KR101958768B1 - 보강봉을 가지는 버팀보를 이용한 토류판 시공 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인장 및 압축하중에 대한 버팀력을 증가시키고 지중 공사구간의 안정성을 높이는 보강봉을 가지는 버팀보를 이용한 토류판 시공 구조물에 관한 것이다.
본 발명의 보강봉을 가지는 버팀보를 이용한 토류판 시공 구조물은 일정 간격을 두고 서로 나란히 배열된 복수의 버팀관과, 버팀관 사이의 간격에 끼워져 버팀관을 일정한 간격이 되게 유지하고 보강하며 버팀관의 길이방향을 따라 설치된 복수의 보강 스티프너와, 양측의 보강 스티프너를 관통하여 서로 연결시켜 인장력과 압축력에 대한 버팀력을 증가시키는 인장압축 보강봉과, 복수의 버팀관 양쪽 단부에 결합되며 복수의 체결구멍을 가지는 연결플랜지를 포함하며, 양측에 세워진 버팀보 사이에 그 양단변이 버팀관 사이의 간격에 끼워져 흙을 막는 토류판; 버팀보에서 토류판에 대해 수직방향으로 일정간격 떨어져 세워진 강재 비임; 버팀보의 상단과 강재 빔의 상단을 마감하여 연결하는 마감 연결캡을 구비한다.
본 발명에 의하면, 보강 스티프너를 연결하는 보강봉을 통해 인장 및 압축하중에 대한 버팀력을 증가시키고 지중 공사구간의 안정성을 높이며, 별도의 띠장이 없이도 안정성을 높이며 토류판 시공을 간단하고 편리하게 할 수 있다는 효과가 있다.

Description

보강봉을 가지는 버팀보를 이용한 토류판 시공 구조물{Structure for Constructing the Lagging Board using Strut Beam having Reinforcement Bar}

본 발명은 보강봉을 가지는 버팀보를 이용한 토류판 시공 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인장 및 압축하중에 대한 버팀력을 증가시키고 지중 공사구간의 안정성을 높이는 보강봉을 가지는 버팀보를 이용한 토류판 시공 구조물에 관한 것이다.

최근 사회 간접시설에 대한 확충의 필요성이 증대됨에 따라 도심 내에 많은 지하 굴착공사가 진행되고 있다. 이러한 지하 굴착공사의 특징은 지하철, 고가도로, 지하구조물, 사무공간 및 주거공간을 위한 지상구조물 등이 근접하여 있는 근접시공과 제한된 지하공간을 최대한으로 활용하기 위한 최대공간 굴착 및 대심도 굴착이라 할 수 있다.

특히 도심지의 제한된 공간에서 대형 건축 지하구조물을 축조하기 위한 지하굴토공사는 주변지반의 안정이 최우선되어야 하므로, 주변지반 안정유지에 필요한 흙막이 공사가 필수적으로 검토되어야 하며, 공사계획에서도 흙막이 공법선정이 상당히 중요한 부분을 차지하고 있다. 흙막이 공법은 가설 흙막이 구조를 활용하는 방법과 본 구조체가 토압, 수압에 대응하여 흙막이벽 역할을 하며 굴토공사와 병행하여 지하구조물을 축조하는 방법으로 크게 2가지 방법으로 구분할 수 있다. 가설 흙막이 구조는 민원유발의 가능성과 주변 지반의 안정성 문제에 따른 흙막이 구조의 붕괴 위험이 있으며, 실제로 붕괴된 사례도 상당수 있다. 또한, 주변 지반의 변위로 인하여 민원이 발생되어 공사중단 또는 민원보상을 하는 사례도 다수 있다.

현행 토공사에 흙막이를 위해 사용되는 가시설은, 강재 파일과 토류판을 사용하거나, CIP(Cast in Place Wall), SCW(Soil Cement Wall) 등이 사용되며, 흙막이를 지지하는 형식은 재래의 가설 Strut로 지지하는 방식과 Earth Anchor, Soil Nailing, Rock Bolt 그리고 Top-Down 공법으로 지지하는 방식 등이 있다.

이중에서 가설 Strut를 사용하는 경우는 가설재의 설치 및 해체 공정에 따른 공기의 증대와 해체시 주변지반의 변경을 유발할 가능성이 높으나 상대적으로 Top-Down 공법에 비하여 지하공사시의 작업환경이 양호하고, 슬래브의 단면을 감소시킬 수 있는 장점이 있어 현재 널리 사용되고 있다.

