KR101809032B1 - 프리캐스트 원호 세그먼트와, 이를 결합하는 연결 구조 및 그 연결 방법 - Google Patents

프리캐스트 원호 세그먼트와, 이를 결합하는 연결 구조 및 그 연결 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 아치 터널 구조물에서의 프리캐스트 원호 세그멘트를 제공하며, 프리캐스트 원호 세그멘트는 현장에서의 작업을 위한 공구들을 줄일 수 있고, 작업시간을 단축하고 작업이 용이하도록, 세그먼트를 철근과 연결 구조를 통해서 서로 연결하기에 적합한 몰탈홈, 정착구 홈을 포함한다. 또한 노출 철근과 몰탈 홈의 크기를 최소화하여 이음부에 들어가는 몰탈의 양을 현저하게 줄일 수 있다. 또한 노출 철근으로 인한 부식을 확실히 방지할 수 있고, 더욱이 작업자의 작업 편리성을 제공할 수 있다.

Description

프리캐스트 원호 세그먼트와, 이를 결합하는 연결 구조 및 그 연결 방법{A precast arc segment and a connection structure and a method for engaging the segments each other}
본 발명은 프리캐스트 원호 세그먼트와, 이를 결합하는 연결 구조 및 그 연결 방법에 관한 것으로 특히 아치 터널 구조물에서의 정착구(콘) 매립등을 통한 PC 강선 인장 및 무수축 몰탈 충전공법을 이용한 원호 세그먼트와 이를 결합하는 연결 구조 및 그 연결 방법에 관한 것이다.
아치 터널을 콘크리트 구조물로 시공하는 방법으로 종래에서는 현장에서 거푸집을 설치하고 철근을 배근하여 콘크리트를 타설하여 양생하는 방법이 있으나, 이는 현장의 작업환경이 나쁘고 시공이 오래 걸리는 단점 때문에, 프리캐스트 콘크리트 세그먼트를 현장에서 조립시공하는 공법이 발전하고 있다.
프리캐스트 콘크리트 세그먼트를 현장에서 조립시공하기 위해서는 이들 세그먼트를 얼마나 강경하게 체결하고, 이들 체결기구들이 나중에 느슨해지거나 부식되어 손상될 우려가 없어야 하고, 또한 조립시공이 편리해야 한다.
특허 10-1230769(등록일자 2013년01월31일)에서는 2분절로 제작된 아치 세그먼트에 설치된 천정 이음부에서 철근 겹침 이음 대신에 루프형태의 철근이나 해디드 바(headed bar)를 사용하여 철근 이음장을 줄임으로써 현장타설 이음부의 폭을 대폭 축소하여 현장 타설 콘크리트 양을 줄여줄 수 있다. 이를 설치하기 위해서는 임시 지지 장치로 2분절로 제작된 아치 세그먼트의 천정 이음부를 고정하고 작업해야 하기 때문에, 이들 임시 지지 장치의 사용이 어렵다. 이를 해결하기 위한 특허 10-1491952(등록일자 2015년02월03일)는 현장타설 이음 폭을 축소하여 현장타설 콘크리트의 양을 대폭 줄이고, 현장타설 이음 콘크리트가 소정의 강도에 도달하기까지 아치 세그먼트 본체를 임시로 지지하는 구조시스템을 개선하여 조립시공이 용이하면서도 경제성도 개선할 수 있는 2분절 프리캐스트 콘크리트 아치 시스템 및 그 시공 방법에 관한 것이다. 이 특허의 특징 구성은 프리캐스팅 방식으로 제작되는 아치형의 2분절의 세그먼트 본체; 서로 결합하는 한 쌍의 세그먼트 본체가 접하는 부분에 마련되며, 판상의 하부판과 상기 하부판의 상부에 마련되는 공동부인 절취부를 포함하여 구성되는 접합부; 서로 결합하는 한 쌍의 세그먼트 본체가 만나는 부분의 하부판 중 어느 하나의 세그먼트 본체 하부판에 마련되는 전단키와 나머지 하나의 세그먼트 본체 하부판에 마련되며 상기 전단키가 삽입되는 전단홈; 상기 절취부에 배치되는 것으로서 상기 어느 하나의 세그먼트의 절취부로부터 다른 하나의 세그먼트 절취부까지 연장되며 상기 아치 시스템의 횡방향으로 배치되는 루프형태 또는, 상기 어느 하나의 세그먼트의 절취부로부터 다른 하나의 세그먼트 절취부까지 아치 시스템의 횡방향으로 연장되며 자유단에는 직경확대부가 형성된 헤디드 바 형태 또는, 철근 커플러에 의해 양쪽의 세그먼트에서 돌출된 철근이 서로 결합하는 형태 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구성되는 철근; 및, 상기 절취부에 타설되는 콘크리트; 를 포함한다. 여기에서 알 수 있듯이 하나의 세그먼트의 하부판의 절단홈에 다른 하나의 세그먼트의 하부판의 전단키가 삽입되어서 두 세그먼트를 확고하게 유지하나, 이들 사이에 틈이 생기면 이 틈은 구조물의 반복적인 흔들림을 유발할 수 있다. 여기서도 사용하기 어려운 임시 지지 장치를 사용해서 세그먼트 본체가 결합 상태에서 절취부에 콘크리트가 타설되어 양생될 때까지 이들 세그먼트를 일시적으로 지지하는 구성을 한다. 여기서도 절취부에 설치된 철근에 의해 두 세그먼트가 결합되기 때문에, 이들의 절취부의 길이와 철근의 길이를 크게 줄일 수 없다. 즉 절취부에 타설되는 콘크리트의 양을 줄이는데는 어느 정도 한계가 있다.
