KR101025363B1 - 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조와 접속 방법 - Google Patents

프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조와 접속 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상하수도, 전력구, 통신구, 또는 공동구 등의 시설물 설치 공사에 이용되는 콘크리트 암거 등을 형성하기 위한 것으로서, 관로 방향으로 양측이 개방된 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속면에 관로 방향으로 설정 깊이로 함몰되어 형성되는 휨/전단 보강재 설치 홈, 및 상기 휨/전단 보강재 설치 홈 중 하나의 휨/전단 보강재 설치 홈의 내측으로 추가적으로 함몰되어 형성되는 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈을 포함하여 이루어지도록 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트를 공장에서 제작하고, 상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트들이 시공 현장에서 관로 방향으로 전후로 접속되기 전에 일측의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 상기 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈에 휨/전단 보강재의 단부를 끼워 설치하고, 그리고는 상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 상기 PC 강선 설치공을 관통하여 PC 강선을 설치하여 상기 유니트들 사이의 접속부에 프리스트레스 힘이 도입되도록 하고, 그리고 상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트 사이의 상기 몰탈 충전 홈과 휨/전단 보강재 설치 홈의 공간 내부에 무수축 몰탈이 충전되도록 하는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조와 접속 방법을 제공한다.
프리캐스트 콘크리트 박스 유니트, 전단 보강, 휨 보강

Description

프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조와 접속 방법{Connecting Structure and Connecting Method of Precast Concrete Box Units}
본 발명은 공장에서 프리캐스팅 방법으로 사전에 제작되는 일정 길이의 프리캐스트(PreCasting) 박스 유니트(암거)들을 관로 방향으로 상호 연결 접속함으로써 설치하는 접속 구조와 접속 방법에 관한 것으로서, 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트들 사이의 연결 부위에서 전단 저항과 비틀림 저항을 충분히 제공하면서도, 공장에서 생산되는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트 자체가 복합적 구조를 가지지 않도록 함으로써 공장 제작 작업의 복잡성을 제거하면서 나아가 프리캐스트 콘크리트 암거 시공 현장에서의 이용 편의성을 증대시킴으로써 전체적으로 경제적인 접속 구조와 접속 방법을 제공하는 것이다.
상, 하수도를 구축하거나 전력구, 통신구, 또는 공동구 등의 관로 시설을 건설할 경우, 과거에는 주로 현장에서 콘크리트를 타설하는 공사를 통해 구조물을 시공하여 왔으나, 최근 들어서는 공기 단축 및 경제적 시공을 위해 공장에서 미리 제작한 프리캐스트 콘크리트 암거(Precast Concrete Box Culvert)(이하, 'PC 암거'라 한다) 제품을 이송하여 와서 현장에서 조립 시공하는 방법이 점차 확산되고 있는 추세에 있으며, 이러한 조립식 PC 암거는 시공속도가 빠르며 시공후 즉시 되메우기를 할 수 있어서 공사와 관련하여 야기되는 시민 불편사항, 교통 흐름의 방해, 불필요한 공사 기간 낭비 등의 문제를 해결할 수 있으므로, 복잡한 도심지 공사에 효과적이며, 철저한 품질관리에 의해 공장에서 고강도 제품의 형태로 생산되므로 품질이 우수하고 균일하여 구조체의 수밀성과 내구성을 증진시킬 수 있는 등 여러 가지 장점을 가지고 있다.
한편, 이러한 조립식 PC 암거는 공장에서 다수개의 박스 유니트들을 제작한 후, 현장으로 운송하여 중공형의 박스 유니트들을 관로 방향으로 연장 접속시키면서 암거 구조물을 시공하게 되는데, 이때 연결 조립되는 PC암거 접속부의 견고한 접합력 및 긴밀한 수밀성을 확보하는 일이 매우 중요하다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 종래의 조립식 PC 암거에서는 도 12에 도시된 바와 같이, 현장에서 상호 인접하게 설치된 복수개의 PC 암거(500)들을 상호 연결하기 위해서는 이들 PC 암거(500)들의 모서리 헌치부에 형성된 강선 통과공(512)을 관통하도록 설치되는 PC 강선(50)을 긴장장치로 긴장한 후 강선 정착구(510)로 정착하여 프리스트레스 힘(Prestress Force)을 도입하여 상호 연결하도록 하는 구조를 채택하고 있다.
