KR101255027B1 - 프리캐스트 라멘형 암거박스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프리캐스트 라멘형 암거박스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공장에서 미리 제작된 한 쌍의 "ㄷ"자형 벽체부, 상부판 및 하부판 등의 프리캐스트 부재를 이용하여 현장에서 간단한 조립만으로 시공할 수 있어 시공성이 우수하고, 조립시 강연선에 의한 장지간 긴장력(프리스트레스)을 도입하여 결합력을 높일 수 있으며, 특히 한 쌍의 벽체부, 상부판 및 하부판의 결합부위를 정모멘트 구간과 부모멘트 구간이 교차되는 지점에 형성하여 외부 하중에 의해 작용하는 휨모멘트로부터 안정적인 구조물을 형성하는 동시에, 상기 결합부위에 보강 부재를 구비하여 라멘형 암거박스의 사용 중 강연선의 긴장력이 소실되어 강연선이 제 역할을 하지 못하는 경우에도, 보강부재가 한 쌍의 벽체부, 상부판 및 하부판의 결합부위를 강결함으로써, 결합부위를 보호하여 구조적 안전성을 더욱 향상시킬 수 있는 프리캐스트 라멘형 암거박스에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 프리캐스트 라멘형 암거박스에 있어서, 지면에 대해 수직하게 배치되는 측판과, 상기 측판의 상단 및 하단으로부터 각각 수평방향으로 평행하게 연장 형성되는 상부 및 하부 돌출재로 구성되어, "ㄷ"자 형상의 단면을 가지며 형성되되, 한 쌍으로 구비되어 상기 상부 및 하부 돌출재가 연장된 쪽으로 상호 대향하게 이격 배치되는 한 쌍의 벽체부와; 판체의 양단부가 상기 한 쌍의 벽체부에서 상호 마주보게 배치되는 상부 돌출재의 각 단부에 결합되는 상부판과; 판체의 양단부가 상기 한 쌍의 벽체부에서 상호 마주보게 배치되는 하부 돌출재의 각 단부에 결합되는 하부판과; 상기 한 쌍의 벽체부의 상·하부 우각부 외측 모서리 부분에 각각 구비되는 정착장치와; 상기 한 쌍의 벽체부의 상부 돌출재 및 상부판을 관통하여 상기 한 쌍의 벽체부의 상부 우각부 외측 모서리 부분에 각각 구비된 정착장치에 정착되며, 상기 한 쌍의 벽체부의 하부 돌출재 및 하부판을 관통하여 상기 한 쌍의 벽체부의 하부 우각부 외측 모서리 부분에 각각 구비된 정착장치에 정착되는 강연선;을 포함하여 구성되고, 상기 상부 돌출재와 상부판의 결합부위 및 상기 하부 돌출재와 하부판의 결합부위는 상기 암거박스에 작용하는 정모멘트 구간과 부모멘트 구간이 교차되는 지점에 형성되며, 상기 상부 돌출재와 상부판의 결합부위 및 상기 하부 돌출재와 하부판의 결합부위에는, 상기 강연선을 지지하며 상기 결합부위를 보강하는 보강부재가 구비되되, 상기 보강부재는, 상기 강연선이 통과하는 방향을 따라 일정 간격으로 다수개 배치되며, 강연선이 통과하는 강선 지지공이 형성되는 복수의 지지판과; 상기 복수의 지지판 사이에 상부가 개방된 수용부를 형성하도록 상기 복수의 지지판의 양측부 및 하부에 각각 결합되는 복수의 보조 지지판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

프리캐스트 라멘형 암거박스{Precast rahmen type box culvert}
본 발명은 프리캐스트 라멘형 암거박스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공장에서 미리 제작된 한 쌍의 "ㄷ"자형 벽체부, 상부판 및 하부판 등의 프리캐스트 부재를 이용하여 현장에서 간단한 조립만으로 시공할 수 있어 시공성이 우수하고, 조립시 강연선에 의한 장지간 긴장력(프리스트레스)을 도입하여 결합력을 높일 수 있으며, 특히 한 쌍의 벽체부, 상부판 및 하부판의 결합부위를 정모멘트 구간과 부모멘트 구간이 교차되는 지점에 형성하여 외부 하중에 의해 작용하는 휨모멘트로부터 안정적인 구조물을 형성하는 동시에, 상기 결합부위에 보강 부재를 구비하여 라멘형 암거박스의 사용 중 강연선의 긴장력이 소실되어 강연선이 제 역할을 하지 못하는 경우에도, 보강부재가 한 쌍의 벽체부, 상부판 및 하부판의 결합부위를 강결함으로써, 결합부위를 보호하여 구조적 안전성을 더욱 향상시킬 수 있는 프리캐스트 라멘형 암거박스에 관한 것이다.
일반적으로 라멘구조물은 슬래브와 기둥을 강절(rigid joint)함으로써 구조물 전체의 강성을 높임과 동시에 지간 내에 발생되는 휨모멘트 중에 정모멘트는 상부의 슬래부가 부담하고 부모멘트는 기둥이 부담하게 하는 구조물이다.
도 1은 이음새 없이 일체로 형성된 라멘형 암거박스의 모멘트도를 보여주는 도면으로서, 통상적으로 일체로 형성된 라멘형 암거박스는 구조물 상부의 상재하중(차량, 토사 등)이 상부 슬래브에 작용하여, 상기 하중이 상부 슬래브 양단부의 우각부를 통해 벽체에 전달되고 하부 슬래브를 통해 지지기반에 전달되는 구조로서, 가장 큰 작용력인 부모멘트가 벽체 양단부의 우각부에 작용하게 되어 안정적인 구조물을 형성하게 된다.
