KR102061224B1

KR102061224B1 - 상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법

Info

Publication number: KR102061224B1
Application number: KR1020190020226A
Authority: KR
Inventors: 김제두
Original assignee: 주식회사 지구코퍼레이션; 주식회사 예공
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2019-12-31

Abstract

본 발명은 상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상부와 하부 콘크리트 블록으로 분리 구성되는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 있어서, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록이 상호 체결되는 접합면을 구성하는 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하부 및 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상부에 외부로 돌출된 형태의 상부 브라켓 및 하부 브라켓을 각각 형성하고, 상부 브라켓을 관통하는 관통공을 블록의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 다수개 형성하여, 상기 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 체결 과정에서, 상기 다수개의 관통공에 앵커 볼트를 삽입하여 상부 브라켓 하부로 일정 길이만큼 돌출되도록 구비하여, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 접합면 사이의 공극에 모르타르를 충진하여 굳히는 과정에서, 상기 상부 브라켓 하부로 돌출된 다수개의 앵커볼트에 의해 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 지지한 상태에서 접합면 사이의 공극에 충진된 모르타르를 완전히 굳힌 후, 상기 관통공에 삽입된 앵커볼트를 제거하여 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 접합면 사이의 공극에 충진되어 굳어진 무수축 모르타르에 상부 콘크리트 블록으로부터 인가되는 상재하중에 의한 압축력이 인가되도록 구성함으로써 접합면 사이의 공극에 충진된 모르타르에 압축응력이 발생되도록 유도하여, 시공 후의 사용 과정에서 암거박스에 인가되는 다양한 종류의 인장응력에 대한 저항성을 증가시켜 접합면 사이의 공극에 충진된 모르타르의 균열이나 그로 인한 누수 등의 설비불량을 효과적으로 예방할 수 있는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법에 관한 것이다.

Description

상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법{Sectionally devided precast box culverts and the construction method thereof}

암거는 우수, 오수 및 농공업용수 등의 수로를 형성하거나, 전기 통신 및 온냉관로 등의 매설을 위한 지하 공동구 제작에 사용되는 한편, 인도, 차도 및 교량 등의 통행로를 만드는 등 다양하게 사용되고 있다.

이러한 암거는 공기 단축 및 경제적 시공을 위해 공장에서 미리 제작한 프리캐스트 콘크리트 제품을 현장에서 조립하는 시공방법을 주로 사용하고 있다. 프리캐스트 암거는 시공속도가 빠르며 시공후 즉시 되메우기 할 수 있어 공사할 때 야기되는 시민 불편사항, 교통흐름의 방해, 불필요한 시간낭비 등의 문제를 해결할 수 있으므로 복잡한 도심지 공사에 효과적이며, 철저한 품질관리에 의해 공장에서 생산되므로 품질이 균일하고, 고강도 콘크리트를 사용하므로 구조체의 수밀성과 내구성을 증진시킬 수 있는 여러가지 장점을 가지고 있다.

그러나, 수로나 교통로 등에 적용되는 프리캐스트 암거의 경우, 대개 4~5m 또는 그 이상의 너비 또는 높이를 갖도록 형성되는 경우가 많으며, 이 경우 일체형의 암거박스를 프리캐스트 구조물로 미리 성형하여 운송, 설치하기에는 프리캐스트 구조물의 크기가 지나치게 커짐과 동시에 운반 중량이 상당히 무거워져, 시공 장소로의 프리캐스트 구조물 운송에 많은 제약이 따르게 된다.

이에 따라 최근에는, 4~5m 이상의 높이를 갖는 대형 암거 박스의 경우, 상부 및 하부 콘크리트 블록으로 분리되어 형성되는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스 구조를 도입하여, 각각 별도로 사전 제작된 상부 및 하부 콘크리트 블록을 시공 장소로 운반하여, 시공 현장에서 조립, 설치하는 방식이 도입되고 있다.

이러한 상하분리형 프리캐스트 암거의 예로는, 한국등록실용신안 제366,400호 등이 있으며, 상기 선행기술에서는 프리캐스트 구조물을 상부 암거와 하부 암거로 분리 제작하는데, 상부 암거 및 하부 암거의 접합면 즉, 상부 암거 세로벽의 아랫면과 하부 암거 세로벽의 윗면에 용접이음용 철근이 노출되도록 철근을 배근하여, 용접이음용 철근을 용접한 후 접합 부위의 공극에 그라우트를 충진하여 암거박스를 형성하고 있다.

