KR20100085705A

KR20100085705A - 관형 구조물

Info

Publication number: KR20100085705A
Application number: KR1020090005132A
Authority: KR
Inventors: 마르셀 마띠에르
Original assignee: 마띠에르
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2010-07-29
Also published as: RU2009127397A

Abstract

본 발명은 종단연결(end-to-end)로 배치되고, 수평화되고 콤팩트화된 부설표면(61)에 지탱하는 섹션들로 구성되는 관형 구조물로서, 각 섹션은 나란히 놓여진(juxtaposed) 벽부재들로 형성되며 상기 부설표면(61)에 각각이 지탱하는 안쪽으로 만곡된 측면 벽을 가지는 2개의 측부재들(2, 2')을 포함하며, 각 측부재(2, 2')에는 그 베이스에서 상기 부재(2, 2')의 측면 벽(20)으로부터 브래킷(bracket)의 형태로 수평으로 연장하는 적어도 1개, 바람직하게는 2개의 플랜지들(71, 72)을 포함하는 확장된 바닥 플레이트(7)가 제공되고, 각 측부재는 상기 바닥 플레이트(7)에 직각이고 안쪽으로 만곡된 상부(21)에 의해 바깥쪽으로 연장된, 실질적으로 수직의 하부(26)를 가지며, 상기 바닥 플레이트는 각 측부재가 발판없이 설 수 있도록 하는 관형 구조물을 개시한다.

Description

관형 구조물{Tubular Construction}

본 발명은 수평화되고 콤팩트화된 부설표면(laying surface) 상에 안착하는 평평한 바닥을 가지는 관형 구조물에 관한 것이다. 이 구조물은 각각 나란히 놓여진 벽부재로 형성되어 종단연결로 배치된 섹션들로 구성된다.

이러한 구조물은, 예를 들어 배수 네트워크와 같은 액체 순환 도관을 건설하기 위한 구조로 이미 알려져 있는데, 이 방식에 따르면, 상기 도관은 종단연결(end-to-end)로 배치된 섹션들로 구성되고, 각각은 길이방향 단부(longitudinal edge)에서 서로에 대해 지탱하는 사전제조된 콘크리트 부재들로 형성된다. 이러한 장치들은 일반적으로 면적이 1~2 m²를 넘지 않는 단면에 제공된다.

훨씬 더 큰 단면을 가지는, 심지어 100m²가 넘는 단면을 가지는 도관들을 형성하기 위한 건설 시스템도 또한 알려져 있는데, 결과적으로 차량 순환을 위한 지하 통로, 그리고 둑 등 아래 강물의 우회를 위한 구조로 사용 가능하다.

상기 시스템에 의해 얻은 도관은 종단연결로 배치된 관형 섹션들로 구성되어 있으며, 각각은, 지면 상에 안착되거나 원위치에 주입된 적어도 1개의 실질적으로 평평한 콘크리트 석판 부재, 상기 콘크리트 석판의 양측에 배치된 2개의 측부재들, 그리고 지하에 형성된 도관의 경우에, 상기 도관을 폐쇄하기 위해 상기 측부재들의 상단부들에 안착하는 둥근천장 부재(vault element)를 포함한다. 각 측부재는 일반적으로 수직 방향인 만곡된 벽을 포함하는데, 상기 만곡된 벽은 상단에는 둥근천장과 접하고, 바닥에서는 콘크리트 석판부재와 수평으로 연결됨으로써, 만곡이 지속적으로 달라지는 부드러운 벽을 구성한다. 또한, 상기 측부재들은 상기 콘크리트 석판에 연결되어 그들의 안정성을 확보하며 그들에게 가해지는 부하(load)를 흡수한다.

도관의 건설 동안 측부재들의 안정성 확보를 위해, 측부재들이 상기 콘크리트 석판에 연결될 때까지 상기 측부재들을 대기시킬 필요가 있다. 현재, 이러한 상기 측부재들의 임시 대기는, 시간이 오래 걸리고, 위험한 직립(erection), 그리고 해체 작업이 따르는 값비싼 발판(scaffolding) 시스템들을 사용할 수밖에 없게 한다.

따라서, 상기 도관의 측부재들을 지탱할 발판 없이도, 섹션 면적이 큰 도관 또는 통로들을 형성하는 관형 구조물의 형태가 요구된다는 것은 명백해졌다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 종단연결로 배치되고, 수평화되고 콤팩트화된 부설표면상에 안착하는 섹션들로 구성된 관형 구조물로서, 각 섹션은 나란히 놓여진(juxtaposed) 벽부재들로 형성되고, 각각이 상기 부설표면에 지탱하는 안쪽으로 만곡된 측면 벽을 가지는 2개의 측부재들을 포함한다. 본 발명에 따르면, 본 관형 구조물은, 각 측부재에 그 베이스에서 상기 부재의 측면 벽으로부터 브래킷(bracket) 형태로 수평으로 연장되는 적어도 1개, 바람직하게는 2개의 플랜지(flanges)들을 포함하는 확장된 바닥 플레이트가 제공되며, 각 측부재는 상기 바닥 플레이트에 직각이며 안쪽으로 만곡된 상부에 의해 위쪽으로 연장된 실질적으로 수직의 하부를 가지며, 상기 바닥 플레이트는 발판 없이도 각 측부재가 직립할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 따른 구조물은 발판 없이도 가능하며, 이는 비용을 감소시킨다. 또한, 그들의 확장된 바닥 플레이트가 측부재들에게 부여한 안정성은, 제작 장소 또는 사용 장소에서 보관되는 동안 그들을 사용하는 것을 더 안전하게 하고, 사고의 위험을 줄인다.

폐쇄된 통로들 또는 도관들을 형성할 목적인 발명의 한 실시예에서, 각 섹션 은 상기 2개의 측부재들의 각 상단부에 위치한 조인트(joint)에 안착한 적어도 1개의 둥근천장 부재를 포함함으로써, 상단이 폐쇄된 도관을 형성한다.

