KR101587212B1 - 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴착된 지반의 굴착면에 띠장을 설치하는 띠장설치단계; 상기 띠장의 중간 부분에 홀을 천공한 후, 상기 홀을 통해 볼트 너트 결합에 의해 외측으로 돌출되도록 완충기를 고정 설치하는 완충기 설치단계; 상기 띠장의 중간 부분에 설치되는 완충기를 중심으로 양쪽으로 대칭되어 각각 설치되도록 띠장에 홀을 천공한 후, 상기 홀을 통해 볼트, 너트 결합에 의해 외측으로 돌출되도록 한 쌍의 잭을 고정 설치하는 잭 설치단계; 띠장의 중간 부분에 설치되는 완충기를 중심으로 양쪽으로 대칭되어 각각 설치되도록 띠장에 홀을 천공한 후, 상기 홀을 통해 볼트, 너트 결합에 의해 외측으로 돌출되도록 한 쌍의 대좌브라켓을 고정 설치하는 대좌브라켓 설치단계; 순차적으로 연선의 일측단을 한 쌍의 대좌브라켓 중 선택된 하나에 고정 설치하고, 한 쌍의 잭 중 선택된 하나의 타측에 지지되도록 하며, 완충기의 타측에 지지되도록 하고, 한 쌍의 잭 중 나머지 하나의 타측에 지지되도록 한 후, 타측단을 한 쌍의 대좌브라켓 중 나머지 하나에 고정 설치하는 연선 설치단계; 및 상기 잭을 조작하여 연선의 장력을 조절함으로써, 연선을 띠장의 외측으로 밀어내는 동시에, 띠장을 굴착면 측으로 밀착되도록 하는 연선 긴장단계;를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법{CONSTRUCTION METHOD FOR STRUT WALE USING PRESTRESSED BEAM}

본 발명은 지하 굴착 작업시 사용되는 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 토압을 지지하기 위하여 설치하는 수많은 버팀보 대신에 잭(jack)과 연선을 이용하여 버팀대의 개수를 대폭 줄임으로써, 띠장의 후면을 안정되게 지지하여 토압에 의해 지반이 붕괴되는 것을 방지할 수 있음은 물론, 시공의 효율성 증대 및 공사비의 대폭적인 절감이 가능한 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물, 개착 터널, 지하철, 전력구, 통신구 및 하수 관거 등과 같이 지하층을 만들기 위하여 터파기를 하는 경우의 시공방법은, 계획된 평면을 따라 설계 깊이까지 구멍을 뚫고(터파기), 수직파일을 설치한다. 수직파일의 설치가 끝나면, 부분적으로 굴착을 하고 상기 굴착에 따른 버팀보의 설치가 반복된다.

이때, 수직파일과 수직형태로 설치되어 격자형태를 이루도록 하는 띠장이 더 설치될 수 있다.

이러한 과정을 거치면서 토압에 저항할 수 있도록 마주보는 형태로 설치되는 띠장 또는 수직파일 사이에 버팀보가 설치됨을 알 수 있다.

즉 버팀보는 굴착지반을 가로질러 양단부가 띠장 또는 수직파일에 지지되어 토압에 저항할 수 있도록 설치된다.

이러한 버팀보가 구비된 흙막이 가설구조 중 하나로, 등록특허공보 제10-1179770호에 흙막이 가설구조가 개시되었다.

도 1은 종래 흙막이 가설구조의 일 예를 나타낸 사시도로, 그 구성은 토류벽 전면에 일정간격으로 구비되는 수직빔(100) 사이에 토류벽을 지지하기 위한 제작강토류판(200)이 형성되고, 상기 수직빔(100)의 전면에 원호형태로 굴곡 되는 지지빔(300)을 고정하고, 상기 각 수직빔(100)과 대향되는 수직빔(100) 전면에 각각 구비되는 상기 지지빔(300)을 횡단 지지하는 버팀보(400)를 형성하고, 상기 지지빔(300)은 일정각도 휘어지는 형태의 원호상으로 이루어지는 것으로 상하 양단측으로 각각 슬라이딩부(310)를 갖도록 하되, 상기 슬라이딩부(310)는 상기 지지빔(300)의 단부측에 고정되는 평플레이트(311)와, 상기 평플레이트(311)의 양측단에 각각 용접되는 접속플레이트(312)를 갖으며 상기 지지빔(300)과 고정 연결되도록 하는 L형강 고정구(313)를 구비하고, 상기 평플레이트(311)와 수직빔(100)의 전면 일측단이 접속되며 상기 L형강고정구(313)는 수직빔(100)을 따라 상하 승강 가능하도록 수직빔(100)과는 고정되지 않는 상태를 유지하되, 상기 L형강고정구(313)의 일측으로 결합공(313')이 천공되어 있어 지지빔(300)의 접속플레이트(312)에 천공되어 있는 접속공(312')간을 볼트(314) 및 너트(315)로 고정되도록 하는 것을 포함하는 흙막이 가설구조에 있어서,

