KR102418610B1 - 세그먼트 플러그인 방식의 기둥 시공 방법 및 이에 의해 시공되는 기둥 구조물 - Google Patents

Abstract

세그먼트 플러그인 방식의 기둥 시공 방법 및 이에 의해 시공되는 기둥 구조물이 개시되며, 본원의 일 실시예에 따른 세그먼트 플러그인 방식의 기둥 시공 방법은, (a) 매치 캐스트 블록을 제작하는 단계, (b) 상기 매치 캐스트 블록을 하측 거푸집으로 하여 복수 개의 기둥 세그먼트를 제작하는 단계, (c) 시공 현장에서 상기 매치 캐스트 블록을 기초로 기둥의 기초부를 시공하는 단계, (d) 상기 매치 캐스트 블록의 상면에 상기 복수 개의 기둥 세그먼트 중 어느 하나의 기둥 세그먼트를 배치하는 단계 및 (e) 상기 어느 하나의 기둥 세그먼트의 상측에 나머지 기둥 세그먼트를 순차적으로 적층하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

세그먼트 플러그인 방식의 기둥 시공 방법 및 이에 의해 시공되는 기둥 구조물{PILLAR CONSTRUCTION METHOD BASED ON SEGMENT PLUG-IN AND PILLAR STRUCTURE CONSTRUCTED BY THE SAME}

본원은 세그먼트 플러그인 방식의 기둥 시공 방법 및 이에 의해 시공되는 기둥 구조물에 관한 것이다. 예를 들면, 본원은 세그먼트 플러그인 방식의 복합 연속화 조립식 교각 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 교량공사에서 시공되고 있는 교각은 현장타설 콘크리트 구조로, 현장에서 기초 터파기 작업이후, 기초 철근 및 거푸집을 배치한 상태에서 콘크리트를 타설한 뒤 일정 기간 동안 양생기간을 갖도록 하여 기초부를 형성한다. 이 때문에 현장타설 공법은 인력에 의존한 단순 반복작업으로 인해 생산성이 낮은 문제가 있다. 또한 교각은 시공되는 위치에 따라서 시공이 이루어지는 주변에 교통 혼잡을 주며, 배수처리 능력을 요하는 수중공사 등과 같이 작업환경이 열악한 상황에서는 시공관리가 어렵고 부실시공의 우려가 상존한다.

이를 위해 현장에서 기초부 시공을 수행한 이후에 제작된 단위 구조물을 조립하는 방식으로 교각을 시공하는 조립식 교각 시공 기법이 도입되었고, 이러한 조립식 교각 시공 방식은 교각을 이루는 단위 구조물 별로 프리캐스트 타입으로 제작되는 구조물(유닛)이 현장이 아닌 공장 등에서 사전 제작될 수 있으므로 콘크리트의 품질관리가 유리하고, 프리캐스트 유닛을 연속적으로 제작하므로 인력관리 및 거푸집 전용에 유리하며, 프리캐스트 유닛의 제작을 기초부 공사와 병행해서 실시할 수 있으므로 현장타설 방식에 비해서 공기를 단축시킬 수 있다는 이점을 가진다. 또한, 이러한 조립식 교각 공법에 의할 때 품질 향상, 교통 영향 최소화 등의 효과 역시 기대할 수 있다.

한편, 조립식 교각의 교각 세그먼트 간 연결부의 시공은 철근, 강연선 등의 인장 부재의 연결 방법에 따라 시공성이 결정되며, 이와 관련한 다양한 시공 방법이 개발 및 제안되었으나, 시공성의 개선이 여전히 요구된다.

본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1980656호에 개시되어 있다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 철근 연결 작업을 간소화하고, 강연선 등의 긴장재를 통한 포스트 텐션을 통해 구조 성능을 최대화할 수 있는 세그먼트 플러그인 방식의 기둥 시공 방법 및 이에 의해 시공되는 기둥 구조물을 제공하려는 것을 목적으로 한다.

본원은 세그먼트 적층과 동시에 주철근을 연속화하여 시공성을 향상할 수 있는 세그먼트 플러그인 방식의 기둥 시공 방법 및 이에 의해 시공되는 기둥 구조물을 제공하려는 것을 목적으로 한다.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 세그먼트 플러그인 방식의 기둥 시공 방법은, (a) 매치 캐스트 블록을 제작하는 단계, (b) 상기 매치 캐스트 블록을 하측 거푸집으로 하여 복수 개의 기둥 세그먼트를 제작하는 단계, (c) 시공 현장에서 상기 매치 캐스트 블록을 기초로 기둥의 기초부를 시공하는 단계, (d) 상기 매치 캐스트 블록의 상면에 상기 복수 개의 기둥 세그먼트 중 어느 하나의 기둥 세그먼트를 배치하는 단계 및 (e) 상기 어느 하나의 기둥 세그먼트의 상측에 나머지 기둥 세그먼트를 순차적으로 적층하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 매치 캐스트 블록의 상면에는 상기 기둥 세그먼트의 철근 돌출부가 삽입되는 상부 연결부가 함몰 형성될 수 있다.

또한, 상기 기둥 세그먼트에는 상면에 상측에 배치되는 기둥 세그먼트의 상기 철근 돌출부가 삽입되는 철근 연결부가 함몰 형성될 수 있다.

또한, 상기 기둥 세그먼트에는 하단이 상기 기둥 세그먼트의 하면으로부터 일부 하향 돌출되어 상기 철근 돌출부를 형성하는 주철근이 매립될 수 있다.

또한, 상기 (d) 단계는, 하측에 위치한 상기 매치 캐스트 블록의 상기 상부 연결부에 대하여 상측에 위치한 상기 어느 하나의 기둥 세그먼트의 상기 철근 돌출부를 적어도 일부 삽입하는 형태로 상기 어느 하나의 기둥 세그먼트를 배치할 수 있다.

또한, 상기 (e) 단계는, 적층되는 기둥 세그먼트의 상기 철근 돌출부를 하측에 배치된 기둥 세그먼트의 상기 철근 연결부에 삽입하는 방식으로 상기 나머지 기둥 세그먼트를 순차적으로 적층할 수 있다.

또한, 상기 매치 캐스트 블록에는 상하 방향으로 관통 연장되는 블록 측 덕트가 매립될 수 있다.

또한, 상기 기둥 세그먼트에는 상기 블록 측 덕트에 대응되게 상하 방향으로 관통 연장되는 세그먼트 측 덕트가 매립될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 세그먼트 플러그인 방식의 기둥 시공 방법은, (f) 적층된 상기 복수 개의 기둥 세그먼트 각각의 상기 세그먼트 측 덕트 및 상기 블록 측 덕트를 관통하도록 긴장재를 삽입하고 포스트 텐션을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 (a) 단계에서, 상기 매치 캐스트 블록은 하부 연결부를 더 포함하도록 제작될 수 있다.

또한, 상기 (c) 단계는, 상기 기초부의 시공을 위한 기초 철근을 상기 하부 연결부에 삽입하여, 상기 기초부의 내부에 상기 매치 캐스트 블록이 매립되도록 할 수 있다.

또한, 상기 (c) 단계는, (c1) 시공되는 상기 기초부에 대응하여 앵커 프레임을 배치하는 단계, (c2) 상기 앵커 프레임 상에 상기 매치 캐스트 블록을 배치하는 단계, (c3) 상기 기초 철근을 상기 하부 연결부에 삽입하여 배근하는 단계 및 (c4) 상기 기초 철근 및 상기 매치 캐스트 블록을 포위하도록 배치되는 기초부 거푸집에 기초하여 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 (b) 단계는, 상기 기둥 세그먼트에 매립되는 주철근이 상하 방향에 대하여 어느 일측으로 기울어지는 것이 방지되도록 상기 주철근의 상측 또는 상기 철근 연결부를 감싸 수평 방향으로 이동되지 않도록 고정하는 홀이 형성된 지그 구조체를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 지그 구조체는, 상측 지그 및 상기 상측 지그로부터 하측으로 간격을 두고 배치되는 하측 지그를 포함할 수 있다.

