KR101524238B1 - 상단힌지를 이용하여 제작된 아치블록조립체 시공방법 - Google Patents

Abstract

다수의 단위콘크리트블록 상부를 상부힌지로 서로 연결시켜 아치블록조립체를 제작하고, 상기 아치블록조립체를 기초구조물에 지지되도록 설치하는 상단힌지를 이용하여 제작된 아치블록조립체 시공방법에 관한 것으로서, 사다리꼴 단면의 단위콘크리트블록 연결측면(A1)에 일체로 형성된 경사플레이트;와 상기 경사플레이트 상면에 형성된 관형힌지;를 포함하되, 상기 관형힌지가 단위콘크리트블록 상면에 노출되도록 하는 상단힌지;를 포함하는 단위콘크리트블록; 및 상기 단위콘크리트블록의 관형힌지들이 서로 연통되도록 세팅하여 연통된 관형힌지에 삽입되는 힌지연결부재;를 포함하여, 상기 단위콘크리트블록의 상단이 서로 힌지 연결되도록 하게 된다.

Description

상단힌지를 이용하여 제작된 아치블록조립체 시공방법{ARCH BLOCK ASSEMBLER STRUCTURE CONSTRUCTION METHOD USING ARCH BLOCK ASSEMBLER}

본 발명은 상단힌지를 이용하여 제작된 아치블록조립체 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 다수의 단위콘크리트블록 상부를 상부힌지로 서로 연결시켜 아치블록조립체를 제작하고, 상기 아치블록조립체를 기초구조물에 지지되도록 설치하는 상단힌지를 이용하여 제작된 아치블록조립체 시공방법에 관한 것이다.

종래 아치구조물(10)의 시공도를 소개한 것이 도 1a에 소개되어 있다.

이러한 아치구조물(10)은 교량 등의 구조물을 시공함에 이용되는데 아치 형상으로 인하여 아치구조물을 이루는 구조요소에는 축력이 작용하게 된다.

이에 상기 아치구조물을 공장에서 미리 제작하여 현장으로 운반하여 설치할 수도 있는데, 형상이 곡선으로 구부러져 있기 때문에 현장으로 운반하는 작업이 용이하지 않다.

이에 2분절, 3분절 등의 형태로 아치구조물을 복수개로 분절하여 각각의 분절된 프리캐스트 블록을 현장으로 운반하여 현장 조립을 통해 아치구조물을 시공하기도 한다.

즉, 복수개로 제작된 각각의 프리캐스트 블록(11)을 아치 형상으로 구축하기 위해서하부에 프리캐스트 블록(11)을 지지하기 위한 동바리(20)를 설치하고 있음을 알 수 있다.

하지만 이렇게 동바리(20)를 설치하는 것은 결국 그 만큼 추가적인 작업과 비용이 더 소요된다는 것을 의미하므로, 그 만큼 시공성이 저하되는 단점을 가져온다.

이러한 아치구조물 설치 시 동바리를 이용하지 않고 설치하는 예가 도 1b, 도 1c 및 도 1d에 소개되어 있다.

즉, 도 1b와 같이 단위콘크리트블록(11)의 상면에는 상부연결콘크리트 일체화연결재(12)가 노출되어 있다.

이때 상기 단위콘크리트블록(11) 상면에 망 형태의 고강도 섬유와 같은 단위콘크리트블록 연결재(14)를 설치하게 된다.

이러한 단위콘크리트블록 연결재(14)는 아치블록조립체(10)의 제작, 운반 및 시공과정 등에서 발생되는 상부 인장력에 저항하기 위하여 설치되는 것으로서 이는 콘크리트가 인장력에 매우 취약하기 때문이다.

이러한 단위콘크리트블록 연결재(14)는 콘크리트 상면에 에폭시 수지, 앵커볼트 등을 이용하여 콘크리트 상면에 고정시키면 된다.

상기 상부가 노출된 상부연결콘크리트 일체화연결재(12)가 매립되도록 상부연결콘크리트(15)를 추가 형성시켜 단위콘크리트블록 연결재(14) 및 상부연결콘크리트 일체화연결재(12)가 매립되도록 하게 된다.