상기 지지빔(300)의 내측면을 따라 휨유지구(320)가 밀착되며 다수 구비되어지되, 상기 휨유지구(320)는 전체적인 결합 상태가 원호의 형상을 갖도록 하며 조합되는 원호플레이트(321) 2개소와 이들을 연결하는 결합구(322) 다수로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 흙막이 가설구조는 수직빔(100)의 전면에 완만한 원호형태로 성형된 지지빔(300)을 고정하고, 한 쌍의 지지빔(300) 사이에 구비되도록 상기 지지빔(300)을 횡단 지지하는 버팀보(400)가 형성됨으로써, 토류벽의 지지가 효율적으로 이루어지도록 한다.

그러나 상기 종래 흙막이 가설구조는 지반굴착 깊이가 커질수록 작용하는 토압의 크기가 커지기 때문에, 굴착깊이에 따른 버팀보(400)의 설치개수가 증가되고 그 설치간격이 좁아짐으로써, 굴착공간의 이용에 있어서 중대한 장애요인이 되고 있으며, 또한 작업도중 발생되는 편심하중에 의해 이미 설치된 버팀보의 위치를 이동시킬 필요가 있는 경우, 이동 설치가 어렵고 난이도가 높은 문제점이 있다.

또한 굴착되는 폭이 커질수록 버팀보(400)의 설치개수 또한 증가되는 한편, 굴착 폭에 따라 지지빔(300) 사이에 구비되는 버팀보(400)의 길이가 증대되게 되는데, 이러한 경우, 휨받는 강도가 현저하게 저하되어 버팀보(400)의 변형이 커지는 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-1179770호(2012.08.29.)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 토압을 지지하기 위하여 설치하는 수많은 버팀보 대신에 잭(jack)과 연선을 이용하여 버팀대의 개수를 대폭 줄임으로써, 지반굴착 깊이 및 폭에 관계없이 띠장의 후면을 안정되게 지지하여 토압에 의해 지반이 붕괴되는 것을 방지할 수 있는 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법을 제공하는 데 있다.

위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법은 굴착된 지반의 굴착면에 띠장을 설치하는 띠장 설치단계; 띠장의 중간 부분에 홀을 천공한 후, 홀을 통해 볼트, 너트 결합에 의해 외측으로 돌출되도록 완충기를 고정 설치하는 완충기 설치단계; 띠장의 중간 부분에 설치되는 완충기를 중심으로 양쪽으로 대칭되어 각각 설치되도록 띠장에 홀을 천공한 후, 홀을 통해 볼트, 너트 결합에 의해 외측으로 돌출되도록 한 쌍의 잭을 고정 설치하는 잭 설치단계; 띠장의 중간 부분에 설치되는 완충기를 중심으로 양쪽으로 대칭되어 각각 설치되도록 띠장에 홀을 천공한 후, 홀을 통해 볼트, 너트 결합에 의해 외측으로 돌출되도록 한 쌍의 대좌브라켓을 고정 설치하는 대좌브라켓 설치단계; 순차적으로 연선의 일측단을 한 쌍의 대좌브라켓 중 선택된 하나에 고정 설치하고, 한 쌍의 잭 중 선택된 하나의 타측에 지지되도록 하며, 완충기의 타측에 지지되도록 하고, 한 쌍의 잭 중 나머지 하나의 타측에 지지되도록 한 후, 타측단을 한 쌍의 대좌브라켓 중 나머지 하나에 고정 설치하는 연선 설치단계; 및 잭을 조작하여 연선의 장력을 조절함으로써, 연선을 띠장의 외측으로 밀어내는 동시에, 띠장을 굴착면 측으로 밀착되도록 하는 연선 긴장단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법을 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.

