KR20060110130A - 작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직접회복 및상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템 및 이의설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하구조물을 설치하기 위하여 굴착공사를 할때 토사가 붕괴되는 것을 방지하기 위하여 흙막이 구조의 수직벽과 띠장지지에 활용하여 토압이나 수압에 의하여 발생되는 변위와 하중을 설계관리치의 변위와 하중과의 관계를 연동하여 변위량과 하중을 복귀 및 상쇄시키면서 토압이나 수압을 지지하도록 하고, 현장계측치와 설계관리치를 피드백하여 허용치를 벗어날 염려가 있는 경우 재차 유압잭의 스트로크를 자동연동시켜 회복 및 상쇄하거나 또는 철근 콘크리트타설과 철근조립을 위해 설치되는 거푸집의 하부에 설치지지되어 콘크리트타설 및 철근조립중량으로 발생되는 변위량과 하중을 설계관리치의 캡버량과 하중관계에 연동되어 변위량과 하중을 직접 회복 및 상쇄하면서 또한 현장계측지와 설계관리치를 피드백하여 허용치를 벗어날 염려가 있는 경우 재차 유압잭을 삽입하여 스트로크를 자동연동시켜 회복 및 상쇄하면서 콘크리트 구조물을 지지하도록 하기 위한 흙막이벽 및 구조물지지동바리용 싱크로나이즈지지시스템에 관한 것이다.

Description

작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직접회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템 및 이의 설치방법{Auto-syncronized supporting system controlling to recover and offset displacement and repulsive force occurred according to working load, and constructing method of the supporting system}

도1은 종래기술로서 레이커스트러트를 1단으로 설치하여 토압을 지지하도록 한 흙막이벽을 보여주는 도면.

도2는 종래기술인 띠장과 수평버팀대와 중간파일로 이루어진 흙막이벽을 보여주는 도면.

도3은 종래기술인 버팀대와 띠장으로 이뤄진 흙막이벽의 띠장에 프리스트레스 압축력이 도입된 수평PS 강선이 설치된 보강띠장을 부착하여 보강한 것을 보여주는 도면.

도4는 종래기술로서 버팀대와 띠장으로 이루어진 흙막이벽의 띠장에 다수개의 간격재와 이 간격재에 프리스트레스 압축력이 도입된 PS 강선을 설치한 보강띠장을 설치하여 보강한 것을 보여주는 도면.

도5는 종래기술로서 구체콘크리트를 전체강관지주로 지지하도록 한 것을 보여주는 도면.

도6은 종래기술로서 교각 기초위에 가설벨트를 설치하고 그 위에 설치되는 구체슬래브를 지지하도록 설치한 것을 보여주는 도면.

도7은 본 발명의 싱크로나이즈레이커거더지지시스템이 수직파일과 띠장을 지지하여 토압에 의한 반력과 변위를 상쇄회복하도록 흙막이벽을 설치한 것을 보여주는 도면.

도8은 본 발명의 싱크로나이즈지지시스템을 띠장거더에 설치하여 토압에 의한 반력과 변위를 상쇄하도록 흙막이벽을 설치한 것을 보여주는 도면.

도9는 본 발명의 싱크로나이즈지지시스템이 흙막이벽의 토압에 의한 반력과 변위를 상쇄하는 것을 자동으로 연동조절하는 과정을 보여주는 도면.

도10은 본 발명의 싱크로나이즈지지시스템이 구체슬래브의 하부에 설치되어 구체콘크리트슬래브에 발생되는 반력과 변위를 상쇄회복제어하는 과정을 보여주는 도면.

도11은 본 발명의 싱크로나이즈지지시스템의 수직재의 하부에 설치되는 하중변위연동 및 고정장치에 인장케이블이 설치된 상태를 보여주는 도면.

도12는 본 발명의 싱크로나이즈지지시스템의 하중변위연동 및 고정장치의 설치, 변위연동, 고정장치를 보여주는 도면.

도13은 본 발명의 하중변위연동 및 고정장치의 잭하부지지판을 보여주는 도면.

도14는 본 발명의 하중변위연동 및 고정장치의 잭상부지지판을 보여주는 도면.

도15는 도14의 단면 A-A를 보여주는 도면.

도16은 본 발명의 싱크로나이즈지지시스템을 띠장에 설치하기 위하여 편기된 수직파일에 하중분산쐐기받침판을 설치하여 띠장이 수평으로 설치되게 한 것을 보여주는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 흙막이벽 11 : 레이커스트러트

12 : 스크류잭 13 : 띠장

14 : 토사 15 : 수직파일

16 : 터파기선 17 : 레이커지지기초

18 : 브레이싱 19 : 중간파일

20 : 수평버팀대 21 : 긴장정착장치

22 : PS 강선 23 : 보강띠장

24 : 간격재 25 : 압축프리스트레스힘

30 : 구조물지지동바리 31 : 구체콘크리트

32 : 거푸집 33 : 강관지주

35 : 종거더

36 : 횡빔 37 : 교각

38 : 기초 39 : 가설벤트

40 : 싱크로나이즈지지시스템 41 : 하중전달버팀대

42 : 고정장치 43 : 인장케이블

44 : 수직재 45 : 레이커거더

46 : 띠장거더 47 : 인장력

48 : 컴퓨터 49 : 피드백

50 : 유압실린더 51 : 유압호스

53 : 하중계

54 : 변위계 55 : 변위회복량

56 : 연동변위량 57 : 내부반력

58 : 아이슬랜드공법 59 : 단계별굴착선

60 : 하중변위연동 및 고정장치 61 : 스티프너

62 : 잭하부지지판 63 : 고장력볼트

64 : 잭 65 : 잭상부지지판

66 : 인장케이블가이드판 67 : 스프링와샤너트

70 : 하중분산쐐기받침판 71 : 보강철판

72 : 하중분산받침목

본 발명은 지하구조물을 설치하기 위하여 굴착공사를 할때 토사가 붕괴되는 것을 방지하기 위하여 설치되는 흙막이 구조의 수직벽과 띠장지지에 활용하여 토압이나 수압에 의하여 발생되는 변위와 하중을 설계관리치의 변위와 하중과의 관계를 연동하여 변위량과 하중을 직접복귀 및 상쇄시키면서 토압이나 수압을 지지하도록 하거나 또는 철근콘크리트 타설과 철근조립을 위해 설치되는 거푸집의 하부에 설치지지되어 콘크리트를 타설 및 철근조립 중량으로 발생되는 변위량과 하중을 설계관리치의 캠버량과 하중관계에 연동되어 직접변위량과 하중을 회복 및 상쇄하면서 콘크리트 구조물을 지지하도록 하기 위한 흙막이구조 및 구조물지지동바리용 싱크로나이즈지지시스템에 관한 것이다.

일반적으로 흙막이구조는 토사굴착면에 연하여 일정한 간격으로 수직파일을 설치하고 토사를 수직으로 굴착하면서 발생되는 토압이나 변위를 지지하기 위하여 상기 수직파일 내측에 일정한 간격을 두고 횡으로 띠장과 직각버팀대를 설치하는데 있어, 그 직각버팀대 대신에 경사(레이커)버팀대를 설치하는 경우에 상기 수직파일의 상부에 설치된 띠장에 레이커거더의 상부와 접하게 설치하면서 일정한 각도를 유지하도록 경사지게 설치하고, 상기 레이커거더의 하부는 터파기선의 굴착면에 기초를 설치한 후에 그 위에 설치하여 수직파일을 직접지지하도록 한다.

상기 설명은 레이커거더를 흙막이 수직파일을 지지하기 위하여 설치되는 기존의 방법을 설명하는 것으로 기존의 레이커거더를 이용한 흙막이 수직파일지지는 1단만 지지할 수 있어, 레이커버팀대거더시스템의 공기단축, 작업공간최대확보 및 공사비대폭절감등의 대단히 높은 효과적인 측면에 비해 그 적용성에는 한계가 있었다.

이를 극복하기 위하여 상기 시스템을 개발하였다. 상기 시스템은 거더상에 단계별 굴착에 따라 설치되는 수직벽의 횡 띠장 위치와 직각 방향과 일치되는 위치에 수직재를 설치하고 그 수직재의 끝단부에 하중변위연동 및 고정장치를 설치하고, 그 장치에 접하여 인장케이블을 설치하고, 그 인장케이블은 레이커거더의 양단부에 설치되는 고정장치에 정착한다.

상기 수직재는 토압과 변위의 크기에 따라 그 길이를 변화하는데 그에 연하여 설치되는 인장케이블의 형상은 모멘트 분포도와 유사하게 되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이즈 레이커거더 시스템이다.

