KR101078047B1 - 프리캐스트 가시설 구조체 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장경간 가시설 벽체를 지지하는 써포트 구조물을 프리캐스트 방식으로 공장에서 미리 제작하고 콘크리트 소재로 구성하여 강성을 만족시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 프리캐스트 가시설 구조체 및 그 시공방법에 관한 것이다.

그 구성은 공장에서 미리 정형화된 형태로 제작되고 가시설 벽체의 내측면에 고정수단을 매개로 근접되게 배치되며 내부에 콘크리트가 충진되는 세그먼트 부재들과, 세그먼트 부재들의 단부와 접촉되어 결합수단을 매개로 일체화되어 다른 세그먼트 부재를 연결시키는 연결구로 이루어진 써포트 구조물로 구성된 것이다.

이에 따르면 본 발명은 전체적인 길이가 긴 장경간 가시설 벽체에 대한 충분한 지지력을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 프리캐스트 방식으로 제작되어 콘크리트 양생에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있으므로 시공기간이 단축되는 등의 유용한 효과를 갖는다.

Description

프리캐스트 가시설 구조체 및 그 시공방법 {Precast concrete truss support structure and construction method thereof}

본 발명은 프리캐스트 가시설 구조체 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 특히 콘크리트 소재로 공장에서 미리 제작되어 세그먼트 형태로 분절 구조를 가지며 조립후 프리스트레싱을 통해 장경간 가시설 구조물의 축력을 증가시킬 수 있도록 한 프리캐스트 가시설 구조체 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 통상 기존의 지하철 공사나 건물의 지하층을 만들기 위하여 터파기를 하는 경우의 시공방법은, 우선 계획된 평면을 따라 설계 깊이까지 구멍을 뚫고, 그 구멍 내에 수직파일을 설치한다. 이어서 수직파일의 설치가 끝나면, 부분적으로 굴착을 하고, 주형보와 복공판을 설치한다.

복공판의 설치가 끝나면 이후의 공사는 굴착작업과 굴착에 따른 버팀보의 설치가 반복되면서 공사가 진행된다.

따라서 이러한 가시설을 설계하기 위하여 굴착 단계별 토압과 버팀보에 작용하는 하중을 반복 계산하여, 최대값을 견딜 수 있도록 버팀보를 설치한다. 이런 방식으로 설계와 시공을 하다보니 버팀보의 개수가 많이 필요하게 되어, 대부분의 경 우 2-3m 이내로 매우 촘촘하게 배치된다.

이렇게 촘촘하게 배치된 버팀보는 공사 현장 내에서 건설자재의 운반이나, 중장비의 반입 및 공사 작업을 방해하는 매우 중대한 장애요인이 되고 있고, 추후 본 구조물이 설치될 때는 거푸집 작업이나 철근작업에 막대한 지장을 초래하고 있으며, 본 구조물에 다수의 구멍이 생기는 것을 피할 수 없기 때문에, 완성된 지하구조물의 방수에 심각한 문제가 발생되고 있다.

수직파일로는 강재 에이치 파일을 이용한 가시설 방법 이외에도 구멍 천공 후 콘크리트를 채워 넣는 콘크리트 파일을 사용하는 공법도 있고 강재 파일과 콘크리트 파일을 동시에 병행하여 사용하는 공법, 또는 쉬트파일을 사용하는 공법도 있으나, 지반에 구멍을 뚫은 뒤 파일로 벽면을 형성하여 지반 하중을 지지하도록 하는 기본 원리에는 큰 차이가 없다. 또한 프리플랙스보를 수직파일로 이용한 방법도 있으며, 쉬트파일에 에이치 파일을 붙여서 강성을 증가시키는 방법도 있다.

지하구조물을 건설하기 위한 가시설 공법 중 앞에서 언급된 버팀보가 없는 방법으로 어쓰앵커를 이용하여 강재 파일을 지지하는 공법이 있다. 이 방법은 파일의 뒷편 지반 속으로 경사구멍을 천공하여 강선이나 강봉을 삽입하고 삽입된 강봉의 끝 부분을 기계적인 방법이나 에폭시, 시멘트 그라우팅 등의 화학적인 방법을 사용하여 정착한 뒤, 강봉을 긴장하여 강재 파일을 고정시키는 방법이다. 이러한 방법으로 시공된 가시설은 내부 공간을 충분히 확보할 수 있어서 공사의 난이도가 개선되는 등의 장점이 있는 공법이다. 그러나 이 공법의 최대 단점은 이 공법이 복잡한 시내에서 적용될 경우, 거의 대부분의 경우 인접 사유지를 침범하게 되어 민 원이 발생될 여지가 많다는 점이며, 공사비가 비싸다는 점도 큰 문제점의 하나이다.

