KR101309100B1

KR101309100B1 - 세그먼트용 체결장치

Info

Publication number: KR101309100B1
Application number: KR1020120003045A
Authority: KR
Inventors: 박영식; 오종환; 김정회
Original assignee: 아이에스동서 주식회사
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2013-09-17
Also published as: KR20130081932A

Abstract

본 발명은 터널공사에 사용되는 세그먼트를 서로 확실하게 연결할 수 있도록 세그먼트의 두께방향으로 경사진 구조를 가지는 세그먼트용 체결장치에 관한 것으로, 인접하는 세그먼트의 볼트박스에 삽입되어 상기 세그먼트를 서로 결합시키는 제1부재와 제2부재를 포함하고, 상기 제1부재는 제1경사부를 가지며, 상기 제1경사부는 상기 세그먼트의 외벽측으로 경사지는 것을 특징으로 한다.

Description

세그먼트용 체결장치{Fastening device for segments}

본 발명은 세그먼트용 체결장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터널공사에 사용되는 세그먼트를 서로 확실하게 연결할 수 있도록 세그먼트의 두께방향으로 경사진 구조를 가지는 세그먼트용 체결장치에 관한 것이다.

터널의 시공방법 중의 하나인 세그먼트 공법은, 복수의 세그먼트를 연접하여 터널의 형상을 이루게 하고, 각 세그먼트 상호간을 상기 세그먼트에 미리 형성된 볼트박스에 세그먼트용 체결장치를 삽입하여 고정하고, 상기 볼트박스 내부를 모르타르(mortar) 등의 충전재로 충전한 뒤, 그 표면을 마감하는 것으로 완성된다.

상기 세그먼트는 강각 내에 콘크리트(concrete)를 충전하고 형성되는 합성 세그먼트(segment)나 RC 세그먼트(segment)로써, 공장에서 생산되기 때문에 터널작업현장에서 시공시간을 줄일 수 있다. 또, 세그먼트 시공방법은 터널(tunnel)의 2차 복공(覆工)을 생략할 수 있고, 터널(tunnel)의 내면을 평활히 완성하는 장점이 있다.

따라서, 최근 지하철 터널 뿐만 아니라 특별히 공동 홈이나 하수도 간선, 나아가서는 지하 하천용 터널에서도 많이 사용되고 있다.

이러한, 세그먼트 시공방법에서 중요한 요소는 상호 연결을 위한 체결장치이며, 체결장치의 성능에 따라 세그먼트의 결합부의 강도가 달라지게 된다. 그러나, 종래기술에서는 상기 세그먼트용 체결장치가 단순히 서로 일직선상에 배치되는 수평형 체결유니트 한쌍을 서로 연결시키는 방법을 이용하고 있다.

그러나, 이 경우 수평형 체결유니트의 단부가 상기 볼트박스의 접합부에서 멀어질수록 세그먼트의 내벽을 향하게 되어서, 상기 체결유니트의 접합부에 비해 상기 체결유니트의 단부의 내벽 외면까지의 두께가 감소하게 되므로, 상기 세그먼트의 구조계산에 악영향을 미치게 된다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 터널공사에 사용되는 세그먼트를 서로 확실하게 연결할 수 있도록 세그먼트의 두께방향으로 경사진 구조를 가지는 세그먼트용 체결장치를 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인접하는 세그먼트의 볼트박스에 삽입되어 상기 세그먼트를 서로 결합시키는 제1부재와 제2부재를 포함하는 세그먼트용 체결장치에 있어서, 상기 제1부재는 제1경사부를 가지며, 상기 제1경사부는 상기 세그먼트의 외벽측으로 경사지는 것을 특징으로 하는 세그먼트용 체결장치이다.

상기 제1경사부는 체결부재와 직접 체결되는 제1형태와, 체결부재와 체결되지 않고 별도로 존재하는 제2형태로 나뉠 수 있다.

상기 제1형태는, 상기 제1부재가 상기 볼트박스의 벽체에 맞닿는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트에 일체로 형성되는 하나 이상의 제1경사다리를 가지고, 상기 제2부재는 상기 제1부재에 대면하는 제2플레이트를 가지며, 상기 제1부재와 상기 제2부재는 체결부재에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1경사다리의 단부에는 단면적이 확대되는 제1선단확대부가 형성될 수 있다.