또한, 상기 매치 캐스트 블록은, 상하 방향에 직교하는 면 방향을 기준으로 방사형으로 배치되는 복수 개의 상부 연결부 및 복수 개의 블록 측 덕트를 포함할 수 있다.

또한, 상기 기둥 세그먼트에는, 상기 복수 개의 상부 연결부에 대응하는 복수 개의 주철근 및 상기 복수 개의 블록 측 덕트에 대응하는 복수 개의 세그먼트 측 덕트가 각각 매립될 수 있다.

한편, 본원의 일 실시예에 따른 세그먼트 플러그인 방식에 기반하여 시공되는 기둥 구조물은, 기둥 세그먼트의 철근 돌출부가 삽입되는 상부 연결부 및 상하 방향으로 관통 연장되는 블록 측 덕트를 포함하는 매치 캐스트 블록 및 하면으로부터 적어도 일부가 하향 돌출되어 상기 철근 돌출부를 형성하는 주철근 및 상기 블록 측 덕트에 대응되게 상하 방향으로 관통 연장되는 세그먼트 측 덕트가 매립되고, 상기 매치 캐스트 블록을 하측 거푸집으로 하여 제작되는 복수 개의 기둥 세그먼트를 포함할 수 있다.

또한, 상기 기둥 구조물은, 시공 현장에서 상기 매치 캐스트 블록을 기초로 기둥의 기초부를 시공하고, 상기 복수 개의 기둥 세그먼트 중 어느 하나의 기둥 세그먼트의 상기 철근 돌출부가 상기 매치 캐스트 블록의 상기 상부 연결부에 삽입되어 상기 기초부의 상면에 배치되고, 상기 어느 하나의 기둥 세그먼트의 상면에 나머지 기둥 세그먼트를 순차적으로 적층하는 방식으로 시공될 수 있다.

또한, 상기 기둥 세그먼트의 상면에는 상측에 배치되는 기둥 세그먼트의 상기 철근 돌출부가 삽입되는 철근 연결부가 함몰 형성될 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 기둥 세그먼트는, 적층되는 기둥 세그먼트의 상기 철근 돌출부를 하측에 배치된 기둥 세그먼트의 상기 철근 연결부에 삽입하여 상기 나머지 기둥 세그먼트를 순차적으로 적층하는 방식으로 시공될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 세그먼트 플러그인 방식에 기반하여 시공되는 기둥 구조물은, 적층된 상기 복수 개의 기둥 세그먼트 각각의 상기 세그먼트 측 덕트 및 상기 블록 측 덕트를 관통하도록 삽입된 후 포스트 텐션이 수행되는 긴장재를 포함할 수 있다.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 철근 연결 작업을 간소화하고, 강연선 등의 긴장재를 통한 포스트 텐션을 통해 구조 성능을 최대화할 수 있는 세그먼트 플러그인 방식의 기둥 시공 방법 및 이에 의해 시공되는 기둥 구조물을 제공할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 세그먼트 적층과 동시에 주철근을 연속화하여 시공성을 향상할 수 있는 세그먼트 플러그인 방식의 기둥 시공 방법 및 이에 의해 시공되는 기둥 구조물을 제공할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 세그먼트 적층 시에 주철근과 덕트의 수평 및 수직 위치 정합성이 개선될 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 적층되는 기둥 세그먼트와 기초부 사이의 연결 시공성이 향상될 수 있다.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 세그먼트 플러그인 방식에 기반하여 시공되는 기둥 구조물에 대한 정면도 및 측면도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 세그먼트 플러그인 방식에 기반하여 시공되는 기둥 구조물의 매치 캐스트 블록의 세부 구성도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 세그먼트 플러그인 방식에 기반하여 시공되는 기둥 구조물의 복수의 기둥 세그먼트 중 하측 세그먼트의 세부 구성도이다.
도 4는 복수의 기둥 세그먼트 중 하측 세그먼트의 단면도이다.
도 5는 기둥 세그먼트에 매립되는 주철근의 형상을 나타낸 도면이다.
도 6은 기둥 세그먼트의 제작 시 매치 캐스트 블록의 상부 연결부와 상부 연결부에 삽입되는 주철근의 철근 돌출부의 배치를 나타낸 도면이다.
도 7은 기둥 세그먼트의 제작 시 매치 캐스트 블록의 상부 연결부와 상부 연결부에 삽입되는 주철근의 철근 돌출부의 상호 간섭을 방지하기 위해 개재되는 관형 부재를 나타낸 도면이다.
도 8은 기둥 세그먼트의 제작 시 타설되는 콘크리트가 매치 캐스트 블록의 상부 연결부로 침입하지 않도록, 상부 연결부의 개구된 상측과 주철근 사이의 사이 공간을 실링하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 기둥 세그먼트의 제작 시 주철근이 기울어지는 것이 방지되도록 배치되는 지그 구조체를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 기둥 세그먼트의 제작 프로세스를 나타낸 개념도이다.
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 세그먼트 플러그인 방식에 기반하여 시공되는 기둥 구조물의 복수의 기둥 세그먼트 중 상측 세그먼트의 세부 구성도이다.
도 12는 복수의 기둥 세그먼트 중 상측 세그먼트의 단면도이다.
도 13는 기초부에 배치되는 앵커 프레임을 나타낸 도면이다.
도 14는 본원의 일 실시예에 따른 세그먼트 플러그인 방식의 기둥 구조물 시공 방법에 대한 동작 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

참고로, 본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치에 관련된 용어(상하 방향, 상면, 상측, 하향, 하방, 하단 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설명한 것이다. 예를 들면, 도1에서 보았을 때 상하 방향은 12시에서 6시방향일 수 있다. 또한, 도 4 및 도 12에서 보았을 때 상하 방향은 도면의 법선 방향일 수 있다.

다만, 이러한 방향 설정은 본원 구조물의 배치 상태에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 필요에 따라서는 도 1 기준 상향이 수평 방향(좌우 방향)을 향하도록 본원 구조물이 배치될 수 있고, 다른 예로 도 1 기준 상향이 비스듬한 경사 방향을 향하도록 본원 구조물이 배치될 수 있다.

본원은 세그먼트 플러그인 방식의 기둥 시공 방법 및 이에 의해 시공되는 기둥 구조물에 관한 것이다. 예를 들면, 본원은 세그먼트 플러그인 방식의 복합 연속화 조립식 교각 시공 기법에 관한 것이다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 세그먼트 플러그인 방식에 기반하여 시공되는 기둥 구조물에 대한 정면도 및 측면도이다. 구체적으로, 도 1의 (a)는 본원의 일 실시예에 따른 세그먼트 플러그인 방식에 기반하여 시공되는 기둥 구조물(10)(이하, '기둥 구조물(10)'이라 한다.)의 정면도이고, 도 1의 (b)는 기둥 구조물(10)의 측면도를 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 기둥 구조물(10)은 매치 캐스트 블록(100), 복수 개의 기둥 세그먼트(200)를 포함할 수 있다. 또한, 도 1을 참조하면, 기둥 구조물(10)은 매치 캐스트 블록(100)을 기초로 하여 시공되는 기초부(150)의 상측에 복수 개의 기둥 세그먼트(200)를 적층하는 방식으로 시공되는 것일 수 있다.

또한, 도 1을 참조하면, 복수 개의 기둥 세그먼트(200)는 하측 세그먼트(200a) 및 상측 세그먼트(200b)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상측 세그먼트(200b)는 기둥 구조물(10)에 포함된 복수 개의 기둥 세그먼트(200) 중 최상단에 적층되는 세그먼트를 의미하고, 하측 세그먼트(200a)는 기초부(150)와 상측 세그먼트(200b) 사이에 배치(적층)되는 적어도 하나의 기둥 세그먼트(200)를 의미할 수 있다. 달리 말해, 본원에서 개시하는 기둥 구조물(10)은 매치 캐스트 블록(100)을 포함하도록 시공된 기초부(150)의 상측에 적어도 하나의 하측 세그먼트(200a)를 순차적으로 적층하고, 최상단에 상측 세그먼트(200b)를 적층하는 방식으로 시공될 수 있다.

