KR102613044B1 - 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치 - Google Patents
케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치 Download PDFInfo
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Abstract
내구성이 개선되도록, 본 발명은 해상환경에 배치되되 외력 작용에 의한 미소한 변위를 허용하도록 구비되는 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치에 있어서, 전후방향을 따라 상호간 연속 결합되도록 복수개 구비되고, 전단부 일측으로부터 일체로 전향 돌출되되 적어도 하나 이상의 제1사석수용홀이 상하방향으로 관통 형성된 제1결합돌출부가 형성되고, 후단부 타측으로부터 일체로 후향 돌출되되 상기 제1사석수용홀에 정렬되도록 상기 제1사석수용홀에 대응되는 개수로 제2사석수용홀이 형성된 제2결합돌출부가 형성되는 케이슨; 상하방향을 따라 상호 정렬되어 연통된 상기 제1사석수용홀 및 상기 제2사석수용홀에 동시에 삽입되되, 외력 작용시 굴곡 변형되도록 상하방향을 따라 연속적으로 직선 연장되는 적어도 하나 이상의 전단연결봉부; 및 복수개의 사석으로서 구비되어 상기 제1사석수용홀 및 상기 제2사석수용홀에 상기 전단연결봉부를 지지하도록 충진되되, 상기 케이슨의 폭방향 변위 허용을 위해 기설정된 공극률로 배치되는 충진수단을 포함하는 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치를 제공한다.
Description
본 발명은 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내구성이 개선되는 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치에 관한 것이다.
일반적으로 케이슨(caisson)이란, 수상이나 육상에서 제작한 속이 빈 콘크리트 구조물로서, 자중이나 적재 하중에 의하여 지지층까지 침하시킨 후, 모래, 자갈 또는 콘크리트 등으로 속채움하는 기초(基礎, foundation)이다.
이러한 케이슨의 종류로는 오픈 케이슨(open caisson), 공기 케이슨(pneumatic caisson), 박스 케이슨(box caisson) 등이 있다.
상세히, 오픈 케이슨이란, 시공 도중에 상부와 하부가 열려있는 콘크리트 통으로 우물통 기초(well foundation)라고도 하며, 원형, 정사각형, 직사각형, 타원형 등의 다양한 형태가 있다.
그리고, 공기케이슨이란, 하부에 작업실이 있는 케이슨으로, 하부가 열려있는 케이슨을 사용하면 굴착된 흙보다 밀려들어오는 흙이 더 많아서 굴착이 곤란한 곳에서 적용하며, 약 15~40m 깊이에 많이 사용한다. 이때, 작업실 내로 물과 흙이 유입하는 것을 방지하기 위하여 작업실내의 압축공기의 압력을 상당히 높게 유지하여야 한다.
또한, 박스 케이슨이란, 육상에서 만들어 시공장소로 운반한 후, 내부에 모래, 자갈, 물 또는 콘크리트를 채워서 점차로 침하시킨다. 여기서, 박스 케이슨은 시공비용이 적게 들지만, 지지층이 수평하여야 하며, 지지층이 수평하지 않는 경우에는 미리 굴착하여 수평하게 해야 한다. 또한, 박스 케이슨은 수심이 깊은 경우에는 사석을 쌓고 그 위에 케이슨을 설치한다.
한편, 케이슨의 장대화를 위해 최근 복수개의 케이슨을 결합하는 방식인 오픈셀 인터록킹, 전단키 인터록킹 및 슬라이딩 락 인터록킹 등의 기술이 개발되고 있다.
