KR101611468B1 - 탑 구조물의 주각재의 지지 구조 및 그 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탑 구조물의 주각재의 지지 구조 및 그 시공 방법에 관한 것으로, 2개 이상의 주각재에 의해 지지되는 탑 구조물의 지지 구조로서, 상기 주각재가 고정되는 지지 부재가 일체로 결합된 제1프리캐스트 블록과; 상기 지지 부재에 결합된 상기 주각재의 하단부를 수용하는 제1관통부가 중앙부에 형성되고, 상기 제1프리캐스트 블록의 상측에 적층되게 배치된 제3프리캐스트 블록과; 지반으로부터 상기 제1프리캐스트 블록과 상기 제3프리캐스트 블록을 고정하는 2개 이상의 고정 강봉과; 상기 제1관통부에 상기 주각재의 하단부가 수용된 상태에서 상기 제1관통부에 채워진 충전재를; 포함하여 구성되어, 탑 구조물의 주각재의 설치 높이가 서로 다르더라도, 현장에서 주각재의 설치 높이를 간편하게 조절할 수 있으면서, 균질한 품질의 지지 능력을 갖도록 할 뿐만 아니라, 시공이 간편해지고 콘크리트 구조물에 집중 응력이 작용하는 것을 최소화하며 시공기간을 단축하는 탑 구조물의 주각재의 지지 구조 및 그 시공 방법을 제공한다.

Description

탑 구조물의 주각재의 지지 구조 및 그 시공 방법 {STRUCTURE AND METHOD OF FIXING MAIN LEGS OF STEEL TOWER STRUCTURE}

본 발명은 송전탑이나 송신탑, 윈드 터빈 등과 같은 탑 구조물의 기초구조물 시공 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 탑 구조물의 주각재가 2개 이상으로 형성되어 설치되거나 또는 경사지게 설치되어 각각의 주각재의 설치 높이가 차이가 있고 경사지게 설치되더라도, 탑 구조물의 주각재의 높이 편차를 수용하면서 견고하게 설치하는 탑 구조물의 주각재의 지지 구조 및 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 송전탑, 송신탑, 전신주, 윈드 터빈, 풍차, 관제탑 등과 같이 지면으로부터 수직 방향으로 높게 뻗은 탑 구조물은 지면을 향하여 큰 자중이 작용하고 또한 탑 구조물에 작용하는 수평하중에 의한 기초구조물에 발생하는 모멘트에 의해 기초구조물에 인장력이 발생하는데 이 기초구조물에 발생하는 압축력과 인장력을 지지하기 위하여 기둥 구조물의 기초 콘크리트(50)는 매우 넓게 형성되거나 깊게 형성된다.

따라서, 기초 콘크리트(50)로 인하여 주변 환경이 파괴되고, 주각재(11)의 끝단(12)을 매립하여 고정하는 기초 콘크리트(50)를 설치하기 위한 거푸집 설치, 콘크리트 타설 및 양생에 소요되는 시간이 과도하게 길어져 공기의 지연을 유발하는 원인이 되어 왔다.

그리고, 기초 콘크리트(50)는 성질상 높은 압축력을 지지할 수 있지만 인장력을 지지하는 능력이 부족하므로, 도1에 도시된 기초 콘크리트(50)는 탑 구조물(101)에 횡방향으로 작용하는 모멘트(Mx)를 충분히 견디기 위해서는 심형 기초의 규격이 대형화되고 대형 굴착장비가 소요되는 등 비경제적인 공사가 이루어지고 있는 상황이다.

더욱이, 송전탑과 같은 탑 구조물(101)은 다수의 고압 전선이 연결되어 있으므로, 지진이나 폭풍 등의 천재지변에 의하여 외력에 의해 송전탑의 일측 전선이 끊어지면, 탑 구조물(101)에는 고압 전선이 한쪽에만 연결되어 있으므로, 그 힘에 의해 보다 큰 모멘트가 갑자기 탑 구조물에 작용하게 된다. 이와 같이 탑 구조물에 큰 모멘트가 급작스럽게 작용하면, 커다란 휨 모멘트를 상쇄시킬 수 있는 수단이 없으므로 탑 구조물(101)에는 이 전복될 가능성이 매우 높으므로, 탑 구조물(101)에 급작스럽게 큰 모멘트가 작용하더라도 이를 효과적으로 상쇄시킬 수 있는 방안이 절실히 요구되고 있다.

한편, 탑 구조물이 구조적으로 안정된 상태를 유지하도록 하기 위해서는 지중에 매립되는 기초 콘크리트 구조물을 견고하게 설치하는 것이 필요하다. 이에 따라 지형에 따라 설정된 각 기초 콘크리트 구조물의 메인 기둥이 지상으로 노출되는 높이는 철탑 자체의 설치상태를 좌우하므로 매우 중요하다.

즉, 기초콘크리트 구조물의 메인 기둥의 설치 높이가 미리 정해진 값에서 벗어날 경우 구축된 철탑에 기울어짐이 발생되어 구조적으로 상당히 불안정한 심각한 상태에 놓이게 되므로, 관련 법규에서도 메인 기둥의 설치 높이 오차를 설계치의 -10mm 내지 +10mm로 규정하고 있다.

따라서, 탑 구조물이 산지와 같은 경사진 지형에 설치되는 경우에는, 탑 구조물을 지지하는 주각재(main leg)의 설치 위치 및 높이가 각각 서로 다르게 되므로, 정확한 위치에 주각재를 설치할 수 있으면서 탑 구조물(101)에 작용하는 횡 방향으로의 모멘트(Mx)에 효과적으로 견딜 수 있는 방안이 절실히 요구된다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 송신탑, 송전탑, 윈드 터빈 등의 탑 구조물의 주각재의 설치 높이가 서로 다르더라도, 현장에서 주각재의 설치 높이를 간편하게 조절할 수 있으면서, 시공기간이 단축되고 균질한 품질의 지지 능력을 갖도록 할 뿐만 아니라, 시공이 간편해지고 콘크리트 구조물에 집중 응력이 작용하는 것을 최소화하며 시공기간을 단축하는 탑 구조물의 지지 구조 및 그 시공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

무엇보다도, 본 발명은, 탑 구조물에 지진 등의 천재지변이 발생하여 급작스런 큰 모멘트가 작용하더라도, 지지 구조에 설치된 주각재에 뽑힘 전단에 의해 뽑히지 않고, 높은 지지 능력으로 지탱하여 탑 구조물의 전복을 방지하는 것을 목적으로 한다.

이와 동시에, 본 발명은, 탑 구조물의 주각재의 기초를 고정하는 콘크리트의 사용량을 최소화하여 환경을 보호하면서 시공 시간을 단축하여 경제적으로 시공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은, 차량의 진입이 어려운 산지 등의 장소에 탑 구조물을 설치하더라도, 충분히 큰 두께로 프리캐스트 블록을 시공하여 견고한 지지 구조를 시공할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기초 구조의 보강을 우수하게 유지하면서도 시공이 간편하고 고정플레이트에 작용하는 응력을 최소화하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명은, 송신탑이나 송전탑, 윈드 터빈 등의 탑 구조물을 시공함에 있어서, 종래에 비하여 훨씬 높은 휨 모멘트에 견딜 수 있고, 경제적이며, 공장에서 미리 제작한 프리캐스트 콘크리트 구조물로 시공함에 따라 탑 구조물의 기초 구조 시공 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 2개 이상의 주각재에 의해 지지되는 탑 구조물의 지지 구조로서, 상기 주각재가 고정되는 지지 부재가 일체로 결합된 제1프리캐스트 블록과; 상기 지지 부재에 결합된 상기 주각재의 하단부를 수용하는 제1관통부가 중앙부에 형성되고, 상기 제1프리캐스트 블록의 상측에 적층되게 배치된 제3프리캐스트 블록과; 지반으로부터 상기 제1프리캐스트 블록과 상기 제3프리캐스트 블록을 고정하는 2개 이상의 고정 강봉과; 상기 제1관통부에 상기 주각재의 하단부가 수용된 상태에서 상기 제1관통부에 채워진 충전재를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 탑 구조물의 주각재의 지지 구조를 제공한다.

