KR101732254B1 - 내화 경량체 블럭을 갖는 복합형 풍도슬래브 패널의 제조방법 및 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풍도슬래브 패널이 경량화되고 내화성을 가지며 균열이 억제되도록 제작할 수 있고, 터널에 횡방향으로 시공오차 없이 풍도슬래브 패널을 시공할 수 있도록 한 내화 경량체 블럭을 갖는 복합형 풍도슬래브 패널의 제작방법 및 그 시공방법을 제공한다. 본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 내화 경량체 블럭을 갖는 복합형 풍도슬래브 패널의 제작방법은, 대향된 고정반력대를 갖는 거푸집틀을 준비하는 단계와, 양단부 일정 구간 또는 전체가 나사부를 갖는 나사강봉의 양단부에 각기 지압판을 삽입시켜 설치해 놓은 후 상기 나사강봉의 양단을 상기 거푸집틀의 고정반력대측에 삽입하여 지지시켜 놓고, 지압판을 고정반력대의 내면에 밀착시켜 놓는 긴장력 도입 준비 단계와, 상기 나사강봉의 양단에 너트를 체결 회전시켜서 나사강봉에 긴장력을 도입하는 단계와, 상기 거푸집틀의 내부 바닥면에 다수의 경량체 블럭을 이웃한 것끼리 일정 간격을 갖도록 횡렬로 배치하고, 동시에 경량체 블럭들의 사이사이에 횡방향으로 횡방향 철근을 배근하고, 종방향으로 양쪽 단부를 포함하여 크로스 보강 철근을 배근하는 단계와, 상기 거푸집틀의 내부에 콘크리트를 타설한 후 탈형하는 단계를 포함하여 제작된 것을 특징으로 한다.

Description

내화 경량체 블럭을 갖는 복합형 풍도슬래브 패널의 제조방법 및 시공방법{Manufacturing method of airduct slab panel having fireproof lightweight block and construction method of the panel}

본 발명은 풍도슬래브 패널, 그 제작방법 및 시공방법에 관한 것으로, 특히 풍도슬래브 패널이 경량화되고 내화성을 가지며 균열이 억제되도록 제작할 수 있고, 터널에 횡방향으로 시공오차 없이 풍도슬래브 패널을 시공할 수 있도록 한 내화 경량체 블럭을 갖는 복합형 풍도슬래브 패널, 그 제작방법 및 시공방법에 관한 것이다.

터널 구조물(지하 도로, 지하 터널 등)은 그 규모의 장대화로 인하여 터널 내 매연, 유해가스, 먼지, 화재 등의 위급상황으로부터 터널이용자를 보호하기 위해 교통량과 터널길이에 따라 효율성을 고려한 터널 환기설비를 갖추어야 한다. 또한 터널 구조물은 그 내부를 주행하는 자동차 배출가스로 인한 대기 오염이 터널 통행자 및 운전자의 인체에 심각한 영향을 미치므로 이를 방지하기 위해서는 적정한 환기계산에 의해 필요한 환기 설비를 갖추어야 한다.

