KR101620515B1 - 파형강판 결합구조물을 이용한 터널 구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

파형강판 결합구조물을 이용한 터널 구조물 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 종단면이 파형을 이루도록 설치된 외부 파형강판(110); 종단면이 파형을 이루도록 상기 외부 파형강판(110)의 내부에 결합함과 아울러, 하단이 상기 외부 파형강판(110)에 비해 길게 형성된 내부 파형강판(120); 상기 외부 파형강판(110)의 하부와 상기 내부 파형강판(120)의 하부 사이 영역에 형성된 단차부(130); 내부에 철근조립체(201)가 매설된 콘크리트 재질에 의해 형성됨과 아울러, 상기 외부 파형강판(110)의 하부 영역 및 상기 단차부(130)의 외측 영역에 형성된 돌출벽체(210)와, 상기 돌출벽체(210)의 하부 및 상기 내부 파형강판(120)의 하부에 형성된 본벽체(220)를 구비한 벽체(200); 일단이 상기 철근조립체(201)에 결합하여 상기 벽체(200)에 매설되고, 타단이 상기 벽체(200)에서 노출되어 상기 내부 파형강판(120)에 결합하는 앵커(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 파형강판 결합구조물(A)을 제시함으로써, 토압에 대한 저항성능이 우수하면서도 효율적인 보강구조를 얻도록 한다.

Description

파형강판 결합구조물을 이용한 터널 구조물 및 그 시공방법{TUNNEL STRUCTURE USING JOINT STRUCTURE FOR CORRUGATED STEEL PLATE AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 파형강판 결합구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.
강판 터널 구조물은 콘크리트 터널 구조물에 비해, 자중이 작고 시공성이 우수하며 공기, 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있으므로, 개착식 터널 구조물로서의 적용이 활발히 연구되고 있다.
그런데, 터널 구조물의 양측을 구성하는 콘크리트 벽체와 강판의 결합부위는 응력집중이 발생하는 부위로서 특별한 보강구조가 필요함에 불구하고, 이에 관한 연구가 제대로 이루어지지 않고 있다는 문제가 지적되어 왔다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 토압에 대한 저항성능이 우수하면서도 효율적인 보강구조를 얻도록 하는 파형강판 결합구조물 및 그 시공방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 종단면이 파형을 이루도록 설치된 외부 파형강판(110); 종단면이 파형을 이루도록 상기 외부 파형강판(110)의 내부에 결합함과 아울러, 하단이 상기 외부 파형강판(110)에 비해 길게 형성된 내부 파형강판(120); 상기 외부 파형강판(110)의 하부와 상기 내부 파형강판(120)의 하부 사이 영역에 형성된 단차부(130); 내부에 철근조립체(201)가 매설된 콘크리트 재질에 의해 형성됨과 아울러, 상기 외부 파형강판(110)의 하부 영역 및 상기 단차부(130)의 외측 영역에 형성된 돌출벽체(210)와, 상기 돌출벽체(210)의 하부 및 상기 내부 파형강판(120)의 하부에 형성된 본벽체(220)를 구비한 벽체(200); 일단이 상기 철근조립체(201)에 결합하여 상기 벽체(200)에 매설되고, 타단이 상기 벽체(200)에서 노출되어 상기 내부 파형강판(120)에 결합하는 앵커(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 파형강판 결합구조물(A)을 제시한다.
상기 외부 파형강판(110)의 내측 돌출부(111)와, 상기 내부 파형강판(120)의 외측 돌출부(121)가 상호 결합한 것이 바람직하다.
상기 앵커(300)는, 일단이 상기 돌출벽체(210)에 매설되고, 타단이 상기 내부 파형강판(120)의 외측 돌출부(121)에 결합한 측부 앵커(310);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 내부 파형강판(120)의 외측 돌출부(121)와 상기 돌출벽체(210)의 외면 사이에 설치되는 측판부(410); 상기 내부 파형강판(120)의 하부와 상기 본벽체(220)의 상면 사이에 설치되는 하판부(420);를 구비한 보강부재(400)를 더 포함하고, 상기 측부 앵커(310)는 상기 보강부재(400)의 측판부(410) 및 상기 내부 파형강판(120)의 외측 돌출부(121)에 공통으로 결합한 것이 바람직하다.
