KR20110064251A - Ultra high performance concrete cap for manhole having tensile reinforcing steel member - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An ultra high performance steel composite concrete manhole cover with reinforced tensile strength by having tension resistance steel at the center is provided to reduce the occurrence of noise, to exclude the anxiety about corrosion and to improve durability, to reduce the cost of construction by reducing the manufacturing cost, to remove the anxiety about robbery, and to prevent crack formation or breakdown even if tensile stress exceeding the design tensile strength of UHPC acts. CONSTITUTION: An ultra high performance steel composite concrete manhole cover(1) with reinforced tensile strength by having tension resistance steel at the center comprises: a main body(11) manufactured with UHPC(Ultra high performance concrete) to have a disk shape; and disk type tension resistance steel arranged on the bottom of the center of the main body to unify with the main body and provided with a projection buried in the main body to fulfill the function of an anchor to couple with the main body integrally.

Description

중앙에 인장저항 강재를 구비하여 인장강도를 보강한 강합성 초고성능 콘크리트 맨홀 뚜껑{Ultra High Performance Concrete Cap for Manhole having Tensile Reinforcing Steel Member} Ultra high performance concrete cap for manhole having tensile reinforcing steel member with reinforced tensile strength in the center

본 발명은 맨홀의 뚜껑에 관한 것으로서, 구체적으로는 지면에 개방되는 맨홀의 개방구를 덮는 맨홀 뚜껑을, 150MPa 이상의 압축강도를 가지는 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete/이하, "UHPC"라고 약칭함)로 제작하되, 큰 인장력이 작용하는 중앙에 인장저항 강재를 구비함으로써, 맨홀 뚜껑의 인장강도를 보강한 신규한 구성의 맨홀 뚜껑에 관한 것이다. The present invention relates to a manhole cover, specifically, the manhole cover covering the opening of the manhole open to the ground, abbreviated as "UHPC" (Ultra High Performance Concrete) having a compressive strength of 150MPa or more The present invention relates to a manhole cover of a novel configuration in which the tensile strength of the manhole cover is reinforced by providing a tensile resistance steel at the center where large tensile force is applied.

맨홀을 설치하게 되면, 지면에 개방되는 맨홀의 개방구에는 뚜껑이 덮여진다. 이러한 맨홀 뚜껑은 지금까지 강재로 제작되었다. 그런데 강재로 제작된 맨홀 뚜껑은 도로 등에 설치될 경우 차량이 통행하면서 발생하는 충격으로 소음이 크게 발생하게 되는 단점이 있다. 또한 강재로 제작된 맨홀 뚜껑은 강재라는 재료의 성질 때문에 부식에 취약하며, 단가가 매우 비쌀 뿐만 아니라, 심지어는 고물로 판매 하려는 사람들로 인하여 도난이 발생하는 경우도 많다. When the manhole is installed, the opening of the manhole open to the ground is covered with a lid. These manhole covers have been made of steel so far. However, the manhole cover made of steel has a disadvantage in that noise is greatly generated due to an impact generated while the vehicle is traveling when installed in a road. Manhole covers made of steel are also susceptible to corrosion due to the nature of the material, which is not only expensive, but is often stolen due to people trying to sell them as antiques.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점과 단점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 강재로 제작된 맨홀 뚜껑이 가지고 있던 문제점인 큰 소음의 발생과 부식에 대한 취약성, 더 나아가 고가의 강재로 제작됨으로 인한 경제성 저하 및 도난 발생의 문제를 해소하는 것을 목적으로 한다. The present invention was developed in order to overcome the problems and disadvantages of the prior art as described above, specifically, the problems caused by the manhole cover made of steel, which is a problem of loud noise and corrosion, and also made of expensive steel It aims to solve the problem of economic deterioration and theft caused by the

본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 원판 형상을 가지도록 UHPC로 제작된 본체로 이루어지고; 중앙부에는 원판형 인장저항 강재에 배치되어, UHPC를 타설할 때 상기 인장저항 강재의 상부가 본체에 일체로 매립된 상태로 구비되어 있으며; 상기 UHPC는, 시멘트, 실리카흄, 잔골재, 충전재, 감수제, 섬유 및 배합수로 이루어지고, 굵은 골재는 포함하지 아니하며 150MPa 이상의 압축강도를 가지는 UHPC인 것을 특징으로 하는 초고성능 콘크리트 맨홀 뚜껑이 제공된다. In the present invention, to achieve the above object, made of a body made of UHPC to have a disk shape; The central portion is disposed in the disc-shaped tensile resistance steel, when the UHPC is poured, the upper portion of the tensile resistance steel is integrally embedded in the main body; The UHPC is made of cement, silica fume, fine aggregates, fillers, water reducing agents, fibers and blended water, and does not include coarse aggregates, is provided with ultra-high performance concrete manhole cover, characterized in that the UHPC having a compressive strength of 150MPa or more.

