KR101756823B1

KR101756823B1 - 분할플레이트를 이용한 phc 파일의 선단 확장 기구와 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101756823B1
Application number: KR1020170027085A
Authority: KR
Inventors: 최영덕; 박인수
Original assignee: 주식회사 포유엔지니어링; 최영덕; 박인수
Priority date: 2017-03-02
Filing date: 2017-03-02
Publication date: 2017-07-12

Abstract

본 발명은 분할플레이트를 이용한 PHC 파일의 선단 확장 기구와 그 제조 방법, PHC 파일의 선단 확장 기구용 원판의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 PHC 파일의 선단 확장 기구용 원판의 제조 방법은, 탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있는 플레이트에(100), 중앙에 중앙홀(11)이 형성된 원판 중심을 기준으로 다등분한 형상을 가져 일측은 볼록한 볼록부(210)가 형성되고, 볼록부(210)의 반대편에는 오목한 오목부(220)가 형성된 다수의 도형(200)을 재단하되, 상기 도형(200)들은 일측 도형(201)의 오목부에 타측 도형(202)의 일측이 삽입되도록 재단하는 재단단계와; 상기 재단된 도형(200)들의 테두리를 따라 절단하여 다수의 분할플레이트(300)를 제조하는 절단단계와; 제조된 상기 분할플레이트(300)들을 상기 원판 형상이 되도록 맞댄 상태에서 용접하여 PHC 파일의 선단 확장 기구 제조용 원판을 제조하는 사전용접단계;를 포합하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 선단 확장 기구용 원판 제조시 플레이이트상의 공간을 최대한 활용하여 철판 로스를 최소화하여 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

분할플레이트를 이용한 PHC 파일의 선단 확장 기구와 그 제조 방법{Extending apparatus of PHC pile tip using unit plate and manufacturing method of it}

본 발명은 PHC 파일과 같은 파일의 선단을 확장하기 위해 파일에 연결되는 선단 확장 기구, 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 강판 용접 방식이 적용되면서 파일의 결합을 방해하지 않고 견고하게 강판이 서로 결합상태를 유지할 수 있으며, 철판 로스를 최소화할 수 있도록 한, PHC 파일의 선단 확장 기구와 그 제조 방법 및 선단 확장 기구가 구비된 PHC 파일에 관한 것이다.

일반적으로, 건물이나 구조물을 세울 때, 지반의 조건이나 구조물의 하중에 따라 구조물을 지지하기 위하여 지반을 보강하는 기초공사를 시행하고 있다.

이러한 목적으로, PHC 파일(Pretensioned spun High strenth Concrete Pile)이 널리 사용되는데, 이러한 PHC 파일은 콘크리트 기둥의 내부에 인장된 상태로 내설된 PC 강봉(prestressing steel bar)으로 인해, 강한 하중 지지력을 갖는다.

이하에서는 도 1을 참조하여 이러한 PHC 파일의 시공 내력에 대해 설명한다.

도 1은 지반에 매입된 PHC 파일의 시공 내력을 보여주는 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 구조물(4)의 하중(PF)은 구조물(4)의 하부에 근입된 다수의 PHC 파일(2)의 시공 내력에 의하여 지지된다.

특히, 지반에 매입된 PHC 파일(2)의 시공 내력은 PHC 파일의 선단의 선단지지력(TF)과 PHC 파일의 측면의 주변마찰력(SF)의 합으로 이루어진다.

그런데, PHC 파일 자체의 내력은 대부분 높지만 시공성 등으로 PHC 파일의 시공 내력이 낮아지는 문제가 있다.

예를 들어, Φ400의 PHC 파일의 경우, PHC 파일의 자체 내력은 112 tf 이지만 시공 내력은 60∼80 tf 정도이어서, 결과적으로 PHC 파일의 내력 중 32∼52 tf가 낭비되고 있는 실정이다.

특히, 매입 공법의 경우, 지반을 PHC 파일의 직경보다 크게 천공한 후, 제작된 PHC 파일을 천공에 근입하여 설치하고, PHC 파일과 지반 사이에 충진재(cement paste)를 주입하여 주변 마찰력을 높여 주기는 하지만, 시공 후의 테스트는 주변마찰력이 아주 미미하여 대부분의 시공 내력이 선단지지력에 의존하고 있음을 보여 주었다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 PHC 파일의 하단부 면적을 상부보다 크게 하여 선단 지지력을 증대시키는 기술들이 다수 제안되어 왔다.

