 비하여 현저하게 작아지게 되며, 따라서 종래 기술보다 더 큰 규모의 아치터널도 용이하게 조립 시공할 수 있게 되는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 처음의 좌,우 분절아치부재를 설치하고 조립할 때만이 2개의 크레인이 사용되거나 또는 하부에 지보구조를 설치하면 되고, 종방향으로 후속하는 분절아치부재를 설치하고 조립할 때에는 하부 동바리와 같은 지보설비 없이 1대의 크레인만이 필요하게 되는 것이다. 따라서 프리캐스트로 제작된 부재(분절아치부재)를 인양하여 설치함에 있어서 하부 동바리 등의 지보설비의 설치를 최소화할 수 있게 되며, 작업에 소요되는 크레인의 수도 줄일 수 있어, 그 만큼 시공비를 절감할 수 있고, 공사기간을 단축할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
또한 본 발명에서는 좌,우의 분절아치부재가 서로 마주접하도록 배치되고 종방향으로도 복수개가 배치된 상태에서, 절취부에 채움재를 채워 강결시킴에 있어서 본 발명에서는 바닥판부가 존재하여 거푸집 역할을 수행하기 때문에 채움재의 타설을 위한 별도의 거푸집과 이를 지지하기 위한 동바리 등의 지보설비가 전혀 필요하지 않게 되는 효과가 발휘된다.
도 1은 종래 기술에 따라 단일 프리캐스트 아치구조물을 인양하여 조립 설치함으로써 터널을 시공하는 과정을 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 터널을 횡방향으로 2분절하게 되는 분절아치부재를 조립하여 아치구조물을 형성할 때 좌,우로 각각 1개씩의 분절아치부재가 서로 마주 접한 상태를 보여주는 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 방식으로 좌,우 분절아치부재가 결합된 것이 종방향으로 2개 연속배치된 후 새로운 우측 분절아치부재가 결합되는 상태를 보여주는 개략도이다.
도 4는 도 3의 원 A부분의 개략적인 확대도이다.
도 5는 도 3에 후속하여 좌측의 분절아치부재가 더 설치된 상태를 보여주는 개략도이다.
도 6은 분절아치부재가 서로 결합되는 천정부 단부에 대한 일예를 보여주는 개략도이다.
도 7은 좌,우 분절아치부재의 천정부 단부가 접합되고 접속판이 놓이는 상태를 보여주는 확대도이다.
도 8은 체결봉의 체결방식을 변경한 본 발명의 또다른 실시예에 대한 도 5에 대응되는 개략도이다.
도 9는 도 8의 원 B에 대한 확대도이다.
도 10은 바닥판부가 콘크리트 판재로 이루어져 있는 실시예에 대한 분절아치부재의 천정부 단부를 보여주는 개략도이다.
도 11은 도 10에 도시된 실시예에 따른 분절아치부재가 좌,우로 서로 마주 접하여 아치구조물을 형성한 상태를 보여주는 개략도이다.
도 12는 도 11에 도시된 방식으로 2개의 아치구조물이 종방향으로 2개 연속배치된 후 새로운 우측 분절아치부재가 결합되는 상태를 보여주는 개략도이다.
도 13은 도 12의 원 C부분의 확대도이다.
도 14는 도 12에서 선 D-D에 따른 개략적인 단면 사시도이다.
도 15는 도 12에 후속하여 좌측의 분절아치부재가 더 설치된 상태를 보여주는 개략도이다.
도 16은 도 15에 도시된 실시예에 봉설치부재를 적용한 경우의 개략도이다.
도 17은 도 16의 원 E에 대한 확대도이다.
도 18은 도 13에 대응되는 도면으로서 본 발명의 또다른 실시예에서 좌,우 분절아치부재가 결합되는 부분의 확대도이다.
도 19는 도 11에 대응되는 도면으로서, 좌,우의 분절아치부재에 의해 형성된 아치구조물이 종방향으로 2개 연속하여 결합 배치되어 있는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광폭 아치터널의 개략도이다.
도 20은 도 19의 F부분을 확대하여 종방향에서 바라본 개략도이다.
도 21은 본 발명의 또다른 실시예로서 모서리 보강부 외측으로 지반 매립 앵커부가 더 구비되어 있는 광폭 아치터널을 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 터널을 횡방향으로 2분절하게 되는 분절아치부재를 조립하여 아치구조물을 형성할 때 좌,우로 각각 1개씩의 분절아치부재가 서로 마주 접한 상태를 보여주는 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 방식으로 좌,우 분절아치부재가 결합된 것이 종방향으로 2개 연속배치된 후 새로운 우측 분절아치부재가 결합되는 상태를 보여주는 개략도이다.
도 4는 도 3의 원 A부분의 개략적인 확대도이다.
도 5는 도 3에 후속하여 좌측의 분절아치부재가 더 설치된 상태를 보여주는 개략도이다.
도 6은 분절아치부재가 서로 결합되는 천정부 단부에 대한 일예를 보여주는 개략도이다.
도 7은 좌,우 분절아치부재의 천정부 단부가 접합되고 접속판이 놓이는 상태를 보여주는 확대도이다.
도 8은 체결봉의 체결방식을 변경한 본 발명의 또다른 실시예에 대한 도 5에 대응되는 개략도이다.
도 9는 도 8의 원 B에 대한 확대도이다.