본 발명에 의하면 UHPC로 맨홀 뚜껑이 제작된다. 따라서 차량 등이 통행할 때 종래의 강재로 이루어진 맨홀 뚜껑에 비하여 소음의 발생이 줄어드는 효과가 발 휘된다. According to the present invention, the manhole cover is made of UHPC. Therefore, when the vehicle passes, the effect of reducing the occurrence of noise is exhibited compared to the manhole cover made of conventional steel.

또한 본 발명에 따른 맨홀 뚜껑은 부식의 염려가 없으며, 내구성 역시 현저하게 향상되는 효과가 있다. 또한 본 발명은 맨홀 뚜껑이 주로 콘크리트로 제작되기 때문에 종래의 강재로 이루어진 맨홀 뚜껑에 비하여 제작 단가가 저렴하여 공사비를 절감할 수 있게 되며, 도난의 우려도 없게 되는 효과가 발휘된다. In addition, the manhole cover according to the present invention has no fear of corrosion, and durability also has the effect of remarkably improved. In addition, the present invention is because the manhole cover is mainly made of concrete, the manufacturing cost is lower than the manhole cover made of conventional steel can reduce the construction cost, there is no effect of theft is exhibited.

특히, 본 발명에 따른 맨홀 뚜껑에서는, 인장강도 약하여 하중에 의한 인장파괴 우려가 있는 본체의 중앙부에서 하부에 인강강도가 큰 인장저항 강재가 일체로 매립되어 구비되어 있으므로, UHPC의 설계인장강도 fa를 초과하는 인장응력(ft)이 작용하여도 균열 발생이나 파괴가 전혀 일어나지 않게 되는 효과가 발휘된다. Particularly, in the manhole cover according to the present invention, since the tensile resistance steel having a high tensile strength is integrally embedded in the lower portion at the center of the main body where the tensile strength is weak and there is a risk of tensile failure due to the load, the design tensile strength fa of UHPC is provided. Even if the excess tensile stress (ft) is applied, there is an effect that no cracking or breaking occurs.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 구체적으로 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are described as one embodiment by which the technical spirit of the present invention and its core configuration and operation are not limited.

도 1은 인장강도에 대한 보강없이 UHPC를 이용하여 원판형 맨홀 뚜껑을 제작했을 때의 단면과 중앙에서의 인장응력 작용상태를 보여주는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing the state of the tensile stress in the cross section and the center when the disk-shaped manhole cover using UHPC without reinforcing the tensile strength.

본 발명에 따른 맨홀 뚜껑(1) 원판 형상을 가지도록 UHPC로 제작된다. 그런데 도 1에 도시된 것처럼, 단순히 맨홀 뚜겅이 UHPC에 의해 원판형으로 제작되는 경우, 차량 등의 통행에 의해 상부에 과도한 하중(w)이 작용하게 되면, 중앙부분의 맨홀 뚜껑 하면에 작용하는 인장응력(ft)이 UHPC의 설계인장강도 fa를 초과하게 될 수 있다. 이와 같이 인장응력(ft)이 UHPC의 설계인장강도 fa를 초과하게 되면, 결국 균열이 발생하게 되고, 심한 경우 파괴까지 야기될 수 있다. Manhole cover 1 according to the invention is made of UHPC to have a disk shape. By the way, as shown in Figure 1, when the manhole cover is manufactured in a disc shape by the UHPC, when the excessive load (w) is applied to the upper portion by the traffic, such as a vehicle, the tension acting on the lower surface of the manhole cover of the central portion The stress ft may exceed the design tensile strength fa of the UHPC. As such, when the tensile stress (ft) exceeds the design tensile strength fa of the UHPC, cracking may eventually occur and, in severe cases, may even cause fracture.