버팀보란 흙막이벽을 지지하는 지보공 중의 하나로써 벽체에 작용하는 하중을 반대편 벽체로 전달하여 흙막이벽을 지지하는 구조물이다. 다양한 흙막이 벽체를 사용하더라도 버팀보를 지보공으로 사용할 경우에는 벽체에 띠장을 설치하고 띠장에 버팀보를 설치하여 반대편 벽체와 동일한 방법으로 연결을 하는 구조를 갖고 있다.

버팀보는 재료의 응력 및 변형 등의 확인이 쉬우므로 안전관리가 용이한 공법에 속한다. 비교적 시공이 간편하고 지반조건에 크게 구애를 받지 않으므로 가장 광범위하게 사용된다. 버팀보로서 주로 H형강을 사용한다. H형강의 경우 단면 특성상 강축과 약축을 갖게 되는데, 양측 방향으로 좌굴에 대해서 불리하게 되며, 이를 위해 브레이싱과 같은 보강재를 병행해서 설계한다. 보강재를 설치할 경우 버팀보위에 작업자가 올라가서 직접 설치하는 위험한 작업이 발생되고 갑작스러운 양축 방향 파괴의 위험이 따르게 된다.

이에 비해 강관 버팀보는 강축, 약축의 구분이 없어 좌굴 및 비틀림에 유리한 구조단면을 갖고 있고 수평, 수직 브레이싱이 필요없어 공사비, 공사기간, 시공성(버팀보 설치/해체, 지반굴착, 본 구조물 시공) 등이 H형강 보다 상대적으로 유리함으로써 해외에서 대부분의 버팀보 형식으로 사용되고 있는 실정이다.

그러나 강관 버팀보는 단면 강성을 증대시키기 위해서는 직경이 커져야 하고, 버팀보 연결부가 개발되어져야 한다.

통상 지하철 공사나 건물의 지하층을 만들기 위하여 터파기를 하는 경우의 시공방법은, 우선 계획된 평면을 따라 설계 깊이까지 수직파일을 설치한다. 수직파일의 설치가 끝나면, 부분적으로 굴착을 하고, 버팀보를 설치하면서 공사가 진행된다. 따라서 이러한 가시설을 설계하기 위하여 굴착 단계별 토압과 버팀보에 작용하는 하중을 반복 계산하여, 최대값을 견딜 수 있도록 버팀보를 설치한다.

이처럼, 현재 건축 및 토목 공사의 지하 굴착공사에서 굴착에 따른 지반의 붕괴를 방지하기 위하여 버팀보를 사용하는 굴착공법이 많이 사용되고 있으며, 구체적으로 설명하면 지반을 굴착하기 전에 먼저 흙막이벽을 설치하고, 지반을 굴착한 다음 흙막이벽의 내측면에 띠장과 버팀보를 설치하여 지반의 붕괴를 방지하고 있다. 버팀보에는 굴착에 따라 발생하는 토압에 의해 축력이 작용하고, 이 축력에 의해 버팀보는 압축 변형이 발생하며, 이 압축 변형에 의해 흙막이벽이 굴착부 방향으로 휘게 되는데, 이 휨 변형량을 줄이기 위하여 버팀보의 다양한 기술이 제안되고 있다.

특허문헌(등록특허 제10-1354857호)은 길이 방향의 단면 중심을 수직으로 지나는 수직축과 단면 중심을 수평으로 지나는 수평축에 대해 동일한 중심 거리를 갖고 상호 나란하게 배치되어 있는 복수개의 강관파이프와; 복수개의 강관파이프에 길이 방향으로 일정 간격마다 접합되어 있는 다수개의 보강 스티프너와; 복수개의 강관파이프의 양쪽 단부에 접합되어 있고, 관통된 복수개의 체결구멍을 갖는 연결플랜지를 포함하는 버팀보로서, 단면의 중심을 지나는 수직축과 수평축을 기준으로 동일한 강관파이프 단면이 대칭적으로 배치된 구조를 갖게 되어 강축과 약축의 구별이 없어져 설치가 용이해지고, 또한 원형 강관이나 H 빔에 비해 단면 2차모 멘트(또는 단면계수)가 증가되어 휨 강성을 증대시킬 수 있다 하지만, 강재의 사용량이 많아 시공 원가가 상승하는 문제점이 있고 강구조이기 때문에 압축력에 대한 버팀력이 약하여 고강도의 강재를 사용하여야 하므로 비용 상승의 문제점이 있다.

