KR20130003993A

KR20130003993A - 철탑 보강구조 및 보강방법

Info

Publication number: KR20130003993A
Application number: KR1020110065689A
Authority: KR
Inventors: 김원채; 김선용; 박수환
Original assignee: 한전케이피에스 주식회사; 주식회사 남강엔지니어링
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2031-07-01
Also published as: KR101319784B1

Abstract

본 발명은 철탑 보강구조 및 보강방법에 관한 것으로서, 특히 구철탑(100)의 기초부에 대각선 방향으로 교차 설치되는 철근 콘크리트 재질의 보강빔(110)과; 상기 보강빔(110)의 교점을 중심으로 하방에 설치되어 전체의 하중을 지면으로 전달하는 교각(130)과; 상기 보강빔(110)의 끝단과 상기 구철탑(100)의 주주재(101)를 연결하여 신철탑(120)을 형성하는 신철탑 주주재(121)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 구철탑(100)을 유지한 상태에서 상기 구철탑(100) 기초부에 대각선 방향으로 철근 콘크리트 재질의 보강빔(110)을 설치하는 보강빔설치단계(S10)와; 상기 보강빔(110)의 교점을 중심으로 하방에 교각(130)을 설치하는 교각설치단계(S20)와; 상기 보강빔(110)을 기초로 하여 상기 구철탑(100) 외측에 신철탑(120)의 주주재(121)를 설치하는 신철탑설치단계(S30)를 포함하는 것을 특징으로 하여, 기설철탑을 교체하거나 이설하지 않고도 철탑을 보강함으로 인해 작업 관련 비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 무정전 상태에서 기설철탑 보강이 가능하게 하여 전력 중단에 따른 문제점을 해결하는데 효과가 있도록 하는 것이다.

Description

철탑 보강구조 및 보강방법{Reinforcement structure of steel tower and reinforcement method thereof}

본 발명은 철탑 보강구조 및 보강방법에 관한 것으로서, 특히 기설철탑의 지반침하 또는 기초재 각입불량에 의해서 기설철탑의 기초에 심각한 부동 변위가 발생하게 되는 경우에도 상기 기설철탑을 교체하거나 이설하지 않고 보강할 수 있게 하기 위한 철탑 보강구조 및 보강방법에 관한 것이다.

일반적으로 주택에 전원을 공급하기 위해서는 발전소에서 주택까지 여러 경로를 거치게 되는데 거주 지역에서 주택으로 연결되는 배전선은 전신주를 통해 연결된다.

한편, 농촌과 같이 도시를 벗어난 지역에서는 발전소와의 거리가 멀기 때문에 전기를 필요로 하는 곳까지 전력을 전달하는 것이 어려운데 이를 위해 고압의 전기 철탑이 설치된다.

도 1은 종래의 철탑을 도시하는 도면이다.

종래의 철탑(1)은 도 1에 도시된 바와 같이 송전선로 등을 가설하기 위해 수십 미터의 지상높이로 시공되는 트러스(truss) 형태의 철제구조물로서, 자체 중량이 수십 톤에서 수백 톤에 이르는 고중량물로 이루어진다.

이러한 철탑은 정방형으로 배치되는 4개의 다리(3)를 가지며, 각 다리(3)의 하단이 지중에 매설되어 있는 기초 콘크리트 구조물(5)에 연결됨으로써 지상에 지지된다.

이와 같은 고압전기용 철탑(1)을 설치하기 위해서는 먼저 지반을 터파기하여 수평으로 바닥 콘크리트면을 평활하게 형성한 다음, 그 위에 정방형으로 배치되는 4개의 기초콘크리트 구조물을 구축하고, 각 기초콘크리트 구조물에 적당한 각도로 경사지게 매설되어 상단이 노출된 메인 기둥들에 일정길이를 갖는 앵글(angle)을 소요높이까지 트러스 형태로 순차적으로 조립하여 완성시켜 나가게 된다.

그러나, 종래의 철탑(1)은 강풍과 지반 침하, 지반 거동 등에 의해 부동 변위가 발생하게 되면 인근 주택가에 전력 공급이 중단되거나 철탑 전복과 같은 사고가 일어나기 때문에 이를 방지하기 위해 신규철탑을 제작할 수밖에 없었다.