PHC 파일 선단을 확장시키기 위한 방안으로 피씨강봉이 내장된 콘크리트를 제조하는 과정에서 하측의 거푸집을 상측보다 크게 형성하여 선단부가 상부와 일체화된 콘크리트 재질로 형성하는 기술이 공개되어 있다.

그러나, 이러한 방식의 경우 선단부가 파일 삽입 후 경타하는 과정에서 선단부 주변에 채워진 시멘트 페이스트나 천공홀 하단과 부딪히면서 깨지는 현상이 발생할 수 있다.

또, 일정한 형상의 거푸집을 준비해야 하므로 대량 생산에는 적합하지만 현장 여건에 따라 선단부의 직경을 달리 하기에는 생산성이 떨어지는 문제점도 있다.

이러한 문제로 인해 PHC 파일의 선단 확장 수단은 금속 부재로 이루어지게 되었다.

이때, 콘크리트인 PHC 파일과 금속 재질인 선단 확장 수단은 서로 재질이 다르기 때문에 볼팅 방법을 이용하거나, PHC 파일 제조시 선단에 금속 재질의 보강판을 미리 설치하여 보강판과 선단 확장 기구를 용접하는 방법이 주로 사용된다.

이때, 보강판 단독으로는 PHC 파일에 견고히 결합되기 힘들기 때문에 PHC 파일을 감싸는 보강밴드가 함께 설치되는 것이 일반적이다.

하지만 이 경우 PHC 파일의 몸체 측에서 용접하게 되는 구조를 취하는데, 용접시 최고 5,000℃ 이상의 고온이 발생하고 이 고열은 보강밴드를 변형시키고 변형된 보강밴드가 파일과 분리되는 문제점이 있다.

또, 용접시 발생한 열이 PHC 파일에 전달되고, PHC 파일을 구성하는 강봉이나 강선이 콘크리트와의 열팽창계수 차이로 인해 균열이 발생하는 문제점도 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로 "선단확장철판을 용접으로 설치한 선단확장콘크리트파일"(한국 공개특허공보 제10-2008-0093387호, 특허문헌 1)을 살펴보면, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 PHC 파일의 선단부에 하단이 끼움 결합되는 형태의 보강밴드(5)와 선단확장철판(3)이 서로 접하는 부분이 용접 결합되는 형태가 도시되어 있다.

이 방식은 보강밴드(5)가 중앙부가 PHC 파일의 중공 내측으로 삽입된 형태가 되도록 이루어져 있어 용접부(1)가 내부와 외부의 2 열로 이루어지게 된다.

이 방식은 PHC 파일의 선단 측에서 확장철판을 용접함으로써 종래 기술에 비해서는 용접 열로 인한 보강밴드의 분리, 변형, 콘크리트의 균열 문제를 해소하고자 하였다.

하지만 이러한 방식 역시 PHC 파일의 선단을 따라 빙 돌아 용접을 실시해야 하므로 용접 과정에서 PHC 파일을 회전시키거나 작업자가 PHC 파일 둘레를 돌면서 용접해야 하므로 용접 숙력도에 따라 품질에 차이가 발생할 수 밖에 없게 된다.

또한, PHC 파일이 시공된 상태에서 PHC 파일의 하단과 확장철판의 연결 부분에는 응력이 집중되는 부위이므로 응력 집중에 의한 크랙 문제로부터 자유로울 수 없게 된다.

이처럼 콘크리트 재질의 PHC 파일의 선단부에 이질의 금속 재질 확장 기구를 설치하는 방법에 있어 많은 애로사항이 있었다.

한편, 본 발명의 출원인은 이러한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 방법으로 "PHC 파일의 선단 확장 기구"(한국 공개특허공보 제10-2015-0107226호, 특허문헌 2)를 출원한 바 있다.

