KR102294962B1 - 상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법 - Google Patents

상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프리캐스트 타입으로 사전 제작되는 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록으로 분리 구성되어 현장 시공 과정에서 모르타르 결합을 통해 체결되는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 있어서, 상기 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 간의 접합면을 형성하는 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상단에 형성되는 접합홈 내부에, 시공 과정에서 상기 접합홈에 충진되어 굳어지는 모르타르의 이탈을 방지하기 위한 강판을 삽설하여, 암거 박스를 구성하는 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 상호 결합 구조를 공고히 유지함으로써, 설치된 암거 박스에 인가되는 힘의 모멘트가 암거 박스 몸체 전반에 균일하게 분산되도록 구성하여, 암거 박스의 전반적인 구조 안정성을 효과적으로 향상시킬 수 있는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법에 관한 것이다.

Description

상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법{Sectionally devided precast culvert box and the construction method thereof}
본 발명은 상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프리캐스트 타입으로 사전 제작되는 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록으로 분리 구성되어 현장 시공 과정에서 모르타르 결합을 통해 체결되는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 있어서, 상기 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 간의 접합면을 형성하는 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상단에 형성되는 접합홈 내부에, 시공 과정에서 상기 접합홈에 충진되어 굳어지는 모르타르의 이탈을 방지하기 위한 강판을 삽설하여, 암거 박스를 구성하는 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 상호 결합 구조를 공고히 유지함으로써, 설치된 암거 박스에 인가되는 힘의 모멘트가 암거 박스 몸체 전반에 균일하게 분산되도록 구성하여, 암거 박스의 전반적인 구조 안정성을 효과적으로 향상시킬 수 있는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법에 관한 것이다.
암거는 우수, 오수 및 농공업 용수 등의 수로를 비롯하여, 전기 통신 및 온냉관로 등의 매설을 위한 지하 공동구, 인도, 차도 및 교량 등의 통행로 및 공항 시설물 제작에도 사용된다.
이러한 암거를 통해 수로, 공동구 및 통행로를 비롯한 각종 구조물을 제작하기 위해서, 종래에는, 현장에서 거푸집에 콘크리트를 타설하여 이를 양생하는 방식 등이 사용되었으나 이러한 현장 타설 방식의 경우, 공사 기간이 길어지게 되어 시공 비용이 증가하고, 공사 기간이 길어지게 됨에 따라 발생하는 통행 불편, 소음, 분진 등 많은 문제점으로 인해, 최근에는 공기 단축 및 경제적 시공을 위해 공장에서 프리캐스트 방식으로 미리 제작한 단위 유닛, 즉, 프리캐스트 암거 박스들을 현장에서 연결, 접합하는 시공 방법이 주로 활용되고 있다.
특히, 통행로 및 공항 시설 등에 적용되는 암거 박스의 경우, 그 크기가 점차 대형화됨에 따라, 프리캐스트 암거 박스의 생산 및 운송 과정에서의 편의를 향상하기 위해 상부 및 하부로 분리된 프리캐스트 암거 박스를 각각 생산하여 운반한 후, 시공 현장에서 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 결합하는 시공 방법이 적용되고 있으며, 일례로, 한국등록실용신안 제 275,110호에서와 같이, 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하부와 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상부에 형성된 요철에 의해 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록이 맞물려 결합하는 구조 등이 제시되고 있다.
그러나, 이와 같은 종래기술은, 하부 콘크리트 블록에 상부 콘크리트 블록이 단순히 얹혀 있는 구조로서, 상부 콘크리트 블록의 자중에 의해 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 간의 결합관계가 유지된다.