나아가, 또 다른 유형의 종래 기술로서 등록 실용신안 제 157898호에 따른 조립식 PC 암거에서는 상호 연결되는 PC 암거의 연결부의 형상에 있어서, 도 13a, 도 13b, 및 도 13c의 도시와 같이, 관로 방향의 전후방면이 개방된 4각형 통형 구조물 형태를 갖추면서, 전,후방 접속 마구리면들에 각각 모르타르 충전홈(1)이 형 성되고, 좌,우측벽의 마구리면들에 형성된 수직한 모르타르 충전홈(1)에는 아이볼트(2)가 고정되며, 상판 마구리면에 형성된 수평한 모르타르 충전홈(1)에는 모르타르를 주입하기 위한 모르타르 주입홈(3)이 연결 형성되는 구조로 공장 제작된다.
상기 구조로 공장 제작된 종래의 PC암거(p)는 접속 마구리면에 형성된 모르타르 충전홈(1)의 상부쪽(모르타르 주입홈(3)이 형성된 쪽)을 제외한 가장자리를 따라 띠상의 내,외측 지수재(6)를 부착하고, PC강선(7)을 이용하여 제품 상호간을 접속시키면, 지수재(6)가 상호간의 마구리면들에 접합되고, 전,후방 접속 마구리면에서 마주보는 2개의 아이볼트(2)가 겹치게 되며, 이들 아이볼트(2)를 길다란 강봉(8)으로 관통시켜서 상호 체결한 다음, 상기 모르타르 주입홈(3)들을 통해 고강도 무수축 모르타르(9)를 주입하여 지수재(6)에 의해 둘러싸인 모르타르 충전홈(1) 내부의 빈 공간을 채움으로써, 상호 접속되는 PC암거(p)들을 일체화시키게 된다.
이상에서 살펴 본 바와 같은 종래 기술에 따르는 경우에, 단순히 PC 강선만을 이용하여 상호 연결한 경우에는 특히 지반이 연약하여 부등 침하가 발생되는 경우에 발생하는 전단력과 비틀림 모멘트에 대한 전단 저항과 비틀림 저항이 작아서 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트들 사이의 연결 부위가 벌어져 수밀성이 저하되는 문제가 있으며, 또한 이에 대한 해결책으로서 전단 저항 및 비틀림 저항을 보강하기 위하여 아이 볼트와 이를 관통하는 강봉을 부가적으로 채택한 구조에서는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 공장 제작시에 다수개의 아이 볼트(2)를 일체로 매입 설치하기 위해 모르타르 충전홈(1)이 위치하는 좌,우벽체의 내부에 인서트(4) 및 보강근(5)을 매입 성형해야 하는 복잡하고도 정밀성이 요구되는 구조로 인해 제작하기가 까다로워 생산성이 떨어지며, 제품가격이 높은 문제점이 있으며, 아울러 설치 공사시에는 아이 볼트를 조립하는 별도의 공정이 소요되는 문제가 있으며 그리고 아이 볼트를 관통하여 설치되는 길다란 강봉을 설치하여야 하기에 재료비의 부담도 큰 문제점을 나타내고 있는 반면에, 콘크리트 암거 전체 경로를 따라 발생할 수 있는 처짐에 따른 휨 모멘트에 따른 휨 인장력에 대하여서는 충분한 휨 저항(휨 강성)을 제공하지도 못하여서 접속부 간격이 벌어짐으로써 수밀성이 저하되는 경우가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점들을 개선하도록 하기 위한 것으로서, 보다 구체적으로 본 발명의 과제를 살펴보면, 그 첫 번째 과제는 프리캐 스트 콘크리트 박스 유니트들 사이의 연결 부위에서 휨 저항 및 전단 저항과 비틀림 저항을 충분히 제공하면서도 보다 경제적인 접속 구조와 접속 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 공장에서 생산되는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트 자체가 복합적 구조를 가지지 않도록 함으로써 공장 제작 작업의 복잡성을 제거하면서 나아가 시공 현장에서의 이용 편의성을 증대시킴으로써 전체적으로 경제적인 접속 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