흙막이 수직파일을 중심으로 아이슬랜드 공법으로 절취한 후 1단계굴착 한 뒤에 설치한 1단 횡띠장과 상기 중앙부를 절취한 최종 굴착면에 설치되는 기초상에 상기 싱크로나이즈레이커거더지지시스템을 설치지지고정한 다음, 2단계 굴착하여 설치된 2단띠장과 상기 시스템의 1단의 수직재 위치와 일치하여 스크류잭이 부착된 하중전달버팀대를 직접 설치고정한 다음, 상기 1단의 수직재 끝단부에 설치된 하중변위 연동 및 고정장치에 유압잭을 삽입하고, 그 스트로크를 작용하중의 변위 및 하중크기에 따라 설계관리치 및 상기 거더 및 수직재에 부착된 변위계와 하중계의 계측결과를 비교하면서 연동시켜 직접복귀 및 상쇄하도록 하고, 그 스트로크를 연동시킬 때 그에 접하여 설치된 인장케이블은 잭의 반력대 역할을 하면서 인장력이 작용하도록 설치 및 지지하는 싱크로나이즈레이커거더지지시스템이다.

이를 흙막이레이커거더 3단, 4단등으로 여러차례를 굴착하면서 상기 시스템을 반복적으로 설치 및 연동시켜 흙막이벽을 지지하도록 한다.

흙막이벽으로 사용하는 경우로서 다른 실시예는 토사굴착면에 연하여 일정한 간격으로 수직파일을 설치하고 토사를 수직으로 굴착하면서 상기 수직파일 내측에 일정한 간격을 두고 횡으로 띠장거더를 설치한 후에 상기 띠장거더의 상당히 폭을 크게한 양단부에는 스크류잭이 부착된 수평버팀대를 설치하여 싱크로나이즈띠장거더지지시스템을 고정하도록 한 후에 상기 띠장거더시스템의 양측단부에 고정장치를 설치하고, 일정한 간격을 두고 수직재를 설치하되 상기 수직재의 길이를 중앙부는 길게하면서, 양측에 설치되는 수직재의 길이를 점차 작게한 수직재를 설치하면서 상기 수직재의 끝단부에 하중변위연동 및 고정장치를 설치한 후에 상기 띠장거더의 양측에 설치된 고정장치에 인장케이블을 정착하면서 상기 인장케이블이 상기 수직재의 하부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치에 접하게 설치하여 포물선형의 인장케이블이 설치되도록 하여 외부토압 및 변위크기에따라 하중변위연동 및 고정장치에 유압잭을 삽입하고, 그 잭의 스트로크를 설계관리치 및 실제현장계측치와의 피드백에 따라 연동시켜 흙막이벽의 토압이나 수압을 직접 상쇄 및 회복하도록 하여 수평버팀대를 대폭삭제하는 싱크로나이즈띠장거더지지시스템이다.

또 다른 적용 실시예로서 콘크리트구조물을 설치하기 위한 거푸집의 하부에 설치되어 콘크리트를 타설 및 철근중량으로 발생되는 변위량과 하중을 설계관리치의 캠버량과 하중관계에 연동되어 변위량과 하중을 직접회복 상쇄하면서 콘크리트 구조물을 지지하도록 설치한 구조물지지동바리인 것으로서, 교량의 경우를 예로들어 설명하면, 교각사이의 지반 상에 기초를 설치하고, 그 위에 가설벤트를 설치하고, 상기 가설벤트위에 종거더를 설치한 후에 상기 종거더 위에 일정한 간격을 두 고 횡으로 횡빔을 설치한 후에 그 위에 구체콘크리트슬래브를 형성하기 위한 거푸집을 설치하고,

상기 종거더의 하부에 일정한 간격을 두고 수직재를 설치하되, 상기 수직재의 길이를 중앙부는 길게하면서, 양측에 설치되는 수직재의 길이를 점차 작게한 수직재를 설치하고, 상기 수직재의 하부에 하중변위연동 및 고정장치를 설치하도록 한 후에 상기 종거더의 양측에 설치된 고정장치에 인장케이블을 정착하면서 상기 인장케이블이 상기 수직재의 하부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치에 접하게 설치하여 포물선형의 인장케이블이 설치되도록 한 후에 상기 레이커거더시스템이나 띠장시스템과 동일한 매카니즘으로 작용하중과 변위를 직접 상쇄 및 회복시키면서 콘크리트를 타설하여 구조물을 설치하도록 하기 위한 싱크로나이즈동바리지지시스템이다.

상기와 같이 싱크로나이즈지지시스템의 레이커거더, 띠장거더 및 동바리 종거더에 직각으로 설치된 수직재의 끝단부에 부착된 하중변위연동 및 고정장치에 유압잭을 삽입하고, 그 장치 끝에 연하여 설치된 인장케이블을 반력대로 이용하여 설계에서 요구되는 변위량과 응력을 도입한 상태의 지지시스템을 설계위치에 설치하면, 이들의 상기 거더상에는 외부하중에 의해 변위와 응력이 작용되고, 이는 상기 제작시에 도입된 설계관리치의 변위와 응력에 의해 직접상쇄하는 매카니즘을 갖도록 하는 것이며, 또한 상기 거더상에는 변위계와 하중계를 설치하여 실제발생변위와 하중의 계측값을 컴퓨터에 연결시켜 설계관리치와 피드백하여 허용치를 벗어날 염려가 있을 경우는 회로적으로 서로 상호연결된 유압실린더를 작동하여 유압잭의 스트로크를 연동시켜 설계관리치내로 조절하도록 직접변위량을 회복하거나 하중을 상쇄하도록 하여 토압등의 외부하중을 지지하도록 하는 흙막이벽의 레이커 거더나 띠장거더 또는 구체콘크리트구조물을 지지하는 동바리에 사용하는 싱크로나이즈지지시스템인 것이다.

본 발명의 목적은 싱크로나이즈지지시스템의 레이커거더, 띠장거더 및 동바리 종거더에 직각으로 설치된 수직재의 끝단부에 부착된 하중변위연동 및 고정장치에 유압잭을 삽입하고, 그 장치 끝에 연하여 설치된 인장케이블을 반력대로 이용하여, 설계에서 요구되는 변위량과 하중을 미리 도입하고, 케이블에는 기존의 압축프리스트레스힘이 도입되는 방법 대신에 인장력이 도입된 시스템을 설계위치에 설치하면, 이 상기 거더상에는 외부하중이 작용하게되며 외부하중에 의한 변위와 하중은 기제작시에 설계에서 요구되어 도입한 캠버와 하중에 의해 직접 회복 및 상쇄하는 매카니즘을 갖는 것이며, 또한 상기 거더상에는 변위계와 하중계의 센서를 부착하여 컴퓨터에 연결시켜 실제계측값과 설계관리치를 피드백하여 허용치를 벗어나거나 또는 벗어날 염려가 있을 경우는 회로적으로 서로 상호 연결된 유압실린더를 작동하여 유압잭의 스트로크를 연동시켜 설계관리치내로 조절하도록 변위량을 직접회복하거나 하중을 직접 상쇄하도록하여 토압등의 외부하중을 지지하도록 하는 흙막이벽의 레이커거더나 띠장거더 또는 구체구조물을 지지하는 동바리 공법에 적용하는 싱크로나이즈지지시스템을 설치하는 방법을 제공하기 위함이다.

종래기술로는 도1과 같이 토사를 수직으로 굴착한 수직벽에 작용하는 토압을 경사지게 설치된 레이커스트러트(11)를 1단으로 설치하여 토압을 지지하도록 한 것으로서, 구조 안전상 1단의 띠장(13)에만 설치하여 지지할 수 밖에 없어 굴착깊이가 극히 제한적이며, 그 적용 굴착 깊이가 깊거나 또는 변위가 크게 발생할 경우 상기 레이커스트러트(11)외에도 추가로 수평버팀대와 중간 파일을 더 설치하여야 하므로 공기증가의 문제와 이로인하여 추가적으로 강재를 설치하여야 하므로 공사비의 증가 및 보조강재를 사용하므로서 여유공간이 협소해지게되어 장비 작업공간의 제약등의 문제점이 상존하고 있다.

종래의 굴착공사용 흙막이벽 공사에 보편적으로 많이 사용되는 기술은 도 2와 같이 수직파일(15)의 설치와 이를 지지하기 위하여 횡으로 일정한 간격으로 설치되는 띠장(13)과, 상기 띠장(13)에 2 ~ 4m 간격으로 수평으로 설치되는 버팀대(20)와 이들 버팀대(20)를 지지하도록 중간 파일(19)을 설치하고 가설구조계 안전을 확보하기 위하여 브레이싱(18)을 설치하고, 상기 띠장(13)과 버팀대(20) 사이에 스크류잭(12)을 설치하여 토압을 지지하도록 하는 흙막이벽(10)을 설치한 것이다.