즉, 상술한 종래의 암거 박스의 구조는, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 간의 결합부위가 단순히 힌지 구조와 유사한 결합관계를 형성하고 있어, 이와 같은 구조의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 외력이 인가되는 경우, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록이 결합되는 벽체부는 암거 박스에 인가되는 외력을 해소하는 역할을 제대로 수행하지 못하게 되고, 그에 따라 암거 박스에 가해지는 힘의 모멘트가 주로 상부 콘크리트 블록의 상판과 하부 콘크리트 블록의 하판에 집중되어, 암거 박스 전반의 구조 안정성을 유지하기 위해서는, 필연적으로, 상부 콘크리트 블록의 상판과 하부 콘크리트 블록의 하판을 상대적으로 두껍게 형성할 수 밖에 없게 되어, 결과적으로, 콘크리트 블록의 제조 비용이 증가하는 문제가 발생하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 간의 결합 부위에 형성되는 접합홈에 모르타르를 충진하여 굳힘으로써 연결할 수 있으나, 이 경우 역시, 접합홈 내부에 충진되는 모르타르 자체의 강도는 콘크리트 블록의 강도와 유사하거나 또는 더욱 강건한 강도를 갖는 반면에, 접합홈 내벽을 구성하는 콘크리트 블록과 접합홈에 충진된 모르타르 간의 부착력은 상대적으로 약한 결합력을 보이게되어, 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 외력이 작용하게 되는 경우, 접합홈에 충진되어 굳어진 모르타르가 접합홈 내벽으로부터 분리되어 이탈되고, 그에 따라, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록이 분리되는 현상이 발생하여, 여전히 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 전반적인 구조가 불안정하게 되는 문제가 존재한다.
이와 같이, 외력에 의해 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록이 분리되는 문제를 해결하기 위한 보강 구조의 하나로 본 발명의 출원인이 출원한 한국등록특허 제10-2061224호에서는, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 결합부위에 관통공이 형성된 브라켓을 구비하고, 상기 관통공을 통해 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 앵커볼트를 이용하여 상호 체결함으로써, 상부 및 하부 콘크리트 블록이 일체로 거동하게끔 지원하는 보강 구조를 제시하고 있기는 하나, 상기 2,061,224호 특허는, 상대적으로 복잡한 체결 구조와 시공 방법으로 인해 프리캐스트 구조물의 제조 비용이 증가하고 시공 공정이 복잡해진다는 문제점이 있어 왔다.
1. 한국등록실용신안공보 제20-0275110호 (등록일: 2002. 4.30.) "암거용 암거유니트" 2. 한국등록특허공보 제10-2061224호 (등록일: 2019.12.24.) "상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법"
본 발명은 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프리캐스트 타입으로 사전 제작되는 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록으로 분리 구성되어 현장 시공 과정에서 모르타르 결합을 통해 체결되는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 있어서, 상기 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 간의 접합면을 형성하는 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상단에 형성되는 접합홈 내부에, 시공 과정에서 상기 접합홈에 충진되어 굳어지는 모르타르의 이탈을 방지하기 위한 강판을 삽설하여, 암거 박스를 구성하는 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 상호 결합 구조를 공고히 유지함으로써, 설치된 암거 박스에 인가되는 힘의 모멘트가 암거 박스 몸체 전반에 균일하게 분산되도록 구성하여, 암거 박스의 전반적인 구조 안정성을 효과적으로 향상시키도록 구성되는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명에서는, 프리캐스트 타입으로 사전 제작되는 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 시공 현장에서 상호 체결하여 중공 박스형으로 형성되는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 있어서, 상기 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상단에는, 상기 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하단과 맞닿는 접합면에 접합홈이 형성되고, 상기 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하단의 접합면에는, 상기 하부 콘크리트 블록에 형성된 접합홈에 대응하는 위치에, 다수개의 인서트 앵커가 일정 간격으로 삽입되어 구비되며, 상기 접합홈의 내벽에는 서로 마주 보는 위치에 한 쌍의 강판 체결홈이 형성되어, 상기 강판 체결홈에 강판을 끼워 넣어 고정하고, 상기 인서트 앵커에 고장력 볼트를 체결하여, 상기 고장력 볼트가 상기 접합홈 내부로 삽입되도록 상기 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 상호 연결한 후, 상기 접합홈에 모르타르를 충진하여 굳힘으로써 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 체결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스 및 그 시공 방법에서는, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 연결하여 프리캐스트 암거 박스를 시공함에 있어서, 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상부에 형성된 접합홈 내부에, 접합홈에 충진되어 굳어진 모르타르가 접합홈으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 강판을 삽설하여, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록이 일체로 거동하도록 결합부위의 결합력을 공고히 함으로써, 암거 박스에 인가되는 힘의 모멘트가 암거 박스 몸체 전반에 균일하게 분산되도록 하여 암거 박스의 상판 및 하판에 집중되던 힘의 모멘트를 경감시키고, 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 전반적인 구조 안정성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 결합구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 인가되는 힘의 모멘트를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록이 연결되는 접합부의 단면을 각각 보여주고 있는 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 연결하여 모르타르를 충진한 모습을 보여주고 있는 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 인가되는 힘의 모멘트를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스가 연속적으로 배열되어 체결된 모습을 보여주는 측단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 접합부에 삽입 및 고정되는 강판의 다양한 형상을 예로써 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 요소는 제2 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, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 먼저, 종래의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 결합 관계와 종래의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 인가되는 힘의 모멘트를 도 1 및 도 2를 통해 간략히 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 종래기술에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 결합구조를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 종래의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 인가되는 힘의 모멘트를 보여주는 도면이다.