상하수도, 전력구, 통신구, 또는 공동구 등의 시설물 설치 공사에 이용되는 콘크리트 암거 등을 형성하기 위한 것으로서, 관로 방향으로 전후방면이 개방된 통형 구조물 형태의 유니트로 프리캐스팅 제작되어 공사 현장으로 운송되어 관로 방향으로 전방 및 후방의 접속면들이 연속적으로 접속되어 연결 설치되는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트들을 상호 접속하는 구조에 있어서,
프리캐스트 콘크리트 박스 유니트들의 단면 또는 단면으로부터 내측으로 돌출 형성된 헌치부를 관로 방향으로 연통하도록 형성되는 PC 강선 설치공, 전후 방향으로 접속되는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트들의 전방 또는 후방 일측에 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 외주면으로 내측으로 제 1 설정 거리 만큼 이격된 위치에서 설정 깊이로 함몰되어 형성되는 접속 평면을 구비한 제 1 접속부, 상기 제 1 접속부 내부에 끼워지는 것으로서 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트들의 후방 또는 전방 타측에 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 외주면으로부터 내측으로 제 2 설정 거리 만큼 이격된 위치에서 설정 높이로 융기되어 형성되는 접속 평면을 구비한 제 2 접속부, 전후 방향으로 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트들이 연결될 때 상기 제 1 접속부와 상기 제 2 접속부 사이에 내외측 이중 환형 구조로 지수 차단재가 배치되어 그 사이에 형성되는 환형 공간으로서 상기 제 1 접속부를 구비한 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 상부에 설치되는 그라우트 주입관 및 배출관과 연통하여 무수축 몰탈과 같은 그라우트재가 채워지는 환형의 몰탈 충전 홈, 연속하여 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트 양쪽의 접속면에 상기 몰탈 충전 홈에 설정 간격을 가지고 이격되고 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 관로 방향으로 설정 깊이로 함몰되어 형성되는 휨/전단 보강재 설치 홈, 및 상기 휨/전단 보강재 설치 홈 중 하나의 휨/전단 보강재 설치 홈의 내측으로 추가적으로 함몰되어 형성되는 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈을 포함하여 이루어지도록 공장에서 제작되는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트와,
상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트들이 시공 현장에서 관로 방향으로 전후로 접속되기 전에 일측의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 상기 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈에 단부가 끼워져 설치되는 휨/전단 보강재와,
상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 상기 PC 강선 설치공을 관통하여 설치되어 상기 유니트들 사이의 접속부에 프리스트레스 힘이 도입되도록 하는 PC 강선과, 그리고
상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트 사이의 상기 몰탈 충전 홈과 휨/전단 보강재 설치 홈의 공간 내부에 충전되는 무수축 몰탈과 같은 그라우트재를 포함하여 이루어지는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조를 제공한다.
