KR101548250B1 - 박스형 추진관 및 이를 이용한 지중 구조물 시공방법 - Google Patents

Abstract

구체적으로 지중에 지중 구조물의 형태에 맞추어 추진유닛을 압입시키고, 압입된 추진유닛을 횡방향으로 강결시켜 콘크리트를 타설하여 비개착식 지중구조물을 시공하는 박스형 추진관 및 이를 이용한 지중 구조물 시공방법에 관한 것으로서, 상기 박스형 추진관은 서로 상하로 이격되어 배치된 상판과 하판; 상기 상판과 하판 사이에 서로 횡방향으로 이격되도록 형성된 복부판; 일측 복부판으로부터 측방으로 연장되도록 형성된 상판과 하판의 단부에 형성된 삽입리브; 타측 복부판으로부터 상판과 하판으로부터 측방으로 연장되어 형성된 상부 측방 연결판과 하부 측방 연결판을 포함하는 측방 연결판; 및 상기 상부 측방 연결판과 하부 측방 연결판 사이에 형성된 상하지지대를 포함한다.

Description

박스형 추진관 및 이를 이용한 지중 구조물 시공방법{UNDERGROUND PUSH BOX PIPE AND UNDERGROUND STRUCTURE CONSTRUCTION METHOD THEREWITH}

본 발명은 박스형 추진관 및 이를 이용한 지중 구조물 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 지중에 지중 구조물의 형태에 맞추어 추진유닛을 압입시키고, 압입된 추진유닛을 횡방향으로 강결시켜 콘크리트를 타설하여 비개착식 지중구조물을 시공하는 박스형 추진관 및 이를 이용한 지중 구조물 시공방법에 관한 것이다.

현재 보편적으로 적용되고 있는 대표적인 비개착식 지중구조물 시공공법으로 강관 루프공법을 들 수 있다.

이러한 강관루프 공법의 대부분은 구조물이 형성될 지중에 미리 가설용 소형 강관을 순차적으로 압입 연결하여, 단순히 구조체를 형성할 공간을 확보하는 것으로서, 추진강관에 의해 확보된 내부공간에는 개착 구조물과 같은 방식으로 상기 강관 내에서 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 이것을 가설구조물로 이용하거나 본 구조물로 하여 지중구조물(지하터널 등)을 시공하는 공법이다.

이러한 강관루프 공법은 다양한 구성으로 소개되어 있는데 예컨대, 인접하는 강관들의 측면이 서로 맞댄 상태로 연결시켜 횡방향으로 정렬된 상태에서 그 횡방향 강성이 확고해지도록 함으로써, 별도의 횡방향 지지보 없이도 시공이 가능하도록 한 강관루프구조체도 소개되어 있다.(특허출원 제2005-18780호, PRS 공법)

구체적으로 살펴보면 상기 강관루프구조체는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 횡단할 도로나 지장물의 양측에 작업구를 설치한 후 설치될 구조물의 외곽선에 맞추어 순차적으로 압입 설치되는 것으로서, 강관을 1개씩 압입시키게 된다.

이에 상기 강관(20)에는 일측에 횡방향으로 횡방향홈(24)이 형성되고, 상기 횡방향홈(24)의 내측으로는 이 횡방향홈에 의해 하중에 따라 강관이 변형되는 것을 방지하도록 일정간격을 두고 상하에 걸쳐 복수의 지지대(22)가 종방향으로 이격 설치되며, 상기 횡방향홈(24)의 타측에는 이 횡방향홈의 상, 하 절단부에 끼워져 설치되는 앵글(26)이 형성된 강관(20)이 연속하여 측면 결합된다.

도 1c는 상기 PRS(PIPE ROOF STRUCTURES) 공법에 의하여 지중에 압입된 인접된 강관(20)들에 있어 횡방향 연결철근(30) 보강 후 충전된 콘크리트(40)의 예를 도시한 것이다.