본 발명에서는 이러한 것을 방지할 수 있도록, UHPC로 원판 형상의 맨홀 뚜껑(1)을 제작하되, 인장응력이 가장 크게 작용하는 중앙 부분의 하면에 원판형의 인장저항 강재(2)가 일체로 구비된다. In the present invention, to prevent this, the disk-shaped manhole cover (1) is made of UHPC, the disk-shaped tensile resistance steel (2) is integrally provided on the lower surface of the central portion where the tensile stress acts the most. .

도 2에는 본 발명에 따른 맨홀 뚜껑(1)의 개략적인 투시 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 따른 맨홀 뚜껑(1)의 단면구조를 보여주는 도 2의 선A-A에 따른 단면도가 도시되어 있다. FIG. 2 shows a schematic perspective perspective view of a manhole cover 1 according to the invention, and FIG. 3 shows a cross-sectional view along line AA of FIG. 2 showing the cross-sectional structure of the manhole cover 1 according to the invention. have.

도면에 도시된 것처럼 본 발명에 따른 맨홀 뚜껑(1)은, 원판 형상을 가지도록 UHPC로 제작된 본체(11)와, 상기 본체(11)의 중앙부 하면에 배치되어 본체(11)와 일체를 이루는 원판형 인장저항 강재(2)로 구성된다. As shown in the figure, the manhole cover 1 according to the present invention is formed on a main body 11 made of UHPC to have a disc shape, and is disposed on the lower surface of the central part of the main body 11 to form an integral part with the main body 11. It consists of disc-shaped tensile resistance steels (2).

구체적으로 상기 본체(11)는 원형의 상,하면과 수직 측면을 가지는 원형 판부재 (원판 형상)로 이루어지는데, 상기 본체(11)는 두께가 중앙부에서 가장자리로 갈수록 점점 두꺼워져서 하면의 중앙 부분이 상부로 굴곡되어 솟아 있는 형상을 가지는 것이 바람직하다. Specifically, the main body 11 is formed of a circular plate member (a disk shape) having a vertical upper and lower surfaces and a circular side surface, and the main body 11 is thickened gradually from the center portion to the edge so that the center portion of the lower surface is formed. It is desirable to have a shape that is bent upwards and raised.

본 발명에서 상기 굴곡되어 솟아 있는 중앙부에는 원판형 인장저항 강재(2)에 배치된다. 상기 원판형 인장저항 강재(2)의 상면에는 본체(11)와의 일체 결합을 위해 본체(11)에 매립되어 앵커 기능을 발휘하는 돌출부(21)가 일체로 구비되어 있다. In the present invention, the curved and raised central portion is disposed in the disc-shaped tensile resistance steel (2). The upper surface of the disc-shaped tensile resistance steel (2) is integrally provided with a protrusion (21) embedded in the main body 11 for the integral coupling with the main body 11 to exhibit an anchor function.

상기 인장저항 강재(2)는 UHPC를 타설하여 본체(11)를 형성할 때, 상기 본체(11)와 일체화된다. 즉, 본체(11)의 중앙부에서는 인장저항 강재(2)의 하면이 외부로 노출되는 형태로 인장저항 강재(2)가 본체(11)의 중앙부에 위치하여 본체(11)와 일체를 이루게 되는 것이다. 이 때, 인장저항 강재(2)의 상면에 구비된 상기 돌출부(21)는 본체(11)에 매립되어 앵커 기능을 발휘함으로써 본체(11)와 인장저항 강재(2)의 접합 강도를 증진시키게 된다. The tensile resistance steel 2 is integrated with the main body 11 when the UHPC is poured to form the main body 11. That is, in the central portion of the main body 11, the lower surface of the tensile resistance steel 2 is exposed to the outside, the tensile resistance steel 2 is located at the center of the main body 11 to be integral with the main body 11. . At this time, the protrusion 21 provided on the upper surface of the tensile resistance steel 2 is embedded in the main body 11 to exhibit an anchor function to enhance the bonding strength of the main body 11 and the tensile resistance steel (2). .

또한 도면에 예시된 것처럼, 인장저항 강재(2)의 측면에도 본체(11)의 UHPC와의 일체 합성을 위한 돌기가 형성될 수 있다. 도면에 도시된 실시예에서는 인장저항 강재(2)의 측면이 톱니 형태로 되어 있으나, 상기한 돌출부처럼 스터드와 같은 돌출된 부재가 인장저항 강재(2)의 측면에 구비되어 본체(11)에 매립되어 앵커 기능을 발휘함으로써, 인장저항 강재(2)가 UHPC로 이루어진 본체(11)와 일체로 합성되도록 할 수 있다. In addition, as illustrated in the drawings, a protrusion for integral synthesis with the UHPC of the main body 11 may be formed on the side of the tensile resistance steel (2). In the embodiment shown in the figure is a side of the tensile resistance steel 2 is sawtooth-shaped, but a protruding member such as a stud is provided on the side of the tensile resistance steel (2) like the above-described protrusions embedded in the main body 11 By exerting the anchor function, the tensile resistance steel 2 can be integrally combined with the main body 11 made of UHPC.

