KR101046931B1 - 프리캐스트 박스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건설,토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는, 중공형의 프리캐스트 박스에 관한 것이다. 특히 본 발명은 서로 분리된 복수의 박스부재들에 의해 중공형으로 형성되고, 상면의 내측의 적어도 일부가 외측을 향해 볼록한 곡면으로 형성되어 곡면부를 이룸으로써, 전체적인 크기나 중량 대비 강도, 특히 상면의 강도가 우수하며, 제조 및 운송이 용이한 프리캐스트 박스를 개시한다.
프리캐스트, 프리캐스트 박스, 보강, 곡면

Description

프리캐스트 박스{Pre-cast box}
본 발명은 건설,토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는, 중공형의 프리캐스트 박스에 관한 것이다.
건설, 토목 분야의 구조물은 현장에서 콘크리트를 타설하여 시공하는 방법과, 공장에서 미리 제조하여 현장에서 조립함으로써 시공하는 방법이 있다. 후자의 시공방법의 부재를 프리캐스트 부재라고 한다.
후자의 프리캐스트 부재를 이용한 구조물은, 프리캐스트 부재가 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.
프리캐스트 부재는 그 구조에 따라 패널형, 박스형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
그러나, 프리캐스트 부재는 공장에서 현장으로 운송이 가능해야 하고, 현장에서 기중기 등에 의해 시공 가능해야되기 때문에 크기 및 중량이 제한된다. 따라 서, 프리캐스트 부재를 이용하여 대형의 구조물이나 토압,수압 등을 받는 지하 구조물을 시공하기에는 한계가 있는 문제점이 있다.
또한 상술한 바와 같이 프리캐스트 부재의 크기 및 중량의 한계때문에 경우에 따라서는 프리캐스트 부재를 이용한 구조물(예를 들어, 수로)을 복수의 구조물로 분할하여 시공함에 따라 그에 따른 비용증가 및 공사지연 등의 문제점이 있다.
이러한 프리캐스트 부재 중 하나인 중공형 박스 구조를 취하는 프리캐스트 박스는 더욱이, 중공형 구조이다. 따라서, 프리캐스트 박스의 자중은 물론, 토압, 프리캐스트 박스 위에 설치되는 구조물의 무게 등으로 인한 부하때문에, 그 상면의 강도가 충분히 확보될 수 있도록, 프리캐스트 박스는 두께가 두껍게 설계될 수 밖에 없다.
한편, 프리캐스트 박스는 복수의 프리캐스트 박스가 일렬로 시공되어, 우수, 하수 및 농공업용수 등 수로, 인도나 차도 등 통행로, 전선 및 통신선 등의 통로, 온/냉열관로 등의 용도로 이용되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전체적인 두께의 증가를 최소화하면서 상면의 강도는 충분히 확보될 수 있는 프리캐스트 박스를 제공함을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은 용이하게 제조될 수 있는 프리캐스트 박스를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 서로 분리된 복수의 박스부재들에 의해 중공형으로 형성되고, 상면의 내측의 적어도 일부가 외측을 향해 볼록한 곡면으로 형성되어 곡면부를 이루는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 박스를 제시한다.
상기 복수의 박스부재들은 하부 박스부재 및 상기 하부 박스부재의 상측에 결합되고 상기 보강부가 형성된 상부 박스부재를 포함할 수 있다.
상기 상부 박스부재는 상기 프리캐스트 박스의 상면 및, 상기 프리캐스트 박스의 양 측면의 적어도 일부를 이루도록 형성될 수 있다.
상기 복수의 박스부재는 서로 이웃한 박스부재와 면접되는 단면이, 요철형상으로 형성될 수 있다.
상기 요철형상은 만곡된 형상을 취할 수 있다.
상기 복수의 박스부재 중 적어도 일부에는 또 다른 프리캐스트 박스와의 결합을 위한 박스 결합부가 형성될 수 있다.
상기 박스 결합부는 상기 복수의 박스부재 중 적어도 일부에 계단 형상으로 형성되어 상기 또 다른 프리캐스트 박스의 박스 결합부와 형합되는 단차 결합부를 포함할 수 있다.