본 실시예의 한 특징에 따르면, 각 측부재에는 그 베이스 부분에서 상기 부재의 측면 벽의 양측에 브래킷 형태로 수평으로 연장되는 내부 플랜지와 외부 플랜지를 포함하는 확장된 바닥 플레이트가 제공되며, 각 측부재의 지탱 바닥 플레이트의 외부 플랜지가 상기 바닥 플레이트에 인가된 힘들을 고려할 때, 상기 둥근천장 부재에 의해 발휘된 측면 추력(thrust)에 대한 상기 부재의 안정성을 확보할 만큼의 충분한 폭으로 연장된다. 비록 이것이 엄격히 필요한 것은 아니지만, 상기 외부 플랜지는 상기 내부 플랜지의 폭보다 큰 폭을 가지는 것이 바람직하다.

본 발명의 관형 구조물의 폐쇄된 실시예의 변형에서, 상기 둥근천장 부재와 각 측부재 사이의 조인트는 마디연결되며(articulated), 오목한 라운드부(rounded recessed)에 지탱하는 돌출 라운드부(rounded projecting)를 포함함으로써 길이방향 마디연결 축(longitudinal articulation axis)을 정의한다.

진역들(seismic areas)에서 본 발명의 관형 구조물을 이행할 목적을 가지는 본 변형의 한 특징에 따르면, 본 구조물은 각 마디연결 조인트에서 상기 마디연결 조인트의 이동을 잠그기 위한 지진방호 잠금수단들을 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 지진방호 잠금수단(paraseismic locking means)들은 어떠한 적절한 방식으로도 형성이 가능하다.

따라서, 본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 지진방호 잠금수단들은 측부재와 상기 둥근천장 부재에 각각 조여진 2개의 외부 비드(beads)들을 포함하며, 한 개의 비드는 나머지 다른 비드에 의해 형성된 길이방향 설부(tongue)와 연결된 길이방향 그루브(groove)를 정의한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 지진방호 잠금수단들은 상기 둥근천장 부재와 상기 측부재의 대향부들(facing portions)을 연결하는 적어도 1개의 타이-로드(tie-rod)를 포함하며, 상기 타이-로드는 상기 둥근천장 부재와 상기 측부재에서 형성된 2개의 대향 채널들에서 연장된다.

비록 이것이 엄격히 필요한 것은 아니지만, 상기 타이-로드와 상기 채널들은 상기타이-로드가 상기 조인트의 길이방향 마디연결 축을 통과하도록 만곡되는 것이 바람직하다.

상기 폐쇄된 실시예의 한 특징에 따르면, 상기 둥근천장 부재는 상기 둥근천장 부재의 내부면에 제공된 적어도 1개의 횡단 보강재 립(transverse stiffening rib)을 포함한다. 이러한 종류의 횡단 립을 사용하면, 매우 넓은, 예를 들어 넓이가 145m² 이상인 도관 또는 매우 넓은 단면의 폐쇄된 길들을 형성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 관형 구조물의 각 섹션은 상기 2개의 측부재들의 하부들 사이에 연장되는 콘크리트 석판 부재에 의해 바닥에서 폐쇄된다.

한 실시예에서, 상기 측부재들은 그들의 베이스에서 단단한 조립품을 형성하는 키형 조인트(keyed joints)들을 구성하는 콘크리트로된 조인트들에 의해 상기 콘크리트 석판 부재들에 연결된다. 이러한 목적으로, 상기 측부재들의 저단부들과 상기 콘크리트 석판의 길이방향 단부들은 사용 준비된 돌출된 보강재들이 제공되 며, 상기 측부재들이 배치되면, 마주보는 길이방향 단부들 사이에는 상기 보강재들이 서로 교차되는 공간이 남겨지며, 그런 다음에는, 보강재들이 원위치에 주입된 회반죽에 덮이게 된다.

결과적으로, 상기 둥근천장 부재에 인가되고 상기 측부재들에 전달된 부하는 상기 콘크리트 석판에 의해 흡수될 수 있고, 따라서 넓은 영역에 걸쳐 분산될 수 있다. 이는 지면에서 발생하는 스트레스들의 분산을 상당히 향상시킨다.

상기 측부재들의 베이스에 상기 콘크리트 석판을 조이는 것은, 상기 측부재들로 하여금 둥근천장 부재가 배치될 때 둥근천장 부재에 의해 전달되는 부하 때문에 개방되어 바깥으로 이동되는 것을 막는다.

물론, 이러한 종류의 콘크리트 석판 부재는 본 발명에 따른 관형 구조물을 형성하는데 있어 필수적인 것은 아니다.

한 특정한 실시예에서, 상기 측부재들과 상기 콘크리트 석판 부재는 각각 마주보는 길이방향 단부들을 따라 제공되는데, 상기 마주보는 길이방향 단부들은 각각의 상반되는 윤곽들을 가지는 짧은 브래킷 형태의 가는 단부들을 가짐으로써, 수직에 대해 똑같이 0이 아닌 각도로 경사진 길이방향 지탱 대향부들을 제공하고, 상기 부재들을 안착할 때 상기 2개의 측부재들의 내부 단부들 사이의 간격은 상기 콘크리트 석판 부재의 폭보다 좁아서, 상기 마주보는 짧은 브래킷들은 겹쳐지며, 그들의 경사진 지탱 대향부들은 2개씩 서로에 대해 압박되며, 상기 브래킷들은 상기 콘크리트 석판 부재에, 또는 반대 방향으로, 상기 측부재상의 힘들의 적어도 한 부분을 전달할 수 있을 정도의 윤곽과 기계적 특징들을 가진다.

상기 측부재들의 안쪽 단부들을 따라 형성된 짧은 브래킷들은 일반적으로 상기 콘크리트 석판 부재의 가로길이 단부들상의 짧은 브래킷들의 꼭대기에 위치하지만, 반대 방향에 배치하는 것도 어떤 경우에는 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 측부재들은 꼭대기가 개방되어 있으며, 종단연결로 배치된 섹션들로 구성된 액체 순환 운하의 형성을 위해 제시되는데, 각 섹션은 콘크리트 석판 부재의 각각의 반대 측들에 배치된 확장된 바닥 플레이트들을 가지는 2개의 측부재들을 포함한다.

