KR101750987B1

KR101750987B1 - 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물 및 이의 시공 방법

Info

Publication number: KR101750987B1
Application number: KR1020160125856A
Authority: KR
Inventors: 전종환
Original assignee: 전종환
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2017-06-26

Abstract

본 발명은 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물 및 이의 시공 방법에 관한 것으로, 접합벽을 통해 반아치 형태인 세그먼트들의 시공을 용이하게 함은 물론 접합벽으로 인한 철근의 손실을 방지하여 접합 강도를 높일 수 있고 종방향으로 배열되는 세그먼트들의 연속화가 가능한 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물은, 지면에 시공되는 기초부와; 반아치 형태인 제1,2세그먼트의 결합에 의해 이루어지며 양측의 하단부가 상기 기초부에 고정되는 아치형의 세그먼트 조립체와; 상기 세그먼트 조립체의 제1,2세그먼트의 접합부에 형성되는 타설 공간에 타설되어 세그먼트 조립체들을 일체로 합성하는 콘크리트 합성부를 포함하고, 상기 세그먼트 조립체의 제1,2세그먼트는, 반아치 형태인 제1,2세그먼트 본체, 상기 제1,2세그먼트 본체의 상측 단부에 상기 제1,2세그먼트 본체보다 얇은 두께로 횡방향을 따라 연장 형성되어 서로 지지되는 제1,2접합 슬래브, 상기 제1,2접합 슬래브의 상부에 연장 형성되어 서로 지지되는 제1,2접합벽, 상기 제1,2세그먼트 본체의 상단부로서 상기 제1,2접합벽의 둘레부에 매설되며 서로 연결되는 제1,2철근을 포함하되, 상기 제1,2접합벽은 상기 제1,2접합 슬래브의 상부에 상기 제1,2접합 슬래브와 연속되지 않고 연장되어 저부에 철근 배근공간을 형성하거나, 상기 제1,2접합 슬래브의 상부에 상기 제1,2접합 슬래브와 연속되지 않고 연장되는 한편, 상기 제1,2접합 슬래브의 상부에서부터 상기 제1,2세그먼트 본체의 상단 아래쪽까지 형성되어 저부와 상부에 각각 철근 배근공간을 형성하고, 상기 제1,2철근은, 상기 제1,2접합벽에 의해 제1,2접합벽의 상하부에 형성된 철근 배근공간 및 상기 제1,2접합벽의 전후 양측의 철근 배근공간에 각각 배근되어 철근이 단절없이 연속된다.

Description

종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물 및 이의 시공 방법{PRECAST SEGMENT ARCH STRUCTURE AND METHOD FOR CONSTRUCTING THIS SAME}

본 발명은 아치 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각각 반아치 형태인 2개의 세그먼트의 결속으로 이루어지는 2분절형 아치 구조물로서 세그먼트들의 접합부에서 철근의 손실을 방지하고 종방향의 연속화가 가능한 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.

콘크리트의 아치 구조물은 개착 터널, 생태 통로, 통로 박스 등 다양한 도로 구조물로 널리 사용되고 있다.

종래 콘크리트의 아치 구조물은 현장 타설에 의한 시공으로 시작되었으며, 현장 타설 방식은 거푸집과 동바리의 설치, 콘크리트의 양생 등 많은 작업에 의해 공사기간이 길어지고 그에 따른 막대한 공사비용이 소요되는 단점이 있으며, 이러한 단점을 해결하기 위하여 공장에서 아치 형태의 프리캐스트 콘크리트체를 제작하고 이 프리캐스트 콘크리트체를 현장으로 운반 및 시공하는 프리캐스트 콘크리트 방식으로 발전되었다. 프리캐스트 콘크리트 방식은 공장 생산과 운반을 고려하여 일정 크기로 제작되는 다수의 아치형 콘크리트체를 종방향으로 연속 시공하는 것으로, 아치형 콘크리트체의 크기가 매우 크고 중량 또한 매우 무거워 시공성이 좋지 못하며 대형 아치 구조물을 시공할 수 없는 단점이 있고, 이를 해결하기 위하여 분절형 아치 구조물이 제안된 바 있다.