한편, 본원에서 개시하는 '기둥 구조물(10)'은 교량의 교각(pier) 기둥 등 토목 구조물의 기둥을 의미하는 것일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니고, 본원의 구현예에 따라 건축물에서의 공간 형성을 위한 기둥 구조물 등과 같이 기둥으로 정의될 수 있는 다양한 구조물들을 포괄하는 넓은 개념으로 이해될 수 있다.

도 2는 본원의 일 실시예에 따른 세그먼트 플러그인 방식에 기반하여 시공되는 기둥 구조물의 매치 캐스트 블록의 세부 구성도이다.

도 2를 참조하면, 기둥 구조물(10)에 포함되는 기둥 세그먼트(200)를 프리캐스트를 통해 제작하는데 사용되고, 시공 현장에서는 기둥 구조물(10)의 기초부(150) 시공을 위해 매립되는 매치 캐스트 블록(100)은 상부 연결부(110), 블록 측 덕트(120) 및 하측 연결부(130)를 포함하도록 제작될 수 있다.

구체적으로, 매치 캐스트 블록(100)은 기둥 세그먼트(200)의 철근 돌출부(212)가 삽입되는 상부 연결부(110) 및 상하 방향으로 관통 연장되는 블록 측 덕트(120)를 포함할 수 있다. 또한, 매치 캐스트 블록(100)은 기초부(150)의 시공을 위한 기초 철근이 삽입되는 하부 연결부(130)를 포함할 수 있다.

즉, 매치 캐스트 블록(100)은 기둥 세그먼트(200)의 주철근의 철근 돌출부(212)가 삽입되는 상부 연결부(110) 및 후술하는 세그먼트 측 덕트(220)에 대응되는 상하 방향으로 관통 연장된 블록 측 덕트(120)를 포함함으로써 제작장에서 기둥 세그먼트(200)를 제작하기 위한 하측 거푸집으로 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 기초 철근이 삽입되는 하부 연결부(130)를 포함함으로써 시공 현장에서는 복수 개의 기둥 세그먼트(200) 중 첫 번째로 적층되는 기둥 세그먼트가 상측에 배치되는 기초부(150)에 포함될 수 있다.

한편, 본원의 실시예에 관한 이하의 설명에서는, 기둥 구조물(10)이 시공되는 '시공 현장'과 대비하여 프리캐스트 방식으로 매치 캐스트 블록(100)을 기초로 하여 복수 개의 기둥 세그먼트(200)가 제작되는 공간을 '제작장'으로 지칭하도록 하며, 제작장의 용어는 공장 등으로 달리 지칭될 수 있음은 물론이다.

또한, 도 2를 참조하면, 매치 캐스트 블록(100)은 매립되는 블록 측 덕트(120)를 접속 및 지지하기 위한 덕트 연결부(121)를 포함할 수 있다. 또한, 도 2를 참조하면, 매치 캐스트 블록(100)은 기초부(150)의 상면과 기초부(150)의 상측으로 배치되는 기둥 세그먼트(200)가 연속적으로 시공될 수 있도록 기초부(150)의 내부로 적어도 일부 매립되는 형태로 시공될 수 있다.

도 3은 본원의 일 실시예에 따른 세그먼트 플러그인 방식에 기반하여 시공되는 기둥 구조물의 복수의 기둥 세그먼트 중 하측 세그먼트의 세부 구성도이다.

도 3을 참조하면, 복수의 기둥 세그먼트(200) 중 최상단에 적층(배치)되는 상측 세그먼트(200b)가 아닌 하측 세그먼트(200a)의 상면에는 상측에 배치되는 기둥 세그먼트(200)의 철근 돌출부(212)가 삽입되는 철근 연결부(211)가 함몰 형성될 수 있다.

또한, 도 3을 참조하면, 기둥 세그먼트(200)에는 하단이 기둥 세그먼트(200)의 하면으로부터 일부 하향 돌출되어 철근 돌출부(212)를 형성하는 주철근(210)이 매립될 수 있다. 또한, 기둥 세그먼트(200)에는 매치 캐스트 블록(100)의 블록 측 덕트(120)에 대응되게 상하 방향으로 관통 연장되는 세그먼트 측 덕트(220)가 매립될 수 있다.

또한, 도 3을 참조하면, 기둥 세그먼트(200)의 상면에는 매립되는 세그먼트 측 덕트(220)를 접속 및 지지하기 위한 덕트 연결부(221)를 포함할 수 있다. 또한, 도 3을 참조하면, 기둥 세그먼트(200)는 주철근(210)을 감싸는 형태로 배치되는 복수 개의 수평철근(201)을 포함할 수 있다. 여기서, 수평철근(201)은 상하 방향으로 수직 배치되는 주철근(210)에 대하여 배치되는 고리(링)형, 띠형 등의 형상으로 구비될 수 있으며, 본원의 실시예에 따라 띠철근, 전단철근 등으로 달리 지칭될 수 있다.

구체적으로, 매치 캐스트 블록(100)을 하측 거푸집으로 하여 제작되는 기둥 세그먼트(200) 각각은, 주철근(210)의 철근 돌출부(212)를 매치 캐스트 블록(100)의 상측 연결부(110)에 삽입하고, 주철근(210)을 감싸는 수평철근(201)을 배근하고, 주철근(210) 및 수평철근(201)을 포위하도록 배치되는 세그먼트 거푸집(여기서, 하측 거푸집은 매치 캐스트 블록(100)을 이용한다.)에 기초하여 콘크리트를 타설 및 양생하는 방식으로 제작되는 것일 수 있다.

한편, 제작장에서는 복수 개의 기둥 세그먼트(200)가 하나의 매치 캐스트 블록(100)을 활용하여 반복하여 제작되므로, 기둥 세그먼트(200)의 반복 제작에 따라 매치 캐스트 블록(100)의 상부 연결부(110), 블록 측 덕트(120) 등이 손상되는 것을 방지하고, 매치 캐스트 블록(100)의 상부 연결부(110), 블록 측 덕트(120) 등에 타설되는 콘크리트가 인입되는 것을 방지할 수 있는 수단이 요구되며, 이와 관련하여서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 상세히 후술하도록 한다.

도 4는 복수의 기둥 세그먼트 중 하측 세그먼트의 단면도이다. 구체적으로, 도 4의 (a)는 도 3의 'A' 방향을 기준으로 한 단면을 나타내고, 도 4의 (b)는 도 3의 'B' 방향을 기준으로 한 단면을 나타낸 것이다.

본원의 일 실시예에 따르면, 매치 캐스트 블록(100)은 상하 방향에 직교하는 면 방향을 기준으로 방사형으로 배치되는 복수 개의 상부 연결부(110) 및 복수 개의 블록 측 덕트(120)를 포함할 수 있다.

또한, 도 4의 (a)를 참조하면, 복수 개의 기둥 세그먼트(200) 중 하측 세그먼트(200a)에는 매치 캐스트 블록(100)의 복수 개의 상부 연결부(110)에 대응하는 복수 개의 주철근(210) 및 매치 캐스트 블록(100)의 복수 개의 블록 측 덕트(120)에 대응하는 복수 개의 세그먼트 측 덕트(220)가 각각 매립될 수 있다.

구체적으로, 도 4를 참조하면, 기둥 세그먼트(200) 각각은 상하 방향에 직교하는 면 방향을 기준으로 각각 45도의 각도 범위로 이격 배치되는 8개의 주철근(210) 및 각각 90도의 각도 범위로 이격 배치되는 4개의 세그먼트 측 덕트(220)를 포함할 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니며, 시공하려는 기둥 구조물(10)의 직경, 높이 등에 기초하여 주철근(210) 및 세그먼트 측 덕트(220)는 전술한 예시 대비 많은 수 또는 적은 수로 다양하게 구비될 수 있다.