도 10은 바닥판부가 콘크리트 판재로 이루어져 있는 실시예에 대한 분절아치부재의 천정부 단부를 보여주는 개략도이다.
도 11은 도 10에 도시된 실시예에 따른 분절아치부재가 좌,우로 서로 마주 접하여 아치구조물을 형성한 상태를 보여주는 개략도이다.
도 12는 도 11에 도시된 방식으로 2개의 아치구조물이 종방향으로 2개 연속배치된 후 새로운 우측 분절아치부재가 결합되는 상태를 보여주는 개략도이다.
도 13은 도 12의 원 C부분의 확대도이다.
도 14는 도 12에서 선 D-D에 따른 개략적인 단면 사시도이다.
도 15는 도 12에 후속하여 좌측의 분절아치부재가 더 설치된 상태를 보여주는 개략도이다.
도 16은 도 15에 도시된 실시예에 봉설치부재를 적용한 경우의 개략도이다.
도 17은 도 16의 원 E에 대한 확대도이다.
도 18은 도 13에 대응되는 도면으로서 본 발명의 또다른 실시예에서 좌,우 분절아치부재가 결합되는 부분의 확대도이다.
도 19는 도 11에 대응되는 도면으로서, 좌,우의 분절아치부재에 의해 형성된 아치구조물이 종방향으로 2개 연속하여 결합 배치되어 있는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광폭 아치터널의 개략도이다.
도 20은 도 19의 F부분을 확대하여 종방향에서 바라본 개략도이다.
도 21은 본 발명의 또다른 실시예로서 모서리 보강부 외측으로 지반 매립 앵커부가 더 구비되어 있는 광폭 아치터널을 보여주는 개략도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
도 2, 도 3 및 도 5에는 각각 본 발명의 일실시예에 따라 터널을 횡방향으로 2분절하게 되는 분절아치부재를 조립하여 아치구조물을 형성하고, 이러한 아치구조물을 종방향으로 연속적으로 배치하여 결합함으로써 아치터널을 시공하는 각 단계를 보여주는 개략도가 도시되어 있는데, 도 2에는 좌,우로 각각 1개씩의 분절아치부재가 서로 마주 접한 상태가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2에 도시된 방식으로 좌,우 분절아치부재가 결합된 것이 종방향으로 2개 연속배치된 후 새로운 우측 분절아치부재가 결합되는 상태가 도시되어 있다. 도 4에는 도 3의 원 A부분의 개략적인 확대도가 도시되어 있다. 도 5에는 도 3에 후속하여 좌측의 분절아치부재가 더 설치된 상태가 도시되어 있다.
도면에 도시된 것처럼, 본 발명에서는 아치구조물(10)이 횡방향으로 좌,우의 분절아치부재(11, 12)로 2분절되어 있고, 2분절되어 있는 좌,우의 분절아치부재(11, 12)가 천정부에서 강결구조로 일체 결합되며, 이러한 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 결합으로 이루어진 아치구조물(10)이 종방향으로 복수개가 연속배치되고 결속되어 아치터널을 이루게 된다. 즉, 본 발명에서 아치 형상을 이루는 아치구조물(10)은 횡방향으로 좌측 분절아치부재(11)와 우측 분절아치부재(12)의 2개로 나누어져 있고(2분절되어 있고), 좌,우의 분절아치부재(11, 12)가 천정부에서 강결구조로 일체 결합되는 것이다.
이와 같이, 본 발명에서는 아치구조물(10)의 좌,우의 분절아치부재(11, 12)로 2분절되어 프리캐스트 콘크리트로 제작된 후 현장에서 조립되므로, 이송해야 할 프리캐스트 부재의 크기가 종래의 아치터널에 비하여 현저하게 작아지게 된다. 따라서 종래 기술보다 더 큰 규모의 아치터널도 용이하게 조립 시공할 수 있게 되는 장점이 있다.
이와 같이 아치구조물(10)을 복수개의 프리캐스트 부재로 제작하여 조립함에 있어서, 중요한 점 중의 하나는 조립되는 부분에서의 견고한 일체 연결이다. 본 발명에서는 다음과 같은 구성을 통하여 좌,우의 분절아치부재(11, 12)가 견고하게 일체 연결될 뿐만 아니라 동바리 등의 지보설비를 사용할 필요가 없게 되거나 또는 분절아치부재를 인양하여 매달게 되는 크레인의 사용을 최소화시킬 수 있게 된다.
구체적으로, 도 6에는 분절아치부재(11, 12)가 서로 결합되는 분절아치부재(11, 12)의 천정부 단부에 대한 일예가 개략도로 도시되어 있고, 도 7에는 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 천정부 단부가 접합되고 접속판(30)이 놓이는 상태를 보여주는 개략도가 도시되어 있다. 도면에 도시된 것처럼, 각각의 분절아치부재(11, 12)의 천정부 단부에는, 단부면과 종방향 측면으로부터 일정 폭을 가지고 분절아치부재(11, 12)의 외면으로부터 내측으로 오목하게 절취되어 공간을 이루는 절취부(20)가 종방향 양측면에 각각 형성되어 있다. 따라서 분절아치부재(11, 12)의 천정부 단부에는 양측의 절취부(20) 형성에 의하여 돌출부(21)가 존재하게 되고 절취부(20)의 아래에는 돌출부(21)의 길이와 절취부(20)의 종방향 폭에 해당하는 크기의 바닥판부(22)가 존재하는 형태를 이루게 된다.