그런데, 상기 제366,400호 실용신안에서와 같이, 철근 용접을 통해 상부 및 하부 암거를 접합하게 되는 경우, 프리캐스트 구조물의 사전 제작 비용이 증가하는 동시에, 모든 용접이음용 철근을 용접하는 과정이 번거롭고 시공이 매우 복잡해지며, 다량의 용접 작업에 따른 시공 비용 또한 높아질 수밖에 없다는 단점이 존재하게 된다.

이에 따라, 최근에는 상하분리형 암거 박스의 시공 편의성을 위해, 상부 암거의 측벽 하단에 전단키를 형성하고, 하부 암거의 측벽 상단에 결합홈을 형성하여 전단키와 결합홈을 상호 체결하고, 접합면의 공극에 모르타르를 충진하여 모르타르를 굳히는 방식으로 암거박스를 형성하는 방법이 주로 사용되고 있다.

그러나, 이와 같이 전단키와 결합홈을 상호 체결하고, 공극에 모르타르를 충진하여 굳히는 단순한 접합 방식으로 상하분리형 콘크리트 암거 박스를 형성하는 경우, 모르타르는 접합면 사이의 공극에 충진되어 굳어지는 과정이나, 굳어진 이후 암거 박스의 시공이 완료된 상태에서도, 단순히 상부 및 하부 암거 사이의 공극에 충진되어 기밀성을 유지하는 역할을 수행하게 될 뿐, 상부 구조물의 상재하중에 의한 압축력이 직접적으로 인가되지 않는 무수축 상태가 유지되어, 시공 이후의 암거 박스 사용 과정에서 외부로부터 인가되는 인장응력에 대한 저항성이 현저하게 떨어지게 된다.

이에 따라, 상술한 바와 같이 전단키와 결합홈을 상호 체결하고, 공극에 모르타르를 충진하여 굳히는 종래의 단순한 시공 방식에 따라 상하분리형 프리캐스트 암거 박스를 시공하게 되면, 사용 과정에서의 외부 충격 등에 의해 상부 및 하부 구조물 사이의 공극에 충진된 모르타르에 균열이 발생하는 경우가 빈번하게 일어나고, 그에 따라 암거 박스의 구조 안전성에 문제가 발생함과 동시에 누수 등의 다양한 문제가 발생하고 있는 실정이다.

1. 한국등록실용신안 제366,400호(등록일 : 2004. 10. 22) "용접 이음 구조를 갖는 상하 분리형 PC 암거"

본 발명은 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명에서는, 상부와 하부 콘크리트 블록으로 분리 구성되는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 있어서, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록이 상호 체결되는 접합면을 구성하는 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하부 및 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상부에 외부로 돌출된 형태의 상부 브라켓 및 하부 브라켓을 각각 형성하고, 상부 브라켓을 관통하는 관통공을 블록의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 다수개 형성하여, 상기 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 체결 과정에서, 상기 다수개의 관통공에 앵커 볼트를 삽입하여 상부 브라켓 하부로 일정 길이만큼 돌출되도록 구비하여, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 접합면 사이의 공극에 모르타르를 충진하여 굳히는 과정에서, 상기 상부 브라켓 하부로 돌출된 다수개의 앵커볼트에 의해 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 사이의 간격이 일정하게 유지되고, 이렇게 형성된 상부 및 하부 콘크리트 블록의 접합면 사이 공극에 충진된 모르타르가 완전히 굳은 후, 상기 관통공에 삽입된 앵커볼트를 전부 제거하여 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 접합면 사이의 공극에 충진되어 굳어진 무수축 모르타르에 상부 콘크리트 블록으로부터 인가되는 상재하중에 의한 압축력이 인가되도록 구성함으로써 접합면 사이의 공극에 충진된 모르타르에 압축응력이 발생되도록 유도하여, 시공 후의 사용 과정에서 암거박스에 인가되는 다양한 종류의 인장응력에 대한 저항성을 증가시켜 접합면 사이의 공극에 충진된 모르타르의 균열이나 그로 인한 누수 등의 설비불량을 효과적으로 예방할 수 있는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법을 제공한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명은, 상하분리형 프리캐스트 구조물로 제작되는 암거 박스에 있어서, 상판 및 상기 상판의 양단에서 하부로 연장 형성되는 양 측벽으로 이루어져 전체적으로 '┏┓' 형태의 단면을 갖는 상부 콘크리트 블록과; 하판 및 상기 하판의 양단에서 상부로 연장 형성되는 양 측벽으로 이루어져 전체적으로 '┖┛' 형태의 단면을 갖는 하부 콘크리트 블록;으로 구성되어, 상기 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하부에는 전단키가 각각 형성되고, 상기 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상부에는 결합홈이 형성되며, 상기 하부 콘크리트 블록 양 측벽 상부의 결합홈 양측 외곽에는 EVA폼이 구비되고, 상기 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하부와 상기 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상부에는, 외부로 돌출된 형상의 상부 브라켓 및 하부 브라켓이 각각 형성되되, 상기 상부 브라켓에는, 상부 콘크리트 블록의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 앵커볼트가 삽입되는 다수개의 관통공이 형성되는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스를 제공한다.

