KR200469001Y1 - 터널용 세그먼트 연결구 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 터널벽을 형성하는 터널용 콘크리트 세그먼트를 서로 연결하기 위하여, 상기 세그먼트에 매립되고 체결수단을 통하여 상호 연결되는 터널용 세그먼트 연결구에 있어서, 상기 체결수단이 체결되는 체결구가 형성된 몸체 및 상기 몸체에 결합하고, 상기 몸체에 가해지는 전단력에 대한 전단응력을 분산시킬 수 있는 방향으로 배치되는 하나 또는 복수개의 전단부재를 포함하는 터널용 세그먼트 연결구를 제공한다.
따라서 전단부재를 통하여 몸체에 발생하는 응력을 분산시킴으로써 크랙 발생을 방지할 수 있어, 내구성을 향상시킬 수 있으며, 구조가 간단하여 제조가 용이하고, 연결조립이 간단하여 작업성을 향상시킬 수 있음은 물론, 몸체의 구조 및 설계 강도에 따라 전단부재의 배치와 개수를 선택적으로 적용할 수 있어 전체 구조의 변경 없이도 다양한 설계에 적용가능하다

Description

터널용 세그먼트 연결구 {Segment joint of tunnel}

본 고안은 터널용 세그먼트 연결구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 응력을 분산시켜 내구성을 향상시킬 수 있는 터널용 세그먼트 연결구에 관한 것이다.

일반적으로 세그먼트는 실드(Shield)건설이라고 불리는 터널 건설시 굴착 된 터널의 내면 터널벽을 형성하는데 사용되는 단편(조각)으로서, 이러한 실드 건설에 사용되는 세그먼트는 평면에서 볼 경우 직사각형 형태를 이루거나, 사다리꼴 형태를 이루는 것이 가장 일반적이다.

한편, 이러한 세그먼트 각각을 반경방향 또는 축방향으로 연결하기 위하여 세그먼트에 매입 설치되는 연결구가 다양하게 개발되고 있다. 이러한 기술의 예로 대한민국 공개특허 제2005-0072624호에는, 일면이 개방된 개구부를 갖는 박스형태의 바디로 성형되되, 체결공이 관통형성된 일측벽과, 상기 일측벽에 대향하고 적어도 하나의 축부재가 외향 돌출된 측벽으로 이루어진 쉴드터널공법용 RC세그먼트 연결구가 개시된 바 있다.

그런데, 상기한 종래의 세그먼트 연결구는, 전단응력에 취약한 구조이기 때문에 크랙이 쉽게 발생하는 문제점이 있었다.

본 고안은, 전단응력의 집중을 분산시켜 크랙발생을 방지함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있는 터널용 세그먼트 연결구을 제공하는데 목적이 있다.

본 고안은, 터널벽을 형성하는 터널용 콘크리트 세그먼트를 서로 연결하기 위하여, 상기 세그먼트에 매립되고 체결수단을 통하여 상호 연결되는 터널용 세그먼트 연결구에 있어서, 상기 체결수단이 체결되는 체결구가 형성된 몸체 및 상기 몸체에 결합하고, 상기 몸체에 발생하는 전단응력을 분산시킬 수 있는 방향으로 배치되는 하나 또는 복수개의 전단부재를 포함하는 터널용 세그먼트 연결구를 제공한다.

본 고안에 따른 터널용 세그먼트 연결구는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 전단부재를 통하여 몸체에 발생하는 응력을 분산시킴으로써 크랙 발생을 방지할 수 있어, 내구성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 구조가 간단하여 제조가 용이하고, 연결조립이 간단하여 작업성을 향상시킬 수 있다.

셋째, 몸체의 구조 및 설계 강도에 따라 전단부재의 배치와 개수를 선택적으로 적용할 수 있어 전체 구조의 변경 없이도 다양한 설계에 적용가능하다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 터널용 세그먼트 연결구를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 터널용 세그먼트 연결구의 평면도이다.
도 3은 도 1의 터널용 세그먼트 연결구의 정면도이다.
도 4는 도 1의 터널용 세그먼트 연결구의 측면도이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 터널용 세그먼트 연결구를 터널의 반경방향 및 길이방향으로 연결한 상태를 나타내는 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 터널용 세그먼트 연결구(300;이하 '세그먼트 연결구'라고 한다.)는, 공지의 터널벽을 형성하는 터널용 콘크리트 세그먼트(1,2; 도 5 및 도 6참조)를 서로 연결하기 위한 것으로서, 상기 세그먼트(1,2)에 매립되고 체결수단(10)을 통하여 상호 연결되는 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 체결수단(10)은 충분한 체결력을 확보할 수 있는 체결볼트와 체결너트를 포함하는 볼트체결기구를 적용한다. 하지만, 이는 바람직한 실시예로 상기한 목적을 달성할 수 있다면 다양한 구성이 적용될 수 있다.