본 발명은 토압을 지지하기 위하여 설치하는 수많은 버팀보 대신에 잭(jack)과 연선을 이용하여 버팀대의 개수를 대폭 줄임으로써, 지반굴착 깊이 및 폭에 관계없이 띠장의 후면을 안정되게 지지하여 토압에 의해 지반이 붕괴되는 것을 방지할 수 있음은 물론, 시공의 효율성 증대 및 공사비의 대폭적인 절감이 가능한 현저한 효과를 보유하고 있다.

도 1은 종래 흙막이 가설구조의 일 예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법에 의해 설치된 버팀대 띠장의 일 예를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법에 의해 설치된 완충기의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법에 의해 설치된 대좌브라켓 및 연선을 나타낸 것으로, (a)는 연선과 대좌브라켓이 결합된 단면도를, (b)는 분리 단면도를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명에 따른 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법은 활(bow) 시위를 당길때 앞의 거치대, 즉 화살(arrow)이 거치되는 활의 중간부분이 전면으로 휘려는 성질을 이용하여 배면토압에 저항하는 원리를 이용한 것으로, 토압을 지지하기 위하여 설치하는 수많은 버팀보 대신에 잭(jack)과 연선을 이용하여 버팀대의 개수를 대폭 줄임으로써, 띠장의 후면을 안정되게 지지하여 토압에 의해 지반이 붕괴되는 것을 방지할 수 있음은 물론, 시공의 효율성 증대 및 공사비의 대폭적인 절감이 가능한 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법을 나타낸 순서도이며, 도 3은 본 발명에 따른 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법에 의해 설치된 버팀대 띠장의 일 예를 나타낸 평면도이다.

본 발명에 따른 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법은 띠장 설치단계(S10), 완충기 설치단계(S20), 잭 설치단계(S30), 대좌브라켓 설치단계(S40), 연선 설치단계(S50) 및 연선 긴장단계(S60)를 포함하여 구성된다.

먼저, 본 명세서에서, 상기에서 서술한 공법 중 완충기 설치단계(S20), 잭 설치단계(S30) 및 대좌브라켓 설치단계(S40)는 설치 과정을 순차적으로 기재하였으나, 상기 단계에서 설치되는 완충기(300), 잭(400) 및 대좌브라켓(500)은 띠장 설치단계(S10)에서 띠장(100)이 설치된 후, 상기 띠장(100)에 각각 설치되는 것으로, 완충기 설치단계(S20), 잭 설치단계(S30) 및 대좌브라켓 설치단계(S40)는 설치 과정이 반드시 순차적으로 이루어지지 않고 변경되어도 무관하다.

띠장 설치단계(S10)는 구조물 시공을 위해 굴착된 지반이 토압 또는 수압 등에 의하여 변형 또는 붕괴되지 않도록 하는 띠장(100)을 횡방향으로 설치하는 단계이다.

이러한 띠장(100)은 H형강으로 이루어질 수 있으며, 굴착된 지반의 길이(폭)와 같거나 또는 작게 이루어질 수 있다.

이때, 띠장 설치단계(S10) 이전에 수직빔 설치단계가 먼저 이루어질 수 있다.

수직빔 설치단계는 굴착된 지반에 H형강을 지면과 수직된 방향으로 다수 개 설치하는 단계로, 띠장과 격자형태를 이루도록 설치된다.

여기에서 수직빔이 다수 개 설치됨으로써, 수직빔 사이에 강판, 흙막이판, 합판 또는 목재 등으로 이루어진 토류벽이 끼워져 설치될 수 있다.

설계조건에 따라, 띠장 설치단계(S10) 이후에 코너버팀대 설치단계(S15)가 이루어질 수 있다.

코너버팀대 설치단계(S15)는 도 3을 참조하여 설명하면, 띠장(100)과 띠장(100)이 만나는 모서리 부분에, 대각선으로 구비되도록 코너버팀대(200)를 설치하는 단계이다.

코너버팀대(200)는 띠장(100)과 띠장(100)이 만나는 모서리 부분에 약 45°의 각도를 갖도록 대각선으로 설치되어, 양단에 지지되는 띠장(100)을 지지하는 것으로, 중간 부분은 H형강으로 이루어지고, 양 끝단에 스크류잭(screw jack, 210)이 각각 구비된다.