그러나, 종래의 케이슨의 결합 방식 중 오픈셀 인터록킹 및 전단키 인터록킹의 경우 케이슨 횡방향 변위 발생시 사석의 유실 등으로 전단저항성능이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 케이슨의 결합 방식 중 슬라이딩 락 인터록킹의 경우는 일정 크기 이상의 변위를 허용하지 못함으로써 케이슨 간의 인터록킹 연결부에 높은 응력집중을 유발하여 방파제와 같은 연안구조물의 경우 응력집중에 의한 피로파괴를 유발하는 문제점이 있었으며, 구조물 전체의 구조건전성과 내구성을 저해하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 내구성이 개선되는 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치를 제공하는 것을 해결과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 해상환경에 배치되되 외력 작용에 의한 미소한 변위를 허용하도록 구비되는 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치에 있어서, 전후방향을 따라 상호간 연속 결합되도록 복수개 구비되고, 전단부 일측으로부터 일체로 전향 돌출되되 적어도 하나 이상의 제1사석수용홀이 상하방향으로 관통 형성된 제1결합돌출부가 형성되고, 후단부 타측으로부터 일체로 후향 돌출되되 상기 제1사석수용홀에 정렬되도록 상기 제1사석수용홀에 대응되는 개수로 제2사석수용홀이 형성된 제2결합돌출부가 형성되는 케이슨; 상기 제1사석수용홀 및 상기 제2사석수용홀에 충진되되 상기 제1사석수용홀 및 상기 제2사석수용홀 내부에 상기 케이슨의 폭방향 변위 허용을 위한 빈공간이 형성되도록 상이한 크기를 갖는 복수개의 사석으로 구비되며, 상기 케이슨의 폭방향 외측으로부터 외력 작용시 전후방향을 따라 연속 정렬된 각 상기 케이슨 간의 폭방향 변위 변화가 기설정된 제1범위인 경우 상기 빈공간을 따라 1차 유동되기 위해 기설정된 공극률로 배치되는 충진수단; 및 상하방향을 따라 상호 정렬되어 연통되는 상기 제1사석수용홀 및 상기 제2사석수용홀의 높이의 합에 대응되는 길이로 연속적으로 직선 연장되며 상기 제1사석수용홀 및 상기 제2사석수용홀에 동시에 삽입되어 상기 충진수단 사이에 고정되되, 상기 케이슨 간의 폭방향 변위 변화가 상기 제1범위 이상인 제2범위인 경우 2차적으로 소성 굴곡 변형되는 적어도 하나 이상의 전단연결봉부를 포함하되, 상기 전단연결봉부의 단면 직경의 합은 세트화된 하나의 상기 제1사석수용홀 및 하나의 상기 제2사석수용홀의 각 면적 미만으로 설정됨을 특징으로 하는 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치를 제공한다.
상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 전후방향으로 연속 정렬된 복수개의 케이슨에 상호 정렬 연통된 제1사석수용홀 및 제2사석수용홀에 일체로 직선 연장된 전단연결봉부가 삽입된 후 복수개의 사석으로서 구비된 충진수단이 충진됨에 따라 외력 작용시 변위를 허용하므로 의해 케이슨 하나에 집중되는 하중을 인접한 케이슨으로 분산하여 구조안전성이 현저히 개선될 수 있다.
둘째, 연속 정렬된 각 케이슨 간의 폭방향 변위가 제1범위 이상의 제2범위인 경우, 각 케이슨 간의 경계영역에 위치한 전단연결봉부의 일측이 굴곡되며 2차적으로 소성 변형됨에 따라 케이슨의 변위가 허용되면서도 케이슨 간의 이탈이 방지되며 지지되므로 케이슨의 무너짐 등에 의한 파손이 예방될 수 있다.
셋째, 각 케이슨 간의 폭방향 변위가 제1범위 이내인 경우, 제1사석수용홀 및 제2사석수용홀에 기설정된 공극률로 충진된 충진수단이 전단연결봉부를 지지한 상태에서 1차적으로 유동됨에 따라 케이슨에 작용하는 외력의 의한 미소한 반복 하중이 안정적으로 분산되어 케이슨의 내구성이 현저히 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치의 사용상태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치의 사용상태를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치의 사용상태를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치의 사용상태를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치의 사용상태를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치를 나타낸 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치의 사용상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치의 사용상태를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치의 사용상태를 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치(100)는 케이슨(10), 전단연결봉부(20) 및 충진수단(30)을 포함함이 바람직하다.
이러한 상기 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치(100)는 해상환경에 배치되되 외력 작용에 의한 복수개의 케이슨(10) 간의 미소한 변위, 즉 위치 변화를 허용하도록 구비되는 장치이다. 이때, 상기 해상환경이라 함은 수변, 해변, 해안 등의 육상과 수상 사이의 경계인 영역과, 해저와 같은 수중 영역을 포괄하는 의미로 이해함이 바람직하다.
상세히, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 케이슨(10)은 전후방향을 따라 상호간 연속 결합되도록 복수개 구비됨이 바람직하다. 이때, 각 상기 케이슨(10)의 횡방향 및 종방향 길이 및 상하방향 높이는 상호간 동일하게 설정될 수 있다.