그리고, 도로하부 지중공사시 지하철 구조물과 같은 지장물이 있는 경우 구조물 상부에 노면하중과 버팀보하중을 지지하는 중앙파일의 설치가 곤란하므로 장경간의 버팀보가 설치되어야 하며 이의 경우 결과적으로 안정성이 떨어진다.

즉, 장경간 버팀보의 중앙부에서 큰 처짐이 발생되고, 이러한 처짐 발생시 버팀보가 작은 토압에도 변형되어 대형 사고가 발생된다. 또한, 중앙 파일이 시공되면 하부 굴착 작업이 어려운 곳, 코너부 등에서는 사용이 제한되어 다른 보강을 필요로 한다.

한국등록특허 제1329440호(등록일 : 2013.11.07.)

한국등록특허 제1354857호(등록일 :2014.01.24.)

본 발명의 목적은 보강 스티프너를 연결하는 보강봉을 통해 인장 및 압축하중에 대한 버팀력을 증가시키고 지중 공사구간의 안정성을 높이는 보강봉을 가지는 버팀보를 이용한 토류판 시공 구조물을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 보강봉을 가지는 버팀보는 일정 간격을 두고 서로 나란히 배열된 복수의 버팀관과, 버팀관 사이의 간격에 끼워져 버팀관을 일정한 간격이 되게 유지하고 보강하며 버팀관의 길이방향을 따라 설치된 복수의 보강 스티프너와, 양측의 보강 스티프너를 관통하여 서로 연결시켜 인장력과 압축력에 대한 버팀력을 증가시키는 인장압축 보강봉과, 복수의 버팀관 양쪽 단부에 결합되며 복수의 체결구멍을 가지는 연결플랜지를 포함한다.

버팀관은 2개의 직사각관이고, 보강 스티프너는 2개의 직사각관 사이 간격에 끼워져 직사각관의 외면에 용착된 직사각판으로 형성된다.

버팀관은 4개의 정사각관이고, 보강 스티프너는 4개의 정사각관 사이 간격에 끼워져 정사각관 외면에 용착된 십자형 판으로 되어 있을 수도 있다.

또한, 버팀관은 4개의 원형관이고, 보강 스티프너는 모서리에 4개의 원형관이 끼워지는 요홈이 형성되어 원형관 외면에 용착된 십자 사각판으로 되어 있을 수도 있다.

본 발명에 의한 보강봉을 가지는 버팀보를 이용한 토류판 시공 구조물은 일정 간격을 두고 서로 나란히 배열된 복수의 버팀관과, 버팀관 사이의 간격에 끼워져 버팀관을 일정한 간격이 되게 유지하고 보강하며 버팀관의 길이방향을 따라 설치된 복수의 보강 스티프너와, 양측의 보강 스티프너를 관통하여 서로 연결시켜 인장력과 압축력에 대한 버팀력을 증가시키는 인장압축 보강봉과, 복수의 버팀관 양쪽 단부에 결합되며 복수의 체결구멍을 가지는 연결플랜지를 포함하며, 일정간격으로 두고 수직으로 세워진 복수의 버팀보; 양측에 세워진 버팀보 사이에 그 양단변이 버팀관 사이의 간격에 끼워져 흙을 막는 토류판; 버팀보에서 토류판에 대해 수직방향으로 일정간격 떨어져 세워진 강재 비임; 버팀보의 상단과 강재 빔의 상단을 마감하여 연결하는 마감 연결캡을 구비한다.