이와 같이, 미리 제작된 프리캐스트 블록을 지반에 고정된 고정 강봉에 의해 고정된 상태로 설치하므로, 차량의 진입이 어려운 산지 등의 장소에 탑 구조물을 설치하더라도, 충분히 큰 두께로 프리캐스트 블록을 시공하여 콘크리트 구조물에 집중응력이 작용하는 것을 최소화하며 시공 기간을 단축하면서 견고한 지지 구조를 시공할 수 있다.

그리고, 제1프리캐스트 블록에 일체로 결합된 지지 부재에 주각재의 베이스 플레이트를 고정시키므로, 주각재의 베이스 플레이트와 지지 부재 사이의 설치 높이를 자유 자재로 정교하게 조절할 수 있다.

또한, 탑 구조물의 주각재의 베이스 플레이트가 프리캐스트 블록에 둘러싸인 상태로 무수축 콘크리트 등의 충전재에 의해 매설되어 주각재가 견고하게 프리캐스트 블록에 일체 고정되므로, 탑 구조물에 작용하는 횡 방향으로의 모멘트에 대해서도 주각재가 견고하게 지지할 수 있게 된다.

여기서, 상기 지지 부재는 다양한 형태로 제1프리캐스트 블록에 설치될 수 있다.

예를 들어, 상기 지지 부재는, 일부가 상기 제1프리캐스트 블록에 결합되고 다른 일부가 상방으로 뻗어 드러난 다수의 지지 볼트와, 상기 지지 볼트에 2개 이상씩 체결되는 지지 너트를 포함하여 구성되어; 상기 지지 볼트에 강봉에 상기 주각재의 베이스 플레이트를 관통시킨 상태로 상기 지지 너트를 사이에 두고 상기 주각재가 고정될 수 있다. 이를 통해, 베이스 플레이트의 구멍의 크기를 조절하여 주각재의 베이스 플레이트의 위치 조정이 가능하고 또한 지지 너트의 위치를 조절하는 것에 의하여 주각재의 베이스 플레이트의 고정 높이나 기울기를 자유자재로 조절하는 것이 가능해진다.

이 때, 상기 제1프리캐스트 블록과 상기 제3프리캐스트 블록의 사이에는 제2프리캐스트 블록이 적층되게 배치되어, 상기 제2프리캐스트 블록에는 상기 지지 볼트가 관통하는 관통공이 형성되어, 상기 주각재가 상기 제2프리캐스트 블록의 상측에 위치하게 구성될 수도 있다.

또한, 상기 지지 부재는 상기 제1프리캐스트 블록을 횡방향 성분을 갖게 가로지르는 제1프리캐스트 블록과 일체로 연결된 강재로 이루어지고, 상기 주각재를 상기 지지 부재 상에 거치시키되 박판을 개재시켜 높이를 조절한 상태로 상기 지지 부재에 결합하여 구성될 수 있다.

이와 같이, 탑 구조물의 하부 구조인 주각재의 위치 및 자세를 조절하면서, 주각재의 베이스 플레이트를 제1프리캐스트 블록에 고정된 지지 부재에 고정함으로써, 탑 구조물의 주각재가 2개 이상으로 형성되어 설치 높이가 차이가 있더라도, 정확한 자세로 탑 구조물을 지지하는 주각재를 설치할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

무엇보다도, 상기 주각재에 수평 방향 성분을 갖게 결합된 전단재와; 상기 제3프리캐스트 블록의 상측에 적층되게 배치되고 상기 제3프리캐스트 블록과 상기 고정 강봉으로 고정시키며, 상기 제1관통부와 연통하되 상기 전단재가 상방으로 간섭되는 단면의 제2관통부가 중앙부에 형성된 제4프리캐스트 블록을; 더 포함하여 구성되어, 제4프리캐스트 블록과 전단재의 상하 방향의 간섭에 의하여 주각재의 뽑힘 전단을 보다 확실하게 억제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이를 통해, 지진이나 바람 등에 의하여 탑 구조물에 수평 방향의 모멘트가 순간적으로 크게 작용하더라도, 주각재에 고정된 전단재가 제4프리캐스트 블록에 대하여 상방향으로 간섭되어 주각재의 상방 변위가 구속됨으로써, 탑 구조물의 지지 구조에 의하여 안정적으로 모멘트를 지지할 수 있게 된다. 더욱이, 제4프리캐스트 블록은 지반에 고정되어 다수로 적층된 프리캐스트 블록을 연결 고정하는 고정 강봉에 의하여 견고하게 고정된 상태이므로, 고정 강봉의 연직저항력의 분력에 의하여 수평저항력으로 지지할 수 있다.

한편, 상기 제3프리캐스트 블록의 상측에 적층되게 배치되고 상기 제3프리캐스트 블록과 상기 고정 강봉으로 고정시키며, 상기 제1관통부와 연통하는 제2관통부가 중앙부에 형성된 최상단 프리캐스트 블록과; 상기 최상단 프리캐스트 블록의 상면에는 상기 주각재를 향하여 연장되어 결합된 자세 고정용 강재를; 더 포함하여 구성되어, 상기 자세 고정용 강재에 의하여 상기 주각재의 자세가 일정하게 유지되게 설치할 수 있다. 이에 의하여, 주각재의 자중에 의한 처짐량에 의하여 주각재의 설치 위치 및 기울기가 잘못 설정되어 고정되는 것을 방지할 수 있다.

더욱이, 상기 자세 고정용 강재는 상기 주각재의 상향 연장 방향을 따라 관 형태로 연장 형성되어, 상기 충전재가 상기 자세 고정용 강재로 둘러싸인 영역까지 채워짐으로써, 주각재의 하부가 무수축 콘크리트 등에 의한 충전재에 의하여 완전히 일체로 고정되어 견고하게 위치 고정시킬 수 있다.

한편, 상기 제1프리캐스트 블록과 상기 제3프리캐스트 블록 중 어느 하나 이상은 2개 이상으로 분할되고, 분할된 부분은 결합 강봉에 의해 서로 결합된 상태로 설치될 수도 있다. 이를 통해, 프리캐스트 블록의 단면이 커지면 헬기에 의하여 운반할 수 있는 하중이 증가하여 차량이 통행할 수 없는 산지 등도 2개 이상으로 분할 형성된 프리캐스트 블록을 헬기로 운반하는 것이 가능해진다.

한편, 상기 고정 강봉은 지반과 상기 제1프리캐스트 블록을 고정하는 제1고정강봉과, 상기 제1프리캐스트 블록과 상기 제3프리캐스트 블록을 고정하는 제2고정강봉을 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 상기 고정 강봉은 지반과 상기 프리캐스트 블록들 중 어느 하나까지만 연장된 제1고정강봉과, 제1고정강봉이 연장된 프리캐스트 블록으로부터 최상단 프리캐스트 블록까지 연장된 제2고정강봉으로 이루어질 수 있다. 그리고, 고정 강봉은 긴장 정착되어 압축 프리스트레스가 도입됨으로써, 다수로 적층된 프리캐스트 블록이 견고하게 밀착된 상태로 지지할 수 있게 된다.

이 때, 제1고정강봉과 제2고정강봉이 연결되는 프리캐스트 블록의 구멍은 서로 정렬되어 연통되는 구멍일 수도 있고, 서로 다른 구멍에 삽입 설치될 수도 있다.

그리고, 상기 고정 강봉은 지반으로부터 모든 프리캐스트 블록을 관통한 상태로 설치될 수도 있다. 그리고, 고정 강봉에는 압축 프리스트레스가 도입된 상태로 설치되는 것이 바람직하지만, 압축 프리스트레스가 도입되지 않고 적층된 프리캐스트 블록을 고정하도록 구성될 수도 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 2개 이상의 주각재에 의해 지지되는 탑 구조물의 지지 구조의 설치 방법으로서, 상기 주각재가 고정되는 지지 부재가 미리 일체로 결합된 제1프리캐스트 블록을 지반에 삽입 고정된 고정 강봉이 삽입하도록 설치하는 제1프리캐스트블록 설치단계와; 상기 지지 부재에 상기 주각재의 하단부를 고정시키는 하부지지체 고정단계와; 상기 주각재를 중앙부에 수용하는 제1관통부가 형성된 제3프리캐스트 블록을 상기 제1프리캐스트 블록의 상측에 적층되게 설치하되, 상기 고정 강봉에 의해 상기 제1프리캐스트 블록과 상기 제3프리캐스트 블록을 고정시키는 제3프리캐스트 블록 설치단계와; 상기 관통부에 충전재를 채우는 충전재 채움단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 탑 구조물의 주각재의 지지 구조의 시공 방법을 제공한다.