상기의 방법으로 설치되는 흙막이벽(10)은 상기 도1에서 언급한바와 같은 문제점인 조밀한 강재배치로 인한 경제성 저하와 장비작업공간의 협소로 인한 공기증가와 토압의 작용에 의한 띠장(13)에 발생되는 변위를 제어할 수 없어 토류벽 주변의 배면 침하등에 의한 민원야기와 흙막이벽(10)의 수직벽이 상호 마주보고있지 않으면 적용이 곤란한 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 다소 해소하기 위하여 도3과 같이 버팀대(20)와 버팀대(20)의 간격을 다소확장하도록 하는 경우에는 상기 도 2와 같이 띠장(13)과 버팀 대(20)를 설치하되 버팀대(20)와 버팀대(20) 사이의 띠장(13)에 별도의 보강띠장(23)을 붙이고, 상기 보강띠장(23)의 양단부에 한쌍으로 설치된 정착장치(21)에 PS강선(22)을 배치한 다음 상기 PS 강선(22)을 긴장 정착하므로서 압축의 프리스트레스힘이 작용하도록 하여 이로인하여 발생되는 편심모멘트로 외력의 모멘트를 상쇄하는 방법이다.

상기 PS강선(22) 정착위치에서 급격한 모멘트 반전이 이루어져 상기 위치에는 응력집중의 원인이 있고 그 편심모멘트로 인하여 띠장(13)에 발생되는 균등응력 직선분포가 외력에 의하여 발생되는 모멘트의 포물선형 상태와 불일치 함에 따라 띠장(13)에 발생되는 응력상태를 적절히 못하고 변위를 복귀시키지 못하며, 또한 굴착공사의 특징인 각 굴착단계별로 굴착하면서 발생되는 응력과 변위가 단계별로 변화하는데 반해 고정된 편심모멘트에 의해 적절하게 대응하지 못하여 적용성의 한계가 있을뿐만아니라 상기 수직벽의 변위를 적절하게 제어를 할 수 없어 수직벽의 주변배면에 토사의 침하 문제등이 야기되는 문제점이 있다.

상기 도3의 방법을 개선한 것이 도4의 기술로서 띠장(13)에 설치된 버팀대(20)의 간격을 보다 넓히기 위하여 보강띠장(23)에 편심이 크게 발생되도록 보강 띠장(23)에 일정한 간격을 두고 간격재(24)를 설치하고, 상기 보강띠장(23)의 양단부에 설치된 정착장치(21)에 PS 강선(22)을 정착하면서 간격재(24)의 하단에 PS 강선(22)이 접하도록 설치한 후에 상기 PS 강선(22)의 양단에서 인장력을 가한 후에 정착장치(21)에 긴장정착하여 PS 강선(22)에 압축력이 도입되고, 그 압축력이 편심모멘트를 발생하도록 하여 외력에 의해 발생하는 모멘트와 상쇄하는 방법으로 서,

상기 방법의 경우 장경간의 띠장(13) 설치시 외력 모멘트가 상당히 증가하므로 이를 상쇄하기 위해서는 편심모멘트를 크게 발생하여야 함에 따라 상기 보강띠장(23)에 도입되는 프리스트레스힘도 또한 크게하여야 하고, PS강선(22)량 또한 과다하게 사용하여야 하고, 이에따라 사용되는 정착장치(21) 또한 과대하게 소요되며, 별도의 보강띠장(23)을 중첩배치하여야 하므로서 과도하게 사용하는 강재양과 과도한 인장력이 요구되므로 비경제적인 요소와 설치되는 장치의 과대한 중량으로 인하여 현장설치 작업의 효율성 저하와 상기 장치를 제작설치하여 고정됨에따라 프리스트레스의 조절이 안되므로 굴착공사의 특징인 단계별 터파기 및 되메우기에 의하여 발생되는 하중변화에 적절히 대응할 수 없어 그 적용성에 한계가 있으며, 기발생된 수직벽의 변위를 복귀시키지 못하므로 수직벽의 배면 침하를 제어할 수 없는등으로 인하여 민원의 소지가 있는 문제점이 있고, 과도한 편심모멘트 발생을 위해 간격재 길이가 커져 상대적으로 굴착공사 범위가 커져야 하는 문제점이 있다.

또한 기존의 슬래브 콘크리트 타설시 슬래브의 하중을 지지할 수 있도록 하는 구조물지지동바리는 도5와 도6에서 설명하는바와 같이 구체슬래브콘크리트(31)의 하부 전체를 강관 지주(33)로 지지하는 구조물전체지지동바리 방식(30)과 가설벤트(39)를 설치하고, 그 위에 종거더(35)와 횡빔(36)을 설치하여 지지하도록 하는 가설벤트(39)에 의한 구조물지지동바리(30) 방식이 있는데, 상기 두가지 모두 지지하도록 하는 강재의 사용량이 많아지며 지지하고자 하는 하부공간에 강관지주(33) 및 가설벤트(39)가 설치되므로 하부공간을 활용할 수 없어 교량건설시 교통우회도 로를 별도로 만들거나 일시적으로 도로를 폐쇄함에 따른 공사비의 추가소요와 민원야기등의 문제점이 있으며, 하천교량의 경우 하천통수단면을 축소하게되므로 원활하게 하천수가 통수될 수 없는 수리학적인 문제가 발생될 수 있으므로 우기시에는 공사를 중지하여야 하는 문제점들이 상존하여 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 흙막이벽 및 구조물지지동바리에 적용된 레이커거더, 띠장거더 또는 종거더에 외부하중 즉 토압, 수압, 타설중량에 의하여 내부하중과 변위가 발생되면, 상기 띠장거더, 레이커거더 및 종거더에 직각으로 설치된 수직재의 종단부에 부착된 하중변위연동 및 고정장치에 유압잭을 삽입하고, 그 장치길이에 접하여 설치된 인장케이블을 반력대로 이용하여 설계에서 요구되는 변위량과 하중을 잭의 스트로크 연동에 의하여 도입되고, 케이블에는 인장력이 도입된 싱크로나이즈지지시스템을 설치위치에 부착하면, 상기 외부하중에 의한 변위를 회복시킴과 동시에 하중을 상쇄하는 매카니즘을 갖는 것이며, 또한, 상기 종거더상에는 변위계와 하중계의 센서를 부착하여 실측계측값을 컴퓨터에 연결시켜 설계관리치를 피드백하여 허용한계를 벗어나거나 또는 벗어난 경우가 있을 경우 회로적으로 상호 연결된 유압잭을 작동시켜 유압잭의 스트로크를 연동시켜 설계관리치내로 변위 및 하중을 관리하도록 하여 상기 띠장거더 및 종거더에 작용하는 변위 및 하중을 상쇄시키면서 다시 원상태로 복귀시키도록 변위회복량만큼 상향으로 작용하도록 하여 토압을 지지하도록 하거나 또는 구체 콘크리트구조물을 지지하도록 하는 시스템을 설치하는 방법에 관한 것으로서,

상기의 시스템을 이용하여 공사를 시공하면 다단계의 굴착단계를 실행 할 수 있도록 적용깊이를 대폭 증가할 수 있고, 버팀대수를 대폭절감하여 아이슬랜드공법을 적용할 수 있으며, 장비 공간 활용을 극대화하여 공기단축과 자재절감을 통한 공사비의 절감으로 인한 경제성 제고와 띠장과 버팀대로 지지하던 종래의 방식을 보다 효율적으로 적용할 수 있도록 하므로서 강재사용을 최소화하여 경제성을 높이고, 작업 공간을 확보하여 공기를 단축할 수 있도록 하고, 단계별 굴착이나 되메우기에 따른 하중 변화에 피드백하고 콘트롤하면서 하중변화에 따른 변위에 적절하게 대응 할 수 있도록 하는 하중변위연동 및 고정장치의 스트로크를 자동연동도입하여 공사의 성역화를 도모하여 공사의 안정성을 높일 수 있으며, 기 발생된 변위도 부분적으로 복귀시켜 주변배면 침하를 억제 및 회복할 수 있도록 유도하여 도심공사에서 발생할 수 있는 민원야기등을 사전에 차단할 수 있는 경제적이면서 안전성과 효율성을 증가시켰으며, 종래의 방법을 보다 효율적으로 적용할 수 있는 매우 적용성이 넓은 시스템의 시공방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 흙막이벽으로 사용할 경우, 토사굴착면에 연하여 일정한 간격으로 수직파일(15)을 설치하고 토사를 수직으로 굴착하면서 발생되는 토압이나 변위를 지지하기 위하여 상기 수직파일(15) 내측에 일정한 간격을 두고 횡으로 띠장(13)과 수평버팀대를 설치하는데 있어, 그 수평버팀대 대신 레이커(경사)버팀 대(45)로 설치하는 경우에는 상기 수직파일(15)의 상부에 설치된 띠장(13)에 레이커거더(45)의 상부와 접하게 설치하면서 일정한 각도를 유지하도록 경사지게 설치하고, 상기 레이커거더(45)의 하부는 최종터파기선(16)의 굴착면에 기초(17)를 설치한 후에, 그 위에 설치하도록 하고,

상기 레이커거더(45)상에는 단계별 굴착에 따라 설치되는 수직벽(15)의 횡띠장(13) 위치와 직각방향과 일치되는 위치에 수직재(44)를 설치하고, 수직재(44)의 끝단부에 하중변위연동 및 고정장치(60)를 설치하고, 그 장치(60)에 접하여 인장케이블(43)을 설치하고, 그 인장케이블(43)은 레이커거더(45)의 양단부의 고정장치(42)에 정착한다.