특허문헌(등록특허 제10-1015611호)은 프리캐스트 부재로 이루어진 좌,우 분절아치부재가 천정부에서 강결 결합되어 아치구조물을 이루고, 상기 아치구조물이 종방향으로 복수개가 연속 배치되어 결합되는 구조를 가지며; 상기 분절아치부재의 천정부 단부는, 천정부의 단부면과 종방향 측면으로부터 오목하게 절취되어 공간을 이루는 절취부가 종방향 양측면에 각각 형성되어 있어, 분절아치부재의 천정부 단부에는 양측의 절취부 형성에 의하여 돌출부가 존재하며, 절취부의 하부에는 돌출부의 길이만큼 바닥판부가 존재하는 구조를 가지며; 분절아치부재가 종방향으로 연속하여 배치된 상태에서, 종방향의 전후 분절아치부재 사이에는 체결봉이 종방향으

로 배치되어 종방향으로 이웃하는 분절아치부재의 돌출부에 상기 체결봉이 고정 정착됨으로써, 전후 분절아치부재간이 결속되며; 좌,우 분절아치부재의 천정부 단부가 서로 맞닿도록 배치되면 좌,우 분절아치부재의 돌출부는 서로 맞닿게 되며, 좌,우 분절아치부재의 바닥판부도 서로 맞닿게 되어, 좌,우 분절아치부재의 절취부도 좌,우측 간에 연통되며, 연통된 절취부의 공간에는 채움재가 채워져서, 좌,우 분절아치부재가 천정부에서 강결 구조로 일체 연결되는 것이다.

이와 같이 구성된 특허문헌은 돌출부가 서로 맞닿은 상태일 뿐이기 때문에 이 부분에서 철근의 손실이 발생되어 강도가 저하되는 문제점이 있고, 또한, 돌출부가 종방향의 연속성을 막는 구조이기 때문에 돌출부들 사이의 타설 공간이 서로 통하지 않으며 따라서, 타설 공간에 콘크리트를 타설하지만 종방향을 따라 배열되는 분절아치부재들은 일체로 합성되지 못하여 외력에 대한 버팀강성이 약한 문제점이 있다.

등록특허 제10-1015611호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 접합벽을 통해 반아치 형태인 세그먼트들의 시공을 용이하게 함은 물론 접합벽으로 인한 철근의 손실을 방지하여 접합 강도를 높일 수 있고 종방향으로 배열되는 세그먼트들의 연속화가 가능한 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물 및 이의 시공 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물은, 지면에 시공되는 기초부와; 반아치 형태인 제1,2세그먼트의 결합에 의해 이루어지며 양측의 하단부가 상기 기초부에 고정되는 아치형의 세그먼트 조립체와; 상기 세그먼트 조립체의 제1,2세그먼트의 접합부에 형성되는 타설 공간에 타설되어 세그먼트 조립체들을 일체로 합성하는 콘크리트 합성부를 포함하고, 상기 세그먼트 조립체의 제1,2세그먼트는, 반아치 형태인 제1,2세그먼트 본체, 상기 제1,2세그먼트 본체의 상측 단부에 상기 제1,2세그먼트 본체보다 얇은 두께로 횡방향을 따라 연장 형성되어 서로 지지되는 제1,2접합 슬래브, 상기 제1,2접합 슬래브의 상부에 연장 형성되어 서로 지지되는 제1,2접합벽, 상기 제1,2세그먼트 본체의 상단부로서 상기 제1,2접합벽의 둘레부에 매설되며 서로 연결되는 제1,2철근을 포함하되, 상기 제1,2접합벽은 상기 제1,2접합 슬래브의 상부에 상기 제1,2접합 슬래브와 연속되지 않고 연장되어 저부에 철근 배근공간을 형성하거나, 상기 제1,2접합 슬래브의 상부에 상기 제1,2접합 슬래브와 연속되지 않고 연장되는 한편, 상기 제1,2접합 슬래브의 상부에서부터 상기 제1,2세그먼트 본체의 상단 아래쪽까지 형성되어 저부와 상부에 각각 철근 배근공간을 형성하고, 상기 제1,2철근은, 상기 제1,2접합벽에 의해 제1,2접합벽의 상하부에 형성된 철근 배근공간 및 상기 제1,2접합벽의 전후 양측의 철근 배근공간에 각각 배근되어 철근이 단절없이 연속되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물 및 이의 시공 방법에 의하면, 각각 반아치 형태인 제1,2세그먼트들이 제1,2접합 슬래브와 제1,2접합벽을 통해 서로 지지되어 콘크리트의 타설 전에도 견고한 설치 상태를 유지하고 아울러, 제1,2접합벽이 있는 부분에서 제1,2결속 철근을 배근하여 제1,2접합벽으로 인한 철근의 손실을 방지하여 횡방향으로 배열되는 제1,2세그먼트들의 연속성을 증대함으로써 고강도의 아치 구조물을 시공하는 것이 가능하고, 아울러, 종방향을 따라 배열되는 다수의 세그먼트 조립체들이 서로 통하는 하나의 타설 공간을 형성하여 콘크리트 합성부를 통해 일체로 합성됨으로써 외력에 대한 큰 버팀 강성을 확보하게 되므로 아치 구조물의 안정성을 극대화하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물의 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물의 평면도.
도 3은 본 발명에 의한 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물에 적용된 제1,2세그먼트의 분리 상태 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물에 적용된 제1,2세그먼트의 결합 상태 정면도.
도 5는 본 발명에 의한 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물에 적용된 콘크리트 합성부를 보인 측면도.
도 6은 본 발명에 의한 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물이 박스형인 예를 도시한 정면도.
도 7은 본 발명에 의한 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물에 적용된 제1,2접합벽의 다른 예시도.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 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.