여기서, 상기 지지 부재는 일부가 상기 제1프리캐스트 블록에 결합되고 다른 일부가 상방으로 뻗어 드러난 다수의 지지 볼트와, 상기 지지 볼트에 체결되는 2개 이상씩의 지지 너트를 포함하여 구성되어; 상기 지지 볼트에 강봉에 상기 주각재의 베이스 플레이트를 관통시킨 상태로 상기 지지 너트의 위치를 조정하여 상기 주각재를 거치시키고, 상기 주각재의 베이스 플레이트 상측을 다른 지지 너트로 고정시키는 것에 의하여, 상기 주각재의 높이와 기울기 중 어느 하나 이상을 조절할 수 있다.

이 때, 상기 제1프리캐스트 블록설치단계와 상기 주각재 고정단계의 사이에, 상기 지지 볼트가 관통하는 관통공이 형성된 제2프리캐스트 블록을 상기 제1프리캐스트 블록의 상측에 적층시켜 고정시키는 제2프리캐스트 적층단계를; 더 포함하여 구성되어, 상기 주각재가 상기 제2프리캐스트 블록의 상측에 위치할 수 있다.

또는, 상기 지지 부재는 상기 제1프리캐스트 블록을 횡방향 성분을 갖게 가로지르는 강재로 이루어지고; 상기 하부지지체 고정단계는, 상기 주각재를 상기 지지 부재 상에 거치시키면서 박판을 상기 주각재의 베이스 플레이트와의 사이에 개재시켜 상기 주각재의 높이와 자세 중 어느 하나 이상으로 조절하면서 상기 지지 부재에 결합할 수도 있다.

무엇보다도, 상기 주각재에 수평 방향 성분을 갖는 방향으로 전단재를 결합하는 전단재 결합단계와; 상기 제1관통부와 연통하되 상기 전단재가 상방으로 간섭되는 단면으로 관통 하는 제2관통부가 중앙부에 형성된 제4프리캐스트 블록을 상기 제3프리캐스트 블록의 상측에 적층시켜 고정시키는 제4프리캐스트 블록 설치단계를; 더 포함하여 구성되어, 탑 구조물에 작용하는 다양한 분력 하중들을 보다 효과적으로 견디게 구성될 수 있다.

그리고, 상기 제1관통부와 연통하는 제2관통부가 중앙부에 형성된 최상단 프리캐스트 블록을 상기 제3프리캐스트 블록의 상측에 적층시켜 고정시키는 최상단 프리캐스트 블록 설치단계와; 상기 최상단 프리캐스트 블록의 상면에 상기 주각재를 향하여 연장되어 상기 주각재의 자세를 고정시키는 자세 고정용 강재를 설치하는 자세고정용 강재설치단계를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

한편, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '프리캐스트 블록'은 주로 철근 콘크리트 재료로 공장에서 미리 제작된 블록을 지칭하지만, 철근 콘크리트 재료 이외에 탑 구조물의 강도를 확보할 수 있는 다양한 재료(예를 들어, 금속이나 플라스틱 등)가 포함되는 것으로 정의하기로 한다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '주각재(main leg)'는 송전탑이나 송신탑, 윈드 터빈 등의 탑 구조물과 이를 지지하는 콘크리트 기초 구조물을 연결하는 탑 구조물 하측 지지부를 지칭하는 것으로 정의하기로 한다.

본 발명에 따르면, 제1프리캐스트 블록에 고정된 지지 부재에 탑 구조물의 주각재 베이스 플레이트를 높이 및 기울기를 조절하면서 고정시키고, 동시에 주각재의 하부 및 베이스 플레이트가 프리캐스트 블록에 둘러싸인 상태로 무수축 충전재에 의해 매립된 상태로 설치됨에 따라, 서로 다른 높이의 주각재 위치 및 자세를 정확하게 조절할 수 있으면서 주각재를 견고하게 위치 고정시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 미리 제작된 프리캐스트 블록을 지반에 고정된 고정 강봉으로 설치하므로, 차량의 진입이 어려운 산지 등의 장소에 탑 구조물을 설치하더라도, 충분히 큰 두께의 프리캐스트 블록을 시공하여 콘크리트 구조물에 집중응력이 작용하는 것을 최소화하며 시공 기간을 단축하면서 견고한 지지 구조를 시공할 수 있다.

무엇보다도, 본 발명은, 프리캐스트 블록이 고정 강봉에 의하여 결합된 상태로 적층 형성되고, 동시에 탑 구조물의 하부 구조물인 주각재에 수평 방향으로 결합된 전단재가 뽑힘 방향으로 상측의 프리캐스트 블록에 간섭되게 배치함에 따라, 주각재의 뽑힘 전단을 보다 확실하게 억제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이를 통해, 지진이나 바람 등에 의하여 탑 구조물에 수평 방향의 모멘트가 순간적으로 크게 작용하더라도, 주각재에 고정된 전단재가 제4프리캐스트 블록에 대하여 상방향으로 간섭되어 주각재의 상방 변위가 구속됨으로써, 탑 구조물의 지지 구조에 의하여 안정적으로 모멘트를 지지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

즉, 본 발명은 탑 구조물의 주각재의 설치 높이가 서로 다르더라도, 현장에서 주각재의 설치 높이를 간편하게 조절할 수 있으면서, 균질한 품질의 지지 능력을 갖도록 할 뿐만 아니라, 시공이 간편해지고 콘크리트 구조물에 집중 응력이 작용하는 것을 최소화하며 시공기간을 단축하는 효과가 있다.

도1은 2개 이상의 주각재에 의해 지지되는 탑 구조물의 종래 설치 구조를 도시한 개략도,
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 탑 구조물의 주각재의 지지 구조를 도시한 도면,
도3a 내지 도3d는 도2의 프리캐스트 블록의 결합 구조를 도시한 도면,
도4는 도2의 프리캐스트 블록의 다른 형태의 결합 구조를 도시한 도면,
도5는 도2의 프리캐스트 블록의 일 실시형태의 평면도,
도6은 본 발명의 제2실시예에 따른 탑 구조물의 주각재의 지지 구조를 도시한 도면,
도7a 내지 도7f는 도6의 지지 구조를 시공하는 순서에 따른 구성을 도시한 도면,
도8은 본 발명의 제3실시예에 따른 탑 구조물의 주각재의 지지 구조를 도시한 도면,
도9는 도8의 'B'부분의 확대도,
도10a는 도2의 절단선 A-A에 따른 단면도,
도10b 및 도10c는 다양한 단면의 주각재에 대한 도2의 절단선 A-A에 따른 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 탑 구조물의 주각재 지지 구조(100)는, 지반(2)을 터파기하고 적층 형성된 다수의 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40)과, 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40) 중 제1프리캐스트 블록(10)에 일체 고정된 지지 부재(110)와, 탑 구조물(101)의 주각재(11)에 일체로 결합된 전단재(120)와, 최상단 프리캐스트 블록(40)에 결합되어 주각재(11)의 하측을 둘러싸는 원형프레임(130)과, 주각재(11)의 하측이 매립되게 프리캐스트 블록(90, 10, 20, 30)의 중앙관통부(30C, 40C)를 채우는 충전재(140)와, 충전재(140)의 강도를 보강하는 보강 철근(150)과, 주각재(11)에 고정되어 충전재(140)와의 일체성을 확보하는 결합 부재(160)를 포함하여 구성된다.

상기 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40)은 지반(2)을 터파기하여 암반층(3)의 상면에 거치되는 제9프리캐스트 블록(90)과, 제9프리캐스트 블록(90)의 상측에 적층되고 지지 부재(110)의 일부가 매립되어 지지 부재(110)를 일체로 고정시키는 제1프리캐스트 블록(10)과, 지지 부재(110)에 결합된 주각재(11)의 베이스 플레이트(11b)를 감싸는 제1관통부(30C)가 중앙부에 형성되고 제1프리캐스트 블록(10)에 적층 형성된 제3프리캐스트 블록(30)과, 제1관통부(30C)에 비하여 작은 단면의 제2관통부(40C)가 형성되고 제3프리캐스트 블록(30)의 상부에 적층되어 최상단 프리캐스트 블록을 형성하는 제4프리캐스트 블록(40)으로 이루어진다.

