KR101017677B1 - 프리캐스트 패널, 이를 이용하는 구조물 및 그 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건설, 토목 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공장에서 제조된 후 시공 현장에서 조립되는 프리캐스트 패널, 이를 이용하는 구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 만곡된 형상의 만곡부와, 상기 만곡부의 저면에 돌출 형성된 돌출부를 포함하고, 이웃한 부재의 관통홀과 연결될 수 있는 관통홀이 형성된 본체; 상기 본체에 정착된 프리텐션 긴장재; 상기 본체의 관통홀에 배치되도록 정착되는 포스트텐션 긴장재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널, 이를 이용하는 구조물 및 그 시공방법을 제시함으로써, 프리캐스트 패널의 중량은 줄이고, 내력은 향상시킬 수 있다.
프리캐스트 패널, 프리스트레스, 프리텐션, 포스트텐션, 구조물, 아치, 터널
Description
본 발명은 건설, 토목 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공장에서 제조된 후 시공 현장에서 조립되는 프리캐스트 패널, 이를 이용하는 구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.
건설, 토목 분야의 구조물은 현장에서 콘크리트를 타설하여 시공하는 방법과, 공장에서 미리 패널 형태로 제조하여 현장에서 조립함으로써 시공하는 방법이 있다. 후자의 시공방법의 패널을 프리캐스트 패널이라고 한다.
후자의 프리캐스트 패널을 이용한 구조물은, 프리캐스트 패널이 공장에서 미리 제조됨으로써, 균등한 품질관리가 가능하여 하자 및 보수발생 빈도가 현저히 낮아진다는 점, 동절기 및 야간에도 시공이 가능하다는 점, 별도의 양생 기간이 필요 없기 때문에 공사기간이 짧다는 점 등에서 전자의 현장타설공법과 비교하여 매우 우수한 장점이 있다.
그러나, 프리캐스트 패널은 공장에서 현장으로 운송이 가능해야 하고, 현장에서 기중기 등에 의해 시공 가능해야되기 때문에 크기 및 중량이 제한된다. 따라 서, 프리캐스트 패널을 이용하여 대형의 구조물이나 토압을 받는 지하 구조물을 시공하기에는 한계가 있는 문제점이 있다.
또한, 프리캐스트 패널은 현장에서 기중기 등에 의해 또 다른 프리캐스트 패널 또는 다른 부재와 조립되기 때문에 구조적 안정성 및 시공의 용이성 등을 위해, 프리캐스트 패널을 또 다른 프리캐스트 패널 또는 다른 부재와 견실하고 밀착되게 결합하기 위한 방안이 무엇보다 중요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 중량은 줄어들고 내력은 향상된 프리캐스트 패널, 이를 이용하는 구조물 및 그 시공방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은 이웃한 부재와 견실하고 밀착 결합될 수 있는 프리캐스트 패널, 이를 이용하는 구조물 및 그 시공방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 만곡된 형상의 만곡부와, 상기 만곡부의 저면에 돌출 형성된 돌출부를 포함하고, 이웃한 부재의 관통홀과 연결될 수 있는 관통홀이 형성된 본체; 상기 본체에 정착된 프리텐션 긴장재; 상기 본체의 관통홀에 배치되도록 정착되는 포스트텐션 긴장재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널을 제시한다.
상기 만곡부의 길이방향 양단면은 각각, 상기 이웃한 부재와 형합될 수 있도록 상기 이웃한 부재의 요철형상 단면과 대응되는 요철형상 단면을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 요철형상은 만곡된 형상인 것이 바람직하다.
상기 요철형상은 연속적으로 적어도 2번 이상 만곡된 형상인 것이 바람직하다.
상기 본체의 관통홀은, 상기 만곡부의 상면과 상기 만곡부의 길이방향의 단 면을 연결토록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 본체의 관통홀은 만곡된 형상을 취하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 본체의 관통홀은 상기 본체의 만곡부와 반대방향으로 만곡된 형상을 취하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 본체의 관통홀은 상기 만곡부의 길이방향 양단면 측 단부가 그 반대쪽 단부보다, 상기 만곡부의 저면에 가깝도록 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 돌출부는 상기 만곡부의 길이방향을 따라 형성되는 것이 바람직하다.
