KR101167183B1

KR101167183B1 - 파형강판 구조물

Info

Publication number: KR101167183B1
Application number: KR1020100013002A
Authority: KR
Inventors: 이희춘
Original assignee: (주)대성
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2012-07-24
Also published as: KR20110093140A

Abstract

본 발명은 파형강판 구조물에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 일측의 기초부 상부에 아치파형강판의 일측 하부가 결합되어지며, 타측의 기초부 상부에 아치파형강판의 타측 하부가 결합되어지게 구성된 파형강판 구조물에 있어서, 상기 기초부의 상부에 길이방향을 갖는 홈부를 형성하여 상부가 개방된 가이드찬넬이 삽입되게 결합되어지고, 상기 아치파형강판의 외부에 아치방향으로 형성된 골아치에 보강아치부재의 내측이 맞대어지게 다수개의 고정브라켓에 의하여 결합되어지되, 상기 보강아치부재의 양측 하부가 각각 가이드찬넬에 삽입 고정되어짐을 특징으로 한다.

Description

파형강판 구조물{CORRUGATED STEEL PLATE STRUCTURES}

본 발명은 파형강판 구조물에 관한 것으로서, 특히 연성구조인 파형강판 구조물은 아치구조로 구조적 안전성이 우수하나 공사중 뒷채움 과정에서 토압의 비대칭현상과 과대하중의 변화에 대응하기 위한 강성을 확보하여 안전한 구조물을 얻을 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 파형강판 구조물은 얇은 평판형태의 강판에 파형의 단면을 갖도록 하여 강판 두께의 10~30배의 강성을 발휘할 수 있도록 증가시킨 것으로 각각의 파형강판은 볼트로 결합되어진다.

파형강판 구조물은 고속도로, 국도, 지방도, 군도, 임도를 횡단하는 지하통로 및 수로암거로 사용되며, 도로와 철도 같은 시설물에 의해 생태계의 단절이 예상되는 곳에 생태교량으로 사용되고, 최근에는 홍수시에 물을 가두어 갈수기에 사용할 수 있는 저류조와 하천을 횡단하여 배수기능을 처리하는 공사용 가도, 가교 공사에 사용된다.

파형강판 구조물이 지중 구조물로 사용되어질 경우, 지반과 파형강판의 합성작용에 의해 외부하중이 지지됨에 따라 하중으로서만 고려되던 지반이 파형강판과 협동작용으로 외부하중을 지지하게 된다.

도1은 파형강판 구조물(80)을 도시한 것으로 콘크리트가 길이방향으로 길게 타설되어진 받침부(81)(81')의 상부에 파형강판으로 이루어진 아치벽체(82)(82')의 양측 하단이 지지되게 결합되어지고, 상기 아치벽체(82)(82')의 상단에 아치루프체(83)(83')의 양측이 맞대어지게 결합되어 지상에 설치된 경우, 내부 공간을 창고의 용도로 활용할 수 있으며, 양측이 패쇄되어 지중에 설치된 경우, 저류조로 활용되어질 수 있고, 양측이 개방되어 지중에 설치된 경우, 지하통로, 수로암거 및 생태교량 등으로 활용되어질 수 있다.

그러나 이러한 구조를 갖는 파형강판 구조물은 아치루프체(83)(83')부분의 하중으로 인한 변형이 아치벽체(82)(82')의 상단 양측에 집중되어 과대응력 및 과대응력으로 인한 변형이 발생되는 문제점이 있었다. 즉, 아치벽체(82)(82')와 아치루프체(83)(83')가 맞대어지는 부분에 과대응력과 과대변형이 발생되는데도 파형강판이 전체적으로 동일한 강성으로 구성되어 저항 능력이 확보되지 못함에 따라 안전성에 문제가 발생되고, 이로 인해 파형강판 구조물이 붕괴되는 문제점이 있었다.