상기 제2형태는, 상기 제1경사부가 하나 이상의 제1경사체결관이고, 상기 제2플레이트에는 상기 제1경사체결관과 같은 방향으로 형성되는 제2경사가이드부가 형성되며, 상기 제2경사가이드부와 상기 제1경사체결관이 체결수단에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1경사체결관의 외표면에는 하나 이상의 제1날개부가 형성될 수 있다.

또, 상기 제1경사체결관의 단부에는 상기 제2플레이트에 대면하는 제1플레이트가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2플레이트에는 일체로 상기 세그먼트의 외벽측으로 경사지는 하나 이상의 제2경사다리가 형성되거나, 일체로 상기 볼트박스의 내부를 향해 돌출하는 하나 이상의 제2지지판이 형성될 수 있다.

또, 상기 제2지지판에는 상기 세그먼트에 매설되는 철근과 연결되는 제2지지링이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제2부재의 상기 세그먼트에 대한 결속력이 강화된다.

본 발명을 통하여, 기존의 세그먼트의 구조는 변경하지 않으면서 세그먼트를 서로 확실하게 연결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 세그먼트용 체결장치를 이용하여 세그먼트를 서로 결합시키는 모습의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 세그먼트용 체결장치가 서로 결합된 상태의 부분단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 세그먼트용 체결장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 세그먼트용 체결장치의 사시도이다.
도 6은 3은 도 5의 세그먼트용 체결장치의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 3에 따른 세그먼트용 체결장치의 사시도이다.
도 8은 3은 도 7의 세그먼트용 체결장치의 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 4에 따른 세그먼트용 체결장치의 사시도이다.
도 10은 도 9의 세그먼트용 체결장치의 분해사시도이다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1 및 도 2에서 도면부호 100은 본 발명의 실시예 1에 따른 세그먼트용 체결장치를 지시한다. 도 1 및 도 2에 도시된 세그먼트(10)는 공지의 기술로써, 다양한 형상을 가질 수 있다. 상기 세그먼트(10)는 둘레부를 따라 하나 이상의 볼트박스(12)를 가지며, 상기 볼트박스(12)에는 연통홀(14)이 형성된다.

상기 세그먼트용 체결장치(100)는 제1부재(110)와 제2부재(120)의 2개의 구분된 요소로 이루어지며, 인접하는 세그먼트(10)에 상기 제1부재(110)와 상기 제2부재(120)를 체결수단에 의해 서로 결합한다.

상기 제1부재(110)는 상기 연통홀(14)이 형성된 상기 볼트박스(12)의 내면에 밀착되는 제1플레이트(111)와, 상기 제1플레이트(111)에 일체로 형성되는 제1경사다리(113,114)를 가진다.

상기 제1플레이트(111)에는 체결수단이 관통할 수 있도록 제1관통홀(112)가 형성된다.

상기 제1경사다리(113,114)는 상기 제1플레이트(111)에서 상기 세그먼트(10)의 두께방향 외측, 즉 외측면 방향으로 경사지게 형성된다. 상기 제1경사다리(113,114)의 개수는 도 1 및 도 2와 같이 2개가 형성될 수 있으며, 1개 또는 다른 개수인 것도 가능하다.

상기 제1경사다리(113,114)의 외표면에는 돌기부를 형성하여, 이후 상기 볼트박스(12)의 내부에 채워지는 충전재와의 부착성이 향상되도록 돌기가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1경사다리(113,114)의 단부에는 단면적이 확대되는 제1선단확대부(115,116)가 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1경사다리(113,114)에 부과되는 인장강도를 증가시킬 수 있다.

상기 제1경사다리(113,114)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 세그먼트(10)를 제작할 때 함께 매설된다. 따라서, 상기 세그먼트(10)가 공장에서 출하되면 상기 제1플레이트(111)의 제1관통홀(112)이 노출된 상태이며, 상기 제1관통홀(112)을 통해 연결볼트(130)를 설치한다. 이 때, 상기 제1플레이트(111)는 일부가 상기 세그먼트(10) 내에 묻히는 것도 고려될 수 있다.

그리고, 실시예 1에서 제2부재(120)는 상기 제1부재(110)와 대칭으로 동일한 구조를 가지도록 형성된다. 따라서, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

다음으로, 본 발명의 실시예 1에 따른 세그먼트용 체결장치(100)를 이용하여, 상기 세그먼트(10)를 서로 고정시키는 과정을 설명한다.

먼저, 결합하고자 하는 세그먼트(10)를 서로 근접시켜, 볼트박스(12)의 연통홀(14)이 서로 일치하도록 한다.