또 다른 특정 특징에 따르면, 상기 둥근천장 부재의 저단부와 상응하는 측부재의 상단부 사이에 있는 각 길이방향 조인트는, 적어도 2개의 마디연결된 지탱 지점들을 포함하는데, 상기 지점들은 서로로부터 서로간에 축방향으로 공간이 떨어져 있으며 그 사이에는 측부재들 및 둥근천장 부재들의 단부의 대향부들이 상기 조인트의 중앙 평면에 따라 후퇴됨으로써, 앵커링(anchoring) 철부들과 연계되고 사용 준비된 횡단 보강재들이 연장되는 자유 공간을 형성하고, 상기 자유 공간에 회반죽을 주입함으로써 단단한 조립품을 형성할 수 있게 한다.

물론, 본 발명의 다양한 특징들, 실시예들 및 변형들은, 그들이 상호 배타적이거나 양립할 수 없는 것이 아니라는 전제하에 다양한 조합으로 서로 관련될 수 있다.

또한, 첨부된 도면들을 참고로 하여, 아래에 제시된 기재로부터 본 발명의 다른 특징들도 나타날 것이다. 이는 본 발명의 관형 구조물들의 실시예에는 제한이 없다는 것을 보여준다.

도면들에서, 다양한 실시예들과 변형들에서 공통적인 다양한 부재들은 같은 참조 번호를 갖는다.

도 1은, 예를 들어 차량 순환 또는 액체 순환 도관을 위한 지하 통로가 될 수 있는 관형 구조물의 단면도이다. 그러한 도관은 종단연결로 배치된 관형 섹션들을 결함으로써 형성되며, 각 섹션은 그 단면에 각각, 콘크리트 석판 부재(1), 상기 콘크리트 부재의 각각의 반대측들에 배치된 2개의 측부재들(2, 2'), 그리고 그 하단부들(31)이 상기 측부재들(2, 2')의 상부들(21)에 안착하는 둥근천장 부재(3) 등 4개의 사전제조된 부재들로 구성된다. 도 1에 도시된 실시예는 최적의 통로 섹션을 정의하는데, 둥근천장 부재(3)와 측부재들(2)의 측면 벽들(20)의 상부들(21)은 동일한 길이방향 축을 중심으로 하는 순환 실린더 섹션들을 구성한다. 그러나, 다른 형태도 가능하다. 그런 다음, 만곡의 연속성을 유지하기 위해, 만곡의 중심은, 상기 둥근천장 부재(3)와 측부재들(2)의 사이의 상기 길이방향 조인트들(8, 8')의 중앙 평면들(PP')에 배치되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 도관의 상부는 반원통형 둥근천장(barrel vault)을 형성한다. 또한, 각 측부재(2, 2')의 측면 벽(20)의 만곡된 상부(21)는 저부(26)와 만나는데, 상기 저부(26)는 지탱 바닥 플레이트(7)를 중심으로 하는 수직 벽 부재로 구성되며, 상기 지탱 바닥 플레이트(7)는 평평한 저면(70)을 가지는 상기 부재(2)의 베이스를 구성하며, 상기 벽(20)의 수직 저부(26)의 양측에서, 상기 벽(26)의 중앙 평면으로부터 각각의 거리(a1, a2)에 걸쳐, 안쪽과 바깥쪽으로 대칭적으로 연장되는 2개의 플랜지들(71, 72)을 포함한다.

상기 거리(a1)는 측부재가 부설표면(61)에 안착될 때 상기 측부재(2)가 안쪽으로 기우는 것을 막기 위해, 상기 부재(2)와 그것의 안쪽으로 만곡된 형태의 높이(h)의 함수로서 결정된다.

외부 플랜지(72)의 폭(a2)은, 상기 측부재(2)가 상기 둥근천장 부재(3)의 무게를 지지할 때 상기 측부재(2)가 바깥으로 기우는 것을 막도록 결정된다.

섹션을 건설하기 위해, 사전제조된 판넬로 구성되는 상기 석판 부재(1)가 먼저 안착될 수 있으며, 그런 다음, 그것의 각각의 반대 측면들상에, 상기 2개의 측부재들(2, 2')이 안착된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 상기 바닥 플레이트(7)의 콘크리트 석판 부재(15, 73)의 내부 단부들(11)은 서로 분리됨으로써 틈(13)을 남기는데, 상기 틈(13)에서는 상기 콘크리트 석판 및 상기 측부재의 상기 단부들(11, 73)을 따라 사용 준비되도록 남겨진 보강재들(armatures)(14, 74)이 서로 교차된다. 그런 다음, 상기 틈(13)은 회반죽으로 메워져 키형 조인트(keyed joint)를 형성함으로써 상기 측부재들과 상기 콘크리트 석판의 조임을 완벽하게 한다.

이러한 종류의 배치는 상기 측부재들(2, 2')의 지지로 인한 부하를 상기 콘크리트 석판 부재(1)로 가능하게 하고, 결과적으로 지탱 스트레스를 넓은 지면에 걸쳐 분산시키는 이점이 있다.

바깥으로 연장된 플랜지들(72)이 제공된 상기 지탱 바닥 플레이트(7)의 사용 덕분에, 상기 2개의 측부재들(2, 2')은 그 자신들이 바깥으로 기울 위험 없이 상기 둥근천장 부재(3) 및 그 꼭대기에 가해질 어떠한 되메우기(backfill)로 인한 부하 도 견딜 수 있다. 결과적으로, 상기 둥근천장 부재(3)를 배치하기 위해, 그리고 되메우기가 인가될 곳에, 상기 키형 조인트들(13)이 형성 및 세팅 될 때까지 기다릴 필요가 없다.

그러나, 확장된 바닥 플레이트들(7)의 사용에는 다른 이점들도 있다. 특히, 폭(a1+a2)인 상기 지탱 표면은, 상기 측부재들(2, 2')의 바닥 플레이트들(7, 7')이 지반침하(settlement)의 위험 없이, 가해진 부하를 지면으로 충분히 전달할 수 있도록 결정된다. 결과적으로, 어떤 경우들에 있어서는, 상기 콘크리트 석판(1)이 필요 없거나, 적어도 지탱력들을 흡수하지 않도록 설계된 부분으로 대체하는 것이 가능하다.