또한, 시공 중 응력 불균형에 의한 국부좌굴이 발생되는 문제점이 있었고, 반복적인 활하중과 토사의 다짐 오류에 의한 붕괴가 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 아치파형루프체 부분의 하중으로 인한 변형이 보강아치부재에 의하여 아치파형벽체의 상단 양측에 집중되는 것을 방지하여 과대응력 및 과대변형이 발생되는 것을 막을 수 있도록 하고, 아치파형벽체와 아치파형루프체가 맞대어지는 부분에 구조적 강성보강에 의한 저항 능력이 충분히 확보되어지도록 하여 안전성을 높일 수 있도록 하고, 아울러 이를 통해 파형강판 구조물이 붕괴되는 것을 막을 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 일측의 기초부(10) 상부에 아치파형강판(20)의 일측 하부가 결합되어지며, 타측의 기초부(10') 상부에 아치파형강판(20)의 타측 하부가 결합되어지게 구성된 파형강판 구조물(A)에 있어서, 상기 기초부(10)(10')의 상부에 길이방향을 갖는 홈부(101)(101')를 형성하여 상부가 개방된 가이드찬넬(11)(11')이 삽입되게 결합되어지고, 상기 아치파형강판(20)의 외부에 아치방향으로 형성된 골아치(201)에 보강아치부재(30)가 구비되어 다수개의 고정브라켓(40)에 의하여 결합되어지되, 상기 보강아치부재(30)의 내부에는 충진재(C)가 충진 및 경화되어지고 상기 보강아치부재(30)의 양측 하부가 각각 가이드찬넬(11)(11')에 삽입 고정되어짐을 특징으로 한다.

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그리고 상기 아치파형강판(20)은 기초부(10)(10')의 상부로 결합된 가이드찬넬(11)(11')에 하부가 각각 결합되어지는 아치파형벽체(21)와, 상기 아치파형벽체(21)의 상부에 맞대어지게 결합되는 아치파형루프체(22)로 구성되고, 상기 고정브라켓(40)은 내부가 비어 있으며, 상부로 볼록한 형태를 갖는 고정편(401) 하부 양측에 관통홀(403)이 형성된 플랜지(402)가 외측방향으로 절곡되게 일체로 형성되어짐을 특징으로 한다.

본 발명은 보강아치부재를 이용하여 아치파형루프체의 하중으로 인한 변형이 아치파형벽체의 양측 상단에 집중되어지는 것을 방지함으로써, 구조적 강성을 증진시켜 충분한 저항 능력이 확보되어질 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 과대응력으로 인한 과대변형이 발생되는 것을 방지하여 예상치 않게 사용중 발생되는 하중증가에 대한 안전성을 증대시키고 변형을 방지할 수 있어서 수명을 연장시킨 효과를 얻을 수 있다.

또한, 보강아치부재의 내부가 충전재에 의하여 충전되어지도록 함으로써, 보강아치부재의 강도를 더 한층 높여 보강아치부재가 좌굴변형되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 시공 과정에서 별도의 장치를 사용하지 않고도 아치파형벽체와 아치파형루프체가 보강아치부재에 결합되어져 있음으로써, 변형을 방지함과 동시에 고공작업자의 안전장치 지지부를 제공하고 이동할 수 있어 고공작업자의 낙하로 인한 안전사고를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그리고 아치파형벽체와 아치파형루프체의 외부에 다수개의 보강아치부재가 일정한격으로 유지되게 결합됨으로써, 시공중 발생되는 파형강판의 2차적 변형제어, 파형강판의 시공오차조정, 비대칭 토압조건에서 발생되는 편토압에 의한 강성보강 등 경제성 및 시공성과 안전성을 효과적으로 향상시키며 주변환경과 조화를 이룰 수 있도록 한 효과를 더 얻을 수 있다.

도1은 종래 기술에 따른 파형강판 구조물의 사시도.
도2는 본 발명에 따른 파형강판 구조물의 사시도.
도3은 본 발명에 따른 파형강판 구조물의 분해 사시도.
도4는 본 발명에 따른 파형강판 구조물을 구성하는 보강아치부재와 고정브라켓을 분리하여 도시한 확대 사시도.
도5는 본 발명에 따른 파형강판 구조물의 종단면도.
도6은 본 발명에 따른 파형강판 구조물의 종단면도.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 파형강판 구조물(A)은 도2 내지 도6에 도시된 바와 같이, 일측의 기초부(10) 상부에 아치파형강판(20)의 일측 하부가 결합되어지며, 타측의 기초부(10') 상부에 아치파형강판(20)의 타측 하부가 결합되어지고, 상기 아치파형강판(20)의 외부에 보강아치부재(30)가 다수개의 고정브라켓(40)에 의하여 결합되어있다.