이처럼, 종래에는 기설철탑에 문제 발생 시 신규철탑을 제작해야 하는데 신규철탑을 제작하기 위해서는 철탑이설 작업을 위한 별도의 철탑부지를 확보해야 하는 문제점이 있었고, 또한 부지 확보 후 신규철탑 작업 시에는 상당 시간동안 정전 상태가 발생되기 때문에 작업자와 사용자에게 큰 불편함을 주게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 철탑 보강구조 및 보강방법에 관한 것으로서, 특히 기설철탑의 지반침하 또는 기초재 각입불량에 의해서 기설철탑의 기초에 심각한 부동 변위가 발생하게 되는 경우에도 상기 기설철탑을 교체하거나 이설하지 않고 보강할 수 있게 하기 위한 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명의 철탑 보강구조는 구철탑의 기초부에 대각선 방향으로 교차 설치되는 철근 콘크리트 재질의 보강빔과; 상기 보강빔의 교점을 중심으로 하방에 설치되어 전체의 하중을 지면으로 전달하는 교각과; 상기 보강빔의 끝단과 상기 구철탑의 주주재를 연결하여 신철탑을 형성하는 신철탑 주주재를 포함함으로써 달성된다.

또한, 상기 구철탑 주주재와 신철탑 주주재의 연결 지점에 상기 구철탑과 신철탑을 연결시키는 필러플레이트가 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구철탑 주주재와 보강빔의 결합 부위에 지압판이 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 철탑 보강방법은 구철탑을 유지한 상태에서 상기 구철탑 기초부에 대각선 방향으로 철근 콘크리트 재질의 보강빔을 설치하는 보강빔설치단계와; 상기 보강빔의 교점을 중심으로 하방에 교각을 설치하는 교각설치단계와; 상기 보강빔을 기초로 하여 상기 구철탑 외측에 신철탑의 주주재를 설치하는 신철탑설치단계를 포함함으로써 달성된다.

또한, 상기 신철탑설치단계에서 상기 구철탑 주주재와 신철탑 주주재의 연결 지점에 필러플레이트를 삽입시켜 상기 구철탑과 신철탑을 연결하는 필러플레이트삽입단계가 추가되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보강빔설치단계에서 상기 구철탑 주주재와 보강빔의 결합 부위에 지압판을 설치하는 지압판설치단계가 추가되도록 하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명은 기설철탑을 교체하거나 이설하지 않고도 철탑을 보강함으로 인해 작업 관련 비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 무정전 상태에서 기설철탑 보강이 가능하게 하여 전력 중단에 따른 문제점을 해결하는데 효과가 있는 발명인 것이다.

도 1은 종래의 철탑을 도시하는 도면,
도 2 및 도 3은 본 발명의 철탑 보강구조에서 구철탑과 신철탑이 결합된 상태를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 철탑 보강구조에서 필러플레이트를 통한 신철탑과 구철탑의 결합관계를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 철탑 보강구조에서 보강빔과 구철탑 주주재 사이에 설치된 지압판을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 철탑 보강방법을 도시하는 흐름도.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 철탑 보강구조 및 보강방법은 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 기존에 설치된 구철탑(100)에 설치되는 보강빔(110)과, 상기 보강빔(110)에 설치되는 교각(130)과, 상기 구철탑(100) 외측에 설치되는 신철탑(120)으로 이루어지며, 구철탑(100)에 보강빔(110)을 설치하는 단계와, 상기 보강빔(110) 하방에 교각(130)을 설치하는 단계와, 상기 보강빔(110)을 통해 구철탑(100) 외측에 신철탑(120)을 설치하는 단계로 이루어져, 기설철탑을 교체하거나 이설하지 않고도 철탑을 보강할 수 있게 함으로써 비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 무정전 상태에서 기설철탑 보강이 가능하게 하여 전력 중단에 따른 문제점을 해결하게 되는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.

이하 본 발명의 철탑 보강구조에 대한 각 구성요소를 첨부한 도면을 참조하여 하나씩 살펴보면 다음과 같다.

우선 본 발명의 철탑 보강구조는 구철탑(100)에 설치되는 보강빔(110)과, 상기 구철탑(100) 외측에 설치되는 신철탑(120)과, 상기 보강빔(110)에 설치되는 교각(130)으로 이루어지는 것을 기본으로 한다.

도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 구철탑(100)은 철골구조로 이루어져 하부는 땅에 매설되는 기설기초(102)와 연결되며, 상부는 지상에 구비되어 하늘을 향해 높게 형성된다.

이때, 구철탑(100)은 하방에서 상방으로 올라갈수록 단면이 좁아지는 형상으로 이루어지되, 상기 구철탑(100)에는 외형을 형성하는 주주재(101)가 구비되며 상기 구철탑(100)의 주주재(101)는 다수의 보조주재(103)와 연결되어 내부가 복잡한 방사형으로 형성되도록 한다.

보강빔(110)은 구철탑(100)과 이하 기술하게 될 신철탑(120)을 지지하는 보강수단으로서, 철근 콘크리트 재질로 성형되어 상기 구철탑(100)의 하부에 해당하는 기초부에 설치된다.

한편, 보강빔(110)은 구철탑(100)의 기초부에 대각선 방향으로 교차 설치되며, 구철탑 주주재(101)가 상기 보강빔(110)을 관통하여 기설기초(102)와 연결되도록 한다.