설계조건에 따라, 스크류잭(210)은 도 3에 도시된 바와 같이, 코너버팀대(200)의 일측에만 구비될 수 있다.

또한 코너버팀대(200)의 끝단에 각도조절브라켓(220)이 더 구비될 수 있다.

각도조절브라켓(220)은 상부브라켓(221)과 하부브라켓(222)이 핀절점 방식으로 서로 연결되어 상부브라켓(221)과 하부브라켓(222)이 핀을 축으로 하여 상대회전할 수 있도록 구성된다.

이에, 코너버팀대 설치단계(S15)는 코너버팀대(200)의 양 끝단에 천공된 홀에 대응되는 홀을 띠장(100)에 천공한 다음, 코너버팀대(200)의 일단에 구비되는 각도조절브라켓(220)의 천공된 홀과 띠장(100)의 홀을 볼트, 너트 조립에 의해 체결한다.

다음으로, 각도조절브라켓(220)의 각도를 조절하고, 코너버팀대(200)의 타단에 구비되는 각도조절브라켓(220)이 띠장(100)과 면접촉되도록 각도를 조절하고, 홀을 볼트, 너트 조립에 의해 체결한다.

이후, 스크류잭(210)의 핸들을 돌려 신축(스트로크)으로 코너버팀대(200)의 길이가 증대되도록 조정함으로써, 회전력으로 압력을 가해 토압으로부터 띠장(100)을 지지하게 된다.

즉 코너버팀대 설치단계(S15)는 띠장(100)의 교차부(모서리 분)에 설치되고, 스크류잭(210)의 핸들을 돌려 띠장(100)을 굴착면 측으로 밀착시킴으로써, 굴착에 의해 발생되는 토압을 지지할 수 있도록 한다.

한편, 상기 코너버팀대 설치단계(S15)에서 설치되는 코너버팀대(200)는 일반적으로 100톤의 허용 하중을 견디도록 설계되기 때문에, 굴착 폭이 좁은 공간에서는 코너버팀대(200)의 설치만으로도 토압을 지지할 수 있으나, 굴착 폭이 넓은 곳에 설치되는 길이가 긴 띠장(100)에 설치되는 경우, 띠장(100)의 모서리부분만을 지지하기 때문에 토압에 의해 띠장(100)의 중앙 부분이 휘어질 수 있는 문제점이 있다.

이에, 본 발명에 따른 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법은 완충기 설치단계(S20), 잭 설치단계(S30), 대좌브라켓 설치단계(S40), 연선 설치단계(S50), 스티프너 설치단계(S55) 및 연선 긴장단계(S60)가 더 이루어짐으로써, 띠장(100)을 보다 견고하게 지지하여 토압에 대한 큰 저항력을 얻을 수 있다.

완충기 설치단계(S20)는 띠장(100)의 중간 부분에 설치되며, 후술되는 연선(10)을 탄성지지하여 보호하는 기능을 수행하는 완충기(300)를 설치하는 단계이다.

이때, 완충기(300)는 띠장(100)의 중간 부분에 설치되되, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 띠장(100)의 외측으로 돌출된 형태로 설치된다. 완충기(300)의 일측은 띠장(100)의 외측면에 결합되고, 타측은 후술되는 연선(10)이 접촉되어 탄성지지 되도록 한다.

이러한 완충기(300)는 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법에 의해 설치된 완충기의 사시도이다.

완충기 설치단계(S20)에서 띠장(100)의 중간 부분에 설치되는 완충기(300)는 도 4를 참조하여 설명하면, 플랜지(310), 하부케이스(320), 상부케이스(330) 및 스프링(340)을 포함하여 구성된다.

플랜지(310)는 전체적으로 원기둥 형태로 이루어진 완충기(300)를 띠장(100)에 견고하게 고정할 수 있도록 하는 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 홀이 형성된다.

이에, 띠장설치단계(S10)에서 띠장(100) 설치 후, 상기 띠장(100)의 중간 부분에 완충기(300)의 플랜지(310)에 형성된 홀과 대응되도록 홀을 천공하고, 상기 홀을 통해 볼트, 너트 체결로 결합함으로써, 띠장(100)에 완충기(300)가 견고하게 설치되도록 한다.