상기 세그먼트 연결구(300)는, 터널의 원주방향 또는 길이방향으로 모두 연결이 가능하며, 몸체(100)와, 전단부재(200)를 포함한다.

상기 몸체(100)는, 상기 체결수단(10)이 체결되는 체결구(111)가 형성되어 있으며, 제1플레이트(110)와, 제2플레이트(120)를 포함하는 구성으로 되어 있다.

상기 제1플레이트(110)는, 사각플레이트 형상으로 중앙부에 체결구(111)가 관통 형성되어 있다. 여기서, 상기 체결구(111)는 상기 체결수단(10)이 체결볼트와 체결너트인 점을 감안할 때 상기 체결볼트가 체결되도록 내주면으로 나사산이 형성된 볼트삽입홀로 될 수 있다.

상기 제2플레이트(120)는, 한 쌍으로 서로 이격되게 배치되며, 일단부가 상기 제1플레이트(110)의 양단부에 각각 수직한 방향으로 세워져 고정 결합되어 있다.

상세하게, 상기 제2플레이트(120)는, 일정 부분까지 상기 제1플레이트(110)와 연결되는 일단부에서 타단부 방향으로 갈수록 점점 좁아지는 삼각형상으로 형성되어 있으며, 나머지 부분은 길이방향으로 긴 빔 형상으로 되어 있다. 도면에서, 상기한 제2플레이트(120)는 그 형상이 삼각형상 및 빔형상이 조합된 형상을 실시예로 나타내었지만, 이는 바람직한 실시예로 상기한 목적을 달성할 수 있다면 다양한 형상이 적용 가능함은 물론이다.

도 4를 참조하면, 상기 제2플레이트(120)는, 일단부에서 타단부로 향하는 길이방향에 대하여 비대칭형상을 이루고 있다. 이는, 상기 콘크리트 세그먼트(1,2)에 매립 시 상기 제2플레이트(120)가 터널 내벽 방향으로 좀 더 깊숙이 매립되게 하여 고정력을 향상시키고, 수직한 방향으로 작용하는 전단하중에 대응하기 위함이다.

상기 제2플레이트(120)는, 노출되는 타단부에 돌출 형성된 돌기부(122)를 구비하여, 매립 후 콘크리트로부터 쉽게 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

상기 전단부재(200)는, 상기 제2플레이트(120)의 측면에 결합하여, 상기 몸체(100)에 가해지는 전단력에 대한 전단응력을 분산시키는 역할을 한다.

상기 전단부재(200)는, 상기 제2플레이트(120) 각각에 대하여 외측면에 한 쌍이 서로 이격되게 결합될 수 있지만, 상기 몸체(100)의 구조 및 크기에 따라 그 위치와 개수는 다양하게 변경 가능하다.

한편, 상기 전단부재(200)는 상기 몸체(100)의 내부에 발생되는 전단응력을 분산시킬 수 있도록 상기 전단응력을 분산시킬 수 있는 방향으로 배치되어 있으며, 상세하게는 상기 제2플레이트(120)의 길이방향에 대하여 수직한 방향으로 배치되어 있다. 따라서 상기 세그먼트 연결구(300)는 내부의 작용하는 전단응력을 분산시킴으로써 크랙발생을 억제시킬 수 있으며, 이에 따라 전체 구성의 내구성을 향상시킬 수 있다.

상기 전단부재(200)는, 공지의 스터드 볼트(Stud bolt)로 적용할 수 있다. 또한, 상기 몸체(100)와 상기 전단부재(200)는, 취급이 용이하고 강성을 지닌 철 또는 철합금 소재로 형성되는 것이 바람직하지만 이에 한정하지는 않는다.

이하, 상기 제2플레이트(120)와 상기 전단부재(200)의 결합구조에 대하여 살펴보면, 먼저 상기 제2플레이트(120)와 상기 전단부재(200)를 각각의 구성으로 별도 제작한 뒤 서로 고정 결합할 수 있다.