도 2 내지 도 7에 도시된 실시예에서는, 돌출부(21)에는 종방향으로 후술하는 체결봉(50)이 관통하게 되는 관통공(23)이 형성되어 있으며, 상기 바닥판부(22)는 강판(그 중에서도 파형강판)으로 이루어져 있다. 도면에 도시된 것처럼, 바닥판부(22)가 강판이나 파형강판으로 이루어진 경우에는, 분절아치부재(11, 12)를 공장에서 제작할 때부터 미리 바닥판부(22)의 일측이 분절아치부재(11, 12)의 절취부에서의 단부면에 매립되도록 하여, 애초부터 분절아치부재(11, 12)에 강판으로 이루어진 바닥판부(22)가 결합된 채로 제작되도록 한다.
이와 같이 천정부 단부에 절취부(20), 돌출부(21) 및 바닥판부(22)가 형성되어 있는 분절아치부재(11, 12)를 좌,우 대칭이 되도록 복수개로 공장 제작한다. 도 2에 도시된 것처럼, 터널의 양측 가장자리를 따라 설치된 기초(1)에 좌,우 분절아치부재(11, 12) 각각의 아래쪽 양단부가 놓이도록 하며, 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 천정부 단부가 서로 맞닿도록 배치한다. 이 때, 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 돌출부(21)는 서로 맞닿게 되며, 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 바닥판부(22) 역시 서로 맞닿게 된다. 또한 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 절취부(20)도 좌,우측 간에 연통되는데, 후술하는 것처럼 터널의 종방향으로 또다른 좌,우 분절아치부재가 연속적으로 배치되면 이들 좌,우 분절아치부재의 절취부와도 연통되어 전후좌우가 폐합되어 있는 공간이 형성되며, 이 공간에는 후술하는 것처럼 무수축 모르타르나 콘크리트 등과 같은 채움재가 채워진다.
도 7에 도시된 것처럼, 바닥판부(22)가 강판 또는 파형강판으로 이루어진 경우에는 바닥판부(22)가 서로 맞닿은 상태에서, 상부에서부터 아래로 접속판(30)을 상기 서로 맞닿은 바닥판부(22)의 위쪽에 걸쳐지도록 배치하여, 볼트 또는 용접 등의 방법을 통하여 바닥판부(22)의 강판 또는 파형강판과 접속판(30)을 일체로 접합한다. 만일 바닥판부(22)가 파형강판으로 이루어지는 경우, 상기 접속판(30)도 그에 대응되는 형상의 파형강판으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 접속판(30) 위쪽으로 무수축 모르타르나 콘크리트 등과 같은 채움재가 채워지게 되는데, 접속판(30)과 채움재 간의 일체 결합을 위하여 접속판(30)의 상면에는 스터드와 같은 전단연결재를 돌출 설치하는 것도 바람직하다. 바닥판부(22)의 강판 또는 파형강판과 접속판(30)을 볼트로 결합할 때, 볼트의 일부분이 접속판(30) 상면에 계속 남아 있도록 하여 전단연결재로서 기능하게 만드는 것도 바람직하다. 또한 상기 접속판(30)은 아치구조물(10)이 종방향으로 연속적으로 배치되어 절취부가 전후좌우로 연통된 상태에서 종방향으로 전후 아치구조물(10)의 바닥판부에 걸쳐지도록 배치할 수도 있다.
이와 같이, 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 천정부 단부가 서로 맞닿도록 배치되고, 강판이나 파형강판으로 이루어진 바닥판부(22)에 대해서 접속판(30)을 설치한 후에는, 종방향으로 이웃하여 또다른 좌,우 분절아치부재를 연속적으로 배치하게 된다.
도 3에는 종방향으로 두 줄의 아치구조물(10)이 형성된 후에, 새로운 우측 분절아치부재(12a)가 이웃하게 더 설치되는 상태가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 원 A부분에 대한 확대도가 도시되어 있다. 도면에 도시된 것처럼 분절아치부재(11, 12)가 종방향으로 연속하여 배치된 상태에서, 종방향의 전후 분절아치부재 사이에는 체결봉(50)이 종방향으로 배치되어 종방향으로 이웃하는 분절아치부재의 돌출부(21)에 상기 체결봉(50)이 고정 정착됨으로써, 전후 분절아치부재간이 결속되어 종방향으로 이웃하는 좌측 분절아치부재끼리 또는 우측 분절아치부재끼리 서로 체결하여 구조적인 안정성을 도모하게 된다.
앞서 설명한 것처럼, 돌출부(21)에는 종방향으로 관통공(23)이 형성될 수 있다. 이와 같이 관통공(23)이 형성되어 있는 경우, 종방향으로 이웃하는 일측 분절아치부재끼리 종방향으로 체결봉(50)을 배치하여 상기 돌출부(21)의 관통공(23)에 관통시킨 후 너트 등의 고정부재를 이용하여 일체로 체결한다. 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 종방향으로 두 줄의 아치구조물(10)이 형성된 후에, 우측 분절아치부재(12a)가 이웃하게 더 설치될 때, 우측 분절아치부재(12a)의 반대측에 있어야할 좌측 분절아치부재가 아직 설치되지 않은 상태이기 때문에 우측 분절아치부재(12a)는 불안정한 상태에 있게 된다. 본 발명에서는 추가로 더 설치되는 우측 분절아치부재(12a)를 크레인 등으로 매달아 놓은 상태에서, 종방향으로 이미 놓여 있는 전방의 우측 분절아치부재(12)에 상기 새로 놓이는 우측 분절아치부재(12a)를 배치하고, 전방의 우측 분절아치부재(12)에 형성된 돌출부(21)와 새로 놓이는 우측 분절아치부재(12a)의 돌출부 사이에 위와 같이 체결봉(50)을 관통 배치한 후 체결하게 된다.