반면, 본 구조물의 형성 동안, 상기 측부재들(2, 2')을 배치한 후, 상기 외부 플랜지들(72)이 되메우기(R)에 의해 재빨리 덮일 수 있도록 되메우기가 시작될 수 있는데, 상기 되메우기는 상기 둥근천장 부재(3)의 배치와 상기 조인트들(8, 8')의 형성 중에 상기 부재들(2, 2')이 제자리에 유지될 수 있도록 돕는다.

또한, 비록 상기 둥근천장 부재(3)는 상기 측부재들(2, 2')에 가하는 힘들이 상기 조인트 평면들(P 및 P min), 즉 벽을 따라 직각으로 인가될 수 있도록 본 구조물이 설계되었지만, 상기 힘들의 적용 방향에 있어 변형이 발생할 수 있는데, 예를 들어 후속하는 차별적인 지반침하(following differential settlement), 그리고 상기 벽(26)의 안쪽과 바깥쪽으로 연장하는 확장된 바닥 플레이트들(7, 7')의 사용은 도관의 안정성 및 모든 부정합(misalignment) 영향들에 대한 저항력을 높인다.

이러한 효과는 상기 트렌치(6)를 메운 후, 막대한 깊이의 흙으로 덮인 상기 외부 플랜지들(72)이 스페이드 효과로 인해 상기 측부재(2)가 상기 하부 벽(26)의 수직 평면의 어느 한 쪽으로든 기우는 것을 막음으로써 더욱 향상된다.

도 2 및 3은 특정 실시예를 도시하는데, 상기 콘크리트 석판(1)과 상기 측부재들의 베이스들(7) 사이의 하부 길이방향 조인트들이 회반죽의 사용 없이 형성되는데, 이때 지탱력들의 전달을 가능하게 한다.

이러한 경우에는, 상기 측부재들(2)의 단부들(4)이 상기 콘크리트 석판(1)의 단부들(5)과 부분적으로 겹치도록 배치된 상기 부재들의 길이방향 단부들을 따라 사용 준비된 보강재들(15, 74)이 더 이상 없다.

이러한 목적으로, 측부재(2)의 각 단부(4)는 실질적으로 삼각형 섹션의 짧은 브래킷을 형성하도록 비스듬히 가늘어져서, 도 2에서 상세히 도시된 바와 같이, 수직에 대해 영(0)이 아닌 각(A)으로 경사진 길이방향 면(41)을 제공한다.

상기 콘크리트 석판(2)의 각 단부(5)도 같은 방식으로 가늘어지지만, 방향은 반대이기 때문에, 수직에 대해 동일한 각(A)으로 경사진 길이방향 면(51)을 가진다. 결과적으로, 상기 브래킷들(4, 5)은 반대의 윤곽(profiles)을 가지며 상기 부재들 배치에 있어서 겹쳐질 수 있다.

가늘고 연속적인 띠 형태의 봉인(seal)(45)은 필요한 경우, 상기 도관을 바깥쪽과 안쪽으로 봉인하기 위해 상기 경사진 면들(41, 51) 사이에 배치된다.

상기 브래킷(4)의 경사진 면들(41)은 아래로, 그리고 상기 브래킷(5)의 경사진 면들(51)은 위로 향하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 2개의 측부재들(2, 2')이 상기 콘크리트 석판 부재(1)의 각각 반대측들에 배치될 때, 상기 지탱 면들(41, 51)이 함께 압박을 받으며, 상기 측부재들의 2개의 브래킷들(4)은 상기 콘크리트 석판(1)의 상기 2개의 브래킷들(5)과 겹쳐진다. 결과적으로, 상기 2개의 측부재들은 그들의 안쪽 단부를 따라 상기 콘크리트 석판 부재(1)에 지탱한다. 따라서, 상기 구조물의 상부에 가해지고 상기 측부재들에 의해 흡수된 부하는 상기 콘크리트 석판 부재(1)로 전달되며 그 영역 전체에 걸쳐 분산된다. 단, 그 보다 크거나 작은 부분이 상기 지탱 바닥 플레이트(7, 7')에 의해 지면에 직접 전달된다.

물론, 상기 플레이트들(4, 5)의 윤곽, 그리고 상기 플레이트들(4, 5)에 제공될 철부들(42, 52)의 특징들은 상기 콘크리트 석판(1)으로의 부하의 전달의 결과로 발생하는 높은 스트레스들을 갈라짐의 위험 없이 흡수하는 데 필요한 힘을 브래킷들(4, 5)에 전달할 수 있도록 결정되어야 한다.

상기 콘크리트에 포함된 철부(42, 52)는 잘 보호를 받고, 사용 준비된 돌출된 보강재보다 서로 더 가까울 수 있다.

상기에서 기술된 실시예에서, 상기 콘크리트 석판 부재들은 사전제조된 판넬들로 이루어져 있었지만, 원위치에 주입된 콘크리트 석판상의 유사한 배치도 사용이 가능한데, 단지 측부재 지탱 면들의 길이방향 단부들을 따라 상기 측부재들과 상응하는 경사도를 제공함으로써 가능하다.

상기 콘크리트 석판이 원위치에 주입될 때, 상기 부재들 사이에 겹쳐지는 보강재들에 연속적으로 주입함으로써 모놀리식 구조를 제공하는 것이 가능하다. 이는 상기 지면에 지속적인 지탱 활동을 발생시킴으로써, 상기 상부의 다양한 섹션들의 정렬을 유지하고, 가해진 힘들 또는 차별적인(differential) 지반침하(settlement) 등의 변동에 저항한다.

상기 콘크리트 석판(1)의 부재들이 지면에 평평하게 안착된 사전제조된 판넬로 구성되는 경우, 2개의 연속적 섹션들의 상부 사이의 각 횡단 조인트 평면이 상기 콘크리트 석판 부재의 중앙을 실질적으로 통과하도록 하기 위해, 상기 측부재들을 측면으로 오프셋하는 것이 가능하다. 결과적으로, 상기 연속적 측부재들은 동일한 콘크리트 석판 부재를 통해 지면에 지탱함으로써, 모든 부정합(misalignment) 효과들에 저항한다.

