KR20100100080A - 격자지보재의 시험용 지그 및 이를 이용한 격자지보재의 하중 재하 시험방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널의 굴착면 등과 같은 부분을 지지하여 보강하는 격자지보재(Steel Lattice Girder)에 대해 시험을 수행할 때 사용되는 지그(Jig)에 관한 것으로서, 구체적으로는 3개의 종방향 바(bar)가 삼각형 형태로 배치된 격자지보재("삼각바 격자지보재")에 하중을 가하여 시험을 수행할 때, 다양한 크기의 삼각바 격자지보재에 대해 그 단부를 안정적으로 고정할 수 있도록 하는 지그에 대한 것이다.

본 발명에서는 삼각형의 상부 꼭지점 위치가 되는 제1바(11), 삼각형의 하부 꼭지점 위치가 되는 제2바(12), 및 제3바(13)를 구비한 터널 숏크리트 라이닝의 삼각바 격자지보재(1)의 하중 재하 시험시 상기 삼각바 격자지보재(1)의 단부를 고정하는 지그(10)로서, 삼각바 격자지보재(1)가 역삼각형 형태로 놓이게 되는 공간(S)이 형성되어 있는 본체(20)와; 상기 본체(20)의 상부에 설치되어, 상기 본체(20)의 공간(S)에 삼각바 격자지보재(1)가 놓인 상태에서 횡방향으로 그 폭이 변하여 상기 삼각바 격자지보재(1)의 측면을 고정시켜 주는 측면고정부재(30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지그가 제공된다.

지그, 지보재, 시험, 고정, 삼각형, 측면고정

Description

격자지보재의 시험용 지그 및 이를 이용한 격자지보재의 하중 재하 시험방법{Jig for Testing Steel Lattice Girder of shotcrete Lining, and Test Method for Lattice Girder using Such Jig}

본 발명은 터널의 굴착면 등과 같은 부분을 지지하여 보강하는 격자지보재(Steel Lattice Girder)에 대해 시험을 수행할 때 사용되는 지그(Jig) 및 이를 이용한 격자지보재의 하중 재하 시험방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 3개의 종방향 바(bar)가 삼각형 형태로 배치된 격자지보재("삼각바 격자지보재")에 하중을 가하여 시험을 수행할 때, 다양한 크기의 삼각바 격자지보재에 대해 그 단부를 안정적으로 고정할 수 있도록 하는 지그 및 이를 이용한 격자지보재의 하중 재하 시험방법에 대한 것이다.

터널을 굴착하게 되면 터널 굴착면을 지지하기 위하여 강지보재를 설치하게 된다. 도 1에는 이러한 터널용 강지보재로서, 본 발명의 발명자들이 새로이 개발한 3개의 바(bar)가 삼각형의 꼭지점 위치로 배치되어 있는 삼각바 격자지보재(1)가 터널 굴착면에 설치되어 있는 형상이 사시도로 도시되어 있다.

도면에 도시된 것처럼 삼각바 격자지보재(1)는 삼각형의 상부 꼭지점 위치가 되는 제1바(11)와, 삼각형의 하부 꼭지점 위치가 되는 제2바(12) 및 제3바(13)를 구비하고 있어 도면에 도시된 것처럼 단면에서 보았을 때 3개의 바가 삼각형의 꼭지점을 이루도록 배치되어 있다.

이러한 삼각바 격자지보재(1)를 실제 사용하기 전에 삼각바 격자지보재(1)의 강도를 측정하는 시험을 수행하게 된다. 도 2에는 직선형 삼각바 격자지보재(1)의 일부분이 개략적인 사시도가 도시되어 있는데, 삼각바 격자지보재(1)는 삼각형의 꼭지점이 되는 제1바(11)가 아래에 위치한 상태에서 상부로부터 하중을 가하여 강도 시험을 하게 된다. 필요에 따라서는 아치형태로 구부러진 상태에서 강도 시험을 하는 경우도 있다.

