KR101128363B1 - 중앙에 인장저항 강재를 구비하여 인장강도를 보강한 강합성 초고성능 콘크리트 맨홀 뚜껑 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 초고성능 콘크리트를 이용하여 지면에 개방되는 맨홀의 개방구를 덮는 맨홀 뚜껑을 제작함에 있어서, 맨홀 뚜껑을 감는 밴드를 이용하여 횡방향으로 프리스트레스를 도입함으로써 인장강도를 보강한 신규한 구성의 맨홀 뚜껑에 관한 것이다.

구체적으로 본 발명에서는 원판 형상을 가지도록 UHPC로 제작된 본체(11)로 이루어지고;

중앙부에는 원판형 인장저항 강재(2)에 배치되어, UHPC를 타설할 때 상기 인장저항 강재(2)의 상부가 본체(11)에 일체로 매립된 상태로 구비되어 있으며;

상기 UHPC는, 시멘트, 실리카흄, 잔골재, 충전재, 감수제, 섬유 및 배합수로 이루어지고, 굵은 골재는 포함하지 아니하며 150MPa 이상의 압축강도를 가지는 UHPC인 것을 특징으로 하는 초고성능 콘크리트 맨홀 뚜껑이 제공된다.

Description

중앙에 인장저항 강재를 구비하여 인장강도를 보강한 강합성 초고성능 콘크리트 맨홀 뚜껑{Ultra High Performance Concrete Cap for Manhole having Tensile Reinforcing Steel Member}

본 발명은 맨홀의 뚜껑에 관한 것으로서, 구체적으로는 지면에 개방되는 맨홀의 개방구를 덮는 맨홀 뚜껑을, 150MPa 이상의 압축강도를 가지는 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete/이하, "UHPC"라고 약칭함)로 제작하되, 큰 인장력이 작용하는 중앙에 인장저항 강재를 구비함으로써, 맨홀 뚜껑의 인장강도를 보강한 신규한 구성의 맨홀 뚜껑에 관한 것이다.

맨홀을 설치하게 되면, 지면에 개방되는 맨홀의 개방구에는 뚜껑이 덮여진다. 이러한 맨홀 뚜껑은 지금까지 강재로 제작되었다. 그런데 강재로 제작된 맨홀 뚜껑은 도로 등에 설치될 경우 차량이 통행하면서 발생하는 충격으로 소음이 크게 발생하게 되는 단점이 있다. 또한 강재로 제작된 맨홀 뚜껑은 강재라는 재료의 성질 때문에 부식에 취약하며, 단가가 매우 비쌀 뿐만 아니라, 심지어는 고물로 판매 하려는 사람들로 인하여 도난이 발생하는 경우도 많다.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점과 단점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 강재로 제작된 맨홀 뚜껑이 가지고 있던 문제점인 큰 소음의 발생과 부식에 대한 취약성, 더 나아가 고가의 강재로 제작됨으로 인한 경제성 저하 및 도난 발생의 문제를 해소하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 원판 형상을 가지도록 UHPC로 제작된 본체로 이루어지고; 중앙부에는 원판형 인장저항 강재에 배치되어, UHPC를 타설할 때 상기 인장저항 강재의 상부가 본체에 일체로 매립된 상태로 구비되어 있으며; 상기 UHPC는, 시멘트, 실리카흄, 잔골재, 충전재, 감수제, 섬유 및 배합수로 이루어지고, 굵은 골재는 포함하지 아니하며 150MPa 이상의 압축강도를 가지는 UHPC인 것을 특징으로 하는 초고성능 콘크리트 맨홀 뚜껑이 제공된다.

본 발명에 의하면 UHPC로 맨홀 뚜껑이 제작된다. 따라서 차량 등이 통행할 때 종래의 강재로 이루어진 맨홀 뚜껑에 비하여 소음의 발생이 줄어드는 효과가 발 휘된다.

또한 본 발명에 따른 맨홀 뚜껑은 부식의 염려가 없으며, 내구성 역시 현저하게 향상되는 효과가 있다. 또한 본 발명은 맨홀 뚜껑이 주로 콘크리트로 제작되기 때문에 종래의 강재로 이루어진 맨홀 뚜껑에 비하여 제작 단가가 저렴하여 공사비를 절감할 수 있게 되며, 도난의 우려도 없게 되는 효과가 발휘된다.