예컨대, 각 상기 케이슨(10)은 전후방향을 따라 상호간 걸림 결합되어 연속적으로 정렬될 수 있다. 여기서, 상기 케이슨(10)의 하면은 평탄한 형태의 바닥면(b)에 안착될 수 있다. 이때, 상기 케이슨(10)의 폭방향 양측 하부 테두리는 상기 바닥면(b)과의 접촉면적이 증가되도록 선택적으로 하측으로 갈수록 폭방향 양측으로 경사지게 확장될 수 있다.
한편, 상기 케이슨(10)에는 전단부 일측으로부터 전향 돌출되는 제1결합돌출부(14)가 일체로 형성되고, 후단부 타측으로부터 상기 제1결합돌출부(14)에 반대로 대응되는 형상으로 후향 돌출되는 제2결합돌출부(15)가 일체로 형성되되, 상기 케이슨(10) 중 어느 하나에 구비된 상기 제1결합돌출부(14)와, 상기 케이슨(10) 중 다른 하나에 구비된 상기 제2결합돌출부(15)가 상호간 맞물리며 전후방향을 따라 맞물림 결합됨이 바람직하다.
예컨대, 상기 제1결합돌출부(14)는 상기 케이슨(10)의 전단부 상측 테두리로부터 전향 돌출될 수 있으며, 이와 동시에 상기 제2결합돌출부(15)는 상기 제1결합돌출부(14)에 반대로 대응되는 형상으로 상기 케이슨(10)의 후단부 하측 테두리로부터 후향 돌출될 수 있다. 이때, 상기 제1결합돌출부(14)의 높이 및 상기 제2결합돌출부(15)의 높이의 합이 상기 케이슨(10)의 높이에 대응되도록 설정될 수 있으며, 상기 제1결합돌출부(14)의 높이 및 상기 제2결합돌출부(15)는 상호간 동일하게 설정될 수도 있으며 상호간 상이하게 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 제1결합돌출부(14)에는 적어도 하나 이상의 제1사석수용홀(11a)이 상하방향으로 관통 형성됨이 바람직하다.
더불어, 상기 제2결합돌출부(15)에는 상기 제1사석수용홀(11a)에 정렬되도록 상기 제1사석수용홀(11a)에 대응되는 개수로 제2사석수용홀(!1b)이 형성됨이 바람직하다.
여기서, 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)은 상기 케이슨(10)의 폭방향을 따라 상호 이격되며 각각 복수개소 형성됨이 바람직하다. 예컨대, 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)은 하나의 케이슨(10)에 각각 2개소씩 형성되되, 상기 제1사석수용홀(11a)은 상기 제1결합돌출부(14)에 2개소 형성되고, 상기 제2사석수용홀(11b)은 상기 제2결합돌출부(15)에 2개소 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)의 직경은 상호간 동일하게 설정될 수 있다.
더불어, 본 발명의 일실시예에서 상기 제2사석수용홀(11b)은 상기 제2결합돌출부(15)에 상하방향을 따라 관통 형성될 수 있다. 물론, 경우에 따라 상기 제2사석수용홀을 대체하는 사석수용홈이 상기 제2결합돌출부(15)의 상면으로부터 하향 함몰 형성될 수도 있다.
그리고, 하나의 상기 제1사석수용홀(11a) 및 하나의 상기 제2사석수용홀(11b)은 상호간 상하방향으로 정렬 연통됨이 바람직하다. 또한, 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)은 원통 단면 형상의 폐곡면을 갖도록 각각 형성될 수 있다.
따라서, 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)은 상하방향으로 관통 형성되거나 상측이 개구된 오픈셀 구조로 형성될 수 있으며, 내측면이 폐곡면으로 형성됨이 바람직하다. 이때, 복수개의 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)이 상호 연통되며, 각 폐곡면이 상하방향을 따라 연속적으로 형성될 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 전단연결봉부(20)는 상하방향을 따라 상호 정렬 연통된 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)에 동시에 일체로 삽입되되, 외력 작용시 굴곡 변형되도록 상하방향을 따라 연속적으로 직선 연장됨이 바람직하다.
여기서, 상기 전단연결봉부(20)는 상하방향으로 상호간 정렬 연통된 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)을 따라 상하방향으로 일체로 각각 삽입되며 각 상기 충진수단(30) 사이에 고정되되, 상하방향을 따라 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)의 높이의 합에 대응되는 길이로 연속적으로 직선 연장됨이 바람직하다.