상기 돌출부는 상기 만곡부의 폭방향을 따라, 일정 간격을 두고 복수 개 형성되는 것이 바람직하다.
상기 프리텐션 긴장재는 상기 만곡부와 상기 돌출부를 함께 가로지르도록 정착되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위해, 상술한 프리캐스트 패널을 이용한 구조물의 시공방법으로서, 상기 프리캐스트 패널의 관통홀과 상기 이웃한 부재의 관통홀이 연결되도록, 상기 포스트텐션 긴장재가 정착되지 않은 상태의 상기 프리캐스트 패널과 상기 이웃한 부재를 연결하는 단계; 상기 포스트텐션 긴장재를, 상기 프리캐스트 패널의 관통홀과 상기 이웃한 부재의 관통홀에 동시에 배치하여 정착시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널을 이용한 구조물의 시공방법을 제시한다.
상기 이웃한 부재는 상기 프리캐스트 패널인 것이 바람직하다.
상기 이웃한 부재는 상기 프리캐스트 패널과 상이한 구조의 또 다른 프리캐 스트 패널인 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위해, 상기의 시공방법에 의해 시공되는 프리캐스트 패널을 이용한 구조물로서, 상기 이웃한 부재로서, 일정 거리를 두고 설치되는 다수의 버팀부재들; 상기 버팀부재들와의 사이에 공동이 형성되도록, 상기 버팀부재들 사이에 적어도 하나 설치되는 상기 프리캐스트 패널을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널을 이용한 구조물을 제시한다.
상기 프리캐스트 패널을 이용한 구조물은 터널을 구축하는데 바람직하다.
본 발명은 만곡부에 보강을 위한 돌출부를 돌출 형성함으로써, 프리캐스트 패널의 중량을 줄이고, 내력을 증대시킬 수 있다.
또한 본 발명은 프리캐스트 패널과 이웃한 부재가 요철에 의해 결합됨으로써, 시공이 용이해질 수 있고, 결합력이 우수하다.
또한, 본 발명은 포스트텐션 긴장재를 프리캐스트 패널과 이웃한 부재에 동시에 배치함으로써, 내력 및 결합력이 향상될 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 프리캐스트 패널(10)은 만곡된 형상의 만곡부(22)와, 상기 만곡부(22)의 저면에 돌출 형성된 돌출부(24)를 포함하고, 이웃한 부재(100)의 관통홀(20A)과 연결될 수 있는 관통홀(20A)이 형성된 본체(20); 상기 본체(20)에 프리텐션(pre-tension) 방식으로 정착된 프리텐션 긴장재(30); 상기 본체(20)의 관통홀(20A)에 배치되어, 포스트텐션(post-tension) 방식으로 정착되는 포스트텐션 긴장재(40);를 포함하여 구성된다.
즉, 프리캐스트 패널(10)은 외부로부터 작용하는 토압, 수압 및 차량 하중 등에 의해 작용하는 건설, 토목 구조물(S)에 많이 이용되는데, 사각 형상 등 다른 형상에 비해 높은 압축강도를 가질 수 있고, 이에 따라 중량을 줄일 수 있다. 만곡부(22)는 만곡된 구성을 취할 수 있다면 어떠한 형상이든 무방하며, 다만 아치(arch) 형상이 구조적 안정성 등의 측면에서 더욱 바람직하다.
또한 만곡부(22)가 돌출부(24)에 의해 보강되므로 만곡부(22)를 두껍게 형성하지 않더라도 충분한 내력을 확보할 수 있고, 이에 따라 중량을 줄일 수 있다.
특히 돌출부(24)는 만곡부(22)의 길이방향(화살표 L)을 따라 형성되는 것이 더욱 바람직하다. 또한 돌출부(24)는 만곡부(22)의 폭이 넓은 경우 등에 만곡부(22)를 균일하게 보강할 수 있도록, 만곡부(22)의 폭방향(화살표 W)을 따라 일정 간격을 두고 복수 개 형성될 수 있다.
