KR101024555B1 - 위치조정이 가능한 파형강판의 정착구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파형강판을 이용하여 터널 등을 시공할 때에 기초구조물에 정착되는 파형강판의 위치를 조정할 수 있는 파형강판의 정착구조물에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 정착구조물은 상측에 오목한 홈이 형성되며 철근이 배근된 기초부와, 상기 홈에 설치되는 슬라이딩 패드와, 상기 슬라이딩 패드 위에 설치되며 연결부재를 통하여 파형강판의 끝단이 체결되는 베이스 채널과, 상기 홈에 삽입되며 상기 베이스 채널과 상기 기초부의 홈 사이의 공극의 일측 또는 양측에 채워넣어지는 완충부재로 구성되어, 앵커볼트를 기초부에 삽입 체결하지 않고 앵커볼트 없이도 파형강판을 정착시킬 수 있고, 베이스채널이 기초부 내에서 일정거리 슬라이딩 가능하도록 하여 기초부의 시공에 오차가 발생하더라도 베이스채널의 위치를 원래의 설계라인에 맞추어 조정이 가능하고, 파형강판을 고정하기 위한 기초부를 공장에서 미리 제작하여 설치할 수 있는 프리캐스트 기초부로 구성할 수 있기 때문에 기초부의 철근배근이나 현장에서의 콘크리트 타설 및 양생에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다.

Description

위치조정이 가능한 파형강판의 정착구조물{POSITION ADJUSTABLE FIXING STRUCTURE FOR CORRUGATED MULTI PLATE}

본 발명은 도로 등에 굴착시공되는 터널에 사용되는 파형강판의 정착구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파형강판을 이용하여 터널 등을 시공할 때에 기초구조물에 정착되는 파형강판의 위치를 조정할 수 있는 파형강판의 정착구조물에 관한 것이다.

일반적으로, 새로운 고속도로나 국도, 철로 등의 건설에는 평지뿐만 아니라 산악지역을 거치는 경우가 많고, 특히 산악지역이 많은 경우에는 자연환경적인 문제나 시공비용의 문제 등으로 인하여 산악을 절개하지 않고 터널 등을 굴착하여 도로를 개설하는 경우가 많다.

굴착시공되는 터널은 발파 등에 의해 굴착된 터널의 암벽면에 쇼트크리트를 시공한 후 락볼트 등을 매립하고 쇼트크리트의 표면에 다시 방수공사를 하고 라이닝 콘크리트층을 타설함으로써 터널시공을 완료한다.

최근에는 시공의 편이성과 경제성 등을 고려하여 파형강판을 이용하여 터널 을 시공하는 경우가 많다. 파형강판은 금속판에 파형의 굴곡을 성형하여 형상강도를 높인 것으로, 여타 콘크리트 제품에 비해 사용이 간편하고 제조비용이 저렴한 장점이 있다. 따라서 일반적인 아치형의 구조물뿐만 아니라, 제방의 수로나 터널의 지지체와 같이 반원형의 구조물로도 제작되어 사용되고 있다.

상술한 파형강판을 이용하여 터널에 구조물을 설치하는 경우, 공장에서 대량 생산된 일정 길이의 파형강판을 인접한 파형강판들의 가장자리를 서로 겹쳐지도록 배치하여 볼트 등의 체결구를 이용하여 고정하고 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 터널 하부에 기초옹벽 거푸집을 설치하고 옹벽철근을 배근한 후에 앵커(2)를 옹벽철근에 고정시킨다. 그런 다음, 여기에 콘크리트를 주입하여 경화시키고, 기초옹벽의 상부에 마련된 체결구에 베이스 채널(3)을 끼워넣고 상기 앵커에 조임체결하고, 그런 다음 터널의 굴착면에 시공된 파형강판(4)을 파형강판의 하부에서 볼트 및 너트 결합에 의해 상기 베이스 채널에 체결고정한다. 그런 다음, 터널 상부에 뒷채움을 하고 다짐을 하여 터널시공을 완료한다.