다른 종래 기술인 특허 10-1040437(등록일자 2011년06월02일)에는 두 개의 측벽 세그먼트와 하나의 천정 세그먼트로 이루진 3분절 세그먼트를 개시하면, 천정 세그먼트와 측벽 세그먼트는 힌지 조인트에 의해 결합되고 두 결합면에는 표면 성형재를 사용해서 접합시킨다. 여기서 힌지 조인트를 설치하는 작업은 시간이 많이 걸린다.
특허 10-1015611(등록일자 2011년02월10일)에는 아치형태의 프리캐스트 콘크리트 부재를 터널의 종방향으로 연속적으로 배치하여 아치터널을 시공함에 있어서, 아치형태의 프리캐스트 콘크리트 부재를 터널의 횡방향으로 2개의 부재로 분할하여 각각 제작함으로써 현장으로의 운송이 가능하게 하고, 천정부에서 2개의 부재를 강결로 연결함으로써 동바리 등의 지보설비를 사용하지 아니하거나 또는 프리캐스트 콘크리트 부재의 인양을 위한 크레인 사용을 최소화하여 경제적이고 신속한 시
공이 가능하도록 구성한 천정부의 강결구조를 가지는 2분절 프리캐스트 아치터널 및 무지보에 의한 2분절 프리캐스트 아치터널 시공방법에 관한 것이다. 여기서는 천정부의 강경구조로서 천정부 단부에 있는 절취부, 돌출부 및 바닥판부를 포함하며, 바닥판부는 강판으로 이루어어져 있으며, 아치의 횡방향 연결은 매립 철근과 이들 강판의 용접등으로 이루어지며, 종방향 연결은 돌출부에 있는 봉설치부재와 체결봉에 의해 이루어진다. 다른 실시 예에서 횡방향 연결은 양 세그먼트에 정착오목부를 설치하여 여기에 체결봉을 볼트 너트로 결합하는 구성을 포함한다. 그러나 이러한 천정부에서 작업은 천정부와 굴착터널사이의 공간이 충분하지 않을 경우에는 불가능할 수 있다.
특허 10-1230769(등록일자 2013년01월31일) 특허 10-1491952(등록일자 2015년02월03일) 특허 10-1040437(등록일자 2011년06월02일) 특허 10-1015611(등록일자 2011년02월10일)
상술한 바와 같이, 종래 기술에서는 각자의 장점을 가지고 있지만, 본 발명은 이들에 비해서 보다 더 업그레이트된 기술을 개시하고자 한다.