도 1을 살펴보면, 종래의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스는 '┏┓' 형상을 갖는 상부 콘크리트 블록(110)과, '┗┛' 형상의 하부 콘크리트 블록(120)으로 구성되며, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 간의 결합부위에 전단키(111)와 접합홈(121)이 형성되어, 상부 콘크리트 블록(110)이 하부 콘크리트 블록(120) 위에 얹혀지며 결합된다.
이 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 상부 콘크리트 블록의 자중에 의해 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 간의 결합관계가 유지되어, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 간의 결합부위는 단순히 힌지 구조와 유사한 결합 관계를 형성하게 되어, 암거 박스에 인가되는 힘의 모멘트가 주로 상부 콘크리트 블록의 상판과 하부 콘크리트 블록의 하판에 집중되게 된다.
도 2는 종래기술에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 인가되는 힘의 모멘트를 보여주는 도면으로서, 암거 박스에 작용하는 힘의 모멘트를 보다 자세히 살펴보면 다음과 같다.
도 2의 빗금친 부분은, 인가되는 힘의 모멘트 양을 표시하는 것으로서, 도면에서 나타나는 바와 같이, 종래기술에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 경우, 앞서 설명한 측벽의 힌지식 결합 구조로 인해, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록이 결합되는 양측 벽체부에는 상대적으로 매우 작은 양의 모멘트가 인가(A)되는 반면, 암거 박스의 상판 중앙부와 하판 중앙부에는 상대적으로 큰 힘의 모멘트가 집중(B)되고 있음을 확인할 수 있다.
이에 따라, 상술한 구조의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에서는, 하중이 집중되는 상판과 하판의 두께를 상대적으로 두껍게 형성하여 적용할 수 밖에 없으며, 그에 따라 상부 콘크리트 블록 및 하부 콘크리트 블록의 제조 비용이 증가하게 되는 문제가 발생한다.
본 발명은 이와 같은 문제를 효과적으로 해결하기 위한 것으로서, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록으로 분리 구성되는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 있어서, 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상부에 형성된 접합홈 내부에, 시공 과정에서 접합홈에 충진되어 굳어진 모르타르가 접합홈으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 강판을 삽설하여, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 상호 결합 구조를 공고히 유지함으로써, 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 인가되는 힘의 모멘트가 암거 박스의 몸체 전반에 균일하게 분산되도록 구성하여, 암거 박스의 구조 안정성을 향상시키도록 지원한다.