상기 프리캐스트 박스의 상면의 외측은 평면으로 형성될 수 있다.
상기 곡면부는 원기둥의 옆면 일부인 곡면형상으로 형성될 수 있다.
상기 곡면부는 상기 프리캐스트 박스의 양 측면의 사이를 따라 일렬로 복수 개 형성될 수 있다.
상기 곡면부에는 적어도 하나의 보강리브가 돌출 형성될 수 있다.
상기 보강리브는 상기 프리캐스트 박스의 양 측면의 사이를 따라 복수 개 형성될 수 있다.
상기 프리캐스트 박스의 내측 모서리가 직선으로 모따기 처리될 수 있다.
상기 프리캐스트 박스의 상면에 상기 프리캐스트 박스의 양 측면 사이를 따라 정착되는 적어도 하나의 긴장재를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상면의 내측의 적어도 일부가 두께 대비 강도가 우수한 곡면부로 형성됨으로써, 프리캐스트 박스의 전체적인 크기나 중량 대비 프리캐스트 박스의 강도, 특히 프리캐스트 박스의 상면의 강도가 우수하다.
또한 프리캐스트 박스의 상면의 강도가 동일한 조건 하에서, 전체적인 두께 및 중량을 현저하게 줄일 수 있다.
이와 아울러 프리캐스트 박스를 복수의 박스부재들로 분리하여 제조, 운송함 으로써 프리캐스트 박스의 제조 및 운송이 용이하고, 프리캐스트 박스의 제조가 용이함에 따라 다양한 방식의 보강부를 적용할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 프리캐스트 박스(10)는 기본적으로 서로 분리된 복수의 박스부재(20,30)들에 의해 중공형 박스 형상으로 형성되고, 그 상면(12)의 내측의 적어도 일부가 외측을 향해 볼록한 곡면으로 형성되어 곡면부(14)를 이룬다.
즉, 중공형의 프리캐스트 박스(10)의 상면(12)에는 토압, 수압, 차량의 하중 등 직접적으로 큰 부하가 작용하는데, 곡면형상은 사각 형상 등 다른 형상에 비해 높은 압축강도를 가질 수 있는 바, 곡면부(14)에 의해 두께를 현저하게 줄이면서 프리캐스트 박스(10)의 상면(12)의 강도는 충분히 확보될 수 있다.
따라서, 프리캐스트 박스(10)의 상면(12)의 강도가 동일한 조건 하에서, 프리캐스트 박스(10)의 두께 및 중량을 최소화할 수 있다. 또 다른 한편으로는 프리캐스트 박스(10)의 두께 대비 프리캐스트 박스(10)의 상면(12) 강도가 우수하기 때문에, 운송 및 시공 등이 가능한 범위 내에서 좀 더 큰 프리캐스트 박스(10)의 제조가 용이하다.
이와 아울러, 캐스트 공법 특성 상 프리캐스트 박스(10)의 구조가 제한될 수 있는데, 복수의 박스부재(20,30)들을 각각 따로 캐스트 작업에 의해 제조한 후 조립하여 프리캐스트 박스(10)를 형성함으로써, 곡면부(14)를 갖는 프리캐스트 박 스(10)의 제조가 용이해질 수 있고, 제조 등의 어려움때문에 곡면부(14)의 형성이 제한될 염려가 없다.
또한, 프리캐스트 박스(10)가 복수의 박스부재(20,30)들로 분리되어 제조 및 운송됨으로써, 크기나 중량의 제약을 받지 않고 용이하게 제조 및 운송될 수 있다.
이러한 프리캐스트 박스(10)는 프리캐스트 박스(10)의 크기, 중량, 구조 그리고 곡면부(14)의 구조 등에 따라, 다양한 개수 및 방향으로 분리될 수 있는데, 시공 용이성, 구조적 안정성 등을 고려하여 상하 2개로 분리되는 것이 바람직하다.
즉, 복수의 박스부재(20,30)들은 하부 박스부재(20) 및, 하부 박스부재(20)의 상측에 결합되고 상기 곡면부(14)가 형성된 상부 박스부재(30)로 구성될 수 있다.