이때, 띠장(100)과 맞닿는 플랜지(310)의 끝단에 'ㄱ'자 형태의 걸이편(311)이 더 형성될 수 있다.

이러한 걸이편(311)은 플랜지(310)의 끝단면과 그 사이에 하측으로 개구된 형태의 공간이 형성되도록 함으로써, 완충기 설치단계(S20)에서 완충기(300) 설치시 상기 걸이편(311)을 통해 H형강 형태로 이루어지는 띠장(100)의 측면에 완충기(300)를 상측에서 하측으로 걸 수 있도록 한다.

이에, 완충기(300) 설치시 볼트, 너트의 체결 전 임시로 띠장(100)에 걸어둘 수 있어 상호 결합에 따른 작업이 용이하고, 띠장(100)에 완충기(300)를 보다 견고하게 결합시킬 수 있다.

나아가, 걸이편(311)의 중간에는 절개된 형태의 절개부(312)가 더 형성될 수 있다.

이러한 절개부(312)는 후술되는 스티프너(600)가 띠장(100)에 설치되는 경우, 상기 스티프너(600) 일부분이 절개부(312)에 끼워질 수 있도록 하는 것으로, 완충기(300)를 띠장(100)에 결합시 걸이편(311)과 스티프너(600)가 상호 간섭되는 현상을 방지할 수 있다.

설계조건에 따라, 플랜지(310)와 띠장(100)의 측면 결합시 상기 띠장(100)과 플랜지(310) 사이에 패드(350)가 더 구비될 수 있다.

패드(350)는 스프링(340)과 더불어 진동을 흡수하는 기능을 수행하는 것으로, 건설현장에서 굴삭 및 천공 등의 작업 수행을 위한 장비 운행시 발생되는 진동을 효과적으로 흡수하여 연선(10)에 가해지는 부담을 최소화할 수 있다.

이때, 패드(350)는 부틸고무 또는 네오플렌 등의 합성고무로 이루어질 수 있다.

하부케이스(320)의 일측은 플랜지(310)에 연장된 형태로 이루어지며, 타측은 개구된 원통 형태로 이루어지는 것으로, 후술되는 상부케이스(330)가 타측에 구비되며, 그 내부에 스프링(340)이 수용된다.

상부케이스(330)는 하부케이스(320) 내에 일정 구간 삽입되는 구조로 설치되며, 하부케이스(320)와 동일한 구조를 갖도록 구성된다.

스프링(340)은 하부케이스(320)와 상부케이스(330) 내부에 수용되어 상호간에 탄성지지하는 것으로, 스프링(340)의 탄성력에 의한 상하 운동에 따라 하부케이스(320) 및 상부케이스(330)가 수축 또는 확장될 수 있도록 한다.

이러한 구성에 따른 완충기(300)를 완충기 설치단계(S20)에서 띠장(100)에 결합되도록 함으로써, 후술되는 연선(10)을 띠장(100)의 외측으로 탄성지지하여 안전하게 보호할 수 있다.

잭 설치단계(S30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 띠장(100)의 정중앙에 구비되는 완충기(300)를 중심으로 양쪽으로 대칭되도록 잭(400)을 각각 설치하는 단계이다.

이러한 잭(400)은 유압에 의해 동작되는 것으로, 후술되는 연선(10)을 지지하여, 띠장(100)의 외측으로 연선(10)을 밀어냄으로써, 띠장(100)이 굴삭면 측으로 밀착되도록 하여, 띠장(100)의 후면을 안정되게 지지하여 토압에 의해 지반이 붕괴되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 잭(400)의 일측에는 홀이 형성될 수 있다. 이에, 띠장 설치단계(S10)에서 띠장(100) 설치 후, 상기 잭(400)의 일측에 형성된 홀과 대응되도록 홀을 천공하고, 상기 홀을 통해 볼트, 너트 체결로 결합함으로써, 띠장(100)에 잭(400)이 견고하게 고정 설치되도록 한다.

설계조건에 따라, 한 쌍으로 구비되는 잭(400) 각각을 통해 연선(10)을 띠장(100)의 외측으로 밀어내는 힘의 정도는 동일하게 이루어질 수 있음은 물론이다.

즉, 후술되는 완충기(300)를 기준으로 좌측에 구비되는 잭(400)을 조작하여 잭(400)의 늘어나는 길이가 10cm인 경우, 완충기(300)를 기준으로 우측에 구비되는 잭(400) 역시 10cm의 길이가 늘어나도록 조작될 수 있다.