여기서, 상기 파형강판은 파형강판이 연성거동구조물로서 기능하도록, 뒤채움시공중 부분적인 변형이 발생하여야만 구조물의 안정을 확보할 수 있기 때문에 도 3a 내지 도 3c에 나타낸 바와 같이, 2열2볼트 정배열방식이나 3열 4볼트 정배열 방식으로 볼트체결방식을 사용하고 있다.

상술한 볼트체결방식 중 어떠한 볼트체결방식을 이용한다고 하더라도, 베이스채널과 파형강판과의 체결은 도 3c에 나타낸 바와 같이, 파형강판의 끝단으로부 터 멀리 위치한 산 또는 골의 위치에서 체결되는 것을 피하는 것이 바람직하다. 이는 도 3d에 나타낸 바와 같이, 파형강판의 끝단으로부터 멀리 위치한 산 또는 골에서 체결되는 경우에는 베이스채널과 파형강판을 연결하는 볼트의 길이가 길어지게 되므로 이는 볼트체결력이 약해지고 볼트체결에 불량이 발생할 우려가 많아지기 때문이다.

또한, 터널을 시공할 때에는 일반적으로 터널을 굴착한 후, 터널의 양측 끝단으로부터 중앙을 향하여 각각 기초부를 설치하여 완성하게 되는데, 시공상의 오차로 인하여 기초부가 도 4에 나타낸 바와 같이 원래의 설계도와 달리 어긋나게 시공되는 경우가 많았다. 특히, 터널이 굴착되는 현장의 특성상 원호형상이나 꺽여져 시공되어야 하는 경우 이러한 오차는 많이 발생할 우려가 있었다.

상술한 경우, 기초부의 오차에 따라 기초부의 상부에 설치되는 베이스채널도 또한 원래의 설계라인으로부터 많이 어긋나는 불량이 발생할 수 있고, 이로 인해 베이스채널에 체결되는 파형강판을 체결하기 어렵다고 하는 문제점이 있었다. 즉, 파형강판에 천공된 볼트구멍과 베이스채널과의 어긋남으로 인하여 현장에서 별도로 파형강판에 볼트구멍을 다시 천공하여야 하는 등 체결에 어려움이 많았다.

또한, 상술한 종래기술에 의하면, 터널 하부에 기초옹벽 거푸집을 설치하고 옹벽철근을 배근한 후에 앵커(2)를 옹벽철근에 고정시킨 후 콘크리트를 주입하여 경화시키기 때문에, 기초구조물을 공장에서 제작하기 어려울 뿐만 아니라 주입되는 콘크리트의 양생 등에 시간이 소요된다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 베이스채널이 기초부 내에서 일정거리 슬라이딩 가능하도록 하여 기초부의 시공에 오차가 발생하더라도 베이스채널의 위치를 원래의 설계라인에 맞추어 조정이 가능한 파형강판구조물의 정착구조물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 터널 등에 설치되는 파형강판 구조물에 있어서 파형강판을 고정하기 위한 기초부를 공장에서 미리 제작하여 설치할 수 있는 프리캐스트 기초부로 구성할 수 있는 파형강판의 정착구조물을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 파형강판 정착구조물은, 상측에 오목한 홈이 형성되며 철근이 배근된 기초부와, 상기 홈에 설치되는 슬라이딩 패드와, 상기 슬라이딩 패드 위에 설치되며 연결부재를 통하여 파형강판의 끝단이 체결되는 베이스 채널을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홈에 삽입되며 상기 베이스 채널과 상기 기초부의 홈 사이의 공극의 일측 또는 양측에 채워넣어지는 완충부재를 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬라이딩 패드는 베이스채널과 베이스채널에 체결되는 파형강판의 하중을 견딜 수 있는 강도를 가지는 합성수지제 마찰패드이고, 상기 완충부재는 네오플렌 스펀지로 제조되는 것을 특징으로 한다.

상기 홈에 삽입된 상기 베이스채널의 하부와 상기 슬라이딩 패드와 상기 완충부재는 콘크리트 또는 시멘트페이스트로 피복되는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 종래기술에서와 같이 앵커볼트를 기초부에 삽입 체결하지 않고 앵커볼트 없이도 파형강판을 정착시킬 수 있고, 베이스채널이 기초부 내에서 일정거리 슬라이딩 가능하도록 하여 기초부의 시공에 오차가 발생하더라도 베이스채널의 위치를 원래의 설계라인에 맞추어 조정이 가능하다.