본 발명에 의한 보강봉을 가지는 버팀보를 이용한 토류판 시공구조에 의하면, 보강 스티프너를 연결하는 보강봉을 통해 인장 및 압축하중에 대한 버팀력을 증가시키고 지중 공사구간의 안정성을 높이며, 별도의 띠장이 없이도 안정성을 높이며 토류판 시공을 간단하고 편리하게 할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 보강봉을 가지는 버팀보를 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1의 보강 스티프너와 인장압축 보강봉을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1에서 화살표 A-A선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 1에서 화살표 B-B선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 1에서 화살표 C-C선에 따라 바라본 도면이다.
도 6는 본 발명의 제1실시예에 의한 버팀보에 결합되는 다축잭을 나타내는 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 의한 버팀보가 적용된 구조물의 일예를 나타내는 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 의한 버팀보를 이용한 토류판 시공구조물을 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 의한 버팀보를 이용한 토류판 시공구조물을 나타내는 사시도이다.
도 10a는 도 9의 마감 연결캡을 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 10b는 도 9의 마감 연결캡의 다른 예를 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 11은 도 9의 버팀보에 토류판이 끼워진 상태를 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 의한 보강봉을 가지는 버팀보를 나타내는 구성도이다.
도 13은 도 12의 보강 스티프너와 인장압축 보강봉을 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 12에서 화살표 D-D선에 따른 단면도이다.
도 15는 도 12에서 화살표 E-E선에 따른 단면도이다.
도 16은 도 12에서 화살표 F-F선에 따라 바라본 도면이다.
도 17는 본 발명의 제3실시예에 의한 보강봉을 가지는 버팀보를 나타내는 구성도이다.
도 18은 도 17의 보강 스티프너와 인장압축 보강봉을 나타내는 사시도이다.
도 19는 도 17에서 화살표 G-G선에 따른 단면도이다.
도 20는 도 17에서 화살표 H-H선에 따른 단면도이다.
도 21은 도 17에서 화살표 I-I선에 따라 바라본 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 보강봉을 가지는 버팀보를 나타내는 구성도이고, 도 2는 도 1의 보강 스티프너와 인장압축 보강봉을 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 1에서 화살표 A-A선에 따른 단면도이고, 도 4는 도 1에서 화살표 B-B선에 따른 단면도이며, 도 5는 도 1에서 화살표 C-C선에 따라 바라본 도면이다. 본 실시예에서는 2개의 버팀보가 연결되고, 각 버팀보에 하나의 인장압축 보강봉이 결합된 경우를 예로 들어 설명한다. 하나의 버팀보나 3개 이상의 버팀보가 연결될 수도 있고, 각 버팀보에 복수의 인장압축 보강봉이 결합될 수 있음은 물론이다. 도시한 바와 같이 제1실시예에 의한 버팀보(100는 버팀관(110)과, 보강 스티프너(120)와, 인장압축 보강봉(130)과 고정 너트(140)와, 연결 플랜지(150)를 포함한다.

버팀관(110)은 일정간격을 두고 서로 나란히 배열된 2개의 직사각관으로 되어 있고, 금속재의 직사각 강관으로 제작될 수 있다.

보강 스티프너(120)는 버팀관(110) 사이의 간격에 끼워져 버팀관(110)을 일정한 간격이 되게 유지하고 보강하는 판으로서, 버팀관(110)의 길이방향을 따라 복수개가 설치된다. 보강 스티프너(120)에는 인장압축 보강봉(130)이 관통하는 구멍이 형성된다. 본 제1실시예에서 보강 스티프너(120)는 2개의 직사각 버팀관(110) 사이에 끼워져 직사각 버팀관(110)의 외면에 용착된 직사각판으로 되어 있다.

인장압축 보강봉(130)은 양측의 보강 스티프너(120)를 관통하여 서로 연결시켜 인장력과 압축력에 대한 버팀력을 증가시키는 봉으로서, 양단부에 나사가 형성된다. 인장압축 보강봉(130)의 양단부에 형성된 나사에는 고정너트(140)가 결합되어 인장압축 보강봉(130)을 보강 스티프너(120)에 고정한다. 이때, 2개의 버팀관(110)이 이루는 단면형상의 중심과 보강 스티프너(120)의 중심이 일치하고, 인장압축 보강봉(130)은 2개의 버팀관(110)이 이루는 단면형상의 중심과 보강 스티프너(120)의 중심을 따라 연결된다. 이러한 인장압축 보강봉(130)에 의해 구조가 간단하면서 버팀보(100의 버팀력은 현저히 증가하게 된다.

연결플랜지(150)는 복수의 버팀관(110) 양쪽 단부에 결합된 사각의 플레이트로서, 버팀관(110)의 양쪽 단부를 폐쇄시키고 동시에 이웃한 버팀보를 상호 연결시키기 위해 관통된 복수의 체결구멍을 가진다. 체결구멍은 연결플랜지(150)의 중앙과 가장자리를 따라 배열된다. 본 실시예에서는 2개의 버팀보가 연결된 버팀보(100의 양단에는 후술하는 다축잭(도 6참조) 또는 장착브라켓(도 7 참조)이 설치되는 연결플랜지(151)가 결합되고, 2개의 버팀보는 2개의 중앙 연결플랜지(152)에 의해 체결볼트 및 너트로 체결되어 연결된다.