본 발명은 다른 관점에서,
프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속면에 관로 방향으로 설정 깊이로 함몰되어 형성되는 휨/전단 보강재 설치 홈, 및 상기 휨/전단 보강재 설치 홈 중 하나의 휨/전단 보강재 설치 홈의 내측으로 추가적으로 함몰되어 형성되는 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈을 포함하여 이루어지도록 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트를 공장에서 제작하는 단계와,
상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트들이 시공 현장에서 관로 방향으로 전후로 접속되기 전에, 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 접속면에 내외측 이중 환형 구조로 지수 차단재(131, 132)를 배치하고, 일측의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 상기 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈에 휨/전단 보강재의 단부를 끼워 설치하는 단계와,
그리고는 상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 상기 PC 강선 설치공을 관통하여 PC 강선을 설치하여 상기 유니트들 사이의 접속부에 프리스트레스 힘이 도입되도록 하는 단계와, 그리고
상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트 사이의 상기 몰탈 충전 홈과 휨/전단 보강재 설치 홈의 공간 내부에 무수축 몰탈과 같은 그라우트재가 충전되도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 방법을 제공하기도 한다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명은, 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트들을 연결 설치할 때 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트들 사이의 연결 부위에 추가적으로 설치되는 휨/전단 보강재에 의해 휨 저항 및 전단 저항과 아울러 비틀림 저항을 충분히 제공할 수 있으며, 이로써 공장에서 생산되는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트 자체는 복합적 구조를 가지지 않도록 함으로써 공장 제작 작업의 복잡성을 제거하면서 나아가 프리캐스트 콘크리트 암거 시공 현장에서의 이용 편의성을 증대시킴으로써 전체적으로 경제성을 향상시키는 효과를 제공한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예들을 설명하기로 한다.
상술한 본 발명의 기본적인 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같은 바람직한 실시예들을 제공하는데, 도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조를 형성하기 위한 연속 설치되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트를 도시한 전방 사시도(도 1) 및 후방 사시도(도 2)이고, 도 3은 도 1에 도시된 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)을 관로 진행 방향에서 바라본 정면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 A-A' 단면도, 그리고 도 5는 도 3에 도시된 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 B-B' 단면도이다.
또한, 도 6은 도 5에 도시된 전방 보강재 설치 홈의 다른 실시예를 도시한 것이고, 나아가 도 7 및 도 8은 본 발명의 바람직한 다른 하나의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조를 형성하기 위한 연속 설치되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트를 도시한 전방 사시도(도 7) 및 후방 사시도(도 8)이고, 도 9는 도 7에 도시된 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 정면도, 도 10은 도 9에 도시된 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 A-A' 단면도, 그리고 도 11은 도 9에 도시된 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 B-B' 단면도이다.
도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)들은 상하수도, 전력구, 통신구, 또는 공동구 등의 시설물 설치 공사에 이용되는 콘크리트 암거를 형성하는 것으로서, 관로 방향으로 전후방면이 개방된 통형의 박스 구조물 형태(예컨대, 도면에 도시된 바와 같은 4각형 박스의 단면 형태 또는 원형 박스 단면 등 다양한 형태)의 유니트로 프리캐스팅 제작되어 공사 현장으로 운송되어 관로 방향으로 전방 및 후방의 접속면들이 연속적으로 접속되어 연결 설치되는 것이다.
그리고 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)은 도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이,
프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)들의 단면 또는 단면으로부터 내측으로 돌출 형성된 헌치부(102)를 관로 방향으로 연통하도록 형성되는 PC 강선 설치공(200),
전후 방향으로 접속되는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)들의 전방 또는 후방 일측에 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 외주면으로 내측으로 제 1 설정 거리 만큼 이격된 위치에서 설정 깊이로 함몰되어 형성되는 접속 평면을 구비한 제 1 접속부(101a),
상기 제 1 접속부(101a) 내부에 끼워지는 것으로서, 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)들의 후방 또는 전방 타측에 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 외주면으로부터 내측으로 제 2 설정 거리 만큼 이격된 위치에서 설정 높이로 융기되어 형성되는 접속 평면을 구비한 제 2 접속부(101b),
전후 방향으로 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트들이 연결될 때, 상기 제 1 접속부(101a)와 상기 제 2 접속부 사이(101b)에 내외측 이중 환형 구조로 지수 차단재(131, 132)가 배치되어 그 사이에 형성되는 환형 공간으로서 상기 제 1 접속부(101a)를 구비한 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 상부에 설치되는 그라우트 주입관(121) 및 배출관(122)과 연통하여 무수축 몰탈과 같은 그라우트재가 채워지는 환형의 몰탈 충전 홈(101c),
연속하여 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100) 양쪽 접속면에 상기 몰탈 충전 홈(101c)에 설정 간격을 가지고 이격되고 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 관로 방향으로 설정 깊이로 함몰되어 형성되는 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105), 및
상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 중 하나의 휨/전단 보강재 설치 홈의 내측으로 추가적으로 함몰되어 형성되는 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104)을 포함하여 이루어지도록 공장에서 제작된다.