상부 박스부재(30)는 프리캐스트 박스(10)의 상면(12)은 물론, 곡면부(14)의 다양한 형성을 위해 프리캐스트 박스(10)의 양 측면(15,16)의 적어도 일부를 이루도록 형성될 수 있다. 이때, 하부 박스부재(20)와 상부 박스부재(30)는 본 실시 예와 같이 서로 동일한 비율로 구성됨은 물론, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 다양한 방식으로 분리될 수 있다.
한편, 복수의 박스부재(20,30), 즉 하부 박스부재(20)와 상부 박스부재(30)는 서로 이웃한 박스부재(20,30)와 면접되는 접합면(17)이, 요철형상으로 형성될 수 있다.
따라서, 상기의 요철형상 접합면(17)에 의해 하부 박스부재(20)와 상부 박스부재(30)들이 서로 견고하게 결합될 수 있기 때문에, 복수의 박스부재(20,30)들을 결합하기 위한 별도의 방안이 더 추가되지 않아도 되어, 시공이 더욱 용이해질 수 있고, 시공도가 우수하다.
또한, 상기의 요철에 의해 복수의 하부 박스부재(20)와 상부 박스부재(30)들의 접합면적이 넓어짐으로써, 하부 박스부재(20)와 상부 박스부재(30)들이 서로 보다 견실하게 밀착 결합될 수 있다.
또한, 하부 박스부재(20)와 상부 박스부재(30)들의 요철형상 접합면(17)이 서로 형합되지 않으면, 하부 박스부재(20)와 상부 박스부재(30)들이 들뜨게 되는바, 상기의 요철형상 접합면(17)에 의해 하부 박스부재(20)와 상부 박스부재(30)들의 서로 간 결합위치가 용이하게 맞춰질 수 있어 시공이 더욱 용이해질 수 있고, 하부 박스부재(20)와 상부 박스부재(30)들을 정확하게 결합시킬 수 있어 시공도가 우수하다.
특히 상기의 요철형상 접합면(17)은 다양한 형상으로 형성될 수 있는데, 특히 본 실시 예와 같이 만곡된 형상으로 형성되는 것이 다음과 같은 측면(15,16)(14,15)에서 더욱 바람직하다. 즉, 하부 박스부재(20)와 상부 박스부재(30)들의 접합면적이 안정적으로 넓어질 수 있어 강성 측면(15,16)(14,15)에서 보다 유리하고, 복수의 박스부재(20,30)들이 서로 큰 마찰없이 부드럽게 결합될 수 있어 시공이 보다 용이해질 수 있고, 하부 박스부재(20)와 상부 박스부재(30)들의 결합시 손상을 방지할 수 있다.
나아가 상기의 요철형상 접합면(17)은 S자나 웨이브 형상처럼 연속적으로 적어도 2번 이상 만곡된 형상을 취함으로써, 다중 결합과 같은 효과를 얻을 수 있어, 하부 박스부재(20)와 상부 박스부재(30)들의 결합성이 향상될 수 있다.
한편, 필요에 따라 하부 박스부재(20)와 상부 박스부재(30)들은 볼팅 등의 작업에 의해 한번 더 견고하게 결합시킬 수 있으며, 하부 박스부재(20)와 상부 박스부재(30)들 사이에 기밀성 등을 유지하기 위해 밀봉부재가 개재될 수 있다.
하부 박스부재(20)와 상부 박스부재(30) 중 적어도 일부에는, 프리캐스트 박스(10)들 간 결합을 위해, 또 다른 프리캐스트 박스(10)와의 결합을 위한 박스 결합부(18)가 형성될 수 있다.
박스 결합부(18)는 다양하게 구성될 수 있으며, 특히 복수의 박스부재(20,30) 중 적어도 일부에 계단 형상으로 형성되어 또 다른 프리캐스트 박스(10)의 박스 결합부(18)와 형합되는 단차 결합부(18A)를 포함할 수 있다.
따라서, 프리캐스트 박스(10)들을 서로 결합하기 위한 별도의 작업없이 프리캐스트 박스(10)를 제 위치에 놓는 작업만으로도 프리캐스트 박스(10)들이 서로 견고하게 결합될 수 있어, 시공이 용이해질 수 있고, 시공도가 우수하다.