이때 상기 콘크리트로 형성된 상부연결콘크리트(15)의 상면에는 균열유도줄눈(16)이 형성되도록 하게 되는데 이러한 균열유도줄눈(16)은 상기 콘크리트로 형성된 상부연결콘크리트(15) 경화 후 발생하는 인장력 등에 의한 균열이 유도되도록 하는 것이라 할 수 있다.

이러한 아치블록조립체(10)는 도 1c와 같이 기중기 등에 의하여 인양 시, 아치구조물로 상향 만국되게 됨을 알 수 있다.

또한 상기 아치블록조립체(10)를 기중기 등에 의하여 인양 후 도 1d와 같이 기초구조물(50)에 아치구조물로 설치할 수 있음을 알 수 있다.

이에 상부연결콘크리트 일체화연결재(12), 단위콘크리트블록 연결재(14), 균열유도줄눈(16)등을 이용하는 아치블록조립체(100)는 아무래도 제작 상 번거로움이 발생할 수 있다는 문제점이 있게 된다.

이에 본 발명은 아치 구조물용 아치블록조립체를 보다 간단하게 제작 및 조립할 수 있어 효과적으로 제작할 수 있는 상단힌지를 이용하여 제작된 아치블록조립체 시공방법 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

첫째, 단위콘크리트블록을 서로 힌지 연결시켜 인양 시 자연스럽게 아치형태 구조물로 설치될 수 있도록 하되, 상기 힌지는 단위콘크리트블록의 양 측 상단에 형성되도록 하게 된다.

이에 서로 인접한 단위콘크리트블록의 상단힌지를 구성하는 관형힌지가 서로 연통되도록 맞물리도록 한 뒤, 강봉 등과 같은 힌지연결부재로 연통된 관형힌지에 삽입시키게 된다.

이에 힌지연결부재에 의하여 서로 구속된 단위콘크리트블록은 서로 힌지 연결되어 인양 및 거치 시에 제한된 회전이 가능하여 아치구조물로 설치될 수 있도록 하게 된다.

둘째, 상기 상단힌지는 단위콘크리트블록 제작 시 일체로 형성되도록 하게 되는데 이를 위해 단위콘크리트블록의 측면이 경사플레이트로 형성되도록 하고, 상기 경사플레이트 상단에 관형힌지를 형성시켜 공장제작하여, 현장에 반입한 후, 힌지연결부재로 단위콘크리트블록이 서로 힌지 연결되도록 하게 된다.

이를 위해 본 발명은

단위콘크리트블록을 다수 연결하여 제작되는 아치블록조립체에 있어서, 사다리꼴 단면의 단위콘크리트블록 연결측면(A1)에 일체로 형성된 경사플레이트;와 상기 경사플레이트 상면에 형성된 관형힌지;를 포함하되, 상기 관형힌지가 단위콘크리트블록상면에 돌출되어 노출되도록 하는 상단힌지;를 포함하는 단위콘크리트블록; 및 상기 단위콘크리트블록의 관형힌지들이 서로 연통되도록 세팅하여 연통된 관형힌지에 삽입되는 힌지연결부재;를 포함하여, 상기 단위콘크리트블록의 상단이 상단힌지에 의하여 서로 힌지 연결되도록 하는 상단힌지를 이용한 아치블록조립체를 제공하게 된다.

또한 본 발명은

(a) 사다리꼴 단면의 단위콘크리트블록 연결측면(A1)에 일체로 형성된 경사플레이트;와 상기 경사플레이트 상면에 형성된 관형힌지(220);를 포함하되 상기 관형힌지가 단위콘크리트블록 상면에 돌출되어 노출되도록 하는 상단힌지;를 포함하는 단위콘크리트블록을 공장제작하고, (b) 상기 공장 제작된 단위콘크리트블록을 현장에 반입하고, (c) 상기 현장에 반입된 단위콘크리트블록의 관형힌지가 서로 연통되도록 세팅하여 연통된 관형힌지에 힌지연결부재를 삽입하여 단위콘크리트블록의 상단이 상단힌지에 의하여 힌지 연결되도록 하고, (d) 상기 상단이 서로 힌지 연결된 단위콘크리트블록들로 인양하여 형성된 아치블록조립체를 설치하는 단계;를 포함하는 상단힌지를 이용하여 제작된 아치블록조립체 시공방법을 제공하게 된다.