이를 위해, 상기 제2플레이트(120)는, 외측면에 하나 또는 복수개의 결합홈들이 형성되고, 상기 전단부재(200)는 일단부가 상기 결합홈에 끼워져 용접 결합된다. 또는 상기 제2플레이트(120)와 상기 전단부재(200)를 용이하게 결합할 수 있는 방안으로, 상기 결합홈의 내측면과 상기 전단부재(200)의 외주측면에 각각 나사산을 형성한 뒤 나사체결할 수도 있다.

한편, 상기한 바와 같이 상기 제2플레이트(120)와 상기 전단부재(200)를 각각의 구성으로 형성하지 않고, 상기 제1플레이트(110)와, 상기 한 쌍의 제2플레이트(120)들과, 상기 전단부재(200)들은, 주물성형에 의하여 일체로 형성할 수 있다. 이러한 경우 상기 세그먼트 연결구(300)는 제조가 간단하여 제조비용을 저감시킬 수 있어 경제적인 효과를 가져올 수 있다.

상기한 바와 같이, 상기 세그먼트 연결구(300)는, 상기 전단부재(200)를 통하여 내부의 작용하는 전단응력을 분산시킴으로써 크랙발생을 억제시킬 수 있음으로써, 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 각각 서로 다른 방향으로 배치된 상기 제2플레이트(120)와 상기 전단부재(200)에 의하여 콘크리트 매립 시 고정력을 향상시킬 수 있다.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 상기한 구조의 세그먼트 연결구(300)에 의한 세그먼트 조립방법을 살펴보면, 우선 콘크리트 세그먼트(1,2)에 상기 세그먼트 연결구(300)를 배치한 뒤, 상기 체결수단(10)을 체결하기 위한 개구부(101)를 제외한 나머지 부분이 매립되도록 콘크리트를 타설 양생한다.

이후, 상기 세그먼트 연결구(300)가 타설 양생된 상기 세그먼트(1,2)를 터널의 원주방향 또는 길이방향으로 배치하여, 이웃하는 상기 제1플레이트(110)들이 서로 맞대어 지도록 한다.

그런 다음, 맞대어 있는 한 쌍의 제1플레이트(110)들의 체결구(111)에 체결수단(10)을 동시에 관통 체결하여 이웃하는 세그먼트 연결구(300)들을 서로 결합시켜 터널벽을 형성한다.

본 고안은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 실용신안등록청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100... 몸체 110... 제1플레이트
111... 체결구 120... 제2플레이트
200... 전단부재 300... 세그먼트 연결구

Claims (10)

1. 터널벽을 형성하는 터널용 콘크리트 세그먼트를 서로 연결하기 위하여, 상기 세그먼트에 매립되고 체결수단을 통하여 상호 연결되는 터널용 세그먼트 연결구에 있어서,
   상기 체결수단이 체결되는 체결구가 형성된 제1플레이트와, 서로 이격되게 배치되며, 일단부가 상기 제1플레이트에 대하여 수직한 방향으로 세워지도록 일체로 절곡 연장되는 한 쌍의 제2플레이트들을 포함하는 몸체; 및
   상기 몸체에 발생하는 전단응력을 분산시킬 수 있도록 상기 제2플레이트의 외측면에 수직한 방향으로 하나 또는 복수 개가 세워져 결합되는 전단부재를 포함하는 터널용 세그먼트 연결구.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2플레이트는 상기 제1플레이트와 연결되는 일단부에서 타단부 방향으로 갈수록 점점 좁아지는 형상인 터널용 세그먼트 연결구.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제2플레이트는,
   일단부에서 타단부로 향하는 길이방향에 대하여 비대칭형상을 갖는 터널용 세그먼트 연결구.
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2플레이트는, 외측면에 하나 또는 복수개의 결합홈들이 형성되고,
   상기 전단부재는 일단부가 상기 결합홈에 끼워져 고정결합하는 터널용 세그먼트 연결구.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1플레이트와, 상기 한 쌍의 제2플레이트들과, 상기 하나 또는 복수개의 전단부재들은, 주물성형에 의하여 일체로 형성되는 터널용 세그먼트 연결구.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 전단부재는,
   스터드볼트인 터널용 세그먼트 연결구.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2플레이트는,
   타단부에 돌출 형성된 돌기부를 구비하는 터널용 세그먼트 연결구.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체와 상기 전단부재는,
    철 또는 철합금 소재로 형성된 터널용 세그먼트 연결구.

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