여기에서, 상기 PC 강선 설치공(200)은 상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니 트(100)가 도면들에 예시된 바와 같이 4각형 박스 단면을 가지는 경우에는 4각형 단면 모서리의 헌치부(102)에 형성될 수 있을 것이다.
한편, 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 및 상기 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104)은, 첨부 도면 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 연속하여 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100) 양쪽의 하부 접속면에 형성되고, 그리고 휨/전단 보강재(110)가 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 하부 접속면에 설치되도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 이와 반대로 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 및 상기 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104)은, 연속하여 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100) 양쪽의 상부 접속면에 형성되고, 그리고 휨/전단 보강재(110)가 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 상부 접속면에 설치되도록 할 수도 있다.
이와 달리, 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 및 상기 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104)은, 도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 연속하여 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100) 양쪽의 상부 접속면 및 하부 접속면에 각각 형성되고, 그리고 휨/전단 보강재(110)가 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 상부 접속면 및 하부 접속면 각각에 설치되도록 할 수 있으며, 여기에서, 연속하여 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 상부 접속면에 형성되는 상기 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104)과 하부 접속면에 형성되는 상기 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104) 각각은, 첨부 도면 도 10 (상부 접속면의 A-A' 단면) 및 도 11 (하부 접속면의 B-B' 단면)에 도시된 바와 같이 서로 반대쪽 의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105)에 반대 방향으로 형성되도록 할 수 있으며, 이와 달리 서로 동일한 방향의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 휨/전단 보강재 설치 홈(103 또는 105) 중 하나에 동일한 방향으로 형성될 수 있을 것이다.
한편, 도 1 내지 도 3과 그리고 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 연속하여 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 하부 접속면 또는 상부 접속면 이외에 측부 접속면에도 상기 몰탈 충전 홈(101c)에 설정 간격을 가지고 이격되고 설정 깊이로 함몰되어 형성되는 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 및 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104)이 추가적으로 형성될 수 있으며, 따라서 휨/전단 보강재(110)가 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 측부 접속면에도 추가적으로 설치될 수 있다.
물론, 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조를 형성하기 위하여, 상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)들이 시공 현장에서 관로 방향으로 전후로 접속되기 전에, 도 3 내지 도 6과 그리고 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 접속면에 내외측 이중 환형 구조로 지수 차단재(131, 132)를 배치하고, 그리고 일측의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 상기 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104)에 휨/전단 보강재(110)의 단부가 끼워져 설치되도록 한다. 그리고는, 상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 상기 PC 강선 설치공(200)을 관통하여 PC 강선(300)을 설치하고 긴장 장치를 사용하여 강선을 긴장하면서 상기 유니트들 사이의 접속부에 프리 스트레스 힘이 도입되도록 하고, 그리고 상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100) 사이의 상기 몰탈 충전 홈(101c)과 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105)의 공간 내부에 무수축 몰탈(400)과 같은 그라우트재(400, 이하에서 '무수축 몰탈'과 동일한 도면 부호를 사용)를 주입하여 충전되도록 함으로써 바람직한 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조를 형성하는 과정을 거치게 된다.
그라우트재로서 충전되는 무수축 몰탈의 주입 과정을 살펴보면, 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 상부면에 돌출되고 내부로는 상기 몰탈 충전 홈(101c)과 연통되는 그라우트 주입관(121)에 연결되는 그라우트 펌프 등의 장비를 이용하여 무수축 몰탈(400) 등의 그라우트재(400)가 압력 주입되도록 하고, 그 내부가 완전 충전되어서 배출관(122)으로 그라우트재가 넘치게 되면 주입을 중단하게 된다.