실용신안20-258949에는 트러스를 이용하여 가시설에서 굴착단면의 중간을 지나가는 버팀보를 제거하는 방법이 제시되어 있다. 이 방법은 비교적 깊이가 얕은 경우에 적용할 수 있을 것으로 기대되는데, 지표면 근처에 격자형으로 에이치빔을 이중으로 형성하고, 이들을 서로 수직재와 경사재로 보강하여 토압을 상부에 설치된 이들 2개 층의 트러스로서 받을 수 있도록 고안된 것이다. 이 방법은 지반 지지용 가시설의 버팀보 때문에 발생하는 굴착 및 본 구조물 건설의 어려움을 극복하기 위하여 고안된 것으로, 굴착된 지반의 하부에 넓은 구조물이 들어가고 상부에는 좁은 구조물이 들어갈 경우에 편리한 공법으로 판단된다.

특허 10-188465와 실용신안 20-247053 및 일본특허 837994에는 프리스트레싱을 이용한 띠장의 보강방법이 제시되어 있다. 이 방법은 기 설치된 띠장 위에 추가로 띠장을 설치하여 강선을 긴장함으로써 버팀보 사이의 간격을 넓히는 기술로서, 하나는 추가 띠장이 있는 경우이며, 다른 하나는 기존 에이치빔의 플랜지를 보강하는 방법이 제시되어 있다. 이 방법은 버팀보의 간격을 넓히는데 어느 정도 효과가 있을 것으로 기대되나, 강선이 직선 배치되어 있기 때문에, 토압에 의하여 띠장에 발생하는 포물선 형상의 모멘트 분포와 달리 일정한 크기의 부모멘트가 발생함으로써, 하중에 의한 모멘트와 그 분포가 서로 다르기 때문에 보강되는 띠장의 길이에 한계가 있다.

상기한 기존 가시설 구조체 및 방법들은 토류벽이나 슬러리월, CIP등의 벽체 를 지지하는 띠장의 길이가 짧은 단경간에 적용하고 있으며 그 띠장에 사용되는 소재가 H빔 형강재를 채용하는 것으로서, 상대적으로 길이가 긴 장경간(예를 들면 100m 이상)의 경우에는 토압의 축력이 증가하게 되므로 H빔 형강재의 소재로는 한계가 있으며, 이를 극복하기 위해 이중 띠장등의 보강재를 대거나 프리스트레싱을 위한 강선을 다수개 배치하고 있으나, 비경제적일 뿐만 아니라 토압에 대한 충분한 내구성을 가질 수 없는 문제점이 있다.

이를 극복하기 위해 기존에는 콘크리트 소재의 버팀보를 현장에서 제작하도록 거푸집을 형성하고 거푸집내에 콘크리트를 타설하여 양생시킨 후에 콘크리트 기둥이나 보로 가시설 벽체를 지지하는 구조물을 형성하는 방법이 있으나, 이는 현장 콘크리트 타설을 위한 양생시간이 필요하여 시공시간이 길어지게 되는 단점이 있다.

또한, 이 경우에는 콘크리트 버팀보로 인해 가시설 벽체의 내부 작업공간이 협소해질 뿐만 아니라, 분해 해체작업이 까다롭고 재활용이 불가능하게 되어 가시설 구조물에 적합하지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 길이가 긴 장경간 가시설 벽체를 공장에서 미리 제작된 콘크리트 소재의 세그먼트들을 다수개 연결하여 벽체를 지지하도록 함으로써, 공사기간을 단축할 수 있으면서 장경간 가시설 벽체에 대한 충분한 지지력을 얻을 수 있도록 그 구조가 개선된 프리캐스트 가시설 구조체 및 그 시공방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 가시설 벽체에 인접되게 배치되고 미리 정형화된 형태로 제작되며 콘크리트 소재로 된 다수개의 세그먼트 부재들과,

상기 세그먼트 부재들의 단부를 결합수단을 매개로 연결하여 다른 세그먼트 부재들과 일체화시키는 연결구들로 구성되어서,

상기 세그먼트 부재와 연결구가 상기 가시설 벽체를 지지하는 써포트 구조물을 형성하도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 써포트 구조물은 상기 세그먼트 부재들이 트러스 구조로 배치되는 것이다.