따라서 새로 놓이는 우측 분절아치부재(12a)는 아직 반대편의 좌측 분절아치부재가 놓이기 전이라도 전방의 우측 분절아치부재(12)와 결합되어 자립하게 됨으로써 전도되지 않고 구조적으로 안정한 상태가 된다. 본 발명에서는 위와 같은 방법에 의해 새로 놓이는 일측 분절아치부재의 구조적 안정성을 확보할 수 있으므로, 1개의 크레인만을 이용하여 각각의 분절아치부재를 설치하는 작업을 수행할 수 있게 되는 것이다. 참고로 부재번호 12a는 우측 분절아치부재의 종방향 선후 관계를 설명하기 위하여 새로 놓이는 우측 분절아치부재(12a)를 지칭할 목적으로 도 3, 도 4 및 후술하는 도 12, 도 13과 관련해서만 사용된 것이다.
2개로 분절되어 있는 양측 분절아치부재(11, 12)를 배치할 때에는 양측의 분절아치부재(11, 12)가 서로 맞대어 접합하기 전까지 자립할 수 없으므로 양측의 분절아치부재(11, 12)를 각각 지지할 수 있도록 2개의 크레인이 필요하거나 또는 1개의 크레인을 사용하려면 먼저 설치되는 분절아치부재를 아래에서 지지하기 위한 동바리 등의 지보설비가 필요하였다. 그러나 본 발명에서는 위와 같이 이미 설치된 아치구조물과 새로 놓이는 분절아치부재를 체결봉으로 체결하여 자립할 수 있게 만들므로, 반대편의 분절아치부재가 설치되기 전이라도 한 개의 크레인만을 이용하여 일측의 분절아치부재를 지지할 수 있으므로, 크레인의 사용 개수를 줄일 수 있고, 종래와 마찬가지로 1개의 크레인을 사용하더라도 분절아치부재를 지지하기 위한 지보설비가 필요하지 않게 된다. 따라서 그만큼 아치터널 시공에 소요되는 비용을 줄일 수 있고 공기를 단축할 수 있게 된다.
도 3에 도시된 상태에 후속하여 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 새로운 좌측 분절아치부재를 이미 설치된 우측 분절아치부재(12a)에 맞닿도록 설치하고, 앞서 살펴본 방식으로 좌측 분절아치부재에 대해서도 종방향으로 이웃하는 기존의 좌측 분절아치부재와 체결봉으로 체결한다.
이와 같이, 좌,우의 분절아치부재(11, 12)가 서로 마주접하도록 배치되고 터널의 종방향으로도 복수개가 배치된 상태에서, 절취부의 전후좌우 연통에 의해 형성된 공간에 콘크리트 등의 채움재가 채워져 경화됨으로써, 좌,우의 분절아치부재(11, 12)간의 그리고 종방향으로의 분절아치부재간에 견고한 강결이 이루어져 일체화된다. 특히, 이와 같이 채움재를 이용하여 강결시킴에 있어서 본 발명에서는 바닥판부(22)가 존재하여 거푸집 역할을 수행하기 때문에 채움재의 타설을 위한 별도의 거푸집과 이를 지지하기 위한 동바리 등의 지보설비가 전혀 필요하지 않게 되는 효과가 발휘된다.
도 8은 도 5에 대응되는 도면으로서 체결봉(50)의 체결방식을 변경한 본 발명의 또다른 실시예에 대한 개략도이고, 도 9는 도 4에 대응되는 도면으로서, 체결봉(50)의 체결방식을 변경한 본 발명의 또다른 실시예에 대한 천정부의 강결구조를 보여주는 도 8의 원 B에 대한 확대도이다. 도 8 및 도 9에 도시된 실시예에서는 종방향으로 이웃하는 분절아치부재 사이에 체결봉(50)을 설치함에 있어서, 돌출부(21)에 직접 관통공(23)을 형성하여 체결봉(50)을 관통시킨 앞의 실시예와 달리, 돌출부(21)에 봉설치부재(51)를 설치하고, 상기 봉설치부재(51)에 체결봉(50)을 관통시켜 체결하는 구조를 가지고 있다. 구체적으로, 돌출부(21)에 각각 봉설치부재(51)를 일체로 결합설치한 후, 봉설치부재(51)에 형성된 관통공(52)을 관통하도록 체결봉(50)을 배치한 후 정착시킴으로써, 종방향으로 이웃하는 분절아치부재 사이를 체결한다. 도 8 및 도 9에 도시된 실시예에서 상기 봉설치부재(51)는, 서로 마주보는 두 개의 판과 일측에서 상기 두 개의 판을 이어주는 측면판으로 이루어져 ㄷ자 단면을 가지며 상기 두 개의 판이 돌출부(21)의 전후면에 접하여 앵커 볼트 등으로 체결되어 돌출부(21)에 일체 결합되는 것으로 도시되어 있으나, 봉설치부재(51)는 이러한 실시예에 한정되지 아니한다. 기타 구성은 앞서 설명한 실시예와 동일하므로 이에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 10 내지 도 15에는 각각 본 발명의 또다른 실시예에 대한 도면이 도시되어 있는데, 도 10은 도 6에 대응되는 도면으로서, 바닥판부(22)가 파형강판으로 이루어진 도 6의 실시예와 달리, 바닥판부(22)가 분절아치부재의 다른 부분과 마찬가지로 콘크리트 판재로 이루어져 있는 실시예에 대한 분절아치부재(11, 12)의 천정부 단부를 보여주는 개략도이다. 도 11은 도 2에 대응되는 도면으로서, 도 10에 도시된 실시예에 따른 분절아치부재가 좌,우로 서로 마주 접하여 아치구조물(10)을 형성한 상태를 보여주는 개략도이다. 도 12는 도 11에 도시된 방식으로 2개의 아치구조물(10)이 종방향으로 2개 연속배치된 후 새로운 우측 분절아치부재가 결합되는 상태를 보여주는 사시도이고, 도 13은 도 12의 원 C부분에 대한 확대도이다. 도 14는 도 12에서 선 D-D에 따른 개략적인 단면 사시도이다. 도 15는 도 12에 후속하여 좌측의 분절아치부재가 더 설치된 상태를 보여주는 개략도이다.