교각(130)은 대각선 방향으로 교차 형성된 보강빔(110)의 교점을 중심으로 하방에 설치되어 상기 신철탑(120)과 구철탑(100)의 하중을 지면으로 전달한다.

이때, 교각(130)은 '工'형상으로 이루어져 상면은 보강빔(110)과 연결되며, 하면은 땅에 매설되어 구철탑(100)과 신철탑(120)의 하중을 지지할 수 있게 한다.

한편, 보강빔(110)은 구철탑 주주재(101)보다 외측 방향으로 길게 형성되도록 하며, 상기 보강빔(110)의 단부에 구비된 받침블록(A)으로부터 구철탑(100)과 신철탑(120)이 결합되는 결합지점(B)까지 신철탑 주주재(121)를 연결함으로써 구철탑(100) 외측에 신철탑(120)을 형성하도록 한다.

이처럼, 신철탑(120)은 복수의 신철탑 주주재(121)를 통해 형성되며, 상기 신철탑 주주재(121) 사이에는 신철탑 보조주재(122)가 복수개 형성되는 것으로, 상기 신철탑 주주재(121)와 신철탑 보조주재(122)를 통해 상기 신철탑(120)이 형성된다.

이때, 구철탑 주주재(101)와 신철탑 주주재(121)의 연결 지점(B)에는 도 4에 도시된 바와 같이 구철탑(100)과 신철탑(120)을 상호 연결시키는 필러플레이트(140)가 추가로 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 필러플레이트(140)는 6mm 두께의 패널 형상으로 이루어져, 구철탑 주주재(101)와 신철탑 주주재(121) 연결 시 결합력이 저하되는 것을 방지하게 되는 것으로 상기 구철탑 주주재(101)와 신철탑 주주재(121)에 각각 홀을 가공하여 볼트 체결을 통해 상기 필러플레이트(140)를 상기 구철탑 주주재(101) 및 신철탑 주주재(121)와 연결시키도록 한다.

한편, 보강빔(110)과 구철탑 주주재(101) 결합 시 상기 구철탑 주주재(101)가 보강빔(110)을 관통하게 되는데 상기 구철탑 주주재(101)와 보강빔(110)의 결합 부위에서 상기 구철탑 주주재(101)에 홀을 형성하도록 하여 도 5에 도시된 바와 같이 볼트 체결을 통해 지압판(150)이 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 지압판(150)은 'ㄴ'자 형상으로 굴절 형성되어 일단은 구철탑 주주재(101)에 볼트 체결되며, 타단은 철근 콘크리트 재질의 보강빔(110)에 수평 방향으로 삽입되게 하여 상기 지압판(150)을 통해 구철탑 주주재(101)와 보강빔(110)의 결합력을 향상시킨다.

여기서, 구철탑 주주재(101)와 보강빔(110) 결합 부위에 지압판(150)이 설치되도록 하는 것은 구철탑(100) 보강을 위해 신철탑(120) 추가 시 상기 구철탑(100)과 신철탑(120)이 연결된 상태로 유지되기 때문에 상기 보강빔(110)에서 인양력이 발생하게 되는데, 상기 보강빔(110)과 구철탑 주주재(101) 사이에 설치된 지압판(150)을 통해 보강빔(110)의 콘크리트 지압응력도를 저하시켜 구철탑 주주재(101)와 보강빔(110)의 결합력을 향상시킴으로써 상기 구철탑 주주재(101)와 연결된 기설기초(102)의 하중 전달이 가능하게 하여 상기 보강빔(110)에서 발생하는 인양력을 저감시킬 수 있게 하기 때문이다.

이하 본 발명의 철탑 보강방법에 대한 각 구성요소를 첨부한 도면을 참조하여 하나씩 살펴보면 다음과 같다.

우선 본 발명의 철탑 보강방법은 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이 구철탑(100)에 보강빔(110)을 설치하는 단계와, 상기 보강빔(110) 하방에 교각(130)을 설치하는 단계와, 상기 보강빔(110)을 통해 구철탑(100) 외측에 신철탑(120)을 설치하는 단계로 이루어지는 것을 기본으로 한다.

보강빔설치단계(S10)는 구철탑(100)에 보강빔(110)을 설치하는 단계로서, 구철탑(100)이 기존 형태를 유지한 상태에서 상기 구철탑(100) 하부에 해당하는 기초부에 대각선 방향으로 철근 콘크리트 재질의 보강빔(110)을 설치한다.

교각설치단계(S20)는 보강빔(110) 하방에 교각(130)을 설치하는 단계로서, '工'형상의 교각(130)을 보강빔(110) 하방에 설치되도록 하여 교각(130) 하부를 땅에 매설시켜 신철탑(120) 및 구철탑(100)의 하중을 지면으로 안전하게 전달하여 하중을 지지할 수 있게 한다.