상기 세그먼트 부재는 중공이 형성된 것이다.

상기 결합수단은 상기 세그먼트 부재와 연결구의 단부에 각각 일체로 결합되고 테두리에 체결공이 복수개 형성되는 마감플레이트와,

상기 마감플레이트와 각각 결합되고 상기 세그먼트 부재와 연결구의 내부에 배치되는 철근을 구비한 것이다.

상기 연결구는 양측 단부에 상기 세그먼트 부재의 단부가 밀착되게 접촉되도록 외측으로 돌출되는 접촉부가 형성된 것이다.

상기 세그먼트 부재의 외주면에 배치되어 외측으로 돌출되는 적어도 하나의 스티프너를 더 구비한 것이다.

상기 세그먼트 부재는 외부 또는 내부에 보강재가 배치된 것이다.

상기 세그먼트 부재는 내부에 관통되도록 결합되는 긴장재를 더 구비한 것이다.

상기 세그먼트 부재는 상기 긴장재의 단부를 고정시키는 정착부를 구비하되,

상기 정착부는 상기 세그먼트 부재의 내측면에 결합되는 정착 앵커인 것이다.

상기 연결구의 내부에 상기 긴장재가 관통되도록 결합되고, 내부에 상기 긴장재의 단부를 고정시키는 정착부가 배치되는 것이다.

또한, 상기 연결구는 상기 긴장재가 관통되는 조립공이 형성되고, 상기 조립공은 서로 다른 방향으로 결합되는 긴장재들이 간섭되지 않도록 상,하 높이가 다르게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 연결구는 중앙에 외부와 연통되는 연결공이 형성된다.

본 발명의 다른 특징적인 요소인 프리캐스트 가시설 구조체의 시공방법은, 공장에서 정형화되도록 콘크리트 소재로 미리 제작된 다수개의 세그먼트 부재들을 가시설 벽체의 내측에 밀착시키는 단계와,

상기 가시설 벽체에 고정되는 각각의 세그먼트 부재들의 단부를 연결하도록 연결구를 매개로 일체로 결합시키는 단계와,

상기 연결구에 의해 결합된 세그먼트 부재들을 상기 가시설 벽체의 내측에 고정시키는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 세그먼트 부재들을 상기 연결구를 매개로 일체로 결합시키는 단계에서, 상기 세그먼트 부재들의 결합구조가 트러스 구조의 형태를 갖도록 하는 것이다.

상기 세그먼트 부재들을 상기 연결구를 매개로 일체로 결합시킨 후에, 상기 세그먼트 부재들에 긴장재를 이용하여 긴장시키는 단계를 더 구비한 것이다.

본 발명은 장경간 가시설 벽체를 지지하는 써포트 구조물을 프리캐스트 방식으로 공장에서 미리 제작하고 콘크리트 소재로 구성하여 강성을 만족시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 프리캐스트 가시설 구조체 및 그 시공방법에 관한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 전체적인 길이가 긴 장경간 가시설 벽체에 대한 충분한 지지력을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 프리캐스트 방식으로 제작되어 콘크리트 양생에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있으므로 시공기간이 단축되는 등의 유용한 효과를 갖는다.

또한, 긴장재가 세그먼트 부재들을 긴장시킨 후에는 긴장재의 긴장력을 이용할 경우에는 가시설 벽체 측으로부터 전달되는 토압에 대해 충분한 지지력을 부여할 수 있는 유용한 기능을 갖는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 프리캐스트 가시설 구조체의 일 실시예는, 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명하면, 그 구성은 공장에서 미리 정형화된 형태로 제작되어 가시설 벽체(20)의 내측면에 고정수단을 매개로 근접되게 배치되고 내부에 콘크리트가 충진되는 세그먼트 부재(100)들과, 세그먼트 부재(100)들의 단부와 접촉되어 결합수단을 매개로 일체화되어 다른 세그먼트 부재(100)를 연결시키는 연결구(200)로 이루어진 써포트 구조물(10)로 구성된 것이다.

더 상세히 설명하면, 써포트 구조물(10)은 콘크리트 소재로 된 다수개의 세그먼트 부재(100)들 사이에 연결구(200)가 개재되도록 배치되고, 결합수단에 의해 일체화되는 구조를 갖는다.