여기서, 다수로 적층된 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40)은 도3a 내지 도3d에 도시된 고정 강봉(81, 82; 80)에 의하여 지반과 일체로 고정된다. 그리고, 다수로 적층된 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40)이 상호 간에 제 위치에서 적층되도록 서로 맞물리는 돌기(13, 33, 93)와 홈이 형성된다. 이 돌기(13, 33, 93)와 홈은 다수로 적층된 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40)의 횡 방향으로의 전단 저항의 역할을 한다.

이를 위하여, 먼저, 도3a에 도시된 바와 같이, 제9프리캐스트 블록(90)의 제1통과공(77)이 형성된 위치의 지반에 천공홀을 형성하고 제1고정강봉(81)을 천공홀 내에 삽입 설치한 후, 천공홀과 제1고정강봉(81)의 사이에 몰탈을 삽입 충전하여, 제1고정강봉(81)을 지반과 일체화시킨다.

그리고, 천공홀의 바깥에 드러난 제1고정강봉(81)의 상측에 하측 고정 너트(15)를 선택적으로 체결한 상태로, 제9프리캐스트 블록(90)의 제1통과공(77)에 제1고정강봉(81)이 삽입되게 제9프리캐스트 블록(90)을 인상하여 도면부호 20d로 표시된 방향으로 위치시킨다.

이 때, 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40)들 중에 최하측에 위치한 제9프리캐스트 블록(90)의 제1통과공(77)에는, 제9프리캐스트 블록(90)을 형성할 당시에 미리 일체로 고정된 고정 플레이트(91)가 정해진 높이(h1)에 고정되어 있다. 이에 따라, 도3b에 도시된 바와 같이, 제1고정강봉(81)이 제9프리캐스트 블록(90)의 제1통과공(77)에 삽입되면, 고정 플레이트(91)의 상측에 고정 너트(16)를 죄는 것에 의하여, 제9프리캐스트 블록(90)과 제1고정강봉(81)을 일체화시킨다.

한편, 도3b에 도시된 바와 같이, 제9프리캐스트 블록(90)의 제2통과공(78)에는 고정 플레이트(92)의 하측에 고정 너트(55)가 미리 고정되어 있다. 여기서, 제1통과공(77)과 제2통과공(78)은 원주 방향을 따라 교대로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 제9프리캐스트 블록(90)의 제2통과공(78)에는 제2고정강봉(82)을 삽입하여, 제2고정 강봉(82)의 끝단을 고정 너트(55)에 체결하여, 제2고정강봉(82)과 제9프리캐스트 블록(90)을 일체화한다.

그리고 나서, 도3c에 도시된 바와 같이, 제9프리캐스트 블록(90)의 상측에 지지 부재(110)가 일체 고정된 제1프리캐스트 블록(10)을 적층시킨다. 본 발명의 제1실시예에서는 지지 부재(110)가 제1프리캐스트 블록(10)에 나사산이 형성된 볼트로 형성되지만, 본 발명의 다른 실시예에서는 탑 구조물(101)의 주각재(11)를 고정할 수 있는 다양한 형태(예를 들어, 링크 구조나 형강 등)로 지지 부재가 이루어질 수 있다. 제1프리캐스트 블록(10)에는 제2고정강봉(82)이 관통하는 제2통과공(78)만 형성되면 충분하다.

그리고 나서, 제1프리캐스트 블록(10)의 상측에 제3프리캐스트 블록(30)과 제4프리캐스트 블록(40)을 적층하고, 제4프리캐스트 블록(82)의 상측에 드러난 제2고정강봉(82)에 정착판(42)과 정착 너트(44)를 설치하여 죄는 것에 의하여, 제2고정강봉(82)에 긴장력(P4)이 도입된 상태가 된다.

이와 같이, 다수로 적층된 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40)은 지반에 고정된 제1고정강봉(81)과 제2고정강봉(82)에 의하여 전체가 견고하게 하나의 구조물을 형성하며, 제2고정강봉(82)에 도입된 압축 프리스트레스에 의하여 외부의 하중을 효과적으로 지지할 수 있게 된다.

이와 같이, 미리 제작된 프리캐스트 콘크리트에 형성된 제1통과공(77)의 일부에서는 제1고정강봉(81)을 고정하여 지반에 대하여 기초 구조(90)를 고정시키고, 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40)의 제2통과공(78)에서는 제2고정강봉(82)을 이용하여 기초 구조의 상하 방향으로의 프리스트레스(P4)를 미리 도입함에 따라, 제1고정플레이트(91, 92)가 설치된 프리캐스트 블록(90)을 매개로 하여 기초 구조물을 지면에 대하여 고정 설치하는 것과 탑 구조물(101)과 연결되는 주각재(11)를 콘크리트 기초 구조물에 고정 설치하는 것을 이원화하여 시공이 보다 간편해질 뿐만 아니라, 제1고정강봉(81)이 고정되는 고정플레이트(91)에 작용하는 압축력을 종래에 비하여 줄일 수 있게 되어 기초 구조의 안전성을 보다 확실하게 확보할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제1고정강봉(81)은 하부가 상부에 비하여 상기 탑 구조물의 바깥에 위치하도록 지면 내에 경사진 자세로 삽입 설치될 수도 있는 데, 이 경우에는 바람 및 지진 등에 의한 수평방향으로 작용하는 수평력에 대해서도 제1고정강봉(81)의 연직저항력의 분력으로 작용하는 수평저항력으로 지지할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

한편, 도3a 내지 도3c에 예시된 실시 형태에서는, 제9프리캐스트 블록(90)을 매개로 제1고정강봉(81)과 제2고정강봉(82)이 연결된 구성을 예로 들었지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 제1프리캐스트 블록(10)이나 제3프리캐스트 블록(30)을 매개로 제1고정강봉(81)과 제2고정강봉(82)이 연결될 수도 있다. 또한, 제1고정강봉(81)이 제1프리캐스트 블록(10)에 고정되고, 제2고정강봉(82)이 제9프리캐스트 블록(90)에 고정될 수도 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도4의 우측에 도시된 바와 같이, 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40)에는 모두 정렬하는 제1통과공(77)이 형성되고, 제1고정강봉(81)이 고정 플레이트(91)를 매개로 제9프리캐스트 블록(90)에 고정되고, 이로부터 커플러(88)를 매개로 또 제2고정강봉(82', 본 명세서 및 특허청구범위에서 고정 강봉은 강연선을 포함함)이 연장되는 형태로, 고정 강봉(81, 82')에 의해 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40)을 고정시킬 수 있다.

이와 유사하게, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 도4의 좌측에 도시된 바와 같이, 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40)을 모두 관통하는 하나의 고정 강봉(81)으로 다수의 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40)을 고정시킬 수 있다.

한편, 상기 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40)은 공장에서 미리 제작되어 탑 구조물(101)의 시공 위치로 운반되는 데, 차량의 진입이 어려운 산지에 탑 구조물(101)을 시공하기 위해서는 헬기에 의한 운반이 필수적이다. 여기서, 각각의 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40)의 높이(H')는 탑 구조물(101)의 사양에 따라 다양한 두께로 정해질 수 있다.

그런데, 헬기에 의해 운반할 수 있는 하중은 제한되어 있으므로, 도5에 도시된 바와 같이, 하나의 프리캐스트 블록(30)을 2개 이상으로 분할하고, 분할된 각 부분(30A, 30B)을 결합 강봉(39)으로 현장에서 결합한다. 이때에도 결합 강봉(39)에는 긴장력(P3)이 도입된 상태로 고정되어, 분할된 각 부분(30A, 30B)을 하나의 몸체로 견고하게 결합할 수 있다.

도면에는 제3프리캐스트 블록(30)이 2개로 분할된 부분(30A, 30B)인 구성을 예로 들었지만, 제3프리캐스트 블록(30)은 필요에 따라 3개 이상으로 분할될 수도 있다. 그리고, 제3프리캐스트 블록(30) 이외에, 다른 프리캐스트 블록(90, 10, 40)들도 2개 이상으로 분할되고 현장에서 결합될 수 있다.