한편, 도 4를 참조하여 이해될 수 있는 바와 같이, 본원에서 개시하는 기둥 구조물(10)은 적층되는 복수 개의 기둥 세그먼트(200)의 철근 돌출부(212) 및 철근 연결부(211)를 통한 철근 삽입 체결 및 세그먼트 측 덕트(220)를 관통하도록 삽입되는 긴장재(예를 들면, 강연선 등)를 통한 포스트 텐션이 조합되는 방식으로 복합 연속화 방식으로 시공됨으로써, 덕트를 통해 관통 삽입되는 긴장재(예를 들면, 강연선 등)에 기반한 포스트 텐션을 수행하지 않는 종래의 시공 방식과 대비하여 기둥 세그먼트(200) 내에 매립되는 철근의 개수가 대폭 감소(축소)될 수 있으며, 마찬가지로 포스트 텐션을 위하여 삽입되는 긴장재의 수 역시 주철근(210)을 통한 철근 삽입 체결을 기초로 한 결합력을 고려하여 감소될 수 있으므로, 기둥 세그먼트(200)의 제작을 위해 소요되는 비용을 저감할 수 있는 이점이 있다.

도 5는 기둥 세그먼트에 매립되는 주철근의 형상을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 주철근(210)은 상단에 형성되는 철근 연결부(211) 및 하단에 형성되는 철근 돌출부(212)를 포함할 수 있다. 즉, 주철근(210)이 매립되는 기둥 세그먼트(200)의 상면에는 해당 기둥 세그먼트(200)의 상측에 배치되는 기둥 세그먼트(200)의 철근 돌출부(212)가 삽입되는 철근 연결부(211)가 함몰 형성될 수 있고, 기둥 세그먼트(200)의 하면으로부터 주철근(210)의 하단이 일부 하향 돌출되어 철근 돌출부(212)를 형성할 수 있다.

또한, 도 5의 철근 연결부(211)에 대한 확대된 도시를 참조하면, 철근 연결부(211)에는 기둥 세그먼트(200)의 적층시 철근 연결부(211)로 삽입된 상측의 기둥 세그먼트(200)의 철근 돌출부(212)와 철근 연결부(211) 사이의 부착력을 제공하기 위한 그라우트(Grout)가 충진될 수 있다. 또한, 철근 연결부(211)의 내주면에는 충진된 그라우트(Grout)에 의한 부착력을 향상시켜 철근 돌출부(212)가 철근 연결부(211)로부터 이탈하는 것을 방지하기 위한 돌기 부재(2111)가 형성될 수 있다. 한편, 본원의 실시예에 관한 설명에서 그라우트(Grout)는 모르타르(몰탈)와 같은 시멘트 재료를 포함하는 충전재를 통칭하는 포괄적인 용어로 이해함이 바람직하다.

또한, 도 5를 참조하면, 주철근(210)의 철근 연결부(211)의 하측 일부 영역과 철근 돌출부(212)의 하단부인 헤드(Head)부의 상측 일부 영역은 부착력을 증대시키기 위하여 이형철근(2101) 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 도 5를 참조하여 전술한 철근 연결부(211)의 구조 및 형상은 적층되는 복수 개의 기둥 세그먼트(200) 중 기초부(150)에 대하여 배치되는 첫 번째 기둥 세그먼트(200)인 하측 세그먼트(200a)의 철근 돌출부(212)가 삽입되는 매치 캐스트 블록(100)의 상부 연결부(110)와 대응되는 것일 수 있으므로, 상부 연결부(110)의 구조 및 형상에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

본원의 일 실시예에 따르면, 복수 개의 기둥 세그먼트(200)는 제작장에서 매치 캐스트 블록(100)에 기초하여 각각 제작된 후 시공 현장으로 이송될 수 있다. 이후, 시공 현장에서는 매치 캐스트 블록(100)이 매립되도록 기초부(150)가 시공되며, 기초부(150)의 상측으로 배치되는 복수 개의 기둥 세그먼트(200) 중 어느 하나의 기둥 세그먼트(200)는 하측에 위치한 매치 캐스트 블록(100)의 상부 연결부(110)에 대하여 철근 돌출부(212)를 적어도 일부 삽입하는 형태로 배치될 수 있다.

또한, 복수 개의 기둥 세그먼트(200) 중 나머지 기둥 세그먼트(200)는 기초부(150)의 상측으로 배치된 전술한 어느 하나의 기둥 세그먼트(200)의 상측에 순차적으로 적층되며, 이 때, 적층되는 기둥 세그먼트(200)의 철근 돌출부(212)를 하측에 배치된 기둥 세그먼트(200)의 철근 연결부(211)에 삽입하는 방식으로 나머지 기둥 세그먼트(200)가 순차적으로 적층되는 것일 수 있다. 한편, 시공 현장에서 순차적으로 적층되는 복수 개의 기둥 세그먼트(200) 중 최상단에 적층되는 기둥 세그먼트(200)는 전술한 상측 세그먼트(200b)일 수 있으며, 상측 세그먼트(200b)는 도 3 및 도 4를 참조하여 전술한 하측 세그먼트(200a)와 상이한 구조로 제작될 수 있으며, 이러한 상측 세그먼트(200b)에 관하여는 도 11 및 도 12를 참조하여 후술하도록 한다.

이하에서는, 도 6 내지 도 8을 참조하여 제작장에서 복수 개의 기둥 세그먼트(200) 각각이 매치 캐스트 블록(100)을 활용하여 반복 제작되는 과정에서, 매치 캐스트 블록(100)의 상부 연결부(110), 블록 측 덕트(120) 등의 손상을 방지하기 위하여 개재되는 관형 부재(1110) 및 매치 캐스트 블록(100)의 상부 연결부(110), 블록 측 덕트(120) 등에 기둥 세그먼트(200)의 제작을 위해 타설되는 콘크리트가 인입되는 것을 방지하기 위한 실링 기법을 설명하도록 한다.

도 6은 기둥 세그먼트의 제작 시 매치 캐스트 블록의 상부 연결부와 상부 연결부에 삽입되는 주철근의 철근 돌출부의 배치를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 매치 캐스트 블록(100)의 상부 연결부(110)는 삽입되는 철근 돌출부(212)의 직경 보다 큰 내부 직경을 갖도록 함몰 형성되며, 이에 따라 상부 연결부(110)에 삽입되는 철근 돌출부(212)와 상부 연결부(110)의 함몰 형성된 내주면 사이에는 소정의 간격 공간(도 6의 A)이 형성될 수 있다.

한편, 도 6을 참조하면, 철근 돌출부(212)는 실제 시공 현장에서 기둥 세그먼트(200)가 적층될 때 상부 연결부(110) 또는 철근 연결부(211)에 충진되는 그라우트(Grout)와의 부착력을 증대시키기 위하여 철근 돌출부(212)의 외주면 적어도 일부에 형성되는 이형철근(2101) 형상의 외면을 포함할 수 있다. 또한, 상측 연결부(110)에도 실제 시공 현장에서 주입되는 그라우트(Grout)와의 부착력을 증대시키기 위한 돌기 부재(111)가 형성될 수 있다.

이와 관련하여, 기둥 세그먼트(200)의 제작 과정에서 상측 연결부(110) 측의 돌기 부재(111)와 제작되는 기둥 세그먼트(200)의 철근 돌출부(212)의 헤드부 또는 이형철근(2101) 형상의 외면이 상호 간섭하게 되어, 상측 연결부(110) 측의 돌기 부재(111), 제작되는 기둥 세그먼트(200)의 철근 돌출부(212)의 헤드부 및 이형철근(2101) 형상의 외면 중 적어도 하나에서 마모 등의 손상이 발생하면, 실제 시공현장에서 충진되는 그라우트(Grout)와의 부착력이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.