또한 프리텐션 긴장재(30) 및 포스트텐션 긴장재(40)를 정착하여 프리스트레스(pre-stress)를 줌으로써 충분한 내력을 확보할 수 있고, 이에 따라 만곡부(22)를 두껍게 형성하지 않아도 되어 중량을 줄일 수 있다. 특히 프리텐션 긴장재(30)는 만곡부(22)와 돌출부(24)에 함께 프리스트레스를 줄 수 있도록, 만곡부(22)와 돌출부(24)를 가로지르도록 정착되는 것이 더욱 바람직하다.
또한 포스트텐션 긴장재(40)를 본체(20)의 관통홀(20A)과 이웃한 부재(100)의 관통홀(100A)에 동시에 배치함으로써, 포스트텐션 긴장재(40)에 의해 프리캐스 트 패널(10)이 이웃한 부재(100)와 견고하게 결합될 수 있고, 이에 따라 프리캐스트 패널(10)과 이웃한 부재(100)에 의한 구조물(S)의 내력이 향상될 수 있고, 프리캐스트 패널(10)과 이웃한 부재(100)를 결합하기 위한 별도의 방안이 불필요한 효과를 취할 수 있다.(도 8 내지 도 10 참조)
한편, 본체(20)의 관통홀(20A)은, 포스트텐션 긴장재(40)가 정착될 수 있다면 어떻게 형성되든 무방하나, 다만 포스트텐션 긴장재(40)가 이웃한 부재(100)에도 동시에 정착되기 용이하도록, 만곡부(22)의 상면(22A)과 만곡부(22)의 길이방향(화살표 L)의 단면(22B)을 연결토록 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본체(20)의 관통홀(20A)은 포스트텐션 긴장재(40)에 의해 외력(도 8의 '화살표 F' 참조)에 대한 저항(도 8의 '화살표 T' 참조)이 충분히 형성될 수 있도록, 포스트텐션 긴장재(40)가 만곡된 구조로 정착될 수 있게 만곡된 형상을 취하는 것이 더욱 바람직하다.
나아가 본 프리캐스트 패널이 터널 구축을 위한 구조물에 이용되는 경우 등을 비롯하여 일반적으로 외부로부터 외력이 작용하는바(도 8의 '화살표 F' 참조), 본체(20)의 관통홀(20A)은 포스트텐션 긴장재(40)가 만곡부(22)와 반대방향으로 만곡된 구조를 취할 수 있도록 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
특히 본체(20)의 관통홀(20A)은 만곡부(22)의 길이방향 양단면 측 단부(20A1)가 그 반대쪽 단부(20A2)보다, 만곡부(22)의 저면(22C)에 가깝도록 형성되는 것이 더욱 바람직하다. 즉 본 프리캐스트 패널(10)과 이웃한 부재(100)의 결합부분이 구조적으로 가장 취약할 수 있는데, 이 부분에서 포스트텐션 긴장재(40)에 의한 저항이 가장 크게 형성됨으로써 구조적으로 더욱 강인해질 수 있다. 또한 포스트텐션 긴장재(40)가 본 프리캐스트 패널(10)과 이웃한 부재(100)에 일률적으로 정착될 수 있어, 포스트텐션 긴장재(40)의 정착이 더욱 용이하다.
만곡부(22)의 길이방향(화살표 L) 양단면(22B)은 각각 이웃한 부재(100)와 형합될 수 있도록, 이웃한 부재(100)의 요철형상 단면과 대응되는 요철형상 단면을 갖도록 형성될 수 있다. (도 8 내지 도 10 참조) 따라서, 요철에 의해 본 발명에 의한 프리캐스트 패널(10)과 이웃한 부재(100)가 서로 결합될 수 있기 때문에, 본 발명에 의한 프리캐스트 패널(10)과 이웃한 부재(100)를 결합하기 위한 별도의 방안이 불필요하여, 시공이 더욱 용이해질 수 있다. 또한, 요철에 의해 본 발명에 의한 프리캐스트 패널(10)과 이웃한 부재(100)의 결합면적이 넓어짐으로써, 보다 견실하게 밀착 결합될 수 있다.