이러한 횡방향 연결철근(30)은 띠철근(31)과 보강철근(32)으로 조립된 철근망으로서 측면 결합된 2개의 강관(20)의 측면(C)을 별도로 추가 절개하여 상기 철근망이 2개의 강관을 서로 연결될 수 있도록 하되, 상기 철근망은 길이방향으로 이격되어 설치됨을 알 수 있다.

이때, 다른 2개의 강관에 있어서는 상기 철근망과 일렬로 배치되지 않도록 하여 역시 길이방향으로 이격되어 설치되도록 함을 알 수 있다.

하지만 이러한 방법만으로는 서로 인접하여 시공된 강관(20)들을 횡방향으로 서로 구조적으로 일체화시킬 정도는 아니므로, 즉 단지 인접 강관들을 기계적으로 구속시켜 줄 정도에 불과하여 강관을 설계할 때 과다설계가 될 수밖에 없고 이는 결국 공사비 증가요인이 될 수밖에 없었으며, 도 1d와 같이 강관루프구조체 내측에는 시공되는 지중구조물(27)도 강관루프구조체와 별개로 시공되어 강관루프구조체는 결국 가설부재 역할밖에 하지 못하므로 비효율적이라는 문제점이 있었다.

이에 이러한 종래 PRS공법을 개선한 공법이 소개된 바 있는데 이는 도 1e에 소개되어 있다.

즉, 압입된 강관(20)의 절개된 측면들이 횡방향으로 연통되도록 한 후에 횡방향 철근(29)을 이용하여 강관들을 서로 강결시켜 강관루프구조체를 형성시키고, 강관루프구조체로부터 내측으로 연장된 연결철근(28)을 이용하여 지중구조물(27)과 강관루프구조체를 서로 일체화시켜 결국 종래 강관루프구조체를 구조부재로 설계할 수 있도록 한 것이다.

하지만 이러한 방법도 작업성측면에서는 강관 내부와 같이 좁은 공간에서 일정한 연장길이를 가지도록 횡방향 연결철근(29)을 배근하는 작업이 매우 번거롭고 기본적으로 원형단면의 강관(20)을 이용하기 때문에 다수의 강관 시공에 따른 효율성이 떨어질 수밖에 없었다.

나아가 도 1f와 같이 폐단면 강박스 구조로 제작된 추진관(71)을 시점부(A)에서 종점부(B)까지 연속적으로 추진잭을 이용하여 1 세그먼트씩 연결 압입(중앙 및 양 측방)시키되 1 세그먼트를 구성하는 추진관(71)은 서로 끼워져 연결되도록 하는 기술도 소개되어 있다.

말하자면 원형강관이 아닌 박스체 형태의 추진관을 이용하는 경우라 할 수 있다.

이에 최종 지중구조물 형태로 박스형태의 추진관(71)들을 압입시킨 이후에는 미 도시된 횡방향 연결철근(미도시)을 배근하고, 추진관(71) 내부에 구체 콘크리트를 타설한 후, 최종 저판을 시공하여 예컨대 지중 사각 터널 형태로 지중구조물을 시공하게 된다.

이에 폐단면 강박스 구조로 제작된 추진관(71)은 압입 시 좌굴 등에는 유리할 수 있으나 이러한 방법도 역시 횡방향 연결철근을 별도로 배근해야 하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 위와 같은 종래기술이 가지는 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 비개착식 지중구조물을 박스형 추진관을 이용하여 시공함에 있어서, 박스형 추진관의 제작이 용이하고 압입되는 박스형 추진관의 측 단면을 최대한으로 확보할 수 있도록 함으로서 최소한의 압입 작업으로 루프구조체를 시공할 수 있는 박스형 추진관 및 이를 이용한 지중 구조물 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

또한 본 발명은 박스형 추진관의 측면을 보다 용이하게 연결시켜 가면서 압입시킬 수 있도록 하되 인접한 박스형 추진관을 간단하게 횡방향으로 강결시켜 별도의 횡방향 연결철근 배근 작업 없이 지중에 압입된 추진관을 자체를 횡방향으로 강결시켜 루프구조체를 형성시킬 수 있는 박스형 추진관 및 이를 이용한 지중 구조물 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