상기 특허문헌 2는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 선단확장부(6)와 밴딩부(7)과 일체로 이루어진 금속 재질로 이루어져 있으며, 선단확장부(6)에 형성되어 있는 홀을 통해 PHC 파일의 강봉에 나사 결합되는 방식이 되도록 하였다.

특허문헌 2는 볼팅 방식으로 선단의 확장 기구와 PHC 파일이 결합되는 방식이다.

특허문헌 2의 선단 확장 수단은 금형에 주물을 부어 냉각시켜 밴딩부(7)와 선단확장부(6)가 완전히 일체를 이루는 주강으로 이루어지도록 함으로써 고강도의 제품을 제공하여 선단확장부(6)와 밴딩부(7)가 만나는 지점에서의 응력 집중에 따른 크랙 발생을 해소할 수 있게 되는 장점이 있다.

또, 용접 절차가 배제됨에 따라 PHC 파일에 선단 확장 기구를 설치하는 데 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

하지만 특허문헌 2의 방식은 선단 확장 기구 제조시 PHC 파일에 형성된 강봉의 위치와 주물 냉각 방식으로 제조될 때 강봉 위치에 맞게 홀이 사전 성형되도록 금형 설계를 해야 하기 때문에, 만약 다양한 사이즈나 규격 강봉의 위치 및 개수가 변경되는 경우 이에 대응되어 개별적으로 주물 금형을 제조해야 하므로 비록 시공 비용을 줄이고 소요시간을 단축시킬 수 있음에도 불구하고, 선단 확장 기구의 제조 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.

특허문헌 2의 방식에서 밴딩부(7)와 선단확장부(6)를 각기 철판으로 준비한 후 상호 용접하는 방식이 특허문헌 1로부터 유추될 수 있으나, 이 방식은 용접 작업이 어려운 문제점이 있다.

특히, 밴딩부(7)의 내주면 하단과 선단확장부(6) 사이를 용접 처리하게 되면 용접된 부위가 볼록하게 돌출되기 때문에 PHC 파일의 하단부가 선단확장부(6) 상면에 밀착되도록 정밀하게 끼움 결합이 불가능해지는 문제점이 발생하게 된다.

결국 실질적으로 밴딩부(7)의 외주면 하단과 선단확장부(6) 상면만을 둘레를 따라 용접 처리하게 되는데 이 경우 빙 돌아 용접하는 데에 소요 시간이 길어지고, 정밀 용접이 이루어지지 못하게 될 경우 전술한 바와 같이 응력 집중 부위의 특성에 따라 크랙 발생으로 인한 파손이 발생하게 되는 문제점이 있다.

KR 10-2008-0093387 (2008.10.21) KR 10-2015-0107226 (2015.09.23)

본 발명의 파일의 선단 확장 기구 제조 방법은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 주강과 달리 홀 타공이 비교적 용이한 탄소강이나 합금강과 같은 재질의 철판을 소재로 하여 강봉의 설치 위치, 강봉의 규격에 따라 자유로운 홀 타공이 가능하도록 함으로써 볼팅 방식의 선단 확장 기구임에도 불구하고 금형 생산 비용이 발생하지 않게 하려는 것이다.

더불어, 볼팅 방식에 따른 시공 용이성, 시공비 감축에 더하여 생산 비용을 절감하고 생산 속도도 비교적 빠르게 유지할 수 있게 함으로써 종래의 용접 방식의 선단 확장 기구나 볼팅 방식의 선단 확장 기구에 비해 제조 비용 및 시공 비용을 절감하고 우수한 품질의 PHC 파일 시공이 이루어 질 수 있게 하려는 것이다.

특히, 확장판이나 삽입판 준비시 플레이트상에 라운드진 도형이 서로 홈에 끼워진 형태로 재단하여 절단한 후 상호 용접하여 제조함으로써 철판 원자재 로스를 최소화할 수 있게 하려는 것이다.