상기 도관이 보다 큰 정도 또는 적은 정도로 지하 수면(water table)보다 하부에 위치하는 경우, 상기 콘크리트 석판(1)은 만약 그것이 자신의 충분한 부하를 견디지 못한다면 융기(upthrust)가 되는데, 상기 융기는 상기 키형 조인트(keyed joint)를 가지는 도 1과 상기 브래킷형 조인트(bracket-type joint)를 가지는 도 2에 도시된 상기 측부재들(2, 2')의 내부 플랜지(71)에 의해 흡수된다. 평평한 바닥을 가지는 확장된 지탱 바닥 플레이트의 본 발명에 따른 사용은, 각 부재가 중심으로 도는 경향이 있는 수평 축이 바깥으로 옮겨짐으로써, 그러한 수직 융기로 인한 기울림 시점들에 대한 상기 측부재들의 저항을 향상시킨다.

또한, 상기 도관이 보다 큰 정도 또는 적은 정도로 후자(지하 수면)보다 낮은 경우, 상기 측부재들(2)은 지하 수면으로 인해 발생된 융기에 대해 상기 콘크리트 석판(1)을 유지할 수 있도록 동일하게 작용할 수 있다.

따라서, 어떤 적용들에 있어서는, 상기 측부재들(2)이 상기 콘크리트 석판 부재들(1)상에 단순히 배치될 것이다. 그러나, 가령 차별적인 지반침하에 의해 발 생한 부정합들에 저항하거나 힘들의 적용 방향이 달라지는 경우, 상기 부재들 사이에 어느 정도의 조임을 유지할 필요가 있을 수 있다. 이러한 이유 때문에, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 받침대들이 서로 간에 가하는 적용 압력을 유지함으로써 부정합들을 예방하고 봉인을 보장하고, 상기 부재들의 길이방향 단부들을 따라 배치된 공간이 주어진 타이 로드들(43)에 의해 상기 측부재들(2, 2')을 상기 콘크리트 석판 부재들(1)에 연결하고, 상기 받침대들(4, 5)을 통과하여 형성된, 정렬되고 수직인 구멍들(44, 54)을 통과하는 이점이 있는 것이다.

각 타이로드(43)는 그 2개의 단부들에서 상기 경사진 면들(41,51)을 마주보는 상기 브래킷들(4, 5)의 면들(46, 56)에 지탱하는 헤드들(head)(47)을 가지며, 압력하에서 상기 경사진 면들에 대한 내리누름(pressing)을 결정하는 응력을 받아, 상기 봉인(45)을 압박한다.

이는 상기 측부재들이 건설 중 또는 적용된 힘들의 영향으로 인해 상기 콘크리트 석판과 관련하여 움직이는 것을 막는다.

상기 구조물 및 상기 부재들의 배치를 용이하게 하는 또 다른 특징에 따르면, 상기 둥근천장 부재(3)와 상기 측부재들(2) 사이의 상기 길이방향의 조인트들(8)도 도 4와 5에 상세히 도시된 변형에 부합할 수 있다.

본 발명에 따르면, 이러한 조인트들을 갖는 2개-마디연결된 1개와 키(key)를 갖는 나머지 1개-의 실시예를 상상하는 것이 가능하다.

현재, 가령 도 4에 도시된 방식대로, 이러한 2가지 종류의 조인트들을 동시에 사용하는 것이 유리할 수 있다. 그러면, 상기 측부재(2)의 상기 상부와 상기 둥 근천장 부재(3) 사이에 위치한 상기 조인트(8)는 하이브리드 조인트이며, 서로 분리되고, 바람직하게는 상기 부재들(2, 3)의 양 단부에 배치된 2개의 마디연결된 조인트들(81)을 포함한다. 이러한 조인트들(81)은 약 길이방향 축(△)의 마디연결을 정의하며, 그에 따라, 바람직하게는 상기 둥근천장 부재(3)의 하부 끝에 제공되며, 상기 측부재(2)의 상부 끝에 형성된 오목처리된부들(83)에 지탱하는 라운드된 돌출부들(82)을 포함한다. 봉인(85)은 상기 지탱부들(82, 83) 사이에 배치된다.

상기 마디연결된 조인트들(81)은 전체적으로 상기 둥근천장 부재(3)가 각 측부재(2)에 가하는 부하가 뭉개짐이나 갈라짐의 위험 없이 상기 조인트들(81)에 의해 임시로 흡수될 정도의 길이(e)까지 연장된다.

상기 마디연결된 조인트들(81) 사이에, 즉 상기 섹션의 남은 길이(e)에 걸쳐, 상기 측부재(2)의 콘크리트 벽들과 상기 둥근천장 부재(3)는 서로 분리되어 단부 면들(28, 33)에서 끝나고, 상기 조인트 평면 P(도 5)에 상대적으로 뒤로 오목처리되어, 상기 2개의 측부재들(2, 3)의 끝에서부터 돌출하며 사용 준비된 횡단 보강재들(27, 34)이 연장되는 자유 공간(84)을 제공한다.

결과적으로, 본 구조의 섹션 건설 시, 상기 둥근천장 부재들(3)은 먼저 상기 측부재들(2, 2')상에 배치되어, 상기 지탱 면들(82, 83) 사이에, 필요한 봉인들을 제공한다. 이런 방식으로 형성된 상기 마디연결 조인트들(81)은, 상기 확장된 바닥 플레이트들(7, 7')의 사용 덕분에 완벽하게 제 자리에 머무는 상기 측부재들(2)에 대해 상기 둥근천장 부재(3)가 상대적으로 조금 움직이게 한다. 따라서, 본 구조의 다양한 부재들은 상기 조인트들(8)에 의해 함께 키(key)로 조여지기 전에, 서로에 상대적으로 배치될 수 있다.

그러한 키 수단을 달성하기 위해, 길이방향의 고정 철부들(35)은 사용 준비된 상기 보강재들(27, 34) 사이로 통과되며, 임시적 폐쇄(shuttering)을 통해 회반죽이 반대 측으로부터 상기 폐쇄된 공간(84)에 주입된다. 상기 단부 면들(28, 33)은 상기 평면(P)에 상대적으로 대칭적으로 유리하게 기울여져, V-형으로 바깥으로 개방됨으로써 상기 회반죽의 적용을 용이하게 한다.