이때, 본 발명의 일실시예에서 상하방향으로 상호간 정렬 연통되어 세트화된 하나의 상기 제1사석수용홀(11a) 및 하나의 상기 제2사석수용홀(11b)마다 하나의 전단연결봉부(20)가 삽입되는 경우를 예로써 도시 및 설명한다. 물론, 상하방향으로 상호간 정렬 연통되어 세트화된 하나의 상기 제1사석수용홀(11a) 및 하나의 상기 제2사석수용홀(11b)마다 복수개의 전단연결봉부(20)가 삽입될 수도 있다.
이러한 상기 전단연결봉부(20)는 적어도 하나 이상 구비됨이 바람직하며, 외력 작용시 소성 변형되도록 연성을 갖는 금속재질로 구비됨이 바람직하다. 예컨대, 상기 전단연결봉부(20)는 철을 포함하는 철근으로서 구비될 수 있다.
이를 통해, 상기 케이슨(10)의 폭방향 외측으로부터 외력(f1,f2)이 작용하는 경우 전후방향을 따라 연속 정렬된 각 상기 케이슨(10)간의 폭방향 변위(w) 변화에 대응되어 상기 전단연결봉부(20)가 굴곡지게 소성 변형될 수 있다.
이때, 각 상기 케이슨(10)간의 폭방향 변위(w) 변화라 함은 상기 케이슨(10)의 폭방향 외측으로부터 파력 등의 원인으로 외력(f1,f2)이 작용시 전후방향을 따라 연속 정렬된 각 상기 케이슨(10) 중 어느 하나의 케이슨(10)을 기준으로 다른 케이슨(10)이 폭방향을 따라 밀려나며 위치가 변화되는 것을 의미한다. 이때, 도 3에서 f1으로 도시된 부분은 상기 케이슨(10)의 폭방향 일측으로부터 상기 케이슨(10)에 작용하는 외력을 의미하며, f2로 도시된 부분은 상기 케이슨(10)의 폭방향 타측으로부터 상기 케이슨(10)에 작용하는 외력을 의미한다. 또한, 상기 외력(f1,f2)이라 함은 상기 케이슨(10)의 폭방향 외측으로부터 다가오는 파도가 상기 케이슨(10)의 폭방향 외측면에 작용하는 힘으로 이해함이 바람직하다.
그리고, 각 상기 전단연결봉부(20)의 단면 직경의 합은 하나의 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)의 각 면적 미만으로 설정됨이 바람직하다. 예컨대, 세트화된 하나의 상기 제1사석수용홀(11a) 및 하나의 상기 제2사석수용홀(11b)마다 하나의 전단연결봉부(20)가 삽입되는 경우에는 하나의 전단연결봉부(20)의 직경이 하나의 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)의 각 면적 미만으로 설정될 수 있다.
더욱이, 경우에 따라 각 상기 전단연결봉부(20)는 선택적으로 그라우팅 처리될 수도 있으며 표면에 마찰력이 증가되도록 선택적으로 요철이 형성될 수도 있다. 또한, 경우에 따라 각 상기 전단연결봉부(20)에는 상기 충진수단(30)이 수용되어 충진되도록 길이방향을 따라 상호 이격되며 복수개의 천공이 반경방향을 따라 선택적으로 관통 형성될 수도 있다.
여기서, 상기 전단연결봉부(20)는 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)의 각 중앙부에 각 상기 충진수단(30)에 의해 감싸여지며 지지된 상태로 배치되되, 상하방향을 따라 직선으로 연장 형성됨이 바람직하다. 물론, 경우에 따라 상기 전단연결봉부(20)는 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)의 각 내벽에 밀착 배치되되, 상하방향을 따라 직선으로 연장 형성될 수도 있다.
한편, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 충진수단(30)은 상이한 크기를 갖는 복수개의 사석으로서 구비되어 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)에 상기 전단연결봉부(20)를 지지하도록 충진되되, 상기 케이슨(10)의 폭방향 변위 허용을 위해 기설정된 공극률로 배치됨이 바람직하다.