도 10 내지 도 15에 도시된 실시예에서는 바닥판부(22)가 파형강판으로 이루어진 도 9의 실시예와 달리, 바닥판부(22)가 분절아치부재의 다른 부분과 동일하게 콘크리트 판재로 이루어져 있다. 앞서 도 2 내지 도 9에 도시된 실시예와 마찬가지로 도 10 내지 도 15에 도시된 실시예에서도, 분절아치부재(11, 12)의 천정부 단부는 절취부(20)와 돌출부(21)가 형성되어 있고, 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 천정부 단부가 서로 맞닿도록 배치되면, 돌출부(21)가 서로 맞닿게 되며 바닥판부(22)도 서로 맞닿게 된다. 도 10 내지 도 15에 도시된 실시예에서는 좌,우 분절아치부재(11, 12)를 횡방향으로 더욱 견고하게 일체화시키기 위하여 돌출부(21)에는 횡방향으로 체결강봉 관통공(25)이 형성되어 있다. 도 14에 도시된 것처럼, 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 돌출부(21)가 서로 마주 접했을 때, 횡방향으로 형성된 상기 체결강봉 관통공(25)은 서로 연통되며, 이와 같이 연통된 체결강봉 관통공(25)에는 횡방향 체결강봉(26)이 관통삽입되어 양단이 돌출부(21)에 고정 정착됨으로써, 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 횡방향 일체화를 추가적으로 더 도모하게 된다. 도면에서 부재번호 27은 횡방향 체결강봉(26)의 양단부를 정착하기 위하여 돌출부(21)에 형성된 정착오목부(27)이다. 물론 이와 같이 돌출부(21)에 체결강봉 관통공(25)을 형성하고, 횡방향 체결강봉(26)을 관통 고정시켜 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 횡방향 결합을 도모하는 것은 도 2 내지 도 9에 도시된 실시예에도 적용할 수 있다.
도 10 내지 도 15에 도시된 실시예에서도 도 11에 도시된 방식으로 아치구조물(10)을 종방향으로 연속하여 복수개 설치한 후, 도 12에 도시된 것처럼, 새로운 우측 분절아치부재(12a)를 이웃하게 더 설치할 때 체결봉(50)을 이용하여 종방향으로 이웃하는 좌측 분절아치부재끼리 또는 우측 분절아치부재끼리 서로 체결하여 구조적인 안정성을 도모하게 된다. 또한 좌,우의 분절아치부재(11, 12)가 서로 마주접하도록 배치되고 터널의 종방향으로도 복수개가 배치된 상태에서, 절취부의 전후좌우 연통에 의해 형성된 공간에 콘크리트 등의 채움재가 채워진다. 도 10 내지 도 15에 도시된 실시예의 기타 구성은 앞서 설명한 실시예와 동일하므로 반복설명을 생략한다.
한편, 도 10 내지 도 15에 도시된 실시예에 있어서도, 앞서 설명한 상기 봉설치부재(51)를 이용하여 체결봉(50)을 결합할 수도 있다. 도 16 및 도 17은 각각 도 8 및 도 9에 대응되는 도면으로서, 도 16은 도 10 내지 도 15에 도시된 실시예에 봉설치부재(51)를 적용한 경우의 개략도이고, 도 17은 도 16의 원 E부분에 대한 확대도이다. 도 16 및 도 17에 도시된 것처럼, 바닥판부(22)가 콘크리트 판재로 이루어진 실시예에 있어서도, 돌출부(21)에 봉설치부재(51)를 결합하고, 체결봉(50)을 봉설치부재(51)에 종방향으로 관통시켜 결합함으로써, 좌측 분절아치부재끼리 또는 우측 분절아치부재끼리 서로 체결할 수 있다. 기타 구성은 앞서 설명한 실시예와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.