도 7은 기둥 세그먼트의 제작 시 매치 캐스트 블록의 상부 연결부와 상부 연결부에 삽입되는 주철근의 철근 돌출부의 상호 간섭을 방지하기 위해 개재되는 관형 부재를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 전술한 기둥 세그먼트(200)의 제작 시 발생 가능한 매치 캐스트 블록(100)의 상부 연결부(110)와 상부 연결부(110)에 삽입되는 주철근(210)의 철근 돌출부(212)의 상호 간섭을 방지하기 위하여, 전술한 간격 공간(A)에는 상부 연결부(110)의 내주면과 철근 돌출부(212)의 외주면 사이의 상호 간섭을 방지하기 위한 관형 부재(1110)가 삽입될 수 있다.

보다 구체적으로, 본원의 일 실시예에 따르면, 상부 연결부(110)의 상향 개구된 내부 공간은 관형 부재(1110)가 내측에 삽입될 수 있도록 철근 돌출부(212)와 상부 연결부(110)의 내주면 사이에 상호 간접 방지 목적으로 소정의 두께를 갖도록 구비된 관형 부재(1110)가 충분히 개재될 수 있는 크기로 형성됨이 바람직하다. 예시적으로, 상부 연결부(110)는 철근 돌출부(212)가 상부 연결부(110)에 삽입된 상태에서 철근 돌출부(212)와 상부 연결부(110)의 내주면 사이의 이격 거리(도 7의 d)는 관형 부재(1110) 부재의 두께 대비 미리 설정된 임계 여유치를 갖도록 설계되는 것일 수 있다.

도 8은 기둥 세그먼트의 제작 시 타설되는 콘크리트가 매치 캐스트 블록의 상부 연결부로 침입하지 않도록, 상부 연결부의 개구된 상측과 주철근 사이의 사이 공간을 실링하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 기둥 세그먼트(200)가 제작되는 과정에서 제작되는 기둥 세그먼트(200)에 매립될 주철근(210)이 상부 연결부(110)에 전술한 관형 부재(1110)가 개재된 상태로 삽입되고 나면, 매치 캐스트 블록(100)을 하측 거푸집으로 하여 매치 캐스트 블록(100)의 상측에 콘크리트가 타설될 수 있다.

다만, 매치 캐스트 블록(100)은 복수 개의 세그먼트 블록(100)의 제작에 반복적으로 사용될 수 있으므로, 상부 연결부(110)의 상향 개구된 내부 공간에는 특정 기둥 세그먼트(200)의 제작 시에 타설되는 콘크리트의 인입(침입)이 방지되어야 한다.

따라서, 철근 돌출부(212)가 상부 연결부(110)에 삽입된 후, 상부 연결부(110)의 상향 개구된 내부 공간을 실링할 수 있도록 와셔 부재(1120)가 주철근(210)의 외측에 배치될 수 있다. 다만, 와셔 부재(1120)의 배치 후에도 주철근(210)과 와셔 부재(1120) 사이에는 틈새 공간(1130)이 형성될 수 있으므로, 도 8을 참조하면, 틈새 공간(1130)이 실리콘 등의 실링 부재를 도포하는 방식 등을 통해 메워진 후 콘크리트의 타설이 수행될 수 있다. 또한, 철근 돌출부(212)는 콘크리트, 실리콘 등의 이물질이 부착되는 것이 방지되도록 비닐과 같은 임시적인 커버 부재로 감싸 가고정될 수 있다.

이하에서는, 도 9를 참조하여, 기둥 세그먼트(200)의 제작 시, 매치 캐스트 블록(100)의 상부 연결부(110)에 철근 돌출부(212)가 삽입되는 형태로 수직으로 배치되는 주철근(210)의 기울어짐을 방지하기 위한 지그 구조체의 형상 및 기능을 설명하도록 한다.

도 9는 기둥 세그먼트의 제작 시 주철근이 기울어지는 것이 방지되도록 배치되는 지그 구조체를 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 기둥 세그먼트(200)의 제작 시, 기둥 세그먼트(200)에 매립되는 주철근(210)이 상하 방향에 대하여 어느 일측으로 기울어지는 것이 방지되도록 주철근(210)의 상측 또는 철근 연결부(211)를 감싸 수평 방향으로 이동되지 않도록 고정하는 홀이 형성된 지그 구조체(240)가 배치될 수 있다.

또한, 도 9를 참조하면, 지그 구조체(240)는 상측 지그(241) 및 상측 지그(241)로부터 하측으로 간격을 두고 배치되는 하측 지그(242)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 지그 구조체(240)는 복수 개의 기둥 세그먼트(200) 각각에 매립되는 주철근(210)과 세그먼트 측 덕트(220)가 전체 기둥 구조물(10)의 상하 방향을 따라 연속적으로 배치되는 수평 및 수직 위치 정합성을 확보하기 위한 것일 수 있다.

구체적으로, 상측 지그(241) 및 하측 지그(242) 각각에는 매치 캐스트 블록(100)에 형성된 상부 연결부(110)와 블록 측 덕트(120)와 대응되는 위치에 형성된 복수의 홀을 포함하며, 상하 방향을 따라 소정의 간격을 두고 이격 배치되어, 주철근(210) 및 세그먼트 측 덕트(220) 중 적어도 하나를 소정의 간격에 대응하는 서로 다른 두 위치에서 각각 지지함으로써 주철근(210) 및 세그먼트 측 덕트(220)의 수평 및 수직 위치 정합성이 보다 정확하게 확보되는 것일 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니고, 본원의 구현예에 따라 지그 구조체(240)는 상하 방향으로 서로 간격을 두고 배치되는 3 개 이상의 단위 지그를 포함하도록 설계되는 것일 수 있다.

도 10은 기둥 세그먼트의 제작 프로세스를 나타낸 개념도이다.

도 10을 참조하여 전술한 기둥 세그먼트(200)의 제작 과정을 종합하면, 복수 개의 기둥 세그먼트(200) 각각은 도 10의 (a)와 같이 제작된 매치 캐스트 블록(100)의 상측의 상부 연결부(110)에 주철근(210)의 철근 돌출부(212)를 삽입하고, 배치된 주철근(210)을 감싸는 수평철근(201)을 배치하여 배근하고(도 10의 (b)), 주철근(210) 및 수평철근(201)을 포위하도록 형성되는 세그먼트 거푸집 및 하측 거푸집인 매치 캐스트 블록(100)에 기초하여 콘크리트를 타설 및 양생(도 10의 (c))하는 방식으로 제작장에서 각각 제작될 수 있다.

이하에서는 도 11 및 도 12를 참조하여, 상측 세그먼트(200b)의 형상 및 구조에 관해 설명하도록 한다.

도 11은 본원의 일 실시예에 따른 세그먼트 플러그인 방식에 기반하여 시공되는 기둥 구조물의 복수의 기둥 세그먼트 중 상측 세그먼트의 세부 구성도이고, 도 12는 복수의 기둥 세그먼트 중 상측 세그먼트의 단면도이다. 구체적으로, 도 12는 도 11의 'A' 방향을 기준으로 한 단면을 나타낸 것이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 상측 세그먼트(200b)는 전술한 하부 세그먼트(200a)와 달리 상측에 다른 기둥 세그먼트가 적층되지 않으므로, 하부 세그먼트(200a)의 상면에 형성되는 철근 연결부(211) 및 덕트 연결부(221)가 미형성될 수 있다. 또한, 도 11 및 도 12를 참조하면, 상측 세그먼트(200b)에는 가력기가 연결되는 연결부(슬리브, Sleeve)가 관통 형성될 수 있다.

이하에서는 도 13을 참조하여 시공 현장에서 매치 캐스트 블록(100)을 기초로 기둥의 기초부(150)가 시공되는 프로세스를 설명하도록 한다.

도 13은 기초부에 배치되는 앵커 프레임을 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 13의 (a)는 앵커 프레임(151)을 정면에서 바라본 정면도이고, 도 13의 (b)는 앵커 프레임(151)을 상측에서 바라본 평면도이다.