또한 본 발명은 박스형 추진관 압입 시 발생하는 좌굴 등이 발생하지 않도록 하면서도 측면에서 인접하여 압입된 박스형 추진관의 연결 작업에 필요한 공간(개방된 측면부)을 충분히 확보할 수 있어 시공성이 뛰어난 박스형 추진관 및 이를 이용한 지중 구조물 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

또한 본 발명은 박스형 추진관의 측면 강결을 종방향으로 연속적으로 형성시키되 복합응력 대응에 유리한 연결방법(요철형 연결부위)을 이용함으로서 박스형 추진관의 측방 연결부위의 구조적 안전을 확보할 수 있는 박스형 추진관 및 이를 이용한 지중 구조물 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과제해결수단은 다음과 같다.

첫째, 본 발명은 압입되는 추진관을 박스형 추진관을 이용하게 된다. 이에 저토피 구간에서 보다 유리한 추진관 압입이 가능하도록 하되, 특히 상판, 하판, 상판과 하판을 상하로 지지하는 상하지지대를 포함하여 폐쇄된 박스 단면으로 추진관을 형성시키는 양 복부판으로 제작하도록 하게 된다.

이때 상기 상판과 하판의 일측 단부는 일측 복부판의 측방으로 연장되도록 하되 측방 연결되는 박스형 추진관의 타측단부가 삽입 연결될 수 있는 삽입리브가 형성되도록 하고, 상판과 하판의 타측단부는 타측 복부판의 측방으로 양 복부판의 내측 지간(복부지간:D1) 보다는 짧은 연장 길이로 연장되도록 하여 형성시킨 측방연결판이 측방 연결되는 박스형 추진관의 삽입리브에 삽입될 수 있도록 하게 된다.

이에 상기 측방연결판에 의하여 측방 연결될 박스형 추진관과의 횡방향 강결이 가능하도록 하면서 서로 일체화시키기 위한 작업공간도 충분히 확보할 수 있도록 하게 된다.

둘째, 상기 삽입리브는 ㄷ자형 단면의 리브로서 종방향으로 박스형 추진관의 종방향 연장길이를 따라 연장되어 있으므로 측방 연결되는 박스형 추진관의 안정적인 압입 가이드 부재로 하여 측방 연결되는 박스형 추진관의 추진 시 이탈 등을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

셋째, 상기 삽입리브는 측방 연결되는 박스형 추진관의 측방연결판이 삽입된 상태에서 삽입리브의 리브는 종방향으로 요철형태로 가공되어 있어 측방연결판과의 용접부위가 확장되어 박스형 추진관의 횡방향 강결에 유리하도록 하고, 상기 요철형태로 용접부위가 형성되어 있어 지중에서의 다방향 응력(복합응력)에 보다 효과적으로 저항할 수 있으므로 보다 안정적인 루프구조체 시공이 가능하게 된다.

상기 삽입리브와 박스형 추진관의 측방연결판의 용접은 결국 박스형 추진관의 측방연결판들의 횡방향 강결이 가능하도록 하게 되므로 박스형 추진관의 측방연결판들이 서로 일체로 거동할 수 있도록 하는 역할을 하게 된다. 이에 본 발명은 박스형 추진관의 측방연결판을 연결철근 등을 별도로 배근하지 않고서도 횡방향으로 강결된 루프구조체 시공이 가능하게 된다.

넷째, 본 발명의 박스형 추진관의 측방연결판은 측방연결판에 의하여 확보되는 단면크기의 확장에 의하여 박스형 추진관으로도 원하는 루프구조체를 시공할 수 있으므로 소수 박스형 추진관 사용에 따른 신속하고 경제적인 박스형 추진관 및 이를 이용한 지중 구조물 시공방법 제공이 가능하게 된다.