이와 같이 본 발명에 의한 맨홀 뚜껑(1)은, 인장강도 약하여 하중(w)에 의한 인장파괴 우려가 있는 본체(11)의 중앙부에서 하부에 인강강도가 큰 인장저항 강재(2)가 일체로 매립되어 구비되어 있으므로, UHPC의 설계인장강도 fa를 초과하는 인장응력(ft)이 작용하여도 균열 발생이나 파괴가 전혀 일어나지 않게 되는 효과가 발휘된다. As described above, the manhole cover 1 according to the present invention is integrally filled with a tensile resistance steel 2 having a high phosphorus strength at the lower portion in the central portion of the main body 11 where the tensile strength is weak and there is a risk of tensile failure due to the load w. In this case, even if a tensile stress (ft) exceeding the design tensile strength fa of the UHPC acts, no cracking or breaking occurs.

한편, 본 발명에서 상기 맨홀 뚜껑(1)의 본체(11)는, 시멘트, 실리카흄, 잔골재, 충전재, 감수제, 섬유 및 배합수로 이루어지고, 굵은 골재는 포함하지 아니하며, 150MPa 이상의 압축강도를 가지는 UHPC로 이루어져 있다. Meanwhile, in the present invention, the main body 11 of the manhole cover 1 is made of cement, silica fume, fine aggregate, filler, water reducing agent, fiber and blended water, and does not include coarse aggregate, and has UHPC having a compressive strength of 150 MPa or more. Consists of

필요에 따라서는 본 발명의 맨홀 뚜껑(1)의 제작에 사용되는 UHPC에 공기량 조절제가 포함될 수도 있다. 상기 섬유로는 고탄성 섬유가 바람직한데, 강섬유, PVA섬유, 폴리에틸렌섬유, 폴리프로필렌섬유, 아크릴 섬유, 아라미드 섬유, 탄소섬유로 이루어진 군에서 선택되는 한 가지 또는 복수 종류의 섬유가 사용될 수 있다. If necessary, the air volume regulator may be included in the UHPC used to manufacture the manhole cover 1 of the present invention. As the fiber, a highly elastic fiber is preferable, and one or plural kinds of fibers selected from the group consisting of steel fibers, PVA fibers, polyethylene fibers, polypropylene fibers, acrylic fibers, aramid fibers, and carbon fibers may be used.

특히, 본 발명에 있어서, 맨홀 뚜껑(1)의 제작에 사용되는 UHPC는 시멘트의 중량을 100중량부라고 할 때 실리카흄 25중량부, 잔골재 110중량부, 충전재 30중량부, 감수제 1.6중량부를 포함하며, 배합수와 결합재의 비율(W/B)은 0.2이고, 섬유는 콘크리트 체적의 2%로 함유되는 조성을 가지는 것이 바람직하다. 필요에 따라서는 팽창제, 수축저감재, 공기량 조절제 등이 더 포함될 수도 있다. In particular, in the present invention, the UHPC used in the manufacture of the manhole cover 1 includes 25 parts by weight of silica fume, 110 parts by weight of fine aggregate, 30 parts by weight of filler, 1.6 parts by weight of reducing agent when the weight of cement is 100 parts by weight. The ratio (W / B) of the blended water and the binder is 0.2, and the fiber preferably has a composition contained at 2% of the concrete volume. If necessary, an expansion agent, a shrinkage reducing agent, and an air amount regulator may be further included.

위와 같은 UHPC는 150MPa 이상의 압축강도를 가지고 있으며, 내구성이 좋으며 경제성이 우수하므로, 이러한 UHPC를 이용한 본 발명의 맨홀 뚜껑(1)은 종래의 강재로 이루어진 맨홀 뚜껑에 비하여, 제작 단가가 저렴하면서도 내부식성 및 내구성이 우수하여 교체 시기를 늘릴 수 있게 된다. UHPC as described above has a compressive strength of 150MPa or more, and excellent durability and economic efficiency, the manhole cover (1) of the present invention using such a UHPC, compared to the manhole cover made of conventional steel, the production cost is low, but corrosion resistance And it is excellent in durability it is possible to increase the replacement time.