도 1 내지 도 5에서 본 발명에 의한 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물은, 지면에 시공되는 기초부(10), 각각 반아치 형태인 제1,2세그먼트(30,40)의 조립에 의해 정면에서 볼 때 아치형태로 이루어지며 기초부(10)에 고정되는 세그먼트 조립체(20), 제1,2세그먼트(30,40)들을 접합함과 더불어 연속 배열되는 세그먼트 조립체(20)들을 접합하는 콘크리트 합성부(50)로 구성된다.

기초부(10)는 프리캐스트 콘크리트형, 현장 타설 콘크리트형, 프리캐스트와 현장 타설 조합형 모두가 가능하다.

기초부(10)는 본 발명의 아치 구조물의 적용 분야에 따라 다양하게 시공되며, 예를 들어 도 1에서처럼, 아치 구조물을 터널로 시공하는 경우 기초부(10)는 도로를 사이에 두고 양측에 각각 시공되고, 도 6에서처럼, 아치 구조물을 박스로 시공하는 경우 기초부(10)는 아치 구조물의 바닥부와 함께 일체화된다.

세그먼트 조립체(20)는 2분절형으로서 각각 반아치 형태인 제1,2세그먼트(30,40)가 결합되어 아치형태로 이루어지며, 2개 이상이 연속되어 아치 구조물을 완성한다.

제1,2세그먼트(30,40)는 상단 접합부에서 제1,2철근(35,36,45,46)이 단절없이 연결되도록 구성되며, 제1,2철근(35,36,45,46)은 제1,2접합벽(33,43)의 폭 안에 배근되는 제1결속 철근(35,45), 제1,2접합벽(33,43) 폭 바깥쪽 즉 전후 양측에 배근되는 제1연결 철근(36,46)으로 구분된다.

제1세그먼트(30)는 프리캐스트 콘크리트체로서 반아치 형태인 제1세그먼트 본체(31), 제1세그먼트 본체(31)의 상단부 즉 제2세그먼트(40)와 접합되는 부분에 제2세그먼트(40)와의 접합을 위하여 형성되는 제1접합 슬래브(32), 제1접합 슬래브(32) 상부에 제1세그먼트 본체(31)의 단부로부터 돌출 형성되며 제2세그먼트(40)와 접합되는 제1접합벽(33), 제1접합 슬래브(32)의 상부와 제1접합벽(33) 사이에 형성되는 빈 공간으로서 콘크리트 합성부(50)의 콘크리트 타설을 위한 타설 공간(34), 타설 공간(34)에 배근되는 제1결속 철근(35)과 제1연결 철근(36)으로 구성된다.