본 발명에 의한 아치블록조립체는 경사플레이트와 관형힌지를 이용한 상단힌지를 이용하여 단위콘크리트블록을 제작하고, 현장에 반입하여, 힌지연결부재를 이용하여 조립한 후, 인양하여 아치구조물로 형성시켜 설치하게 되므로 다양한 곡률을 가질 수 있는 아치구조물 시공이 가능하게 된다.

또한, 인양 시 및 시공 이후에 아이블록조립체의 상단에 인장응력이 발생하지 않아 이에 저항하기 위한 부재를 별도로 구비하지 않아도 되므로 효율적이고 경제적인 아치블록조립체를 이용하여 제작된 아치구조물 시공이 가능하게 된다.

도 1a는 종래 아치구조물 형성용 프리캐스트 블록을 이용한 아치구조물 시공도,
도 1b, 도 1c 및 도 1d는 종래 아치 블록체의 사시도, 인양 사시도 및 시공사시도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 상단힌지를 이용한 아치블록조립체의 조립사시도 및 조립구성도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 상단힌지를 이용한 아치블록조립체의 제작 예시도,
도 4는 본 발명의 본 발명의 상단힌지를 이용한 아치블록조립체의 인양사시도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 상단힌지를 이용한 아치블록조립체의 시공사시도를 도시한 것이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[ 상단힌지(200)를 이용한 아치블록조립체(100) ]

도 2a는 본 발명의 상단힌지(200)를 이용한 아치블록조립체(100)의 조립사시도, 도 2b는 본 발명의 상단힌지(200)를 이용한 아치블록조립체(100)의 조립구성도이다.

상기 아치블록조립체(100)는 사다리꼴 단면으로 제작된 단위콘크리트블록(110)이 서로 상단 힌지 연결되어 제작된다.(단위콘크리트블록 각각은 110a,110b로 표시)

이때 단위콘크리트블록(110a,110b)의 연결측면(A1)이 서로 접하지 않고 이격되도록 연결측면은 하방으로 가면서 폭이 좁아지는 형태로 경사져 형성되어 있음을 알 수 있다. 이러한 경사진 정도에 의하여 아치구조물의 곡률이 정해지게 된다.

이때 상기 연결측면은 도 2b와 같이 경사플레이트(210)와 관형힌지(220)를 포함하는 상단힌지(200)가 설치되어 있음을 알 수 있다.

먼저 상기 경사플레이트(210)는 단위콘크리트블록(110)의 연결측면으로 위치하도록 배치되어 있으며 강판을 이용하면 된다.

상기 관형힌지(220)는 경사플레이트(210) 상면에 저면이 접하여 일체화된 관(PIPE) 형태로 형성되어 있음을 알 수 있다.

이러한 경사플레이트(210)와 관형힌지(220)는 미리 일체로 형성되도록 하여 단위콘크리트블록(110) 제작 시 연결측면에 형성되도록 하게 된다.

도 2b의 경우에는 단위콘크리트블록(110a)의 연결측면을 따라 관형힌지(220)가 서로 이격되어 배치시키고 있음을 알 수 있다.

이에 연결될 인접한 단위콘크리트블록(110b)에 형성된 관형힌지(220)는 상기 단위콘크리트블록(110a)의 관형힌지(220) 사이사이에 삽입되는 방식으로 설치되어 관형힌지(220)가 서로 연통되도록 하게 됨을 알 수 있다.

이에 상기 연통된 관형힌지(220)에는 강봉과 같은 힌지연결부재(300)가 삽입되도록 하여, 힌지연결부재(300)와 상단힌지(200)에 의하여 단위콘크리트블록(110a,110b)은 서로 힌지 연결되도록 하게 되며 도 2a와 같이 연결철면(A1)이 서로 접하면서 아치블록조립체(100)는 아치구조물로 형성되도록 할 수 있음을 알 수 있다.