이는 상기 마디연결된 조인트들의 이점들을 결합하여, 상기 부재들의 배치 및 상기 회반죽 조인트를 용이하게 함으로써, 본 구조의 최종 조임을 보장한다.

도 6은 액체 순환을 위한 운하, 특히 매우 큰 단면을 가질 수 있는 관개수 운하의 건설에 본 발명을 적용한 경우를 도시한다.

전과 마찬가지로, 이러한 종류의 운하는 상기 실시예에서와 같이 유리하게 형성될 수 있는 종단연결(end-to-end)로 배치되고, 2개의 측부재들(2) 사이에 각각이 평평한 바닥 콘크리트 석판 부재(1)를 포함하는 섹션들로 구성되며, 상기 수직 측면 벽(6)의 반대 측에서 연장되는 2개의 플랜지들(71, 72)을 포함하는 확장된 바닥 플레이트(7)가 각 측부재(2)의 베이스에 제공된다. 이러한 방식으로 형성된 상기 운하는, 액체 또는 그 외 액체들(14)의 순환에 사용될 수 있는데, 꼭대기를 개방할 수도 있고 만곡된 부재(36)로 폐쇄할 수도 있으며, 상기 만곡된 부재(36)는 되메우기를 지지할 필요가 없기 때문에, 가령 약간의 단단함을 가지는 주름 잡힌 플라스틱 물질과 같이 무게가 가벼워도 된다.

이러한 종류의 커버(36)는 특히, 빛을 통과시키지 못하는 물질이 사용되었을 경우, 수송된 물을 오염으로부터 예방하고 증발의 위험을 줄인다.

또한, 상기 측부재들(2)의 안쪽으로 만곡된 형태가 상기 위험들을 감소시키는데, 이는 상기 만곡된 형태가 같은 양의 물이라도 액체(14)의 자유 표면을 줄이기 때문이다.

이 경우, 상기 측부재들(2)은 그들의 무게에 단지 상응하는 추력(thrust)을 지면에 가하는데, 상기 추력은 상기 바닥 플레이트(7)의 하부 표면(70) 전체에 분산된다. 또한, 상기 도관은 일반적으로 트렌치(trench)가 아닌, 단지 움푹한 땅에 배치되어 단단한 흙이 닿을 수 있도록 한다. 따라서, 상기 지하 수면으로 인한 콘크리트 석판(1)으로의 수직적 추력(thrust)의 위험은 줄어들고, 상기 콘크리트 석판은 본질적으로 수송된 물(14)의 하중의 작용을 받는다.

바깥으로 확장된 지탱 바닥 플레이트들(7)의 사용은, 측부재들(2)로 하여금 상기 측면 벽(20)에 가해진 추력(thrust)에 저항할 수 있도록 하는데, 이 경우, 상기 측면 벽(2)은 더 이상 둥근천장 부재에 의해 함께 연결되지 않는다.

상기 내부 플랜지(71)에 대한 물의 추력 또한 안정성을 향상시키며, 함께 눌린 짧은 브래킷의 길이방향 조인트들이 사용된 경우에는, 상기 봉인을 격려(encourages)하는 상기 조인트(45)의 압착을 결정한다.

이 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 브래킷(4, 5)의 배치를 상반되게 해서, 상기 콘크리트 석판(1)의 가로길이 단부를 따라 형성된 상기 브래킷들(5)이 상기 측부재들(2)의 바닥 플레이트(7)의 안쪽 단부들을 구성하는 상기 브래킷들(4)의 꼭대기에 위치하도록 하는 것이 더 유리할 수 있다. 따라서, 한편으로는 바깥으 로 돌출하는 상기 바닥 플레이트(7)의 부분들(72) 덕분에, 그리고 다른 한편으로는 상기 수송된 물의 무게의 지배를 받는 상기 콘크리트 석판(1) 자체의 잠금 효과에 의해, 상기 물(14)의 바깥으로 기우는 효과들에 저항한다. 상기 측부재들(2)의 안쪽으로 만곡된 형태 또한, 상기 액체들의 추력(thrust force)을 감소시킴으로써 안정성에 기여한다는 사실 또한 주지되어야 한다.

본 발명의 관형 구조물의 생성을 위한 다른 변형들도 물론 상상이 가능하다. 따라서 도 7은 콘크리트 석판 부재를 포함하지 않는다는 면에서 도 1을 참고로 기재된 상기 구조물과 다른 관형 구조물의 실시예를 보여준다. 본 예에서는 또한, 상기 측부재들(2, 2') 각각이 상기 내부 플랜지(71)의 폭(a1)보다 큰 폭(a2)의 외부 플랜지(72)를 포함한다. 본 예에서, 상기 둥근천장 부재(3)와 상기 측부재들(2, 2')의 경계점에 있는 각 조인트(8, 8')는 상기 둥근천장 부재(3)와 상기 측부재들의 상응하는 단부들(31)의 총 길이를 연장하는 마디연결 조인트이다. 그런 다음 각 조인트는 상기 가로길이 마디연결 축(△)을 정의하기 위해, 오목처리된 라운드부(83)와 접하는 돌출 라운드부(82)를 포함한다. 제시된 본 예에서, 상기 돌출 라운드부(82)는 상기 둥근천장 부재(3)의 각 단부에 형성되는 반면, 상기 오목처리된 라운드부(83)는 각 측부재(2)의 단부에 형성된다. 상반 배치는 힘들의 분산에 있어서의 대칭의 이유로, 상기 둥근천장 부재(3)의 2개의 단부들이 같은 구조를 갖는다는 것을 이해한다는 가정하에 상반 배치도 상상이 가능하다.