즉, 본 발명은

서로 상하로 이격되어 배치된 상판과 하판; 상기 상판과 하판 사이에 상하로 서로 횡방향으로 이격되도록 형성된 복부판; 일측 복부판으로부터 측방으로 연장되도록 형성된 상판과 하판의 단부에 형성된 삽입리브; 타측 복부판으로부터 상판과 하판으로부터 측방으로 연장되어 형성된 상부 측방 연결판과 하부 측방 연결판을 포함하는 측방 연결판; 및 상기 상부 측방 연결판과 하부 측방 연결판 사이에 형성된 상하지지대를 포함하여, 상기 삽입리브에 측방 연결되는 박스형 추진관의 측방 연결판의 단부가 삽입되어 박스형 추진관이 횡방향으로 서로 강결 연결되도록 하는 박스형 추진관 및 그 시공방법을 제공하게 된다.

본 발명은 박스형 추진관을 사용하기 때문에 저토피 구간에서 보다 효과적인 지중 구조물 시공이 가능하게 된다.

또한 상기 박스형 추진관은 간단한 구조로 제작도 용이하고 측방연결판과 삽입리브의 용접에 의하여 측방 연결될 박스형 추진관과의 횡방향 강결이 가능하므로 박스형 추진관의 횡방향 일체화가 가능하여 구조부재로서 루프구조체 설계 및 시공이 가능하게 된다.

또한 측방연결판과 삽입리브의 용접은 지중에서의 다방향 응력(복합응력)에 보다 효과적으로 저항할 수 있도록 삽입리브의 리브는 종방향으로 요철형태로 가공되어 있고 이에 측방연결판과의 용접부위가 확장되어 박스형 추진관의 횡방향 강결에 매우 효과적이게 된다.

또한, 측방연결판이 형성된 박스형 추진관는 횡방향 길이에 따른 단면크기를 최적화시킬 수 있어 최소한의 박스형 추진관 설치 개수에 의한 루프구조체 시공이 가능하게 된다.

또한, 본 발명은 박스형 추진관의 압입 후 횡방향 일체화를 위한 연결철근 등의 배근 작업이 필요 없고, 박스형 추진관의 횡방향 강결을 위한 용접작업 공간도 충분히 확보할 수 있어 신속하고 품질관리가 용이한 루프구조체 시공이 가능하게 된다. 이에 루프구조체 시공을 위한 공종이 단순화되어 경제적인 시공관리 또한 가능하게 된다.

도 1a 및 도 1b는 종래 강관루프구조체용 강관의 연결구성 사시도 및 단면도,
도 1c는 종래 강관루프구조체용 강관의 횡방향 연결철근 시공사시도,
도 1d 및 도 1e는 종래 비개착식 지중구조물 시공단면도들,
도 1f는 종래 폐단면 강박스 구조로 제작된 추진관을 이용한 시공도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 박스형 추진관의 구성사시도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 조립식 추진관의 연결구성도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 조립식 추진관을 이용한 지중구조물 시공순서도이다.

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.

[ 본 발명의 박스형 추진관(100) ]

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 박스형 추진관(100)의 구성사시도를 도시한 것이다.

상기 박스형 추진관(100)은 상판(110), 하판(120), 삽입리브(130), 복부판(140), 측방연결판(150) 및 상하지지대(160)를 포함하여 폐쇄형 박스단면으로서 종방향으로 일정한 연장길이(L)를 가지도록 형성되며, 추진잭에 의하여 지중에 1개씩 압입 추진된다.

상기 상판(110)과 하판(120)은 일정한 두께를 가진 강판을 이용할 수 있으며 종방향으로 일정한 연장길이(L)를 가지도록 형성되며 상,하로 일정 이격거리를 가지도록 배치됨을 알 수 있다.

이때 상판(110)과 하판(120)의 일측 단부에는 삽입리브(130)가 일체로 형성되는데 이러한 삽입리브(130) 역시 일정한 연장길이(L)를 가지도록 형성됨을 알 수 있다.