본 발명에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법은, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 접합면 사이의 공극에 충진되어 굳어진 모르타르에 상부 콘크리트 블록으로부터 인가되는 상재하중에 의한 압축력이 직접적으로 인가되도록 구성함으로써 접합면 사이의 공극에 충진된 모르타르에 압축응력이 발생되도록 유도하여, 시공 후의 사용 과정에서 암거 박스에 인가되는 다양한 종류의 인장응력에 대한 저항성을 증가시켜 접합면 사이의 공극에 충진된 모르타르의 균열이나 그로 인한 누수 등의 설비불량을 효과적으로 예방할 수 있다.

또한, 암거박스 시공 시, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 앵커볼트로 고정하여 체결함에 따라, 상부 및 하부 콘크리트 블록의 결합력을 공고히 함과 동시에, 사용 시, 상대적으로 큰 하중이 전달되는 암거 박스의 상판 및 하판에 가해지는 모멘트를 상대적으로 감소시킬 수 있도록 구성함으로써, 암거 박스 구조물의 구조 안전성을 효과적으로 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스를 구성하는 상부 콘크리트 블록에 형성된 전단키와 하부 콘크리트 블록에 형성된 결합홈의 결합 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 결합 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 상부 암거 및 하부 암거의 결합 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에서, 모르타르가 굳어진 후, 앵커볼트를 이용하여 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 상호 체결하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에서 앵커볼트를 통해 상부 및 하부 콘크리트 블록을 체결하기 이전과 체결한 이후에 암거박스에 인가되는 힘의 모멘트 변화를 보여주는 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명을 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 발명의 기본적인 특징을 이해하기 위해서는 종래의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 결합방식에 대한 이해가 요구되는 바, 이하에서는 종래의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 결합방식에 대해 살펴보기로 한다.

도 1은 종래의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스를 구성하는 상부 콘크리트 블록에 형성된 전단키와 하부 콘크리트 블록에 형성된 결합홈의 결합 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스는, 상부 콘크리트 블록의 양 측벽(10) 하부에 전단키(11)가 형성되고 하부 콘크리트 블록의 양 측벽(20) 상부에는 결합홈(22)이 형성되어, 상기 전단키(11)와 결합홈(22)이 맞물리게 결합하여 전체적으로 내부에 사각 형상 단면의 동공이 형성되는 박스 형상이 된다.

여기서, 하부 콘크리트 블록의 양 측벽(20) 상부 양단, 즉 결합홈(22)이 형성된 양측 외곽으로는, 전단키(11)와 결합홈(22)의 체결 시 접합면에 모르타르(40)를 충진하고 이를 굳혀 결합시킬 수 있도록 EVA폼(30)이 구비되는데, 이를 보다 구체적으로 설명하면, 상부 및 하부 콘크리트 블록을 체결하는 과정에서 하부 콘크리트 블록의 양 측벽(20) 상부에 형성된 결합홈(22)에 적정량의 모르타르(40)를 부은 후, 상기 전단키(11)와 결합홈(22)이 서로 맞물리도록 결합하면, 상기 결합홈(22)에 고여 있던 모르타르(40)가 전단키(11)에 의해 눌리면서 유동특성으로 인해 하부 콘크리트 블록의 측벽 상단까지 올라오게 되는데, 이때 상기 EVA폼(30)은 모르타르(40)가 상부 및 하부 콘크리트 블록 양 측벽(10, 20)의 외측으로 흘러넘치지 않도록 막아주는 동시에, 상부 및 하부 콘크리트 블록이 일정 간격을 유지하여 모르타르(40)가 충진되어 굳어질 수 있는 공극을 형성할 수 있도록 지지하는 역할을 한다.