한편, 본 발명에서 좌,우 분절아치부재(11, 12)간의 횡방향 일체화를 도모하기 위하여, 절취부(20) 방향으로 매립철근(28)을 더 돌출시킬 수도 있다. 도 18은 도 13에 대응되는 도면인데, 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 절취부(20)에는 분절아치부재 내에 매립되어 있던 철근의 단부가 돌출된 형태의 매립철근(28)이 존재한다. 이러한 매립철근(28)은 절취부(20)에 무수축 모르타르나 콘크리트 등의 채움재가 채워졌을 때, 채움재내에 매립되어 양쪽 좌,우 분절아치부재(11, 12) 간의 강결 연결을 더욱 견고하게 만든다. 이러한 매립철근(28)의 배치는 바닥판부(22)가 콘크리트 판재로 이루어진 도 13의 실시예뿐만 아니라, 바닥판부(22)가 강판 또는 파형강판으로 이루어진 도 4의 실시예에도 적용될 수 있다. 물론 매립철근(28)은 반드시 철근의 타단부가 분절아치부재 내에 매립되어 있지 아니하여도 무방하다. 즉, 전후좌우로 연통된 절취부(20)에 채움재를 채우기 전에 별도로 제작된 매립철근(28)을 배치한 후 채움재를 채워서 매립철근(28)이 채움재에 매립되도록 할 수도 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 아치터널의 경우, 아치구조물이 2개의 분절아치부재의 조립으로 이루어져 있으므로 이동에 따른 제약이 적어지며, 따라서 터널 폭이 큰 대규모의 아치터널을 시공할 수 있게 된다. 특히, 본 발명에 의하면, 도 2 및 도 11에 도시된 것처럼, 처음의 좌,우 분절아치부재를 조립하여 하나의 아치구조물을 형성한 이후에는 1대의 크레인만을 이용하여 일측의 분절아치부재를 위치시키고 기설치된 아치구조물과 체결봉으로 결합하여 직립시킨 후 반대측의 분절아치부재를 연결 배치할 수 있게 된다. 즉, 처음의 좌,우 분절아치부재를 설치하고 조립할 때만이 2개의 크레인이 사용되거나 또는 하부에 지보구조를 설치하면 되고, 종방향으로 후속하는 분절아치부재를 설치하고 조립할 때에는 하부 동바리와 같은 지보설비 없이 1대의 크레인만이 필요하게 되는 것이다. 따라서 프리캐스트로 제작된 부재(분절아치부재)를 인양하여 설치함에 있어서 하부 동바리 등의 지보설비의 설치를 최소화할 수 있게 되며, 작업에 소요되는 크레인의 수도 줄일 수 있어, 그 만큼 시공비를 절감할 수 있고, 공사기간을 단축할 수 있게 된다.
또한 본 발명에서는 좌,우의 분절아치부재(11, 12)가 서로 마주접하도록 배치되고 종방향으로도 복수개가 배치된 상태에서, 절취부에 채움재를 채워 강결시킴에 있어서 본 발명에서는 바닥판부(22)가 존재하여 거푸집 역할을 수행하기 때문에 채움재의 타설을 위한 별도의 거푸집과 이를 지지하기 위한 동바리 등의 지보설비가 전혀 필요하지 않게 되는 효과가 발휘된다.
한편, 본 발명은 아치구조물(10)을 2개의 분절아치부재(11, 12)의 강결 연결 조립으로 제작할 수 있고, 각각의 분절아치부재는 결국 아치구조물의 절반 크기를 가지는 것이므로, 아치형상으로 된 1개의 아치구조물을 이송하는 것보다 이송 능력이 향상될 수 있다. 따라서 공장에서부터 1개의 아치구조물을 제작한 후 현장 이송하여 조립 제작하는 종래의 기술보다, 본 발명에 의하면 터널의 횡방향 폭이 종래의 터널보다 2배 더 긴 광폭의 터널을 시공할 수 있다. 특히, 다음과 같은 구성을 더 포함함으로써, 터널의 중앙에 지지 기둥이 필요 없는 광폭의 아치터널을 시공할 수 있다.
도 19는 도 11에 대응되는 도면으로서, 좌,우의 분절아치부재(11, 12)에 의해 형성된 아치구조물(10)이 종방향으로 2개 연속하여 결합 배치되어 있는 광폭 터널의 개략도이다. 본 발명에서 "아치구조물", "아치터널" 및 "분절아치부재"는 앞서 도 1 내지 도 18에 도시된 실시예와 같이, 터널의 내면이 완만한 곡선 형태를 이루고 있는 경우뿐만 아니라, 도 19에 도시된 것처럼, 아치구조물이 마치 라멘 교량과 유사하게 수직한 부분과 수평한 부분이 일체로 연결된 형상을 가지는 것도 모두 포함하는 의미로 이해되어야 한다.
도 19에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 광폭의 아치터널은 좌,우 분절아치부재(11, 12)가 천정부에서 강결 연결되어 아치구조물(10)을 형성하고, 이러한 아치구조물(10)이 종방향으로 연속배치되어 터널을 이룬다. 이러한 구조는 앞서 도 2 내지도 18에 도시된 실시예와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 도 19에 도시된 광폭 아치터널에서, 좌,우 분절아치부재(11, 12) 각각의 외곽측 모서리 부분 상부에는 모서리 보강부(40)가 일체로 더 조성되어 있다. 상기 모서리 보강부(40)는 횡방향으로 분절아치부재(11, 12)의 단부보다 더 외측으로 돌출되는데, 모서리 보강부(40)에는 수직하게 수직봉 관통공이 형성되어 있다. 도 20은 도 19의 F부분을 확대하여 종방향에서 바라본 개략도인데, 터널의 양측 가장자리를 따라 설치된 기초(1)에 일단이 고정되어 상부로 연장되는 강봉이나 스트랜드 등의 봉 형상 부재로 이루어진 수직봉(42)이 상기 모서리 보강부(40)에 형성된 수직봉 관통공에 관통 삽입되어 정착되어 있다. 본 발명에서는 이러한 모서리 보강부(40)의 설치, 그리고 모서리 보강부(40)와 기초(1) 간의 수직봉(42)에 의한 연결 구조를 구비하고 있어, 모서리 보강부(40)가 위치하는 부분에서 부모멘트와 같은 절점 하중이 발생하도록 하며, 그에 따라 부모멘트가 터널의 중앙 천정부에서 발생하는 정모멘트와 상쇄되도록 함으로써, 터널의 중앙 천정부에서 발생하는 정모멘트를 줄여 횡방향으로 긴 폭을 가지는 광폭 아치터널을 구현할 수 있게 되는 것이다.