예컨대, 상기 충진수단(30)은 다양한 크기를 갖는 모래, 자갈 등을 포함하는 사석으로서 구비될 수 있으며, 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b) 내부에 빈공간이 형성되도록 각 사석이 상이한 크기를 갖도록 구비될 수 있다. 이때, 각 상기 사석의 형태는 구형 등으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b) 내부에 상기 전단연결봉부(20)가 상하방향을 따라 삽입된 상태에서 상기 충진수단(30)이 충진될 수 있다. 이때, 상기 충진수단(30)이 상기 전단연결봉부(20)를 지지하면서도 상이한 크기를 갖는 사석들에 의해 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b) 내부에 기설정된 공극률로 빈공간이 형성될 수 있다.
이를 통해, 상이한 크기를 갖는 복수개의 사석으로서 구비된 상기 충진수단(30)에 의해 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b) 내부에 기설정된 공극률로 빈공간이 형성됨에 따라 전후방향을 따라 연속 정렬된 각 상기 케이슨(10)간의 폭방향 변위(w) 변화를 허용할 수 있다.
예컨대, 상기 케이슨(10)의 폭방향 외측으로부터 파력 등의 원인으로 외력(f1,f2)이 작용시 전후방향을 따라 연속 정렬된 각 상기 케이슨(10) 중 어느 하나의 케이슨(10)을 기준으로 다른 케이슨(10)이 폭방향을 따라 밀려나며 위치가 변화될 수 있다. 여기서, 각 상기 케이슨(10) 간의 폭방향 변위(w)가 0~20mm 범위의 제1범위 이내인 경우, 상기 충진수단(30)이 빈공간을 따라 1차적으로 유동됨에 따라 높은 반력 없이 변위를 허용할 수 있다. 이와 동시에, 상기 전단연결봉부(20)는 소성 변형되지 않은 직선 상태로 유지될 수 있다.
그리고, 도 3을 참조하면, 상기 케이슨(10)간의 폭방향 변위(w)가 20mm 이상, 바람직하게는 50mm 이상의 제2범위인 경우, 상기 전단연결봉부(20)가 2차적으로 소성 변형되며 전단연결재의 기능을 하게되며, 이때, 전후방향을 따라 연속 정렬된 각 상기 케이슨(10) 간의 경계영역에 위치한 상기 전단연결봉부(20)의 일측이 굴곡 변형될 수 있다. 이때, 상기 제2범위는 상기 제1범위 이상으로 설정될 수 있다.
또한, 최종적으로는 전단연결재인 상기 전단연결봉부(20)의 파단을 통해 상기 전단연결봉부(20)가 상기 케이슨(10)을 대신하여 파단될 수 있어 각 상기 케이슨(10)의 손상이 최소화될 수 있다.
그리고, 상기 케이슨(10)의 전후방향으로 외력이 작용하는 경우에도 상기 케이슨(10)의 폭방향을 따라 외력이 작용하는 경우와 마찬가지로, 전후방향을 따라 연속 정렬된 각 상기 케이슨(10) 중 어느 하나의 케이슨(10)을 기준으로 다른 케이슨(10)이 전후방향을 따라 밀려나며 위치가 변화되며 변위가 허용될 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에서 상기 전단연결봉부(20)의 직경 및 개수, 상기 제1사석수용홀(11a)의 개수, 상기 제2사석수용홀(11b)의 개수, 상기 충진수단(30)의 공극률은 설치장소의 목적에 맞게 가변적으로 설정될 수 있다. 이때, 상기 제1사석수용홀(11a)의 개수 및 상기 제2사석수용홀(11b)의 개수는 상호 동일한 개수로 설정됨으로 이해함이 바람직하다.
이처럼 본 발명은 전후방향을 따라 연속 정렬된 복수개의 각 상기 케이슨(10)에 상호 정렬 연통된 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)에 일체로 직선 연장된 각 상기 전단연결봉부(20)가 삽입된 후 복수개의 사석으로서 구비된 상기 충진수단(30)이 충진됨에 따라 외력 작용시 상기 케이슨(10)의 변위를 허용하므로에 의해 케이슨(10) 하나에 집중되는 하중을 인접한 케이슨(10)으로 분산하여 구조안전성 및 내구성이 현저히 개선될 수 있다.
또한, 각 상기 케이슨(10) 간의 폭방향 변위(w)가 제1범위 이내인 경우, 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)에 기설정된 공극률로 충진된 상기 충진수단(30)이 상기 전단연결봉부(20)를 지지한 상태에서 1차적으로 유동됨에 따라 상기 케이슨(10)에 작용하는 외력의 의한 미소한 반복 하중이 안정적으로 분산되어 케이슨(10)의 내구성이 개선될 수 있다.