이때 본 발명에 의한 상단힌지(200)를 이용한 아치블록조립체(100)는 상단힌지(200)에 의하여 단위콘크리트블록(110a,110b)은 다수개가 서로 힌지연결 되어 구속되기 때문에 단위콘크리트블록(110a,110b)의 인양 시 및 거치 시에 발생하는 인장응력에 단위콘크리트블록이 영향 받지 않도록 할 수 있어 종래 일체화연결재(12), 단위콘크리트블록 연결재(14), 균열유도줄눈(16)과 같은 부재를 이용하지 않아도 됨을 알 수 있다.

[ 상단힌지(200)를 이용한 아치블록조립체(100)의 제작 ]

도 3a 및 도 3b는 상단힌지(200)를 이용한 아치블록조립체(100)의 제작 예시도를 도시한 것이다.

먼저 도 3a를 기준으로 살펴보면, 단위콘크리트블록(110)을 제작할 수 있는 거푸집(400)을 준비하게 된다. 역시 사다리꼴 단면의 형태가 됨을 알 수 있다.

이에 상기 거푸집(400)의 경사진 양 측판에 앞서 살펴본 도 2b와 같은 상단힌지(200)를 이격배치하게 된다.

이때, 관형힌지(220)는 거푸집 상면 위로 돌출되어 노출되도록 하고, 경사플레이트(210)는 거푸집(400) 내부로 위치시킨 상태에서 콘크리트(C)를 타설하게 된다.

이로서 타설된 콘크리트가 양생되면 거푸집 탈형으로 단위콘크리트블록(110a,110b)을 제작하게 됨을 알 수 있다.

이에 단위콘크리트블록(110a,110b)을 서로 상단힌지(200)와 힌지연결부재(300)로 연결시켜 제작함을 알 수 있다.

다음으로 도 3b를 기준으로 하면

역시 거푸집(400)의 경사진 양 측판에 상단힌지(200)를 이격배치하게 된다. 단지 도 3a와 다른 점은 상단힌지(200)가 동일선상에 위치하는 것이 아니라 서로 마주보는 상단힌지(200)가 어긋나는 방식으로 설치한다는 점이다.

이에 역시 관형힌지(220)는 거푸집 상면 위로 노출되도록 하고, 경사플레이트(210)는 거푸집(400) 내부로 위치시킨 상태에서 콘크리트(C)를 타설하게 된다.

이로서 타설된 콘크리트가 양생되면 거푸집 탈형으로 단위콘크리트블록(110a,110b)을 제작하게 됨을 알 수 있다.

이에 단위콘크리트블록(110a,110b)을 서로 상단힌지(200)와 힌지연결부재(300)로 연결시켜 제작함을 알 수 있다.

이때 상기 도 3a 및 도 3b에 있어 상단힌지(200)는 경사플레이트 표면에 전단연결재(230)를 더 설치하여 타설된 콘크리트와 서로 확실하게 일체성이 확보 될 수 있도록 하게 된다.

[ 상단힌지(200)를 이용한 아치블록조립체(100)의 인양 ]

도 4는 본 발명의 상단힌지(200)를 이용한 아치블록조립체(100)의 인양사시도를 도시한 것이다.

즉, 다수개의 단위 콘크리블록(100)이 상단힌지(200)에 의하여 서로 상단이 힌지연결되어 있음을 알 수 있다.

지상에서 단위 콘크리블록(100)을 서로 힌지연결하게 되면 수평으로 연장되지만 인양 시에는 서로 힌지연결된 단위 콘크리블록(100)은 연결측면이 서로 접하면서 전체적으로 아치 형태로 상방으로 만곡되어 짐을 알 수 있다.

이때, 서로 접하는 연결측면은 강재로 형성된 경사플레이트(210)에 의하여 접하고 있으므로 응력 집중에 의한 파손을 방지할 수 있음을 알 수 있다.