여기서, EVA폼은 외부로부터 가해지는 압력에 따라 일정한 수축력을 갖는 물성을 가지고 있으며, 수축 한계에 도달하면 더이상 수축하지 않고 최대 수축 상태의 형상을 유지한다.

이에 따라, 하부 콘크리트 블록의 양 측벽(20) 상부 양단에 EVA폼(30)을 구비하여, 하부 콘크리트 블록에 형성된 결합홈(22)에 적정량의 모르타르(40)를 부은 후 상부 콘크리트 블록의 전단키(11)와 하부 콘크리트 블록의 결합홈(22)이 맞물리도록 결합하여 암거 박스를 형성하면, 상기 EVA폼(30)이 상부 콘크리트 블록에 의해 압력을 받아 최대로 수축하게 되고, 이후 이렇게 수축된 EVA폼(30)이 최대 수축 상태의 일정한 높이를 유지함에 따라 상부 콘크리트 블록 및 하부 콘크리트 블록이 일정한 간격으로 유지되게 된다.

여기서, 프리캐스트 콘크리트 암거 박스에 적용되는 EVA폼은 통상 20cm 정도의 높이로 상부로 돌출되도록 구비되며, 상부 및 하부 구조물의 결합 시, 상부 콘크리트 블럭에 의해 압력을 받아 수축하여 대략 10cm 정도의 높이에서 최대 수축 상태에 도달하여 상부 콘크리트 블럭과 하부 콘크리트 블럭 사이의 간격을 유지하게 되고, 이렇게 상부 콘크리트 블럭과 하부 콘크리트 블럭 사이에 구비된 EVA폼에 의해 형성되는 공극에 모르타르가 충진되어 굳어진다.

이에 따라, 상술한 종래의 상하분리형 프리캐스트 구조물의 결합 방식에서는, 하부 콘크리트 블록 위에 얹혀지는 상부 콘크리트 블록의 하중이 EVA폼(30)에 의해 지지되는 구조로 이루어져, 상·하부 구조물의 결합 과정에서 상부 및 하부 콘크리트 블록 사이의 공극에 충진된 모르타르는 상재하중에 의한 압축력이 직접적으로 인가되지 않는 상태에서 굳어지게 되며, 모르타르(40)가 완전히 굳어진 이후에도, 상부 콘크리트 블록으로부터 전달되는 하중은 상기 EVA폼(30)이 감당하는 구조로 이루어져 결국 공극 사이에 충진된 모르타르는 굳어진 이후에도 직접적인 압축력이 가해지지 않는 무수축 상태로 유지되게 된다.

이에 따라, 종래의 단순한 시공 방식에 의해 형성된 상하분리형 프리캐스트 암거 박스는 시공 후 사용되는 과정에서 외부로부터 충격 및 진동 등이 지속적으로 인가되는 경우, 사전에 이와 같은 인장응력에 대한 저항성이 형성되지 못한 채 공극 사이에 채워진 무수축 상태의 모르타르(40)에 쉽게 균열이 생기거나 파손이 발생할 수 있으며, 그로 인해 누수 등의 다양한 문제가 자주 발생하게 된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명에서는 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하부 및 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상부에 외부로 돌출된 형태의 상부 브라켓 및 하부 브라켓을 각각 형성하고, 상부 브라켓을 관통하는 관통공을 블록의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 다수개 형성하여, 상기 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 체결 과정에서 상기 관통공을 따라 앵커볼트를 삽입하여 상부 브라켓 하부로 일정 길이만큼 돌출되도록 고정함으로써, 상기 앵커볼트에 의해 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 지지하고, 이렇게 앵커볼트를 통해 간격이 유지된 상태에서 상부 및 하부 콘크리트 블록의 접합면 사이의 공극에 모르타르를 충진하여 완전히 굳힌 후, 공극에 충진된 모르타르가 완전히 굳어지면, 상기 관통공에 삽입된 앵커볼트를 제거하여, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 접합면 사이의 공극에 충진되어 굳어진 무수축 모르타르에 상부 콘크리트 블록으로부터 인가되는 상재하중에 의한 압축력이 인가되도록 구성함으로써 접합면 사이의 공극에 충진된 모르타르에 압축응력이 발생되도록 유도하여, 시공 후의 사용 과정에서 암거 박스에 인가되는 다양한 종류의 인장응력에 대한 저항성을 증가시켜, 모르타르의 균열이나 그로 인한 누수 등을 효과적으로 예방할 수 있도록 지원한다.