본 발명의 목적은 터널 구조물에서의 프리캐스트 원호 세그멘트를 현장에서 보다 용이하고 작업시간을 줄일 수 있는 강선과 정착구를 이용할 수 있는 프리캐스트 원호 세그먼트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 프리캐스트 원호 세그멘트의 천정부의 철근 배근을 서로 어긋나게 배치하지만, 그 길이를 현저히 짧게 할 수 있게 하여 몰탈의 충전량을 크게 줄이는 프리캐스트 원호 세그먼트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 프리캐스트 원호 세그먼트를 이용한 터널 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 몰탈홈이나 지수제홈에 몰탈이나 지수제를 용이하게 주입할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 프리캐스트 원호 세그멘트를 제공하며, 프리캐스트 원호 세그멘트는 상기 세그먼트를 횡방향으로 연결하기 위한 정착구 홈이 하나 이상과 정착구 홈과 관통되는 강선홀이 내부에 제공된 천정부와; 두 개의 세그먼트가 대칭해서 천정부에서 횡방향으로 결합하는 종단부면으로서, 상기 세그먼트 본체로 부터 이어지거나 또는 별도로 설치된 철근의 단부가 노출되도록 홈이 파여진 2개 이상의 몰탈홈과 상기 몰탈홈 사이에 몰탈을 연속적으로 공급하기 위한 몰탈 이동홈과, 상하 단부측 부근에 형성된 지수제 홈을 포함하는 종단부면과; 두 개의 세그먼트가 서로 대칭해서 종방향으로 결합하는 횡단부면으로서, 중앙에 연속적으로 이어져 있는 몰탈홈과 이들 양쪽에 형성된 정착구 홈과 상기 횡단부면의 몰탈홈에 제공된 두 개 이상의 정착구 홈을 포함하는 횡단부면과; 상기 정착구 홈으로부터 반대편 정착구 홈으로 관통연장하는 강선홀을 포함한다. 횡단부면의 정착구 홈에는 적어도 하나의 정착구가 매립되어 있다.
양호한 실시 예에서, 상기 천정부의 몰탈홈에 연장해서 노출되는 철근은 대응 세그먼트의 몰탈홈에서 연장하는 철근과 어긋나게 배근되어 있다.
양호한 실시 예에서, 상기 세그먼트의 몰탈홈에서 세그먼트 내부를 관통해서 안쪽면으로 형성된 몰탈 공급 통로와 상기 몰탈 홈중 하나에 추가의 확장 홈과 상기 확장홈에서 세그먼트의 내부를 관통해서 안쪽면으로 형성된 몰탈 배출 통로가 제공되어 있다.
본 발명은 또한 프리캐스트 원호 세그멘트를 강선을 통해서 횡방향으로 연결하기 위해, 정착구 홈에 삽입되며, 웨지콘과 하우징을 포함하는 단일 정착구와, 아치 터널 구조물에서의 프리캐스트 원호 세그멘트를 강선을 통해서 종방향으로 연결하기 위해, 정착구 홈에 삽입되어 고정되는 웨지콘과 하우징을 포함하는 제1정착구와 상기 제1정착구에 나사나 끼움식으로 연결되는 원통 파이프와, 웨지콘, 스프링 및 및 하우징을 포함하는 제2정착구를 포함하는 아치 터널 구조물에서의 프리캐스트 원호 세그멘트를 결합하는 연결 구조를 포함한다.
양호한 실시 예에서, 제1정착구는 상기 횡단부면의 한쪽의 정착구 홈에 V자형 홈을 가진 머리부를 가진 볼트형태의 외형을 가지고 그 안에 웨지콘이 설치되어 있다.
본 발명은 또한 본 발명의 프리캐스트 원호 세그멘트와 본 발명의 연결 구조를 이용해서 시공되어진 아치 터널 구조물을 제공한다.
본 발명은 또한 연결 구조를 이용한 원호 세그먼트의 연결 방법으로서, 두 개의 프리캐스트 원호 세그먼트를 서로 마주보게 크레인을 이용해서 들어 올려서 종단부면이 마주보게 연결하고, 종단부면의 몰탈홈에 철근을 배근하고, 단일 정착구를 이용해서 강선으로 프리캐스트 원호 세그멘트를 횡방향으로 연결하고, 동일한 방법으로 두 개의 프리캐스트 원호 세그먼트를 나란히 연결하고, 매립된 제1정착구와 반대편에 놓이는 제2정착구와 이를 연결하는 강선을 통해서 프리캐스트 원호 세그먼트를 종방향으로 연결하고, 일정한 길이 만큼 세그먼트를 연결하고 몰탈공급부를 통해서 몰탈을 충전하고, 지수제 공급부를 통해서 지수제를 충전해서 경화하는 단계들을 포함한다.
각 세그먼트의 종방향과 횡방향으로 영구적인 결합을 강선과 정착구를 이용하기 때문에, 현장에서의 작업을 위한 공구들을 줄일 수 있고, 작업시간을 단축하고 작업이 용이하다.