도 21은 본 발명의 또다른 실시예로서 모서리 보강부(40) 외측으로 지반 매립 앵커부(70)가 더 구비되어 있는 광폭 아치터널을 보여주는 개략도이다.
도 21에 도시된 광폭 아치터널에서는, 분절아치부재(11, 12)의 모서리 보강부(40)에 외측 방향으로 지반 매립 앵커부(70)가 일체로 구비되어 있는데, 상기 지반 매립 앵커부(70)는 모서리 보강부(40)와 일체 연결되는 연결판(71)과, 상기 연결판(71)의 단부에서 상기 연결판(71)과 직교하게 결합되어 있되 연결판(71)의 위쪽이 터널 양측의 지반 방향으로 기울어져서 결합되는 경사판(72)을 포함하여 구성된다. 구체적으로 상기 경사판(72)은 연결판(71)과 직교하게 결합되어 있되 터널 외부 방향으로 각도를 가지고 기울어져서 연결판(71)에 결합되어 있다. 즉, 연직선에 대하여, 경사판(72)은 예각을 가지고 터널의 외부 방향으로 기울어져 연결판(71)에 결합되어 있다.
위와 같은 지반 매립 앵커부(70)가 구비되어 있는 분절아치부재가 종방향으로 이웃한 상태에서, 지반 매립 앵커부(70)의 연결판(71) 사이와 경사판(72)의 내면에 의해 형성되는 공간에, 아치터널 상부와 측방향으로 채워지는 뒷채움 토사가 담기게 되면, 상기 뒷채움 토사를 상기 연결판(71)과 경사판(72)으로 구속하여 전도 및 활동에 대한 저항력을 발휘하게 된다. 즉, 되메우기 작업에 의해 터널 종방향으로 서로 이웃하는 지반 매립 앵커부(70) 사이에 뒷채움 토사가 채워지게 되는데, 지반 매립 앵커부(70) 사이에 채워진 뒷채움 토사는 측면으로는 연결판(71)에 의하여 구속되고 절토 사면 방향으로는 경사판(72)에 의해 구속되어 있으므로, 뒷채움 토사가 아치구조물과 함께 폐합된 블록처럼 거동하게 되어 지반 매립 앵커부(70)가 앵커 작용을 하게 되는 효과가 발휘된다.
10: 아치구조물, 11: 좌측 분절아치부재,
12: 우측 분절아치부재, 20: 절취부,
21: 돌출부, 22: 바닥판부
12: 우측 분절아치부재, 20: 절취부,
21: 돌출부, 22: 바닥판부
Claims (8)
- 프리캐스트 부재로 이루어진 좌,우 분절아치부재(11, 12)가 천정부에서 강결 결합되어 아치구조물(10)을 이루고, 상기 아치구조물(10)이 종방향으로 복수개가 연속 배치되어 결합되는 구조를 가지며;
상기 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 천정부 단부는, 천정부의 단부면과 종방향 측면으로부터 오목하게 절취되어 공간을 이루는 절취부(20)가 종방향 양측면에 각각 형성되어 있어, 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 천정부 단부에는 양측의 절취부(20) 형성에 의하여 돌출부(21)가 존재하며, 절취부(20)의 하부에는 돌출부(21)의 길이만큼 바닥판부(22)가 존재하는 구조를 가지며;
상기 좌,우 분절아치부재(11, 12)가 종방향으로 연속하여 배치된 상태에서, 종방향의 전후로 배치된 분절아치부재 사이에는 체결봉(50)이 종방향으로 배치되어 종방향으로 이웃하여 배치된 분절아치부재의 돌출부(21)에 상기 체결봉(50)이 고정 정착됨으로써, 종방향의 전후로 배치된 분절아치부재간이 결속되며;
상기 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 천정부 단부가 서로 맞닿도록 배치되면 상기 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 돌출부(21)는 서로 맞닿게 되며, 상기 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 바닥판부(22)도 서로 맞닿게 되어, 상기 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 절취부(20)도 좌,우측 간에 연통되며, 연통된 절취부(20)의 공간에는 채움재가 채워져서, 상기 좌,우 분절아치부재(11, 12)가 천정부에서 강결 구조로 일체 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 아치터널.
- 제1항에 있어서,
상기 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 천정부 단부에 구비된 바닥판부(22)는 파형강판으로 이루어져 있으며;
상기 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 천정부 단부가 서로 맞닿도록 배치되어 바닥판부(22)가 서로 맞닿은 상태에서, 상기 좌,우 바닥판부(22)에 걸쳐 접속판(30)이 놓여 상기 바닥판부(22)의 파형강판과 일체 결합되어 있고;
상기 접속판(30) 위로 채움재가 채워져 있는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 아치터널.