또한, 파형강판을 고정하기 위한 기초부를 공장에서 미리 제작하여 설치할 수 있는 프리캐스트 기초부로 구성할 수 있기 때문에 기초부의 철근배근이나 현장에서의 콘크리트 타설 및 양생에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 위치조정이 가능한 파형강판 정착구조물에 대하여 실시예로써 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명에 의한 파형강판 정착구조물을 나타내는 단면도이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 파형강판 정착구조물(1)은, 기초부(10)와, 슬라이딩 패드(11)와, 완충부재(12)와, 베이스채널(13)로 구성되어 있다.

상기 기초부(10)는, 터널 하부에 기초옹벽 거푸집을 설치하고 기초철근(10a)을 배근한 콘크리트를 주입 및 양생 경화시킴으로써 완성된다. 본 실시예에 있어서, 상기 기초부(10)에는 종래기술과는 달리 앵커볼트를 체결할 필요가 없으므로 현장에서는 물론, 공장에서 미리 제작된 프리캐스트 기초로 구성할 수 있다.

즉, 종래기술에 있어서는, 앵커볼트를 삽입 체결하여야 하고, 이 앵커볼트를 상기 베이스 채널에 마련된 체결용 구멍에 체결하여야 하기 때문에 현장에서 제조할 수 밖에 없었으나, 본 발명에서는 앵커볼트를 체결하지 않고도 파형강판을 고정할 수 있기 때문에, 현장에서 제조할 필요 없이 공장에서 미리 일정길이로 제조된 규격화된 프리캐스트 기초로 구성할 수 있다.

이로써, 공사기간은 물론 기초부의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 기초부(10)의 상부면에는 오목하게 형성된 홈이 마련되어 있다. 상기 홈은 상기 베이스채널의 폭보다 크게 형성되어, 상기 베이스채널이 상기 홈 내에서 유동할 수 있는 여유폭을 갖도록 하여 터널의 위치어긋남에 대응하여 베이스채널을 위치조정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 홈의 가장 하부에는 슬라이딩 패드(11)가 장착된다. 상기 슬라이딩 패드의 폭은 상기 홈의 폭에 상응하는 폭을 갖도록 구성하여도 좋으나, 상기 홈의 폭보다 작게 구성하여 후술하는 완충부재를 상기 기초부에 직접 면하도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 슬라이딩 패드(11)는 상기 슬라이딩 패드 위에서 상기 베이스 채널(13)이 맞닿은 채로 미끄럼 이동하거나 하여도 마찰에 의한 열화가 발생하지 않는 재질 로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 슬라이딩 패드(11)는, 예를 들면 합성수지제로 제조될 수 있고, 베이스채널과 베이스채널에 체결되는 파형강판의 하중을 견딜 수 있는 강도를 가지는 합성수지제 마찰패드로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 슬라이딩 패드의 상부에는 베이스채널(13)이 설치된다. 상기 베이스채널은 종래기술에 의한 베이스채널과 대략 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 베이스채널의 폭은 상기 홈의 폭보다 작게 구성되어 있으므로, 상기 베이스 채널과 상기 홈의 내측면과의 사이에는 공극이 발생한다.

상기 공극에는 상기 완충부재를 채워넣을 수 있다. 상기 완충부재는 직방체의 형상으로 형성되어, 상기 홈에 삽입되며 상기 베이스 채널과 상기 기초부의 홈 사이의 공극의 일측 또는 양측에 채워넣어진다.

본 실시예에 있어서, 상기 완충부재는 예를 들면 네오플렌 스펀지로 제조되며, 상기 베이스채널의 위치조정이 완료됨에 따라 상기 베이스채널과 상기 홈의 내면과의 사이의 공극이 큰 부분에 삽입하여 상기 베이스채널이 상기 홈 내에서 크게 움직이지 않고 조정된 위치에서 크게 벗어나지 않도록 상기 베이스채널의 움직임을 제한한다.