여기에서 상술한 휨/전단 보강재(110)는, 도 5 및 도 6과 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 표면 돌기부를 구비한 이형 철근으로 이루어져서, 그라우트 주입관(121)을 통하여 주입되어서 몰탈 충전 홈(101c)을 채우고 그리고는 이와 연통하고 있는 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105)에서 휨/전단 보강재(110)의 주변에 채워지는 무수축 몰탈(400)과 같은 그라우트재(400)의 접착력을 증대시키도록 하는 것이 더욱 바람직할 것이다.
본 발명의 보다 바람직한 실시예로서, 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 중에서 어느 일측의 휨/전단 보강재 설치 홈(103 또는 105)의 내주면에, 콘크리트 암거 유니트(100) 본체와 그라우트재(400, 예컨대, 무수축 몰탈) 접합면의 미 끄럼 분리를 방지하기 위한 걸림홈(103g 또는 105g)을 형성할 수 있는데, 더욱 바람직하기로는, 첨부 도면 도 6, 도 10, 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 중에서 타측의 휨/전단 보강재 설치 홈(105 또는 103)의 내주면에도 미끄럼 분리를 방지하기 위한 걸림홈(105g 또는 103g)을 추가적으로 형성함으로써 양측 모두에 걸림홈(103g 및 105g)을 형성할 수 있을 것이다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면 연속하여 배치되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 제1 접속부(101a)와 제2 접속부(101b)에 걸쳐서 형성되는 양측의 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105)에 걸쳐서 휨/전단 보강재(110)가 설치되고, 또한 이를 무수축 몰탈(400)과 같은 그라우트재(400)가 접착 고결되어 단단히 고정시킴으로써, 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)들 사이에서의 처짐이나 부등 침하 등에 의해 발생할 수 있는 전단력과 휨 모멘트 및 비틀림 모멘트에 충분히 저항할 수 있는 강성을 제공하게 된다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 할 것이다.
그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해 석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 구성하는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 전방 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 후방 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 정면도.
도 4는 도 3에 도시된 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 A-A' 단면도.
도 5는 도 3에 도시된 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 B-B' 단면도.
도 6은 도 5에 도시된 전방 보강재 설치 홈의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 실시예로서 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 상부에도 전방 보강재 설치 홈이 설치된 실시예를 도시한 전방 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 후방 사시도.
도 9는 도 7에 도시된 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 정면도.
도 10은 도 9에 도시된 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 A-A' 단면도.
도 11은 도 9에 도시된 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 B-B' 단면도.
도 12는 종래 기술에 따라 PC 암거을 관통하도록 PC 강선이 설치된 상태를 도시한 도면.
도 13a 내지 도 13c는 종래 기술에 따른 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조에 대한 도면들.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트 200: PC 강선 설치공
300: PC 강선 400: 그라우트재(무수축 몰탈)
101a: 제 1 접속부 101b: 제 2 접속부
101c: 몰탈 충전 홈 103, 105: 휨/전단 보강재 설치 홈
104: 휨/전단 보강재 단부 단부 끼움 홈 110: 휨/전단 보강재
103g, 105g: 걸림홈

Claims (14)

  1. 상하수도, 전력구, 통신구, 또는 공동구 등의 시설물 설치 공사에 이용되는 콘크리트 암거 등을 형성하기 위한 것으로서,
    관로 방향으로 전후방면이 개방된 통형 구조물 형태의 유니트로 프리캐스팅 제작되어 공사 현장으로 운송되어 관로 방향으로 전방 및 후방의 접속면들이 연속적으로 접속되어 연결 설치되는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)들을 상호 접속하는 구조에 있어서,
    프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)들의 단면 또는 단면으로부터 내측으로 돌출 형성된 헌치부(102)를 관로 방향으로 연통하도록 형성되는 PC 강선 설치공(200),
    전후 방향으로 접속되는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)들의 전방 또는 후방 일측에 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 외주면으로 내측으로 제 1 설정 거리 만큼 이격된 위치에서 설정 깊이로 함몰되어 형성되는 접속 평면을 구비한 제 1 접속부(101a),
    상기 제 1 접속부(101a) 내부에 끼워지는 것으로서, 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)들의 후방 또는 전방 타측에 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 외주면으로부터 내측으로 제 2 설정 거리 만큼 이격된 위치에서 설정 높이로 융기되어 형성되는 접속 평면을 구비한 제 2 접속부(101b),
    전후 방향으로 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트들이 연결될 때, 상기 제 1 접속부(101a)와 상기 제 2 접속부 사이(101b)에 내외측 이중 환형 구조로 지수 차단재(131, 132)가 배치되어 그 사이에 형성되는 환형 공간으로서 상기 제 1 접속부(101a)를 구비한 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 상부에 설치되는 그라우트 주입관(121) 및 배출관(122)과 연통하여 그라우트재(400)가 채워지는 환형의 몰탈 충전 홈(101c),