따라서 제1바(11)가 아래에 위치하도록 역삼각형 상태로 놓이게 되는 삼각바 격자지보재(1)의 단부를 견고하고 안정적으로 고정시킬 수 있는 지그가 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 위와 같이 기술적 필요를 충족시키기 위하여 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 3개의 바(bar)가 삼각형의 꼭지점 위치로 배치되어 있는 삼각바 격자지보재를, 꼭지점이 아래에 위치하도록 역삼각형 상태로 놓은 상태에서 상부에서 하중을 가하여 강도를 시험할 수 있도록, 상기 삼각바 격자지보재의 단부를 견고하고 안정적으로 고정시킬 수 있는 지그를 제공하는 것이다.

특히, 본 발명은, 삼각바 격자지보재의 단면 크기 즉, 3개의 바가 이루는 삼각형의 크기가 변화하더라도 그에 맞추어 삼각바 격자지보재의 단부를 용이하고 안정적으로 고정시킬 수 있는 지그를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 삼각형의 상부 꼭지점 위치가 되는 제1바, 삼각형의 하부 꼭지점 위치가 되는 제2바, 및 제3바를 구비한 터널 숏크리트 라이닝의 삼각바 격자지보재의 하중 재하 시험시 상기 삼각바 격자지보재의 단부를 고정하는 지그로서, 삼각바 격자지보재가 역삼각형 형태로 놓이게 되는 공간이 형성되어 있는 본체와; 상기 본체의 상부에 설치되어, 상기 본체의 공간에 삼각바 격자지보재가 놓인 상태에서 횡방향으로 그 폭이 변하여 상기 삼각바 격자지보재의 측면을 고정시켜 주는 측면고정부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지그가 제시된다.

위와 같은 본 발명의 지그에서, 상기 본체에 형성된 공간은, 상기 삼각바 격자지보재의 제1바가 아래를 향하여 삼각바 격자지보재가 역삼각형 형태로 놓일 수 있도록 아래로 갈수록 좁아지는 형태를 가지고 있으며, 상기 공간의 하부에서 삼각바 격자지보재의 제1바가 위치하는 부분에는 원형 단면의 봉으로 이루어진 제1바가 좌우로 움직이지 않도록 상면에 반원형의 오목부가 형성되어 있는 하부 봉 고정부재가 구비될 수 있다.

또한, 위와 같은 본 발명의 지그에서, 상기 측면고정부재는, 한 쌍의 측면지지편과, 각각의 측면지지편을 횡방향으로 진퇴시키는 진출봉로 구성되어 있고; 상기 진출봉은 나사부재로 이루어져 본체의 상부에 형성된 관통공을 관통하여 설치되고, 상기 진출봉의 단부에 상기 측면지지편이 설치되어 있으며; 역삼각형 형태로 삼각바 격자지보재가 공간에 놓인 상태에서 진출봉이 횡방향으로 움직여서 상기 측면지지편이 제2바 및 제3바의 측면을 지지한 상태에서 고정너트가 잠겨서 진출봉이 고정되는 구성을 가질 수 있다.

또한 위와 같은 본 발명의 지그에서, 상기 본체의 상부에는 관통공이 형성되어 있고, 일단이 상기 측면지지편에 부착되어 있고 상기 측면지지편의 횡방향 이동시 함께 이동하여 측면지지편의 횡방향 이동을 가이드하는 보조진출봉이 상기 관통공에 관통 삽입되어 있는 구조를 가질 수도 있다.

한편, 본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 삼각형의 상부 꼭지점 위치가 되는 제1바, 삼각형의 하부 꼭지점 위치가 되는 제2바, 및 제3바를 구비한 터널 숏크리트 라이닝의 삼각바 격자지보재의 하중 재하 시험방법으로서, 삼 각바 격자지보재가 역삼각형 형태로 놓이게 되는 공간이 형성되어 있는 본체와; 상기 본체의 상부에 설치되어, 상기 본체의 공간에 삼각바 격자지보재가 놓인 상태에서 횡방향으로 그 폭이 변하여 상기 삼각바 격자지보재의 측면을 고정시켜 주는 측면고정부재를 포함하여 구성되는 지그를 이용하여 상기 삼각바 격자지보재의 단부를 고정하는 단계를 포함하는데, 상기 삼각바 격자지보재의 단부를 상기 공간에 위치시킨 후 상기 측면고정부재(30)를 이동시켜 제2바 및 제3바의 측면을 지지함으로써 삼각바 격자지보재를 고정하고; 상기 삼각바 격자지보재의 지간 중간에 하중 재하 장치를 이용하여 하중을 가하는 것을 특징으로 하는 지그를 이용한 삼각바 격자지보재 하중 재하 시험방법이 제공된다.