도 6는 본 발명의 제1실시예에 의한 버팀보에 결합되는 다축잭을 나타내는 구성도이다. 다축잭(160)은 도 7에 도시한 바와 같이 연결된 버팀보의 일단 또는 양단에 설치되며, 띠장과의 사이에 유간이 발생될 경우 그 유간에 설치되어 버팀력을 발생시키며, 시공오차를 흡수한다.

도시한 바와 같이 다축잭(160)은 버팀관(110)과 동일한 단면 형태의 강관(161)과, 강관(161)의 일측 단부에 접합되며 복수의 잭 체결공을 가지는 잭플랜지(162)와, 강관(161)의 타측 단부에 접합된 너트판(163)과, 너트판(163)을 삽통하여 강관 내부로 일단이 삽입된 스크류축(164)과, 스크류축(164)의 타단에 접합된 지압판(165)과, 스크류축(164)에 나사결합된 잠금너트(166)를 포함한다.

강관(161)은 버팀관(110)과 동일한 단면형태를 가지며, 2개의 직사각관으로 되어 있으며, 각 강관(161)에는 스크류축(164)이 각각 두개씩 결합된다. 잭플랜지(162)는 연결플랜지(151)와 동일한 형태로 되어 있으며, 연결플랜지(151)에 체결볼트 및 너트로 체결된다. 너트판(163)에는 스크류축(164)이 관통하여 안내되는 안내부가 일체로 접합된다. 지압관(165)에는 후술하는 장착브라켓(도 7 참조)이 설치되는 복수의 체결구멍이 형성된다.

이와 같은 보강봉을 가지는 버팀보(100에 의하면, 보강 스티프너를 연결하는 보강봉을 통해 인장 및 압축하중에 대한 버팀력을 증가시키고 지중 공사구간의 안정성을 높이는 효과가 있다.

도 7은 본 발명의 제1실시예에 의한 버팀보가 적용된 구조물의 일예를 나타내는 구성도이다. 도 7에 적용되는 버팀보(11)는 두개의 버팀보가 연결되며, 일측의 버팀보는 4개의 인장압축 보강봉(130, 도 2 참조)을 구비하고, 타측의 버팀보는 2개의 인장압축 보강봉을 구비한다. 4개의 인장압축 보강봉이 구비된 버팀보에는 다축잭(160, 도 6 참조)이 연결된다.

도 7에 도시한 바와 같이, 양측의 띠장(12, 12')은 복수의 주버팀보(11)와 보조버팀보(13 및 14, 13' 및 14')에 의해 연결되어 흙막이판(토류판 : 도시안됨)을 밀게 된다. 즉, 띠장(12, 12')에는 보조버팀보(14, 14')가 수직으로 세워지고, 보조버팀보(14, 14')의 양측으로 두개의 또 다른 보조 버팀보(13, 13')가 경사지게 세워져 보조버팀보(14, 14')를 보강하고, 수직으로 세워진 보조버팀보(14, 14')에는 장착브라켓(15, 15') 및/또는 다축잭(160)이 연결된다. 장착브라켓(15, 15')는 주버팀보(11) 또는 다축잭(160)을 보조버팀보(14, 14')에 연결하기 위해 추가로 설치되는 브라켓이다.

도 7의 보조버팀보(13 및 14, 13' 및 14')에는 각 1개씩의 인장압축 보강봉(130: 도 2 참조)이 구비된다. 한편, 도 7에서 띠장(12, 12')에는 양측에 경사지게 세워진 보조버팀보(13, 13') 사이 위치에 별도의 띠장용 인장압축 보강봉(R)이 설치되어 띠장의 버팀력을 보강한다. 따라서, 띠장은 흙막이판(토류판)에 의해 가해지는 압력을 더욱 효과적으로 흡수하여 보강할 수 있다. 또는 띠장(12, 12')의 내부에는 인장압축 보강봉(R)을 감싸는 원호상의 보강띠(S)가 구비되어, 흙막이판(토류판)에 의해 가해진 압력의 흡수 효과를 더욱 높인다.