상기 홈 내부에는 콘크리트 또는 시멘트페이스 등의 충진재(16)를 주입한다. 즉, 상기 베이스채널의 하부 부분과, 상기 슬라이딩 패드와 상기 완충부재는 콘크리트 또는 시멘트페이스트에 의해 피복되고 경화된 콘크리트 또는 시멘트페이스트에 의해 위치가 고정되어, 상기 베이스채널에 연결된 파형강판의 하중을 부담한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 의한 파형강판 정착구조물을 이용한 파형강판 구조물의 시공에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다.

우선, 설계라인에 따라 터널을 굴착하고, 굴착된 터널에 공장에서 일정길이로 미리 제작된 프리캐스트 기초를 설치한다. 그런 다음, 기초부의 상부면에 마련된 홈에 슬라이딩 패드를 장착한다. 그런 다음, 규격화된 일정 폭의 파형강판 하나 또는 두 개에 해당하는 길이 만큼의 베이스채널을 설계라인에 따라 위치조정한 후 설치한다.

그런 다음, 완충부재를 삽입한 후, 콘크리트 또는 시멘트 페이스트 등의 충진재를 주입한 후 충진재를 주입한다. 여기서, 충진재의 주입은 후술하는 어느 한 라인의 파형강판의 설치가 완료된 후에 실시할 수도 있다.

그런 다음, 상기 베이스채널에 파형강판(14)을 연결부재(15)를 이용하여 체결한다. 상기 파형강판의 체결시에는 체결되는 파형강판의 다른 끝단을 크레인 등의 장비에 의해 임시적으로 고정한다. 이 때 충진재를 주입할 수도 있다.

그런 다음, 인접하는 파형강판을 조립 체결하여 굴착된 터널의 아치 모양을 따라 어느 한 라인의 파형강판의 조립을 완성한다. 조립이 완성된 어느 한 라인의 파형강판 구조물은 자립할 수 있고 하중을 부담할 수 있으며 위치가 흔들리지 않고 고정될 수 있다.

그런 다음, 터널의 길이방향으로 인접한 파형강판의 라인을 순차적으로 시공한다. 여기서는 파형강판의 체결 및 조립은 기설치된 파형강판 라인에 연결하여 체결할 수 있기 때문에, 충진재의 주입이나 충진재의 경화에 상관없이 시공할 수 있다.

그런 다음, 전체의 파형강판 구조물을 조립하고 뒷채움을 실시하는 것은 종래기술에서와 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.

본 실시예는 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서에 포함된 기술적 사상의 범위내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것은 자명하다.

도 1은 터널등에 시공되는 파형강판 구조물을 나타내는 도면이다.

도 2는 파형강판 구조물의 정착 구조를 나타내는 도면이다.

도 3a 내지 도 3d는 파형강판과 베이스채널과의 관계를 나타내는 도면이다.

도 4는 터널시공시 발생하는 오차를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명에 의한 파형강판 정착구조물을 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명에 의한 파형강판 정착구조물의 시공순서를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 파형강판 정착구조물

10 : 기초부

11 : 슬라이딩 패드

12 : 완충부재

13 : 베이스채널

14 : 파형강판

15 : 연결부재

16 : 충진재

Claims (5)

1. 삭제
2. 상측에 오목한 홈이 형성되며 철근이 배근된 기초부와,

   상기 홈에 설치되는 슬라이딩 패드와,

   상기 슬라이딩 패드 위에 설치되며 연결부재를 통하여 파형강판의 끝단이 체결되는 베이스 채널과,

   상기 홈에 삽입되며 상기 베이스 채널과 상기 기초부의 홈 사이의 공극의 일측 또는 양측에 채워넣어지는 완충부재를 포함하며,

   상기 기초부는 공장에서 미리 제작된 프리캐스트 기초인 것을 특징으로 하는 위치조정이 가능한 파형강판 정착구조물.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 슬라이딩 패드는 베이스채널과 베이스채널에 체결되는 파형강판의 하중을 견딜 수 있는 강도를 가지는 합성수지제 마찰패드이고, 상기 완충부재는 네오플렌 스펀지로 제조되는 것을 특징으로 하는 위치조정이 가능한 파형강판 정착구조물.
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