이에, 한 쌍의 잭(400)에 의해 연선(10)에 가해지는 편심을 최소화하여 편심에 의해 발생될 수 있는 띠장(100)의 휘어짐 및 각 구성간 수명저하를 최소화함으로써, 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

이렇게 띠장(100)의 정중앙에 구비되는 완충기(300)가 구비되고, 완충기(300)를 중심으로 양측으로 대칭되도록 한 쌍의 잭(400)이 구비됨으로써, 정중앙에 하중 재하점(載荷點)을 가질 수 있어 편심 하중에 의한 불균형을 최소화하고 연선(10)에 가해지는 부담을 최소화하여 각 구성간 수명저하를 최소화할 수 있다.

대좌브라켓 설치단계(S40)는 띠장(100)의 측면에 완충기(300)가 설치되는 띠장(100)의 중간 부분을 중심으로 양쪽으로 대칭되도록 대좌브라켓(500)을 각각 설치하는 단계이다.

이러한 대좌브라켓(500)은 띠장(100)의 측면에 고정 설치되고, 후술되는 연선(10)의 양 끝단을 각각 잡아서 연선(10)이 견고하게 고정 설치되도록 하는 것으로, 그 구성은 도 5에 도시된 바와 같이, 전체적인 사각형 형태로 이루어지되, 굴착 상태 및 띠장(100)의 형태에 따라 삼각형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있음은 물론이다.

이때, 대좌브라켓(500)은 첨부된 도면5에 도시된 바와 같이, 후술되는 연선(10)이 고정 설치될 수 있도록 관통공(510)이 형성된다.

이러한 관통공(510)은 후술되는 연선(10)의 양 끝단에 각각 구비된 스웨이지소켓(11) 일부분이 삽입될 수 있는 크기로 이루어져 형성된다.

설계조건에 따라, 대좌브라켓(500)을 띠장(100)에 설치시 완충기(300) 및 잭(400)과 동일한 공정으로 설치될 수 있다.

즉 대좌브라켓(500)의 측면에 홀을 형성하고, 상기 홀에 대응되는 홀을 띠장(100)에 천공한 후, 상기 홀을 볼트, 너트 결합에 의해 상호 견고하게 설치될 수 있도록 한다.

연선 설치단계(S50)는 연선(10)의 끝단을 한 쌍의 대좌브라켓(500)에 각각 고정 설치하는 단계로, 대좌브라켓(500)의 관통공(510)에 고정 설치되도록 한다.

여기에서, 연선(10)은 도 5를 참조하여 설명하면, 양 끝단에 각각 스웨이지소켓(swaged socket, 11)이 구비되며, 한 쌍의 스웨이지소켓(11) 각각에는 그 끝단에 체결되는 한 쌍의 너트(12)가 더 구비된다.

즉 연선 설치단계(S50)에서 대좌브라켓(500)에 연선(10)을 설치하는 경우, 대좌브라켓(500)에 형성된 관통공(510)에 스웨이지소켓(10) 일부분이 인입되어 관통되고, 인입되어 관통된 스웨이지소켓(10)의 끝단에 한 쌍의 너트(12)를 체결하게 되면, 한 쌍의 너트(12) 중 하나의 너트(12)가 대좌브라켓(500)의 측면에 면접촉되면서 걸림되어 스웨이지소켓(10)이 관통공(510)으로 인입된 반대 방향으로 인출되지 않도록 한다.

이때, 연선(10)은 직경 38mm를 갖는 PC(prestressing strand) 연선으로 이루어질 수 있다.

이러한 PC 연선은 부착 성능이 뛰어나며, 인장 하중이 큰 이점이 있다.

또한 너트(12)와 면접촉되는 대좌브라켓(500)의 측면 사이에 와셔(washer, 13)가 구비될 수 있다.

한편, 연선(10)의 스웨이지소켓(10) 양 끝단 각각에 한 쌍의 너트(12)를 체결하는 이유는, 한개의 너트만을 체결하는 경우, 진동 등 외부 환경 요인에 의해 너트가 풀릴 수 있기 때문에, 한 쌍의 너트(12)를 체결함으로써, 진동 등의 외부 환경 요인에 의해서 너트(12)가 풀리는 것을 방지할 수 있다.