상기 앵커(300)는, 일단이 상기 본벽체(220)에 매설되고, 타단이 상기 내부 파형강판(120)의 하부에 결합한 하부 앵커(320);를 더 포함하고, 상기 하부 앵커(320)는 상기 보강부재(400)의 하판부(420)에 결합한 것이 바람직하다.
상기 외부 파형강판(110)의 하단은 상기 돌출벽체(210)에 매설된 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 파형강판 결합구조물(A)의 시공방법으로서, 상기 단차부(130)가 형성되도록, 상기 외부 파형강판(110)과 상기 내부 파형강판(120)을 결합하는 단계; 거푸집 및 상기 철근조립체(201)를 설치하는 단계; 상기 앵커(300)의 일단을 상기 철근조립체(201)에 결합하고, 상기 앵커(300)의 타단을 상기 내부 파형강판(120)에 결합하는 단계; 상기 철근조립체(201)가 매설되도록 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하여 상기 벽체(200)를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파형강판 결합구조물(A)의 시공방법을 제시한다.
본 발명은 상기 파형강판 결합구조물(A)의 시공방법으로서, 상기 단차부(130)가 형성되도록, 상기 외부 파형강판(110)과 상기 내부 파형강판(120)을 결합하는 단계; 거푸집 및 상기 철근조립체(201)를 설치하는 단계; 상기 측부 앵커(310)의 일단을 상기 철근조립체(201)에 결합하고, 상기 측부 앵커(310)의 타단을 상기 보강부재(400)의 측판부(410) 및 상기 내부 파형강판(120)의 외측 돌출부(121)에 공통으로 결합하는 단계; 상기 하부 앵커(320)의 일단을 상기 철근조립체(201)에 결합하고, 상기 하부 앵커(320)의 타단을 상기 보강부재(400)의 하판부(420)에 결합하는 단계; 상기 철근조립체(201)가 매설됨과 아울러, 상기 보강부재(400)의 내면에 면접촉하도록, 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하여 상기 벽체(200)를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파형강판 결합구조물(A)의 시공방법을 제시한다.
본 발명은 상기 파형강판 결합구조물(A)을 이용한 터널 구조물로서, 양측에 길이방향을 따라 형성된 상기 벽체(200); 상기 외부 파형강판(110) 및 내부 파형강판(120)의 결합에 의해 상기 양측 벽체(200)의 상부를 덮도록 설치된 아치형 덮개(100); 상기 벽체(200)와 상기 아치형 덮개(100)의 결합 부위에 형성된 상기 파형강판 결합구조물(A); 상기 벽체(200)와 상기 아치형 덮개(100)의 상부에 덮인 토체(1);를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 구조물을 제시한다.
상기 양측 벽체(200)의 사이의 중앙부에 설치된 상기 벽체(200a); 상기 양측 벽체(200)와 상기 중앙부 벽체(200a) 사이에 각각 설치된 복수의 상기 아치형 덮개(100,100a);를 포함하고, 상기 중앙부 벽체(200a)의 양측과 상기 복수의 아치형 덮개(100,100a)의 결합 부위에는 각각 상기 파형강판 결합구조물(A)이 형성된 것이 바람직하다.
본 발명은 토압에 대한 저항성능이 우수하면서도 효율적인 보강구조를 얻도록 하는 파형강판 결합구조물 및 그 시공방법을 제시한다.
도 1 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 터널 구조물의 정면도.
도 2는 파형강판 조립체의 횡단면도.
도 3은 파형강판 조립체의 종단면도.
도 4는 우측 파형강판 결합구조물의 제1 실시예의 단면도.
도 5는 좌측 파형강판 결합구조물의 제1 실시예의 단면도.
도 6은 중앙부 파형강판 결합구조물의 제1 실시예의 단면도.
도 7은 보강부재의 사시도.
도 8은 우측 파형강판 결합구조물의 제2 실시예의 단면도.
도 9는 좌측 파형강판 결합구조물의 제2 실시예의 단면도.