한편, 상기 제9프리캐스트 블록(90)은 이동 중량을 줄이기 위하여 중앙부에 관통부(90C)가 형성될 수 있으며, 중앙 관통부(90C)는 무수축 충전재(90x)에 의해 채워진다. 경우에 따라서는 제9프리캐스트 블록(90)은 중앙 관통부(90C)가 형성되지 않을 수도 있고, 최하측에 제1프리캐스트 블록(10)이 위치할 수도 있다.

제9프리캐스트 블록(90)의 상측에 적층된 제1프리캐스트 블록(10)에는, 도2 및 도3c에 도시된 바와 같이, 지지 부재(110)가 나사산이 형성된 볼트 형태로 상향 연장되게 돌출 형성된다. 여기서, 지지 부재(110)의 일부는 제1프리캐스트 블록(10)에 단면이 넓은 고정 너트(112)와 함께 매립됨으로써, 지지 부재(110)를 상방으로 잡아당기는 힘에도 저항할 수 있는 상태가 된다.

그리고, 지지 부재(110)는 주각재(11)의 베이스 플레이트(11b)를 고정시키기 위하여 관통 형성된 구멍(미도시)과 정렬되게 상향 연장된 형태로 배치된다. 예를 들어, 강봉 형태의 지지 부재(110)는 원주 방향으로 45도 간격으로 8개 배치되거나 30도 간격으로 12개 배치될 수 있다. 주각재(11)의 베이스 플레이트(11b)의 관통공의 크기를 조절하여 지지 부재(110)에 연결된 주각재(11)의 베이스 플레이트(11b)가 좌 우 이동이 가능하다. 또한 볼트 형태의 지지 부재(110)에는 각각 2개씩의 지지 너트(113a, 113b)가 배치되어, 하측 지지 너트(113b)를 상하 방향으로 이동(99)시키는 것에 의하여, 지지 부재(110)에 결합되는 주각재(11)의 베이스 플레이트(11b)의 높이 및 기울기를 조절한다. 예를 들어, 상측 구조물이 결합되는 결합공(11a)이 형성된 탑 구조물(101)의 주각재(11)의 연결 위치(P1)는 탑 구조물(101)의 설치 계획서 상에 이미 정해져 있으므로, 연결 위치(P1)로부터 베이스 플레이트(11b)의 중심 위치(P2)의 좌표도 역시 정해져 있다.

따라서, 제1프리캐스트 블록(10)에 고정된 지지 부재(110)의 하측 지지 너트(113b)를 상하 방향으로 이동(99)시켜, 주각재(11)의 베이스 플레이트(11b)의 중심 높이가 정해진 중심 위치(P2)의 좌표에 해당하는 높이에 위치하도록 한다. 그리고, 하측 지지 너트(113b)들 중 일부의 높이를 조절하여, 주각재(11)의 기울기를 조절하는 것에 의해, 주각재(11)의 상단 정해진 지점이 연결 위치(P1)의 좌표에 부합한 상태가 되도록 한다. 그리고, 주각재(11)의 베이스 플레이트(11b)의 높이 및 기울기가 정해진 상태가 되면, 상측 지지 너트(113a)를 체결하여, 주각재(11)의 베이스 플레이트(11b)를 위치 고정시킨다. 이에 따라, 주각재(11)의 베이스 플레이트(11b)는 지지 부재(110)에 의해 각각의 정해진 높이(H)와 자세로 고정된다.

그리고, 전단재(120)는 주각재(11)에 대하여 수평 방향이 되도록 하단부에 용접이나 볼트 등으로 일체 결합된다. 전단재(120)는 주각재(11)에 대하여 하나의 방향으로만 연장되게 결합될 수도 있고, 90도 이하의 간격을 두고 2개 이상의 방향으로 연장되게 결합될 수도 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 전단재(120)는 주각재(11)에 미리 결합된 상태일 수도 있다.

즉, 도10a에 도시된 바와 같이, 주각재(11)의 단면이 'ㄱ'자 형태인 경우에는, 전단재(120)는 좌우 방향으로 연장된 제1전단재(120A)와, 전후 방향으로 연장된 제2전단재(120B)로 이루어져 90도 방향에서 제4프리캐스트 블록(40)과 간섭되게 구성될 수 있다.

한편, 도10b에 도시된 바와 같이, 주각재(11")의 단면이 'ㄱ'자 단면이 2개가 중복하여 배치되는 경우에는, 전단재(120)는 4개의 방향으로 뻗은 전단재(120A, 120B, 120C, 120D)로 이루어질 수 있다.

그리고, 도10c에 도시된 바와 같이, 주각재(11')의 단면이 원형 단면인 경우에는, 전단재(120A', 120B', 120C', 120D')는 90도 간격으로 연장되게 뻗은 형태일 수 있다.

이렇듯, 주각재(11, 11', 11")에 고정된 전단재(120)는 제1프리캐스트 블록(10)의 상측에 거치된 제3프리캐스트 블록(30)의 제1관통부(30C)에 수용되며, 제3프리캐스트 블록(30)의 상측에 거치되는 제4프리캐스트 블록(40)의 제2관통부(40C)에 대해서는 상방으로 간섭된 상태가 된다. 즉, 전단재(120)의 폭(W3)은 제2관통부(40C)의 폭(W4)에 비하여 더 크게 형성되어, 제4프리캐스트 블록(40)이 제3프리캐스트 블록(30) 위에 적층된 상태에서는, 주각재(11)가 제4프리캐스트 블록(40)의 바깥으로 빼내지 못하는 상태가 되어, 주각재(11)가 상측으로 이동하려는 변위를 전단재(120)와 프리캐스트 블록(40)과의 간섭에 의해 억제하여 지지한다.

이 때, 주각재(11)에는 충전재(140)와 결합을 보조하는 결합재(160)가 다수 결합될 수 있다.

그리고 나서, 도3d 및 도4에 도시된 제2고정강봉(82)을 긴장 정착하여, 다수의 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40)을 일체화한다. 그리고, 제1관통부(30C) 및 제2관통부(40C)에 보강 철근(150)을 배근하고, 주각재(11)의 하부 및 베이스 플레이트(11b)가 충전재(140)에 매립된 상태가 되도록 무수축 충전재(140)를 타설하여, 지지 구조(100)에서 주각재(11)의 위치 및 자세를 완전히 고정시킨다.

이 때, 도2에 도시된 바와 같이, 제4프리캐스트 블록(40)의 상측으로 드러난 주각재(11)의 일부를 감싸는 원형프레임(130)이 상향 돌출 형성되어, 충전재(140)에 의해 고정되는 주각재(11)의 높이를 보다 높게 유지하여 원형프레임(130)의 일부가 지반(5) 위에 위치 할 수 있도록 한다. 여기서, 원형프레임(130)은 최상측의 제4프리캐스트 블록(40) 내에 박힌 앵커 볼트(132)에 의한 프레임 플레이트(134)로부터 주각재(11)의 방향을 따라 상향 돌출 형성된다.

상기와 같이 시공된 탑 구조물(101)의 주각재(11)의 지지 구조(100)는 연약 지반층(2)을 터파기하여 암반층(3) 상에 시공되는 것이 바람직하지만, 제1고정 강봉(81)이 암반층까지 삽입 고정될 경우에는 연약 지반층(2) 상에 시공될 수도 있다.

도면에는 주각재(11)의 베이스 플레이트(11b)를 중심으로 주각재(11)의 높이 및 기울기 등의 자세를 조절하면서 설치 시공하는 구성을 예로 들었지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 주각재(11)의 다른 부분을 기준으로 주각재(11)의 높이나 기울기 등의 자세를 조절하면서 설치 및 시공할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 탑 구조물(101)의 주각재의 지지 구조(100)는, 제1프리캐스트 블록(10)에 고정된 지지 부재(110)에 탑 구조물(101)의 주각재(11)의 베이스 플레이트를 높이 및 기울기를 정교하게 조절할 수 있는 잇점이 있으며, 동시에 주각재(11)의 하부 및 베이스 플레이트(11b)가 프리캐스트 블록(30, 40)에 둘러싸인 상태로 무수축 충전재(140)에 의해 매립되어 설치되므로 주각재(11)를 견고하게 위치 고정시켜, 공용 중에 탑 구조물에 작용하는 하중 및 모멘트에도 충분히 높은 지지 능력을 구현할 수 있는 효과가 얻어진다.