이같이 터널에 환기를 위해 자연환기 방식, 종류식, 반횡류식, 횡류식 등이 적용된다. 여기서 반횡류식과 횡류식의 경우 터널 내 풍도 슬래브를 시공하여 환기를 수행한다. 풍도슬래브는 터널의 바닥측 폭이 클수록 스팬이 커져서 길이가 길어지게 된다. 이같이 풍도 슬래브의 길이가 길어지면 중앙에서 풍도슬래브의 자중으로 인해 처짐이 생겨 슬래브의 시공단계 및 사용단계에서 안전성에 문제가 발생된다. 따라서 풍도 슬래브에 특별히 부가되는 강도 증대 수단이 설치되어야 하거나 풍도슬래브의 중앙 상단을 터널의 중앙에 지지시켜 놓는 수단이 강구되어야 한다. 또한 풍도슬래브는 길이가 길어질수록 균열이 고려되어야 하고, 터널내 화재에 대비하여 내화성을 갖추어야 한다. 또한 풍도슬래브를 터널에 메달아두는 행거의 횡방향 위치가 정확하지 않는 경우 시공오차가 발생되어 이에 대한 대안이 요구된다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 제10-1501936호(풍도 슬래브와 이의 제작 및 시공방법)로서, 풍도 슬래브는 소정의 폭과 두께를 갖는 콘크리트 패널과; 상기 콘크리트 패널의 상면에 일체로 형성되는 기류홈과; 상기 콘크리트 패널의 양단에 소정의 형상으로 형성되는 전단홈과; 상기 콘크리트 패널의 하부에 매립 설치되며, 철근, 강봉, PS강선 중 어느 하나로 구성되는 인장재와; 상기 콘크리트 패널의 하면에 설치되며, 내화도료 또는 내화패널로 구성되는 내화재로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 배경기술은 콘크리트 패널에 기류홈을 형성하여 터널 및 지하차도에 환기시설 설치를 위한 풍도 슬래브 시공시 콘크리트 패널과 공기의 마찰을 감소시켜 차량 운행시 오염된 공기나 화재시 유독가스의 배기성능이 향상되는 이점을 갖는다. 그러나 상기 배경기술은 풍도슬래브의 경량화와 내화를 동시에 만족시키기 어렵고, 풍도슬래브의 시공시 시공오차를 보정하는 대안이 제시되어 있지 않다.

한국 등록특허 제10-1501936호(풍도 슬래브와 이의 제작 및 시공방법)

본 발명은 풍도슬래브 패널이 경량화되고 내화성을 가지며 균열이 억제되도록 제작할 수 있고, 터널에 횡방향으로 시공오차 없이 풍도슬래브 패널을 시공할 수 있도록 한 내화 경량체 블럭을 갖는 복합형 풍도슬래브 패널의 제작방법 및 그 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 내화 경량체 블럭을 갖는 복합형 풍도슬래브 패널의 제작방법은,

대향된 고정반력대를 갖는 거푸집틀을 준비하는 단계와;

양단부 일정 구간 또는 전체가 나사부를 갖는 나사강봉의 양단부에 각기 균열방지용 나선근이 일체로 접합되어 있는 지압판을 삽입시켜 설치해 놓은 후 상기 나사강봉의 양단을 상기 거푸집틀의 고정반력대측에 삽입하여 지지시켜 놓고, 지압판을 고정반력대의 내면에 밀착시켜 놓는 긴장력 도입 준비 단계와;

상기 나사강봉의 양단에 너트를 체결 회전시켜서 나사강봉에 긴장력을 도입하는 단계와;

상기 거푸집틀의 내부 바닥면에, 무기질계 경량기포콘크리트 또는 경량콘크리트(AAC, ALC)로 제작되고 사각구조의 단면을 가지며 콘크리트와의 부착을 증대시키고 자중 탈락을 방지하기 위해 양측면에 기울기 각을 갖는 다수의 경량체 블럭을 이웃한 것끼리 일정 간격을 갖도록 횡렬로 배치하고, 경량체 블럭 주변의 거푸집틀의 내부 바닥면에 콘크리트에 연결부재를 통하여 고정되는 판상형 경량체 블럭을 설치하며, 경량체 블럭들의 사이사이에 횡방향으로 횡방향 철근을 배근하고, 종방향으로 양쪽 단부를 포함하여 크로스 보강 철근을 배근하는 단계와;

상기 거푸집틀의 내부에 콘크리트를 타설한 후 탈형하는 단계;를 포함하여 제작된 것을 특징으로 한다.