여기에서, 상기 기초부(10)(10')는 아치파형강판(20) 및 보강아치부재(30)에 하중을 지지하여 구조물이 전체적으로 안정되게 유지되어지도록 하는 기능을 갖는 것으로 구조물이 설치될 곳을 터파기하여 바닥이 평평하게 다짐질된 상부에 길이방향으로 거푸집과 철근이 배근되어진 상태에서 콘크리트를 타설하여 양생되어지도록 하고, 양생된 상부에는 길이방향으로 갖는 홈부(101)(101')가 형성되어지고, 상기 홈부(101)(101')에는 상부가 개방된 형태를 갖는 가이드찬넬(11)(11')이 삽입되어질 수 있게 형성되어 있다.

상기 가이드찬넬(11)(11')은 스틸판의 양측이 상부를 향하도록 절곡되어진 것으로 기초부(10)(10')의 상부에 형성된 각각의 홈부(101)(101')에 상기 아치파형강판(20) 및 보강아치부재(30)의 하부가 맞대어질 수 있게 구성되어 있다.

이러한 상기 가이드찬넬(11)(11')은 기초부(10)(10')의 상부에 홈부(101) (101')가 미리 형성되어지도록 한 후 홈부(101)(101')에 삽입되어질 수 있도록 할 수 있고, 기초부(10)(10')가 시공되어지는 과정에서 동시에 시공되어질 수 있게 할 수 있다.

상기 가이드찬넬(11)(11')은 중앙에 미도시한 관통홀을 형성하고, 홈부(101)(101')에 앵커볼트가 매립되어지도록 한 상태에서 관통홀에 앵커볼트가 관통되어 앵커너트로 결합되어지도록 하는 것이 바람직하다.

상기 아치파형강판(20)은 평판형태를 갖는 강판을 프레스를 이용하여 파형의 단면과 곡률을 갖도록 강성을 높인 것으로 기초부(10)(10')의 상부로 삽입 고정된 가이드찬넬(11)(11')에 하부가 각각 결합되어지는 아치파형벽체(21)와, 상기 아치파형벽체(21)의 상부에 맞대어지게 볼트 결합되어 파형강판 구조물의 상부를 구성하는 아치파형루프체(22)로 구성되어 있다.

상기 아치파형강판(20)의 외부에는 아치방향으로 골아치(201)를 형성하여 보강아치부재(30)의 내측이 맞대어지게 다수개의 고정브라켓(40)에 의하여 결합되어있다. 즉, 상기 골아치(201)는 아치파형강판(20)을 구성하는 각각의 아치파형벽체(21)와 아치파형루프체(22)에 골의 중심이 일치되어지게 형성되어 있다. 상기 아치파형벽체(21)와 아치파형루프체(22)는 각각 가장자리가 서로 맞대어져 볼트(B)와 너트(N)로 결합되어질 수 있게 형성되어 있다.

상기 보강아치부재(30)는 파형강판으로 이루어진 아치파형강판(20)의 변형을 방지할 수 있도록 1차적으로 강성을 보강하는 기능을 갖는 것으로 상기 보강아치부재(30)는 아치파형벽체(21)와 아치파형루프체(22)에 맞대어지도록 하기 위해 동일한 곡률을 갖도록 형성되어지며, 속이 비어 있는 파이프(301)로 구성되어있다. 이러한 파이프(301)은

,

중 어느 하나의 형태를 갖도록 하는 것이 바람직하며,특히, 강파이프, 플라스틱파이프, 알루미늄파이프 및 주철파이프 중 어느 하나의 형태를 갖도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 파이프(301)는 일측 단부의 단면적에 비하여 타측 단부의 단면적이 넓게 길이방향으로 연장되어지게 형성된 파이프소켓부(302)가 형성되어 상기 보강아치부재(301)가 아치방향으로 반복되게 결합되어지도록 구성되어 있다.

상기 파이프(310)는 내부에 충전재(C)가 충전 및 경화되어 강도를 더 한층 높일 수 있게 된다.

상기 고정브라켓(40)은 아치파형강판(20)을 구성하는 아치파형벽체(21)와 아치파형루프체(22)에 형성된 골아치(201)로부터 보강아치부재(30)가 분리되는 것을 방지하는 기능을 갖는 것으로 보강아치부재(30)의 외측을 감쌀 수 있게 내부가 비어 있으며, 상부로 볼록한 형태를 갖는 고정편(401)의 하부 양측에 관통홀(403)이 형성된 플랜지(402)가 외측방향으로 절곡되게 일체로 형성되어있다.