무엇보다도, 본 발명은, 프리캐스트 블록(90, 10, 30, 40)이 고정 강봉(80)에 의하여 결합된 상태로 적층 설치되고, 동시에 탑 구조물의 하부 구조물인 주각재(11)에 수평 방향으로 결합된 전단재(120)가 뽑힘 방향으로의 상방 변위가 상측의 프리캐스트 블록(40)에 간섭되게 구성됨으로써, 탑 구조물(101)에 작용하는 수평 방향의 모멘트로 인해 주각재(11)에 작용하는 뽑힘 하중과 모멘트에 의한 하중을 보다 안정적으로 지지할 수 있다.

즉, 본 발명은 탑 구조물을 경사진 산지 등에 설치하여 주각재(11)의 설치 높이가 서로 다르더라도, 현장에서 주각재(11)의 설치 높이를 간편하게 조절할 수 있으면서, 시공기간을 단축할 수 있고 균질한 품질의 지지 능력을 갖도록 할 뿐만 아니라, 높은 하중을 지지할 수 있으면서 시공이 간편해지고 콘크리트 구조물에 집중 응력이 작용하는 것을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 첨부된 도6을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 탑 구조물의 주각재의 지지 구조(200) 및 그 시공 방법을 상술한다. 다만, 전술한 제1실시예와 동일 또는 유사한 구성 및 작용에 대해서는 제2실시예의 요지를 명확하게 하기 위하여 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.

도6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 탑 구조물의 주각재의 지지 구조(200)는 제1실시예(100)와 대비하여, 수평 방향으로 보다 높은 모멘트(Mx)가 작용함에 따른 힘을 견디기 위하여, 제1프리캐스트 블록(10)과 제3프리캐스트 블록(30)의 사이에 제2프리캐스트 블록(20)이 개재된다는 점에 특징이 있다.

즉, 도6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 탑 구조물의 주각재의 지지 구조(200)는, 지반(2)을 터파기하고 적층 형성된 다수의 프리캐스트 블록(10, 20, 30, 40)과, 프리캐스트 블록(10, 20, 30, 40) 중 제1프리캐스트 블록(10)에 일체 고정된 지지 부재(110)와, 주각재(11')에 일체 결합된 전단재(120)와, 주각재(11)의 하측이 매립되게 프리캐스트 블록(30, 40)의 중앙관통부(30C, 40C)를 채우는 충전재(140)를 포함하여 구성된다.

도6에 도시되지 않은 결합 부재, 보강 철근, 원형프레임도 제2실시예의 구성(200)에 포함될 수 있다.

여기서, 제1프리캐스트 블록(10)에 볼트 형태로 상향 돌출된 지지 부재(110)는 제1프리캐스트 블록(10)의 상측에 적층된 제2프리캐스트 블록(20)의 관통공(21)을 관통한다. 이에 따라, 주각재(11)의 베이스 플레이트(11b)는 지지 부재(110)에서 높이 및 기울기가 조절되지만, 제2프리캐스트 블록(20)의 상측 공간에 위치하게 된다.

이에 따라, 지지 부재(110)는 제2프리캐스트 블록(20)의 구멍(21) 안쪽을 그라우트재로 채움으로써 횡 방향으로 지지된 상태가 되므로, 탑 구조물(101)에 수평 방향의 모멘트(Mx)가 작용할 경우에 제2프리캐스트 블록(20)에 의하여 지지 부재(110)가 지지되므로, 보다 높은 하중에 견딜 수 있다.

이하, 도7a 내지 도7f를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 탑 구조물의 주각재 지지 구조(200)의 시공 방법을 순차적으로 설명한다.

단계 1: 도7a에 도시된 바와 같이, 지면(2)에 터파기를 하고, 제1고정강봉(81)이 삽입되는 천공홀을 제1프리캐스트 블록(10)의 통과홀(도3a의 77)에 정렬되게 암반층까지 천공한다. 그리고, 천공홀에 제1고정강봉(81)을 삽입하고 그라우팅하여, 제1고정강봉(81)이 암반층과 결합된 상태가 되게 한다.

그리고, 도4의 우측 도면에 도시된 형태로 고정 강봉(80)을 설치하고자 하는 경우에는, 지반에 고정된 제1고정강봉(81)에 제2고정강봉(82)을 커플러(88)로 결합시킨다.

그리고, 도3a에 도시된 바와 유사하게, 제1프리캐스트 블록(10)의 통과홀(77)이 제1고정강봉(81)에 삽입된 상태로 거치시킨다. 이 때, 제1프리캐스트 블록(10)의 저면은 면을 고르게 한 상태이거나 평탄하게 하는 별개의 층을 깐 상태일 수도 있다.

단계 2: 그리고, 도7b에 도시된 바와 같이, 제1프리캐스트 블록(10)의 상측에 제2프리캐스트 블록(20)을 거치시킨다. 또한 지지 부재(110)는 제2프리캐스트 블록(20)의 구멍(21) 안쪽을 시멘트 그라우팅(211)을 하여 지지 부재(110)를 제2프리캐스트 블록(20)에 일체시킨다. 이 때, 강봉 형태로 형성된 지지 부재(110)의 상단부는 하측 지지 너트(113b)가 체결된 상태로 정해진 높이로 유지된다.

단계 3: 그리고 나서, 도7c에 도시된 바와 같이, 지지 부재(110)의 하측 지지 너트(113b)를 상하 방향(99)으로 이동시켜, 주각재(11')의 베이스 플레이트(11b)의 중심 위치(P2)를 정해진 설치 좌표에 위치하도록 한다. 그리고, 하측 지지 너트(113b)의 일부를 상하 방향(99)으로 조정하는 것에 의하여, 주각재(11')의 연결 위치(P1)가 정해진 설치 좌표에 위치하도록 조절한다.

이와 같이, 주각재(11')의 높이(H)와 자세가 정해진 상태로 되면, 상측 지지 너트(113a)를 체결하여, 주각재(11')의 높이와 자세를 고정시킨다.

단계 4: 그리고 나서, 도7d에 도시된 바와 같이, 주각재(11')가 차지하는 공간을 수용하는 제1관통부(30C)가 형성된 제3프리캐스트 블록(30)을 제2프리캐스트 블록(20)의 상측에 적층시킨다.

그리고, 도7e에 도시된 바와 같이, 제1관통부(30C)에 비하여 작은 단면의 제2관통부(40C)가 형성된 제4프리캐스트 블록(40)을 제3프리캐스트 블록(30)의 상측에 적층시킨다. 이에 따라, 주각재(11')의 하부에 수평 방향으로 연장 형성된 전단재(120)는 제4프리캐스트 블록(40)의 제2관통부(40C)를 상방향(120x)으로 통과하지 못하는 상태가 된다.

이 때, 제2고정강봉(82)은 최상측인 제4프리캐스트 블록(40)의 상측으로 노출된 상태가 된다.

단계 5: 그리고 나서, 제2고정강봉(82)을 상측으로 잡아당기는 긴장력(P4)을 도입하고 정착한 후, 캡을 씌워 보호한다. 이에 따라, 다수의 프리캐스트 블록(10, 20, 30, 40)은 상하 방향으로 서로 밀착된 상태가 되며, 제2고정강봉(82)에 도입된 압축 프리스트레스에 의하여 외부의 힘이 작용하더라도 안정되게 지지할 수 있는 상태가 된다.

그 다음, 제1관통부(30C)와 제2관통부(40C)에 무수축 콘크리트 또는 무수축 몰탈 등의 충전재(140)를 타설, 양생하여, 탑 구조물(101)의 주각재(11') 및 베이스 플레이트(11b)는 프리캐스트 블록(10-40)과 일체화된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 따른 탑 구조물의 주각재 지지 구조(200)는, 제1프리캐스트 블록(10)에 외주면에 나사산이 형성된 볼트 형태로 지지 부재(110)를 형성하고, 제1프리캐스트 블록(10)의 상측에 또 하나의 제2프리캐스트 블록(20)을 거치시킨 상태로, 제2프리캐스트 블록(20)의 상측에서 탑 구조물(101)의 주각재(11')를 위치 고정시킴으로써, 주각재(11')에 수평 방향으로 작용하는 모멘트(Mx)에 대하여 지지 부재(110)에 의해 보다 더 높은 하중을 견딜 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.