이때, 이와 같은 라멘구조를 프리캐스트 부재를 이용한 조립형 암거박스에 적용하는 경우, 슬래브와 벽체가 연결되는 우각부에서 외부하중에 의한 휨모멘트가 크게 발생하게 되어 프리캐스트 공법에서는 슬래브와 벽체가 연결되는 우각부의 연결방법과 시공방법이 가장 중요한 요인이 되고 있다.
이러한 라멘구조물은 받침이 필요 없고 슬래브와 기둥 사이에 신축이음이 설치되지 않아 별도의 유지관리비용이 발생하지 않는 등 사용성이 매우 뛰어나 최근에는 지하에 매설되는 암거박스에도 라멘구조를 적용하여 구조물의 안전성을 높이고 있으며, 이러한 기술의 한 예가 한국 등록특허 10-0993777의 "프리캐스트 세그먼트를 이용한 라멘 구조물 시공방법"(이하, 종래기술1)과 한국 공개특허 10-2011-0008750 "사변분리형 암거"(이하, 종래기술 2)에 제시되어 있다.
상기 종래기술 1의 라멘형 암거는 현장에서 간편하게 운반하여 시공할 수 있도록 슬래브와 벽체를 프리캐스트 제품으로 제작하여, 현장에서 시공한 후, 접합되는 구간에 이음 철근을 배치하고 거푸집 역할을 하는 판형의 슬래브를 통해 우각부의 접합구간에 현장타설 콘크리트 공법을 사용하여 조립 형성하고 있으며, 상기 종래기술 2의 라멘형 암거 또한 상부슬라브와 벽체 구조물 사이에 일정부분의 공동구간을 두어 철근을 배치하고 현장타설 콘크리트 공법을 사용하여 조립 형성하는 방식을 사용하고 있다.
그러나, 상기의 종래기술 1 및 2에서와 같이, 상부 슬래브와 우각부의 접합구간에 콘크리트를 타설하여 조립 형성하는 종래의 프리캐스트 라멘형 암거박스는, 도 2에 나타난 모멘트도에 도시된 바와 같이, 벽체 우각부의 단면이 단절되어 있어 상부 슬래브와 벽체 상측단 우각부의 부모멘트가 작게 형성되며, 하부 슬래브와 벽체 하측단 우각부의 부모멘트가 크게 형성되어, 구조물의 상부 슬래브에 작용하는 상재하중이 우각부를 통해 벽체에 일부 하중만이 전달되므로 하부 슬래브를 통해 지지기반에 하중을 전달하는 일체화된 구조물로 보기에는 어려움이 있으며, 이에 따라 불안정한 구조물을 형성하게 되는 단점이 있다.
이에 따라, 상기의 종래기술 1 및 2의 프리캐스트 라멘형 암거박스는 상부 슬래브와 벽체의 내부에 강연선을 설치하여 프리스트레스를 도입함으로써 외부 응력에 대한 저항력을 높이고 있으나, 라멘형 암거박스의 사용 중에 강연선의 긴장력(프리스트레스)이 소실되어 강연선이 제 역할을 하지 못하는 경우, 상부 슬래브에 지속적으로 작용하는 상재하중에 의해 상부 슬래브와 벽체부의 결합부위가 파손되는 현상이 발생할 수 있다.
또한, 상기의 종래기술 1 및 2는 라멘형 암거박스의 시공에 있어, 상부 슬래브와 벽체의 내부에 강연선을 설치하는 과정에서 강연선에 긴장력을 도입할 시, 강연선의 긴장력에 의해 벽체와 결합된 상부슬래브 또는 하부슬래브가 상부로 솟아오르려는 힘이 발생하게 되는데, 이때 강연선이 통과하는 쉬스관이 이탈되거나 훼손되는 현상이 발생할 수 있으며, 이에 따라 벽체부, 상부판 및 하부판의 결합부위가 깨지는 현상을 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공장에서 미리 제작된 한 쌍의 "ㄷ"자형 벽체부, 상부판 및 하부판 등의 프리캐스트 부재를 이용하여 현장에서 간단한 조립만으로 시공할 수 있어 시공성이 우수하고, 조립시 강연선에 의한 장지간 긴장력(프리스트레스)을 도입하여 결합력을 높일 수 있으며, 특히 한 쌍의 벽체부, 상부판 및 하부판의 결합부위를 정모멘트 구간과 부모멘트 구간이 교차되는 지점에 형성하여 외부 하중에 의해 작용하는 휨모멘트로부터 안정적인 구조물을 형성하는 동시에, 상기 결합부위에 보강 부재를 구비하여 라멘형 암거박스의 사용 중 강연선의 긴장력이 소실되어 강연선이 제 역할을 하지 못하는 경우에도, 보강부재가 한 쌍의 벽체부, 상부판 및 하부판의 결합부위를 강결함으로써, 결합부위를 보호하여 구조적 안전성을 더욱 향상시킬 수 있는 프리캐스트 라멘형 암거박스를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프리캐스트 라멘형 암거박스에 있어서, 지면에 대해 수직하게 배치되는 측판과, 상기 측판의 상단 및 하단으로부터 각각 수평방향으로 평행하게 연장 형성되는 상부 및 하부 돌출재로 구성되어, "ㄷ"자 형상의 단면을 가지며 형성되되, 한 쌍으로 구비되어 상기 상부 및 하부 돌출재가 연장된 쪽으로 상호 대향하게 이격 배치되는 한 쌍의 벽체부와; 판체의 양단부가 상기 한 쌍의 벽체부에서 상호 마주보게 배치되는 상부 돌출재의 각 단부에 결합되는 상부판과; 판체의 양단부가 상기 한 쌍의 벽체부에서 상호 마주보게 배치되는 하부 돌출재의 각 단부에 결합되는 하부판과; 상기 한 쌍의 벽체부의 상·하부 우각부 외측 모서리 부분에 각각 구비되는 정착장치와; 상기 한 쌍의 벽체부의 상부 돌출재 및 상부판을 관통하여 상기 한 쌍의 벽체부의 상부 우각부 외측 모서리 부분에 각각 구비된 정착장치에 정착되며, 상기 한 쌍의 벽체부의 하부 돌출재 및 하부판을 관통하여 상기 한 쌍의 벽체부의 하부 우각부 외측 모서리 부분에 각각 구비된 정착장치에 정착되는 