본 발명의 분할플레이트를 이용한 PHC 파일의 선단 확장 기구 제조 방법은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있으며, PHC 파일(2)의 중공부(2a)와 연통되도록 중앙에 중앙홀(11)이 형성되어 있고, 중앙홀(11) 중심으로부터 방사상으로 다수 개의 강봉설치홀(12)이 형성되어 있는 원판형의 확장판(10)을 준비하는 확장판준비단계와; 탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있으며, 중앙에 파일삽입홀(21)이 형성되어 있고, 파일삽입홀(21) 중심으로부터 방사상으로 다수 개의 용접홀(22)이 형성되어 있으며, 외경이 상기 확장판(10)과 동일하고, 내경은 상기 PHC 파일(2)의 외경과 동일하게 이루어져 있는 원판형의 삽입판(20)을 준비하는 삽입판준비단계와; 서로 중심이 일치되도록 상기 확장판(10) 상부에 상기 삽입판(20)을 배치하는 배치단계와; 상기 용접홀(22)에 용접봉이 삽입되도록 하여 용접을 실시하여 상기 확장판(10)과 삽입판(20)을 용접 고정하는 용접단계;를 포함하여 구성되되, 상기 확장판준비단계 또는 삽입판준비단계 중 어느 하나는, 탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있는 플레이트에(100) 상기 확장판(10)의 중심을 기준으로 다등분한 형상을 가져 일측은 볼록한 볼록부(210)가 형성되고, 볼록부(210)의 반대편에는 오목한 오목부(220)가 형성된 다수의 도형(200)을 재단하되, 상기 도형(200)들은 일측 도형(201)의 오목부에 타측 도형(202)의 일측이 삽입되도록 재단하는 재단단계와; 상기 재단된 도형(200)들의 테두리를 따라 절단하여 다수의 분할플레이트(300)를 제조하는 절단단계와; 제조된 상기 분할플레이트(300)들을 상기 확장판(10) 형상이 되도록 맞댄 상태에서 용접하여 확장판(10) 또는 삽입판(20) 중 어느 하나를 제조하는 사전용접단계;를 포합하여 구성된 것을 특징으로 한다.

더불어, 본 발명의 분할플레이트를 이용한 PHC 파일의 선단 확장 기구는, 탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있으며, PHC 파일(2)의 중공부(2a)와 연통되도록 중앙에 중앙홀(11)이 형성되어 있고, 중앙홀(11) 중심으로부터 방사상으로 다수 개의 강봉설치홀(12)이 형성되어 있는 원판형을 취하는 확장판(10)과; 탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있으며, 중앙에 파일삽입홀(21)이 형성되어 있고, 파일삽입홀(21) 중심으로부터 방사상으로 다수 개의 용접홀(22)이 형성되어 있으며, 외경이 상기 확장판(10)과 동일하고, 내경은 상기 PHC 파일의 외경과 동일하게 이루어져 있는 원판형의 삽입판(20)과; 상기 용접홀(22)을 통해 용접봉(8)이 삽입된 후 용접 처리되어 확장판(10)과 삽입판(20)을 상호 고정하는 용접부(30);를 포함하여 구성되되, 상기 확장판(10) 또는 삽입판(20) 중 어느 하나는, 원판 중심을 기준으로 다등분된 분할플레이트(300)가 서로 맞대어 용접되어 형성된 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 PHC 파일의 선단 확장 기구 제조용 원판의 제조 방법은, 탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있는 플레이트에(100), 중앙에 중앙홀(11)이 형성된 원판 중심을 기준으로 다등분한 형상을 가져 일측은 볼록한 볼록부(210)가 형성되고, 볼록부(210)의 반대편에는 오목한 오목부(220)가 형성된 다수의 도형(200)을 재단하되, 상기 도형(200)들은 일측 도형(201)의 오목부에 타측 도형(202)의 일측이 삽입되도록 재단하는 재단단계와; 상기 재단된 도형(200)들의 테두리를 따라 절단하여 다수의 분할플레이트(300)를 제조하는 절단단계와; 제조된 상기 분할플레이트(300)들을 상기 원판 형상이 되도록 맞댄 상태에서 용접하여 PHC 파일의 선단 확장 기구 제조용 원판을 제조하는 사전용접단계;를 포합하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해, 주강과 달리 홀 타공이 비교적 용이한 탄소강이나 합금강과 같은 재질의 철판을 소재로 하여 강봉의 설치 위치, 강봉의 규격에 따라 자유로운 홀 타공이 가능하도록 함으로써 볼팅 방식의 선단 확장 기구임에도 불구하고 금형 생산 비용이 발생하지 않게 된다.