특히 요철형상은 만곡된 형상으로 형성됨으로써, 결합면적이 안정적으로 넓어질 수 있어 강성 측면에서 보다 유리하고, 본 발명에 의한 프리캐스트 패널(10)과 이웃한 부재(100)가 큰 마찰없이 부드럽게 결합될 수 있어 시공이 보다 용이해질 수 있고, 본 발명에 의한 프리캐스트 패널(10)과 이웃한 부재(100)의 결합시 손상을 방지할 수 있다.
나아가 요철형상은 S자나 웨이브 형상처럼 연속적으로 적어도 2번 이상 만곡된 형상을 취함으로써, 다중 결합과 같은 효과를 얻을 수 있어, 결합성이 향상될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 프리캐스트 패널(10)은 만곡된 구조를 취함으로써 도 8 이하에 도시된 바와 같이 아치형 터널이나 교량 등 만곡된 구조의 구조물(S)을 시공하는데 적합하다.
본 발명에 의한 프리캐스트 패널(10)을 이용한 구조물(S)은 일 예로써, 이웃한 부재(100)로서 일정 거리를 두고 설치되는 다수의 버팀부재(110)들과, 다수의 버팀부재(110)들과의 사이에 공동(C)이 형성되도록 다수의 버팀부재(110)들 사이에 적어도 하나 설치되는 프리캐스트 패널(10)에 의해, 다음과 같이 시공될 수 있다.
즉, 본 발명에 의한 프리캐스트 패널(10)을 이용한 구조물(S)을 시공하기 위해, 먼저 다수의 버팀부재(110)들을 설치한다.(도 11 참조) 이때, 버팀부재(110) 또한 시공의 용이성 및 우수한 시공품질을 위해, 본 발명에 의한 프리캐스트 패널(10)과 는 다른 프리캐스트 패널로서 제조되는 것이 더욱 바람직하다.
다음으로, 포스트텐션 긴장재(40)가 정착되지 않은 상태의 프리캐스트 패널(10)을, 프리캐스트 패널(10)의 관통홀(20A)과 이웃한 부재(100)의 관통홀(100A)이 서로 연결될 수 있도록, 다수의 버팀부재(110)들 사이에 설치한다. (도 12 참조) 이때, 프리캐스트 패널(10)은 다수의 버팀부재(110)들 사이에 하나만 설치될 수도 있고, 구조물(S)의 크기 등에 따라 둘 이상이 연달아 설치될 수도 있다. 그리고, 이웃한 부재(100)는 버팀부재(110)가 될 수도 있고, 둘 이상의 프리캐스트 패널(10)이 연달아 설치되는 경우 이웃한 또 다른 프리캐스트 패널(10)이 될 수도 있다.
다음으로, 포스트텐션 긴장재(40)를 프리캐스트 패널(10)의 관통홀(100A)과 이웃한 부재(100)의 관통홀(20A)에 동시에 배치하여 정착시킴으로써, 포스트텐션 긴장재(40)에 의해 프리캐스트 패널(10)과 이웃한 부재(100)에 프리스트레스를 줌과 아울러 프리캐스트 패널(10)과 이웃한 부재(100)가 서로 견실하게 결합되게 한다.(도 13 참조)
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
도 1 이하는, 본 발명에 의한 프리캐스트 패널의 실시 예를 도시한 것으로서,
도 1은 프리캐스트 패널 정면 사시도.
도 2는 프리캐스트 패널 저면 사시도.
도 3은 도 1의 A-A선에 따른 단면도.
도 4는 도 1의 B-B선에 따른 단면도.
도 5는 도 1의 C-C선에 따른 단면도.
도 6은 도 1의 D-D선에 따른 단면도.
도 7은 도 1의 E-E선에 따른 단면도.
도 8 이하는, 본 발명에 의한 프리캐스트 패널을 이용한 구조물을 도시한 것으로서,
도 8은 구조물의 모식도.
도 9는 구조물의 주요부 단면도.
도 10은 도 9의 'F'부분 확대도.
도 11 이하는, 본 발명에 의한 프리캐스트 패널을 이용한 구조물의 시공을 도시한 것으로서,
도 9는 버팀부재 시공단계 모식도.
도 10은 프리캐스트 패널 시공단계 모식도.