도 13을 참조하면, 앵커 프레임(151)은 복수 개의 수직 프레임(1511) 및 적어도 하나의 수평 플레이트(1512)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 앵커 프레임(151)은 기둥 구조물(10)의 기초부(150)를 미리 설정된 높이로 형성하기 위해 사용되는 높이 조절용 부재로 기능할 수 있으며, 기초부(150)의 시공 시 앵커 프레임(151)의 상면에 사전 제작된 매치 캐스트 블록(100)이 배치되는 것일 수 있다. 또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 앵커 프레임(151)은 매치 캐스트 블록(100)이 시공 완료된 기초부(150)에 대하여 적어도 일부 매립될 수 있는 높이로 배치됨이 바람직할 수 있다.

또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 앵커 프레임(151)의 수평 플레이트(1512)에는 기초부(150)의 시공을 위한 기초 철근 및 관통 삽입되는 덕트가 각각 통과하기 위한 복수의 홀이 매치 캐스트 블록(100)에 형성된 하측 연결부(130) 및 블록 측 덕트(120)에 대응하는 위치 및 크기로 형성될 수 있다.

구체적으로, 앵커 프레임(151)은 시공되는 기둥 구조물(10)의 기초부(150)에 대응하여 시공 현장에서 배치될 수 있다. 또한, 앵커 프레임(151) 상에는 매치 캐스트 블록(100)이 배치될 수 있다. 또한, 매치 캐스트 블록(100)이 배치되고 나면, 기초부(150)의 시공을 위한 기초 철근이 매치 캐스트 블록(100)의 하부 연결부(130)에 삽입되는 배근이 수행될 수 있다. 이어서, 삽입된 기초 철근과 매치 캐스트 블록(100)을 포위하도록 배치되는 기초부 거푸집에 기초하여 콘크리트를 타설 및 양생함으로써 기초부(150)가 시공되는 것일 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 매치 캐스트 블록(100)의 하부 연결부(130)와 기초부(150)를 이루는 기초 철근은 하부 연결부(130)와 삽입되는 기초 철근 사이에 개재되는 중간 커플러(미도시)를 매개로 하여 배근되는 것일 수 있다.

구체적으로, 중간 커플러(미도시)는 내부가 상하 방향으로 관통 형성되어 기초 철근의 일단부(상단부)가 삽입될 수 있으며, 중간 커플러(미도시)의 외면은 하부 연결부(130)에 삽입될 수 있는 규격으로 구비되는 것일 수 있다. 또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 중간 커플러(미도시)에는 매치 캐스트 블록(100)의 하부 연결부(130)와 접촉하는 외주면 및 기초 철근의 삽입된 외면과 접촉하는 내주면에 모두 나사산이 형성될 수 있다.

또한, 중간 커플러(미도시)가 하부 연결부(130)와 기초 철근 사이에 개재된 상태에서 중간 커플러(미도시)를 제1방향으로 회전시키면 중간 커플러(미도시)가 하부 연결부(130) 및 기초 철근에 대하여 모두 조여지고, 전술한 제1방향과 대향하는 제2방향으로 중간 커플러(미도시)를 회전시키면 중간 커플러(미도시)가 하부 연결부(130) 및 기초 철근에 대하여 모두 풀리는 방향으로 중간 커플러(미도시)의 외주면에 형성된 외주 나사산 및 중간 커플러(미도시)의 내주면에 형성된 내주 나사산이 형성되는 것일 수 있다. 여기서, 제1방향 및 제2방향은 예시적으로 시계 방향 또는 반시계 방향을 의미하는 것일 수 있다.

보다 구체적으로, 중간 커플러(미도시)를 제1방향으로 회전시키는 경우, 외주 나사산은 하부 연결부(130)의 내면을 따라 회전하여 중간 커플러(미도시)가 하부 연결부(130)의 함몰 형성된 내측 공간을 따라 상향 이동됨으로써 중간 커플러(미도시)가 하부 연결부(130)에 대하여 조여지고, 내주 나사산은 기초 철근의 외면(기초 철근의 외주면에 형성된 나사산)을 따라 회전(예를 들면 제2 방향)하여 기초 철근이 중간 커플러(미도시)의 내주면을 따라 상향 이동됨으로써 기초 철근이 중간 커플러(미도시)에 대하여 조여지는 것일 수 있다.

반대로, 중간 커플러(미도시)를 제2방향으로 회전시키는 경우, 외주 나사산은 하부 연결부(130)의 내면을 따라 전술한 방향과 반대 방향으로 회전하여 중간 커플러(미도시)가 하부 연결부(130)의 함몰 형성된 내측 공간을 따라 하향 이동됨으로써 중간 커플러(미도시)가 하부 연결부(130)에 대하여 조임이 해제되고, 내주 나사산은 기초 철근의 외면(기초 철근의 외주면에 형성된 나사산)을 따라 전술한 방향과 반대 방향(제1 방향)으로 회전하여 기초 철근이 중간 커플러(미도시)의 내주면을 따라 하향 이동됨으로써 기초 철근이 중간 커플러(미도시)에 대하여 조임이 해제되는 것일 수 있다.

이와 관련하여, 상술한 도 1의 (b)를 참조하여 이해될 수 있는 바와 같이, 기초부(150)의 시공을 위해 배근되는 기초 철근은 직선 형상의 기초 철근 뿐만 아니라, 적어도 일부가 절곡(만곡)된 형태의 기초 철근을 포함할 수 있으므로, 매치 캐스트 블록(100)의 하부 연결부(130)에 절곡(만곡)된 형태의 기초 철근의 단부를 삽입하여 기초 철근 자체를 회전시켜 하부 연결부(130)와 기초 철근이 조여지도록 하는 방식은 주변 간섭 등으로 인해 어려움이 있을 수 있고, 이러한 문제는 기초부(150)가 시공되는 영역의 공간적 제약에 따라 보다 극심할 수 있다.

이를 고려하여 본원에서는, 매치 캐스트 블록(100)의 하부 연결부(130)와 기초 철근 사이에 개재되며, 제1방향으로 회전시키면 하부 연결부(130)와 기초 철근에 대하여 모두 조여지게 구비(외주 나사산 및 내주 나사산이 형성)되고, 제1방향과 대향하는 제2방향으로 회전시키면 하부 연결부(130)와 기초 철근에 대하여 모두 풀리게 구비(외주 나사산 및 내주 나사산이 형성)되는 중간 커플러(미도시)를 매개로 하여 기초부(150)의 시공을 위한 기초 철근을 하부 연결부(130)에 접속함으로써, 절곡(만곡)된 형태의 기초 철근에 대한 시공 편의성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.

도 14는 본원의 일 실시예에 따른 세그먼트 플러그인 방식의 기둥 구조물 시공 방법에 대한 동작 흐름도이다.

도 14를 참조하면, 단계 S11에서는 (a) 매치 캐스트 블록(100)을 제작할 수 있다. 또한, 단계 S11을 통해 제작되는 매치 캐스트 블록(100)의 상면에는 기둥 세그먼트의 철근 돌출부가 삽입되는 상부 연결부가 매치 캐스트 블록(100)의 내측으로 함몰 형성될 수 있다. 또한, 단계 S11을 통해 제작되는 매치 캐스트 블록(100)에는 상하 방향으로 관통 연장되는 블록 측 덕트가 매립될 수 있다. 또한, 단계 S11을 통해 제작되는 매치 캐스트 블록(100)의 하면에는 기초부(150)의 시공을 위한 기초 철근이 삽입되는 하부 연결부가 매치 캐스트 블록(100)의 내측으로 함몰 형성될 수 있다.