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한편, 본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 내화 경량체 블럭을 갖는 복합형 풍도슬래브 패널의 시공방법은,

단면의 길이 방향으로 관통된 슬라이딩 안내홈을 갖는 립 채널, 립 채널의 상면에 입설되어 있는 복수개의 정착스터드, 상기 슬라이딩 안내홈에 슬라이딩 이동가능하게 삽입되어 있는 슬라이더로 이루어진 위치보정용 무빙조립체를 터널의 시공중에 상기 정착스터드를 매입하여 터널 천정에 고정시켜 놓는 단계와;

상기 슬라이더에 상부 연결브라켓을 매개로 행거를 설치하는 단계와;

상기 행거의 하단에 하부 연결브라켓을 매개로 풍도슬래브 지지레일을 터널의 길이 방향으로 설치하는 단계와;

상기 풍도슬래브 지지레일과 터널측 브라켓에 복합형 풍도슬래브 패널을 지지시켜 놓은 후 상기 슬라이더의 위치를 가변시켜 가면서 횡방향의 시공 오차를 보정하는 단계와;

상기 복합형 풍도슬래브 패널의 설치 위치가 셋팅되면 상기 슬라이더를 용접으로 립 채널에 고정시키는 단계;를 수행하면서 시공되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제작방법에 따라 제작된 풍도슬래브 패널은 내부에 다수의 경량체 블럭이 적용되어져 전체가 철근 콘크리트로 제작된 것에 비해 상대적으로 경량의 특징으로 갖는다. 특히 경량체 블럭이 경량기포콘크리트로 제작되어 있는 경우 내화성을 가지게 되고, 나사강봉에 프리스트레스가 도입되어져 복합형 풍도슬래브 패널은 길이방향으로 단면내에 압축력이 인가되어져 휨변형이 억제되고 휨모멘트에 의한 인장 균열을 방지할 수 있다. 또한 지압판과 나사강봉이 일체화되어 있는 경우 나사강봉의 정착부 지점의 균열을 효과적으로 방지하여 복합형 풍도슬래브 패널의 단부 보강 효과를 가질 수 있다.

또한 터널의 길이 방향으로 설치되는 복합형 풍도슬래브 패널을 위치보정용 무빙조립체를 통해 터널의 횡방향으로 시공오차 없이 설치가 가능해진다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 내화 경량체 블럭을 갖는 복합형 풍도슬래브 패널의 제작 순서도.
도 7은 도 6의 내부 구조를 도시한 사시도.
도 8a는 도 6의 K-K선 단면도.
도 8b는 내화 경량체 블럭의 다른 형태를 적용한 상태에서의 도 6의 K-K선 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 내화 경량체 블럭을 갖는 복합형 풍도슬래브 패널의 시공 상태를 사시도로 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 따른 내화 경량체 블럭을 갖는 복합형 풍도슬래브 패널의 시공 상태를 정면도로 나타낸 도면.
도 11은 도 10의 Y부 확대도.
도 12a는 본 발명에 따른 복합형 풍도슬래브 패널의 다른 실시 예에 따른 정단면도.
도 12b는 본 발명에 따른 복합형 풍도슬래브 패널의 또 다른 실시 예에 따른 정단면도.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

도 6과 같이 도시된 내화 경량체 블럭을 갖는 복합형 풍도슬래브 패널(10)의 제작방법을 먼저 설명한다.

거푸집틀 준비

먼저, 도 1과 같이 거푸집틀(12)을 준비한다. 거푸집틀(12)은 복합형 풍도슬래브 패널(10)의 크기에 대응하여 제작된다. 거푸집틀(12)의 길이 방향으로 양단에는 고정반력대(14)가 설치된다. 고정반력대(14)는 후술할 나사강봉(16)의 인장에 충분히 견딜 수 있는 강도를 가질 수 있도록 설치된다. 고정반력대(14)는 나사강봉(16)의 삽입을 위해 복수개 이상의 홀(14a)을 갖는다.