더불어, 볼팅 방식에 따른 시공 용이성, 시공비 감축에 더하여 생산 비용을 절감하고 생산 속도도 비교적 빠르게 유지할 수 있게 함으로써 종래의 용접 방식의 선단 확장 기구나 볼팅 방식의 선단 확장 기구에 비해 제조 비용 및 시공 비용을 절감하고 우수한 품질의 PHC 파일 시공이 이루어 질 수 있게 된다.

특히, 확장판이나 삽입판 준비시 플레이트상에 라운드진 도형이 서로 홈에 끼워진 형태로 재단하여 절단한 후 상호 용접하여 제조함으로써 철판 원자재 로스를 최소화할 수 있게 된다.

도 1은 지반에 매입된 PHC 파일의 시공 내력을 보여주는 개념도.
도 2는 보강밴드를 이용한 용접 결합식 확장기구의 종래 기술의 일 예를 나타낸 단면도.
도 3은 볼팅 결합식 확장기구의 종래 기술의 일 예를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 PHC 파일의 선단 확장 기구의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 PHC 파일의 선단 확장 기구의 용접 상태를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 PHC 파일의 선단 확장 기구의 사시도.
도 7은 본 발명의 선단 확장 기구가 구비된 PHC 파일을 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명에서 재단단계에서 플레이트상에 도형이 재단된 예를 나타낸 평면도.
도 9는 본 발명에서 사전용접단계에서 분할플레이트들이 맞대어 용접되기 위한 상태를 나타낸 평면도.

이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 분할플레이트를 이용한 PHC 파일의 선단 확장 기구와 그 제조 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 분할플레이트를 이용한 PHC 파일의 선단 확장 기구 제조 방법은 확장판준비단계, 삽입판준비단계, 배치단계 및 용접단계를 포함하여 구성되며, 확장판준비단계 또는 삽입판준비단계 중 어느 하나는 재단단계, 절단단계 및 사전용접단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

확장판준비단계는 탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있는 철판을 준비한 후 이를 홀 가공 처리나 연마 처리하여 도 7에 도시된 것처럼 PHC 파일(2)의 중공부(2a)와 연통되도록 중앙에 중앙홀(11)이 형성되어 있고, 중앙홀(11) 중심으로부터 방사상으로 다수 개의 강봉설치홀(12)이 형성되어 있는 원판형의 확장판(10)을 준비한다.

삽입판준비단계는 탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있는 철판을 준비한 후 역시 이를 홀 가공 처리나 연마 처리하여 제조하며, 중앙에 파일삽입홀(21)이 형성되어 있고, 파일삽입홀(21) 중심으로부터 방사상으로 다수 개의 용접홀(22)이 형성되어 있으며, 외경이 상기 확장판(10)과 동일하고, 내경은 상기 PHC 파일(2)의 외경과 동일하게 이루어져 있는 원판형의 삽입판(20)을 준비한다.

상기한 확장판준비단계, 삽입판준비단계 중 어느 하나 또는 둘 모두는 재단단계, 절단단계 및 사전용접단계로 구성되어 있다.

보다 구체적으로 재단단계는 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있는 플레이트에(100) 상기 확장판(10)의 중심을 기준으로 다등분한 형상을 가져 일측은 볼록한 볼록부(210)가 형성되고, 볼록부(210)의 반대편에는 오목한 오목부(220)가 형성된 다수의 도형(200)을 재단한다.

이때, 도면에 나타난 바와 같이 상기 도형(200)들은 일측 도형(201)의 오목부에 타측 도형(202)의 일측이 삽입되도록 재단한다.

도 8의 (A)는 일측 도형(201)과 타측 도형(202)이 서로 반대가 되도록 하여 서로 엇갈려 끼워지는 형태로 재단된 예이며, 도 8의 (B)는 서로 동일 방향이 되도록 하되, 도면상 하부의 도형 중앙의 볼록부(210)가 그 상측 도형 중앙의 오목부(220)로 최대한 삽입되도록 한 예이다.

이러한 방식은 플레이트(100)의 면적 첨유율을 최대화시켜 플레이트(100)의 로스를 최소화시킬 수 있게 된다.