제1세그먼트(30)는 공장에서 제작되는 철근 콘크리트 구조체이며, 물론, 제1접합 슬래브(32)와 제1접합벽(33)은 단일 공정을 통해 제1세그먼트 본체(31)와 일체로 형성된다.

제1접합 슬래브(32)는 제1세그먼트 본체(31)의 상단부에서 횡방향을 따라 연장되는 형태로서 제1세그먼트 본체(31)와 동일한 폭으로 저부에서 연장되면서 제1세그먼트 본체(31)보다 작은 단면적이며, 즉 제1세그먼트 본체(31)의 상단부로부터 아래쪽에 낮은 높이로 형성된다.

제1접합 슬래브(32)는 상부에 타설 공간을 마련하는 것으로 거푸집의 기능을 한다.

제1접합벽(33)은 제1,2세그먼트(30,40)의 접합부가 서로 지지되어 콘크리트를 타설하기 전까지 세워진 상태를 유지하도록 하고, 아울러, 제1,2세그먼트(30,40)들의 제1,2결속 철근(35,45)이 절단없이 체결될 수 있도록 제1접합 슬래브(32)의 상부에 제1접합 슬래브(32)와 연속되지 않고 일정 공간을 두고 이격된다. 이에 맞춰, 제1접합벽(33)은 도 3에서 보이는 것처럼, 상단부가 제1세그먼트(31)의 상단부와 연속되어 저부 즉 제1접합 슬래브(32)와의 사이에 공간을 마련하고 이 공간을 통해 제1결속 철근(35)을 매설하는 것이 가능하다.

제1접합 슬래브(32)와 제1접합벽(33) 모두 내부에 철근이 배근된다.

타설 공간(34)은 제1세그먼트 본체(31)의 접합부에 형성되는 공간으로, 종래에는 접합벽이 가로막아 접합벽을 중심으로 하여 양측에 서로 연속성이 없는 2개의 공간이 타설 공간으로 형성되며, 이에 반해, 본 발명은 제1접합벽(33)이 있지만 제1접합벽(33)의 저부에 공간이 형성되고 이 공간은 제1접합벽(33)의 전후 양측의 공간과 서로 통하여 하나의 공간이 타설 공간으로 마련되는 점에서 특징이 있다.

이와 같은 특징에 따르면, 종래 기술에 따르면 세그먼트 조립체들 모두 콘크리트를 타설하지만 접합벽에 의해 서로 단절되어 다수의 세그먼트 조립체로 시공된 아치 구조물의 일체성이 없지만, 본 발명은 모든 세그먼트 조립체들이 접합벽에 의한 단절이 없어 하나의 콘크리트 합성부(50)(도 5 참고)를 통해 연결되어 아치 구조물이 일체로 합성된다.

제1접합벽(33)은 전술한 목적 달성을 위하여 도 7에서 보이는 구조로 구성되는 것도 가능하다.

도 7에서 보이는 것처럼, 제1접합벽(33)이 상부와 하부 양측에 철근 배근공간이 형성되도록 구성되는 것이며, 따라서, 제1접합벽(33) 상부와 하부 모두에 철근 배근공간이 형성되어 제1결속 철근(35)이 각각 배근된다.

또한, 제1접합벽(33)은 제1세그먼트 본체(31)에 하나로만 도시되었으나, 2개 이상도 가능하다.

제1접합벽(33)은 제2세그먼트(40)의 제2접합벽(43)과 면이 맞닿는 상태일 뿐이기 때문에 제1,2세그먼트(30,40)의 견고한 결합을 위하여 제1세그먼트 본체(31)의 유효면적[제1접합 슬래브(32) 이외의 부분]보다 작은 크기로 형성되는 것이 바람직하고, 이 유효공간은 타설 공간을 형성하고 철근이 배근되는 공간이다.

제1결속 철근(35)은 제1세그먼트 본체(31)의 제작시 매설되며 일측이 제1세그먼트 본체(31)의 외부로 돌출되어 제2세그먼트(40)의 제2결속 철근(45)과 커플링된다.

제1연결 철근(36)은 제1접합벽(33)을 중심으로 하여 전후 양측에 각각 배치되며 제2세그먼트(40)의 제2연결 철근(46)과 커플링된다.

제1결속 철근(35)과 제1연결 철근(36)의 커플링은 별도의 연결철근을 이용한 커플링, 커플러에 의한 커플링 등 다양하게 이루어질 수 있다.