또한, 써포트 구조물(10)은 하중 분산 및 안정성을 위해 트러스 구조를 갖도록 배치하는 것이 바람직하다.

세그먼트 부재(100)는 단면 형상이 원형의 봉형태나 사각형 구조에 관계없이 내부에 콘크리트가 충진되어 공장에서 양생 과정을 거쳐 미리 제작되는 프리캐스트 공정을 갖는다.

또, 세그먼트 부재(100)는 내부에 철근(100A)이 배근되는 공지의 콘크리트 구조로 되어 있으며, 바람직하게는 자체 무게 경감을 위해 내부에 중공(102)이 형성되는 구조를 갖는다.

그리고, 세그먼트 부재(100)는 단부에 프리캐스트 공정에서 단면보다 단면적 이 넓은 구조의 마감플레이트(110)가 일체화되는 구조를 갖는다.

마감플레이트(110)는 스틸 소재로 구성되어 세그먼트 부재(100)의 내부에 배근된 철근(100A)의 단부와 용접등의 방식에 의해 일체로 결합되며, 세그먼트 부재(100)의 외측으로 돌출되는 가장자리 부위에 볼트(50)의 체결을 위한 체결공(112)이 다수개 형성되어 있다.

한편, 마감플레이트(110)는 세그먼트 부재(100)의 단면보다 더 작은 단면을 가질 수도 있으며, 이 경우에는 체결공(112)에 볼트(50)를 체결하기 위해 세그먼트 부재(100)의 외주면에 볼트 체결을 위해 외부와 연통되는 체결홈(108)이 형성되어 있다.

세그먼트 부재(100)는 외부 또는 내부에 보강성 및 좌굴성을 위해 강재나 강관등의 보강재(150)가 배치될 수 있음과 아울러, 세그먼트 부재(100)의 소재가 콘크리트가 아닌 다른 충진재를 채용할 수도 있을 것이다.

또, 보강재는 보강재(150)가 강재 또는 합성수지 계열을 채용할 수 있으나, 굳이 이들 소재에 한정되지 아니한다.

또한, 세그먼트 부재(100)의 외주면에는 좌굴 방지를 위해 외측으로 돌출되도록 일체로 형성되는 판재 형태의 스티프너(Stiffener; 150A)가 복수개 형성되어 있다.

연결구(200)는 세그먼트 부재(100)의 단부들과 접촉되도록 외측으로 돌출되는 접촉부(205)가 형성되며, 접촉부(205)의 단부에도 세그먼트 부재(100)의 마감플레이트(110)와 동일한 구조의 마감플레이트(210)가 배치되는 구조를 갖는다.

이때, 세그먼트 부재(100)와 연결구(200)의 연결을 위해 배치되는 마감플레이트(110))(210)는 볼트(50)와 너트등을 매개로 연결되는 것으로 표현되어 있으나, 도면에 미도시되지만 공지의 강봉이나 핀등에 의해서도 연결이 가능하다.

연결구(200)는 세그먼트 부재(100)와 동일한 콘크리트 소재로 구성될 수 있으며, 내부에 중공(202)이 형성되고, 세그먼트 부재(100)들의 연결 방향에 따라 적어도 둘이상의 접촉부(205)가 다양한 각도로 형성되는 구조를 갖는다.

또한, 세그먼트 부재(100)들을 가시설 벽체(20)에 고정시키기 위한 고정수단은, 도 13a,13b,13c,13d에서와 같이 가시설 벽체(20)의 일측면과 근접된 세그먼트 부재(100)의 일측면 사이에 콘크리트(C)를 타설하는 홈메우기를 이용하여 일체화시키는 방식을 채택하거나, 가시설 벽체(20)에 일체로 결합된 브라켓 형태의 강재 구조물(600)을 이용하여 세그먼트 부재(100)를 안착 고정시키는 방식을 채택할 수 있다.

강재 구조물(600)은 가시설 벽체(20)와 일체화되는 고정 플레이트(610)와, 고정 플레이트(610)와 직각 형태로 연장 형성되고 세그먼트 부재(100)가 안착되는 받침 플레이트(620)로 구성된다.

또한, 고정 플레이트(610)와 받침 플레이트(620)는 도면에 표현된 강판이 아닌 H빔이나 앵글을 채용할 수도 있다.