상기 수직재(44)는 토압과 변위의 크기에 따라 그 길이를 변화하는데, 그에 접하여 설치되는 인장케이블(43)의 형상은 모멘트분포도와 유사하게 되어 외력모멘트에 비례하게되므로 소수부재의 사용과 변위스트로크 조절량이 적게되므로 보다 경제적이면서 안전적이고, 효율적인 구조계를 갖는 것을 특징으로 하는 싱크로나이즈지지시스템(40)이다.

흙막이 수직파일(15)을 중심으로 아이슬랜드 공법으로 중앙부를 절취한 후 1단계 굴착한뒤 설치한 1단 횡띠장(13)과 상기 중앙부절취된 최종굴착면(16)에 설치된 기초(17)에 상기 싱크로나이즈지지시스템(40)을 설치고정한 다음, 2단계 굴착(59)하여 설치된 2단띠장(13)과 상기 시스템(40)의 1단수직재(44)위치와 일치하여 스크류잭(12)이 부착된 하중전달버팀대(40)를 직각으로 설치고정한 다음, 상기 1단의 수직재(44) 끝단부에 설치된 하중변위 연동 및 고정장치(60)에 유압잭(64)을 삽입하고, 그 스트로크를 상기 변위 및 하중을 설계관리치와 상기 거더(45) 및 수직재(44)에 부착된 변위계(54)와 하중계(53)의 계측결과를 비교하면서 연동시켜 직접 변위와 하중이 복귀 및 상쇄하도록 하고, 그 스트로크를 연동시킬 때 그에 접하여 설치된 인장케이블(43)은 잭(64)의 반력대 역할을 하면서 인장력이 작용하도록 설치 및 지지하는 싱크로나이즈레이커거더지지시스템이다.

상기 굴착이 3, 4단계등으로 시행하면서 상기 시스템을 반복적으로 설치 및 연동시켜 흙막이벽을 지지하도록 한다.

또 다른 흙막이벽의 실시예는, 토사굴착면에 연하여 일정한 간격으로 수직파일(15)을 설치하고 토사를 수직으로 굴착하면서 상기 수직파일(15) 내측에 일정한 간격을 두고 횡으로 띠장거더(46)를 설치한 후에 상기 띠장거더(46)의 상당히 넓은 간격을 둔 양단부에 스크류잭(12)이 부착된 수평버팀대(20)를 설치하여 띠장거더(46)를 지지하도록 한 후에 상기 띠장거더(46)의 양측단부에 고정장치(42)를 설치하고, 일정한 간격을 두고 수직재(44)를 설치하되 상기 수직재(44)의 길이를 중앙부는 길게하면서, 양측에 설치되는 수직재(44)의 길이를 점차 작게한 수직재(44)를 설치하면서 상기 수직재(44)의 일측단부에 하중변위연동 및 고정장치(60)를 설치한 후에 상기 띠장거더(46)의 양측에 설치된 고정장치(42)에 인장케이블(43)을 고정시킨 후 상기 인장케이블(43)이 상기 수직재(44)의 하부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치(60)에 접하게 설치하여 포물선형의 인장케이블(43)이 설치되도록 하여 변위크기에따라 하중변위연동 및 고정장치와 유압잭을 삽입설치하고, 그 잭(64)의 스트로크를 설계관리치와 실제현장계측치 결과 를 피드백하여 연동시켜 흙막이벽의 토압을 지지하도록 하여 수평버팀대를 대폭삭감하도록 하는 싱크로나이즈띠장거더지지시스템(40)이다.

또 다른 적용 실시예로서, 콘크리트 구조물의 설치시 구조물을 지지할 수 있도록 구조물지지동바리(30)에 적용하도록 한 것으로서, 콘크리트구조물을 설치하기 위한 거푸집(32)의 하부에 설치되어 콘크리트를 타설하면서 발생되는 변위량과 하중을 설계관리치의 캠버량과 하중관계에 연동되어 변위량과 하중을 회복 및 상쇄하면서 콘크리트 구조물을 지지하도록 설치한 구조물지지동바리인 것으로서, 교량의 경우를 예로들어 설명하면, 교각(37)사이의 지반 상에 기초(38)를 설치하고, 그 위에 가설벤트(39)를 설치하고, 상기 가설벤트(39)위에 종거더(35)를 설치한 후에 상기 종거더(35) 위에 일정한 간격을 두고 횡으로 횡빔(36)을 설치한 후에 그 위에 구체콘크리트슬래브(34)를 형성하기 위한 거푸집(32)을 설치하고,

상기 종거더(35)의 하부에 일정한 간격을 두고 수직재(44)를 설치하되, 상기 수직재(44)의 길이를 중앙부는 길게하면서, 양측에 설치되는 수직재(44)의 길이를 점차 작게한 수직재(44)를 설치하고, 상기 수직재(44)의 하부에 하중변위연동 및 고정장치(60)를 설치하도록 한 후에 상기 종거더(35)의 양측에 설치된 고정장치(42)에 인장케이블(43)을 정착하면서 상기 인장케이블(43)이 상기 수직재(44)의 하부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치(60)에 접하게 설치하여 포물선형의 인장케이블(43)이 설치되도록 한 후에 콘크리트를 타설시 발생하는 하중과 변위를 상쇄 및 회복시키거나 실제계측치와 피드백을 통해 설계관리치에 벗어날 염려가 있을 경우 재차 잭을 삽입하고 상기 잭의 스트로크 조절을 컴퓨터와 최종적 으로 연동하여 직접제어하면서 구조물을 설치하도록 하기 위한 싱크로나이즈동바리지지시스템(40)이다.

상기와 같은 싱크로나이즈지지시스템(40)의 레이커거더(45), 따장거더(46) 및 종거더(54)에 직각으로 설치된 수직재(44)의 끝단부에 부착된 하중변위연동 및 고정장치(60)에 유압잭(64)을 삽입하고, 그 장치(60) 끝에 접하여 설치된 인장케이블(43)을 반력대로 이용하여 설계에서 요구되는 변위량과 하중을 도입한 상태의 시스템(40)을 설계위치에 설치하고, 이를 상기 거더(45,46,54)상에 작용하는 외부하중에 의한 변위회복(55)과 하중을 상쇄하는 매카니즘을 갖는 것이며, 또한 상기 거더상에는 변위계(54)와 하중계(58)을 설치하여 컴퓨터(48)에 연결시켜 설계관리치를 피드백(49)하여 허용치를 벗어나거나 또는 벗어날 염려가 있을 경우 상호 연동된 유압실린더(50)를 작동하여 유압호스(51)를 통해 전달되어 유압잭(64)의 스트로크를 연동(56)시켜 설계관리치내로 직접조절하도록 변위량을 회복(55)하거나 하중을 상쇄(57)하도록 하여 토압등의 외부하중을 지지하도록 하는 흙막이벽의 레이커거더나 띠장거더 또는 구체콘크리트구조물을 지지하고 동바리에 사용하도록 하는 싱크로나이즈지지시스템(40)에 특징이 있다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도7은 본 발명의 싱크로나이즈지지시스템이 수직파일을 지지하도록 설치된 레이커거더에 설치되어 토압을 지지하도록 흙막이벽을 설치한 것을 보여주는 도면으로서, 토사굴착면에 연하여 일정한 간격으로 수직파일(15)을 설치하고 토사를 수 직으로 굴착하면서 발생되는 토압이나 변위를 지지하기 위하여 상기 수직파일(15) 내측에 일정한 간격을 두고 횡으로 띠장(13)을 설치하고, 상기 수직파일(15)의 상부에 설치된 띠장(13)에 레이커거더(45)의 상부와 접하게 설치하면서 일정한 각도를 유지하도록 하여 레이커거더(45)를 경사지게 설치하고, 상기 레이커거더(45)의 하부는 최종 터파기선(16)의 굴착면에 기초(17)를 설치한 후에, 그 위에 설치하도록 하고,

상기 레이커거더(45)상에 단계별 굴착에 따라 설치되는 수직파일(15)에 횡으로 설치된 띠장(13)과 직각되는 위치에 수직재(44)를 설치하고, 수직재(44)의 끝단부에 하중변위연동 및

고정장치(60)를 설치하고, 상기 장치(60)에 접하여 인장케이블(43)을 설치하되 레이커거더(45)의 양단부에 설치된 고정장치(42)에 정착한다.