본 발명의 지그에 따르면, 하중 재하 시험을 위하여 제1바(11)가 하부에 놓이도록 역삼각형 형태로 배치되는 삼각바 격자지보재(1)의 단부를 안정적으로 고정시킬 수 있게 된다.

특히, 원형의 제1바(11) 형상에 맞추어 오목부를 가진 하부 봉 고정부재를 구비하고 있으므로, 제1바(11)가 하부에 위치하더라도 이를 안정적으로 고정할 수 있게 된다.

또한 상기 삼각바 격자지보재(1)가 놓이는 본체의 공간 내에서 간격이 가변되는 측면고정부재에 의하여 삼각바 격자지보재(1)의 제2바(12) 및 제3바(13)를 측면에서 지지하므로, 안정적인 지지를 이룰 수 있을 뿐만 아니라 삼각바 격자지보 재(1)의 크기가 변화하여도 이에 용이하게 대응하여 시험을 수행할 수 있게 되는 효과가 있다.

다음에서는 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예들을 살펴봄으로써 본 발명의 구성에 대하여 설명한다.

도 3에는 본 발명에 따른 삼각바 격자지보재 시험용 지그(10)에 의하여 삼각바 격자지보재(1)의 단부를 고정하여 시험을 수행하는 상태를 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있고, 도 4에는 상기 삼각바 격자지보재(1)의 단부를 고정하고 있는 상태의 본 발명에 따른 지그(10)를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 5 및 도 6에는 각각 크기가 다른 삼각바 격자지보재(1)의 단부를 본 발명의 지그(10)가 고정하고 있는 상태를 격자지보재의 축방향으로 바라본 도면이 도시되어 있다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 지그(10)는, 삼각바 격자지보재(1)가 역삼각형 형태로 놓이게 되는 공간(S)이 형성되어 있는 본체(20)와, 상기 본체(20)의 공간(S)에 삼각바 격자지보재(1)가 놓인 상태에서 상기 삼각바 격자지보재(1)의 측면을 고정시켜 주는 측면고정부재(30)를 포함하여 구성된다.

상기 본체(20)는 판형상의 부재로 이루어질 수 있는데, 도면에 도시된 것처럼 상기 본체(20)에 형성된 공간(S)은 삼각바 격자지보재(1) 상부의 제1바(11)가 아래를 향하도록 삼각바 격자지보재(1)가 역삼각형 형태로 놓일 수 있도록 아래로 갈수록 좁아지는 형태를 가지는 것이 바람직하다. 그러나 공간(S)의 형상은 이에 한정되지 않고 다양한 형태를 가질 수 있다.

상기 공간(S)의 하부에서 삼각바 격자지보재(1)의 제1바(11)가 위치하는 부분에는 원형 단면의 봉으로 이루어진 제1바(11)가 좌우로 움직이지 않도록 상면에 반원형의 오목부(41)가 형성되어 있는 하부 봉 고정부재(40)가 구비될 수 있다. 상기 하부 봉 고정부재(40)는 볼트 등의 체결수단을 이용하여 상기 본체(20)의 앞면 또는 뒷면에 부착되어 구비될 수 있다. 도면에 도시된 것처럼 오목부(41)는 상기 하부 봉 고정부재(40)의 상면뿐만 아니라 하면에도 형성될 수 있는데, 상면과 하면의 오목부(41) 크기 또는 형상을 달리하게 되면 제1바(11)의 단면 크기가 바뀌는 것에 맞추어 하부 봉 고정부재(40)를 뒤집어 설치함으로써 제1바(11)의 원형 단면 크기에 맞추어 사용할 수 있게 되는 효과가 있다. 상기 하부 봉 고정부재(40)가 필수적인 것은 아니며, 하부 봉 고정부재(40)를 구비하는 대신에 본체(20)의 공간(S) 하부 형상을 제1바(11) 형상의 맞추어 반원형의 오목하게 형성할 수도 있다. 도면에서 부재번호 21은 상기 본체(20)를 지지하기 위한 설치판(21)이고, 부재번호 22는 보강리브(22)이다.