그리고, 각 상기 케이슨(10) 간의 폭방향 변위(w)가 제1범위 이상의 제2범위인 경우, 전후방향을 따라 연속 정렬된 각 상기 케이슨(10) 간의 경계영역에 위치한 상기 전단연결봉부(20)의 일측이 굴곡되며 2차적으로 소성 변형됨에 따라 케이슨(10)의 변위가 허용되면서도 이탈이 방지되며 지지되므로 케이슨(10)의 무너짐 등에 의한 파손이 예방될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일실시예에 따른 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치(100)는 전후방향으로 상호 연속 정렬된 복수개의 케이슨(10)의 상면을 동시에 커버하는 커버부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1사석수용홀(11a)의 상측, 상기 전단연결봉부(20)의 상단 및 상기 충진수단(30)이 상기 커버부(미도시)에 의해 커버됨에 따라 상기 충진수단(30)의 이탈이 방지될 수 있다.
또한, 경우에 따라 상기 케이슨(10)의 폭방향 양측 측면부에는 폭방향으로 연통되는 연통홀(미도시)이 관통 형성될 수도 있다. 여기서, 각 상기 연통홀(미도시)은 상기 케이슨(10)의 폭방향 측면에 상하방향으로 길게 연장된 장공 형태로 관통 형성될 수 있다. 또한, 상기 연통홀(미도시)은 상기 케이슨(10)의 전후방향을 따라 상호 이격되며 복수개소 관통 형성될 수 있다. 더욱이, 각 상기 연통홀(미도시)은 상기 케이슨(10)의 폭방향 측면 상부에 형성될 수 있으나, 경우에 따라 상기 케이슨(10)의 폭방향 측면 하부에 형성될 수도 있다. 이때, 각 상기 연통홀(미도시)의 폭은 사석으로서 구비된 상기 충진수단(30)의 누출이 방지되도록 상기 사석의 최소 직경 미만으로 설정됨이 바람직하다. 이를 통해, 상기 케이슨(10)의 폭방향 외측으로부터 파도가 상기 연통홀(미도시)로 유입되어 상기 충진수단(30) 사이의 빈공간으로 유동됨에 따라 상기 케이슨(10)에 작용하는 외력(f1,f2)이 완화 및 분산될 수 있다. 이와 동시에, 유입된 파도에 의해 상기 충진수단(30)이 빈공간을 따라 유동됨에 따라 높은 반력 없이 변위를 허용할 수 있다.
더욱이, 경우에 따라 상기 제1결합돌출부(14) 및 상기 제2결합돌출부(15)에는 상기 케이슨(10)의 폭방향을 따라 관통 개구되되 전단 또는 후단이 개구되며 상하방향을 따라 상호 이격되며 복수개소 구획되는 슬릿개구(미도시)가 형성될 수 있다. 이를 통해, 파도가 상기 슬릿개구(미도시)로 유입 및 배출됨에 따라 상기 케이슨(10)에 작용하는 외력(f1,f2)이 분산 및 완화될 수 있다. 이때, 상기 케이슨(10)에는 각 상기 슬릿개구(미도시)에 상하방향을 따라 관통 삽입되는 지지봉부(미도시)가 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 지지봉부(미도시)가 각 상기 슬릿개구(미도시)를 지지하여 상하방향 하중에 대한 지지력이 개선될 수 있다.
한편, 이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치의 제조방법을 설명한다.
먼저, 평탄한 형태의 바닥면(b)에 복수개의 상기 케이슨(10)이 전후방향을 따라 상호 연속적으로 정렬될 수 있다. 이때, 상기 충진수단(30)의 누출이 방지되도록 각 상기 케이슨(10)의 하면은 상기 바닥면(b)에 밀착될 수 있다.
여기서, 상기 제1결합돌출부(14) 및 상기 제2결합돌출부(15)가 상호간 맞물림 결합됨에 따라 각 상기 케이슨(10)의 외면이 상호간 연속적인 외면 윤곽으로 정렬될 수 있다. 이때, 각 상기 제1사석수용홀(11a) 및 각 상기 제2사석수용홀(11b)이 상하방향으로 상호 연통된 상태로 정렬됨이 바람직하다.