다축잭(160)은 그 너트판(163)과 지압판(165)과의 사이에 통상의 유압잭을 설치한 후, 유압으로 지압판(165)을 밀어 띠장(12, 12') 측의 보조버팀보(14, 14')에 밀착시켜 놓은 상태에서 잠금너트166)를 스크류축(164)에서 이송시켜 너트판(163)에 밀착시켜 놓고, 유압잭의 유압을 제거시킨 후 다축잭(160)에서 탈거시켜 놓음으로써 버팀보의 버팀력이 발생되고 토류압에 저항하도록 설치된다.(도 6 및 도 7 참조)

도 8은 본 발명의 제1실시예에 의한 버팀보를 이용한 토류판 시공구조물을 나타내는 평면도이고, 도 9는 본 발명의 제1실시예에 의한 버팀보를 이용한 토류판 시공구조물을 나타내는 사시도이며, 도 10a는 도 9의 마감 연결캡을 분리하여 나타낸 사시도이고, 도 11은 도 9의 버팀보에 토류판이 끼워진 상태를 나타내는 사시도이다. 도시한 바와 같이 버팀보를 이용한 토류판 시공구조물은 버팀보(100)와, 토류판(20)과, 강재 빔(30)과, 마감 연결캡(40a)을 포함한다. 도 8은 그 일측의 마감 연결캡(40a)이 제거된 상태를 나타낸다.

버팀보(100)는 일정간격(토류판의 크기에 따라 결정)을 두고 수직으로 세워진다. 그 구성은 도 1 내지 도 5로 나타낸 버팀보(100)와 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.

토류판(20)은 양측에 세워진 버팀보(100) 사이에 그 양단변이 버팀관(110) 사이의 간격에 끼워져 흙을 막는 판으로서, 목재로 되어 있다. 토류판(20)의 측면에는 보강 스티프너(120)가 끼워지는 홈이 형성된다. 토류판(20)의 측면은 인장압축 보강봉(130) 또는 고정너트(140)에 닿아서 폭방향 이동이 구속된다(도 11 참조)

마감 연결캡(40a)은 버팀보(100)의 상단과 강재 빔(30)의 상단을 마감하여 연결하며, 버팀보(100)의 상단을 마감하는 보 캡부(41a)과, 강재 빔(30)의 상단을 마감하는 빔 캡부(42a)와, 보 캡부(41a)와 빔 캡부(42a)를 연결하는 연결부(43a)로 이루어진다. 보 캡부(41a)와 빔 캡부(42a)는 보와 빔의 단면형상 면적으로 형성된다.

도 10b는 도 9의 마감 연결캡의 다른 예를 분리하여 나타낸 사시도이다. 도시한 바와 같이 다른 예의 마감 연결캡(40b)는 버팀보(100)의 상단과 강재 빔(30)의 상단을 마감하여 연결하며, 버팀보(100)의 상단을 마감하는 보 캡부(41b)와, 강재 빔(30)의 상단을 마감하는 빔 캡부(42b)와, 보 캡부(41b)와 빔 캡부(42b)를 연결하는 연결부(43b, 43b') 및 인장압축 보강봉(44b)로 이루어진다. 인장압축 보강봉(44b)는 양측의 연결부(43b, 43b')를 연결하여 인장 및 압축하중에 대한 버팀력을 증가시킨다. 인장압축 보강봉(44b)는 고정너트(45b)에 의해 연결부(43b, 43b')에 고정된다. 보 캡부(41b)와 빔 캡부(42b)는 보와 빔의 단면형상 면적으로 형성된다.

이와 같은 보강봉을 가지는 버팀보를 이용한 토류판 시공 구조물에 의하면, 보강 스티프너를 연결하는 보강봉을 통해 인장 및 압축하중에 대한 버팀력을 증가시키고 지중 공사구간의 안정성을 높이면서, 별도의 띠장이 없이도 안정성을 높이며 토류판 시공을 간단하고 편리하게 할 수 있다는 효과가 있다.

도 12는 본 발명의 제2실시예에 의한 보강봉을 가지는 버팀보를 나타내는 구성도이고, 도 13은 도 12의 보강 스티프너와 인장압축 보강봉을 나타내는 사시도이며, 도 14는 도 12에서 화살표 D-D선에 따른 단면도이고, 도 15는 도 12에서 화살표 E-E선에 따른 단면도이며, 도 16은 도 12에서 화살표 F-F선에 따라 바라본 도면이다. 도시한 바와 같이 제2실시예에 의한 버팀보(200)는 버팀관(210)과, 보강 스티프너(220)와, 인장압축 보강봉(230)과 고정 너트(240)와, 연결 플랜지(250)를 포함한다.

버팀관(210)은 일정간격을 두고 서로 나란히 배열된 4개의 정사각관으로 되어 있고, 금속재의 정사각 강관으로 제작될 수 있다.