상기한 홈메우기 방식에서 세그먼트 부재(100)의 일측면에 콘크리트(C)와의 결합력을 증대시키기 위한 요철 형태의 전단키(105)가 다수개 형성되고, 일단부가 세그먼트 부재(100)의 일측면에 결합되고 타단부가 홈메우기에 타설되는 콘크리트 와 결합되는 고정앵커(106)를 구비하는 것이 바람직하다.

또는, 브라켓 형태의 강재 구조물(600)을 이용한 고정방식과 현장 콘크리트(C) 타설의 홈메우기 고정방식을 같이 채용한 방식을 채택할 수도 있으며, 이 경우에는 강재 구조물(600)의 받침 플레이트(620)에 안착된 세그먼트 부재(100)와 가시설 벽체(20) 사이에 거푸집(630)을 설치하고, 거푸집(630)에 콘크리트(C)를 타설하여 가시설 벽체(20)와 세그먼트 부재(100)를 콘크리트(C)로 일체화시키는 구조로 된 것이다.

한편, 도 13e와 도 13f 에서와 같이, 전단키(105)가 다수개 형성된 일측면에 내측으로 매설되도록 삽입되는 너트부(104)와, 그 너트부(104)에 일단부가 수용되고 타단부가 가시설 벽체와의 사이에 충진되는 콘크리트에 매설되어 앵커 기능을 갖는 고정볼트(103)를 더 구비한 것으로서, 고정볼트(103)의 일단부가 너트부(104)의 내부로 체결되고 나머지 돌출된 타단부가 콘크리트(C)와 일체화되어 앵커로서의 기능을 수행하도록 된 것이다.

본 발명의 다른 실시예는, 세그먼트 부재(100)들에 프리스트레싱을 부여하고 각 세그먼트 부재(100)들을 밀착시키고 연결시키기 위한 긴장재(300)와, 그 긴장재(300)의 양단부를 정착하여 고정하는 정착부(450)를 더 구비한 것이다.

세그먼트 부재(100)는 내부에 긴장재(300)가 관통되는 통공(120)이 형성된다.

정착부(450)는 세그먼트부재(100) 또는 연결구(200)에 배치될 수 있고, 복수 개의 긴장재(300)가 삽입되어 고정되도록 긴장재(300)가 통과되는 복수의 구멍을 갖는 공지의 정착 앵커인 것이 바람직하며, 세그먼트 부재(100)의 내측에 배치될 경우에는 정착 앵커가 수용되는 정착홈(420)이 형성되는 구조를 갖는다.

즉, 긴장재(300)가 세그먼트 부재(100)의 내부에 형성된 통공(120)을 통해 다수개의 세그먼트 부재(100)들의 내부를 관통하도록 연결되며, 긴장재(300)의 정착은 연결된 세그먼트 부재(100)들의 단부에 배치된 정착부(450)에 긴장재(300)의 단부가 각각 고정되는 구조를 갖는다.

바람직하게는 정착부(450)가 세그먼트 부재(100)들의 끝단에 위치한 연결구(200)에 마련되며, 이를 위해 연결구(200)에는 긴장재(300)가 관통되는 조립공(220)이 형성된다.

이 경우에는 정착부(450)가 연결구(200)의 내부 또는 외측에 배치될 수 있으며, 내부에 배치된 경우에는 외부에서의 조립을 위해 외부와 연통되는 구조의 홈 또는 연결공(207)이 형성되어 외부에서 작업자가 그 연결공(207)내에 배치된 정착 앵커를 이용하여 정착시킬 수 있는 구조로 되어 있다.

또, 그 연결공(207)은 긴장재(300)의 정착을 위한 정착부(450)가 배치되거나, 긴장재(300)가 관통되어 다른 세그먼트 부재(100)측으로 긴장재(300)를 유도하기 위한 통로의 기능을 겸하게 된다.

정착부(450)가 연결구(200)의 외측에 배치될 경우에는, 통공(120)을 관통하여 외측으로 돌출된 긴장재(300)의 단부를 정착 앵커를 이용하여 정착시키는 구조로 되어 있다. 이 경우에는 연결구(200)의 외측면에 정착 앵커가 안착될 공간을 갖 도록 홈이 형성되는 것이 바람직하다.

더 바람직하게는, 조립공(220)은 서로 직교하는 방향 또는 다른 방향으로 긴장재(300)가 진입될 때 서로 간섭되지 않도록 상,하 높이가 다르게 형성되는 것이다.