다음으로, 단계 S12에서는 (b) 매치 캐스트 블록(100)을 하측 거푸집으로 하여 복수 개의 기둥 세그먼트(200)를 제작할 수 있다. 또한, 단계 S12를 통해 제작되는 기둥 세그먼트(200)의 상면에는 상측에 배치되는 기둥 세그먼트(200)의 철근 돌출부(212)가 삽입되는 철근 연결부(211)가 함몰 형성될 수 있다. 또한, 단계 S12를 통해 제작되는 기둥 세그먼트(200)에는 하단이 기둥 세그먼트(200)의 하면으로부터 일부 하향 돌출되어 철근 돌출부(212)를 형성하는 주철근(210)이 매립될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 단계 S12에서는 기둥 세그먼트(200)에 매립되는 주철근(210)이 상하 방향에 대하여 어느 일측으로 기울어지는 것이 방지되도록 주철근(210)의 상측 또는 철근 연결부(211)를 감싸 수평 방향으로 이동되지 않도록 고정하는 홀이 형성된 지그 구조체(240)가 배치될 수 있다. 여기서, 지그 구조체(240)는 상측 지그(241) 및 상측 지그(241)로부터 하측으로 간격을 두고 배치되는 하측 지그(242)를 포함할 수 있다.

다음으로, 단계 S13에서는 (c) 시공 현장에서 매치 캐스트 블록(100)을 기초로 기둥의 기초부(150)를 시공할 수 있다.

구체적으로, 단계 S13에서는 (c1) 시공되는 기초부(150)에 대응하여 앵커 프레임(151)을 배치할 수 있다. 또한, 단계 S13에서는 (c2) 앵커 프레임(151) 상에 매치 캐스트 블록(100)을 배치할 수 있다. 또한, 단계 S13에서는 (c3) 기초 철근을 하부 연결부(130)에 삽입하여 배근할 수 있다. 또한, 단계 S13에서는 (c4) 기초 철근 및 매치 캐스트 블록(100)을 포위하도록 배치되는 기초부 거푸집에 기초하여 콘크리트를 타설 및 양생하여 기초부(150)가 시공될 수 있다.

다음으로, 단계 S14에서는 (d) 매치 캐스트 블록의 상면에 상기 복수 개의 기둥 세그먼트 중 어느 하나의 기둥 세그먼트를 배치할 수 있다. 여기서, 어느 하나의 기둥 세그먼트(200)는 하측 세그먼트(200a)일 수 있다.

구체적으로, 단계 S14는 하측에 위치한 매치 캐스트 블록(100)의 상부 연결부(110)에 대하여 상측에 위치한 어느 하나의 기둥 세그먼트(200)의 철근 돌출부(212)를 적어도 일부 삽입하는 형태로 어느 하나의 기둥 세그먼트(200)를 배치하는 것일 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 단계 S14는 상부 연결부(110)의 상향 개구된 내측 공간에 그라우트(Grout)를 주입하고, 매치 캐스트 블록(100)과 어느 하나의 기둥 세그먼트(200)의 접합면에 대하여 에폭시(Epoxy)를 도포한 후, 어느 하나의 기둥 세그먼트(200)의 철근 돌출부(212)를 상부 연결부(110)에 삽입하는 방식으로 수행될 수 있다.

다음으로, 단계 S15에서는 (e) 배치된 어느 하나의 기둥 세그먼트(200)의 상측에 나머지 기둥 세그먼트(200)를 순차적으로 적층할 수 있다.

구체적으로, 단계 S15는 적층되는 기둥 세그먼트(200)의 철근 돌출부(212)를 하측에 배치된 기둥 세그먼트(200)의 철근 연결부(211)에 삽입하는 방식으로 나머지 기둥 세그먼트(200)를 순차적으로 적층할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 단계 S15는 하측에 배치된 기둥 세그먼트(200)의 철근 연결부(211)의 상향 개구된 내측 공간에 그라우트(Grout)를 주입하고, 하측에 배치된 기둥 세그먼트(200)와 적층되는 기둥 세그먼트(200)의 접합면에 대하여 에폭시(Epoxy)를 도포한 후, 적층되는 기둥 세그먼트(200)의 철근 돌출부(212)를 하측에 배치된 기둥 세그먼트(200)의 철근 연결부(211)에 삽입하는 방식으로 수행될 수 있다.

다음으로, 단계 S16에서는 (f) 적층된 복수 개의 기둥 세그먼트(200) 각각의 세그먼트 측 덕트(220) 및 매치 캐스트 블록(100)의 블록 측 덕트(120)를 관통하도록 긴장재를 삽입하고 포스트 텐션을 수행할 수 있다. 여기서, 긴장재는 강연선 등을 포함할 수 있으며, 포스트 텐션에 의해 기둥 구조물(10)의 기둥-기초 간 일체화가 수행되는 것일 수 있다.

이와 관련하여, 본원에서 개시하는 세그먼트 플러그인 방식의 기둥 구조물 시공 방법에 의할 때, 철근 연결부(211) 및 철근 돌출부(212)를 이용하여 기둥 세그먼트(200) 각각에 대하여 매립되는 철근을 순차적으로 연결하는 방식(플러그인 방식)으로 기둥 세그먼트가 적층되고, 이후 기둥 세그먼트(200) 및 매치 캐스트 블록(100) 각각을 관통하여 연장되도록 형성되는 세그먼트 측 덕트(220) 및 블록 측 덕트(120)를 모두 통과하도록 삽입되는 긴장재를 통한 포스트 텐션이 후속하여 수행됨으로써, 가설시 안정성을 확보하면서도 휨 강도 및 내진 성능을 증가시킬 수 있으며, 접합부 소요 압축 응력 역시 도입될 수 있는 이점이 있다.

특히, 본원에서 개시하는 세그먼트 플러그인 방식의 기둥 구조물 시공 방법은 철근 삽입 체결과 포스트 텐션을 조합한 시공 방식으로서, 포스트 텐션이 수행되지 않는 종래 시공 방식 대비 기둥 세그먼트 각각에 매립되는 주철근의 개수를 감소시켜 제작 비용을 저감할 수 있는 효과가 있다.

상술한 설명에서, 단계 S11 내지 S16은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 세그먼트 플러그인 방식에 기반하여 시공되는 기둥 구조물
100: 매치 캐스트 블록
110: 상부 연결부
120: 블록 측 덕트
130: 하측 연결부
200: 기둥 세그먼트
201: 수평철근
210: 주철근
211: 철근 연결부
212: 철근 돌출부
220: 세그먼트 측 덕트
240: 지그 구조체
150: 기초부
151: 앵커 프레임

Claims (12)