도 11은 포스트텐션 긴장재 정착단계 모식도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10; 프리캐스트 패널 20; 본체
22; 만곡부 24; 돌출부
30; 프리텐션 긴장재 40; 포스트텐션 긴장재
100; 이웃한 부재
Claims (16)
- 만곡된 형상의 만곡부와, 상기 만곡부의 저면에 돌출 형성된 돌출부를 포함하고, 이웃한 부재의 관통홀과 연결될 수 있는 관통홀이 형성된 본체; 상기 본체에 정착된 프리텐션 긴장재; 상기 본체의 관통홀에 배치되도록 정착되는 포스트텐션 긴장재;를 포함하며,상기 본체의 관통홀은 상기 만곡부의 상면과 상기 만곡부의 길이방향의 단면을 연결토록 형성되며, 상기 본체의 만곡부와 반대방향으로 만곡된 형상을 취하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널.
- 청구항 1에 있어서,상기 만곡부의 길이방향 양단면은 각각, 상기 이웃한 부재와 형합될 수 있도록 상기 이웃한 부재의 요철형상 단면과 대응되는 요철형상 단면을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널.
- 청구항 2에 있어서,상기 요철형상은 만곡된 형상인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널.
- 청구항 3에 있어서,상기 요철형상은 연속적으로 적어도 2번 이상 만곡된 형상인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,상기 본체의 관통홀은 상기 만곡부의 길이방향 양단면 측 단부가 그 반대쪽 단부보다, 상기 만곡부의 저면에 가깝도록 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널.
- 청구항 1에 있어서,상기 돌출부는 상기 만곡부의 길이방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널.
- 청구항 9에 있어서,상기 돌출부는 상기 만곡부의 폭방향을 따라, 일정 간격을 두고 복수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널.
- 청구항 1에 있어서,상기 프리텐션 긴장재는 상기 만곡부와 상기 돌출부를 함께 가로지르도록 정착되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널.
- 청구항 1 내지 청구항 4, 청구항 8 내지 청구항 11 중 어느 한 항의 프리캐스트 패널을 이용한 구조물의 시공방법으로서,상기 프리캐스트 패널의 관통홀과 상기 이웃한 부재의 관통홀이 연결되도록, 상기 포스트텐션 긴장재가 정착되지 않은 상태의 상기 프리캐스트 패널과 상기 이웃한 부재를 연결하는 단계;상기 포스트텐션 긴장재를, 상기 프리캐스트 패널의 관통홀과 상기 이웃한 부재의 관통홀에 동시에 배치하여 정착시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널을 이용한 구조물의 시공방법.
- 청구항 12에 있어서,상기 이웃한 부재는 상기 프리캐스트 패널인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널을 이용한 구조물의 시공방법.
- 청구항 12에 있어서,상기 이웃한 부재는 상기 프리캐스트 패널과 상이한 구조의 또 다른 프리캐스트 패널인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널을 이용한 구조물의 시공방법.
- 청구항 12의 시공방법에 의해 시공되는 프리캐스트 패널을 이용한 구조물로서,상기 이웃한 부재로서, 일정 거리를 두고 설치되는 다수의 버팀부재들;상기 버팀부재들와의 사이에 공동이 형성되도록, 상기 버팀부재들 사이에 적어도 하나 설치되는 상기 프리캐스트 패널을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널을 이용한 구조물.
- 청구항 15에 있어서,터널을 구축하는 프리캐스트 패널을 이용한 구조물.
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KR1020080077935A KR101017677B1 (ko) | 2008-08-08 | 2008-08-08 | 프리캐스트 패널, 이를 이용하는 구조물 및 그 시공방법 |
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JP2002115493A (ja) * | 2000-10-06 | 2002-04-19 | Ishikawajima Constr Materials Co Ltd | アーチトンネル用湾曲版及びその接合構造 |
KR100380907B1 (ko) * | 1999-12-03 | 2003-04-23 | 주식회사 제일엔지니어링 | 아치형 통로 구축용 프리캐스트 부재와 이것을 이용한아치형 통로 구축시공방법 |
JP2004211335A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Ps Mitsubishi Construction Co Ltd | トンネル覆工用セグメント及びその施工方法 |
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2008
- 2008-08-08 KR KR1020080077935A patent/KR101017677B1/ko not_active IP Right Cessation
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