게다가, 노출철근과 400 내지 600 강도의 몰탈의 충진을 통해서(일반적으로 세그먼트의 콘크리트 강도는 300 정도임), 단단하게 영구적으로 각 세그먼트를 종방향과 횡방향으로 결합하기 때문에 두 세그먼트를 천정부에서 결합하는 이음부의 면적을 최소화하여 이음부에 들어가는 몰탈의 양을 현저하게 줄일 수 있다. 또한 노출 철근으로 인한 부식을 확실하게 방지할 수 있고, 작업자의 작업 편리성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 프리캐스트 원호 세그먼트중 하나의 사시도.
도 2는 본 발명의 두 원호 세그먼트의 횡방향으로의 천정부의 결합을 도시하는 사시도 및 부분 상세도.
도 3은 본 발명의 각 세그먼트의 천정부의 종단부면의 정면도와 부분 단면도.
도 4는 본 발명의 두 원호 세그먼트의 종방향으로의 결합시 대칭 두 횡단부면의 결합을 도시하는 사시도와 부분확대도.
도 5는 본 발명의 두 원호 세그먼트의 횡방향으로의 영구적인 결합을 위해 사용되는 정착구와 강선을 도시하는 단면도.
도 6은 본 발명의 두 원호 세그먼트의 종방향으로의 영구적인 결합을 위해 사용되는 정착구와 강선을 도시하는 단면도.
도 7은 본 발명의 여러 개의 세그먼트가 결합되어진 터널의 일부분을 도시하는 본 발명의 몰탈 주입 및 배출을 위한 통로와 파이프를 도시하는 사시도.
도 8은 본 발명의 여러 개의 세그먼트가 결합되어진 터널의 일부분을 도시하며, 도 7과 비교해서 세그먼트가 절반씩 접촉하게 해서 연결하는 구조를 도시하는 사시도.
지금 도 1를 참조하면, 도 1은 본 발명의 프리캐스트 원호 세그먼트중 하나의 사시도로서, 아치 터널을 굴착한 후에 여기에 콘크리트 구조물을 시공함에 있어서 프리캐스트 콘크리트 원호 세그먼트들을 터널의 종방향으로 연속적으로 배치하여 이를 견고하게 접합해서 하나의 터널 구조물을 완성한다. 여기에 도시된 원호 세그먼트는 횡방향으로 두 개의 세그먼트를 연결하고 종방향으로 터널의 길이에 맞추어 연속적으로 접합한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 하나의 원호 세그먼트(10)는 천정부와 다른 하나의 세그먼트와 접합하는 종단부면(8)과 종방향으로 연속적으로 접합하는 횡단부면(9)을 포함한다. 천정부에는 크레인을 사용시 세그먼트를 들어올리수 있는 앵커부(2)와 두 개의 세그먼트를 횡방향으로 연결하기 위한 정착구 홈(3)과 정착구로부터 종단부면(8)으로 관통되어 있는 강선홀(4)을 포함한다. 그리고 여기서 본 발명의 주요 특징 구성중 하나인 철근(5)이 세그먼트내에 배근된 철근과 이어져 있거나 별도로 설치될 수 있다. 도면에서는 별도로 설치되어 있는 것을 도시하고 있다. 철근(5)은 세그먼트 내에서 몰탈홈(7)으로 연장되어 있다.
도 2는 본 발명의 두 개의 원호 세그먼트가 횡방향으로 결합하는 천정부를 도시한다. 하나의 세그먼트내에 이어져서 몰탈홈(7)을 통해서 연장하는 철근(5)과 다른 하나의 세그먼트내에서 이어져서 대응 몰탈홈(7)을 통해서 연장하는 철근(5')는 서로 어긋나 배치되어 있다. 상술한 종래 기술에서는 현장에서 이들 철근이 넓은 면적에 노출되어 있어서 이들 사이를 많은 량의 몰탈로 충전시켜야 한다. 도 2의 상세도 A와 B에서 알 수 있듯이, 노출 철근의 길이가 상술한 종래 기술에 비해서 현저하게 짧음을 알 수 있으며, 따라서 부식의 위험도 그만큼 줄어든다.