이를 위해, 본 발명에서는, 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상단에는, 상부 암거 박스의 양 측벽 하단과 맞닿는 접합면에 접합홈을 형성하고, 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하단에는 상기 접합홈의 형성 위치에 대응하여 일정한 간격으로 인서트 앵커를 삽입하여 구비하되, 상기 접합홈의 내벽에는 서로 마주 보는 위치에 한 쌍의 강판 체결홈을 형성하여, 상기 한 쌍의 강판 체결홈에 강판을 삽입하고, 상기 인서트 앵커에 고장력 볼트를 삽입, 체결한 후, 상기 고장력 볼트의 헤드부가 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상단에 형성된 접합홈 내부에 삽입되도록 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 연결한 후, 상기 접합홈에 모르타르를 충진하여 굳힘으로써, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 서로 결합하게 되는데, 이에 관해서는 후술되는 도 3 내지 도 6을 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록이 연결되는 접합부의 단면을 각각 보여주고 있는 부분 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 연결하여 모르타르를 충진한 모습을 보여주고 있는 부분 단면도이다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 연결함에 있어서, 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상단에는, 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하단과 맞닿는 접합면에 접합홈을 형성하고, 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하단에는 상기 접합홈의 형성 위치에 대응하여 일정한 간격으로 인서트 앵커를 삽입하여 구비하되, 상기 접합홈의 내벽에는 서로 마주 보는 위치에 한 쌍의 강판 체결홈을 형성하여 상기 한 쌍의 강판 체결홈에 강판을 삽입하고, 상기 인서트 앵커에 고장력 볼트를 삽입, 체결한 후, 상기 고장력 볼트의 헤드부가 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상단에 형성된 접합홈 내부에 삽입되도록 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 연결한 후, 상기 접합홈에 모르타르를 충진하여 굳힘으로써, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록이 서로 결합되도록 구성된다.
도 3 및 도 4를 통해 본 발명에 따른 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 체결 구조를 보다 자세히 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 상부 콘크리트 블록(210)의 측벽 하단에는 인서트 앵커(211)가 삽입되어 있고, 인서트 앵커(211)가 삽입된 상부 콘크리트 블록(210)의 측벽 하단과 맞닿아 접합면을 형성하는 하부 콘크리트 블록(220)의 측벽 상단에는 접합홈(221)이 형성된다.
이때, 상부 콘크리트 블록(210)에 삽입된 인서트 앵커(211)는, 하부 콘크리트 블록(220)의 양 측벽 상단과 맞닿는 접합면에 형성된 접합홈(221)의 형성 위치에 대응하여 일정한 간격으로 배치되도록 구성된다.
이와 같은 구성을 통해 본 발명에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 콘크리트 블록(210)의 양 측벽 하단에 구비되는 인서트 앵커(211)에 고장력 볼트(212)를 체결하고, 이와 대응하는 하부 콘크리트 블록(220)의 접합홈(221) 내벽에 형성된 한 쌍의 강판 체결홈(222)에 강판(223)을 삽입, 체결한 후, 상기 고장력 볼트(212)의 헤드부가 하부 콘크리트 블록(220)의 양 측벽 상단에 형성된 접합홈(221) 내부에 삽입되도록 상부 콘크리트 블록(210)과 하부 콘크리트 블록(220)을 배치하고, 상기 접합홈(221)에 모르타르(230)를 충진하여 굳힘으로써, 서로 맞닿아 접합면을 형성하는 상부 콘크리트 블록(210)과 하부 콘크리트 블록(220)을 상호 접합시켜 일체로 형성하게 된다.
이때, 상기 강판(223)은 자체 탄성을 갖는 강재로 이루어지며, 접합홈(221) 입구로부터 강제로 밀어넣어, 강판(223)의 양단이 상기 한 쌍의 강판 체결홈(222)에 끼워맞춰지도록 함으로써, 삽입된 강판(223)이 자체 탄성에 의해 상기 접합홈(221) 내벽에 형성된 강판 체결홈(222)에 끼워져 고정되게 된다.