상기 수직재(44)는 토압과 변위의 크기에 따라 그 길이를 다양하게 변화시켜 설치하는데, 상기 다양한 길이로 설치된 수직재(44)에 접하여 설치된 인장케이블(43)의 설치형상은 모멘트크기와 비례하여 설치하므로 외부하중과 변위를 보다 효율적으로 상쇄 및 회복매카니즘을 갖도록 설치한 싱크로나이즈지지시스템(40)이다.

흙막이 수직파일(15)을 중심으로 아이슬랜드 공법으로 중앙부를 절취한 후 1단계 굴착한뒤 설치한 1단 횡띠장(13)과 상기 중앙부절취된 최종굴착면인 터파기선(16)에 설치된 기초(17)에 상기 싱크로나이즈지지시스템(40)을 설치고정한 다음, 2단계로 굴착하여 2단계굴착선(59)을 형성한 다음 설치된 2단띠장(13)과 상 기 시스템(40)의 1단 수직재(44)위치와 일치하여 스크류잭(12)이 부착된 하중전달버팀대(41)를 직각으로 설치고정한 다음, 상기 1단의 수직재(44) 끝단부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치(60)에 유압잭(64)을 삽입하고, 그 스트로크를 상기 변위 및 하중의 설계관리치와 상기 거더(45) 및 수직재(44)에 부착된 변위계(54)와 하중계(53)의 계측결과를 컴퓨터에 연결시켜 피드백을 통하여 비교하면서 최종적으로 상호연결된 유압잭의 유압실린더를 작동시켜 그 스트로크 크기를 연동시켜 복귀 및 상쇄하도록 하고, 그 스트로크를 연동시킬 때 그에 접하여 설치된 인장케이블(43)을 잭(64)의 반력대 역할을 하면서 상기 케이블에는 인장력이 도입되어 거더에 작용하는 외부하중과 변위를 상쇄 및 회복이 직접 작용하도록 설치 및 지지하는 싱크로나이즈지지시스템이다.

상기 굴착이 3, 4단계등으로 반복시행하면서 상기 시스템을 반복적으로 설치 및 연동시켜 흙막이벽을 지지하도록 한다.

도8은 본 발명의 싱크로나이즈지지시스템을 띠장거더에 설치하여 토압을 지지하도록 흙막이벽을 설치한 것을 보여주는 도면으로서, 토사굴착면에 연하여 일정한 간격으로 수직파일(15)을 설치하고 토사를 수직으로 굴착하면서 상기 수직파일(15) 내측에 일정한 간격을 두고 횡으로 띠장거더(46)를 설치한 후에 상기 띠장거더(46)의 상당히 넓은 간격의 양단부에 스크류잭(12)이 부착된 수평버팀대(20)를 설치하여 띠장거더(46)를 지지하도록 한 후에 상기 띠장거더(46)의 양측단부에 고정장치(42)를 설치하고, 일정한 간격을 두고 수직재(44)를 설치하되 상기 수직재(44)의 길이를 중앙부는 길게하면서, 양측에 설치되는 수직재(44)의 길이를 점차 작게한 수직재(44)를 설치하면서 상기 수직재(44)의 일측단부에 하중변위연동 및 고정장치(60)를 설치한 후에 상기 띠장거더(46)의 양측에 설치된 고정장치(42)에 인장케이블(43)을 정착하면서 상기 인장케이블(43)이 상기 수직재(44)의 하부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치(60)에 접하게 설치하여 포물선형의 인장케이블(43)이 설치되도록 하여 하중 및 변위크기에따라 하중변위연동 및 고정장치에 유압잭을 삽입설치하고, 상기 잭(64)의 스트로크를 설계관리치와 실제현장계측치 결과를 피드백하여 연동시켜 흙막이벽의 토압을 지지하도록 하여 수평버팀대를 대폭삭감하도록 하는 싱크로나이즈지지시스템(40)이다.

도9는 본 발명의 싱크로나이즈지지시스템을 이용하여 흙막이벽의 레이커거더나 띠장거더 및 동바리용 종거더에 발생되는 하중과 변위를 직접제어하는 과정을 보여주는 도면으로서, 상기 도 7과 8, 10에서와 같이 싱크로나이즈지지시스템(40)의 레이커거더(45), 띠장거더(46) 및 종거더(54)에 직각으로 설치된 수직재(44)의 끝단부에 부착된 하중변위연동 및 고정장치(60)에 유압잭(64)을 삽입하고, 그 장치(60) 끝에 접하여 설치된 인장케이블(43)을 반력대로 이용하고 인장케이블에는 인장력(47)이 도입되어 설계에서 요구되는 변위량과 하중을 도입한 상태의 시스템(40)을 설계위치에 설치하고, 이를 상기 거더(45,46,54)상에 작용하는 외부하중에 의한 변위와 하중을 직접변위회복(55)과 하중을 상쇄하는 매카니즘을 갖는 것이며, 또한 상기 거더상에는 변위계(54)와 하중계(58)을 설치하여 컴퓨터(48)에 연결시켜 설계관리치를 피드백(49)하여 허용치를 벗어나거나 또는 벗어날 염려가 있을 경우 상호 연동된 유압실린더(50)를 작동하여 유압호스(51)를 통해 전달되어 유압잭(64)의 스트로크를 연동(56)시켜 설계관리치내로 직접조절하도록 변위량을 회복(55)하거나 하중을 상쇄(57)하도록 하여 토압등의 외부하중을 지지하도록 하는 흙막이벽의 레이커거더나 띠장거더 또는 구체콘크리트구조물을 지지하고 동바리에 사용하도록 하는 싱크로나이즈지지시스템(40)이다.

도10은 본 발명의 싱크로나이즈지지시스템이 구체슬래브의 하부의 거푸집을 지지하는데 설치되어 구체슬래브에 의해 발생되는 하중과 변위를 제어하는 과정을 보여주는 도면으로서, 콘크리트 구조물의 설치시 작용하는 하중과 변위를 지지할 수 있도록 구조물지지동바리(30)에 적용하도록 한 것으로서, 콘크리트구조물을 설치하기 위한 거푸집(32)의 하부에 설치되어 콘크리트를 타설하면서 발생되는 변위량과 하중을 설계관리치의 캠버량과 하중관계에 연동되어 변위량과 하중을 회복 및 상쇄하면서 콘크리트 구조물을 지지하도록 설치한 구조물지지동바리인 것으로서, 교량의 경우를 예로들어 설명하면, 교각(37)사이의 지반 상에 기초(38)를 설치하고, 그 위에 가설벤트(39)를 설치하고, 상기 가설벤트(39)위에 종거더(35)를 설치한 후에 상기 종거더(35) 위에 일정한 간격을 두고 횡으로 횡빔(36)을 설치한 후에 그 위에 구체슬래브를 형성하기 위한 거푸집(32)을 설치하고,

상기 종거더(35)의 하부에 일정한 간격을 두고 수직재(44)를 설치하되, 상기 수직재(44)의 길이를 중앙부는 길게하면서, 양측에 설치되는 수직재(44)의 길이를 점차 작게한 수직재(44)를 설치하고, 상기 수직재(44)의 하부에 하중변위연동 및 고정장치(60)를 설치하도록 한 후에 상기 종거더(35)의 양측에 설치된 고정장치(42)에 인장케이블(43)을 정착하면서 상기 인장케이블(43)이 상기 수직재(44)의 하부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치(60)에 접하게 설치하여 포물선형의 인장케이블(43)이 설치되도록 한 후에 상기 도에서 서술된 회복 및 상쇄 매카니즘에 의해 조절하면서 콘크리트를 타설하여 구조물을 설치하도록 하기 위한 싱크로나이즈지지시스템(40)이다.