    연속하여 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100) 양쪽의 접속면에 상기 몰탈 충전 홈(101c)에 설정 간격을 가지고 이격되고 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 관로 방향으로 설정 깊이로 함몰되어 형성되는 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105), 및
    상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 중 하나의 휨/전단 보강재 설치 홈의 내측으로 추가적으로 함몰되어 형성되는 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104)을 포함하여 이루어지도록 공장에서 제작되는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)와,
    상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)들이 시공 현장에서 관로 방향으로 전후로 접속되기 전에 일측의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 상기 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104)에 단부가 끼워져 설치되는 휨/전단 보강재(110)와,
    상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 상기 PC 강선 설치공(200)을 관통하여 설치되어 상기 유니트들 사이의 접속부에 프리스트레스 힘이 도입되도록 하는 PC 강선(300)과, 그리고
    상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100) 사이의 상기 몰탈 충전 홈(101c)과 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105)의 공간 내부에 충전되는 그라우트재(400)를 포함하여 이루어지는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 및 상기 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104)은, 연속하여 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100) 양쪽의 하부 접속면에 형성되고, 그리고 휨/전단 보강재(110)가 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 하부 접속면에 설치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조.
  3. 제1항에 있어서, 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 및 상기 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104)은, 연속하여 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100) 양쪽의 상부 접속면에 형성되고, 그리고 휨/전단 보강재(110)가 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 상부 접속면에 설치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조.
  4. 제1항에 있어서, 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 및 상기 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104)은, 연속하여 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100) 양쪽의 상부 접속면 및 하부 접속면에 각각 형성되고, 그리고 휨/전단 보강재(110)가 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 상부 접속면 및 하부 접속면 각각에 설치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조.
  5. 제4항에 있어서, 연속하여 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 상부 접속면에 형성되는 상기 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104)과 하부 접속면에 형성되는 상기 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104) 각각은, 서로 반대쪽의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105)에 반대 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조.
  6. 제4항에 있어서, 연속하여 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 측부 접속면에도 상기 몰탈 충전 홈(101c)에 설정 간격을 가지고 이격되고 설정 깊이로 함몰되어 형성되는 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 및 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104)이 추가적으로 형성되어, 휨/전단 보강재(110)가 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 측부 접속면에도 추가적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 휨/전단 보강재(110)는 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105)에서 휨/전단 보강재(110)의 주변에 채워지 는 그라우트재(400)와의 접착력을 증대시키도록 표면 돌기부를 구비한 이형 철근으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조.
  8. 제7에 있어서, 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 중에서 일측의 휨/전단 보강재 설치 홈(103 또는 105)의 내주면에, 콘크리트 암거 유니트(100) 본체와 그라우트재(400) 접합면의 미끄럼 분리를 방지하기 위한 걸림홈(103g 또는 105g)을 형성한 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조.
  9. 제8항에 있어서, 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 중에서 타측의 휨/전단 보강재 설치 홈(105 또는 103)의 내주면에, 콘크리트 암거 유니트(100) 본체와 그라우트재(400) 접합면의 미끄럼 분리를 방지하기 위한 걸림홈(105g 또는 103g)을 추가적으로 형성한 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 중에서 일측의 휨/전단 보강재 설치 홈(103 또는 105)의 내주면에, 콘크리트 암거 유니트(100) 본체와 그라우트재(400) 접합면의 미끄럼 분리를 방지하기 위한 걸림홈(103g 또는 105g)을 형성한 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조.