강연선;을 포함하여 구성되고, 상기 상부 돌출재와 상부판의 결합부위 및 상기 하부 돌출재와 하부판의 결합부위는 상기 암거박스에 작용하는 정모멘트 구간과 부모멘트 구간이 교차되는 지점에 형성되며, 상기 상부 돌출재와 상부판의 결합부위 및 상기 하부 돌출재와 하부판의 결합부위에는, 상기 강연선을 지지하며 상기 결합부위를 보강하는 보강부재가 구비되되, 상기 보강부재는, 상기 강연선이 통과하는 방향을 따라 일정 간격으로 다수개 배치되며, 강연선이 통과하는 강선 지지공이 형성되는 복수의 지지판과; 상기 복수의 지지판 사이에 상부가 개방된 수용부를 형성하도록 상기 복수의 지지판의 양측부 및 하부에 각각 결합되는 복수의 보조 지지판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 프리캐스트 라멘형 암거박스는 별도의 현장타설 콘크리트 공정 없이 공장에서 미리 제작된 한 쌍의 "ㄷ"자형 벽체부, 상부판 및 하부판을 이용하여 현장에서 간단한 조립만으로 시공할 수 있어 시공이 간편하고 경제적인 효과가 있다.
또한, 한 쌍의 벽체부, 상부판 및 하부판의 결합부위를 라멘형 암거박스에서 정모멘트 구간과 부모멘트 구간이 교차되는 지점에 형성함으로써, 상부판에 전달되는 외부 하중을 직사각형의 전체 단면에서 균등한 응력으로 발생하게 하여 안정적인 구조물을 형성할 수 있도록 하는 효과가 있다.
더불어, 한 쌍의 벽체부, 상부판 및 하부판의 결합부위에 보강부재를 구비하여, 라멘형 암거박스의 사용 중에 강연선의 긴장력이 소실되어 강연선이 제 역할을 하지 못하는 경우에도, 보강부재가 한 쌍의 벽체부, 상부판 및 하부판의 결합부위를 강결함으로써, 결합부위를 보호하며 한 쌍의 벽체부, 상부판 및 하부판 간의 결합성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 라멘형 암거박스에 접속슬래브를 일체로 구비하여 시공할 수 있어, 라멘형 암거박스 및 접속슬래브의 상면에 도로 포장면을 형성하는 경우, 접속슬래브 하부의 지반이 침하되는 현상이 발생하더라도, 도로 포장면을 균열을 방지할 수 있으며, 이에 따라 차량의 주행성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 라멘형 암거박스의 하부측에는 부상방지블럭을 구비하여, 홍수위가 상승하는 경우에도 물의 양압력에 의해 암거박스가 부상되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일체로 형성된 라멘형 암거박스의 모멘트도를 보여주는 도면
도 2는 종래기술에 따른 라멘형 암거박스의 모멘트도를 보여주는 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 라멘형 암거박스의 구성을 보여주는 분리 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 라멘형 암거박스의 구성을 보여주는 결합 사시도
도 5는 도 4의 내부 구조를 보여주는 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 라멘형 암거박스에 작용하는 모멘트를 보여주는 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 라멘형 암거박스에 구비되는 보강부재를 보여주는 도면
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 라멘형 암거박스에 접속슬래브가 일체로 구비된 상태를 보여주는 도면
도 9는 도 8의 내부 구조를 보여주는 단면도
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 라멘형 암거박스에 부상방지블럭이 일체로 구비된 상태를 보여주는 도면
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터록킹 전단키 및 전단소켓홈이 형성된 프리캐스트 라멘형 암거박스를 보여주는 정면도 및 측면도
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 라멘형 암거박스의 구성을 보여주는 분리 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 라멘형 암거박스의 구성을 보여주는 결합 사시도이며, 도 5는 도 4의 내부 구조를 보여주는 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 라멘형 암거박스에 작용하는 모멘트를 보여주는 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 라멘형 암거박스는, 지면에 대해 수직하게 배치되는 측판(111)과, 상기 측판(111)의 상단 및 하단으로부터 각각 수평방향으로 평행하게 연장 형성되는 상부 및 하부 돌출재(112,114)로 구성되어, "ㄷ"자 형상의 단면을 가지며 형성되되, 한 쌍으로 구비되어 상기 상부 및 하부 돌출재(112,114)가 연장된 쪽으로 상호 대향하게 이격 배치되는 한 쌍의 벽체부(110)와; 판체의 양단부가 한 쌍의 벽체부(110)에서 상호 마주보게 배치되는 상부 