또한, 이 과정에서, 상부 콘크리트 블록(210)에 구비된 인서트 앵커(211)에 체결되는 고장력 볼트(212)의 헤드부는, 하부 콘크리트 블록(220)에 형성된 접합홈(221) 내부로 가능한 깊이 삽입되는 것이 보다 공고한 결합을 유도할 수 있으며, 이에 따라 상기 접합홈(221) 내벽에 삽입되는 강판(223)은, 강판(223)의 전·후 공간에 모르타르(230)가 치밀하게 충진되고, 삽입된 강판(223) 사이의 공간을 통해 상기 고장력 볼트(212)의 헤드부가 접합홈(221) 내부에 깊이 삽입될 수 있도록, 다수개의 강판(223)이 서로 일정 간격으로 이격되어 접합홈(221) 내벽에 형성된 강판 체결홈(222)에 체결·고정되도록 구성되며, 이를 위해 본 발명에 따라 상기 접합홈에 삽입되는 강판은, 하부 콘크리트 블록(220)의 접합면에 형성된 접합홈(221)을 따라, 다수개의 강판(223)이 서로 일정 간격으로 이격되어 접합홈(221) 내벽에 형성된 강판 체결홈에 각각 체결·고정되도록 구성될 수 있으며, 이외에도, 도면에 별도로 도시하지는 않았으나, 일정 간격으로 형성된 다수개의 관통홀을 갖는 일자형 강판을 상기 하부 콘크리트 블록(220)의 양 측벽에 형성된 접합홈(221)에 각각 삽입하여 접합홈(221) 내벽에 형성된 강판 체결홈(222)에 체결·고정되도록 구성할 수도 있다.
이와 같은 구조를 통해 본 발명에서는, 상기 강판 체결홈(222)에 강판(223)을 삽입한 후, 모르타르(230)를 충진하여 굳힘으로써, 삽입된 강판(223)의 전·후로 모르타르(230)가 치밀하게 충진되어 굳어져, 접합홈(221) 내에서 강판(223)과 모르타르(230)가 일체로 거동하게 되며, 이로 인해, 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 외력이 작용하는 경우에도, 접합홈(221)에 충진되어 굳어진 모르타르(230)와 강결되어 강판 체결홈(222)에 고정된 강판(223)을 통해, 접합홈(221)으로부터 모르타르(230)의 이탈을 방지하여 상부 콘크리트 블록(210)과 하부 콘크리트 블록(220)이 항상 일체로 거동할 수 있도록 지원하게 되며, 그에 따라 종래의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에서 암거 박스의 상판 및 하판에 주로 집중되던 힘의 모멘트를 암거 박스의 몸체 전반에 균일하게 분산되도록 유도할 수 있다.
즉, 상술한 구성을 통해 본 발명에서는, 접합홈에 충진되어 굳어지는 모르타르가 상부 콘크리트 블록에 체결된 고장력 볼트와 일체로 거동하고, 동시에, 상기 하부 콘크리트 블록에 체결된 강판과 일체로 거동하게 되어, 결과적으로, 상호 연결되는 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 간의 결합 관계가 항상 공고하게 유지됨으로써, 상호 체결된 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록이 항상 일체로 거동하게 되고, 그에 따라 종래의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에서 주로 상판과 하판에 집중되던 힘의 모멘트를 암거 박스 몸체 전반에 균일하게 분산시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.
이때, 서로 연결되는 상부 콘크리트 블록(210)과 하부 콘크리트 블록(220) 중, 일측의 콘크리트 블록의 접합면에는, 접합면의 양단을 따라 신축성 지수판으로 이루어지는 수팽창 지수재(224)를 구비하여 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 간의 접합면 사이의 수밀성을 보조적으로 보완하도록 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 인가되는 힘의 모멘트를 보여주는 도면이다.
즉, 도면의 빗금친 부분으로 표시되는 힘의 모멘트의 크기를 통해 나타나듯이, 본 발명에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 경우, 암거 박스의 상판과 하판 및 벽체부에 비교적 고르게 모멘트가 인가됨을 확인할 수 있다.
이를 도 2에 도시된 종래의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 인가되는 힘의 모멘트와 비교하여 살펴보면, 도 5에 도시된 본 발명의 실시예의 경우, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 결합부위인 벽체부에서 상당한 힘의 모멘트를 해소하고 있으며, 그에 따라, 종래의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에서, 상판과 하판에 집중되던 힘의 모멘트가 눈에 띄게 감소함을 확인할 수 있다.
이와 같은 구조를 통해, 본 발명에서는, 종래의 암거박스와 비교하여, 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 상판과 하판을 상대적으로 얇게 형성하도록 구성하여도 충분히 동일한 하중을 견딜 수 있으므로, 암거 박스의 제조 비용을 감소시키는 동시에, 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 전반적인 구조 건전성을 향상시킬 수 있다.