도 3은 원호 세그먼트의 종단부면(8)의 정면도와 부분 절단 단면도를 도시한다. 여기서 알 수 있듯이, 종단부면(8)에는 몰탈이 충전되는 이음 철근이 연장되어 있는 2개 이상의 몰탈홈(7)과 이들 몰탈홈(7)에 몰탈을 연속적으로 이동해서 공급하기 위해서 몰탈홈(7)사이에 형성되어 있는 몰탈 이동홈(6)을 포함한다. 그리고 상하 단부측 부근에 형성된 정착구 홈(11)이 형성되어 있다. 횡방향 연결을 위한 강선홀(3)이 형성되어 있어, 강선으로 두 대응 세그먼트를 보다 확고하게 유지할 수 있다. 이 상태에서 철근(5 5')은 서로 어긋나게 배치되어 있어 여기에 600 강도의 몰탈을 충진시켜서 이들 철근과 함께 두 대응 세그먼트를 서로 확고하게 결합한다. 강선으로 두 대응 세그먼트의 종단부면을 서로 밀착한 상태에서 몰탈을 주입해서 양생시키기 때문에 작업이 용이하다.
도 4는 본 발명의 두 개의 원호 세그먼트가 종방향으로 결합하고 있는 것을 도시하면, 세그먼트의 횡단부면(9)이 서로 대응해서 결합되어 있다. 횡단부면(9)에는 정착구 홈(11)이 종단부면(8)로부터 이어져 상하 단부측 부근에 형성되어 있으며, 중앙에는 몰탈홈(12)이 형성되어 있다. 그리고 도 1를 다시 참조하면, 정착구 홈(1)이 횡단부면(9)에 설치되어 있다. 정착구 홈(1)은 하나의 세그먼트에 2개 이상 설치해도 좋다. 그리고 이들을 관통해서 연장하는 종방향 강선홀(14)이 세그먼트의 종방향으로 연결되어 있다.
다음으로, 두 개의 원호 세그먼트의 서로 횡방향 및 종방향으로 서로 영구적으로 결합하는 강선연결 구조에 대해서 설명하면, 이들 강선연결 구조와 강선 연결구조와 연결 방법은 본 발명자에 의해 특허된 특허 10-0732554(2007년06월20일)와 10-458951(주식회사 토암산업)(2004년11월18일)에 개시된 내용을 여기에서 사용하고자 하는 것이다. 여기서 상세한 설명이 생략되어 있을지라도 특허 10-0732554의 개시내용은 본 명세서에 포함한다.
먼저, 두 개의 원호 세그먼트의 서로 횡방향으로 연결함에 있어서, 두 개의 원호 세그먼트의 천정부에서 있는 종단부면(8)을 서로 맞물림하고 도 5에 도시한 바와 같이, 한쪽의 원호 세그먼트의 정착구 홈(3)에 원통형 평면 하우징을 끼우고 하우징(51)에 웨지콘(52)을 끼워서 횡방향의 강선홀(4)을 관통해서 강선(41)을 넣어 고정하고, 다른 쪽의 원호 세그먼트의 정착구 홈(3)에 원통형 평면 하우징을 끼우고 하우징(51)에 웨지콘(52)를 끼워서 웨지콘(52)을 관통해서 연장하는 강선을 인장 장치로 잡아당겨서 두 개의 원호 세그먼트의 서로 횡방향으로 단단하게 연결되면, 강선을 절단기로 잘라낸다. 이러한 방식으로 하나의 세그먼트에 도시한 실시 예에서는 두 개의 정착구 홈(3)이 설치되어 있으나, 이것의 수는 임으로 조정될 수 있다. 즉, 세그먼트의 폭이 넓으면 그 만큼 정착구 홈(3)의 수를 늘려서 두 개의 세그먼트를 횡방향으로 결합할 수 있다. 여기에 사용된 정착구(50)는 단일 정착구로 대응하는 정착구의 형상은 동일하지만, 서로 반대로 놓여서 이들 사이에 강선을 잡아당겨 고정할 수 있다.
다음으로 두 개의 원호 세그먼트의 서로 종방향으로 연결함에 있어서, 원호 세그먼트의 횡단부면(9)에는 정착구 홈(1)이 대칭적으로 횡단부면 양쪽에 설치되어 있다. 두 개의 원호 세그먼트의 횡단부면(9)을 서로 맞물림한다. 도 6를 참조하면 한쪽의 원호 세그먼트의 횡단부면(9)의 정착구 홈(1)에는 V자형 홈(102)을 가진 머리부를 가진 볼트형태의 외형을 가지고 그 안에 웨지콘(52)이 설치되어 있는 제1정착구(100)가 제공된다. V자형 홈은 제1정착구(100)를 원호 세그먼트의 매립해 둔 상태에서 제1정착구(100)가 강선을 넣고 인장시 세그먼트로부터 빠지거나 오랜 시간에 걸쳐서 진동에 의해 제1정착구(100)와 세그먼트 사이에 약간의 틈이 생겨도 제1정착구(100)는 세그먼트로부터 절대로 빠지지 않는다. 정착구 홈(1)이 몰탈로 충진되고 나면 정착 구(100)가 V자형 홈(102)에 의해 보다 단단하게 고정된다. 다른 쪽의 원호 세그먼트의 횡단부면(9)의 정착구 홈(1)에는 정착구(100)의 나사와 결합하는 나사부 가지는 원통 파이프를 통해서 결합하는 하우징과 웨지콘(52) 및 이의 이동을 허용하는 스프링을 포함하는 다른 하나의 제2정착구(200)가 제공되어 있다.