돌출재(112)의 각 단부에 결합되는 상부판(120)과; 판체의 양단부가 한 쌍의 벽체부(110)에서 상호 마주보게 배치되는 하부 돌출재(114)의 각 단부에 결합되는 하부판(130)과; 한 쌍의 벽체부(110)의 우각부에 각각 구비되는 정착장치(140)와; 한 쌍의 벽체부(110)의 상부 돌출재(112) 및 상부판(120)을 관통하여 한 쌍의 벽체부(110)의 상부측 우각부에 구비된 정착장치(140)에 정착되며, 한 쌍의 벽체부(110)의 하부 돌출재(114) 및 하부판(130)을 관통하여 한 쌍의 벽체부(110)의 하부측 우각부에 구비된 정착장치(140)에 정착되는 강연선(150)과; 한 쌍의 벽체부(110)의 상부 돌출재(112)와 상부판(120)의 결합부위 및 한 쌍의 벽체부(110)의 하부 돌출재(114)와 하부판(130)의 결합부위에 구비되어 상기 결합부위를 보강하는 보강부재(160)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 프리캐스트 라멘형 암거박스는 주로 교량용으로 설치되어 하천이 흐르는 관로를 형성하는 암거박스로서, 미리 제작된 한 쌍의 "ㄷ"자형 벽체부(110), 상부판(120) 및 하부판(130)을 이용하여 현장에서 간단한 조립만으로 시공할 수 있어 시공성이 우수하고, 조립시 강연선(150)에 의한 장지간 프리스트레스를 도입하여 결합력을 높일 수 있으며, 특히 벽체부(110)와 상부판(120)의 결합부위 및 벽체부(110)와 하부판(130)의 결합부위를 정모멘트 구간과 부모멘트 구간이 교차되는 지점에 형성하는 동시에, 상기 결합부위에 보강부재(160)를 구비하여 보강함으로써, 종래의 라멘형 암거박스에 비해 구조적 안정성을 더욱 증대시키고 있다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 상기와 같이 구성된 프리캐스트 라멘형 암거박스의 구성을 상세하게 설명하면, 벽체부(110)는 일정 두께를 갖는 판체로 형성되어 지면에 대해 수직하게 배치되는 측판(111)과, 측판(111)의 상,하단으로부터 각각 수평방향으로 평행하게 연장 형성되는 상부 및 하부 돌출재(112,114)로 구성되어, 전체적으로 "ㄷ"자 형상의 단면을 가지며 형성된다.
이때, "ㄷ"자 형상의 벽체부(110)에서 내측 모서리 부분은 직각으로 형성되지 않고 테이퍼 또는 라운드 처리하여 형성됨으로써, 측판(111)과 상부 돌출재(112) 및 하부 돌출재(114)의 연결부위를 더욱 견고하게 할 수 있다.
또한, 벽체부(110)의 내부에는 강연선(150) 설치를 위한 쉬스관(S)이 구비되는데, 쉬스관(S)은 벽체부(110)의 상부측 우각부(벽체부의 외측 상부 모서리 부분)로부터 상부 돌출재(112)의 끝단으로 관통하여 구비되고, 벽체부(110)의 하부측 우각부(벽체부의 외측 하부 모서리 부분)로부터 하부 돌출재(114)의 끝단으로 관통하여 구비된다.
더불어, 벽체부(110)에 형성된 상부 돌출재(112) 및 하부 돌출재(114)의 단부에는 후술되는 상부판(120) 및 하부판(130)과의 결합력을 높이기 위한 결합턱(113,115)이 형성된다.
이와 같은 벽체부(110)는 조립 완료시 직사각형 형상으로 형성되는 라멘형 암거박스를 구성하기 위해 한 쌍으로 구비되며, 상호 일정간격 이격되어 상부 및 하부 돌출재(112,114)가 연장된 쪽으로 대향하게 배치된다.
상부판(120)은 벽체부(110)의 상부 돌출재(112)와 동일한 두께로 형성되어, 한 쌍의 벽체부(110)에서 상호 대향하게 배치되는 한 쌍의 상부 돌출재(112) 사이를 연결하도록 결합된다.
즉, 상부판(120)의 양단부에는 벽체부(110)의 상부 돌출재(112)에 형성된 결합턱(113)과 대응되는 결합턱(121)이 형성되어 있어, 상부판(120)을 한 쌍의 벽체부(110)의 상부 돌출재(112) 사이에 결합할 시, 결합턱(113,121)에 의해 상기 상부 돌출재(112)와 상부판(120)이 상호 맞물리게 결합된다.
여기서, 상부판(120)의 결합턱(121) 및 상부 돌출재(112)의 결합턱(113)의 형상은 상호 맞물릴 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상부판(120)의 양단부에 각각 형성되는 결합턱(121)은 단부의 하면 일부가 절단되어 형성되고, 벽체부(110)의 상부 돌출재(112)에 형성된 결합턱(113)은 단부의 상면 일부가 절단되어 형성되어, 한 쌍의 벽체부(110)에 각각 형성된 상부 돌출재(112)의 결합턱(113)에 상부판(120)의 결합턱(121)이 안착되어 맞물려 결합됨으로써, 한 쌍의 벽체부(110)에 안정적으로 상부판(120)을 결합시킬 수 있게 된다.
또한, 상부판(120)의 내부에도 강연선(150) 설치를 위한 쉬스관(S)이 구비되는데, 상술한 벽체부(110)의 상부 돌출재(112)를 관통하는 쉬스관(S)과 연통하도록 구비된다.
하부판(130)은 벽체부(110)의 하부 돌출재(114)와 동일한 두께로 형성되어, 한 쌍의 벽체부(110)에서 상호 대향하게 배치되는 한 쌍의 하부 돌출재(114) 사이를 연결하도록 결합된다.