또한, 프리캐스트 블록(10, 20, 30, 40)이 고정 강봉(80)에 의하여 결합된 상태로 적층 설치되고, 동시에 탑 구조물의 하부 구조물인 주각재(11')에 수평 방향으로 결합된 전단재(120)가 뽑힘 방향으로의 상방 변위가 상측의 프리캐스트 블록(40)에 간섭되게 구성됨으로써, 탑 구조물(101)에 작용하는 수평 방향의 모멘트로 인해 주각재(11)에 작용하는 뽑힘 하중과 모멘트에 의한 하중을 보다 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 탑 구조물(101)을 경사진 산지 등에 설치하여 주각재(11')의 설치 높이가 서로 다르더라도, 지지 부재(110) 상에서 주각재(11')의 설치 높이를 현장에서 간편하게 조절할 수 있으면서, 시공기간을 단축할 수 있고 균질한 품질의 지지 능력을 갖도록 할 뿐만 아니라, 높은 하중을 지지할 수 있으면서 시공이 간편해지고 콘크리트 구조물에 집중 응력이 작용하는 것을 최소화할 수 있다.

이하, 첨부된 도8을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 탑 구조물의 주각재의 지지 구조(300)를 상술한다. 다만, 전술한 제1실시예 및 제2실시예와 동일 또는 유사한 구성 및 작용에 대해서는 제3실시예의 요지를 명확하게 하기 위하여 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.

도8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 탑 구조물의 주각재의 지지 구조(300)는, 지반(2)을 터파기하고 적층 형성된 다수의 프리캐스트 블록(90, 10, 30)과, 프리캐스트 블록(90, 10, 30) 중 제1프리캐스트 블록(10)의 중앙부에 수평 방향으로 가로질러 고정되고 강재로 형성된 지지 부재(310)와, 최상측의 제3프리캐스트 블록(30)에 고정된 가이드 플레이트(234)와, 주각재(11)와 가이드 플레이트(234)에 동시에 결합되어 주각재(11)의 자세를 고정하는 자세 고정용 강재(360)와, 가이드 플레이트(234)로부터 주각재(11)의 연장 방향으로 상향 돌출된 원형프레임(330)과, 프리캐스트 블록(90, 10, 30)의 관통부(10C, 30C) 및 프레임(330)으로 둘러싸인 공간을 채우는 무수축 충전재(340)로 구성된다.

다른 실시예에서 포함된 전단재(120) 등의 구성 요소는 필요에 따라 제3실시예의 구성에 포함될 수 있다.

상기 지지 부재(310)는 상방향으로 돌출된 볼트로 형성되는 대신에 수평 방향으로 제1프리캐스트 블록(10)에 일체로 연결 고정된 형강 등의 강재로 형성된다. 도면에는 일자(一字) 형태로 배열된 구성만 도시되어 있지만, 십자(十字) 형태의 강재로 배열될 수도 있고, 상측에 원판이 형성될 수도 있다. 예를 들어, 지지 부재(310)를 형성하는 강재는 단면 계수가 높은 H자 단면의 형강으로 형성될 수 있으며, ㄷ자 단면으로 형성될 수도 있다.

이에 따라, 주각재(11)의 베이스 플레이트(11b)는 수평 방향으로 연장된 지지 부재(310) 상에 도9에 도시된 바와 같이 결합되는 것에 의하여 지지된다. 상하 방향으로 정해진 위치에 설치된 지지 부재(310)에 주각재(11)의 베이스 플레이트(11b)를 고정하기 때문에, 주각재(11)의 높이를 조절하는 범위가 전술한 실시예에 비하여 더 작다.

그러나, 지지 부재(310)의 상면과 주각재(11)의 베이스 플레이트(11b)의 사이에 박판(98)을 끼우는 것에 의하여, 주각재(11)의 상하 높이와 기울기를 좁은 범위 내에서 조절할 수 있다. 박판(98)을 끼워 주각재(11)의 좌표를 맞춘 상태에서는, 주각재(11)의 베이스 플레이트(11b)와 지지 부재(310)를 함께 관통하는 볼트(313)를 너트(312a, 312b)로 고정시키는 것에 의해 주각재(11)의 자세를 고정한다.

한편, 최상측의 제3프리캐스트 블록(30)은 앵커 볼트(332)에 의하여 가이드 플레이트(234)가 제2관통부(30C)의 상측의 일부를 가리는 형태로 설치된다. 그리고, 가이드 플레이트(234)로부터 주각재(11)의 연장 방향을 따라 상향 연장된 원형프레임(330)이 형성된다. 그리고, 가이드 플레이트(234)는 자세 고정용 플레이트(360)를 고정시키는 역할을 한다.

즉, 베이스 플레이트(11b)의 중심 위치(P2)와 주각재(11)의 연결 위치(P1)의 좌표를 정확하게 맞추더라도, 주각재(11)의 자중에 의하여 경사진 방향으로 처짐이 발생되면 연결 위치(P1)의 좌표가 틀어지는 문제가 야기된다. 따라서, 도8에 도시된 바와 같이, 주각재(11)의 베이스 플레이트(11b) 중심위치(P2)를 맞춘 이후에, 주각재(11)의 부재를 가이드 플레이트(234)에 걸터 두거나 결합시키는 것에 의하여 주각재(11)의 연결 위치(P1)의 좌표를 보다 정확하게 맞출 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

도면에는 다양한 단면의 주각재를 예시하였지만, 본 발명은 도면에 도시된 주각재의 단면 형상에 국한되지 아니하며, 탑 구조물을 2군데 이상에서 지지하는 다리 부분(leg)을 모두 포함한다.

10: 제1프리캐스트 블록 20: 제2프리캐스트 블록
30: 제3프리캐스트 블록 30C: 제1관통부
40: 제4프리캐스트 블록 40C: 제2관통부
90: 제9프리캐스트 블록 101: 탑 구조물
11, 11': 주각재 11b: 베이스 플레이트
110: 지지 부재 120: 전단재
130: 원형프레임 140: 충전재
150: 보강 철근

Claims (16)

1. 2개 이상의 주각재에 의해 지지되는 탑 구조물의 지지 구조로서,
   제1프리캐스트 블록과;
   상기 제1프리캐스트 블록에 일부가 일체로 결합되어 위치 고정되고 다른 일부가 상방으로 뻗어 드러난 다수의 지지 볼트를 포함하고, 상기 주각재의 베이스 플레이트가 상기 지지 볼트에 관통된 상태로 상기 주각재의 기울기와 위치를 조절하여 2개 이상씩의 지지 너트를 상기 지지 볼트에 체결하여 상기 주각재의 기울기와 위치를 고정시키는 지지 부재와;
   상기 지지 부재에 결합된 상기 주각재의 하단부를 수용하는 제1관통부가 중앙부에 형성되고, 상기 제1프리캐스트 블록의 상측에 적층되게 배치된 제3프리캐스트 블록과;
   지반으로부터 상기 제1프리캐스트 블록과 상기 제3프리캐스트 블록을 고정하는 2개 이상의 고정 강봉과;
   상기 제1관통부를 포함하는 공간에 상기 주각재의 하단부가 수용된 상태로, 상기 제1관통부의 내부에 충전되어 상기 지지 부재와 상기 주각재의 하단부 및 상기 베이스 플레이트를 일체로 결합시키는 충전재를;
   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 탑 구조물의 주각재의 지지 구조.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1프리캐스트 블록과 상기 제3프리캐스트 블록의 사이에는 제2프리캐스트 블록이 적층되게 배치되고, 상기 제2프리캐스트 블록에는 상기 지지 볼트가 관통하는 관통공이 형성되어, 상기 주각재를 상기 제2프리캐스트 블록의 상측에 위치하는 것을 특징으로 하는 탑 구조물의 주각재의 지지 구조.
   