그리고, 상기 제1부재(110)와 상기 제2부재(120)를 도 1에 도시된 바와 같이, 인접하는 세그먼트(10)의 인접하는 볼트박스(12) 내에 각각 배치한다. 이 때, 상기 연통홀(14)이 형성된 면에 상기 제1플레이트(111)와 상기 제2플레이트(121)가 각각 접하게 된다.

그리고, 상기 제1관통홀(112), 상기 연통홀(14), 및 상기 제2관통홀(122)를 관통하도록 체결수단인 연결볼트(130)를 삽입하고, 상기 연결볼트(130)의 단부에 너트를 나합하는 것에 의해 상기 제1부재(110)와 상기 제2부재(120)를 결합시킨다.

이 때, 상기 제1경사다리(113,114)와 상기 제2경사다리(123,124)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 세그먼트(10)의 두께방향 외측, 즉 외측면을 향하여 고정된다. 따라서, 상기 제1경사다리(113,114)와 상기 제2경사다리가 (123,124)의 각각의 단부가 상기 세그먼트(10)의 두께의 중심선에 근접하게 된다.

이러한 제1경사다리(113,114) 및 제2경사다리(123,124)와 같은 제1경사부와 제2경사부에 의해 상기 세그먼트(10) 중심에 앙카를 정착시킬 수 있게 된다. 그 결과, 힘의 분력으로 인하여 상기 세그먼트용 체결장치(100)에 걸리는 응력과 상기 세그먼트(10)에 걸리는 응력이 감소할 수 있다.

도 5 및 도 6는 본 발명의 실시예 2에 따른 세그먼트용 체결장치(200)를 도시한다.

상기 세그먼트용 체결장치(200)는 제1부재(210)와 제2부재(220)의 2개의 구분된 요소로 이루어지며, 인접하는 세그먼트(10)에 상기 제1부재(210)와 상기 제2부재(220)를 체결수단에 의해 서로 결합한다.

상기 제1부재(210)는 제1플레이트(211)와, 제1플레이트(211)에 일체로 형성되는 제1경사체결관(212)이 형성된다. 상기 제1경사체결관(212)는 내부에 암나사가 형성된다. 상기 암나사는 상기 제1플레이트(211)의 반대측과 연통된다.

그리고, 상기 제1경사체결관(212)의 외부에는 표면적을 확대하기 위하여, 돌기가 설치되거나, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1날개부(213,214)가 상기 제1경사체결관(212)의 단부에 형성된다. 이를 통해 이후 상기 볼트박스(12)의 내부에 채워지는 충전재와의 부착성이 향상되고, 인장강도도 우수해진다.

특히, 상기 제1경사체결관(212)은 상기 제1플레이트(211)에 대해 경사져 있으며, 그 경사방향은 상기 세그먼트(10)의 외측방향을 향한다.

상기 제2부재(220)는 상기 연통홀(14)이 형성된 상기 볼트박스(12)의 내면에 밀착되는 제1플레이트(211)와, 상기 제1플레이트(211)의 제1경사체결관(212)의 경사방향과 일치하는 방향으로 경사지는 제2경사가이드부(223)를 포함한다.

상기 제2경사가이드부(223)는 상기 제1경사체결관(212)과 동일한 암나사가 형성되어 있다. 상기 제2경사가이드부(223)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2플레이트(221)로부터 돌출되어 형성되거나, 상기 제2플레이트(221)의 벽체 내부에만 형성될 수 있다.

따라서, 상기 제2경사가이드부(223)를 거쳐 상기 볼트박스(12)의 연통홀(14)을 지나 상기 제경사체결관(212)의 내부로 체결수단인 연결볼트(미도시)가 삽입되는 것에 의해, 상기 제1부재(210)와 상기 제2부재(220)는 일체로 결합될 수 있다.

상기 제1부재(210)와 상기 제2부재(220)에는, 이후 상기 볼트박스(12)의 내부에 채워지는 충전재와의 부착성이 향상되도록 돌기 등이 형성될 수 있다. 특히, 상기 제2부재(220)에는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제2지지판(224,225)이 상기 제2플레이트(211)에 대해 직각방향으로 상기 볼트박스(12)을 향하여 돌출형성된다. 또, 상기 제2지지판(224,225)의 단부에는 추가로 제2지지링(226,227)이 형성될 수 있다.