제1결속 철근(35)과 제1연결 철근(36)은 제1세그먼트 본체(31) 내부의 철근과 결속되는 것이 바람직하다.

본 발명은 제1접합벽(33)에 의해 철근이 단절되지 않는 것을 특징으로 하며, 이 특징이 명확히 드러나도록 제1접합벽(33)에 의해 종래 대비 단절되지 않고 배근되는 주철근을 제1결속 철근(35)으로, 제1접합벽(33) 양측의 철근으로서 종래와 동일하게 배근되는 철근을 제1연결 철근(36)으로 명명한 것이다.

제2세그먼트(40)는 제2세그먼트 본체(41), 제2접합 슬래브(42), 제2접합벽(43), 제2타설 공간(44), 제2결속 철근(45), 제2연결 철근(46)으로 구성되는 것은 제1세그먼트(30)와 동일하며, 이들 구성(41,42,43,44,45,46)은 제1세그먼트(30)의 각 구성(31,32,33,34,35,36)과 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.

본 발명에 따르면, 제1,2결속 철근(35,45)에 따른 효과를 도출하지만, 제1,2접합벽(33,43)의 접합면이 기존 접합벽보다 좁아 마찰력이 적은 단점이 있으며, 이를 보완하기 위하여 제1,2접합벽(33,43)이 인터록킹되고, 예를 들어 제1접합벽(33)에는 홈(33a)이, 제2접합벽(43)에는 돌기 형태의 전단키(43a)가 형성되며, 제1,2접합벽(33,43)이 전단키(43a)와 홈(33a)을 통해 서로 인터록킹됨으로써 접합면이 좁더라도 큰 결속력에 의해 결합된다.

이하, 이와 같은 제1,2세그먼트(30,40)의 결속에 대해 설명한다.

제1,2세그먼트(30,40)는 콘크리트 타설 전까지 설치 상태를 유지하도록 횡방향 결속구(60)와 제1,2종방향 결속구(70,80)(도 2 참고)가 갖추어진다. 제1,2종방향 결속구(70,80)는 각각 단독으로 사용 가능하고 또한 2종류가 함께 사용되는 것도 가능하다.

횡방향 결속구(60)는 횡방향을 따라 배열되는 제1,2세그먼트(30,40)를 결속하는 것으로, 바람직하게 제1,2접합벽(33,43)들을 결속하는 방법이며, 제1,2접합벽(33,43)에 각각 매립되는 2개의 횡방향 체결구(63,64)(매립 앵커), 제1,2접합벽(33,43)의 전후 양측(도 2의 원호 기준 좌우 양측)에 각각 제1,2접합벽(33,43)에 걸쳐 덧대어지며 횡방향 체결구(63,64)의 길이방향 양측이 각각 관통되는 횡방향 결속판(61,62), 횡방향 결속판(61,62)을 관통한 횡방향 체결구(63,64)의 양측에 각각 체결되는 너트로 구성된다. 물론, 이에 한정되지 아니하고 제1,2접합벽(33,43)에 볼트공을 천공하여 횡방향 결속판(61,62)을 볼트와 너트에 의해 조립하는 것도 가능하다.

제1종방향 결속구(70)는 제1,2세그먼트(30,40)의 상단측 접합부[제1,2접합벽(33,43)의 양측면]에서 종방향을 따라 배열되는 세그먼트들을 결속하는 것이며, 종방향을 따라 연속되는 제1세그먼트 본체(31)[또는 제2세그먼트 본체(41)]에 걸쳐 덧대어지는 종방향 결속판(71), 종방향 결속판(71)의 양측에서 각각 제1세그먼트(31)들에 체결되는 종방향 체결구(72,73)로 구성된다.

제2종방향 결속구(80)는 제1,2세그먼트(30,40)의 상단측 접합부를 제외한 곳에서 종방향을 따라 배열되는 세그먼트들을 결속하는 것이며, 연속되는 제1세그먼트 본체(31)[또는 제2세그먼트 본체(41)]들에 걸쳐 매립되는 볼트 박스(81,82), 볼트 박스(81,82)들에 체결되는 하나 이상의 종방향 체결구(83)로 구성된다.