또한 단위 콘크리블록(100)은 별도의 상부힌지(200)에 의하여 힌지 연결되어 달리 인장응력이 발생하지 않게 된다. 이에 달리 인장응력에 저항할 수 있는 별도의 부재등이 필요 없게 됨을 알 수 있다.

[ 상단힌지(200)를 이용한 아치블록조립체(100)의 시공방법 ]

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 상단힌지(200)를 이용한 아치블록조립체(100)의 시공사시도를 도시한 것이다.

먼저, 도 4와 같이 먼저 제작장에서 단위콘크리트블록(110)을 다수 제작하게 된다. 이러한 단위콘크리트블록(110)은 미리 상단힌지(200)가 형성되도록 제작하게 된다.

이에 상단힌지(200)가 형성된 단위콘크리트블록(110)들은 차량 등을 이용하여 현장에 반입시키게 된다.

다음으로는 현장에 반입된 각각의 상단힌지(200)가 형성된 단위콘크리트블록(110)들을 지반에 관형힌지(220)가 서로 연통되도록 세팅시켜 놓게 된다.

다음으로는 상기 연통된 관형힌지(220)에 힌지연결부재(300)를 삽입하여 단위콘크리트블록(110)들이 서로 상단힌지(200)에 의하여 구속되면서 힌지 연결되도록 하게 된다.

다음으로는 상기 힌지연결부재(300)에 의하여 힌지 연결된 단위콘크리트블록(110)를 인양하여 중력에 의하여 아치블록조립체(100)를 형성시키게 된다.

이에 도 5a와 같이 양 교대(500) 사이에 상기 아치블록조립체(100)의 양 단이 지지되도록 한 후, 뒷채움하여 아치 교량으로 시공할 수 있음을 알 수 있다.

또한 도 5b를 기준으로 하면 아치 터널로서 시공하는 예인데 브라켓구조물(510)을 미리 터파기 한 공간에 이격 설치하고,

상기 브라켓구조물(510)에 아치블록조립체(100)를 기중기로 인양하여 양 단부를 브라켓구조물(510)에 지지되도록 설치한 후 상기 아치블록조립체(100) 상부를 뒷채움(복토)하여 최종 아치 터널로 시공할 수 있음을 알 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 아치블록조립체
110,110a,100b: 단위콘크리트블록
200: 상단힌지 210: 경사플레이트
220: 관형힌지 230: 전단연결재
300: 힌지연결부재 400: 거푸집
500: 양 교대 510: 브라켓구조물

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. (a) 사다리꼴 단면의 단위콘크리트블록(110) 연결측면(A1)에 일체로 형성된 경사플레이트(210);와 상기 경사플레이트(210) 상면에 형성된 관형힌지(220);를 포함하되 상기 관형힌지(220)가 단위콘크리트블록(110) 상면에 돌출되어 노출되도록 하는 상단힌지(200);를 포함하는 단위콘크리트블록(110)을 공장제작하고,
   (b) 상기 공장 제작된 단위콘크리트블록(110)을 현장에 반입하고,
   (c) 상기 현장에 반입된 단위콘크리트블록(110)의 관형힌지(220)가 서로 연통되도록 세팅하여 연통된 관형힌지(220)에 힌지연결부재(300)를 삽입하여 단위콘크리트블록(110)의 상단이 상단힌지에 의하여 힌지 연결되도록 하고,
   (d) 상기 상단이 서로 힌지 연결된 단위콘크리트블록(110)들로 인양하여 형성된 아치블록조립체(100)를 설치하는 단계;를 포함하는 상단힌지를 이용하여 제작된 아치블록조립체 시공방법.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 (d) 단계의 아치구조물은
   양 교대(500) 사이에 상기 아치블록조립체(100)의 양 단이 지지되도록 한 후, 뒷채움하여 형성되도록 하거나,
   브라켓구조물(510)을 미리 터파기 한 공간에 이격 설치하고, 상기 브라켓구조물(510)에 아치블록조립체(100)의 양 단부를 상기 브라켓구조물(510)에 지지되도록 설치하여 형성되도록 하는 상단힌지를 이용하여 제작된 아치블록조립체 시공방법.

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