  11. 제10항에 있어서, 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 중에서 타측의 휨/전단 보강재 설치 홈(105 또는 103)의 내주면에, 콘크리트 암거 유니트(100) 본체와 그라우트재(400) 접합면의 미끄럼 분리를 방지하기 위한 걸림홈(105g 또는 103g)을 추가적으로 형성한 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 구조.
  12. 상하수도, 전력구, 통신구, 또는 공동구 등의 시설물 설치 공사에 이용되는 콘크리트 암거 등을 형성하기 위한 것으로서, 관로 방향으로 전후방면이 개방된 통형 구조물 형태의 유니트로 프리캐스팅 제작되어 공사 현장으로 운송되어 관로 방향으로 전방 및 후방의 접속면들이 연속적으로 접속되어 연결 설치되는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)들을 상호 접속하는 방법에 있어서,
    프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)들의 단면 또는 단면으로부터 내측으로 돌출 형성된 헌치부(102)를 관로 방향으로 연통하도록 형성되는 PC 강선 설치공(200), 전후 방향으로 접속되는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)들의 전방 또는 후방 일측에 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 외주면으로 내측으로 제 1 설정 거리 만큼 이격된 위치에서 설정 깊이로 함몰되어 형성되는 접속 평면을 구비한 제 1 접속부(101a), 상기 제 1 접속부(101a) 내부에 끼워지는 것으로서, 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)들의 후방 또는 전방 타측에 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 외주면으로부터 내측으로 제 2 설정 거리 만큼 이격된 위치에서 설정 높이로 융기되어 형성되는 접속 평면을 구비한 제 2 접속부(101b), 전후 방향으로 접속되는 2개의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트들이 연결될 때, 상기 제 1 접속부(101a)와 상기 제 2 접속부 사이(101b)에 내외측 이중 환형 구조로 지수 차단재(131, 132)가 배치되어 그 사이에 형성되는 환형 공간으로서 상기 제 1 접속부(101a)를 구비한 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 상부에 설치되는 그라우트 주입관(121) 및 배출관(122)과 연통하여 그라우트재(400)가 채워지는 환형의 몰탈 충전 홈(101c), 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 접속면에 관로 방향으로 설정 깊이로 함몰되어 형성되는 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105), 및 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 중 하나의 휨/전단 보강재 설치 홈(103 또는 105)의 내측으로 추가적으로 함몰되어 형성되는 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104)을 포함하여 이루어지도록 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트를 공장에서 제작하는 단계와,
    상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)들이 시공 현장에서 관로 방향으로 전후로 접속되기 전에, 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 접속면에 내외측 이중 환형 구조로 지수 차단재(131, 132)를 배치하고, 일측의 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 상기 휨/전단 보강재 단부 끼움 홈(104)에 휨/전단 보강재(110)의 단부를 끼워 설치하는 단계와,
    그리고는 상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100)의 상기 PC 강선 설치공(200)을 관통하여 PC 강선(300)을 설치하여 상기 유니트들 사이의 접속부에 프리스트레스 힘이 도입되도록 하는 단계와, 그리고
    상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트(100) 사이의 상기 몰탈 충전 홈(101c)과 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105)의 공간 내부에 그라우트재(400)가 충전되도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트를 공장에서 제작하는 단계에서, 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 중에서 일측의 휨/전단 보강재 설치 홈(103 또는 105)의 내주면에, 콘크리트 암거 유니트(100) 본체와 그라우트재(400) 접합면의 미끄럼 분리를 방지하기 위한 걸림홈(103g 또는 105g)을 형성하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트를 공장에서 제작하는 단계에서, 상기 휨/전단 보강재 설치 홈(103, 105) 중에서 타측의 휨/전단 보강재 설치 홈(105 또는 103)의 내주면에, 콘크리트 암거 유니트(100) 본체와 그라우트재(400) 접합면의 미끄럼 분리를 방지하기 위한 걸림홈(105g 또는 103g)을 추가적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 박스 유니트의 접속 방법.
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