상기 제2지지링(226,227)은 상기 제2지지판(224,225)이 상기 세그먼트(10)의 제작시 함께 매설되면서, 상기 세그먼트(10) 내부에 배치되는 철근(30)이 관통할 수 있다. 따라서, 상기 철근(30)과 상기 제2지지링(226,227)의 체결에 의해 더욱 확고하게 상기 제2부재(220)가 고정될 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 세그먼트용 체결장치(300)를 도시한다.

상기 세그먼트용 체결장치(300)은 기본적으로, 상기 실시예 2에 따른 세그먼트용 체결장치(200)와 동일하며, 다만 실시예2의 제2지지판(224,225)을 대신하여 제2경사다리(324,325)가 형성된 점이 상이하다. 따라서, 실시예 3에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 8 및 도 10은 본 발명의 실시예 4에 다른 세그먼트용 체결장치(400)를 도시한다.

상기 세그먼트용 체결장치(400)은 기본적으로, 상기 실시예 2에 따른 세그먼트용 체결장치(200)와 동일하며, 다만 실시예2의 제1플레이트(211)가 생략된다.

따라서, 상기 세그먼트용 체결장치(400)의 제1부재(410)의 제1경사체결관(412)은 세그먼트(10)의 연통홀(14)을 관통하여 상기 제2부재(420)의 제2경사가이드부(423)의 개구부에 삽입될 수 있다. 또는, 상기 제2부재(420)를 통해 나사결합되는 연결볼트의 상기 제1부재(410)가 위치하는 볼트박스(12) 내에서 직접 상기 제1경사체결관(412)을 나사고정하는 것도 가능하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

10: 세그먼트 12: 볼트박스
14: 연통홀 30: 철근
100,200,300,400: 세그먼트용 체결장치
110,210,310,410: 제1부재 111,211,311: 제1플레이트
112: 제1관통홀 113,114: 제1경사다리
115,116: 제1선단확대부 120,220,320,420: 제2부재
121,221,311,411,: 제2플레이트 122: 제2관통홀
123,124,324,325,424,425: 제2경사다리
125,126,326,327,426,427: 제2선단확대부
130: 연결볼트 212,312,412: 제1경사체결관
213,214: 제1날개부
223,323,423: 제2경사가이드부 224,225: 제2지지판
226,227: 제2지지링

Claims

인접하는 세그먼트의 볼트박스에 삽입되어 상기 세그먼트를 서로 결합시키는 제1부재와 제2부재를 포함하는 세그먼트용 체결장치에 있어서,
상기 제1부재는 제1경사부를 가지며, 상기 제1경사부는 상기 세그먼트의 외벽측으로 경사지고,
상기 제1부재는, 상기 볼트박스의 벽체에 맞닿는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트에 일체로 형성되는 하나 이상의 제1경사다리를 가지고,
상기 제2부재는 상기 제1부재에 대면하는 제2플레이트를 가지며,
상기 제1부재와 상기 제2부재는 체결부재에 의해 결합되고,
상기 제2플레이트에는 제2경사부가 형성되며, 상기 제2경사부는 상기 세그먼트의 외벽측으로 경사지며,
상기 제2경사부는 상기 제2플레이트에는 일체로 상기 볼트박스의 내부를 향해 돌출하는 하나 이상의 제2지지판인 것을 특징으로 하는 세그먼트용 체결장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제1경사다리의 단부에는 단면적이 확대되는 제1선단확대부가 형성되는 것을 특징으로 하는 세그먼트용 체결장치.
제1항에 있어서, 상기 제1경사부는 하나 이상의 제1경사체결관이고, 상기 제2플레이트에는 상기 제1경사체결관과 같은 방향으로 형성되는 제2경사가이드부가 형성되며, 상기 제2경사가이드부와 상기 제1경사체결관이 체결수단에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 세그먼트용 체결장치.
제4항에 있어서, 상기 제1경사체결관의 외표면에는 하나 이상의 제1날개부가 형성되는 것을 특징으로 하는 세그먼트용 체결장치.
제4항에 있어서, 상기 제1경사체결관의 단부에는 상기 제2플레이트에 대면하는 제1플레이트가 형성되는 것을 특징으로 하는 세그먼트용 체결장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제2경사부는 상기 제2플레이트와 일체로 상기 세그먼트의 외벽측으로 경사지는 하나 이상의 제2경사다리인 것을 특징으로 하는 세그먼트용 체결장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제2지지판에는 상기 세그먼트에 매설되는 철근과 연결되는 제2지지링이 형성되는 것을 특징으로 하는 세그먼트용 체결장치.