도 10은 중앙부 파형강판 결합구조물의 제2 실시예의 단면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 터널 구조물은 기본적으로, 양측에 길이방향을 따라 형성된 벽체(200); 외부 파형강판(110) 및 내부 파형강판(120)의 결합에 의해 양측 벽체(200)의 상부를 덮도록 설치된 아치형 덮개(100); 벽체(200)와 아치형 덮개(100)의 결합 부위에 형성된 파형강판 결합구조물(A); 벽체(200)와 아치형 덮개(100)의 상부에 덮인 토체(1);를 포함하여 구성된다.
위 파형강판 결합구조물(A)은 기본적으로, 종단면이 파형을 이루도록 설치된 외부 파형강판(110); 종단면이 파형을 이루도록 외부 파형강판(110)의 내부에 결합함과 아울러, 하단이 외부 파형강판(110)에 비해 길게 형성된 내부 파형강판(120); 외부 파형강판(110)의 하부와 내부 파형강판(120)의 하부 사이 영역에 형성된 단차부(130); 내부에 철근조립체(201)가 매설된 콘크리트 재질에 의해 형성됨과 아울러, 외부 파형강판(110)의 하부 영역 및 단차부(130)의 외측 영역에 형성된 돌출벽체(210)와, 돌출벽체(210)의 하부 및 내부 파형강판(120)의 하부에 형성된 본벽체(220)를 구비한 벽체(200); 일단이 철근조립체(201)에 결합하여 벽체(200)에 매설되고, 타단이 벽체(200)에서 노출되어 내부 파형강판(120)에 결합하는 앵커(300);를 포함하여 구성된다(도 4).
파형강판이란 주조용 강판재를 일정 규격의 주름 모양으로 형성하여 강성을 증가시킨 강판을 의미한다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 내부 파형강판(120)의 하부와 외부 파형강판(110)의 사이 영역에 형성된 단차부(130)가 그 외측에 형성되는 돌출벽체(210)에 의해 외측으로 지지되므로, 외부의 토압에 대하여 더욱 안정적인 저항성능을 발휘할 수 있다.
둘째, 외부 파형강판(110)과 내부 파형강판(120)이 상호 결합한 상태에서, 위 단차부(130)에 의해 하측으로 연장된 내부 파형강판(120)의 하측 내부와 앵커(300)를 결합하면 되므로(외부 파형강판(110)과 앵커(300)는 별도로 결합할 필요가 없으므로), 시공성이 우수하고 효율적인 구조를 얻을 수 있다.
양 파형강판(110,120)의 결합구조에 있어서, 외부 파형강판(110)의 내측 돌출부(111)와, 내부 파형강판(120)의 외측 돌출부(121)가 상호 결합한 구조를 취하는 것이 보강효과의 극대화를 위하여 바람직하다(도 2,3).
앵커(300)는, 일단이 돌출벽체(210)에 매설되고, 타단이 내부 파형강판(120)의 외측 돌출부(121)에 볼트-너트 결합구조 등에 의해 결합하는 측부 앵커(310)의 구조를 취하는 것만으로도 상술한 효과를 충분히 얻을 수 있다(도 4 내지 6, 8 내지 10).
나아가, 내부 파형강판(120)의 외측 돌출부(121)와 돌출벽체(210)의 외면 사이에 설치되는 측판부(410); 내부 파형강판(120)의 하부와 본벽체(220)의 상면 사이에 설치되는 하판부(420);를 구비한 보강부재(400)를 추가로 설치하는 경우, 더욱 안정적인 구조를 얻을 수 있다.
이 경우, 측부 앵커(310)는 보강부재(400)의 측판부(410) 및 내부 파형강판(120)의 외측 돌출부(121)에 공통으로 결합한다.
상기 앵커(300)로서, 일단이 본벽체(220)에 매설되고, 타단이 내부 파형강판(120)의 하부에 결합한 하부 앵커(320);를 더 포함하고, 그 하부 앵커(320)는 보강부재(400)의 하판부(420)에 결합한 구조를 취하는 경우, 양 앵커(310,320), 보강부재(400) 및 내부 파형강판(120)의 복합결합구조에 의해 견고하면서도 효율적인 결합구조를 얻을 수 있다는 장점이 추가된다.
앵커(310,320)의 타단은 보강부재(400)의 측판부(410)의 관통공(411), 하판부(420)의 관통공(421)을 관통하여 볼트-너트 결합구조 등에 의해 결합할 수 있다.