이들 제1 및 제2정착구(100, 200)를 통해서 원호 세그먼트를 연결하는 방법은 상술한 특허문헌의 암거의 연결방법으로부터 쉽게 알 수 있어서, 여기서 상세한 설명은 생략한다. 즉 원호 세그먼트를 횡방향으로 여러 개를 한쪽에는 제1정착구(100)와 다른 쪽에는 제2정착구(200)를 사용해서 결합할 수 있고, 각 세그먼트마다 제1정착구(100)와 제2정착구(200)를 사용해서 결합할 수 있다. 이는 세그먼트의 크기와 강선의 강도를 고려해서 선택해야 할 것이다.
이렇게 각 세그먼트의 종방향과 횡방향으로 영구적인 결합을 강선과 정착구를 이용하기 때문에, 현장에서의 작업을 위한 공구들을 줄일 수 있고, 작업시간을 단축하고 작업이 용이하다.
특히, 이렇게 단단하게 영구적으로 각 세그먼트를 종방향과 횡방향으로 결합하기 때문에 두 세그먼트를 천정부에서 결합하는 이음부의 면적을 최소화하여 이음부에 들어가는 몰탈의 양을 현저하게 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명에 따라서 결합된 여러 개의 원호 세그먼트를 도시한다. 횡단부면(8)내에 있는 정착구 홈(1)내에 들어 있는 제1정착구(100)를 도 6의 우측에 도시되어 있다. 그리고 이에 대응해서 다른 세그먼트의 횡단부면(8)내에 있는 정착구 홈(1)내의 제2정착구(200)를 도 6의 좌측에 도시되어 있다. 따라서 두 개의 세그먼트를 정착구(100, 200)를 이용해서 강선으로 단단하게 연결하는 구조는 도 6의 전체로 나타낼 수 있다.
도 8은 본 발명의 여러 개의 세그먼트가 결합되어진 터널의 일부분을 도시하며, 도 7과 비교해서 세그먼트가 절반씩 접촉하게 해서 연결하는 구조를 도시하며, 이 경우에는 작업 조건에 따라서 선택할 수 있다.
상술한 바와 같이, 여러 개의 원호 세그먼트를 횡방향으로 및 종방향으로 정착구에 의해 고정하고, 몰탈홈과 정착구 홈을 몰탈로 충전하고 정착구 홈에 지수를 충전하기 위한 통로가 도 7에 도시한 바와 같이 각 원호 세그먼트에 제공되어 있다. 각 통로에 호스를 고정해서 고압 펌프에 의해 몰탈이나 지수제가 투입되어 경화된다.
도 7에는 또한 몰탈홈에 몰탈을 공급하기 위한 통로와 호수를 도시한다. 상세도 b는 몰탈을 공급하기 위한 호스(75)와 몰탈 공급 통로(73)가 도시되어 있다. 몰탈 공급 통로(73)는 L형상의 파이프를 매립해서 형성하며, 세그먼트의 하부에서 내부를 통해서 몰탈홈(7)에 연결되어 있다. 몰탈 공급 통로(73)는 고압 몰탈의 공급 범위 예를 들어서 20m인 경우에 세그먼트의 폭의 합이 20m 내에 하나만 설치해도 된다. 몰탈이 공급되면서 공기를 배기하기 위한 배출 통로(72)가 상세도 a에 도시되어 있다. 배출 통로(72)는 또한 L형상의 파이프를 매립해서 형성하며, 세그먼트의 하부에서 내부를 통해서 몰탈홈(7)의 상부 일부의 추가의 확장 홈(71)에 연결되어 있다. 추가의 확장 홈(71)은 몰탈 공급 통로와 반대측의 세그먼트의 최 끝단에 있는 몰탈홈(7)에 만 제공되어 있다. 호스(75)는 각 통로에 나사식이나 끼움식으로 등으로 연결된다. 고압 펌프에 의한 몰탈은 공급 통로로부터 몰탈홈(7)과 몰탈 이동홈(6)을 통해서 흘려서 각 세그먼트에 있는 모든 몰탈홈(7)과 이동홈(6)을 완전히 채우고 배출통로(72)에서 넘쳐나올 때까지 주입해서 몰탈이 완전히 충전됨을 확인할 수 있다. 양호하게는 다시 한번 몰탈을 충전하여 1차 몰탈 충전시 경화되면서 침전되면서 약간의 공간에 미세하게 공기가 찰 수 있다. 이를 방지하기 위해서 다시 1차 몰탈 충전후 몰탈이 어느 정도 침전된 후에 2차 또는 3차 몰탈을 충전해도 좋다. 몰탈 충진 작업을 각 세그먼트를 하나의 그룹으로 완전히 강선과 연결 구조에 의해 결합한 후에 실시하기 때문에, 작업 속도가 현저하게 빠르다. 또한 각 호스(75)가 터널 안쪽으로 설치되기 때문에 작업하기 편하다.