상기 삽입리브(130)는 ㄷ자형 단면으로서 도 2b와 같이 상부리브(131)와 하부리브(132)가 서로 상하로 이격되어 이격된 공간에 후술되는 측방연결판(150)이 수평으로 삽입되어 결국 박스형 추진관(100)이 서로 측방 연결되도록 하게 된다.

이에 상기 삽입리브(130)는 상판과 하판의 제작 시 미리 일체로 형성되도록 하는 것이 바람직하지만 별도로 용접 등의 방법으로 형성시켜도 상관은 없다.

상기 복부판(140)은 상판(110)과 하판(120)의 상,하 이격거리를 유지하도록 상판의 저면과 하판의 상면 사이에 수직판 형태로 형성되는 것으로서 상판과 하판의 일측단부 사이에 1개의 일측 복부판(141)이 형성되고 일측 복부판(141)과 횡방향으로 이격되어 타측 복부판(142)이 형성되어 있음을 알 수 있다.

이에 횡방향으로 이격된 일측 및 타측 복부판(141,142)의 거리를 복부지간(D1)이라 지칭하기로 한다.

이에 일측 및 타측 복부판(141,142)을 기준으로 상판(110)과 하판(120)은 양 측방으로 연장(복부판을 기준으로 측방 돌출)되어 있음을 알 수 있으며 연장된 일측 상판(110)과 하판(120)의 양 단부에는 앞서 살펴본 삽입리브(130)가 각각 형성되어 있음을 알 수 있다.

특히 연장(도 2a를 기준으로 우측)된 타측 상판(110)과 하판(120)은 상기 복부지간(D1) 보다는 작은 연장길이(D2)로 연장되는 것이 바람직하며, 측방연결판(150)으로 형성됨을 알 수 있다.

즉, 상기 측방연결판(150)은 상판(110)과 하판(120)이 연장된 부분이기는 하지만본 발명은 이를 측방연결판(150)으로 지칭하며, 상판(110)이 연장되어 형성된 것을 상부 측방연결판(151), 하판(120)이 연장되어 형성된 것을 하부 측방연결판(152)으로 구분한다.

이에 상판(110)과, 하판(120), 양 복부판(140:141,142)에 의하여 본 발명에 의한 박스형 추진관(100)은 폐쇄된 박스단면으로 형성됨을 알 수 있으며 양 복부판(140)에 의하여 상판과 하판은 서로 상하로 이격되어 연결되어 있음을 알 수 있다.

이때 양 복부판(140)은 상판(110)과 하판(120)에 용접되어 일체로 형성되도록 하여 추진에 따른 강성확보를 위해 안정적이므로 경우에 따라서는 2개가 아닌 그 이상으로 설치할 수 도 있다. 하지만 본 발명은 복부판(140)의 복부지간(D1)을 일단 확보하고 측방연결판(150)이 형성되어 있음을 고려하여 측방연결판(150)을 상하로 지지하는 상하지지대(160)를 설치하게 된다.

이에 상기 상하지지대(160)의 일부는 타측 복부판(142)과 접하여 상부 및 하부 측방연결판(151.152) 일측 사이에 종방향으로 다수가 서로 이격되어 설치되고, 다른 일부는 횡방향으로 이격되어 상부 및 하부 측방연결판(151.152) 타측 사이에 종방향으로 다수가 서로 이격되어 설치됨을 알 수 있다.

이로서 상기 상하지지대(160)는 박스형 추진관(100) 압입 시 추진에 따른 측방연결판(150)의 지지와 좌굴 등을 방지할 수 있도록 하고, 추후 루프구조체 완성 후 필요한 경우 타측 복부판(142)은 상하지지대(160)로부터 제거도 가능하게 된다. 즉 압입 후에는 측방연결판(150)을 지지하고 있는 상하지지대(160)의 측면에 부착된 복부판(142)의 회수가 가능해진다.