즉, 하부판(130)의 양단부에도 상술한 상부판(120)과 동일하게 벽체부(110)의 하부 돌출재(114)에 형성된 결합턱(115)과 대응되는 결합턱(131)이 형성되어 있으며, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 하부판(130)의 양단부에 각각 형성되는 결합턱(131)은 양단부의 하면 일부가 절단되어 형성되고, 벽체부(110)의 하부 돌출재(114)에 형성된 결합턱(115)은 단부의 상면 일부가 절단되어 형성되어, 한 쌍의 벽체부(110)에 각각 형성된 하부 돌출재(114)의 결합턱(115)에 하부판(130)의 결합턱(131)이 안착되어 맞물려 결합됨으로써, 한 쌍의 벽체부(110)에 안정적으로 하부판(130)을 결합시킬 수 있게 된다.
더불어, 하부판(130)의 내부에도 강연선(150) 설치를 위한 쉬스관(S)이 구비되며, 이때 하부판(130)의 쉬스관(S)은 상술한 벽체부(110)의 하부 돌출재(114)를 관통하는 쉬스관(S)과 연통하도록 구비된다.
상술한 바와 같은, 한 쌍의 벽체부(110), 상부판(120) 및 하부판(130)은 소요되는 강도를 만족하면 어떠한 재료든지 사용가능하나 바람직하게는 콘크리트가 사용된다.
한편, 한 쌍의 벽체부(110)의 각 우각부에는 강연선(150)을 정착하기 위한 정착장치(140)가 구비된다.
즉, 라멘형 암거박스를 형성하기 위해 한 쌍의 벽체부(110), 상부판(120) 및 하부판(130)을 결합할 시, 상기 한 쌍의 벽체부(110)의 상부 돌출재(112) 및 상부판(120)에 구비된 쉬스관(S)에 강연선(150)을 통과시켜 긴장시킨 후, 강연선(150)의 끝단을 한 쌍의 벽체부(110)의 상부측 우각부에 구비된 정착장치(140)에 정착시키고, 동일한 방법으로 한 쌍의 벽체부(110)의 하부 돌출재(114) 및 하부판(130)에 구비된 쉬스관(S)에 강연선(150)을 통과시켜 긴장시킨 후, 강연선(150)의 끝단을 한 쌍의 벽체부(110)의 하부측 우각부에 구비된 정착장치(140)에 정착시킴으로써, 한 쌍의 벽체부(110)와, 상부판(120) 및 하부판(130) 간의 결합에 프리스트레스 힘(Prestress force)을 도입하여 결합력을 증대시킬 수 있으며, 이를 통해 라멘형 암거박스에 발생되는 최대 정모멘트 및 최대 부모멘트를 감소시킬 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 한 쌍의 벽체부(110), 상부판(120) 및 하부판(130)이 결합되어 완성되는 프리캐스트 라멘형 암거박스는, 외부 하중에 의해 작용하는 휨모멘트로부터 안정적인 구조물을 형성할 수 있도록, 한 쌍의 벽체부(110)의 상부 돌출재(112)와 상부판(120)의 결합부위 및 한 쌍의 벽체부(110)의 하부 돌출재(114)와 하부판(130)의 결합부위를 라멘형 암거박스에서 정모멘트 구간과 부모멘트 구간이 교차되는 지점에 형성하고 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 라멘형 암거박스에서 작용하는 정모멘트((+)Mu)와 부모멘트((-)Mu)가 0이되는 L/4 지점에 한 쌍의 벽체부(110)의 상부 돌출재(112)와 상부판(120)의 결합부위 및 한 쌍의 벽체부(110)의 하부 돌출재(114)와 하부판(130)의 결합부위를 형성함으로써, 상재하중에 의해 상부판(120)에 작용하는 최대 부모멘트의 크기를 줄이는 동시에, 한 쌍의 벽체부(110)의 우각부가 최대 부모멘트를 받게 되어 외력에 의한 하중이 측판(111)을 통해 하부에 전달되므로 안정된 박스 구조물을 형성하게 된다.
더욱이, 한 쌍의 벽체부(110)의 상부 돌출재(112)와 상부판(120)의 결합부위 및 한 쌍의 벽체부(110)의 하부 돌출재(114)와 하부판(130)의 결합부위에는 상기 결합부위의 보강을 위한 보강부재(160)가 구비될 수 있다.
이 경우, 한 쌍의 벽체부(110)의 상부 돌출재(112)와 상부판(120)의 결합부위 및 한 쌍의 벽체부(110)의 하부 돌출재(114)와 하부판(130)의 결합부위에서, 강연선(150)이 통과하도록 쉬스관(S)이 형성된 부분에 보강부재(160)가 안착되는 안착홈(170)이 형성된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 라멘형 암거박스에 구비되는 보강부재를 보여주는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 보강부재(160)는 강연선(150)이 통과하는 방향을 따라 일정 간격으로 다수개 배치되며, 강연선(150)이 통과하는 강선 지지공(162)이 형성되는 복수의 지지판(161)과, 상기 복수의 지지판(161) 사이에 상부가 개방된 수용부(164)를 형성하도록 복수의 지지판(161)의 양측부 및 하부에 각각 결합되는 복수의 보조 지지판(163)으로 구성되어 있다.