그리고, 각 상기 케이슨(10)이 전후방향으로 연속 정렬된 상태에서 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)에 상기 전단연결봉부(20)가 일체로 각각 삽입될 수 있다. 이어서, 상기 전단연결봉부(20)가 삽입된 상태의 상기 제1사석수용홀(11a) 및 상기 제2사석수용홀(11b)에 상기 충진수단(30)이 기설정된 공극률로 충진됨에 따라 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치의 제조가 완료될 수 있다. 이에 따라, 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치의 설치 속도가 개선되어 생산성이 현저히 개선될 수 잇다.
이때, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.
100: 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치
10: 케이슨 11a: 제1사석수용홀
11b: 제2사석수용홀 14: 제1결합돌출부
15: 제2결합돌출부 20: 전단연결봉부
30: 충진수단
10: 케이슨 11a: 제1사석수용홀
11b: 제2사석수용홀 14: 제1결합돌출부
15: 제2결합돌출부 20: 전단연결봉부
30: 충진수단
Claims (10)
- 해상환경에 배치되되 외력 작용에 의한 미소한 변위를 허용하도록 구비되는 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치에 있어서,
전후방향을 따라 상호간 연속 결합되도록 복수개 구비되고, 전단부 일측으로부터 일체로 전향 돌출되되 적어도 하나 이상의 제1사석수용홀이 상하방향으로 관통 형성된 제1결합돌출부가 형성되고, 후단부 타측으로부터 일체로 후향 돌출되되 상기 제1사석수용홀에 정렬되도록 상기 제1사석수용홀에 대응되는 개수로 제2사석수용홀이 형성된 제2결합돌출부가 형성되는 케이슨;
상기 제1사석수용홀 및 상기 제2사석수용홀에 충진되되 상기 제1사석수용홀 및 상기 제2사석수용홀 내부에 상기 케이슨의 폭방향 변위 허용을 위한 빈공간이 형성되도록 상이한 크기를 갖는 복수개의 사석으로 구비되며, 상기 케이슨의 폭방향 외측으로부터 외력 작용시 전후방향을 따라 연속 정렬된 각 상기 케이슨 간의 폭방향 변위 변화가 기설정된 제1범위인 경우 상기 빈공간을 따라 1차 유동되기 위해 기설정된 공극률로 배치되는 충진수단; 및
상하방향을 따라 상호 정렬되어 연통되는 상기 제1사석수용홀 및 상기 제2사석수용홀의 높이의 합에 대응되는 길이로 연속적으로 직선 연장되며 상기 제1사석수용홀 및 상기 제2사석수용홀에 동시에 삽입되어 상기 충진수단 사이에 고정되되, 상기 케이슨 간의 폭방향 변위 변화가 상기 제1범위 이상인 제2범위인 경우 2차적으로 소성 굴곡 변형되는 적어도 하나 이상의 전단연결봉부를 포함하되,
상기 전단연결봉부의 단면 직경의 합은 세트화된 하나의 상기 제1사석수용홀 및 하나의 상기 제2사석수용홀의 각 면적 미만으로 설정됨을 특징으로 하는 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 전단연결봉부는 상기 제1사석수용홀 및 상기 제2사석수용홀의 중앙부에 각 상기 충진수단에 의해 감싸여지며 지지된 상태로 배치되되, 상하방향을 따라 직선으로 연장 형성됨을 특징으로 하는 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1사석수용홀 및 상기 제2사석수용홀은 상기 케이슨의 폭방향을 따라 상호 이격되며 각각 복수개소 형성되되,
하나의 상기 제1사석수용홀 및 하나의 상기 제2사석수용홀은 상호간 상하방향으로 정렬 연통됨을 특징으로 하는 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2사석수용홀은 상기 제2결합돌출부의 상면으로부터 하향 함몰 형성됨을 특징으로 하는 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2사석수용홀은 상기 제2결합돌출부에 상하방향을 따라 관통 형성됨을 특징으로 하는 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1사석수용홀 및 상기 제2사석수용홀은 원통 단면 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1사석수용홀 및 상기 제2사석수용홀의 직경은 상호간 동일하게 설정됨을 특징으로 하는 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전단연결봉부는 상기 제1사석수용홀 및 상기 제2사석수용홀의 각 내벽에 밀착 배치되되, 상하방향을 따라 직선으로 연장 형성됨을 특징으로 하는 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 충진수단은 상호간 상이한 크기를 갖는 복수개의 사석으로서 구비됨을 특징으로 하는 케이슨에 적용가능한 사석식 변위허용 연결장치.
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