상기 본체(20)의 공간(S)에 놓인 삼각바 격자지보재(1)의 측면을 고정시켜 주는 측면고정부재(30)는 한 쌍의 측면지지편(31)과, 각각의 측면지지편(31)을 횡방향으로 진퇴시키는 진출봉(32)로 구성되어 있다. 상기 진출봉(32)은 나사부재로 이루어져 본체(20)의 상단 양측을 관통하여 설치되며, 상기 진출봉(32)의 단부에 상기 측면지지편(31)이 설치되어 있다. 상기 본체(20)는 소정 두께를 가진 판부재 로 구성될 수 있는데, 상기 측면지지편(31)의 하단부가 상기 본체(20)를 감싸는 형태로 설치되어, 상기 측면지지편(31)의 하단부가 본체(20)에 의해 가이드되면서 움직이도록 구성될 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 것처럼 역삼각형 형태로 삼각바 격자지보재(1)가 공간(S)에 놓인 상태에서 진출봉(32)이 횡방향으로 움직여서 상기 측면지지편(31)이 제2바(12) 및 제3바(13)의 측면을 지지한 상태에서 고정너트(33)가 잠겨서 진출봉(32)을 고정시킴으로써 상기 삼각바 격자지보재(1)가 공간(S)에서 안정된 상태로 고정된다. 특히, 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 본 발명의 지그(10)는 진출봉(32)을 이용하여 측면지지부(31)가 횡방향으로 움직이게 되므로, 다양한 크기의 삼각바 격자지보재(1)를 고정시킬 수 있는 장점이 있다.

도면에서 부재번호 34는 상기 진출봉(32)이 안정되게 횡방향으로 움직일 수 있게 하는 보조진출봉(34)으로서, 상기 진출봉(32)과 마찬가지로 본체(20)의 상부에 형성된 관통공에 관통 삽입되어 있고, 그 단부는 측면지지편(31)과 결합되어 있다. 상기 보조진출봉(34)은 상기 진출봉(32)과 함께 횡방향으로 이동하여 가이드함으로써 상기 진출봉(32) 및 측면지지편(31)의 안정적인 움직임을 보조하게 된다.

위와 같은 본 발명에 따른 지그(10)를 이용하여 삼각바 격자지보재(1)에 대해 하중 재하 시험을 수행하기 위해서는 위에서 설명한 것처럼, 삼각바 격자지보재(1)를 지그(10)의 공간(S)에 위치시킨 후, 상기 측면고정부재(30)를 이동시켜 제2바(12) 및 제3바(13)의 측면을 지지함으로써 삼각바 격자지보재(1)의 단부를 고정한다. 즉, 도 3에 도시된 것처럼 삼각바 격자지보재(1)의 양 단부를 본 발명에 따 른 지그(10)로 고정하는 것이다. 이와 같이 삼각바 격자지보재(1)의 단부를 고정한 상태에서, 삼각바 격자지보재(1)의 지간 중간에 하중 재하 장치를 이용하여 하중을 재하하면서, 가해진 하중의 크기, 변위 등을 측정하여 삼각바 격자지보재(1)에 대한 휨시험을 수행한다. 도 3에서는 2점 하중을 가하는 것으로 예시되었으나, 하중 재하 방식은 변경될 수 있으며, 하중 재하 장치와, 하중 및 변위 등의 물성을 측정하는 장치는 공지의 것을 이용할 수 있으므로 이에 대한 설명은 생략한다.

도 1은 터널용 강지보재로서 3개의 바가 삼각형의 꼭지점 위치로 배치되어 있는 삼각바 격자지보재가 터널 굴착면에 설치되어 있는 형상을 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 삼각바 격자지보재의 직선부분을 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 삼각바 격자지보재 시험용 지그에 의하여 아치형으로 구부러진 삼각바 격자지보재의 단부를 고정하여 시험을 수행하는 상태를 보여주는 개략적인 측면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 지그가 삼각바 격자지보재의 단부를 고정하고 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 5 및 도 6은 각각 크기가 다른 삼각바 격자지보재의 단부를 본 발명의 지그가 고정하고 있는 상태를 격자지보재의 축방향으로 바라본 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 격자지보재