즉, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스는, 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 간의 결합 부위에서, 상부 콘크리트 블록에 삽입된 인서트 앵커에 고장력 볼트가 체결되어, 고장력 볼트의 헤드부가 하부 콘크리트 블록에 형성된 접합홈 내부로 삽입되고, 상기 접합홈 내벽에는 서로 마주 보는 위치에 한 쌍의 강판 체결홈이 구비되어, 강판 체결홈에 강판을 삽설한 후, 접합홈에 모르타르를 충진하여 굳힘으로써, 접합홈으로부터 모르타르의 이탈을 방지하여 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 일체 거동을 유도함으로써, 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 외력이 작용하는 경우에도, 암거 박스의 상판 및 하판에 집중되는 부담을 경감시켜, 종래의 프리캐스트 암거 박스에 비해 월등히 안정적인 구조를 갖도록 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에서는, 상부 콘크리트 블록의 상판과 하부 콘크리트 블록의 하판에 블록의 너비 방향을 따라 적어도 하나 이상의 강연선(미도시)이 삽설되도록 구성할 수도 있으며, 이를 통해 암거 박스를 구성하는 상판과 하판의 내구성이 보다 공고하게 유지되도록 보강할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스가 연속적으로 배열되어 체결된 모습을 보여주는 측단면도이다.
도 6을 통해, 복수개의 상하분리형 프리캐스트 암거 박스(200a, 200b, 200c)가 연속적으로 체결된 구조물의 측단면을 살펴보면, 상부 콘크리트 블록(210)의 측벽 하단에 삽입되어 구비되는 다수개의 인서트 앵커(211)에는 각각 고장력 볼트(212)가 체결되고, 하부 콘크리트 블록(220)의 측벽 상단에는 접합홈(221)이 형성되며, 상기 접합홈(221) 내벽에는, 앞에서 설명한 바와 같이, 강판 체결홈이 형성되어 접합홈(221) 내부에 강판(223)이 삽설되도록 구성된다.
이러한 상하분리형 프리캐스트 암거 박스를 시공하는 과정에서, 상부 콘크리트 블록(210)의 인서트 앵커(211)에 체결된 고장력 볼트(212)의 헤드부는, 하부 콘크리트 블록(220)에 형성된 접합홈(221) 내부에 삽입되어, 고장력 볼트(212)가 접합홈(221) 내부에 삽입된 강판(223)사이에 배치되도록 상부 콘크리트 블록(210)과 하부 콘크리트 블록(220)이 연결된 후, 접합홈(221)에 모르타르(230)가 충진되어 굳어지며 상부 콘크리트 블록(210)과 하부 콘크리트 블록(220)이 연결되게 되고, 이렇게 상부 콘크리트 블록(210)과 하부 콘크리트 블록(220)이 일체화된 암거 박스를, 도면에 도시된 바와 같이, 연속적으로 배열하여 상호 체결함으로써, 교량 등의 통행로 또는 공항 시설 등에 적용되는 터널 형태의 공동구를 형성하게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스의 접합부에 삽입 및 고정되는 강판의 다양한 형상을 예로써 보여주는 도면이다.
앞서의 도면들을 통해 설명한 실시예들에서는, 접합홈 내부에 삽입 및 고정되는 강판이 아치형으로 이루어진 예에 대해서 도시하고 있으나, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 강판의 형상은 아치형(a), 꺽임형(b) 또는 일자형(c) 등 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 접합홈 내측으로 만곡된 형태의 아치형이나, 또는 접합홈 내측으로 꺽어진 형태의 꺽임형으로 구성하는 경우, 작용하중에 대한 저항력이 상대적으로 클 뿐만 아니라, 강제 끼움을 통해 접합홈에 삽입·고정하는 공정의 수행도 상대적으로 용이해지는 장점이 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 상하분리형 프리캐스트 암거 박스는, 프리캐스트 타입으로 사전 제작되는 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록으로 분리 구성되어 현장 시공 과정에서 모르타르 결합을 통해 체결되는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 있어서, 상기 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록 간의 접합면을 형성하는 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상단에 형성되는 접합홈 내부에, 시공 과정에서 상기 접합홈에 충진되어 굳어지는 모르타르의 이탈을 방지하기 위한 강판을 삽설하여, 암거 박스를 구성하는 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록의 상호 결합 구조를 공고히 유지함으로써, 설치된 암거 박스에 인가되는 힘의 모멘트가 암거 박스 몸체 전반에 균일하게 분산되도록 구성하여, 암거 박스의 전반적인 구조 안정성을 효과적으로 향상시키는 효과가 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.