특히, 본 발명에 따른 맨홀 뚜껑에서는, 인장강도 약하여 하중에 의한 인장파괴 우려가 있는 본체의 중앙부에서 하부에 인강강도가 큰 인장저항 강재가 일체로 매립되어 구비되어 있으므로, UHPC의 설계인장강도 fa를 초과하는 인장응력(ft)이 작용하여도 균열 발생이나 파괴가 전혀 일어나지 않게 되는 효과가 발휘된다.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 구체적으로 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 1은 인장강도에 대한 보강없이 UHPC를 이용하여 원판형 맨홀 뚜껑을 제작했을 때의 단면과 중앙에서의 인장응력 작용상태를 보여주는 단면도이다.

본 발명에 따른 맨홀 뚜껑(1) 원판 형상을 가지도록 UHPC로 제작된다. 그런데 도 1에 도시된 것처럼, 단순히 맨홀 뚜겅이 UHPC에 의해 원판형으로 제작되는 경우, 차량 등의 통행에 의해 상부에 과도한 하중(w)이 작용하게 되면, 중앙부분의 맨홀 뚜껑 하면에 작용하는 인장응력(ft)이 UHPC의 설계인장강도 fa를 초과하게 될 수 있다. 이와 같이 인장응력(ft)이 UHPC의 설계인장강도 fa를 초과하게 되면, 결국 균열이 발생하게 되고, 심한 경우 파괴까지 야기될 수 있다.

본 발명에서는 이러한 것을 방지할 수 있도록, UHPC로 원판 형상의 맨홀 뚜껑(1)을 제작하되, 인장응력이 가장 크게 작용하는 중앙 부분의 하면에 원판형의 인장저항 강재(2)가 일체로 구비된다.

도 2에는 본 발명에 따른 맨홀 뚜껑(1)의 개략적인 투시 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 따른 맨홀 뚜껑(1)의 단면구조를 보여주는 도 2의 선A-A에 따른 단면도가 도시되어 있다.

도면에 도시된 것처럼 본 발명에 따른 맨홀 뚜껑(1)은, 원판 형상을 가지도록 UHPC로 제작된 본체(11)와, 상기 본체(11)의 중앙부 하면에 배치되어 본체(11)와 일체를 이루는 원판형 인장저항 강재(2)로 구성된다.

구체적으로 상기 본체(11)는 원형의 상,하면과 수직 측면을 가지는 원형 판부재 (원판 형상)로 이루어지는데, 상기 본체(11)는 두께가 중앙부에서 가장자리로 갈수록 점점 두꺼워져서 하면의 중앙 부분이 상부로 굴곡되어 솟아 있는 형상을 가지는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 굴곡되어 솟아 있는 중앙부에는 원판형 인장저항 강재(2)에 배치된다. 상기 원판형 인장저항 강재(2)의 상면에는 본체(11)와의 일체 결합을 위해 본체(11)에 매립되어 앵커 기능을 발휘하는 돌출부(21)가 일체로 구비되어 있다.

상기 인장저항 강재(2)는 UHPC를 타설하여 본체(11)를 형성할 때, 상기 본체(11)와 일체화된다. 즉, 본체(11)의 중앙부에서는 인장저항 강재(2)의 하면이 외부로 노출되는 형태로 인장저항 강재(2)가 본체(11)의 중앙부에 위치하여 본체(11)와 일체를 이루게 되는 것이다. 이 때, 인장저항 강재(2)의 상면에 구비된 상기 돌출부(21)는 본체(11)에 매립되어 앵커 기능을 발휘함으로써 본체(11)와 인장저항 강재(2)의 접합 강도를 증진시키게 된다.

또한 도면에 예시된 것처럼, 인장저항 강재(2)의 측면에도 본체(11)의 UHPC와의 일체 합성을 위한 돌기가 형성될 수 있다. 도면에 도시된 실시예에서는 인장저항 강재(2)의 측면이 톱니 형태로 되어 있으나, 상기한 돌출부처럼 스터드와 같은 돌출된 부재가 인장저항 강재(2)의 측면에 구비되어 본체(11)에 매립되어 앵커 기능을 발휘함으로써, 인장저항 강재(2)가 UHPC로 이루어진 본체(11)와 일체로 합성되도록 할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 맨홀 뚜껑(1)은, 인장강도 약하여 하중(w)에 의한 인장파괴 우려가 있는 본체(11)의 중앙부에서 하부에 인강강도가 큰 인장저항 강재(2)가 일체로 매립되어 구비되어 있으므로, UHPC의 설계인장강도 fa를 초과하는 인장응력(ft)이 작용하여도 균열 발생이나 파괴가 전혀 일어나지 않게 되는 효과가 발휘된다.