이에 상기 제거를 위하여 타측 복부판(142)은 상하지지대(160)에 볼트와 너트에 의하여 체결되어 설치되도록 하여 타측 복부판을 상하지지대와 함께 분리, 회수할 수 있도록 할 수 있고, 상하지지대(160)를 타측 복부판의 상면과 저면에 용접에 의하여 고정 설치할 수도 있다. 또한 미 도시 되었지만 일측 복부판(141)에도 타측과 동일하게 적용이 가능하다.

이러한 상기 상하지지대(160)는 앵글, 강봉, H-Heam 등을 절단하여 가공된 것을 이용할 수 있으며 도 2a에는 타측 복부판(142)에 접하여 설치되는 상하지지대와 상부 및 하부 측방연결판(151.152)에 설치되는 상하지지대로 형성되어 있음을 알 수 있다.

[ 본 발명의 박스형 추진관(100)의 횡방향 강결 ]

상판(110), 하판(120), 삽입리브(130), 복부판(140), 측방연결판(150) 및 상하지지대(160)를 포함하는 박스형 추진관(100)를 종방향으로 복수개를 연결시켜 가면서 지중에 연속으로 압입하고, 최종 압입된 박스형 추진관(100) 측방에 다른 박스형 추진관(100)이 가이드 되어 종방향으로 복수개를 연결시켜 가면서 지중에 연속으로 압입시키게 된다.

이러한 가이드는 박스형 추진관(100)의 삽입리브(130)와 측방연결판(150)의 삽입에 의하여 이루어지며 이를 도 3a 및 도 3b를 기준으로 살펴본다.

상기 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 박스형 추진관(100)의 연결구성도 및 연결단면도를 도시한 것이다. 즉, 박스형 추진관(100a,100b)중 1개는 이미 지중에 압입된 상태에서 측방에 새로운 박스형 추진관(100a)이 압입된 박스형 추진관(100b)에 가이드 되어 압입되는데, 이러한 가이드 되는 기능을 살펴보면 다음과 같다.

즉, 도 3a와 같이 압입된 박스형 추진관(100b)의 좌측 측방에는 측방 연결되는 박스형 추진관(100a)이 서로 삽입리브(130)와 측방연결판(150)에 의하여 연결되고 있음을 알 수 있다. 즉, 삽입리브(130)의 상부 및 하부리브(131,132) 사이에 측방연결판(150)의 단부가 삽입되도록 함으로서 측방 연결되는 박스형 추진관(100a)이 압입된 박스형 추진관(100b) 측방에 가이드 되면서 압입되도록 함을 알 수 있다.

이때, 최종 서로 압입된 상태에서 상부, 하부리브(131,132)들은 측방연결판(150)의 단부가 서로 용접시켜 연결시키게 된다.

이때 도 3b와 같이 측방 연결되는 박스형 추진관(100b)과 압입된 박스형 추진관(100a) 측방은 서로 이격되어 일정한 간격(D3)이 형성되어 있어 용접을 위한 작업공간 확보가 가능하게 됨을 알 수 있다.

또한 상기 용접 방법을 살펴보면, 도 2b 및 도 3b와 같이 삽입리브(130)의 상부 또는 하부리브(131,132)는 종방향으로 요철형태로 가공되어 있음을 알 수 있다. 이에 상부 및 하부리브(131,132)와 용접되는 측방연결판(150)의 용접라인도 요철형태로 형성되어, 종래의 직선형태의 용접에서 나타나는 응력집중현상에 의한 용접연결부의 손상을 방지하고 이에 다양한 방향으로 작용하는 응력을 효과적으로 분산, 대응할 수 있게 됨을 알 수 있다.

이에 상기 요철형태의 상부 또는 하부리브(131,132)는 당초 제작 시에 형성되도록 하고, 하판, 상판(110,120)에 일체로 미리 형성되도록 하게 된다.

이로서 서로 인접한 박스형 추진관(100)들은 요철형태의 용접에 의하여 삽입리브와 측방연결판이 서로 일체화되어 있으므로 서로 강결되고 있음을 알 수 있으며 이에 박스형 추진관(100)들은 서로 횡방향으로 강결 연결되어 일체로 거동하는 구조부재로 기능하는 중요한 효과를 가지게 됨을 알 수 있다.