110, 210 : 상부 콘크리트 블록 111 : 전단키
120, 220 : 하부 콘크리트 블록 121, 221 : 접합홈
200a, 200b, 200c : 상하분리형 프리캐스트 암거 박스
211 : 인서트 앵커 212 : 고장력 볼트
222 : 강판 체결홈 223 : 강판
224 : 수팽창 지수재 230 : 모르타르

Claims (8)

  1. 프리캐스트 타입으로 사전 제작되는 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 시공 현장에서 상호 체결하여 중공 박스형으로 형성되는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 있어서,
    상기 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상단에는, 상기 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하단과 맞닿는 접합면에 접합홈이 형성되고,
    상기 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하단의 접합면에는, 상기 하부 콘크리트 블록에 형성된 접합홈에 대응하는 위치에, 다수개의 인서트 앵커가 일정 간격으로 삽입되어 구비되며,
    상기 접합홈의 내벽에는 서로 마주 보는 위치에 한 쌍의 강판 체결홈이 형성되어,
    상기 강판 체결홈에 일정 간격으로 이격되는 다수개의 강판을 끼워 넣어 고정하고, 상기 인서트 앵커에 고장력 볼트를 체결하여, 상기 일정 간격으로 고정된 다수개의 강판 사이의 공간을 통해 상기 고장력 볼트의 헤드부가 상기 접합홈 내부로 삽입되도록 상기 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 상호 연결한 후,
    상기 접합홈에 모르타르를 충진하여 굳힘으로써 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 체결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스.
  2. 삭제
  3. 프리캐스트 타입으로 사전 제작되는 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 시공 현장에서 상호 체결하여 중공 박스형으로 형성되는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스에 있어서,
    상기 하부 콘크리트 블록의 양 측벽 상단에는, 상기 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하단과 맞닿는 접합면에 접합홈이 형성되고,
    상기 상부 콘크리트 블록의 양 측벽 하단의 접합면에는, 상기 하부 콘크리트 블록에 형성된 접합홈에 대응하는 위치에, 다수개의 인서트 앵커가 일정 간격으로 삽입되어 구비되며,
    상기 접합홈의 내벽에는 서로 마주 보는 위치에 한 쌍의 강판 체결홈이 형성되어,
    상기 강판 체결홈에 일정 간격으로 형성된 다수개의 관통홀을 갖는 일자형 강판을 끼워 넣어 고정하고, 상기 인서트 앵커에 고장력 볼트를 체결하여, 상기 일정 간격으로 강판에 형성된 다수개의 관통홀을 통해 상기 고장력 볼트의 헤드부가 상기 접합홈 내부로 삽입되도록 상기 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 상호 연결한 후,
    상기 접합홈에 모르타르를 충진하여 굳힘으로써 상부 콘크리트 블록과 하부 콘크리트 블록을 체결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 강판은,
    상기 접합홈의 내측으로 만곡된 형태의 아치형 강판 또는 상기 접합홈의 내측으로 꺽어진 형태의 꺽임형 강판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스.
  5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 상부 콘크리트 블록 또는 상기 하부 콘크리트 블록의 접합면에는,
    접합면의 양단을 따라 신축성 지수판으로 이루어지는 수팽창 지수재가 구비되는 것을 특징으로 하는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스.
  6. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 상부 콘크리트 블록의 상판 및 상기 하부 콘크리트 블록의 하판에는,
    상기 콘크리트 블록의 너비 방향을 따라 적어도 하나 이상이 강연선이 삽설되어 구비되는 것을 특징으로 하는 상하분리형 프리캐스트 암거 박스.
  7. 삭제
  8. 삭제
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