여기서는 몰탈을 주입하는 기구에 대해서 도시하고 설명하고 있지만 지수제를 정착구 홈에 주입하는 방법과 이와 유사한 방법으로 할 수 있기 때문에 여기서 생략하기로 한다.
끝으로, 철근과 강선의 부식을 방지하기 위해서 몰탈 타설시 그라우팅 작업을 할 수도 있다. 그라우팅 작업으로 강력한 접착력과 보강효과를 발휘하게 되며 미세 공극을 메꿔줌으로서 누수를 차단 또는 예방하고, 경화 후에는 철근 및 강선의 부식방지와 콘크리트 강도에 기여한다.
1:횡단부면의 정착구 홈
3:종단부면의 정착구 홈
4:횡방향 강선홀
5:철근
6:몰탈 이동홈
7:몰탈홈
8:종단부면
9:횡단부면
11:정착구 홈
12:횡단부면의 몰탈홈
14: 종방향 강선홀
41: 강선
52: 웨지콘
72: 몰탈 배출 통로
73: 몰탈 공급통로
100: 제1정착구
200:제2정착구

Claims (7)

  1. 세그먼트를 횡방향으로 연결하기 위한 하나 이상의 정착구 홈과 상기 정착구 홈과 관통되는 강선홀이 내부에 제공된 천정부와;
    두 개의 세그먼트가 대칭해서 천정부에서 횡방향으로 결합하는 종단부면으로서, 상기 세그먼트 본체로 부터 이어지거나 또는 별도로 설치된 철근의 단부가 노출되도록 홈이 파여진 2개 이상의 몰탈홈과 상기 몰탈홈 사이에 몰탈을 연속적으로 공급하기 위한 몰탈 이동홈과, 상하 단부측 부근에 형성된 지수제 홈을 포함하는 종단부면과;
    두 개의 세그먼트가 서로 대칭해서 종방향으로 결합하는 횡단부면으로서, 중앙에 연속적으로 이어져 있는 몰탈홈과 이들 양쪽에 형성된 정착구 홈과 상기 횡단부면의 몰탈홈에 제공된 두 개 이상의 정착구 홈을 포함하는 횡단부면과;
    상기 정착구 홈으로부터 반대편 정착구 홈으로 관통연장하는 강선홀을 포함하며,
    상기 횡단부면의 정착구 홈에는 적어도 하나의 정착구가 매립되어 있는 프리캐스트 원호 세그멘트를,
    강선을 통해서 횡방향으로 연결하기 위해, 정착구 홈에 삽입되며, 웨지콘과 하우징을 포함하는 단일 정착구와, 프리캐스트 원호 세그멘트를 강선을 통해서 종방향으로 연결하기 위해, 정착구 홈에 삽입되어 고정되는 웨지콘과 하우징을 포함하는 상기 세그먼트에 매립된 제1정착구와 상기 제1정착구에 나사나 끼움식으로 연결되는 원통 파이프와, 웨지콘, 스프링 및 및 하우징을 포함하는 제2정착구를 포함하는 프리캐스트 원호 세그멘트를 결합하는 연결 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1정착구는 상기 횡단부면의 한쪽의 정착구 홈에 V자형 홈을 가진 머리부를 가진 볼트형태의 외형을 가지고 그 안에 웨지콘이 설치되어 있는 프리캐스트 원호 세그멘트를 결합하는 연결 구조.