이에 종래 압입된 강관들의 측면을 절개하여 횡방향 연결철근 등을 배근하는 작업이 배제되어 시공성 및 작업성이 증진되고, 안정적인 구조적 일체성을 확보할 수 있어 매우 효율적인 루프구조체 설계 및 시공이 가능하게 됨을 알 수 있다.

[본 발명의 박스형 추진관(100)을 이용한 지중구조물(D) 시공방법]

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 박스형 추진관을 이용한 지중구조물 시공순서도를 도시한 것이다.

먼저, 도 1f를 참조하면 시점부(A)에서 종점부(B)까지 연속적으로 추진잭을 이용하여 1 개씩 박스형 추진관을 종방향 및 횡방향으로 압입시키되 1 세그먼트를 구성하는 추진관은 서로 끼워져 측방 및 상하 연결되도록 하여 지중구조물의 형상에 맞추어 시공되도록 준비하게 된다.

이와 같이 지중구조물(200)이 형상에 맞추어 복수개의 측방 및 상,하 연결된 박스형 추진관(100)을 루프구조체(A)라 지칭하게 되며 도 4a에는 형태로 압입 시공되어 있음을 알 수 있다.

즉, 도 4a에는 박스형 추진관(100c,100b,100c) 3개가 서로 횡방향으로 삽입리브와 측방연결판이 서로 일체화되어 서로 강결되도록 하고 있음을 알 수 있으며 양 측단에는 하방으로 각각 2개의 박스형 추진관(100d,100e)도 역시 서로 강결되어 압입되도록 함을 알 수 있다.

이에 만약 종래와 같이 소형 강관을 이용할 경우에는 보다 많은 개수의 강관인 추진관이 필요하겠지만 본 발명에 의한 박스형 추진관(100)은 측방연결판(150)에 의하여 소수의 박스형 추진관(100)만으로도 원하는 루프구조체(A)의 시공이 가능하여 신속하고, 구조적으로 안정적인 지중구조물 시공이 가능하게 된다.

이에 도 4b와 같이 횡방향 및 하방으로 서로 강결 연결된 박스형 추진관(100) 내부에 콘크리트(220)를 타설하여 루프구조체(A)를 최종 완성시키게 되면, 내측 공간을 시점부에서부터 굴착하여 최종 지중구조물(200, 지하터널 등) 시공을 위한 내측공간을 확보하게 된다.

이에 상기 내측공간이 확보되면 하방으로 연장된 박스형 추진관(100d,100e) 내측 사이에 저판(210)을 시공하여 결국 저판(210)과 콘크리트가 타설되어 충진된 루프구조체(A)는 지중구조물(200)의 일부로 시공되고 있음을 알 수 있다.

말하자면 상판, 하판, 상하지지대 및 복부판을 거푸집 삼아 콘크리트를 타설하게 된다.

즉 본 발명에 의한 박스형 추진관에 의한 루프구조체(A)는 콘크리트 충전 구조체로서 구조부재로 설계 및 시공될 수 있음을 알 수 있으며, 이는 상하지지대(160)와 콘크리트의 합성 및 횡방향 강결 연결에 의한 것임을 알 수 있다. 또한 이를 위하여 콘크리트 타설 이전에 횡방향 연결철근, 박스형 추진관의 추가 측면 절개 등의 작업이 필요 없어 작업도 매우 단순해질 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: 박스형 추진관
110: 상판 120: 하판
130: 삽입리브
131: 상부리브 132: 하부리브
140: 복부판
141: 일측 복부판 142: 타측 복부판
150: 측방 연결판
151: 상부 측방 연결판 152: 하부 측방 연결판
160: 상하지지대 200: 지중구조물

Claims (6)