또한 프리캐스트 박스(10)들 간 단차 결합부(18A)가 서로 맞지 않으면 프리캐스트 박스(10)들이 서로 들뜨거나 비뚤어지는 바, 단차 결합부(18A)에 의해 프리캐스트 박스(10)들의 서로 간 결합위치가 용이하게 맞춰질 수 있어 시공이 더욱 용이해질 수 있고, 프리캐스트 박스(10)들을 정확하게 결합시킬 수 있어 시공도가 우수하다.
한편, 곡면부(14)를 원기둥의 옆면 일부형상으로 형성함으로써, 캐스트 작업에 의해 곡면부(14)가 형성된 상부 박스부재(30)를 용이하게 제조할 수 있고, 프리 캐스트 박스(10)의 상면(12)에 가능한 넓게 곡면부(14)를 형성할 수 있다는 측면(15,16)에서 바람직하다.
물론 곡면부(14)는 이에 한정되지 않고 곡면형상을 취할 수 있다면 필요에 따라 반구형상(도 8 참조) 등 다양하게 형성될 수 있다.
이러한 곡면부(14)는 반경이 일정한 원기둥의 일부 형상처럼 하나의 곡률로 형성됨은 물론, 둘 이상의 곡률에 의해 형성될 수도 있다.
또한 곡면부(14)는 본 실시 예와 같이 하나의 곡면부(14)는 물론, 둘 이상의 곡면부(14)로 형성될 수 있다. 이때, 둘 이상의 곡면부(14)는 어느 한 방향을 따라 일렬로 형성될 수도 있고, 바둑판과 같이 형성될 수도 있고, 부정형으로 형성될 수도 있으며, 이외에도 다양하게 형성될 수 있다.
곡면부(14)에는 프리캐스트 박스(10)의 상면(12)의 강도를 더욱 보강하기 위해, 적어도 하나의 보강리브(14A)가 돌출 형성될 수 있다.
보강리브(14A)는 본 실시 예와 같이 하나의 곡면부(14)가 일렬로 형성된 복수의 곡면부(14)로 형성된 것처럼 보이도록 곡면부(14)의 가로 지르듯이 형성됨은 물론, 이외에도 필요에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
한편, 프리캐스트 박스(10)는 그 상면(12)의 강도가 더욱 보강될 수 있도록, 그 상면(12)에 프리캐스트 박스(10)의 양 측면(15,16)의 사이를 따라 정착되는 적어도 하나의 긴장재(40)를 더 포함할 수 있다.
즉, 긴장재(40)를 정착하여 프리스트레스(pre-stress)를 줌으로써 충분한 강도를 확보할 수 있고, 이에 따라 프리캐스트 박스(10)를 두껍게 형성하지 않아도 되어 중량을 줄일 수 있다.
긴장재(40)는 필요에 따라 하나만 정착될 수도 있고, 복수 개가 정착될 수도 있다.
긴장재(40)는 본 실시 예와 같이 프리텐션(pre-tension) 방식으로 설치될 수 있으며, 필요에 따라 포스트텐션(post-tension) 방식으로 설치될 수도 있다.
또한 프리캐스트 박스(10)는 그 내측 모서리가 직선으로 모따기 처리(19)되어 형성됨으로써, 그 모서리 부분이 상대적으로 두껍게 형성될 수 있다. 따라서 프리캐스트 박스(10)가 전체적인 두께 대비 우수한 강도를 갖도록 할 수 있다.
이때, 프리캐스트 박스(10)의 모서리 모따기 처리(19)는 본 실시 예와 같이 상부 박스부재(30)와 하부 박스부재(20)에 모두 적용됨은 물론, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 상부 박스부재(30)에만 적용될 수도 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 프리캐스트 박스(10)의 시공과정은 특히 도 7을 참조하면, 기중기(50) 등을 이용하여, 먼저 하부 박스부재(20)를 시공하고, 시공된 하부 박스부재(20) 위에 상부 박스부재(30)를 올려 놓으면, 하나의 프리캐스트 박스(10)가 시공될 수 있다. 이러한 방식으로 복수의 프리캐스트 박스(10)를 일렬로 시공하면, 수로, 통로 등의 프리캐스트 박스(10) 구조물을 시공할 수 있다.