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 결합 구조를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 상부 암거 및 하부 암거의 결합 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스는, 상판(102) 및 상판의 양단에서 하부로 연장 형성되는 양 측벽(104)으로 이루어져 전체적으로 '┏┓' 형태의 단면을 갖는 상부 콘크리트 블록(100)과 하판(202) 및 하판의 양단에서 상부로 연장 형성되는 양 측벽(204)으로 이루어져 전체적으로 '┖┛'형태의 단면을 갖는 하부 콘크리트 블록(200)으로 분리되어 구성되며, 상부 콘크리트 블록(100)의 양 측벽(104) 하부에는 측벽 하부 방향으로 돌출된 형태의 전단키가 각각 형성되고, 하부 콘크리브 블록(200)의 양 측벽(204) 상부에는 상기 전단키에 대응되는 오목한 형태의 결합홈이 형성되어, 상기 전단키와 결합홈을 체결하여 전체적으로 내부에 사각 형상 단면의 동공이 형성되는 박스 형상이 된다.

여기서, 도 2의 A부분을 보다 상세하게 살펴보면, 본 발명은 종래의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스와 비교하여, 상부 및 하부 암거의 결합 부위에 전단키와 결합홈이 구비된다는 점에서는 동일하나, 상부 콘크리트 블록(100)의 양 측벽 하부와 하부 콘크리트 블록(200)의 양 측벽 상부에, 앵커볼트를 통한 지지구조 형성을 위해, 각각 상부 브라켓(106) 및 하부 브라켓(206)이 형성되어 있다는 점에서 차이를 보이고 있으며, 이에 대해서는 후술하는 도 3의 설명에서 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

도 3은, 본 발명의 제 1실시예에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 상부 암거 및 하부 암거의 결합 구조를 설명하기 위한 단면도로서, 도 2의 A부분에 도시된 결합 구조를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리캐스트 암거 박스를 형성하는 상부 콘크리트 블록의 양 측벽(104) 하부에는 외부로 돌출된 형태의 상부 브라켓(106)이 각각 형성되고, 하부 콘크리트 블록의 양 측벽(204) 상부에는 상기 상부 브라켓(106)에 대응되는 하부 브라켓(206)이 각각 형성되며, 상기 상부 브라켓(106)에는 콘크리트 블록의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로, 앵커볼트가 삽입되는 다수개의 관통공(300)이 형성된다.

또한, 상부 콘크리트 블록의 양 측벽(104) 하부에는 전단키(310)가 형성되고, 하부 콘크리트 블록의 양 측벽(204) 상부에는 결합홈(320)이 형성되며, 상기 결합홈(320)의 양측 외곽으로는 EVA폼(330)이 상방으로 돌출되도록 구비된다.

이와 같은 구성을 통해 상기 결합홈(320)에 적정량의 모르타르(340)를 부은 후 도 3의 (b)에서와 같이 상부 콘크리트 블록(100)과 하부 콘크리트 블록(200)을 상호 체결하게 되는데, 이 과정에서 본 발명에서는 상기 상부 브라켓(106)에 형성된 관통공(300)에 앵커볼트(301)를 삽입하여 상부 콘크리트 블록(100) 하부로 일정 길이만큼 돌출되도록 고정함으로써, 상기 앵커볼트(301)에 의해 상부 콘크리트 블록(100)과 하부 콘크리트 블록(200) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 지지하고, 이렇게 앵커볼트(301)를 통해 간격이 유지된 상태에서 상부 및 하부 콘크리트 블록의 접합면 사이의 공극에 모르타르(340)를 충진하여 굳어질 수 있도록 한다.