  3. 세그먼트를 횡방향으로 연결하기 위한 하나 이상의 정착구 홈과 상기 정착구 홈과 관통되는 강선홀이 내부에 제공된 천정부와;
    두 개의 세그먼트가 대칭해서 천정부에서 횡방향으로 결합하는 종단부면으로서, 상기 세그먼트 본체로 부터 이어지거나 또는 별도로 설치된 철근의 단부가 노출되도록 홈이 파여진 2개 이상의 몰탈홈과 상기 몰탈홈 사이에 몰탈을 연속적으로 공급하기 위한 몰탈 이동홈과, 상하 단부측 부근에 형성된 지수제 홈을 포함하는 종단부면과;
    두 개의 세그먼트가 서로 대칭해서 종방향으로 결합하는 횡단부면으로서, 중앙에 연속적으로 이어져 있는 몰탈홈과 이들 양쪽에 형성된 정착구 홈과 상기 횡단부면의 몰탈홈에 제공된 두 개 이상의 정착구 홈을 포함하는 횡단부면과;
    상기 정착구 홈으로부터 반대편 정착구 홈으로 관통연장하는 강선홀을 포함하며,
    상기 횡단부면의 정착구 홈에는 적어도 하나의 정착구가 매립되어 있는 프리캐스트 원호 세그멘트와 제1항에 청구한 바와 같은 연결 구조를 이용해서 시공되어진 아치 터널 구조물.
  4. 세그먼트를 횡방향으로 연결하기 위한 하나 이상의 정착구 홈과 상기 정착구 홈과 관통되는 강선홀이 내부에 제공된 천정부와;
    두 개의 세그먼트가 대칭해서 천정부에서 횡방향으로 결합하는 종단부면으로서, 상기 세그먼트 본체로 부터 이어지거나 또는 별도로 설치된 철근의 단부가 노출되도록 홈이 파여진 2개 이상의 몰탈홈과 상기 몰탈홈 사이에 몰탈을 연속적으로 공급하기 위한 몰탈 이동홈과, 상하 단부측 부근에 형성된 지수제 홈을 포함하는 종단부면과;
    두 개의 세그먼트가 서로 대칭해서 종방향으로 결합하는 횡단부면으로서, 중앙에 연속적으로 이어져 있는 몰탈홈과 이들 양쪽에 형성된 정착구 홈과 상기 횡단부면의 몰탈홈에 제공된 두 개 이상의 정착구 홈을 포함하는 횡단부면과;
    상기 정착구 홈으로부터 반대편 정착구 홈으로 관통연장하는 강선홀을 포함하며,
    상기 횡단부면의 정착구 홈에는 적어도 하나의 정착구가 매립되어 있는 프리캐스트 원호 세그멘트와 제1항에 청구한 바와 같은 연결 구조를 이용한 원호 세그먼트의 연결 방법으로서,
    두 개의 프리캐스트 원호 세그먼트를 서로 마주보게 크레인을 이용해서 들어 올려서 종단부면이 마주보게 연결하고, 종단부면의 몰탈홈에 철근을 배근하고, 단일 정착구를 이용해서 강선으로 프리캐스트 원호 세그멘트를 횡방향으로 연결하고, 동일한 방법으로 두 개의 프리캐스트 원호 세그먼트를 나란히 연결하고, 매립된 제1정착구와 반대편에 놓이는 제2정착구와 이를 연결하는 강선을 통해서 프리캐스트 원호 세그먼트를 종방향으로 연결하고, 일정한 길이 만큼 세그먼트들을 연결하고 몰탈공급부를 통해서 몰탈을 충전하고, 지수제 공급부를 통해서 지수제를 충전해서 경화하는 단계들을 포함하는 원호 세그먼트의 연결 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 천정부의 몰탈홈에 연장해서 노출되는 철근은 대응 세그먼트의 몰탈홈에서 연장하는 철근과 어긋나게 배근되어 있는 프리캐스트 원호 세그멘트를 결합하는 연결 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 세그먼트의 몰탈홈에서 세그먼트 내부를 관통해서 안쪽면으로 형성된 몰탈 공급 통로와 상기 몰탈 홈중 하나에 추가의 확장 홈과 상기 확장홈에서 세그먼트의 내부를 관통해서 안쪽면으로 형성된 몰탈 배출 통로가 제공되어 있는 프리캐스트 원호 세그멘트를 결합하는 연결 구조.
  7. 삭제
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KR102180221B1 (ko) * 2019-05-21 2020-11-18 에스오씨기술지주 주식회사 콘크리트 부재의 연결접합 구조 및 방법

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