이와 같은 파형강판 구조물(A)은 구조물이 설치될 곳을 터파기하여 바닥이 평평하게 다짐질 된 상부에 거푸집과 철근이 배근되어진 상태에서 콘크리트를 타설하여 홈부(101)(101')를 갖는 기초부(10)(10')가 길이방향으로 길게 시공되어지도록 한다.

다음, 기초부(10)(10')의 상부에 형성된 홈부(101)(101')에 가이드찬넬(11)(11')이 각각 삽입되어 결합되어지도록 한 후 가이드찬넬(11)(11')의 상부에 아치파형강판(20)을 구성하는 아치파형벽체(21)의 하부가 결합되어지도록 한다.

다음, 아치파형벽체(21)의 상부에 아치파형루프체(22)의 하단이 맞대어져 볼트와 너트로 결합되어지는 것을 반복하여 기초부(10)(10')의 상부에 아치형태를 갖는 아치파형강판(20)이 결합되어지도록 한다.

다음, 아치파형강판(20)에 형성된 골아치(201)에 보강아치부재(30)를 구성하는 파이프(301)가 맞대어지도록 한다. 이때 파이프(301)의 타측에 형성된 소켓부(302)에 다른 파이프(301)의 일측이 삽입되어지는 것을 반복하여 아치파형강판(20)의 외부에 보강아치부재(30)가 맞대어지게 된다. 이 과정에서 현장 여건에 따라 파이프(301)는 속이 비어있거나 충전되어진 것을 모두 사용하거나 어느 하나만을 현장에서 선택적으로 사용할 수 도 있다.

다음, 보강아치부재(30)를 구성하는 파이프(301)가 골아치(201)에 맞대어진 상태에서 고정브라켓(40)에 형성된 고정편(401)이 파이프(301)를 감싸도록 맞대어지게 한 후 플랜지(402)에 형성된 관통홀(403)을 통해 볼트(B)가 아치파형벽체(21) 또는 아치파형루프체(22)를 관통하여 너트(N)로 조이는 것을 반복하여 모든 골아치(201)에 파이프(301)가 맞대어지게 고정되는 것으로 파형강판 구조물을 얻을 수 있게 된다.

본 발명에서는 아치파형강판(20)의 외부에 보강아치부재(30)가 고정브라켓(40)에 의하여 결합되어지도록 하였으나, 이러한 구성이 이외에 고정브라켓(40)에 각각 와이어 또는 케이블이 인장되게 결합되어지도록 할 경우, 경제적이면서 아치파형강판(20)의 강성을 더 증가시킬 수 있다.

A:파형강판 구조물 10,10'::기초부
11,11':가이드찬넬 20:아치파형강판
30:보강아치부재 40:고정브라켓
101,101':홈부 201:골아치

Claims

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일측의 기초부(10) 상부에 아치파형강판(20)의 일측 하부가 결합되어지며, 타측의 기초부(10') 상부에 아치파형강판(20)의 타측 하부가 결합되어지게 구성된 파형강판 구조물(A)에 있어서,
상기 기초부(10)(10')의 상부에 길이방향을 갖는 홈부(101)(101')를 형성하여 상부가 개방된 가이드찬넬(11)(11')이 삽입되게 결합되어지고, 상기 아치파형강판(20)의 외부에 아치방향으로 형성된 골아치(201)에 보강아치부재(30)가 구비되어 다수개의 고정브라켓(40)에 의하여 결합되어지되, 상기 보강아치부재(30)의 내부에는 충진재(C)가 충진 및 경화되어지고 상기 보강아치부재(30)의 양측 하부가 각각 가이드찬넬(11)(11')에 삽입 고정되어짐을 특징으로 하는 파형강판 구조물.
제4항에 있어서,
상기 아치파형강판(20)은 기초부(10)(10')의 상부로 결합된 가이드찬넬(11)(11')에 하부가 각각 결합되어지는 아치파형벽체(21)와, 상기 아치파형벽체(21)의 상부에 맞대어지게 결합되는 아치파형루프체(22)로 구성되고, 상기 고정브라켓(40)은 내부가 비어 있으며, 상부로 볼록한 형태를 갖는 고정편(401) 하부 양측에 관통홀(403)이 형성된 플랜지(402)가 외측방향으로 절곡되게 일체로 형성되어짐을 특징으로 하는 파형강판 구조물.