볼트 박스(81,82)는 외부가 개방된 박스 형태로서 제1세그먼트 본체(31)[또는 제2세그먼트 본체(41)]의 전후 양측 가장자리에 각각 매설되어 제1세그먼트 본체(31)들이 배열되면 서로 일렬로 배열되여 각각의 벽이 마주하게 되고, 이 벽에 종방향 체결구(83)가 체결됨으로써 제1세그먼트(30)들을 결속하는 것이며, 종방향 체결구(83)의 체결 후 볼트 박스(81,82)의 내부에는 몰탈이 충진된다.

제1,2세그먼트(30,40)의 상단 접합부에서 접합력을 높이기 위하여 제1,2세그먼트(30,40)들이 인터록킹되도록 구성되며, 예를 들어 제1세그먼트(30)의 제1접합 슬래브(32)에는 홈(37)이, 제2세그먼트(40)의 제2접합 슬래브(42)에는 전단키(47)가 구성되어, 전단키(47)가 홈(37)에 삽입되어 끼움 결합이 이루어지도록 한다.

또한, 종방향을 따라 연속되는 세그먼트 조립체(20)들 사이를 통해 누수가 발생하여도 2차로 누수를 차단하도록 지수재(90)가 적용될 수 있다. 예를 들어 제1,2세그먼트(30,40)의 종방향쪽 면에 홈(지수재 삽입이 가능한 다양한 형상)을 형성하고, 종방향으로 연속되는 제1,2세그먼트(30,40)들에 형성되는 홈에 지수재(90)를 삽입하여 설치한다.

지수재(90)는 누수 차단 효과의 극대화를 위하여 수팽창 재질로 이루어지는 것도 가능하다.

콘크리트 합성부(50)는 모든 세그먼트 조립체(20)를 설치한 후 제1,2세그먼트(30,40)를 합성하고 아울러 세그먼트 조립체(20)들을 합성하는 것이며, 전술한 것처럼, 세그먼트 조립체(20)들이 설치되면 횡방향으로 배열된 제1,2세그먼트(30,40)의 상단 접합부가 하나의 공간을 형성하고 또한, 종방향으로 배열되는 세그먼트 조립체(20)들의 공간들이 서로 통하여 모든 세그먼트 조립체(20)들은 하나의 타설 공간을 형성하며, 하나의 타설 공간에 단일 작업을 통해 콘크리트를 타설하여 콘크리트 합성부(50)를 시공한다. 따라서, 모든 세그먼트 조립체(20)들은 일체로 합성된다.

본 발명에 의한 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물의 시공 방법은 다음과 같다.

1. 기초부 시공.

예를 들어 노면의 양측에 일정 거리를 두고 각각 기초부(10)를 시공한다. 기초부(10)는 전술한 것처럼, 프리캐스트형, 현장 타설형 및 조합형 모두가 가능하다.

2. 세그먼트 조립체 시공.

세그먼트 조립체 시공은 제1,2세그먼트 설치 - 종횡방향 결속 - 기초부 결속의 순서로 이루어지며, 물론 이 순서는 서로 뒤바뀔 수 있다.

예를 들어 제1세그먼트(30)를 일측의 기초부(10) 위에 세워 설치하고, 이어서, 반대쪽의 기초부(10) 위에 제2세그먼트(40)를 세워 설치한다.

제1,2세그먼트(30,40)를 설치하면 제1,2세그먼트(30,40)의 상단 접합부인 제1,2접합 슬래브(32,42)가 서로 맞닿게 되고, 또한, 제1,2접합벽(33,43)이 맞닿게 된다.

횡방향 결속구(60)를 통해 횡방향으로 배열되는 제1,2세그먼트(30,40)를 결속한다.

이와 같은 방법으로 모든 세그먼트 조립체(20)를 시공하고, 이 과정에서 종방향을 따라 연속되는 세그먼트 조립체(20)들을 제1,2종방향 결속구(70,80)로 결속한다.

세그먼트 조립체(20)들의 시공을 완료하면, 기초부(10)와 세그먼트 조립체(20)의 저부에 몰탈을 충진하는 등의 방법을 통해 결속한다.

3. 상단 접합부의 철근 연결.