도 8에 도시된 도면에는 확장판(10) 제조를 위한 플레이트(100)의 재단 예가 도시되어 있으나, 삽입판(20) 역시 동일한 방식으로 재단될 수 있다.

더 나아가 도시되어 있지는 않으나, 하나의 플레이트(100)에 확장판(10)과 삽입판(20) 형상을 갖는 다수의 도형(200)을 위에서 설명한 방식으로 재단할 수 있다.

이 경우 삽입판(20)의 외경이 확장판(10)의 외경과 같기 때문에, 확장판(10)을 2등분하는 경우 삽입판(20)은 최소 3등분 이상으로 분할되도록 재단하게 되면 로스를 최소화할 수 있다.

더불어, 제조해야 할 선단확장기구의 수가 적은 경우 하나의 플레이트(100)만으로 재단하여 제조할 수 있게 되는 편리함도 있다.

절단단계는 상기와 같이 재단된 상태에서 재단된 도형(200)들의 테두리를 따라 각종 절단 장치를 이용하여 절단하여 다수의 분할플레이트(300)를 제조한다.

사전용접단계는 도 9에 도시된 것처럼 제조된 상기 분할플레이트(300)들을 상기 확장판(10) 형상이 되도록 배치하여 맞댄 상태에서 맞댄 부위를 용접하여 확장판(10) 또는 삽입판(20) 중 어느 하나를 제조하게 된다.

도 9에는 2등분, 4등분된 예만 도시되어 있으나, 분할플레이트(300)의 수가 도면의 예로 한정되는 것은 아니며, 분할플레이트(300)들이 등분할된 형태가 아닌 형태로 배치되어 용접될 수도 있다 할 것이다.

한편, 배치단계는 도 4에 나타난 바와 같이 서로 중심이 일치되도록 상기 확장판(10) 상부에 상기 삽입판(20)을 배치한다.

용접단계는 도 5에 나타난 바와 같이 상기 용접홀(22)에 용접봉(8)이 삽입되도록 하여 토치(8a)를 이용하여 용접을 실시하여 상기 확장판(10)과 삽입판(20)을 용접 고정한다.

용접단계에서 용접홀(22) 상측으로 돌출된 용접부가 형성되는 경우 그라인더 등으로 연삭하여 마감 처리함이 바람직하다.

도 6에는 이러한 제조 방법에 의해 제조된 PHC 파일의 선단 확장 기구가 도시되어 있으며, 도 7에는 PHC 파일(2)에 설치된 상태가 도시되어 있다.

이렇게 제조된 선단 확장 기구는 확장판(10), 삽입판(20) 및 용접부(30)로 이루어진다.

확장판(10)은 전술한 바와 같이 탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있으며, PHC 파일(2)의 중공부(2a)와 연통되도록 중앙에 중앙홀(11)이 형성되어 있고, 중앙홀(11) 중심으로부터 방사상으로 다수 개의 강봉설치홀(12)이 형성되어 있다.

삽입판(20)은 탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있으며, 중앙에 파일삽입홀(21)이 형성되어 있고, 파일삽입홀(21) 중심으로부터 방사상으로 다수 개의 용접홀(22)이 형성되어 있으며, 외경이 상기 확장판(10)과 동일하고, 내경은 상기 PHC 파일의 외경과 동일하게 이루어져 있다.

확장판(10)과 삽입판(20) 중 어느 하나, 또는 이 둘 모두는 전술한 방식에 의해 제조되어 다수의 분할플레이트(300)들이 상호 용접 고정되어 형성되어 있다.

용접부(30)은 전술한 바와 같이 용접홀(22)을 통해 용접봉(8)이 삽입된 후 용접 처리되어 확장판(10)과 삽입판(20)을 상호 고정하게 된다.

이상과 같은 선단 확장 기구가 구비된 PHC 파일은 도 7에 나타난 바와 같이 길이방향으로 중공부(2a)가 형성되어 있으며, 측벽 내부에 다수의 강봉(2b)이 중심을 기준으로 방사상으로 설치되어 있는 PHC 파일(2)과; 상기 PHC 파일(2) 하부에 설치되어 있는 선단 확장 기구;로 구성되며,

상기 선단 확장 기구는 전술한 바와 같이 확장판(10), 삽입판(20) 및 용접부(30)로 구성된다.