긴장재 설치 준비

그 다음, 도 2와 같이 나사강봉(16)의 양단부에 각기 지압판(18)을 삽입시켜 설치해 놓은 후 나사강봉(16)의 양단을 거푸집틀(12)의 고정반력대(14)측에 삽입하여 지지시켜 놓는다. 이때 지압판(18)을 고정반력대(14)의 내면에 밀착시켜 놓는다. 지압판(18)은 본 실시 예에서 사각으로 구성하였으나 특정한 형상에 한정되는 것은 아니다. 나사강봉(16)은 양단부 일정 구간 또는 전체가 나사부를 가진다.

본 실시 예에서는 나사강봉(16)이 폭 방향으로 일정 간격을 두고 4개가 설치되어 있으나 복합형 풍도 슬래브 패널(10)의 폭과 나사강봉(16)들간의 배치 간격에 따라 그 개수의 증감이 가능함은 물론이다.

여기서, 도 2와 같이 지압판(18)에는 나사강봉(16)의 정착단측 콘크리트의 균열을 방지하기 위해 균열방지용 나선근(19)이 일체로 접합되어 있는 것이 적용될 수 있다. 이때 나선근(19)의 내경은 나사강봉(16)의 외경보다 크게 구성되고 길이는 나선근(19)의 내경에 2~5배 정도가 될 수 있다.

긴장력 도입

그 다음, 도 3 및 도 4와 같이 나사강봉(16)의 양단에 너트(17)를 체결 회전시켜서 나사강봉(16)에 긴장력을 도입시킨다. 이때 각 나사강봉(16)에는 모두 동일한 긴장력이 발생하도록 긴장력을 도입시켜 놓는다.

경량체 블럭 배치 및 철근 배근

그 다음, 거푸집틀(12)의 내부 바닥면에 다수의 경량체 블럭(20)을 이웃한 것끼리 일정 간격을 갖도록 횡렬로 배치한다.

경량체 블럭(20)은 예로, 석회에 시멘트와 기포제를 넣어 다공질화한 혼합물을 고온고압에서 증기로 양생시킨 경량기포콘크리트로서, AAC(Autoclaved Aerated Concrete), ALC(Autoclaved Lightweight Concrete)가 될 수 있다. 따라서 경량체 블럭(20)은 경량성, 내화성, 단열성능을 갖는다. 다른 예로 경량체 블럭(20)은 압축 강도가 뛰어나고 경량인 EPS(Expandable Poly-Styrene) 블럭이 될 수 있다.

그 다음, 경량체 블럭(20)들의 사이사이에 횡방향으로 횡방향 철근(22)을 배근하고, 종방향으로 양쪽 단부를 포함하여 크로스 보강 철근(24)을 배근한다.

여기서, 횡방향 철근(22)은 직선형 철근을 상하로 배치하거나 예시된 평면형 트러스근 또는 입체형 트러스근이 될 수 있다.

본 실시 예에서 경량체 블럭(20)은 도 8a와 같이 사각 단면을 가지나 긴 타원형 단면을 가질 수 있다. 경량체 블럭(20)이 사각단면 구조를 갖는 경우 도 8b와 같이 콘크리트와의 부착을 증대시키고 자중에 의한 탈락을 방지하기 위해 양측면에 기울기 각(θ)을 가질 수 있다. 따라서 경량체 블럭(20)은 하면에서 상면으로 수평단면적이 증가되는 역사다리꼴 단면을 갖도록 제작된 것이 적용될 수도 있다.

콘크리트 타설 및 탈형

그 다음, 도 6과 같이 거푸집틀(12)의 내부에 콘크리트를 타설한 후 양생한 다음 너트(17)를 해체시킨 후 나사강봉(16)의 양단을 절단하여 탈형함으로써 복합형 풍도슬래브 패널(10)의 제작이 완성된다.