즉, 상기 보강부재(160)는 중앙부에 강연선(150)이 통과하는 강선 지지공(162)이 형성된 지지판(161)이 일정 간격으로 배치되고, 보조 지지판(163)을 통해 일정 간격으로 배치된 복수의 지지판(161)의 측부 및 하부를 감싸며 복수의 지지판(161)을 연결하도록 구성되어, 전체적으로 상부가 개방된 블럭 형상으로 형성되어 있으며, 복수의 지지판(161) 사이에는 충진재가 수용되는 수용부(164)가 형성되어 있다.
이와 같은 구성으로, 한 쌍의 벽체부(110), 상부판(120) 및 하부판(130)에 강연선(150)을 인장하는 과정에서, 한 쌍의 벽체부(110)의 상부 돌출재(112)와 상부판(120)의 결합부위 및 한 쌍의 벽체부(110)의 하부 돌출재(114)와 하부판(130)의 결합부위에 구비된 보강부재(160)의 강선 지지공(162)에 강연선(150)을 통과시킨 후, 상기 보강부재(160)가 구비된 상기 결합부위의 안착홈(170) 및 보강부재(160)의 수용부에 충진재를 충진하여 경화시킴으로써 상기 결합부위에 보강부재(160)를 일체화시키며, 이에 따라 라멘형 암거박스의 사용 중에 강연선(150)의 긴장력(프리스트레스)이 소실되어 강연선(150)이 제 역할을 하지 못하는 경우에도, 상기 보강부재(160)가 한 쌍의 벽체부(110)의 상부 돌출재(112)와 상부판(120)의 결합부위 및 한 쌍의 벽체부(110)의 하부 돌출재(114)와 하부판(130)의 결합부위를 강결함으로써, 상기 결합부위를 보호하며, 한 쌍의 벽체부(110), 상부판(120) 및 하부판(130) 간의 결합성을 향상시킨다.
또한, 보강부재(160)에 형성된 복수의 강선 지지공(162)에 강연선(150)을 통과시켜 지지함으로써, 암거박스의 시공시 강연선(150)에 긴장력을 도입하는 과정에서 강연선(150)의 긴장력에 의해 한 쌍의 벽체부(110)와 결합된 상부판(120) 또는 하부판(130)이 상부로 솟아오르려는 힘이 발생하는 경우, 보강부재(160)를 통해 강연선(150)에 의한 쉬스관(S)의 이탈 또는 훼손을 방지할 수 있으며, 더불어 강연선(150)의 과도한 긴장력에 의해 한 쌍의 벽체부(110), 상부판(120) 및 하부판(130)의 결합부위가 깨지는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 프리캐스트 라멘형 암거박스의 상부측 우각부에는 접속슬래브(180)가 결합되어 암거박스에 일체로 구비될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 라멘형 암거박스에 접속슬래브가 일체로 구비된 상태를 보여주는 도면이고, 도 9는 도 8의 내부 구조를 보여주는 단면도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 프리캐스트 라멘형 암거박스에서 한 쌍의 벽체부(110)의 상부측 우각부에는 상부 돌출재(112)의 반대 방향으로 연장되는 접속슬래브(180)가 각각 결합된다.
상기 접속슬래브(180)의 내부에는 제1 보조 강연선(182) 설치를 위한 쉬스관(S)이 구비되며, 접속슬래브(180)의 끝단에는 제1 보조 강연선(182)을 정착시키기 위한 제1 보조 정착장치(181)가 구비된다.
이와 같은 접속슬래브(180)를 라멘형 암거박스에 결합하는 과정에서는, 벽체부(110)의 상부 돌출재(112)에 제1 보조 정착장치(181)를 구비하여 제1 보조 강연선(182)을 정착시키고, 정착된 제1 보조 강연선(182)을 접속슬래브(180)의 쉬스관(S)으로 통과시켜 긴장시킨 후, 접속슬래브(180)의 끝단에 구비된 제1 보조 정착장치(181)에 정착시킴으로써, 라멘형 암거박스에 접속슬래브(180)를 일체로 구비하게 된다.
이때, 접속슬래브(180)와 벽체부(110)의 결합부위에도 앞서 도 7에서 설명한 보강부재(160)와 동일하게 구성되는 슬래브 보강부재(183)를 구비하여 상기 결합부위를 보강하는 동시에 결합력을 높일 수 있다.
이러한 구성으로, 라멘형 암거박스 및 접속슬래브(180)의 상면에 도로 포장면을 형성하는 경우, 라멘형 암거박스와 접속슬래브(180)가 일체화됨으로써, 접속슬래브(180) 하부의 지반이 침하되는 현상이 발생하더라도, 도로 포장면을 균열을 방지할 수 있으며, 이에 따라 차량의 주행성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 상술한 바와 같은 프리캐스트 라멘형 암거박스의 하부측 우각부에는 부상방지블럭(190)이 결합되어 암거박스에 일체로 구비될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 라멘형 암거박스에 부상방지블럭이 일체로 구비된 상태를 보여주는 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 프리캐스트 라멘형 암거박스에서 한 쌍의 벽체부(110)의 하부측 우각부에는 하부 돌출재(114)의 반대 방향으로 연장되는 부상방지블럭(190)이 각각 결합된다.
상기 부상방지블럭(190)의 내부에도 제2 보조 강연선(192) 설치를 위한 쉬스관(S)이 구비되며, 부상방지블럭(190)의 끝단에는 제2 보조 강연선(192)을 정착시키기 위한 제2 보조 정착장치(191)가 구비된다.
상기 부상방지블럭(190)을 라멘형 암거박스에 결합하는 과정에서는, 벽체부(110)의 하부 돌출재(114)에 제2 보조 정착장치(191)를 구비하여 제2 보조 강연선(192)을 정착시키고, 정착된 제2 보조 강연선(192)을 부상방지블럭(190)의 쉬스관(S)으로 통과시켜 긴장시킨 후, 부상방지블럭(190)의 끝단에 구비된 제2 보조 정착장치(191)에 정착시킴으로써, 라멘형 암거박스에 부상방지블럭(190)을 일체로 구비하게 된다.