3. 2개 이상의 주각재에 의해 지지되는 탑 구조물의 지지 구조로서,
   제1프리캐스트 블록과;
   상기 제1프리캐스트 블록에서 횡방향으로 가로질러 상기 제1프리캐스트 블록과 일체로 연결된 강재를 포함하고, 상기 주각재의 베이스 플레이트와 상기 강재의 사이에 박판을 개재시켜 상기 주각재의 위치와 기울기를 조절하고, 상기 주각재를 상기 강재에 볼트 체결 결합하는 것에 의하여 상기 주각재의 기울기와 위치를 고정시키는 지지 부재와;
   상기 지지 부재에 결합된 상기 주각재의 하단부를 수용하는 제1관통부가 중앙부에 형성되고, 상기 제1프리캐스트 블록의 상측에 적층되게 배치된 제3프리캐스트 블록과;
   지반으로부터 상기 제1프리캐스트 블록과 상기 제3프리캐스트 블록을 고정하는 2개 이상의 고정 강봉과;
   상기 제1관통부를 포함하는 공간에 상기 주각재의 하단부가 수용된 상태로, 상기 제1관통부의 내부에 충전되어 상기 지지 부재와 상기 주각재의 하단부 및 상기 베이스 플레이트를 일체로 결합시키는 충전재를;
   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 탑 구조물의 주각재의 지지 구조.
   
4. 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 주각재에 횡방향으로 결합되어 상기 제1관통부에 위치하는 전단재와;
   상기 제3프리캐스트 블록의 상측에 적층되게 배치되고 상기 제3프리캐스트 블록과 상기 고정 강봉으로 고정되며, 상기 제1관통부와 연통하되 상기 제1관통부에 비하여 직경이 더 작은 제2관통부가 중앙부에 형성된 제4프리캐스트 블록을;
   더 포함하여, 상기 전단재가 상기 제4프리캐스트 블록을 가로질러 상방으로 이동할 경우에 상기 제2관통부에 의해 간섭되는 것을 특징으로 하는 탑 구조물의 주각재의 지지 구조.
   
5. 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제3프리캐스트 블록의 상측에 적층되게 배치되고 상기 제3프리캐스트 블록과 상기 고정 강봉으로 고정시키며, 상기 제1관통부와 연통하는 제2관통부가 중앙부에 형성된 최상단 프리캐스트 블록과;
   상기 최상단 프리캐스트 블록의 상면에는 상기 주각재를 향하여 연장되어 결합된 자세 고정용 강재를;
   더 포함하여 구성되어, 상기 자세 고정용 강재에 의하여 상기 주각재의 자세가 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 탑 구조물의 주각재의 지지 구조.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 자세 고정용 강재는 상기 주각재의 상향 연장 방향을 따라 관 형태로 연장 형성되어, 상기 충전재가 상기 자세 고정용 강재로 둘러싸인 영역까지 채워지는 것을 특징으로 하는 탑 구조물의 주각재의 지지 구조.
   
7. 2개 이상의 주각재에 의해 지지되는 탑 구조물의 지지 구조의 설치 방법으로서,
   다수의 지지 볼트를 포함하는 지지 부재가 미리 제1프리캐스트 블록에 일체로 결합되어, 상기 지지 볼트의 다른 일부가 상기 제1프리캐스트 블록으로부터 상방으로 뻗어 드러난 상기 제1프리캐스트 블록을 준비하는 제1프리캐스트 블록 준비단계와;
   지반에 삽입 고정된 고정 강봉(81)이 상기 제1프리캐스트 블록에 삽입 관통되도록 상기 제1프리캐스트 블록을 설치하는 제1프리캐스트블록 설치단계와;
   상기 지지 볼트에 상기 주각재의 하단부인 베이스 플레이트를 관통시킨 상태로 지지 너트로 조정하여 상기 주각재의 위치 및 기울기를 조정하고, 상기 주각재의 상기 베이스 플레이트의 상측을 다른 지지 너트로 고정시키는 것에 의하여, 상기 지지 부재에 상기 주각재를 고정시키는 하부지지체 고정단계와;
   상기 주각재를 중앙부에 수용하는 제1관통부가 중앙부에 형성된 제3프리캐스트 블록을 상기 제1프리캐스트 블록의 상측에 적층되게 설치하되, 고정 강봉(82)에 의해 상기 제1프리캐스트 블록과 상기 제3프리캐스트 블록을 고정시키는 제3프리캐스트 블록 설치단계와;
   상기 제1관통부를 포함하는 공간에 상기 주각재의 하단부가 수용된 상태로, 상기 제1관통부의 내부에 충전재를 충전하여, 상기 지지 부재와 상기 주각재의 하단부 및 상기 베이스 플레이트를 일체로 결합시키는 충전재 채움단계를;
   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 탑 구조물의 주각재의 지지 구조의 시공 방법.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 제1프리캐스트 블록설치단계와 상기 하부지지체 고정단계의 사이에, 상기 지지 볼트가 관통하는 관통공이 형성된 제2프리캐스트 블록을 상기 제1프리캐스트 블록의 상측에 적층시켜 고정시키는 제2프리캐스트 적층단계를;
   더 포함하여 구성되어, 상기 주각재가 상기 제2프리캐스트 블록의 상측에 위치하는 것을 특징으로 하는 탑 구조물의 주각재의 지지 구조의 시공 방법.
   
9. 2개 이상의 주각재에 의해 지지되는 탑 구조물의 지지 구조의 설치 방법으로서,
   제1프리캐스트 블록에서 횡방향으로 가로질러 상기 제1프리캐스트 블록과 결합된 강재를 포함하는 지지 부재가 일체화된 상기 제1프리캐스트 블록을 준비하는 제1프리캐스트 블록 준비단계와;
   지반에 삽입 고정된 고정 강봉(81)이 상기 제1프리캐스트 블록에 삽입 관통되도록 상기 제1프리캐스트 블록을 설치하는 제1프리캐스트블록 설치단계와;
   상기 지지 부재에 상기 주각재의 하단부인 베이스 플레이트를 거치시키면서 박판을 상기 주각재의 베이스 플레이트와 상기 지지 부재의 사이에 개재시켜 상기 주각재의 위치와 기울기를 조정하고, 상기 주각재를 상기 지지 부재에 볼트 체결 결합하는 것에 의해 상기 주각재의 기울기와 위치를 고정시키는 하부지지체 고정단계와;
   상기 주각재를 중앙부에 수용하는 제1관통부가 중앙부에 형성된 제3프리캐스트 블록을 상기 제1프리캐스트 블록의 상측에 적층되게 설치하되, 고정 강봉(82)에 의해 상기 제1프리캐스트 블록과 상기 제3프리캐스트 블록을 고정시키는 제3프리캐스트 블록 설치단계와;
   상기 제1관통부를 포함하는 공간에 상기 주각재의 하단부가 수용된 상태로, 상기 제1관통부의 내부에 충전재를 충전하여, 상기 지지 부재와 상기 주각재의 하단부 및 상기 베이스 플레이트를 일체로 결합시키는 충전재 채움단계를;
   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 탑 구조물의 주각재의 지지 구조의 시공 방법.
   
10. 제 7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주각재에 횡방향으로 전단재를 결합하여 상기 제1관통부에 위치시키게 하는 전단재 결합단계와;
    상기 제3프리캐스트 블록과 상기 고정 강봉(82)으로 고정되며, 상기 제1관통부와 연통하되 상기 제1관통부에 비하여 직경이 더 작은 제2관통부가 중앙부에 형성된 제4프리캐스트 블록을 상기 제3프리캐스트 블록의 상측에 적층시켜 고정시키는 제4프리캐스트 블록 설치단계를;
    더 포함하고, 상기 전단재가 상기 제4프리캐스트 블록을 가로질러 상방으로 이동할 경우에 상기 제2관통부에 의해 간섭되는 것을 특징으로 하는 탑 구조물의 주각재의 지지 구조의 시공 방법.
    
11. 제 7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1관통부와 연통하는 제2관통부가 중앙부에 형성된 최상단 프리캐스트 블록을 상기 제3프리캐스트 블록의 상측에 적층시켜 고정시키는 최상단 프리캐스트 블록 설치단계와;
    상기 최상단 프리캐스트 블록의 상면에 상기 주각재를 향하여 연장되어 상기 주각재의 자세를 고정시키는 자세 고정용 강재를 설치하는 자세고정용 강재설치단계를;
    더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 탑 구조물의 주각재의 지지 구조의 시공 방법.
    
    
    
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제

Images