한편, 도 10a,10b,10c,10d 와 도 11a,11b,11c,11d는 본 발명 세그먼트 부재들의 연결구조를 나타낸 도면으로서, 세그먼트 부재(100)와 연결구(200)의 단부가 접촉되는 부위에 요철 형태의 걸림돌기(107)와 걸림홈(109)이 각각 형성되어 횡방향 전단키의 기능을 갖도록 된 것이다.

즉, 세그먼트 부재(100)의 일단부에 외측으로 돌출되도록 하나 또는 복수개의 걸림돌기(107)가 형성되고, 연결구(200)에는 걸림돌기(107)와 대응되도록 내측으로 함몰되게 걸림홈(109)이 형성된 구조를 갖는다.

이에 따라 세그먼트 부재(100)의 일단부가 연결구(200)의 일단부에 요철 결합되어 횡방향 요동을 억제하는 기능을 갖는다.

도 15는 본 발명에 따른 프리캐스트 가시설 구조체의 시공방법을 나타낸 플로우 챠트로서, 공장에서 정형화되도록 콘크리트 소재로 미리 제작된 다수개의 세그먼트 부재(100)들을 가시설 벽체(20)의 내측에 밀착시키는 단계(S1)와, 가시설 벽체(20)에 고정되는 각각의 세그먼트 부재(100)들의 단부를 연결하여 세그먼트 부재(100)들의 결합구조가 트러스 구조의 형태를 갖도록 연결구(200)를 매개로 일체로 결합시키는 단계(S2)와, 세그먼트 부재(100)들을 긴장재(300)를 이용하여 긴장 시키는 단계(S3)와, 긴장재(300)에 일체로 연결된 세그먼트 부재(100)들을 가시설 벽체(20)의 내측에 고정수단(일 예 홈메우기방식)을 이용하여 고정시키는 단계(S4)로 구성된다.

이때, 가시설 벽체(20)에 밀착된 세그먼트 부재(100)들을 고정시키는 단계(S4)에서, 고정수단은 앞서 설명한 홈메우기 방식 또는 강재 구조물(600)을 이용하여 고정시키는 방식을 채택할 수 있다.

또한, 세그먼트 부재(100)들을 긴장시키는 단계(S3)에서, 정착부(450)에 의해 정착된 긴장재(300)가 각각의 세그먼트 부재(100)들 내부를 관통하여 양단부가 정착부에 정착됨에 따라 각각의 세그먼트 부재(100)들을 밀착시키고 하나의 구조로 연결시키는 기능을 갖는다.

그리고, 세그먼트 부재(100)들의 연결과정은 앞서 설명한 결합수단을 이용하여 볼트로 세그먼트 부재(100)와 연결구(200)의 마감플레이트(110)(210)를 체결하여 일체화하는 과정을 갖는다.

상기한 바와 같이 설명한 본 발명은 프리캐스트 방식으로 공장에서 콘크리트 소재로 미리 제작된 세그먼트 부재(100)와 연결구(200)를 써포트 구조물(10)로 일체화시켜 장경간 가시설 벽체(20)를 지지하도록 된 기술적 사상을 갖는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 프리캐스트 가시설 구조체의 일 실시예의 구성을 나타낸 평면도.

도 2a는 본 발명의 일부 세그먼트 부재와 연결구의 연결 전 상태를 나타낸 구성도이고, 도 2b는 본 발명 세그먼트 부재와 연결구의 일부가 트러스 구조를 갖도록 연결되기 전의 상태를 나타낸 구성도.

도 3은 본 발명 세그먼트 부재와 연결구의 일부가 연결된 상태를 나타낸 결합 상태도.

도 4는 본 발명 써포트 구조물이 연속적으로 배치되는 상태를 나타낸 구성도.

도 5는 본 발명의 긴장재에 의해 세그먼트 부재들과 연결구가 연결된 상태를 나타낸 사용상태도.

도 6a는 본 발명 세그먼트 부재와 연결구의 결합상태를 나타낸 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 정면도.

도 7a는 본 발명의 세그먼트 부재와 연결구의 다른 결합상태를 나타낸 도면으로서, 7a는 세그먼트 부재와 연결구의 연결구조를 나타낸 평면도이고, 도 7b는 7a의 정면도.