10 : 지그

20 : 본체

30 : 측면고정부재

Claims (5)

1. 삼각형의 상부 꼭지점 위치가 되는 제1바(11), 삼각형의 하부 꼭지점 위치가 되는 제2바(12), 및 제3바(13)를 구비한 터널 숏크리트 라이닝의 삼각바 격자지보재(1)의 하중 재하 시험시 상기 삼각바 격자지보재(1)의 단부를 고정하는 지그(10)로서,

   삼각바 격자지보재(1)가 역삼각형 형태로 놓이게 되는 공간(S)이 형성되어 있는 본체(20)와;

   상기 본체(20)의 상부에 설치되어, 상기 본체(20)의 공간(S)에 삼각바 격자지보재(1)가 놓인 상태에서 횡방향으로 그 폭이 변하여 상기 삼각바 격자지보재(1)의 측면을 고정시켜 주는 측면고정부재(30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지그.
2. 제1항에 있어서,

   상기 본체(20)에 형성된 공간(S)은, 상기 삼각바 격자지보재(1)의 제1바(11)가 아래를 향하여 삼각바 격자지보재(1)가 역삼각형 형태로 놓일 수 있도록 아래로 갈수록 좁아지는 형태를 가지고 있으며,

   상기 공간(S)의 하부에서 삼각바 격자지보재(11)의 제1바(11)가 위치하는 부분에는 원형 단면의 봉으로 이루어진 제1바(11)가 좌우로 움직이지 않도록 상면에 반원형의 오목부(41)가 형성되어 있는 하부 봉 고정부재(40)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 지그.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 측면고정부재(30)는, 한 쌍의 측면지지편(31)과, 각각의 측면지지편(31)을 횡방향으로 진퇴시키는 진출봉(32)로 구성되어 있고;

   상기 진출봉(32)은 나사부재로 이루어져 본체(20)의 상부에 형성된 관통공을 관통하여 설치되고, 상기 진출봉(32)의 단부에 상기 측면지지편(31)이 설치되어 있으며;

   역삼각형 형태로 삼각바 격자지보재(1)가 공간(S)에 놓인 상태에서 진출봉(32)이 횡방향으로 움직여서 상기 측면지지편(31)이 제2바(12) 및 제3바(13)의 측면을 지지한 상태에서 고정너트(33)가 잠겨서 진출봉(32)이 고정되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 지그.
4. 제3항에 있어서,

   상기 본체(20)의 상부에는 관통공이 형성되어 있고,

   일단이 상기 측면지지편(31)에 부착되어 있고 상기 측면지지편(31)의 횡방향 이동시 함께 이동하여 측면지지편(31)의 횡방향 이동을 가이드하는 보조진출봉(34) 이 상기 관통공에 관통 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 지그.
5. 삼각형의 상부 꼭지점 위치가 되는 제1바(11), 삼각형의 하부 꼭지점 위치가 되는 제2바(12), 및 제3바(13)를 구비한 터널 숏크리트 라이닝의 삼각바 격자지보재(1)의 하중 재하 시험방법으로서,

   삼각바 격자지보재(1)가 역삼각형 형태로 놓이게 되는 공간(S)이 형성되어 있는 본체(20)와; 상기 본체(20)의 상부에 설치되어, 상기 본체(20)의 공간(S)에 삼각바 격자지보재(1)가 놓인 상태에서 횡방향으로 그 폭이 변하여 상기 삼각바 격자지보재(1)의 측면을 고정시켜 주는 측면고정부재(30)를 포함하여 구성되는 지그(10)를 이용하여 상기 삼각바 격자지보재(1)의 단부를 고정하는데,

   상기 삼각바 격자지보재(1)의 단부를 상기 공간(S)에 위치시킨 후 상기 측면고정부재(30)를 이동시켜 제2바(12) 및 제3바(13)의 측면을 지지함으로써 삼각바 격자지보재(1)를 고정하고;

   상기 삼각바 격자지보재(1)의 지간 중간에 하중 재하 장치를 이용하여 하중을 가하는 것을 특징으로 하는 지그를 이용한 삼각바 격자지보재 하중 재하 시험방법.

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