이때, 부상방지블럭(190)과 벽체부(110)의 결합부위에도 앞서 도 7에서 설명한 보강부재(160)와 동일하게 구성되는 블럭 보강부재(193)를 구비하여 상기 결합부위를 보강하는 동시에 결합력을 높일 수 있다.
이와 같이, 라멘형 암거박스의 하부측 우각부에 부상방지블럭(190)을 설치함으로써, 부상방지블럭(190) 상판에 토압이 작용케 하여, 홍수위가 상승하는 경우에도 물의 양압력에 의해 암거박스가 부상되는 현상을 방지할 수 있다.
더불어, 상기와 같은 부상방지블럭(190)이 일체화된 암거블럭의 시공시, 부상방지블럭(190)의 상부에 토공작업을 진행하여 되메우기 및 다짐공정을 수행하게 되는데, 이때 부상방지블럭(190)이 기초판의 역할을 수행함으로써, 다짐기계 및 건설장비가 작업할 때 필요한 지반의 평탄성을 확보할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 구성된 프리캐스트 라멘형 암거박스의 전면 및 후면에는 다른 프리캐스트 라멘형 암거박스와의 결합력을 증대시키기 위한 인터록킹 전단키(210) 및 전단소켓홈(220)이 각각 형성된다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터록킹 전단키 및 전단소켓홈이 형성된 프리캐스트 라멘형 암거박스를 보여주는 정면도 및 측면도이다.
도 11의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 프리캐스트 라멘형 암거박스의 전면에는 테두리를 따라 복수의 인터록킹 전단키(210)가 돌출 형성되며, 프리캐스트 라멘형 암거박스의 후면에는 상기 복수의 인터록킹 전단키(210)에 대응하는 형상의 복수의 전단소켓홈(220)이 형성된다.
이러한 구성으로, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 프리캐스트 라멘형 암거박스의 후면에 형성된 복수의 전단소켓홈(220)에 다른 프리캐스트 라멘형 암거박스의 전면에 형성된 인터록킹 전단키(210)를 결합하는 방법으로, 복수의 프리캐스트 라멘형 암거박스를 결합함으로써, 암거박스에 작용하는 외부하중이 상하 좌우로 작용하는 경우에도 암수 구조로 결합된 인터록킹 전단키(210) 및 전단소켓홈(220)을 통해 전단력에 저항하도록 형성하여, 전단력에 대해 안정적인 구조물을 형성할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 프리캐스트 라멘형 암거박스는 별도의 현장타설 콘크리트 공정 없이 공장에서 미리 제작된 한 쌍의 "ㄷ"자형 벽체부, 상부판 및 하부판을 이용하여 현장에서 간단한 조립만으로 시공할 수 있어 시공이 간편하고 경제적인 효과가 있다.
또한, 한 쌍의 벽체부, 상부판 및 하부판의 결합부위를 라멘형 암거박스에서 정모멘트 구간과 부모멘트 구간이 교차되는 지점에 형성함으로써, 상부판에 전달되는 외부 하중을 직사각형의 전체 단면에서 균등한 응력으로 발생하게 하여 안정적인 구조물을 형성할 수 있도록 하는 효과가 있다.
더불어, 한 쌍의 벽체부, 상부판 및 하부판의 결합부위에 보강부재를 구비하여, 라멘형 암거박스의 사용 중에 강연선의 긴장력이 소실되어 강연선이 제 역할을 하지 못하는 경우에도, 보강부재가 한 쌍의 벽체부, 상부판 및 하부판의 결합부위를 강결함으로써, 결합부위를 보호하며 한 쌍의 벽체부, 상부판 및 하부판 간의 결합성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 라멘형 암거박스에 접속슬래브를 일체로 구비하여 시공할 수 있어, 라멘형 암거박스 및 접속슬래브의 상면에 도로 포장면을 형성하는 경우, 접속슬래브 하부의 지반이 침하되는 현상이 발생하더라도, 도로 포장면을 균열을 방지할 수 있으며, 이에 따라 차량의 주행성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 라멘형 암거박스의 하부측에는 부상방지블럭을 구비하여, 홍수위가 상승하는 경우에도 물의 양압력에 의해 암거박스가 부상되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은, 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
110 : 벽체부 111 : 측판
112 : 상부 돌출재 114 : 하부돌출재
120 : 상부판 130 : 하부판
113,115,121,131 : 결합턱 140 : 정착장치
150 : 강연선 160 : 보강부재
161 : 지지판 162 : 강선 지지공
163 : 보조 지지판 164 : 수용부
170 : 안착홈 180 : 접속슬래브
181 : 제1 보조 정착장치 182 : 제1 보조 강연선
183 : 슬래브 보강부재 190 : 부상방지블럭
191 : 제2 보조 정착장치 192 : 제2 보조 강연선
193 : 블럭 보강부재 210 : 인터록킹 전단키
220 : 전단소켓홈 S : 쉬스관

Claims (8)

  1. 프리캐스트 라멘형 암거박스에 있어서,
    지면에 대해 수직하게 배치되는 측판과, 상기 측판의 상단 및 하단으로부터 각각 수평방향으로 평행하게 연장 형성되는 상부 및 하부 돌출재로 구성되어, "ㄷ"자 형상의 단면을 가지며 형성되되, 한 쌍으로 구비되어 상기 상부 및 하부 돌출재가 연장된 쪽으로 상호 대향하게 이격 배치되는 한 쌍의 벽체부와;
    판체의 양단부가 상기 한 쌍의 벽체부에서 상호 마주보게 배치되는 상부 돌출재의 각 단부에 결합되는 상부판과;
    판체의 양단부가 상기 한 쌍의 벽체부에서 상호 마주보게 배치되는 하부 돌출재의 각 단부에 결합되는 하부판과;
    상기 한 쌍의 벽체부의 상·하부 우각부 외측 모서리 부분에 각각 구비되는 정착장치와;