본 발명에 의하면 맨홀 뚜껑(1)이 콘크리트로 제작되므로, 차량이 통행하면서 발생하는 충격으로 인한 소음을 줄일 수 있으며, 도난의 발생 우려도 없다는 장점이 있다. According to the present invention, since the manhole cover 1 is made of concrete, it is possible to reduce noise due to an impact generated while the vehicle is traveling, and there is no fear of theft.

필요에 따라서는 본체(11)의 상면에 글씨 등을 새길 수도 있으며, 맨홀 뚜껑을 들어올리기에 용이하도록 본체(11)에 관통하여 손잡이 부재를 설치할 수도 있다. If necessary, lettering or the like may be engraved on the upper surface of the main body 11, and a handle member may be installed to penetrate the main body 11 so as to easily lift the manhole cover.

도 1은 인장강도에 대한 보강없이 UHPC를 이용하여 원판형 맨홀 뚜껑을 제작했을 때의 단면과 중앙에서의 인장응력 작용상태를 보여주는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing the state of the tensile stress in the cross section and the center when the disk-shaped manhole cover using UHPC without reinforcing the tensile strength.

도 2는 본 발명에 따른 맨홀 뚜껑의 개략적인 투시 사시도이다. 2 is a schematic perspective perspective view of a manhole cover according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 맨홀 뚜껑의 단면구조를 보여주는 도 2의 선A-A에 따른 단면도이다. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 2 showing a cross-sectional structure of the manhole cover according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 맨홀 뚜껑1: manhole cover

2 : 인장저항 강재2: tensile resistance steel

11 : 본체11: body

Claims (3)

원판 형상을 가지도록 UHPC로 제작된 본체(11)로 이루어지고; A main body 11 made of UHPC to have a disc shape; 중앙부에는 원판형 인장저항 강재(2)에 배치되어, UHPC를 타설할 때 상기 인장저항 강재(2)의 상부가 본체(11)에 일체로 매립된 상태로 구비되어 있으며;The center portion is disposed in the disc-shaped tensile resistance steel (2), when the UHPC is poured, the upper portion of the tensile resistance steel (2) is provided in a state integrally embedded in the body (11); 상기 UHPC는, 시멘트, 실리카흄, 잔골재, 충전재, 감수제, 섬유 및 배합수로 이루어지고, 굵은 골재는 포함하지 아니하며 150MPa 이상의 압축강도를 가지는 UHPC인 것을 특징으로 하는 초고성능 콘크리트 맨홀 뚜껑. The UHPC is made of cement, silica fume, fine aggregates, fillers, water-reducing agents, fibers and blended water, ultra-high-performance concrete manhole cover, characterized in that the UHPC has a compressive strength of not less than 150MPa coarse aggregate. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 중앙부에서 인장저항 강재(2)의 하면은 외부에 노출되어 있고; At the center, the lower surface of the tensile resistance steel 2 is exposed to the outside; 인장저항 강재(2)의 상면에는 본체(11)와의 일체 결합을 위해 본체(11)에 매립되어 앵커 기능을 발휘하는 돌출부(21)가 일체로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 초고성능 콘크리트 맨홀 뚜껑. The super high-performance concrete manhole cover, characterized in that the upper surface of the tensile resistance steel (2) is integrally provided with a protrusion 21 embedded in the main body (11) for integral coupling with the main body (11) to exhibit an anchor function. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 UHPC는, 시멘트의 중량을 100중량부라고 할 때 실리카흄 25중량부, 잔골재 110중량부, 충전재 30중량부, 감수제 1.6중량부를 포함하며, 배합수와 결합재 의 비율(W/B)은 0.2이고, 섬유는 콘크리트 체적의 2%로 함유되는 조성을 가지는 것을 특징으로 하는 초고성능 콘크리트 맨홀 뚜껑. The UHPC includes 25 parts by weight of silica fume, 110 parts by weight of aggregate, 30 parts by weight of filler, 1.6 parts by weight of reducing agent when the weight of cement is 100 parts by weight, and the ratio (W / B) of the blended water and the binder is 0.2. , High performance concrete manhole cover, characterized in that the fiber has a composition containing 2% of the concrete volume.
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