도11은 본 발명의 싱크로나이즈지지시스템의 수직재의 하부에 설치되는 하중변위연동 및 고정장치에 인장케이블이 설치된 상태를 보여주는 도면으로서, 레이커거더(45) 및 띠장거더(46) 또는 종거더(35)의 하부에 각각의 길이로 일정한 간격을 두고 설치된 수직재(44)의 하부에 하중변위연동 및 고정장치(60)를 설치하고, 상기 장치(60)와 접하여 인장케이블(43)을 설치하도록 하여 설계관리치내로 잭의 스트로크를 연동(56)시키면 상기 인장케이블에 인장력이 발생하면서 반력대 역할을 하여 상기 수직재에 회복변위(55)와 상기 수직재(44) 내부에 내부반력(57)이 발생되어 이러한 내부반력과 회복변위량이 띠장거더(46) 또는 종거더(35)에 전달되어 일정량의 변위가 발생된 상기 띠장거더 또는 종거더의 변위를 일정량의 변위회복량만큼 상쇄시켜 띠장거더 또는 종거더와 토압이 평형을 이루도록 하여 전체적으로 안정성을 유지하도록 한 것이다.

도12는 본 발명의 싱크로나이즈지지시스템의 하중변위연동 및 고정장치를 보여주는 도면으로서, 수직재의 하부에 견고하게 하중변위연동 및 고정장치(60)를 고정연결시키기 위하여 스티프너(61)와 잭하부지지판(62)을 연결시키고, 상기 수직재(44)에 스티프너(61)를 연결고정시키도록 하고, 상기 잭하부지지판(62)의 하부에 잭(64)을 설치할 수 있는 공간을 확보하기 위하여 일정한 간격을 두고 잭상부지지 판(65)을 설치하되, 상기 잭 상하부지지판(62,65)의 모서리부를 고장력볼트(63)와 스프링와샤너트(67)로 상호 연결하고, 상기 잭상부지지판(65)의 하부에 인장케이블(43)을 안내할 수 있는 인장케이블가이드판(66)을 양측에 설치하면서 상기 인장케이블가이드판(66)의 사이에 인장케이블(43)을 설치할 때 인장케이블을 밀착접촉되도록 중앙부가 볼록하게 곡률면이 되도록 상기 잭상부지지판(65)을 설치하여 잭(64)을 삽입 및 배제할 수 있으며 설계관리치 만큼 변위스트로크(56)을 작동시킨 후 고장력볼트(63)와 스프링와샤너트(67)로 고정하므로서 하중변위연동 및 고정장치를 설치하는 것이다.

도13은 본 발명의 하중변위연동 및 고정장치의 잭하부지지판의 유압잭을 고정하는 방법을 보여주는 도면으로서, 잭 상하부지지판(62,65)을 고장력볼트(63)로 설치하여 유압잭설치공간을 조성한 다음, 유압잭을 중앙에 삽입한 다음 잭의 양측으로 설치된 스티프너(61) 중앙에 볼트와 스프링와샤너트(63,67)을 조여 고정시키도록 하는 것이다.

도14는 본 발명의 하중변위연동 및 고정장치의 잭하부지지판을 보여주는 도면으로서, 도 12에서 이미 설명한바와 같이 잭 상, 하부지지판(62,65)을 고장력볼트(63)로 상호 연결하여 수직재(44)에 연결설치한 다음 상기 잭하부지지판(65)의 하부에 인장케이블(43)을 안내할 수 있는 인장케이블가이드판(66)을 양측에 설치하면서 양측에 설치된 상기 인장케이블가이드판(66)의 사이에 인장케이블(43)을 설치할 때 인장케이블을 보다 강하게 밀착접촉되도록 중앙부가 볼록한 곡률면이 되도록 상기 잭하부지지판(65)을 설치한다.

도15는 도14의 단면 A-A를 보여주는 도면으로서, 잭하부지지판(65)의 하부에 인장케이블(43)을 안내할 수 있도록 강판으로 개복박스형태로 부착설치한 다음 상기 박스내에 인장케이블을 설치하도록 한다.

도16은 본 발명의 싱크로나이즈지지시스템의 띠장을 설치하기 위하여 편기된 수직파일에 하중분산쐐기받침판을 설치하여 띠장이 수평으로 설치되게 한 것을 보여주는 도면으로서, 토사굴착면이 일직선이 아닌 경우에는 토사굴착면을 따라 설치되는 수직파일(15)이 일정한 각도로 편기되어 설치되어 있으므로 상기 편기된 수직파일의 측면에 일정한 간격을 두고 상기 수직파일의 길이방향으로 설치되는 띠장(13,46)은 향후에 설치되는 수직재(44)가 반드시 띠장(13,46)에 직각으로 설치되어야 상기 수직재의 하부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치(60)의 변위연동 조절에 의해 외부하중에 의한 변위와 하중을 관리하게되므로 일정한 각도로 편기된 상기 수직파일(15)과 띠장(13,46)사이에 편기된 각도에 의하여 간격이 형성되면 상기 시스템의 변위회복과 하중상쇄가 직접전달이 않되므로 이렇게 형성된 간격내에 하중분산쐐받침판(70)을 설치하여 편기된 각도를 보상해주도록 하여 편기된 수직파일에 직각으로 띠장이 설치되고 상기 띠장에 수직재가 자동적으로 수직설치되도록 하기 위함이다.

상기 하중분산쐐기받침판(70)은 하중흡수분산에 효율적인 침목(72)과 지압에 변형이 않되도록 철판(71)으로 구성된 다각형의 일정한 두께를 갖는 것으로서, 도면에서보는바와 편기된 수직파일에 띠장이 직각으로 설치될 때 수직파일과 띠장에 일정한 간격이 형성되는데 상기 간격에 상기 하중분산쐐받침판을 끼워 띠장에 설치 된 수직재에 설치된 하중변위연동 및 고정장치에 의해 직접하중 상쇄 및 변위회복량이 도입될때에도 아무런 구조적인 영향없이 상기 매카니즘이 수직재를 통하여 거더에 직접 전달될 수 있도록 하기 위함이다.

본 발명은 지하구조물을 설치하기 위하여 굴착공사를 할때 토사가 붕괴되는 것을 방지하기 위하여 흙막이벽으로 활용하여 토압이나 수압에 의하여 발생되는 응력과 변위를 설계관리치와 연동하여 컴퓨터에 미리 입력된 프로그램에 의하여 자동으로 변위량과 외부하중을 도입하여 현장에 설치하고, 기설치된 거더에 작용하는 외력에 의한 변위와 하중을 상쇄시키고 또한 현장계측치와 피드백에 의해 상호연동시켜 재차 내부하중과 변위를 조절하면서 토압을 지지하도록 하거나 또는 콘크리트구조물의 설치를 위한 거푸집의 하부에 설치되어 콘크리트를 타설하면서 발생되는 응력과 변위를 설계관리치와 연동하여 컴퓨터에 미리 입력된 프로그램에 의하여 자동으로 변위량과 내부하중을 도입하여 현장에 설치하고, 이 설치된 거더에 작용하는 외력에 의한 변위와 하중을 상쇄시키면서, 또한 현장계측치와 피드백에 의해 상호연동시켜 재차 내부하중과 변위를 조절하면서 콘크리트 구조물을 지지하도록 하기 위한 흙막이벽 및 구조물지지동바리용 싱크로나이즈지지시스템에 관한 것으로서,

레이커버팀대를 이용하여 다단계로 굴착을 할수 있도록 적용깊이를 확대 할 수 있고, 버팀대수를 대폭절감하므로서 공간 활용을 극대화할 수 있는 등 효율성을 극대화하면서 공기단축과 자재절감을 통한 공사비의 절감으로 인한 경제성 제고를 함과 동시에 띠장과 버팀대로 지지하던 종래의 방식에도 적용할 수 있도록 하므로서 본 발명의 시스템의 호환성을 제고하도록 하고, 강재사용을 최소화하여 경제성을 높힘과 동시에 작업 공간을 확보하여 공기를 단축할 수 있도록 하면서 단계별 굴착이나 되메우기에 따른 하중 변화에 피드백하고 콘트롤하면서 하중변화에 따른 변위에 적절하게 대응 할 수 있도록 하여 보다 안정적으로 공사시공이 성역화하여 진행될 수 있도록 하는 경제적이면서, 시스템의 효율성을 증대시킴과 동시에 종래의 방법에도 적용할 수 있도록 호환성을 갖도록 한 매우 적용성이 넓은 유용한 시스템의 시공방법인 것이다.