제1,2결속 철근(35,45)과 제1,2연결 철근(36,46)을 서로 결속한다.

4. 콘크리트 타설.

세그먼트 조립체(20)들의 시공 후 상단부에 하나의 타설 공간이 마련되고, 이 타설 공간에 콘크리트(콘크리트와 동등 이상의 모든 재료를 총칭한다)를 타설한다.

콘크리트가 양생되면 모든 세그먼트 조립체(20)들이 일체로 합성된다.

이로써, 본 발명의 시공이 완료된다.

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 기초부, 20 : 세그먼트 조립체
30,40 : 제1,2세그먼트, 31,41 : 제1,2세그먼트 본체
32,42 : 제1,2접합 슬래브, 33,43 : 제1,2접합벽
34,44 : 타설 공간, 35,45 : 제1,2결속 철근
36,46 : 제1,2연결 철근, 50 : 콘크리트 합성부
60 : 횡방향 결속구, 70,80 : 제1,2종방향 결속구

Claims

지면에 시공되는 기초부와;
반아치 형태인 제1,2세그먼트의 결합에 의해 이루어지며 양측의 하단부가 상기 기초부에 고정되는 아치형의 세그먼트 조립체와;
종방향을 따라 배열되는 제1,2세그먼트들 사이에 설치되는 지수재와;
횡방향을 따라 배열되는 상기 제1,2세그먼트들을 결속하는 횡방향 결속구와;
종방향을 따라 배열되는 상기 세그먼트 조립체들을 결속하는 종방향 결속구와;
상기 세그먼트 조립체의 제1,2세그먼트의 접합부에 형성되는 타설 공간에 타설되어 세그먼트 조립체들을 일체로 합성하는 콘크리트 합성부를 포함하고,
상기 세그먼트 조립체의 제1,2세그먼트는, 반아치 형태인 제1,2세그먼트 본체, 상기 제1,2세그먼트 본체의 상측 단부에 상기 제1,2세그먼트 본체보다 얇은 두께로 횡방향을 따라 연장 형성되어 서로 지지되는 제1,2접합 슬래브, 상기 제1,2접합 슬래브의 상부에 연장 형성되어 서로 지지되는 제1,2접합벽, 상기 제1,2세그먼트 본체의 상단부로서 상기 제1,2접합벽의 둘레부에 매설되며 서로 연결되는 제1,2철근을 포함하되,
상기 제1,2접합벽은 상기 제1,2접합 슬래브의 상부에 상기 제1,2접합 슬래브와 연속되지 않도록 연장되어 저부에 철근 배근공간을 형성하거나, 상기 제1,2접합 슬래브의 상부에 상기 제1,2접합 슬래브와 연속되지 않고 연장되는 한편, 상기 제1,2접합 슬래브의 상부에서부터 상기 제1,2세그먼트 본체의 상단 아래쪽까지 형성되어 저부와 상부에 각각 철근 배근공간을 형성하고,
상기 제1,2철근은, 상기 제1,2접합벽에 의해 제1,2접합벽의 상하부 형성된 철근 배근공간 및 상기 제1,2접합벽의 전후 양측의 철근 배근공간에 각각 배근되어 철근이 단절없이 연속되며,
상기 제1,2접합벽은 상기 제1,2접합 슬래브의 상부에 상기 제1,2세그먼트 본체의 상면보다 돌출되지 않으면서 내부에 철근이 배근되도록 상기 제1,2세그먼트 본체와 일체로 제작되는 한편 마주하는 면에 홈과 전단키가 형성되어 상기 제1,2세그먼트 본체의 설치시 서로 인터록킹됨으로써 상기 콘크리트 합성부의 타설 전에 상기 제1,2세그먼트들을 조립하고,
상기 횡방향 결속구는 상기 제1,2접합벽에 각각 매립되는 횡방향 체결구와 제1,2접합벽의 전후 양측에 각각 걸쳐 덧대어는 횡방향 결속판 및 상기 횡방향 결속판을 관통한 상기 횡방향 체결구의 양측에 각각 체결되는 너트로 구성되며,
상기 종방향 결속구는 상기 제1 또는 제2세그먼트의 상단 접합부에서 종방향을 따라 이웃하는 제1 또는 제2세그먼트들을 결속하는 제1종방향 결속구, 상기 제1 또는 제2세그먼트의 상단 아래의 접합부에서 종방향을 따라 이웃하는 제1 또는 제2세그먼트들을 결속하는 제2종방향 결속구를 포함하되,