여기서, 상부 브라켓(106)에 형성된 관통공(300)에 삽입되어, 상부 콘크리트 블록(100)의 하방으로 연장되도록 돌출, 고정되는 상기 앵커볼트(301)는, 하부 콘크리트 블록의 양 측벽(204) 상부에 구비되는 EVA폼(330)이 최대로 수축되는 높이의 120% 내지 150% 범위로 상부 콘크리트 블록(200) 하방으로 돌출되도록 고정되며, 이를 통해, 상부 콘크리트 블록(100)과 하부 콘크리트 블록(200) 사이의 공극에 모르타르(340)가 충진되어 굳어지는 과정에서 상부 콘크리트 블록(100)과 하부 콘크리트 블록(200)을 일정한 간격으로 유지하면서 지지하게 된다.

본 실시예에서는 EVA폼(330)이 20cm 높이로 하부 콘크리트 블록(200)의 양 측벽(204) 상방으로 돌출된 구성을 적용하였으며, 이때 앵커볼트(301)는 상부 콘크리트 블록(100)의 양 측벽(104) 하방으로 12cm(즉, EVA폼(330)의 최대 수축 높이인 10cm의 120% 정도의 높이) 정도 돌출되도록 구성하였다.

이러한 구성을 통해, 본 발명에서는 상부 및 하부 콘크리트 블록 사이의 공극에 충진된 모르타르(340)가 굳어지는 과정에서, 상부 콘크리트 블록(100)에 의한 상재하중을 상술한 앵커볼트(301)가 감당하게 되고, 아직 최대로 수축하지 않은 상태인 EVA폼(330)과 공극에 충진된 모르타르(340)에는 상부 콘크리트 블록(100)에 의한 압축력이 직접적으로 인가되지 않는 상태로 유지되게 된다.

이후, 본 발명에서는 공극에 충진된 모르타르(340)가 완전히 굳어지면, 상기 관통공(300)에 삽입되어 있는 앵커볼트(301)를 제거하게 되는데, 이렇게 앵커볼트(301)가 제거되면 공극에 구비된 EVA폼(330)은 최대 수축 상태보다 길이가 길어 아직 좀더 수축할 수 있는 상태로 유지되므로, 결국 상부 콘크리트 블록(100)에 의한 상재하중은 공극에 충진되어 굳어진 모르타르(340)에 직접적으로 인가되게 된다.

즉, 본 발명에서는 상술한 바와 같은 시공 방법을 통해, 암거 박스의 시공 과정에서 상부 및 하부 콘크리트 블록 사이의 공극에 충진되어 굳어진 모르타르에 상부 콘크리트 블록으로부터의 상재하중에 의한 압축력이 직접적으로 인가되도록 구성함으로써, 공극에 충진된 모르타르에 압축응력이 발생되도록 유도하여, 시공 후의 사용 과정에서 암거 박스에 인가되는 다양한 인장응력에 대한 저항성을 증가시켜, 접합면 사이에 충진된 모르타르의 균열이나 그로 인한 누수 등의 설비불량을 효과적으로 예방하고, 암거 박스의 설비안전성을 보다 견고하게 유지할 수 있다.

나아가, 본 발명에서는 상술한 시공 과정에 사용되었던 앵커볼트를 이용하여 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 일체로 상호 체결함으로써, 암거 박스 구조물의 결합력을 더욱 공고히 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에서, 모르타르가 굳어진 후, 앵커볼트를 이용하여 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 상호 체결하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스는 상부 브라켓(106)에 다수개의 관통공(300)이 블록의 길이 방향을 따라 형성되고, 하부 브라켓(206)에는 상기 다수개의 관통공(300)에 대응되어 다수개의 나사공(400)이 형성되되, 상기 나사공(400)은 상기 관통공(300)에 하나 걸러 하나씩 대응되어, 두 개의 관통공(300) 당 한 개의 나사공(400)이 형성된다.