제시된 본 예에서, 지면의 떨림으로 인한 구조적 이상을 피하기 위해, 본 발명의 상기 관형 구조 부재 또한 상기 조인트들(8)에서 지진방호 잠금수단들(9)을 사용한다. 제시된 본 예에서, 상기 지진방호 잠금수단들(9)은 적어도 1개의, 그리고 바람직하게는 몇 개의 도 7 및 8에서 각 조인트(8)에 대해 단지 1개만 볼 수 있는 타이 로드들(91)을 포함한다. 그런 다음, 각 타이 로드(91)는 상기 둥근천장 부재(3)와 상기 측부재(2, 2')의 마주보는면들을 연결한다. 그런 다음, 상기 타이 로드(91)는 상기 측부재(2) 및 상기 둥근천장 부재(3)의 상응하는 단부들에서 각각이 형성된 2개의 채널들(92, 93)로 연장된다. 그런 다음, 상기 채널들(92, 93)은 상기 조인트(8)에서 서로를 마주보는 개방된 면들을 가진다. 상기 채널들(92, 93)은 각각이 또한 상기 조인트(8)와 반대 측에서 체임버(chamber)로 개방되어, 상기 타이 로드의 상응하는 헤드(95)에 접근성을 제공함으로써, 타이로드의 조임 및 상기 마디연결된 조인트의 압축을 가능하게 한다.

제시된 본 예에서, 상기 타이 로드(91)와 상기 채널들(92, 93)은 상기 타이 로드(91)가 상기 조인트(81)의 마디 연결된 축(△)를 통과할 수 있도록 만곡되어 있다. 물론, 본 발명에 따르면, 상기 채널들은 똑같이 곧을 수 있다. 상기 축(△)을 통과하는 통로는 상기 마디연결된 조인트(81)의 마주보는 부분들의 압축 힘들을 더 잘 분산시킨다는 점이 주지되어야 한다.

본 발명에 따르면, 상기 지진방호 잠금수단들(9)은 반드시 타이 로드들로 구성되지 않는다.

따라서, 도 9는 본 발명의 또 다른 관형 구조물의 실시예를 제시하는데, 상기 지진방호 잠금수단들(9)은 각 마디연결된 조인트(81)에서, 상기 측부재(2) 및 상기 상응하는 둥근천장 부재(3)에 조여진 2개의 외부 비드들(102, 103)을 포함한 다. 상기 비드들(102, 103)은 상기 상응하는 부재, 바람직하게는, 그것의 전체 길이의 적어도 한 부분에 걸쳐 연장된다. 상기 측부재(2)에 조여진 비드(102)가 제시된 예에서, 상기 비드들 중 1개는 상기 둥근천장 부재(3)에 조여진 상기 비드(103)에서 형성된 상응하는 그루브(groove)(105)에 연결된 길이방향의 설부(104)를 정의한다. 물론, 상반 배치도 상상할 수 있다.

또한, 본 예에서 각 측부재가 그 베이스에서 단지 외부 플랜지(71)만을 갖는다는 사실이 주지되어야 한다.

또한, 본 예에서 상기 둥근천장 부재는, 적어도 1개의, 바람직하게는 몇 개의, 그것을 단단하게 하는 상기 둥근천장 부재(3)의 내부면에 횡단 립들(transverse ribs)(110)을 가진다. 이러한 종류의 립(110)은 특히, 145m² 또는 그 이상의 개방된 섹션들을 가지는 본 발명의 관형 구조물의 형성을 가능하게 한다. 이러한 립들은 물론, 도 1~8을 참고로 기재된 본 발명의 관형 구조물의 형태로 동일하게 사용될 수 있다. 그런 다음, 상기 횡단 립들은 상기 둥근천장 부재의 제작 중에 성형됨으로써, 둥근천장부재와 함께 변형 불가능한 원-피스 조립품을 형성한다.

본 발명은, 다수의 변형들의 지배를 받을 수 있으며, 예를 통해 기재된 실시예들에 한정되지 않는데, 이는 다른 변형들 및 다른 개선책들이, 청구항들에 의해 정의된 권리 범위로부터 벗어나지 않고 상상될 수 있기 때문이다.

따라서, 기재된 예들에서 상기 둥근천장(3)은 원-피스로 형성되는 것이 바람 직하지만, 매우 넓은 섹션의 경우로 상기 부재들의 크기를 제한하기 위해서는, 상기 키에서 서로 지탱하는 2개의 부분으로 된 둥근천장의 형성을 막을 수는 없을 것이며, 상기 확장된 바닥 플레이트들(7)은 상기 둥근천장의 2개 부분들이 서로 조여지지 않는 동안, 상기 측부재들(2, 2')로 하여금 그에 따른 측면 추력들에 대해 저항할 수 있도록 한다.

도 1은 콘크리트 석판 부재, 2개의 측부재들, 그리고 둥근천장 부재를 포함하는 본 발명의 관형 구조물 섹션의 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 섹션을 구성하는 한 측부재의 특정 실시예를 도시하는 상세 단면도이다.

도 3은 도 2 실시예에서의 콘크리트 석판과 측부재의 베이스 사이에 형성된 조인트를 도시하는 상세 단면도이다

도 4는 상부 조인트가 특정 방식으로 형성된 관형 구조물의 한 섹션의 측면도이다.

도 5는 도 4에 도시된 측부재와 둥근천장 부재 사이의 상부 조인트를 A-A 선을 따라 도시한 상세 단면도이다.

도 6은 본 발명을 운하 건설에 적용한 투시도이다.

도 7은 콘크리트 석판이 없는 본 발명의 관형 구조의 섹션을 도시하는 단면도로서, 둥근천장 부재를 지지하고 지진방호 잠금수단들을 사용하는 2개의 측부재들을 포함한다.

도 8은 측부재와 둥근천장 부재 사이에 있으며, 지진방호 잠금수단들과 연계된 도 7에 도시된 마디연결 조인트의 상세도이다.

도 9는 원위치에 콘크리트 석판이 주입되고 도 7 및 8에 도시된 것들과는 다른 지진방호 잠금장수단을 사용하며, 2개의 측부재들과 강화 립(rib)을 가지는 둥근천장 부재를 포함하는 본 발명의 관형 구조물의 단면도이다.