이와 같이 제작된 복합형 풍도슬래브 패널(10)은 도 7과 같이 내부에 다수의 경량체 블럭(20)이 적용되어져 전체가 철근 콘크리트로 제작된 것이 비해 상대적으로 경량의 특징으로 갖는다. 특히 경량체 블럭(20)이 경량기포콘크리트로 제작되어 있는 경우 내화성을 가지게 된다. 또한, 나사강봉(16)에 의해 프티스트레스가 도입되어 복합형 풍도슬래브 패널(10)은 길이방향으로 압축력이 인가되어져 휨변형을 억제하고 인장 균열을 방지할 수 있다. 특히 지압판과 나사강봉이 일체화되어 있는 경우 나사강봉의 정착부 지점의 균열을 효과적으로 방지하여 복합형 풍도슬래브 패널의 단부 보강 효과를 가질 수 있다.

이하에서는 이와 같이 제작된 복합형 풍도슬래브 패널(10)을 적용하여 터널에서의 풍도슬래브를 오차없이 시공하는 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 도 10과 같이 위치보정용 무빙조립체(50)가 터널(5) 천정에 매입 고정된다.

위치보정용 무빙조립체(50)는 도 9 및 도 11과 같이 단면의 길이 방향으로 관통된 슬라이딩 안내홈(51a)을 갖는 립 채널(51), 립 채널(51)의 상면에 입설되어 있는 복수개의 정착스터드(52), 상기 슬라이딩 안내홈(51a)에 슬라이딩 이동가능하게 삽입되어 있는 슬라이더(53)로 이루어져 있다. 이때 슬라이더(53)는 슬라이딩 안내홈(51a)에서 터널의 곡률을 따르는 이동을 하게 된다. 립 채널(51)과 슬라이더(53)는 도 9 내지 도 11에서 곡선형으로 도시되었지만 터널 천정측 단면 곡선의 길이에 비해 상대적으로 매우 짧기 때문에 곡률을 무시할 수 있는 직선형 구조가 될 수도 있다.

따라서 위치보정용 무빙조립체(50)를 터널(5)의 시공중에 정착스터드(52)를 매입하여 터널 천정에 고정된다.

그 다음, 슬라이더(53)에 상부 연결브라켓(60)을 매개로 행거(70)를 설치한다. 상부 연결브라켓(60)은 앵글형으로 한 쌍이 대향되게 행거(70)의 상단에 위치되어 일단이 슬라이더(53)에 볼트(55)로 결합되고 타단이 행거(70)에 볼트(56)로 결합된다. 따라서 행거(70)는 상부 연결브라켓(60)을 매개로 슬라이더(53)에 연결되어져 립 채널(51)에 지지된다.

그 다음, 행거(70)의 하단에 도 9와 같이 하부 연결브라켓(80)을 매개로 풍도슬래브 지지레일(90)을 터널(5)의 길이 방향으로 설치한다.

그 다음, 풍도슬래브 지지레일(90)과 터널(5)측 브라켓(5a)에 상기에서 제작된 복합형 풍도 슬래브 패널(10)을 지지시켜 놓은 후 상기 슬라이더(53)의 위치를 가변시켜 가면서 횡방향의 시공 오차를 보정한다. 이때 슬라이더(53)는 립 채널(51)측 슬라이딩 안내홈(51a)을 따라 이동한다.

그 다음, 복합형 풍도슬래브 패널(10)의 설치 위치가 셋팅되면 슬라이더(53)를 용접으로 립 채널(51)에 고정시킨다. 따라서 풍도슬래브 지지레일(90)은 외부 진동이나 자체 거동을 할 수 없게 고정된다.

이와 같이 본 시공방법에 따르면, 터널의 길이 방향으로 설치되는 복합형 풍도슬래브 패널(10)이 위치보정용 무빙조립체(50)를 통해 횡방향으로 위치 보정되어 터널의 횡방향으로 오차 없이 시공이 가능해진다.