즉, 본 발명의 제 2실시예에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스를 시공함에 있어서는, 먼저 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 상부 브라켓(106)에 형성된 관통공(300)들 중, 하부에 대응되는 나사공(400)이 형성되지 않은 관통공(300a)에 앵커볼트(301)를 삽입하여, 상부 콘크리트 블록 하부로 일정 길이만큼 돌출시켜, 상부 및 하부 콘크리트 블록 사이의 간격을 유지시키면서 공극에 충진된 모르타르를 굳힌 후, 충진된 모르타르가 완전히 굳어지면, 이들 삽입된 앵커볼트(301)들을 수거하여, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 이웃하는 관통공(300b)(이때, 이웃하는 관통공(300b) 하부에는, 앞서 설명한 바와 같이, 이와 대응하는 나사공(400)이 하부 브라켓에 형성되어 있다.)에 삽입하여 상기 관통공(300b)을 관통하여 하부에 구비되는 나사공(400)에 삽입 체결함으로써, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 일체로 상호 체결하게 된다.

이를 통해, 본 발명의 제 2실시예에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스는 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 결합력을 더욱 공고히 함과 동시에, 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에서 상대적으로 하중이 집중되는 암거 박스의 상판 및 하판에 인가되는 하중을 효과적으로 분산시킬 수 있게 된다.

즉, 통상 수로나 교량 등에 적용되어 사용되는 상하분리형 구조의 암거 박스에는, 그 사용 과정에서 암거 박스의 상판 및 하판에 주로 많은 하중이 인가되게 되고, 이에 따라 이들 부위의 파손에 의한 설비 불량이 야기되는 경우가 잦은 바, 본 발명에서는 앵커볼트를 이용하여 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 일체로 상호 체결하는 구조를 통해 상하분리형 암거 박스에 인가되는 하중을 좀 더 효과적으로 분산시키고 있다.

도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에서 앵커볼트를 통해 상부 및 하부 콘크리트 블록을 체결하기 이전(a)과 체결한 이후(b)에 암거 박스에 인가되는 힘의 모멘트 변화를 보여주는 도면이다.

도 5의 빗금친 부분은 인가되는 힘의 모멘트 양을 표시하는 것으로서, 도 5에서 확인되는 바와 같이, 본 발명에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에서 상부 및 하부 콘크리트 블록을 상호 체결하기 이전(a)의 상태에 비해, 앵커볼트를 통해 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 상호 체결한 이후 (b)의 경우, 암거 박스의 양쪽 측벽에 인가되는 힘의 모멘트는 일부 증가하는 반면, 암거 박스의 상판과 하판에 인가되는 힘의 모멘트는 상대적으로 감소하고 있음을 확인할 수 있다.

즉, 본 발명의 제 2실시예에서와 같이 앵커볼트를 이용하여 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 일체로 상호 체결하게 되면, 암거 박스의 사용 과정에서 상대적으로 하중이 집중되는 상판과 하판에 인가되는 힘의 모멘트를 효과적으로 분산시켜, 암거 박스의 변형이나 파손 등의 불량 발생을 예방할 수 있으며, 동시에 상대적으로 측벽에 인가되는 힘의 모멘트가 증가되는 현상은 사전에 보강 형성된 브라켓 구조를 통해 효과적으로 해소할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법은, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 접합면 사이의 공극에 충진되어 굳어진 모르타르에 상부 콘크리트 블록으로부터 인가되는 상재하중에 의한 압축력이 직접적으로 인가되도록 구성함으로써 접합면 사이의 공극에 충진된 모르타르에 압축응력이 발생되도록 유도하여, 시공 후의 사용 과정에서 암거 박스에 인가되는 다양한 종류의 인장응력에 대한 저항성을 증가시켜 접합면 사이의 공극에 충진된 모르타르의 균열이나 그로 인한 누수 등의 설비불량을 효과적으로 예방할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.

10 : 상부 측벽 20 : 하부 측벽
30 : EVA폼 40 : 모르타르
11 : 전단키 22 : 결합홈
100 : 상부 콘크리트 블록 200 : 하부 콘크리트 블록
102 : 상판 202 : 하판
104 : 상부 측벽 204 : 하부 측벽
106 : 상부 브라켓 206 : 하부 브라켓
310 : 전단키 320 : 결합홈
330 : EVA폼 340 : 모르타르
301 : 앵커볼트 300(300a, 300b) : 관통공
400 : 나사공