상기 제1종방향 결속구는 상기 제1 또는 제2세그먼트의 제1 또는 제2접합벽 양측에서 이웃하는 제1 또는 제2세그먼트들에 걸쳐 덧대지는 종방향 결속판 및 상기 종방향 결속판과 이웃하는 제1 또는 제2세그먼트들에 체결되는 종방향 체결구로 구성되며,
상기 제2종방향 결속구는 외부를 향해 개방되는 공간을 갖는 박스 형태로서 상기 제1,2세그먼트의 종방향쪽 가장자리에 각각 매설되며 종방향을 따라 배열되는 제1 또는 제2세그먼트들에 의해 서로 이웃하는 볼트 박스, 상기 제1 또는 제2세그먼트의 이웃하는 볼트 박스에 체결되어 제1 또는 제2세그먼트들을 결속하는 종방향 결속구 및 상기 볼트 박스의 내부에 충전되는 몰탈로 구성되는 것을 특징으로 하는 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물.
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청구항 1에 의한 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물의 시공 방법으로서,
노면에 기초부를 시공하는 제1단계와;
상기 제1단계를 통해 시공된 기초부 위에 아치형의 세그먼트 조립체를 종방향을 따라 2개 이상 시공하는 제2단계와;
상기 제2단계를 거쳐 설치된 2개 이상의 세그먼트 조립체의 제1,2철근을 결속한 후 콘크리트를 타설하여 상기 2개 이상의 세그먼트 조립체를 합성하는 제3단계를 포함하고,
상기 제2단계는, 상기 기초부의 일측 상부에 반아치 형태인 제1세그먼트를 설치하는 제2-1단계, 상기 기초부의 타측 상부에 반아치 형태인 제2세그먼트를 설치하는 제2-2단계, 상기 제1,2세그먼트의 상단 접합부에서 횡방향으로 배열되는 제1,2세그먼트들을 결속하는 제2-3단계, 종방향으로 배열되는 세그먼트 조립체들을 결속하는 제2-4단계를 포함하되,
상기 제2-2단계는 상기 제1,2세그먼트에 형성된 제1,2접합 슬래브의 단부를 결합하면서 상기 제1,2접합벽의 마주하는 면에 형성된 홈과 전단키를 통해 상기 제1,2접합벽을 인터록킹하여 상기 제3단계 전에 상기 제1,2세그먼트들을 결속함과 아울러 상기 제1,2접합벽에 각각 매립되는 횡방향 체결구의 전후 양측에 횡방향 결속판을 덧대어 결합함으로써 상기 제1,2세그먼트들이 세워진 상태를 유지하도록 하고,
상기 제2-3단계는 제1,2접합벽의 전후 양측에 각각 횡방향 결속판을 덧대면서 상기 제1,2접합벽에 각각 매립되는 횡방향 체결구가 관통되도록 한 후 상기 횡방향 체결구의 양측에 너트를 체결하여 횡방향으로 배열되는 제1,2세그먼트들을 결속하며,
상기 제2-4단계는 상기 제1 또는 제2세그먼트의 제1 또는 제2접합벽 양측에서 이웃하는 제1 또는 제2세그먼트들에 걸쳐 종방향 결속판(71)을 덧대고 상기 종방향 결속판(71)과 이웃하는 제1 또는 제2세그먼트들에 종방향 체결구(72,73)를 체결하는 한편,
외부를 향해 개방되는 공간을 갖는 박스 형태로서 상기 제1,2세그먼트의 종방향쪽 가장자리에 각각 매설되며 종방향을 따라 배열되는 제1 또는 제2세그먼트들에 의해 서로 이웃하는 볼트 박스(81,82)에 종방향 결속구(83)를 체결한 후 상기 볼트 박스의 내부에 몰탈을 충전하여 종방향으로 배열되는 세그먼트 조립체들을 결속하는 것을 특징으로 하는 종횡방향의 연속성을 갖는 프리캐스트 세그먼트형 아치 구조물의 시공 방법.