보강 스티프너(220)는 버팀관(210) 사이의 간격에 끼워져 버팀관(210)을 일정한 간격이 되게 유지하고 보강하는 판으로서, 버팀관(210)의 길이방향을 따라 복수개가 설치된다. 보강 스티프너(220)에는 인장압축 보강봉(230)이 관통하는 구멍이 형성된다. 본 제2실시예에서 보강 스티프너(220)는 4개의 정사각 버팀관(210) 사이에 끼워져 정사각 버팀관(210)의 외면에 용착된 십자형 판으로 되어 있다.

인장압축 보강봉(230)은 양측의 보강 스티프너(220)를 관통하여 서로 연결시켜 인장력과 압축력에 대한 버팀력을 증가시키는 봉으로서, 양단부에 나사가 형성된다. 인장압축 보강봉(230)의 양단부에 형성된 나사에는 고정너트(240)가 결합되어 인장압축 보강봉(230)을 보강 스티프너(220)에 고정한다. 이때, 4개의 버팀관(210)이 이루는 단면형상의 중심과 보강 스티프너(220)의 중심이 일치하고, 인장압축 보강봉(230)은 4개의 버팀관(210)이 이루는 단면형상의 중심과 보강 스티프너(220)의 중심을 따라 연결된다. 이러한 인장압축 보강봉(230)에 의해 구조가 간단하면서 버팀보(200)의 버팀력은 현저히 증가하게 된다.

연결플랜지(250)는 복수의 버팀관(210) 양쪽 단부에 결합된 사각의 플레이트로서, 버팀관(210)의 양쪽 단부를 폐쇄시키고 동시에 이웃한 버팀보를 상호 연결시키기 위해 관통된 복수의 체결구멍을 가진다. 체결구멍은 연결플랜지(250)의 중앙과 가장자리를 따라 배열된다. 본 실시예에서는 4개의 버팀보가 연결되어 연결된 버팀보(200)의 양단에는 제1실시예의 다축잭(도 6 참조) 또는 장착브라켓(도 7 참조)과 유사한 다축잭 또는 장착브라켓이 설치되는 연결플랜지(251)가 결합되고, 4개의 버팀보는 2개의 중앙 연결플랜지(252)에 의해 체결볼트 및 너트로 체결되어 연결된다.

제2실시예의 버팀보(200)는 도 7의 구조물과, 도 8 내지 도 11의 구조물에 유사하게 적용될 수 있다.

도 17는 본 발명의 제3실시예에 의한 보강봉을 가지는 버팀보를 나타내는 구성도이고, 도 18은 도 17의 보강 스티프너와 인장압축 보강봉을 나타내는 사시도이며, 도 19는 도 17에서 화살표 G-G선에 따른 단면도이고, 도 20는 도 17에서 화살표 H-H선에 따른 단면도이며, 도 21은 도 17에서 화살표 I-I선에 따라 바라본 도면이다. 도시한 바와 같이 제3실시예에 의한 버팀보(300)는 버팀관(310)과, 보강 스티프너(320)와, 인장압축 보강봉(330)과 고정 너트(340)와, 연결 플랜지(350)를 포함한다.

버팀관(310)은 일정간격을 두고 서로 나란히 배열된 4개의 원형관으로 되어 있고, 금속재의 원형 강관으로 제작될 수 있다.

보강 스티프너(320)는 버팀관(310) 사이의 간격에 끼워져 버팀관(310)을 일정한 간격이 되게 유지하고 보강하는 판으로서, 버팀관(310)의 길이방향을 따라 복수개가 설치된다. 보강 스티프너(320)에는 인장압축 보강봉(330)이 관통하는 구멍이 형성된다. 본 제3실시예에서 보강 스티프너(320)는 모서리에 4개의 원형관이 끼워지는 요홈이 형성되어 원형 버팀관(310) 외면에 용착된 십자 사각판으로 되어 있다.

인장압축 보강봉(330)은 양측의 보강 스티프너(320)를 관통하여 서로 연결시켜 인장력과 압축력에 대한 버팀력을 증가시키는 봉으로서, 양단부에 나사가 형성된다. 인장압축 보강봉(330)의 양단부에 형성된 나사에는 고정너트(340)가 결합되어 인장압축 보강봉(330)을 보강 스티프너(320)에 고정한다. 이때, 4개의 버팀관(310)이 이루는 단면형상의 중심과 보강 스티프너(320)의 중심이 일치하고, 인장압축 보강봉(330)은 4개의 버팀관(310)이 이루는 단면형상의 중심과 보강 스티프너(320)의 중심을 따라 연결된다. 이러한 인장압축 보강봉(330)에 의해 구조가 간단하면서 버팀보(200)의 버팀력은 현저히 증가하게 된다.