도 8a,8b,8c,8d,8e,8f는 본 발명의 연결구의 여러 단면 형상을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 8g는 연결구중 하나의 사시도이며, 도 8h는 도 8g의 정면도이다.

도 9a,9b,9c,9d,9e,9f,9g,9h는 본 발명의 세그먼트 부재들의 여러 단면 형상을 개략적으로 나타낸 단면도.

도 10a,10b,10c,10d는 본 발명의 세그먼트 부재와 연결구의 단부에 배치되어 횡방향 요동을 억제하는 전단키 구조를 나타낸 도면으로서, 도 10a는 세그먼트 부재의 단부에 복수개의 걸림돌기가 형성된 상태를 나타낸 정면도, 도 10b는 도 10a의 측면도, 도 10c는 세그먼트 부재의 단부에 하나의 걸림돌기가 형성된 상태를 나타낸 정면도, 도10d는 도 10c의 측면도이다.

도 11a,11b,11c,11d는 본 발명의 세그먼트 부재들간의 연결구조를 나타낸 도면이다.

도 12는 본 발명 정착부의 일 예를 나타낸 사시도.

도 13a,13b,13c,13d,13e,13f는 본 발명의 고정수단에 대한 각각의 사용 예를 나타낸 도면으로서, 도 13a는 평면도이고, 13b,13c,13d는 측면도이며, 13e는 세그먼트 부재의 일측면에 앵커 형태의 너트부와 고정볼트가 구비되는 것을 나타낸 평면도이고, 13f는 도 13e의 정면도이다.

도 14는 본 발명 세그먼트 부재의 철근과 마감플레이트의 결합구조를 개략적으로 나타낸 측면도.

도 15는 본 발명에 따른 프리캐스트 가시설 구조체의 시공방법을 나타낸 플로우 챠트,

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 써포트 구조물 20 : 가시설 벽체

50 : 띠장 100 : 세그먼트 부재

100A : 철근 102 : 중공

107 : 걸림돌기 109 : 걸림홈

110 : (세그먼트 부재의)마감플레이트

112 : 체결공 150 : 보강재

150A : 스티프너 200 : 연결구

205 : 접촉부 207 : 연결공

210 : (연결구의)마감플레이트

300 : 긴장재 400 : 트러스 구조물

450 : 정착부

Claims (18)

1. 가시설 벽체(20)에 인접되게 배치되고 미리 정형화된 형태로 제작되며 콘크리트 소재로 된 다수개의 세그먼트 부재(100)들과,

   상기 세그먼트 부재(100)들의 단부를 결합수단을 매개로 연결하여 다른 세그먼트 부재(100)들과 일체화시키는 연결구(200)들로 구성되는 써포트 구조물(10)이며,

   상기 세그먼트 부재(100)들에 프리스트레싱을 부여하고 각 세그먼트 부재(100)들을 밀착시켜 연결하여 인장에 약한 콘크리트 소재를 보강하는 긴장재(300)를 더 포함하여 트러스 구조로 상기 가시설 벽체(20)를 지지하며,

   상기 세그먼트 부재(100)와 연결구(200)는 서로 조립과 해체가 용이한 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 가시설 구조체.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 써포트 구조물(10)과 상기 가시설 벽체(20) 사이에 홈 메우기를 형성하여 하중을 전달할 수 있도록 하여 상기 가시설 벽체(20)를 지지하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 가시설 구조체.
3. 가시설 벽체(20)에 인접되게 배치되고 미리 정형화된 형태로 제작되며 콘크리트 소재로 된 다수개의 세그먼트 부재(100)들과,

   상기 세그먼트 부재(100)들의 단부를 결합수단을 매개로 연결하여 다른 세그먼트 부재(100)들과 일체화시키는 연결구(200)들로 구성되는 써포트 구조물(10)이며,

   상기 세그먼트 부재(100)와 연결구(200)는 조립과 해체가 용이하도록 하고, 자중을 줄이고, 압축을 받는 부재의 특징인 좌굴하중을 증가시키기 위하여 중공(102)이 형성된 것을 특징으로 하고,

   상기 연결구(200)는 상기 세그먼트 부재(100)의 단부가 밀착되게 접촉되도록 외측으로 돌출되는 복수의 접촉부(205)가 다양한 각도로 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 가시설 구조체.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 가시설 벽체(20)를 지지하는 써포트 구조물(10)의 결합수단은,