이러한 PHC 파일은 확장판(10)의 중앙홀(11a)은 상기 PHC 파일(2)의 중공부(2a)와 연통되며, 중앙홀(11a) 외곽의 확장판(10) 상면은 PHC 파일(2) 저부를 지지하게 된다.

또, 중앙홀(11) 중심으로부터 방사상으로 형성된 강봉설치홀(12)을 통해 상기 강봉(2b)이 관통된 채 저부에서 너트 결합되어 선단 확장 기구와 PHC 파일이 결합된다.

한편, 확장판(10)의 상부에 용접부(30)를 통해 일체화된 삽입판(20)은 중앙에 형성된 파일삽입홀(21)을 통해 PHC 파일(2) 외주면이 끼워지게 된다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 분할플레이트를 이용한 PHC 파일의 선단 확장 기구, 그 제조 방법의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 선단 확장 기구는 주형에 의해 멜팅 후 냉각 성형되는 주강이 아니라 홀 가공, 밴딩 가공이 가능한 탄소강 또는 합금강 재질로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

따라서 볼팅 방법의 적용에 있어 간편한 강봉설치홀(12)의 가공이 이루어질 수 있게 되는 바, 볼트의 규격, 배치 설계에 따라 종래의 주강 제품을 사용하던 것과 달리 금형 제조 비용을 배제시킬 수 있게 되므로 생산성이 획기적으로 우수해지게 된다.

한편, 이러한 가공 가능한 철판을 이용함에 따라 응력이 집중되는 외곽 부분 즉, PHC 파일의 외주면으로 돌출된 부분의 두께가 두꺼워져야 변형이 방지되면서 충분한 선단지지력을 확보할 수 있게 되는데, 특허문헌 1에 나타난 것과 같은 서로 경계되는 외주면의 둘레를 따라 용접하는 방식을 탈피한 것에 특징이 있다.

보다 구체적으로, 특허문헌 1에 나타난 것처럼 외측 둘레는 내측 둘레를 따라 용접하는 방식이 채택될 경우 전술한 바와 같이 응력의 집중에 의해 용접 부위가 떨어져 나가버릴 수 있게 되는데, 본 발명에서는 확장판(10)과 삽입판(20)이 접하는 외측 둘레나 내측 둘레에서 용접되지 않기 때문에 용접 부위가 떨어져나가는 문제점이 발생하지 않게 된다.

즉, 외주면이나 내주면 용접 방식이 배제됨으로 인해 응력의 발생, 삽입시의 천공홀 주변의 장애물과의 충돌, 파일의 연타에 따라 발생하는 충격 등으로부터 용접 부위가 떨어져나가는 현상이 방지될 수 있게 되는 것이다.

특히, 내주면 용접 방식이 채택되는 경우 PHC 파일의 바닥면이 내측 둘레의 용접 부위가 튀어나옴으로 인해 확장판(10) 바닥면에 안정적으로 지지되지 못하게 되는데 본 발명에서는 삽입판(20)에 용접홀(22)이 형성되고 이 부분을 통해 용접봉(8)을 삽입시켜 용접함에 따라 실질적으로 확장판(10)과 삽입판(20)의 접합 부위가 확장판(10) 외측 둘레로부터 내측에 위치한 상면과, 삽입판(20)의 외측 둘레로부터 내측에 위치한 저면 측이기 때문에 전술한 문제점들을 해소할 수 있게 되는 것이다.

또, PHC 파일에 선단 확장 기구를 설치할 때에도 도면에 나타난 바와 같이 확장판(10)의 상면(23)과 삽입판(20)의 내주면이 직각의 각을 이루어 완전히 끼움 결합될 수 있도록 있어 일체화된 조립 작업이 용이하게 이루어지게 된다.

더 나아가, 도 8, 9에 도시된 것처럼 확장판(10)과 삽입판(20) 준비시 하나의 플레이트(100)를 이용하여 재단, 절단하여 다수의 분할플레이트(300)를 제조하고 이들을 사전 용접하여 제조할 경우 철판 소요를 최소화하여 생산성을 극대화시킬 수 있게 된다.