Claims (16)

1. 토사굴착면에 연하여 일정한 간격으로 수직파일을 설치하고 토사를 수직으로 굴착하면서 발생되는 토압이나 변위를 지지하기 위하여 상기 수직파일의 내측에 일정한 간격을 두고 횡으로 설치된 띠장과,

   상기 수직파일의 상부에 설치된 띠장에 레이커거더의 상부와 접하게 설치하면서 일정한 각도를 유지하도록 하여 경사지게 설치된 레이커거더와,

   상기 레이커거더의 하부는 최종터파기선의 굴착면에 설치된 기초 위에 설치하고,

   상기 레이커거더(45)상에는 단계별 굴착에 따라 설치되는 수직파일(15)에 횡으로 설치된 띠장(13)과 직각되는 위치에 설치된 수직재로서, 상기 수직재의 길이는 토압의 크기와 비례하여 증가 또는 감소하게 수직재를 설치하고,

   상기 수직재(44)의 끝단부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치(60)와,

   상기 장치(60)에 접하여 인장케이블(43)을 설치하면서 레이커거더의 양단부에 설치된 고정장치(42)에 상기 인장케이블을 정착하고,

   상기 수직파일(15)을 중심으로 아이슬랜드 공법으로 1단계, 2단계등 다단계로 굴착하면서 각각 횡띠장(13)을 설치하면서, 단계적으로 상기 횡띠장과 상기 거더에 설치된 수직재와 직각으로 스크류잭(12)이 부착된 하중전달버팀대를 힌지연결하고,

   상기 수직재(44) 끝단부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치(60)에 유압잭(64)을 삽입하고, 상기 잭의 스트로크를 변위 및 하중 설계관리치와 상기 거더(45) 및 수직재(44)에 부착된 변위계(54)와 하중계(53)의 계측결과를 컴퓨터에 연동시켜 직접복귀 및 상쇄하도록 하고, 상기 유압잭의 스트로크를 인장케이블(43)에 연동시킬 때 잭(64)은 반력대 역할을 하면서 인장력이 작용하도록 하여 흙막이벽을 지지하도록 하는 것에 특징이 있는 작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직접회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템.
2. 토사굴착면에 연하여 일정한 간격으로 수직파일(15)을 설치하고 토사를 수직으로 굴착하면서 상기 수직파일(15) 내측에 일정한 간격을 두고 횡으로 띠장거더(46)를 설치한 후에 상기 띠장거더(46)의 양단부에 스크류잭(12)이 부착된 수평버팀대(20)를 설치하여 띠장거더(46)를 지지하도록 하고,

   상기 띠장거더(46)의 양측단부에 설치된 고정장치(42)와, 일정한 간격을 두고 수직재(44)를 설치하되 상기 수직재(44)의 길이를 중앙부는 길게하면서, 양측에 설치되는 수직재(44)의 길이를 점차 작게한 수직재(44)를 설치하고,

   상기 수직재(44)의 일측단부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치(60)와,

   상기 띠장거더(46)의 양측에 설치된 고정장치(42)에 인장케이블(43)을 정착하면서 상기 인장케이블(43)이 상기 수직재(44)의 하부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치(60)에 접하게 설치하고,

   상기 하중변위연동 및 고정장치에 설치된 유압잭의 스트로크를 설계관리치 와 실제현장계측치 결과를 컴퓨터에 입력시켜 피드백하여 연동시켜 흙막이벽의 토압을 지지하도록 하는 것에 특징이 있는 작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직접회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템.
3. 교각(37)사이의 지반 상에 기초(38)를 설치하고, 그 위에 가설벤트(39)를 설치하고,

   상기 가설벤트(39)위에 종거더(35)를 설치한 후에 상기 종거더(35) 위에 일정한 간격을 두고 횡으로 설치된 횡빔(36)과, 상기 횡빔 위에 구체슬래브를 형성하기 위하여 설치된 거푸집(32)과,

   상기 종거더(35)의 하부에 일정한 간격을 두고 수직재(44)를 설치하되, 상기 수직재(44)의 길이를 중앙부는 길게하면서, 양측에 설치되는 수직재(44)의 길이를 점차 작게한 수직재(44)를 설치하고,

   상기 수직재(44)의 하부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치(60)와,

   상기 종거더(35)의 양측에 설치된 고정장치(42)에 인장케이블(43)을 정착하면서 상기 인장케이블(43)이 상기 수직재(44)의 하부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치(60)에 접하게 설치하고,

   상기 종거더에 설치된 하중계와 변위계등의 계측값을 컴퓨터에 연동시켜 계측치, 설계관리치등과 피드백을 통해 자동으로 유압실린더시스템을 작동하여 하중과 변위제어를 하도록 하면서, 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하여 교량등의 구체 콘크리트 구조물을 설치하도록 하는 것에 특징이 있는 작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직접회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템.
4. 제 1항 내지 제3항중의 어느 한항에 있어서,

   상기 싱크로나이즈지지시스템을 컴퓨터에 연동시켜 하중변위 제어를 하는 것은 레이커거더(45), 따장거더(46) 및 종거더(54)에 직각으로 설치된 수직재(44)의 끝단부에 부착된 하중변위연동 및 고정장치(60)에 유압잭(64)을 삽입하고, 그 장치(60) 끝에 접하여 설치된 인장케이블(43)을 반력대로 이용하여 설계에서 요구되는 변위량과 하중을 잭의 스트로크를 조절하여 내부하중과 변위를 미리 도입한 상태의 시스템(40)을 설계위치에 설치하고, 이를 상기 거더(45,46,54)상에 작용하는 외부하중에 의한 변위회복(55)과 하중을 상쇄하는 매카니즘을 갖도록 하며, 상기 거더상에는 변위계(54)와 하중계(58)을 설치하여 컴퓨터(48)에 연결시켜 설계관리치를 피드백(49)하여 허용치를 벗어나거나 또는 벗어날 염려가 있을 경우 상호 연동된 유압실린더(50)를 작동하여 유압호스(51)를 통해 전달되어 유압잭(64)의 스트로크를 재차 연동(56)시켜 설계관리치내로 조절하도록 변위량을 회복(55)하거나 하중을 상쇄(57)하도록 하여 토압등의 외부하중을 지지하도록 하는 것에 특징이 있는 작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직접회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템.
5. 제 1항내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 싱크로나이즈지지시스템의 내부하중과 변위는 하중변위연동 및 고정장치에 유압잭을 삽입하고, 상기 잭의 스트로크를 상하로 연동하여 도입시키고, 상기 내부하중과 변위의 도입된 상태를 보존하기 위하여 고장력볼트와 스프링와샤너트로 고정시키며, 상기 내부하중과 변위의 도입시 인장케이블이 반력대 역할을 하여 인장력이 도입되도록 하여 외부하중과 변위를 상쇄하는 것에 특징이 있는 작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직접회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템.
6. 제 1항 내지 제3항중의 어느 한항에 있어서,

   상기 수직재의 하부에 연결된 하중변위연동 및 고정장치는 스티프너와 잭하부지지판을 상기 수직재에 연결고정시키도록 하고, 상기 잭하부지지판의 하부에 잭을 설치할 수 있는 공간을 확보하기 위하여 일정한 간격을 두고 잭상부지지판을 설치하되, 상기 잭상,하부지지판의 모서리부를 고장력볼트와 스프링와샤너트로 상호 연결하고, 상기 잭상부지지판의 하부에 인장케이블을 안내할 수 있는 인장케이블가이드판을 양측에 설치하면서 상기 인장케이블가이드판의 사이에 인장케이블을 설치할 때 인장케이블을 밀착접촉되도록 중앙부가 볼록한 곡률면이 되도록 상기 잭상부지지판을 설치하는 것에 특징이 있는 작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직 접회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 인장케이블가이드판은 잭상부지지판의 하부에 인장케이블을 안내할 수 있도록 강판으로 개복박스형태로 부착설치한 다음 상기 박스내에 인장케이블을 설치하여 이탈하지 않도록 한 것에 특징이 있는 작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직접회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템.
8. 제 1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 수직파일과 띠장이 일정한 각도로 편기되어 설치되어 있을 경우에는 상기 수직파일과 상기 띠장에 간격이 형성된 틈내에 삼각형의 일정한 두께를 갖는 하중분산쐐받침판을 삽입설치하여 편기된 각도를 보상해주도록 한 것에 특징이 있는 작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직접회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템.
9. 토사굴착면에 연하여 일정한 간격으로 수직파일을 설치하고 토사를 수직으로 굴착하면서 발생되는 토압이나 변위를 지지하기 위하여 상기 수직파일의 내측에 일정한 간격을 두고 횡으로 띠장을 설치하고,

   상기 수직파일의 상부에 설치된 띠장에 레이커거더의 상부와 접하게 설치하면서 일정한 각도를 유지하도록 하여 레이커거더를 경사지게 설치하고,

   상기 레이커거더의 하부는 최종터파기선의 굴착면에 기초를 설치한 후에, 그 위에 설치하도록 하고,

   상기 레이커거더(45)상에는 단계별 굴착에 따라 설치되는 수직파일(15)에 횡으로 설치된 띠장(13)과 직각되는 위치에 수직재를 설치하고, 그 수직재 길이는 토압의 크기와 비례하여 증가 또는 감소하게 수직재를 설치하고, 수직재(44)의 끝단부에 하중변위연동 및 고정장치(60)를 각각 설치하고,