Claims

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상판 및 상기 상판의 양단에서 하부로 연장 형성되는 양 측벽으로 이루어져 전체적으로 '┏┓' 형태의 단면을 갖는 상부 콘크리트 블록과, 하판 및 상기 하판의 양단에서 상부로 연장 형성되는 양 측벽으로 이루어져 전체적으로 '┗┛' 형태의 단면을 갖는 하부 콘크리트 블록으로 이루어지는 상하분리형 프리캐스트 구조물로 제작되는 암거 박스를 시공하는 방법에 있어서,
상기 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하부에는 전단키를 각각 형성하고, 상기 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상부에는 상기 전단키에 대응하는 결합홈을 각각 형성하며, 상기 하부 콘크리트 블록 양 측벽 상부의 결합홈 양측 외곽에는 EVA폼을 구비하고,
상기 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하부와 상기 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상부에 외부로 돌출된 형상의 상부 브라켓 및 하부 브라켓을 각각 형성하되, 상기 상부 브라켓에는 상부 콘크리트 블록의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 앵커볼트가 삽입되는 다수개의 관통공을 형성하여,
시공 현장에서 상기 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 체결하는 과정에서, 상기 관통공에 앵커볼트를 삽입하여 상부 콘크리트 블록 하부로 일정 길이만큼 돌출되도록 고정하여,
상기 앵커볼트에 의해 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 지지된 상태에서, 상기 상부 및 하부 콘크리트 블록 양 측벽 접합면 사이의 공극에 모르타르를 충진하여 굳힌 후,
상기 공극에 충진된 모르타르가 완전히 굳어지면, 상기 관통공에 삽입된 앵커볼트를 제거함으로써, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 접합면 사이의 공극에 충진되어 굳어진 무수축 모르타르에 상부 콘크리트 블록으로부터 인가되는 상재하중에 의한 압축력이 직접적으로 인가되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 시공 방법.
제 4항에 있어서,
상기 앵커볼트는,
상기 EVA폼이 최대로 수축되는 높이의 120% 내지 150% 길이만큼 상기 상부 콘크리트 블록 하부로 돌출되어 고정되는 것을 특징으로 하는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 시공 방법.
상판 및 상기 상판의 양단에서 하부로 연장 형성되는 양 측벽으로 이루어져 전체적으로 '┏┓' 형태의 단면을 갖는 상부 콘크리트 블록과, 하판 및 상기 하판의 양단에서 상부로 연장 형성되는 양 측벽으로 이루어져 전체적으로 '┗┛' 형태의 단면을 갖는 하부 콘크리트 블록으로 이루어지는 상하분리형 프리캐스트 구조물로 제작되는 암거 박스를 시공하는 방법에 있어서,
상기 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하부에는 전단키를 각각 형성하고, 상기 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상부에는 상기 전단키에 대응하는 결합홈을 각각 형성하며, 상기 하부 콘크리트 블록 양 측벽 상부의 결합홈 양측 외곽에는 EVA폼을 구비하고,
상기 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하부와 상기 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상부에 외부로 돌출된 형상의 상부 브라켓 및 하부 브라켓을 각각 형성하되, 상기 상부 브라켓에는 상부 콘크리트 블록의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 앵커볼트가 삽입되는 다수개의 관통공을 형성하고, 상기 하부 브라켓에는, 상기 다수개의 관통공에 대응되는 위치에, 상기 관통공에 하나 걸러 하나씩 대응되도록 두 개의 관통공 당 한 개의 나사공을 형성하여,
시공 현장에서 상기 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 체결하는 과정에서, 상기 다수개의 관통공 중, 대응되는 나사공이 하부 브라켓에 형성되지 않은 관통공에 앵커볼트를 삽입하여 상부 콘크리트 블록 하부로 일정 길이만큼 돌출되도록 고정하여,
상기 앵커볼트에 의해 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 지지된 상태에서, 상기 상부 및 하부 콘크리트 블록 양 측벽 접합면 사이의 공극에 모르타르를 충진하여 굳힌 후,
상기 공극에 충진된 모르타르가 완전히 굳어지면, 상기 관통공에 삽입된 앵커볼트를 수거하여, 상기 앵커볼트가 삽입되었던 관통공에 이웃하며, 대응하는 나사공이 하부 브라켓에 형성된 관통공에 삽입하여 하부에 구비되는 나사공과 상호 체결하는 것을 특징으로 하는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 시공 방법.
제 6항에 있어서,
상기 앵커볼트는,
상기 EVA폼이 최대로 수축되는 높이의 120% 내지 150% 길이만큼 상기 상부 콘크리트 블록 하부로 돌출되어 고정되는 것을 특징으로 하는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 시공 방법.