외부 파형강판(110)의 하단은 일부가 콘크리트의 타설 시 돌출벽체(210)에 매설되도록 설치되는 경우, 더욱 안정적인 결합구조를 이룰 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 파형강판 결합구조물(A)의 시공방법에 대하여 설명한다.
단차부(130)가 형성되도록, 외부 파형강판(110)과 내부 파형강판(120)을 결합하여 파형강판 조립체를 형성한다.
벽체(200)의 형성을 위한 거푸집 및 철근조립체(201)를 설치한다.
앵커(300)의 일단을 철근조립체(201)에 결합하고, 앵커(300)의 타단을 내부 파형강판(120)에 결합한다.
구체적으로는, 측부 앵커(310)의 일단을 철근조립체(201)에 결합하고, 측부 앵커(310)의 타단을 보강부재(400)의 측판부(410) 및 내부 파형강판(120)의 외측 돌출부(121)에 공통으로 결합하며, 하부 앵커(320)의 일단을 철근조립체(201)에 결합하고, 하부 앵커(320)의 타단을 보강부재(400)의 하판부(420)에 결합한다.
철근조립체(201)가 매설됨과 아울러, 보강부재(400)의 내면에 면접촉하도록, 거푸집에 콘크리트를 타설하여 벽체(200)를 형성한다.
이러한 공정을 취하는 경우, 철근조립체(201), 앵커(300), 보강부재(400) 및 외부 파형강판(110)이 견고하게 조립된 상태에서 콘크리트를 타설하여 벽체(200)를 형성할 수 있으므로, 전체적으로 견고하고 안정적인 보강구조를 얻을 수 있다.
본 발명에 의한 터널 구조물은 상술한 바와 같이, 양측에 길이방향을 따라 형성된 벽체(200); 외부 파형강판(110) 및 내부 파형강판(120)의 결합에 의해 양측 벽체(200)의 상부를 덮도록 설치된 아치형 덮개(100); 벽체(200)와 아치형 덮개(100)의 결합 부위에 형성된 파형강판 결합구조물(A); 벽체(200)와 아치형 덮개(100)의 상부에 덮인 토체(1);를 포함하여 구성된다.
터널의 폭이 넓게 형성되어야 하는 경우, 2 이상의 아치구조가 형성된 터널 구조물을 시공하는 것이 구조적 안정성을 위하여 바람직하다(도 1).
이 경우, 양측 벽체(200)의 사이의 중앙부에 설치된 벽체(200a); 그 양측 벽체(200)와 중앙부 벽체(200a) 사이에 각각 설치된 복수의 아치형 덮개(100,100a);를 포함하고, 중앙부 벽체(200a)의 양측과 복수의 아치형 덮개(100,100a)의 결합 부위에는 각각 파형강판 결합구조물(A)이 형성되는 것이 바람직하다(도 6).
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
A : 파형강판 결합구조물 100 : 아치형 덮개
110 : 외부 파형강판 111 : 내측 돌출부
120 : 내부 파형강판 121 : 외측 돌출부
130 : 단차부 200 : 벽체
201 : 철근조립체 210 : 돌출벽체
220 : 본벽체 300 : 앵커
310 : 측부 앵커 320 : 하부 앵커
400 : 보강부재 410 : 측판부
420 : 하판부

Claims (10)

  1. 종단면이 파형을 이루도록 설치된 외부 파형강판(110);
    종단면이 파형을 이루도록 상기 외부 파형강판(110)의 내부에 결합함과 아울러, 하단이 상기 외부 파형강판(110)에 비해 길게 형성된 내부 파형강판(120);
    상기 외부 파형강판(110)의 하부와 상기 내부 파형강판(120)의 하부 사이 영역에 형성된 단차부(130);
    내부에 철근조립체(201)가 매설된 콘크리트 재질에 의해 형성됨과 아울러, 상기 외부 파형강판(110)의 하부 영역 및 상기 단차부(130)의 외측 영역에 형성된 돌출벽체(210)와, 상기 돌출벽체(210)의 하부 및 상기 내부 파형강판(120)의 하부에 형성된 본벽체(220)를 구비한 벽체(200);
    일단이 상기 철근조립체(201)에 결합하여 상기 벽체(200)에 매설되고, 타단이 상기 벽체(200)에서 노출되어 상기 내부 파형강판(120)에 결합하는 앵커(300);
    상기 내부 파형강판(120)의 외측 돌출부(121)와 상기 돌출벽체(210)의 외면 사이에 설치되는 측판부(410), 상기 내부 파형강판(120)의 하부와 상기 본벽체(220)의 상면 사이에 설치되는 하판부(420)를 구비한 보강부재(400);를 포함하고,