1. 서로 상하로 이격되어 배치된 상판(110)과 하판(120);
   상기 상판과 하판 사이에 상하로 서로 횡방향으로 이격되도록 형성된 복부판(140);
   일측 복부판(141)으로부터 측방으로 연장되도록 형성된 상판과 하판의 단부에 형성된 삽입리브(130);
   타측 복부판(142)으로부터 상판과 하판으로부터 측방으로 연장되어 형성된 상부 측방 연결판(151)과 하부 측방 연결판(152)을 포함하는 측방 연결판(150); 및
   상기 상부 측방 연결판(151)과 하부 측방 연결판(152) 사이에 형성된 상하지지대(160)를 포함하여,
   상기 삽입리브(130)에 측방 연결되는 박스형 추진관의 측방 연결판(150)의 단부가 삽입되어 박스형 추진관이 횡방향으로 서로 강결 연결되도록 하며,
   상기 상하지지대(160)로부터 측방으로 연장된 측방 연결판(150)이 측방 연결되는 박스형 추진관의 삽입리브(130)에 삽입됨으로서, 측방 연결되는 박스형 추진관(100b)과 압입된 박스형 추진관(100a) 측방은 서로 이격되어 간격(D3)이 형성되어 있어 용접을 위한 작업공간 확보가 가능하도록 하되,
   상기 삽입리브(130)는 ㄷ자형 단면으로서 상부리브(131)와 하부리브(132)가 서로 상하로 이격되어 이격된 공간에 측방연결판(150)의 단부가 수평으로 삽입되며,
   상기 상부 또는 하부리브(131,132)는 종방향으로 요철형태로 가공되어 요철형태의 상부 및 하부리브(131,132)와 측방연결판(150)의 용접라인이 서로 요철형태로 용접되어
   서로 인접한 박스형 추진관들은 상기 요철형태의 용접라인에 의하여 삽입리브와 측방연결판이 서로 횡방향으로 강결 연결되어 일체로 거동하며,
   상기 상하지지대(160) 사이의 연장길이(D2)는 횡방향으로 이격된 일측 및 타측 복부판(141,142)의 거리인 복부지간(D1)보다 작고, 상기 연장길이(D2)는 상기 간격(D3)보다 크게 형성되는 박스형 추진관.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 상하지지대(160)의 일부는 타측 복부판(142)과 접하여 상부 및 하부 측방연결판(151.152) 일측 사이에 종방향으로 다수가 서로 이격되어 설치되고, 다른 일부는 횡방향으로 이격되어 상부 및 하부 측방연결판(151.152) 타측 사이에 종방향으로 다수가 서로 이격되어 설치되며, 일측 및 타측 복부판(141,142)은 상하지지대(160)로부터 제거 가능하도록 설치될 수 있음을 특징으로 하는 박스형 추진관.
5. (a) 비개착식으로 기준이 되는 제 1항의 박스형 추진관(100)을 지중에 종방향으로 연결시켜 가면서 압입시키는 단계;
   (b) 상기 종방향으로 압입된 박스형 추진관(100)의 삽입리브(130)에 인접하여 압입되는 다른 박스형 추진관(100)의 측방 연결판(150)이 삽입되도록 하여 지중구조물의 형태에 따른 박스형 추진관들을 압입시키는 단계;
   (c) 상기 압입된 박스형 추진관(100)들의 삽입리브(130)와 측방연결판(150)을 서로 횡방향으로 강결 연결시킨 후 상판, 하판, 상하지지대 및 복부판을 거푸집 삼아 콘크리트를 타설하여 양생시키는 단계;를 포함하는 박스형 추진관을 이용한 지중 구조물 시공방법.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 (c)단계에서,
   제 1항의 박스형 추진관(100)의 상부 또는 하부리브(131,132)는 종방향으로 요철형태로 가공되어 요철형태의 상부 및 하부리브(131,132)와 측방연결판(150)의 서로 요철형태로 용접되도록 함으로서, 압입된 박스형 추진관(100)들의 삽입리브(130)와 측방연결판(150)을 서로 횡방향으로 강결 연결되도록 하는 박스형 추진관을 이용한 지중 구조물 시공방법.

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