Claims

종단연결(end-to-end)로 배치되고, 수평화되고 콤팩트화된 부설표면(61)상에 안착하는 섹션들로 구성되는 관형 구조물로서,

각 섹션은, 나란히 놓여진(juxtaposed) 벽부재들로 형성되고, 각각이 상기 부설표면(61)에 지탱하는 안쪽으로 만곡된 측면 벽을 가지는 2개의 측부재들(2,2')을 포함하고, 각 측부재(2,2')에는 그 베이스에서 상기 부재(2,2')의 측면 벽(20)으로부터 브래킷의 형태로 수평으로 연장하는 적어도 1개, 바람직하게는 2개의 플랜지들(71, 72)을 포함하는 확장된 바닥 플레이트(7)가 제공되며, 각 측부재는 상기 바닥 플레이트(7)에 직각이며 안쪽으로 만곡된 상부(21)에 의해 위쪽으로 연장된 실질적으로 수직인 하부(26)를 가지며, 상기 바닥 플레이트는 각 측부재가 발판없이 직립(stand up) 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 관형 구조물.
제1항에 있어서,

각 섹션은 상기 2개의 측부재들(2, 2')의 각 상단부들(21)상의 조인트(8)에 안착하는 적어도 1개의 둥근천장 부재(3)를 포함함으로써 상부에서 폐쇄된 도관을 형성하는 것을 특징으로 하는 관형 구조물.
제1항 또는 제2항에 있어서,

각 측부재(2, 2')는 그 베이스에서 브래킷의 방식으로 수평으로 연장되는 내 부 플랜지(71)와 외부 플랜지(72)를 포함하는 확장된 바닥 플레이트(7)가 상기 부재(2, 2')의 측면 벽(20)의 양 측에 제공되며, 그에 따라 각 측부재(2, 2')의 지탱 바닥 플레이트(7)의 외부 플랜지(72)가 상기 바닥 플레이트(7)에 인가된 힘들을 고려할 때, 상기 둥근천장 부재(3)에 의해 발휘된 측면 추력(thrust)에 대한 상기 부재(2, 2')의 안정성을 확보할 정도로 충분한 폭까지 연장되는 것을 특징으로 하는 관형 구조물.
제3항에 있어서,

상기 외부 플랜지(72)가 상기 내부 플랜지의 폭(a1)보다 큰 폭(a2)를 가지는 것을 특징으로 하는 관형 구조물.
제2항에 있어서,

상기 둥근천장 부재와 각 측부재(2, 2') 사이의 상기 조인트(8)는 마디연결되며, 길이방향 마디연결 축(△)를 정의하기 위해 오목처리된 라운드부(83)에 지탱하는 라운드 돌출부(82)를 포함하는 것을 특징으로 하는 관형 구조물.
제5항에 있어서,

상기 마디연결 조인트(81)의 이동을 잠그는 지진방호 잠금수단들(9)을 각 마디연결 조인트(81)에서 포함하는 것을 특징으로 하는 관형 구조물.
제6항에 있어서,

상기 지진방호 잠금수단들은 상기 측부재(2, 2')와 상기 둥근천장 부재(3)에 각각이 조여진 2개의 외부 비드들(102, 103)을 포함하며, 1개의 비드(103)는 나머지 비드(102)에 의해 형성된 길이방향 설부(104)와 결합하는 길이방향 그루브(105)를 정의하는 것을 특징으로 하는 관형 구조물.
제6항에 있어서,

상기 지진방호 잠금수단들은 상기 둥근천장 부재(3)와 상기 측부재(2,2')의 마주보는 부분들을 연결하는 적어도 1개의 타이 로드(91)를 포함하고, 상기 타이 로드는 상기 둥근천장 부재(3)와 상기 측부재(2,2') 안에 형성된 2개의 마주보는 채널들(93, 92) 안에 연장되는 것을 특징으로 하는 관형 구조물.
제8항에 있어서,

상기 타이-로드(91)가 상기 조인트(81)의 길이방향 마디연결 축(△)을 통과할 수 있도록 상기 타이 로드와 상기 채널들이 만곡된 것을 특징으로 하는 관형 구조물.
제2항에 있어서,

상기 둥근천장 부재(3)는 상기 둥근천장 부재의 내부 마주보는면상에 제공된 적어도 1개의 횡단 보강재 립(transverse stiffener rib)을 포함하는 것을 특징으 로 하는 관형 구조물.
제10항에 있어서,

각 횡단 립(110)은 강화된 또는 강철선을 넣어 압축 응력을 받은 콘크리트로부터 원-피스로 성형된 원-피스 변형 불가능한 조립품을 상기 둥근천장 부재(3)와 함께 형성하는 것을 특징으로 하는 관형 구조물.
제1항에 있어서,

각 섹션은 상기 2개의 측부재들(2, 2')의 하부들 사이에서 연장되는 콘크리트 석판 부재(1)에 의해 바닥에서 폐쇄된 것을 특징으로 하는 관형 구조물.
제12항에 있어서,

상기 측부재들(2, 2')과 상기 콘크리트 석판 부재(1)는 짧은 브래킷들(4, 5) 형태의 가는 단부들을 가지는 마주보는 길이방향 단부들(22, 12)을 따라 각각 제공되며, 각각 반대의 윤곽들을 가지는 짧은 브래킷들(4, 5)은 수직에 대해 똑같이 0이 아닌 각도로 경사진 길이방향 지탱 마주보는면들(41, 51)을 제공하며, 상기 부재들(1, 2)들을 상기 2개의 측부재들(2, 2')의 내부 단부들(40) 사이의 거리(L)로 안착시킬 때 상기 마주보는 짧은 브래킷들(4, 5)이 겹치도록 상기 콘크리트 석판 부재(1)의 폭(L')보다 짧으며, 상기 브래킷들(4, 5)은 자신들이 상기 콘크리트 석판 부재(1)로, 또는 반대 방향으로, 상기 측부재들(2, 2')상의 힘들의 적어도 한 부분을 전달할 수 있도록 하는 윤곽과 기계적 특징들을 가지는 것을 특징으로 하는 관형 구조물.
제13항에 있어서,

상기 측부재들(2)의 내부 단부들(22)을 따라 형성된 짧은 브래킷들(4)은 상기 콘크리트 석판 부재(1)의 길이방향 단부들(12)을 따라 형성된 짧은 브래킷들(5)의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 관형 구조물.
제13항에 있어서,

상기 콘크리트 석판 부재(1)의 길이방향 단부들(12)을 따라 형성된 짧은 브래킷들(5)은 상기 측부재들(2, 2')의 내부 단부들(22)을 따라 그것이 배치된 사이에 형성된 짧은 브래킷들(4)의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 관형 구조물.