    상기 앵커(300)는,
    일단이 상기 돌출벽체(210)에 매설되고, 타단이 상기 내부 파형강판(120)의 외측 돌출부(121)에 결합한 측부 앵커(310);를 포함하며,
    상기 측부 앵커(310)는 상기 보강부재(400)의 측판부(410) 및 상기 내부 파형강판(120)의 외측 돌출부(121)에 공통으로 결합한 파형강판 결합구조물(A)을 이용한 터널 구조물로서,
    양측에 길이방향을 따라 형성된 상기 벽체(200);
    상기 외부 파형강판(110) 및 내부 파형강판(120)의 결합에 의해 상기 양측 벽체(200)의 상부를 덮도록 설치된 아치형 덮개(100);
    상기 벽체(200)와 상기 아치형 덮개(100)의 결합 부위에 형성된 상기 파형강판 결합구조물(A);
    상기 벽체(200)와 상기 아치형 덮개(100)의 상부에 덮인 토체(1);
    상기 양측 벽체(200)의 사이의 중앙부에 설치된 중앙부 벽체(200a);
    상기 양측 벽체(200)와 상기 중앙부 벽체(200a) 사이에 각각 설치된 복수의 상기 아치형 덮개(100,100a);를 포함하고,
    상기 중앙부 벽체(200a)의 양측과 상기 복수의 아치형 덮개(100,100a)의 결합 부위에는 각각 상기 파형강판 결합구조물(A)이 형성된 것을 특징으로 하는 터널 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부 파형강판(110)의 내측 돌출부(111)와, 상기 내부 파형강판(120)의 외측 돌출부(121)가 상호 결합한 것을 특징으로 하는 터널 구조물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 앵커(300)는,
    일단이 상기 본벽체(220)에 매설되고, 타단이 상기 보강부재(400)의 하판부(420)에 결합한 하부 앵커(320);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 구조물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 외부 파형강판(110)의 하단은 상기 돌출벽체(210)에 매설된 것을 특징으로 하는 터널 구조물.
  7. 제1항, 제2항, 제5항, 제6항 중 어느 한 항의 터널 구조물의 시공방법으로서,
    상기 단차부(130)가 형성되도록, 상기 외부 파형강판(110)과 상기 내부 파형강판(120)을 결합하는 단계;
    거푸집 및 상기 철근조립체(201)를 설치하는 단계;
    상기 앵커(300)의 일단을 상기 철근조립체(201)에 결합하고, 상기 앵커(300)의 타단을 상기 내부 파형강판(120)에 결합하는 단계;
    상기 철근조립체(201)가 매설되도록 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하여 상기 벽체(200)를 형성하는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 터널 구조물의 시공방법.
  8. 제5항의 터널 구조물의 시공방법으로서,
    상기 단차부(130)가 형성되도록, 상기 외부 파형강판(110)과 상기 내부 파형강판(120)을 결합하는 단계;
    거푸집 및 상기 철근조립체(201)를 설치하는 단계;
    상기 측부 앵커(310)의 일단을 상기 철근조립체(201)에 결합하고, 상기 측부 앵커(310)의 타단을 상기 보강부재(400)의 측판부(410) 및 상기 내부 파형강판(120)의 외측 돌출부(121)에 공통으로 결합하는 단계;
    상기 하부 앵커(320)의 일단을 상기 철근조립체(201)에 결합하고, 상기 하부 앵커(320)의 타단을 상기 보강부재(400)의 하판부(420)에 결합하는 단계;
    상기 철근조립체(201)가 매설됨과 아울러, 상기 보강부재(400)의 내면에 면접촉하도록, 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하여 상기 벽체(200)를 형성하는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 터널 구조물의 시공방법.
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