한편, 본 발명에서 상기 맨홀 뚜껑(1)의 본체(11)는, 시멘트, 실리카흄, 잔골재, 충전재, 감수제, 섬유 및 배합수로 이루어지고, 굵은 골재는 포함하지 아니하며, 150MPa 이상의 압축강도를 가지는 UHPC로 이루어져 있다.

필요에 따라서는 본 발명의 맨홀 뚜껑(1)의 제작에 사용되는 UHPC에 공기량 조절제가 포함될 수도 있다. 상기 섬유로는 고탄성 섬유가 바람직한데, 강섬유, PVA섬유, 폴리에틸렌섬유, 폴리프로필렌섬유, 아크릴 섬유, 아라미드 섬유, 탄소섬유로 이루어진 군에서 선택되는 한 가지 또는 복수 종류의 섬유가 사용될 수 있다.

특히, 본 발명에 있어서, 맨홀 뚜껑(1)의 제작에 사용되는 UHPC는 시멘트의 중량을 100중량부라고 할 때 실리카흄 25중량부, 잔골재 110중량부, 충전재 30중량부, 감수제 1.6중량부를 포함하며, 배합수와 결합재의 비율(W/B)은 0.2이고, 섬유는 콘크리트 체적의 2%로 함유되는 조성을 가지는 것이 바람직하다. 필요에 따라서는 팽창제, 수축저감재, 공기량 조절제 등이 더 포함될 수도 있다.

위와 같은 UHPC는 150MPa 이상의 압축강도를 가지고 있으며, 내구성이 좋으며 경제성이 우수하므로, 이러한 UHPC를 이용한 본 발명의 맨홀 뚜껑(1)은 종래의 강재로 이루어진 맨홀 뚜껑에 비하여, 제작 단가가 저렴하면서도 내부식성 및 내구성이 우수하여 교체 시기를 늘릴 수 있게 된다.

본 발명에 의하면 맨홀 뚜껑(1)이 콘크리트로 제작되므로, 차량이 통행하면서 발생하는 충격으로 인한 소음을 줄일 수 있으며, 도난의 발생 우려도 없다는 장점이 있다.

필요에 따라서는 본체(11)의 상면에 글씨 등을 새길 수도 있으며, 맨홀 뚜껑을 들어올리기에 용이하도록 본체(11)에 관통하여 손잡이 부재를 설치할 수도 있다.

도 1은 인장강도에 대한 보강없이 UHPC를 이용하여 원판형 맨홀 뚜껑을 제작했을 때의 단면과 중앙에서의 인장응력 작용상태를 보여주는 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 맨홀 뚜껑의 개략적인 투시 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 맨홀 뚜껑의 단면구조를 보여주는 도 2의 선A-A에 따른 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 맨홀 뚜껑

2 : 인장저항 강재

11 : 본체

Claims (3)

1. 원판 형상을 가지며 두께가 중앙부에서 가장자리로 갈수록 점점 두꺼워져서 하면의 중앙 부분이 상부로 굴곡되어 솟아 있는 형상을 가지도록 UHPC로 제작된 본체(11)로 이루어지고;

   상기 굴곡되어 솟아 있는 중앙부의 하면에는, 상면에는 본체(11)와의 일체 결합을 위해 본체(11)에 매립되어 앵커 기능을 발휘하는 돌출부(21)가 일체로 구비되어 있고 측면에는 본체(11)에 매립되어 일체로 합성될 수 있도록 하는 톱니 형태의 돌기가 형성되어 있는 구성의 원판형 인장저항 강재(2)가 배치되어, UHPC를 타설할 때 상기 인장저항 강재(2)의 측면과 상면이 본체(11)에 일체로 매립되어 상기 인장저항 강재(2)의 하면이 맨홀 뚜껑의 아래에서 외부로 노출된 상태로 구비되어 있으며;

   상기 UHPC는, 시멘트, 실리카흄, 잔골재, 충전재, 감수제, 섬유 및 배합수로 이루어지되, 시멘트의 중량을 100중량부라고 할 때 실리카흄 25중량부, 잔골재 110중량부, 충전재 30중량부,및 감수제 1.6중량부를 포함하며, 배합수와 결합재의 비율(W/B)은 0.2이고, 섬유는 콘크리트 체적의 2%로 함유되는 조성을 가지고 있어 굵은 골재는 포함하지 아니하며 150MPa 이상의 압축강도를 가지는 UHPC인 것을 특징으로 하는 콘크리트 맨홀 뚜껑.
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