   상기 세그먼트 부재(100)와 연결구(200)의 단부에 각각 일체로 결합되고 복수개의 체결공(112)이 형성되는 마감플레이트(110)(210)와;

   상기 세그먼트 부재(100)와 연결구(200)의 내부에 배근되어 상기 세그먼트 부재(100)와 연결구(200)의 단부에서 상기 마감플레이트(110)(210)와 일체로 결합되는 철근(100A)을 포함하며,

   상기 마감플레이트(110)(210)는 상기 세그먼트 부재(100)와 연결구(200)의 단부에서 외측으로 돌출되거나 내측으로 돌출 형성되고,

   상기 세그먼트 부재(100)에는 상기 체결공(112)에 연통되는 체결 홈(108)이 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 가시설 구조체.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 세그먼트 부재(100)는 외부 또는 내부에 보강재(150)가 배치된 것을 특징으로 하고, 상기 세그먼트 부재(100)의 외주면에 배치되어 외측으로 돌출되는 적어도 하나의 스티프너(150A)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 가시설 구조체.
6. 청구항 3에 있어서,

   상기 세그먼트 부재(100)들에 프리스트레싱을 부여하고 각 세그먼트 부재(100)들을 밀착시키고 연결시키기 위한 긴장재(300)를 더 포함하며,

   상기 세그먼트 부재(100)와 연결구(200)에는 내부에 상기 긴장재(300)가 관통되는 조립공(220)을 구비한 것을 특징으로 하고,

   상기 세그먼트 부재(100) 또는 상기 연결구(200)는 상기 긴장재(300)를 고정시키는 정착부(450)를 구비하며,

   상기 정착부(450)는 상기 세그먼트 부재(100)와 연결구(200)의 내측 또는 외측 면에 결합되는 정착 앵커인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 가시설 구조체.
7. 청구항 3에 있어서,

   상기 세그먼트 부재(100)들에 프리스트레싱을 부여하고 각 세그먼트 부재(100)들을 밀착시키고 연결시키기 위한 긴장재(300)를 더 포함하며,

   상기 연결구(200)는 상기 긴장재(300)가 관통되는 조립공(220)이 형성되고, 상기 조립공(220)은 서로 다른 방향으로 결합되는 상기 긴장재(300)들이 간섭되지 않도록 상,하 높이가 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 가시설 구조체.
8. 청구항 3에 있어서,

   상기 연결구(200)는 중앙에 외부와 연통되는 연결공(207)이 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 가시설 구조체.
9. 청구항 3에 있어서,

   상기 세그먼트 부재(100)와 연결구(200)의 단부가 접촉되는 부위에 요철 형태의 걸림돌기(107)와 걸림홈(109)이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 가시설 구조체.
10. 청구항 3에 있어서,

    상기 세그먼트 부재(100)의 일측면에 요철 형태의 전단키(105)가 다수개 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 가시설 구조체.
11. 청구항 10에 있어서,

    상기 전단키(105)가 다수 개 형성된 일 측면에 내측으로 매설되도록 삽입되는 너트부(104)와, 상기 너트부(104)에 일단부가 수용되고 타단부가 상기 가시설 벽체(20)와의 사이에 충진되는 콘크리트(C)에 매설되어 앵커 기능을 갖는 고정볼트(103)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 가시설 구조체.
12. 공장에서 정형화되도록 콘크리트 소재로 미리 제작된 다수개의 세그먼트 부재(100)들을 가시설 벽체(20)의 내측에 설치하는 단계와,

    상기 가시설 벽체(20)에 고정되는 각각의 세그먼트 부재(100)들의 단부를 연결하도록 연결구(200)를 매개로 일체로 결합시키는 단계와,

    상기 연결구(200)에 의해 결합된 세그먼트 부재(100)들을 상기 가시설 벽체(20)와 홈메우기를 형성하여 결합시키는 단계와,

    상기 세그먼트 부재(100)와 연결구(200)를 밀착시키는 단계를 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 가시설 구조체의 시공방법.
13. 청구항 12에 있어서,

    상기 세그먼트 부재(100)들을 상기 연결구(200)를 매개로 일체로 결합시킨 후에, 실린더를 이용하거나 상기 세그먼트 부재(100)들와 연결구(200)에 긴장재(300)를 삽입하여 긴장시켜 밀착과 프리스트레스를 주는 단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 가시설 구조체의 시공방법.
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