- 제1항에 있어서,
상기 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 천정부 단부에 구비된 바닥판부(22)는 상기 좌,우 분절아치부재(11, 12)와 일체로 된 콘크리트 판재로 이루어져 있으며;
상기 돌출부(21)에는 횡방향으로 체결강봉 관통공(25)이 형성되어 있어, 상기 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 돌출부(21)가 서로 마주 접했을 때, 상기 체결강봉 관통공(25)은 서로 연통되며, 연통된 상기 체결강봉 관통공(25)에는 횡방향 체결강봉(26)이 관통삽입되어 양단이 돌출부(21)에 고정 정착되어 상기 좌,우 분절아치부재(11, 12) 간의 횡방향 일체화를 이루는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 아치터널.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌출부(21)에 종방향으로 관통공(23)이 형성되어 있어, 종방향으로 이웃하는 일측 분절아치부재끼리 종방향으로 체결봉(50)이 상기 관통공(23)에 관통된 후 돌출부(21)에서 고정 정착되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 아치터널.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
관통공(52)이 형성되어 있는 봉설치부재(51)를 상기 돌출부(21)에 고정 설치하고, 종방향으로 이웃하는 일측 분절아치부재끼리 종방향으로 체결봉(50)이 상기 봉설치부재(51)의 관통공(52)에 관통된 후 봉설치부재(51)에서 고정 정착되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 아치터널.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 좌,우 분절아치부재(11, 12) 각각의 외곽측 모서리 부분 상부에는 횡방향으로 상기 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 단부보다 더 외측으로 돌출되어 있는 모서리 보강부(40)가 일체로 더 형성되어 있고;
상기 모서리 보강부(40)에는 수직하게 수직봉 관통공(41)이 형성되어 있으며;
터널의 양측 가장자리를 따라 설치된 기초(1)에 일단이 고정되어 상부로 연장되는 수직봉(42)이 상기 모서리 보강부(40)에 형성된 수직봉 관통공(41)에 관통 삽입되어 정착되어 있는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 아치터널.
- 제6항에 있어서,
상기 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 모서리 보강부(40)에 외측 방향으로 지반 매립 앵커부(70)가 일체로 구비되어 있는데, 상기 지반 매립 앵커부(70)는 모서리 보강부(40)와 일체 연결되는 연결판(71)과, 상기 연결판(71)의 단부에서 상기 연결판(71)과 직교하게 결합되어 있되 연결판(71)의 위쪽이 터널 양측의 지반 방향으로 기울어져서 결합되는 경사판(72)을 포함하여 구성되어;
지반 매립 앵커부(70)가 구비되어 있는 상기 좌,우 분절아치부재(11,12)가 종방향으로 이웃한 상태에서, 지반 매립 앵커부(70)의 연결판(71) 사이와 경사판(72)의 내면에 의해 형성되는 공간에, 아치터널 상부와 측방향으로 채워지는 뒷채움 토사를 상기 연결판(71)과 경사판(72)으로 구속하여 전도 및 활동에 대한 저항력을 발휘하게 되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 아치터널.
- 프리캐스트 부재로 이루어지며 반대편의 분절아치부재와 접합되는 천정부는, 천정부의 단부면과 종방향 측면으로부터 오목하게 절취되어 공간을 이루는 절취부(20)가 종방향 양측면에 각각 형성되어 있어, 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 천정부 단부에는 양측의 절취부(20) 형성에 의하여 돌출부(21)가 존재하며, 절취부(20)의 하부에는 돌출부(21)의 길이만큼 바닥판부(22)가 존재하는 구조를 가지는 좌,우 분절아치부재(11, 12)를 천정부에서 강결 결합시켜 아치구조물(10)을 형성하고;
일측 분절아치부재를 기설치된 아치구조물(10)에 종방향으로 연속하여 배치한 상태에서, 종방향의 전후로 배치된 분절아치부재 사이에 체결봉(50)을 종방향으로 배치하여 종방향으로 이웃하여 전후로 배치된 분절아치부재의 돌출부(21)에 상기 체결봉(50)을 고정 정착시켜, 전후 분절아치부재간을 결속하며;
반대측 분절아치부재를 일측 분절아치부재와 천정부 단부를 서로 맞닿도록 배치하여 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 돌출부(21)가 서로 맞닿게 하고, 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 바닥판부(22)도 서로 맞닿게 하여, 좌,우 분절아치부재(11, 12)의 절취부(20)도 좌,우측 간에 연통시키고, 상기 반대측 분절아치부재에 대해서도 종방향의 전후로 배치된 분절아치부재 사이에 체결봉(50)을 종방향으로 배치하여 종방향으로 이웃하여 전후로 배치된 분절아치부재의 돌출부(21)에 상기 체결봉(50)을 고정 정착시켜, 종방향 전후로 배치된 분절아치부재간을 결속한 후, 연통된 절취부(20)의 공간에 채움재를 채워서, 좌,우 분절아치부재(11, 12)를 천정부에서 강결 구조로 일체 연결하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 아치터널의 시공방법.
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| KR1020100044767A KR101015611B1 (ko) | 2010-05-13 | 2010-05-13 | 천정부의 강결구조를 가지는 2분절 프리캐스트 아치터널 및 무지보에 의한 2분절 프리캐스트 아치터널 시공방법 |
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