   상기 장치(60)에 접하여 인장케이블(43)을 설치하고, 상기 인장케이블은 레이커거더(45)의 양단부에 설치된 고정장치(42)에 정착하여 인장케이블(43)의 설치형상은 모멘트분포도와 유사하게 설치하여 싱크로나이즈지지시스템(40)을 설치하고,

   상기 수직파일(15)을 중심으로 아이슬랜드 공법으로 1단계, 2단계등 다단계로 굴착하면서 각각 횡띠장(13)을 설치하면서, 단계적으로 상기 횡띠장과 상기 시스템의 거더에 설치된 수직재와 직각으로 스크류잭(12)이 부착된 하중전달버팀대를 힌지연결하고,

   상기 수직재(44) 끝단부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치(60)에 유압잭(64)을 삽입하고, 상기 잭의 스트로크를 변위 및 하중 설계관리치와 상기 거더(45) 및 수직재(44)에 부착된 변위계(54)와 하중계(53)의 계측결과를 컴퓨터에 연동시켜 직접복귀 및 상쇄하도록 하고, 상기 유압잭의 스트로크를 인장케이블(43)에 연동시킬 때 잭(64)은 반력대 역할을 하면서 인장력이 작용하도록 하여 흙막이벽을 지지하도록 하는 것에 특징이 있는 작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직접회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템의 설치방법.
10. 토사굴착면에 연하여 일정한 간격으로 수직파일(15)을 설치하고 토사를 수직으로 굴착하면서 상기 수직파일(15) 내측에 일정한 간격을 두고 횡으로 띠장거더(46)를 설치한 후에 상기 띠장거더(46)의 양단부에 스크류잭(12)이 부착된 수평버팀대(20)를 설치하여 띠장거더(46)를 지지하도록 하고,

    상기 띠장거더(46)의 양측단부에 고정장치(42)가 설치되고, 일정한 간격을 두고 수직재(44)를 설치하되 상기 수직재(44)의 길이를 중앙부는 길게하면서, 양측에 설치되는 수직재(44)의 길이를 점차 작게한 수직재(44)를 설치하고,

    상기 수직재(44)의 일측단부에 하중변위연동 및 고정장치(60)를 설치하고,

    상기 띠장거더(46)의 양측에 설치된 고정장치(42)에 인장케이블(43)을 정착하면서 상기 인장케이블(43)이 상기 수직재(44)의 하부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치(60)에 접하게 설치하여 포물선형의 인장케이블(43)이 설치되도록 한 싱크로나이즈지지시스템을 제작하여 현장에 설치하여 외력에 의한 하중과 변위와 기 도입된 설계관리치의 내부하중과 변위가 서로 상쇄 및 회복하고,

    상기 하중변위연동 및 고정장치에 설치된 유압잭의 스트로크를 설계관리치 와 실제현장계측치 결과를 피드백하여 연동시켜 흙막이벽의 토압을 지지하도록 하는 것에 특징이 있는 작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직접회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템의 설치방법.
11. 교각(37)사이의 지반 상에 기초(38)를 설치하고, 그 위에 가설벤트(39)를 설치하고,

    상기 가설벤트(39)위에 종거더(35)를 설치한 후에 상기 종거더(35) 위에 일정한 간격을 두고 횡으로 횡빔(36)을 설치한 후에 그 위에 구체슬래브를 형성하기 위한 거푸집(32)을 설치하고,

    상기 종거더(35)의 하부에 일정한 간격을 두고 수직재(44)를 설치하되, 상기 수직재(44)의 길이를 중앙부는 길게하면서, 양측에 설치되는 수직재(44)의 길이를 점차 작게한 수직재(44)를 설치하고,

    상기 수직재(44)의 하부에 하중변위연동 및 고정장치(60)를 설치하도록 한 후에,

    상기 종거더(35)의 양측에 설치된 고정장치(42)에 인장케이블(43)을 정착하면서 상기 인장케이블(43)이 상기 수직재(44)의 하부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치(60)에 접하게 설치하여 포물선형의 인장케이블(43)이 설치되도록 한 싱크로나이즈지지시스템(40)을 제작하여 현장에 설치하여 발생하는 외력에 의한 하중과 변위와 기 도입된 설계관리치의 내부하중과 변위가 서로 상쇄 및 회복하고,

    상기 시스템의 하중계와 변위계등의 계측값을 컴퓨터에 연동시켜 계측치, 설계관리치등과 피드백을 통해 자동으로 유압실린더시스템을 작동하여 하중과 변위제어를 하도록 하면서, 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하여 교량등의 구체콘크리트 구조물을 설치하도록 하는 것에 특징이 있는 작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직접회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템의 설치방법.
12. 제 9항 내지 제11항중의 어느 한항에 있어서,

    상기 싱크로나이즈지지시스템을 컴퓨터에 연동시켜 하중변위 제어를 하는 것은 레이커거더(45), 따장거더(46) 및 종거더(54)에 직각으로 설치된 수직재(44)의 끝단부에 부착된 하중변위연동 및 고정장치(60)에 유압잭(64)을 삽입하고, 그 장치(60) 끝에 접하여 설치된 인장케이블(43)을 반력대로 이용하여 설계에서 요구되는 변위량과 하중을 잭의 스트로크를 조절하여 내부하중과 변위를 미리 도입한 상태의 시스템(40)을 설계위치에 설치하고, 이를 상기 거더(45,46,54)상에 작용하는 외부하중에 의한 변위회복(55)과 하중을 상쇄하는 매카니즘을 갖는 것이며, 또한 상기 거더상에는 변위계(54)와 하중계(58)을 설치하여 컴퓨터(48)에 연결시켜 설계관리치를 피드백(49)하여 허용치를 벗어나거나 또는 벗어날 염려가 있을 경우 상호 연동된 유압실린더(50)를 작동하여 유압호스(51)를 통해 전달되어 유압잭(64)의 스트로크를 재차 연동(56)시켜 설계관리치내로 조절하도록 변위량을 회복(55)하거나 하중을 상쇄(57)하도록 하여 토압등의 외부하중을 지지하도록 하는 것에 특징 이 있는 작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직접회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템의 설치방법.
13. 제 9항내지 제11항중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 싱크로나이즈지지시스템의 내부하중과 변위는 하중변위연동 및 고정장치에 유압잭을 삽입하고, 상기 잭의 스트로크를 상하로 연동하여 도입시키고, 상기 내부하중과 변위의 도입된 상태를 보존하기 위하여 고장력볼트와 스프링와샤너트로 고정시키며, 상기 내부하중과 변위의 도입시 인장케이블이 반력대 역할을 하여 인장력이 도입되도록 하여 외부하중과 변위를 상쇄하는 것에 특징이 있는 작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직접회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템의 설치방법.
14. 제 9항 내지 제11항중의 어느 한항에 있어서,

    상기 수직재의 하부에 연결된 하중변위연동 및 고정장치는 스티프너와 잭하부지지판을 상기 수직재에 연결고정시키도록 하고, 상기 잭하부지지판의 하부에 잭을 설치할 수 있는 공간을 확보하기 위하여 일정한 간격을 두고 잭상부지지판을 설치하되, 상기 잭상,하부지지판의 모서리부를 고장력볼트와 스프링와샤너트로 상호 연결하고, 상기 잭상부지지판의 하부에 인장케이블을 안내할 수 있는 인장케이블가 이드판을 양측에 설치하면서 상기 인장케이블가이드판의 사이에 인장케이블을 설치할 때 인장케이블을 밀착접촉되도록 중앙부가 볼록한 곡률면이 되도록 상기 잭상부지지판을 설치하는 것에 특징이 있는 작용하중에 따라 발생되는 변위반력을 회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템의 설치방법.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 인장케이블가이드판은 잭상부지지판의 하부에 인장케이블을 안내할 수 있도록 강판으로 개복박스형태로 부착설치한 다음 상기 박스내에 인장케이블을 설치하여 이탈하지 않도록 한 것에 특징이 있는 작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직접회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템의 설치방법.
16. 제 9항 또는 제10항에 있어서,

    상기 수직파일과 띠장이 일정한 각도로 편기되어 설치되어 있을 경우에는 상기 수직파일과 상기 띠장에 간격이 형성된 틈내에 삼각형의 일정한 두께를 갖는 하중분산쐐받침판을 삽입설치하여 편기된 각도를 보상해주도록 한 것에 특징이 있는 작용하중에 따라 발생되는 변위와 반력을 직접회복 및 상쇄하도록 제어하는 자동싱크로나이즈지지시스템의 설치방법.

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