연결플랜지(350)는 복수의 버팀관(310) 양쪽 단부에 결합된 사각의 플레이트로서, 버팀관(310)의 양쪽 단부를 폐쇄시키고 동시에 이웃한 버팀보를 상호 연결시키기 위해 관통된 복수의 체결구멍을 가진다. 체결구멍은 연결플랜지(350)의 중앙과 가장자리를 따라 배열된다. 본 실시예에서는 4개의 버팀보가 연결되어 연결된 버팀보(300)의 양단에는 제1실시예의 다축잭(도 6참조) 또는 장착브라켓(도 7 참조)과 유사한 다축잭 또는 장착브라켓이 설치되는 연결플랜지(351)가 결합되고, 4개의 버팀보는 2개의 중앙 연결플랜지(352)에 의해 체결볼트 및 너트로 체결되어 연결된다.

제3실시예의 버팀보(300)는 도 7의 구조물과, 도 8 내지 도 11의 구조물에 유사하게 적용될 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

20: 토류판 30: 강재 빔
40: 마감 연결캡
100, 200, 300: 버팀보
110, 210, 310: 버팀관 120, 220, 320: 보강 스티프너
130, 230, 330: 인장압축 보강봉 140, 240, 340: 고정너트
150, 250, 350: 연결플랜지 160: 다축잭
R: 띠장용 인장압축 보강봉 S: 보강띠

Claims (5)

1. 일정 간격을 두고 서로 나란히 배열된 복수의 버팀관과,
   상기 버팀관 사이의 간격에 끼워져 상기 버팀관을 일정한 간격이 되게 유지하고 보강하며 상기 버팀관의 길이방향을 따라 설치된 복수의 보강 스티프너와,
   양측의 상기 보강 스티프너를 관통하여 서로 연결시켜 인장력과 압축력에 대한 버팀력을 증가시키는 인장압축 보강봉과,
   복수의 상기 버팀관 양쪽 단부에 결합되며 복수의 체결구멍을 가지는 연결플랜지를 포함하고,
   상기 복수의 버팀관이 이루는 단면형상의 중심과 상기 보강 스티프너의 중심이 일치하고, 상기 인장압축 보강봉은 상기 복수의 버팀관이 이루는 단면형상의 중심과 상기 보강 스티프너의 중심을 따라 연결되며, 일정간격으로 두고 수직으로 세워진 복수의 버팀보;
   양측에 세워진 상기 버팀보 사이에 그 양단변이 상기 버팀관 사이의 간격에 끼워져 흙을 막는 토류판(20);
   상기 버팀보에서 상기 토류판에 대해 수직방향으로 일정간격 떨어져 세워진 강재 빔(30);
   상기 버팀보의 상단과 상기 강재 빔의 상단을 마감하여 연결하는 마감 연결캡(40b);을 구비하며,
   상기 마감 연결캡(40b)은,
   상기 버팀보(100)의 상단을 마감하는 보 캡부(41b)와, 상기 강재 빔(30)의 상단을 마감하는 빔 캡부(42b)와, 상기 보 캡부(41b)와 빔 캡부(42b)를 연결하는 연결부(43b,43b') 및 인장압축 보강봉(44b)를 포함하고,
   상기 인장압축 보강봉(44b)는 상기 양측의 연결부(43b,43b')를 연결하여 인장 및 압축하중에 대한 버팀력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 보강봉을 가지는 버팀보를 이용한 토류판 시공구조물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 버팀관은 2개의 직사각관이고,
   상기 보강 스티프너는 2개의 상기 직사각관 사이 간격에 끼워져 상기 직사각관의 외면에 용착된 직사각판으로 형성된 것을 특징으로 하는 보강봉을 가지는 버팀보를 이용한 토류판 시공구조물.
3. 제1항에 있어서,
   상기 버팀관은 4개의 정사각관이고,
   상기 보강 스티프너는 4개의 상기 정사각관 사이 간격에 끼워져 상기 정사각관 외면에 용착된 십자형 판으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 보강봉을 가지는 버팀보를 이용한 토류판 시공구조물.
4. 제1항에 있어서,
   상기 버팀관은 4개의 원형관이고,
   상기 보강 스티프너는 모서리에 4개의 상기 원형관이 끼워지는 요홈이 형성되어 상기 원형관 외면에 용착된 십자 사각판으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 보강봉을 가지는 버팀보를 이용한 토류판 시공구조물.
5. 삭제

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