한편, 본 발명은 도 12a 및 도 12b와 같이 경량체 블럭(20)의 주변으로 바닥에 판상형 경량체 블럭(21)을 더 설치하여 제작될 수 있다. 이때 판상형 경량체 블럭(21)은 콘크리트 층에 연결부재(21a)를 통하여 결속을 강화시킬 수 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

12: 거푸집틀
14: 고정반력대
16: 나사강봉
18: 지압판
19: 균열방지용 나선근
20: 경량체 블럭
50: 횡방향보정용 무빙조립체
51: 립채널
52: 정착스터드
53: 슬라이더
70: 행거

Claims (8)

1. 대향된 고정반력대(14)를 갖는 거푸집틀(12)을 준비하는 단계와;
   양단부 일정 구간 또는 전체가 나사부를 갖는 나사강봉(16)의 양단부에 각기 균열방지용 나선근(19)이 일체로 접합되어 있는 지압판(18)을 삽입시켜 설치해 놓은 후 상기 나사강봉(16)의 양단을 상기 거푸집틀(12)의 고정반력대(14)측에 삽입하여 지지시켜 놓고, 지압판(18)을 고정반력대(14)의 내면에 밀착시켜 놓는 긴장력 도입 준비 단계와;
   상기 나사강봉(16)의 양단에 너트(17)를 체결 회전시켜서 나사강봉(16)에 긴장력을 도입하는 단계와;
   상기 거푸집틀(12)의 내부 바닥면에, 무기질계 경량기포콘크리트 또는 경량콘크리트(AAC, ALC)로 제작되고 사각구조의 단면을 가지며 콘크리트와의 부착을 증대시키고 자중 탈락을 방지하기 위해 양측면에 기울기 각(θ)을 갖는 다수의 경량체 블럭(20)을 이웃한 것끼리 일정 간격을 갖도록 횡렬로 배치하고, 경량체 블럭(20) 주변의 거푸집틀(12)의 내부 바닥면에 콘크리트에 연결부재(21a)를 통하여 고정되는 판상형 경량체 블럭(21)을 설치하며, 경량체 블럭(20)들의 사이사이에 횡방향으로 횡방향 철근(22)을 배근하고, 종방향으로 양쪽 단부를 포함하여 크로스 보강 철근(24)을 배근하는 단계와;
   상기 거푸집틀(12)의 내부에 콘크리트를 타설한 후 탈형하는 단계;를 포함하여 제작된 것을 특징으로 하는 내화 경량체 블럭을 갖는 복합형 풍도슬래브 패널의 제작방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 단면의 길이 방향으로 관통된 슬라이딩 안내홈(51a)을 갖는 립 채널(51), 립 채널(51)의 상면에 입설되어 있는 복수개의 정착스터드(52), 상기 슬라이딩 안내홈(51a)에 슬라이딩 이동가능하게 삽입되어 있는 슬라이더(53)로 이루어진 위치보정용 무빙조립체(50)를 터널(5)의 시공중에 상기 정착스터드(52)를 매입하여 터널 천정에 고정시켜 놓는 단계와;
   상기 슬라이더(53)에 상부 연결브라켓(60)을 매개로 행거(70)를 설치하는 단계와;
   상기 행거(70)의 하단에 하부 연결브라켓(80)을 매개로 풍도슬래브 지지레일(90)을 터널(5)의 길이 방향으로 설치하는 단계와;
   상기 풍도슬래브 지지레일(90)과 터널(5)측 브라켓(5a)에 제1항에 따른 제작방법으로 제조된 복합형 풍도슬래브 패널을 지지시켜 놓은 후 상기 슬라이더(53)의 위치를 가변시켜 가면서 횡방향의 시공 오차를 보정하는 단계와;
   상기 복합형 풍도슬래브 패널(10)의 설치 위치가 셋팅되면 상기 슬라이더(53)를 용접으로 립 채널(51)에 고정시키는 단계;를 반복적으로 수행하면서 시공되는 것을 특징으로 하는 내화 경량체 블럭을 갖는 복합형 풍도슬래브 패널을 적용한 풍도 슬래브의 시공방법.

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