이러한 구성으로 이루어진 연선(10)을 설치하는 과정을 살펴보면, 연선설치단계(S50)는 순차적으로 연선(10)의 일측단에 구비된 스웨이지소켓(11) 일부분을 하나의 대좌브라켓(500)에 형성된 관통공(510)에 관통되도록 인입한 후, 한 쌍의 너트(12)와 와셔(13)를 이용하여 체결하여 고정 설치하고, 한 쌍의 잭(400) 중 선택된 하나의 타측에 지지되도록 하며, 완충기(300)의 타측에 지지되도록 하고, 한 쌍의 잭(400) 중 나머지 하나의 타측에 지지되도록 한 후, 연선(10)의 타측단에 구비된 스웨이지소켓(11) 일부분을 나머지 하나의 대좌브라켓(500)에 형성된 관통공(510)에 관통되도록 인입한 후, 한 쌍의 너트(12)와 와셔(13)를 이용하여 체결하여 고정 설치한다.

이에, 연선 설치단계(S50)에서 연선(10)의 양 끝단은 한 쌍의 대좌브라켓(500) 각각에 걸림되어 고정 설치되게 된다.

나아가, 연선(10)은 후술되는 연선 긴장단계(S60)에서 잭(400)의 조작에 의해 인장되어도 대좌브라켓(500)에 견고하게 고정 설치될 수 있도록 한다.

설계조건에 따라, 완충기 설치단계(S20), 잭 설치단계(S30), 대좌브라켓 설치단계(S40) 및 연선 설치단계(S50) 후에, 띠장(100)에 코너버팀대(200), 완충기(300), 잭(400) 및 대좌브라켓(500)이 설치되는 부분에 각각 스티프너(600)를 설치하는 스티프너 설치단계(S55)가 더 이루어질 수 있다.

스티프너(600)는 H형강으로 이루어지는 띠장(100)의 상,하측에 각각 구비되어 띠장(100)의 측면에 설치되는 코너버팀대(200), 완충기(300), 잭(400) 및 대좌브라켓(500)에 의해 집중하중이 발생될 수 있으므로, 상기 스티프너(600)로 보강함으로써, 띠장(100)의 부분적 휨강도를 증대시켜, 집중 하중에 의해 띠장(100)이 휘는 현상을 미연에 방지할 수 있다.

이러한 스티프너 설치단계(S55)에서 스티프너(600)의 설치순서는 띠장설치단계(S10) 이후, 언제 설치되어도 무관하다.

연선 긴장단계(S60)는 잭(400)을 조작하여 연선(10)을 띠장(100) 외측으로 밀어내는 단계로, 잭(400)을 조작하여 연선(10)의 장력을 조절할 수 있다.

이에, 잭(400)을 조작하면 연선(10)을 띠장(100) 외측으로 밀어내는 동시에, 띠장(100)을 굴착면 측으로 밀착되도록 하여 연선(10)의 장력을 더욱 극대화함으로써, 토압에 의한 띠장(100)의 변형을 방지할 수 있다.

즉 토압에 의한 띠장(100)의 지지력을 향상시킬 수 있으므로, 토압에 의해 지반이 붕괴되는 것을 방지할 수 있음은 물론, 시공의 효율성 증대 및 공사비의 대폭적인 절감이 가능한 현저한 효과를 보유하고 있다.

이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 알 수 있다.

10 : 연선 11 : 스웨이지소켓
11a : 나사산 12 : 너트
13 : 와셔 100 : 띠장
200 : 코너버팀대 210 : 스크류잭
220 : 각도조절브라켓 221 : 상부브라켓
222 : 하부브라켓 300 : 완충기
310 : 플랜지 311 : 걸이편
312 : 절개부 320 : 하부케이스
330 : 상부케이스 340 : 스프링
350 : 패드 400 : 잭
500 : 대좌브라켓 510 : 관통공
600 : 스티프너

Claims (5)