    상기 한 쌍의 벽체부의 상부 돌출재 및 상부판을 관통하여 상기 한 쌍의 벽체부의 상부 우각부 외측 모서리 부분에 각각 구비된 정착장치에 정착되며, 상기 한 쌍의 벽체부의 하부 돌출재 및 하부판을 관통하여 상기 한 쌍의 벽체부의 하부 우각부 외측 모서리 부분에 각각 구비된 정착장치에 정착되는 강연선;
    을 포함하여 구성되고,
    상기 상부 돌출재와 상부판의 결합부위 및 상기 하부 돌출재와 하부판의 결합부위는 상기 암거박스에 작용하는 정모멘트 구간과 부모멘트 구간이 교차되는 지점에 형성되며,
    상기 상부 돌출재와 상부판의 결합부위 및 상기 하부 돌출재와 하부판의 결합부위에는, 상기 강연선을 지지하며 상기 결합부위를 보강하는 보강부재가 구비되되,
    상기 보강부재는,
    상기 강연선이 통과하는 방향을 따라 일정 간격으로 다수개 배치되며, 강연선이 통과하는 강선 지지공이 형성되는 복수의 지지판과;
    상기 복수의 지지판 사이에 상부가 개방된 수용부를 형성하도록 상기 복수의 지지판의 양측부 및 하부에 각각 결합되는 복수의 보조 지지판;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 라멘형 암거박스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상부 돌출재와 상부판의 결합부위 및 상기 하부 돌출재와 하부판의 결합부위에는,
    상기 보강부재가 안착되는 안착홈이 형성되며,
    상기 안착홈 및 상기 보강부재의 수용부에는,
    상기 결합부위에 보강부재를 일체화하는 충진재가 충진되는 것을 특징으로 프리캐스트 라멘형 암거박스.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 벽체부의 상부 우각부 외측 모서리 부분에는,
    상기 상부 돌출재의 반대 방향으로 연장되는 접속슬래브가 일체로 구비되되,
    상기 상부 돌출재와 상기 접속슬래브에는 각각 제1 보조 정착장치가 구비되고,
    상기 상부 돌출재 및 접속슬래브를 관통하여, 양끝단이 각각 상기 상부 돌출재의 제1 보조 정착장치와 상기 접속슬래브의 제1 보조 정착장치에 정착되는 제1 보조 강연선이 구비되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 라멘형 암거박스.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 한 쌍의 벽체부와 접속슬래브의 결합부위에는,
    상기 제1 보조 강연선을 지지하며 상기 결합부위를 보강하는 슬래브 보강부재가 구비되되,
    상기 슬래브 보강부재는,
    상기 제1 보조 강연선이 통과하는 방향을 따라 일정 간격으로 다수개 배치되며, 제1 보조 강연선이 통과하는 강선 지지공이 형성되는 복수의 지지판과;
    상기 복수의 지지판 사이에 상부가 개방된 수용부를 형성하도록 상기 복수의 지지판의 양측부 및 하부에 각각 결합되는 복수의 보조 지지판;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 라멘형 암거박스.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 벽체부의 하부 우각부 외측 모서리 부분에는,
    상기 하부 돌출재의 반대 방향으로 연장되는 부상방지블럭이 일체로 구비되되,
    상기 하부 돌출재와 상기 부상방지블럭에는 각각 제2 보조 정착장치가 구비되고,
    상기 하부 돌출재 및 부상방지블럭을 관통하여, 양끝단이 각각 상기 하부 돌출재의 제2 보조 정착장치와 상기 부상방지블럭의 제2 보조 정착장치에 정착되는 보조 강연선이 구비되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 라멘형 암거박스.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 한 쌍의 벽체부와 부상방지블럭의 결합부위에는,
    상기 제2 보조 강연선을 지지하며 상기 결합부위를 보강하는 블럭 보강부재가 구비되되,
    상기 블럭 보강부재는,
    상기 제2 보조 강연선이 통과하는 방향을 따라 일정 간격으로 다수개 배치되며, 제2 보조 강연선이 통과하는 강선 지지공이 형성되는 복수의 지지판과;
    상기 복수의 지지판 사이에 상부가 개방된 수용부를 형성하도록 상기 복수의 지지판의 양측부 및 하부에 각각 결합되는 복수의 보조 지지판;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 라멘형 암거박스.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 상부 돌출재 및 하부 돌출재의 단부와, 상기 상부판 및 하부판의 양단부에는,
    상호 맞물리게 결합되는 결합턱이 각각 형성되어,
    상기 한 쌍의 벽체부와 상기 상부판 및 하부판의 결합부위에서, 상기 결합턱이 각각 상호 맞물려 결합되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 라멘형 암거박스.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 프리캐스트 라멘형 암거박스의 전면에는 테두리를 따라 복수의 인터록킹 전단키가 돌출 형성되고,
    후면에는 상기 복수의 인터록킹 전단키에 대응하는 형상의 복수의 전단소켓홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 라멘형 암거박스.
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