1. 세그먼트 플러그인 방식의 기둥 구조물 시공 방법으로서,
   (a) 매치 캐스트 블록을 제작하는 단계;
   (b) 상기 매치 캐스트 블록을 하측 거푸집으로 하여 복수 개의 기둥 세그먼트를 제작하는 단계;
   (c) 시공 현장에서 상기 매치 캐스트 블록을 기초로 기둥의 기초부를 시공하는 단계;
   (d) 상기 매치 캐스트 블록의 상면에 상기 복수 개의 기둥 세그먼트 중 어느 하나의 기둥 세그먼트를 배치하는 단계; 및
   (e) 상기 어느 하나의 기둥 세그먼트의 상측에 나머지 기둥 세그먼트를 순차적으로 적층하는 단계,
   를 포함하고,
   상기 매치 캐스트 블록의 상면에는 상기 기둥 세그먼트의 철근 돌출부가 삽입되는 상부 연결부가 함몰 형성되고,
   상기 기둥 세그먼트의 상면에는 상측에 배치되는 기둥 세그먼트의 상기 철근 돌출부가 삽입되는 철근 연결부가 함몰 형성되고, 상기 기둥 세그먼트에는 하단이 상기 기둥 세그먼트의 하면으로부터 일부 하향 돌출되어 상기 철근 돌출부를 형성하는 주철근이 매립되고,
   상기 (d) 단계는,
   하측에 위치한 상기 매치 캐스트 블록의 상기 상부 연결부에 대하여 상측에 위치한 상기 어느 하나의 기둥 세그먼트의 상기 철근 돌출부를 적어도 일부 삽입하는 형태로 상기 어느 하나의 기둥 세그먼트를 배치하는 것이고,
   상기 매치 캐스트 블록에는 상하 방향으로 관통 연장되는 블록 측 덕트가 매립되고,
   상기 기둥 세그먼트에는 상기 블록 측 덕트에 대응되게 상하 방향으로 관통 연장되는 세그먼트 측 덕트가 매립되고,
   (f) 적층된 상기 복수 개의 기둥 세그먼트 각각의 상기 세그먼트 측 덕트 및 상기 블록 측 덕트를 관통하도록 긴장재를 삽입하고 포스트 텐션을 수행하는 단계,
   를 더 포함하고,
   상기 (b) 단계는,
   상기 상부 연결부에 삽입되는 상기 철근 돌출부와 상기 상부 연결부의 함몰 형성된 내주면 사이에 형성되는 간격 공간에 관형 부재를 삽입하는 단계; 및
   상기 상부 연결부의 상향 개구된 내부 공간을 실링하도록 상기 주철근의 외측에 와셔 부재를 배치하는 단계,
   를 포함하고,
   상기 상부 연결부는, 상기 철근 돌출부가 상기 상부 연결부에 삽입된 상태에서, 상기 철근 돌출부의 외주면과 상기 함몰 형성된 내주면 사이의 이격 거리가 상기 관형 부재의 두께 대비 임계 여유치를 가지도록 구비되고,
   상기 (a) 단계에서, 상기 매치 캐스트 블록은 하부 연결부를 더 포함하도록 제작되고,
   상기 (c) 단계는,
   상기 하부 연결부와 상기 기초부의 시공을 위한 기초 철근 사이에 개재되는 중간 커플러를 매개로 하여 상기 기초 철근을 상기 하부 연결부에 접속함으로써 상기 기초부의 내부에 상기 매치 캐스트 블록이 매립되도록 하는 것이고,
   상기 중간 커플러는,
   제1방향으로 회전시키면 상기 하부 연결부 및 상기 기초 철근에 대하여 조여지고, 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 회전시키면 상기 하부 연결부 및 상기 기초 철근에 대하여 조임이 해제되도록 상기 하부 연결부와 접촉하는 외주면 및 상기 기초 철근의 삽입된 외면과 접촉하는 내주면에 나사산이 형성되는 것인, 기둥 시공방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 (e) 단계는,
   적층되는 기둥 세그먼트의 상기 철근 돌출부를 하측에 배치된 기둥 세그먼트의 상기 철근 연결부에 삽입하는 방식으로 상기 나머지 기둥 세그먼트를 순차적으로 적층하는 것인, 기둥 시공 방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 (c) 단계는,
   (c1) 시공되는 상기 기초부에 대응하여 앵커 프레임을 배치하는 단계;
   (c2) 상기 앵커 프레임 상에 상기 매치 캐스트 블록을 배치하는 단계;
   (c3) 상기 기초 철근을 상기 하부 연결부에 삽입하여 배근하는 단계; 및
   (c4) 상기 기초 철근 및 상기 매치 캐스트 블록을 포위하도록 배치되는 기초부 거푸집에 기초하여 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계,
   를 포함하는 것인, 기둥 시공 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 (b) 단계는,
   상기 기둥 세그먼트에 매립되는 주철근이 상하 방향에 대하여 어느 일측으로 기울어지는 것이 방지되도록 상기 주철근의 상측 또는 상기 철근 연결부를 감싸 수평 방향으로 이동되지 않도록 고정하는 홀이 형성된 지그 구조체를 배치하는 단계,
   를 포함하는 것인, 기둥 시공 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 지그 구조체는, 상측 지그 및 상기 상측 지그로부터 하측으로 간격을 두고 배치되는 하측 지그를 포함하는 것인, 기둥 시공 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 매치 캐스트 블록은, 상하 방향에 직교하는 면 방향을 기준으로 방사형으로 배치되는 복수 개의 상부 연결부 및 복수 개의 블록 측 덕트를 포함하고,
   상기 기둥 세그먼트에는, 상기 복수 개의 상부 연결부에 대응하는 복수 개의 주철근 및 상기 복수 개의 블록 측 덕트에 대응하는 복수 개의 세그먼트 측 덕트가 각각 매립되는 것인, 기둥 시공 방법.
10. 세그먼트 플러그인 방식에 기반하여 시공되는 기둥 구조물로서,
    기둥 세그먼트의 철근 돌출부가 삽입되는 상부 연결부 및 상하 방향으로 관통 연장되는 블록 측 덕트를 포함하는 매치 캐스트 블록; 및
    하면으로부터 적어도 일부가 하향 돌출되어 상기 철근 돌출부를 형성하는 주철근 및 상기 블록 측 덕트에 대응되게 상하 방향으로 관통 연장되는 세그먼트 측 덕트가 매립되고, 상기 매치 캐스트 블록을 하측 거푸집으로 하여 제작되는 복수 개의 기둥 세그먼트,
    를 포함하고,
    상기 기둥 구조물은,
    시공 현장에서 상기 매치 캐스트 블록을 기초로 기둥의 기초부를 시공하고, 상기 복수 개의 기둥 세그먼트 중 어느 하나의 기둥 세그먼트의 상기 철근 돌출부가 상기 매치 캐스트 블록의 상기 상부 연결부에 삽입되어 상기 기초부의 상면에 배치되고, 상기 어느 하나의 기둥 세그먼트의 상면에 나머지 기둥 세그먼트를 순차적으로 적층하는 방식으로 시공되는 것이고,
    적층된 상기 복수 개의 기둥 세그먼트 각각의 상기 세그먼트 측 덕트 및 상기 블록 측 덕트를 관통하도록 삽입된 후 포스트 텐션이 수행되는 긴장재,
    를 더 포함하고,
    상기 매치 캐스트 블록을 하측 거푸집으로 한 상기 기둥 세그먼트의 제작 시, 상기 상부 연결부에 삽입되는 상기 철근 돌출부와 상기 상부 연결부의 함몰 형성된 내주면 사이에 형성되는 간격 공간에는 관형 부재가 삽입되며, 상기 상부 연결부의 상향 개구된 내부 공간을 실링하도록 상기 주철근의 외측에는 와셔 부재가 배치되고,
    상기 상부 연결부는, 상기 철근 돌출부가 상기 상부 연결부에 삽입된 상태에서, 상기 철근 돌출부의 외주면과 상기 함몰 형성된 내주면 사이의 이격 거리가 상기 관형 부재의 두께 대비 임계 여유치를 가지도록 구비되고,
    상기 매치 캐스트 블록은 하부 연결부를 더 포함하도록 제작되고,
    상기 기초부의 시공시, 상기 하부 연결부와 상기 기초부의 시공을 위한 기초 철근 사이에 개재되는 중간 커플러를 매개로 하여 상기 기초 철근이 상기 하부 연결부에 접속됨으로써, 상기 기초부의 내부에 상기 매치 캐스트 블록이 매립되는 것이고,
    상기 중간 커플러는,
    제1방향으로 회전시키면 상기 하부 연결부 및 상기 기초 철근에 대하여 조여지고, 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 회전시키면 상기 하부 연결부 및 상기 기초 철근에 대하여 조임이 해제되도록 상기 하부 연결부와 접촉하는 외주면 및 상기 기초 철근의 삽입된 외면과 접촉하는 내주면에 나사산이 형성되는 것인, 기둥 구조물.
11. 제10항에 있어서,
    상기 기둥 세그먼트의 상면에는 상측에 배치되는 기둥 세그먼트의 상기 철근 돌출부가 삽입되는 철근 연결부가 함몰 형성되고,
    상기 복수 개의 기둥 세그먼트는,
    적층되는 기둥 세그먼트의 상기 철근 돌출부를 하측에 배치된 기둥 세그먼트의 상기 철근 연결부에 삽입하여 상기 나머지 기둥 세그먼트를 순차적으로 적층하는 방식으로 시공되는 것인, 기둥 구조물.
12. 삭제

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