1. 굴착된 지반의 굴착면에 띠장(100)을 설치하는 띠장 설치단계(S10);
   상기 띠장(100)의 중간 부분에 홀을 천공한 후, 상기 홀을 통해 볼트, 너트 결합에 의해 외측으로 돌출되도록 완충기(300)를 고정 설치하는 완충기 설치단계(S20);
   상기 띠장(100)의 중간 부분에 설치되는 완충기(300)를 중심으로 양쪽으로 대칭되어 각각 설치되도록 띠장(100)에 홀을 천공한 후, 상기 홀을 통해 볼트, 너트 결합에 의해 외측으로 돌출되도록 한 쌍의 잭(400)을 고정 설치하는 잭 설치단계(S30);
   띠장(100)의 중간 부분에 설치되는 완충기(300)를 중심으로 양쪽으로 대칭되어 각각 설치되도록 띠장(100)에 홀을 천공한 후, 상기 홀을 통해 볼트, 너트 결합에 의해 외측으로 돌출되도록 한 쌍의 대좌브라켓(500)을 고정 설치하는 대좌브라켓 설치단계(S40);
   순차적으로 연선(10)의 일측단을 한 쌍의 대좌브라켓(500) 중 선택된 하나에 고정 설치하고, 한 쌍의 잭(400) 중 선택된 하나의 타측에 지지되도록 하며, 완충기(300)의 타측에 지지되도록 하고, 한 쌍의 잭(400) 중 나머지 하나의 타측에 지지되도록 한 후, 타측단을 한 쌍의 대좌브라켓(500) 중 나머지 하나에 고정 설치하는 연선 설치단계(S50);
   H형강으로 이루어지는 띠장(100)의 측면에 설치되는 코너버팀대(200), 완충기(300), 잭(400) 및 대좌브라켓(500)이 각각 구비되는 부분에 띠장(100)의 길이방향과 교차되도록 상기 띠장(100)의 상,하측에 스티프너(600)를 설치하는 스티프너 설치단계(S55); 및
   상기 잭(400)을 조작하여 연선(10)의 장력을 조절함으로써, 연선(10)을 띠장(100)의 외측으로 밀어내는 동시에, 띠장(100)을 굴착면 측으로 밀착되도록 하는 연선 긴장단계(S60);를 포함하여 구성되되,
   상기 완충기(300)는
   플랜지(310)의 끝단에 'ㄱ'자 형태의 걸이편(311)이 형성되며, 상기 걸이편(311)의 중간에는 절개된 형태의 절개부(312)가 형성되고, 띠장(100)과 플랜지(310) 사이에 패드(350)가 더 구비되되, 상기 완충기 설치단계(S20)에서 완충기(300) 설치시 상기 걸이편(311)을 통해 H형강으로 이루어지는 띠장(100)의 측면에 완충기(300)를 상측에서 하측으로 걸어 둔 후, 상기 홀을 통해 볼트, 너트 결합에 의해 외측으로 돌출되도록 완충기(300)를 고정 설치하고,
   상기 대좌브라켓 설치단계(S40)에서 띠장(100)에 설치되는 대좌브라켓(500)은 관통공(510)이 형성되며,
   상기 연선 설치단계(S50)에서 대좌브라켓(500)에 고정 설치되는 연선(10)은
   양 끝단에 각각 구비되는 스웨이지소켓(11); 및 한 쌍의 스웨이지소켓(11)의 끝단에 체결되는 한 쌍의 너트(12);를 포함하여 구성되되, 상기 연선(10)의 양 끝단에 구비된 스웨이지소켓(10) 각각은 대좌브라켓(500)에 형성된 관통공(510)에 인입되어 관통되고, 관통된 스웨이지소켓(10)에 한 쌍의 너트(12)가 체결됨으로써, 대좌브라켓(500)에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 완충기 설치단계(S20)에서 띠장(100)에 설치되는 완충기(300)는
   상기 띠장(100)에 형성되는 홀과 대응되는 홀을 가지며, 볼트, 너트 결합에 의해 띠장(100)에 완충기(300)가 고정 설치되도록 하는 플랜지(310);
   상기 플랜지(310)에 연장된 형태로 이루어지는 하부케이스(320);
   상기 하부케이스(320) 내에 일정 구간 삽입되는 상부케이스(330); 및
   상기 하부케이스(320)와 상부케이스(330) 내부에 수용되어 상호간에 탄성지지하는 스프링(340);을 포함하여 구성되되,
   상기 연선 긴장단계(S60)를 통해 연선(10)의 장력을 조절하는 경우, 연선(10)을 띠장(100)의 외측으로 탄성지지하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스빔을 이용한 버팀대 띠장 설치 공법.
   
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5. 삭제

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