1 : 용접부 2 : PHC 파일
2a : 중공부 2b : 강봉
3 : 보강밴드 4 : 구조물
5 : 선단확장철판 6 : 선단확장부
7 : 밴딩부 8 : 용접봉
10 : 확장판 11 : 중앙홀
12 : 강봉설치홀 20 : 삽입판
21 : 파일삽입홀 22 : 용접홀
23 : 상면 30 : 용접부
100 : 플레이트 200 : 도형
201 : 일측 도형 202 : 타측 도형
210 : 볼록부 220 : 오목부
300 : 분할플레이트

Claims

PHC 파일의 선단 확장 기구 제조 방법에 있어서,
탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있으며, PHC 파일(2)의 중공부(2a)와 연통되도록 중앙에 중앙홀(11)이 형성되어 있고, 중앙홀(11) 중심으로부터 방사상으로 다수 개의 강봉설치홀(12)이 형성되어 있는 원판형의 확장판(10)을 준비하는 확장판준비단계와;
탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있으며, 중앙에 파일삽입홀(21)이 형성되어 있고, 파일삽입홀(21) 중심으로부터 방사상으로 다수 개의 용접홀(22)이 형성되어 있으며, 외경이 상기 확장판(10)과 동일하고, 내경은 상기 PHC 파일(2)의 외경과 동일하게 이루어져 있는 원판형의 삽입판(20)을 준비하는 삽입판준비단계와;
서로 중심이 일치되도록 상기 확장판(10) 상부에 상기 삽입판(20)을 배치하는 배치단계와;
상기 용접홀(22)에 용접봉이 삽입되도록 하여 용접을 실시하여 상기 확장판(10)과 삽입판(20)을 용접 고정하는 용접단계;를 포함하여 구성되되,
상기 확장판준비단계 또는 삽입판준비단계 중 어느 하나는,
탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있는 플레이트에(100) 상기 확장판(10)의 중심을 기준으로 다등분한 형상을 가져 일측은 볼록한 볼록부(210)가 형성되고, 볼록부(210)의 반대편에는 오목한 오목부(220)가 형성된 다수의 도형(200)을 재단하되, 상기 도형(200)들은 일측 도형(201)의 오목부에 타측 도형(202)의 일측이 삽입되도록 재단하는 재단단계와;
상기 재단된 도형(200)들의 테두리를 따라 절단하여 다수의 분할플레이트(300)를 제조하는 절단단계와;
제조된 상기 분할플레이트(300)들을 상기 확장판(10) 형상이 되도록 맞댄 상태에서 용접하여 확장판(10) 또는 삽입판(20) 중 어느 하나를 제조하는 사전용접단계;를 포합하여 구성된 것을 특징으로 하는,
분할플레이트를 이용한 PHC 파일의 선단 확장 기구 제조 방법.
PHC 파일의 선단 확장 기구에 있어서,
탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있으며, PHC 파일(2)의 중공부(2a)와 연통되도록 중앙에 중앙홀(11)이 형성되어 있고, 중앙홀(11) 중심으로부터 방사상으로 다수 개의 강봉설치홀(12)이 형성되어 있는 원판형을 취하는 확장판(10)과;
탄소강 또는 합금강 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어져 있으며, 중앙에 파일삽입홀(21)이 형성되어 있고, 파일삽입홀(21) 중심으로부터 방사상으로 다수 개의 용접홀(22)이 형성되어 있으며, 외경이 상기 확장판(10)과 동일하고, 내경은 상기 PHC 파일의 외경과 동일하게 이루어져 있는 원판형의 삽입판(20)과;
상기 용접홀(22)을 통해 용접봉(8)이 삽입된 후 용접 처리되어 확장판(10)과 삽입판(20)을 상호 고정하는 용접부(30);를 포함하여 구성되되,
상기 확장판(10) 또는 삽입판(20) 중 어느 하나는, 원판 중심을 기준으로 다등분된 분할플레이트(300)가 서로 맞대어 용접되어 형성된 것을 특징으로 하는,
분할플레이트를 이용한 PHC 파일의 선단 확장 기구.
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