한편, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 프리캐스트 박스는 또 다른 실시 예로써, 하부 박스부재(20) 및 상부 박스부재(30)로 구성되며, 특히 하부 박스부재(20)는 본 발명에 의한 프리캐스트 박스가 그 저면이 생략된 형상을 취할 수 있도록, 형성될 수 있다.
즉, 하부 박스부재(20)는 상부 박스부재(30)의 양측면 중 한 측면과 연결되어 프리캐스트 박스의 측면(15)을 이루는 제1하부 측면부재(22)와, 상부 박스부재(30)의 나머지 측면과 연결되어 프리캐스트 박스의 나머지 측면(16)을 이루는 제2하부 측면부재(24)로 구성될 수 있다.
이와 같은 프리캐스트 박스는 그 저면이 생략된 형상을 취하지만, 지면(E) 또는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 현장 타설되는 바닥부(F)에 의해 복개될 수 있기 때문에, 도 1 내지 도 8에 도시된 프리캐스트 박스와 마찬가지로 중공형을 이룰 수 있다.
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 따른 프리캐스트 박스에 관한 것으로서,
도 1은 조합된 상태의 사시도.
도 2는 분해 사시도.
도 3은 도 1의 정면도.
도 4는 도 1의 A-A선에 따른 단면도.
도 5는 도 1의 B-B선에 따른 단면도.
도 6은 복수의 프리캐스트박스의 결합을 보여주는 사시도.
도 7은 시공과정을 보여주는 구성도.
도 8은 다른 실시 예로서, 도 2와 대응되는 도면.
도 9는 또 다른 실시 예로써, 도 2와 대응되는 도면.
도 10은 도 9에 도시된 프리캐스트 박스의 정면도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10; 프리캐스트 박스 12; 상면
14; 곡면부 14A; 보강리브
15,16; 측면 17; 접합면
18; 박스 결합부 18A; 단차 결합부
19; 모따기 처리 20; 하부 박스부재
30; 상부 박스부재 40; 긴장재

Claims (14)

  1. 중공형 박스 형상을 갖는 프리캐스트 박스로서,
    서로 분리된 복수의 박스부재들에 의해 중공형으로 형성되고,
    상기 프리캐스트 박스의 상면의 외측은 평면으로 형성되며,
    상기 프리캐스트 박스의 내측 상면의 적어도 일부가 외측을 향해 볼록한 곡면으로 형성되어 곡면부를 이루는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 박스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 박스부재들은 하부 박스부재 및 상기 하부 박스부재의 상측에 결합되고 상기 곡면부가 형성된 상부 박스부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 박스.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 상부 박스부재는 상기 프리캐스트 박스의 상면 및, 상기 프리캐스트 박스의 양 측면의 적어도 일부를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 박스.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 박스부재는 서로 이웃한 박스부재와 면접되는 단면이, 요철형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 박스.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 요철형상은 만곡된 형상을 취하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 박스.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 박스부재 중 적어도 일부에는 또 다른 프리캐스트 박스와의 결합을 위한 박스 결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 박스.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 박스 결합부는 상기 복수의 박스부재 중 적어도 일부에 계단 형상으로 형성되어 상기 또 다른 프리캐스트 박스의 박스 결합부와 형합되는 단차 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 박스.
  8. 삭제
  9. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 곡면부는 원기둥의 옆면 일부인 곡면형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 박스.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 곡면부는 상기 프리캐스트 박스의 양 측면의 사이를 따라 일렬로 복수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 박스.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 곡면부에는 적어도 하나의 보강리브가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 박스.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 보강리브는 상기 프리캐스트 박스의 양 측면의 사이를 따라 복수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 박스.
  13. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프리캐스트 박스의 내측 모서리가 직선으로 모따기 처리되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 박스.
  14. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프리캐스트 박스의 상면에 상기 프리캐스트 박스의 양 측면 사이를 따라 정착되는 적어도 하나의 긴장재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 박스.
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