한편, 보강빔설치단계(S10)에서 구철탑 주주재(101)와 보강빔(110)의 결합 부위에 지압판(150, 도 5 참조)을 설치하는 지압판설치단계(S11)가 추가되도록 하여 구철탑(100)과 신철탑(120) 연결 시 상기 보강빔(110)에서 발생하게 되는 인양력을 저감시킬 수 있게 하는 것이 바람직하다.

신철탑설치단계(S30)는 보강빔(110)을 기초로 구철탑(100) 외측에 신철탑 주주재(121)를 설치하여 신철탑(120)을 형성하는 단계로서, 상기 구철탑(100) 외측으로 돌출된 보강빔(110) 끝단 부분으로부터 보강이 필요한 구철탑(100) 상단 부분까지 신철탑 주주재(121)를 설치한다.

이때, 신철탑설치단계(S30)에서는 구철탑(100) 외측에 복수의 신철탑 주주재(121)를 설치하며, 상기 신철탑 주주재(121) 사이에는 신철탑 보조주재(122)가 복수개 형성되도록 하여 신철탑(120)이 방사형으로 형성될 수 있게 한다.

또한, 신철탑설치단계(S30)에서 구철탑 주주재(101)와 신철탑 주주재(121)의 연결 지점에 필러플레이트(140, 도 4 참조)를 삽입시키는 필러플레이트 삽입단계(S31)가 추가되도록 하여 구철탑(100)과 신철탑(120)의 결합력을 향상시킬 수 있게 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 철탑 보강구조 및 보강방법은 구철탑의 기초부에 대각선 방향으로 교차 설치되는 철근 콘크리트 재질의 보강빔과; 상기 보강빔의 교점을 중심으로 하방에 설치되어 전체의 하중을 지면으로 전달하는 교각과; 상기 보강빔의 끝단과 상기 구철탑의 주주재를 연결하여 신철탑을 형성하는 신철탑 주주재를 포함하는 것을 특징으로 하며, 구철탑을 유지한 상태에서 상기 구철탑 기초부에 대각선 방향으로 철근 콘크리트 재질의 보강빔을 설치하는 보강빔설치단계와; 상기 보강빔의 교점을 중심으로 하방에 교각을 설치하는 교각설치단계와; 상기 보강빔을 기초로 하여 상기 구철탑 외측에 신철탑의 주주재를 설치하는 신철탑설치단계를 포함하는 것을 특징함으로써, 기설철탑을 교체하거나 이설하지 않고도 철탑을 보강함으로 인해 작업 관련 비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 무정전 상태에서 기설철탑 보강이 가능하게 하여 전력 중단에 따른 문제점을 해결하는데 탁월한 이점을 가진 발명인 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 구철탑 101 : 구철탑 주주재
110 : 보강빔 120 : 신철탑
121 : 신철탑 주주재 130 : 교각
S10 : 보강빔설치단계 S20 : 교각설치단계
S30 : 신철탑설치단계

Claims

구철탑의 기초부에 대각선 방향으로 교차 설치되는 철근 콘크리트 재질의 보강빔과;
상기 보강빔의 교점을 중심으로 하방에 설치되어 전체의 하중을 지면으로 전달하는 교각과;
상기 보강빔의 끝단과 상기 구철탑의 주주재를 연결하여 신철탑을 형성하는 신철탑 주주재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철탑 보강구조.
제 1항에 있어서,
상기 구철탑 주주재와 신철탑 주주재의 연결 지점에 상기 구철탑과 신철탑을 연결시키는 필러플레이트가 구비되는 것을 특징으로 하는 철탑 보강구조.
제 1항에 있어서,
상기 구철탑 주주재와 보강빔의 결합 부위에 지압판이 설치되는 것을 특징으로 하는 철탑 보강구조.
구철탑을 유지한 상태에서 상기 구철탑 기초부에 대각선 방향으로 철근 콘크리트 재질의 보강빔을 설치하는 보강빔설치단계와;
상기 보강빔의 교점을 중심으로 하방에 교각을 설치하는 교각설치단계와;
상기 보강빔을 기초로 하여 상기 구철탑 외측에 신철탑의 주주재를 설치하는 신철탑설치단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 철탑 보강방법.
제 4항에 있어서,
상기 신철탑설치단계에서 상기 구철탑 주주재와 신철탑 주주재의 연결 지점에 필러플레이트를 삽입시켜 상기 구철탑과 신철탑을 연결하는 필러플레이트삽입단계가 추가되는 것을 특징으로 하는 철탑 보강방법.
제 4항에 있어서,
상기 보강빔설치단계에서 상기 구철탑 주주재와 보강빔의 결합 부위에 지압판을 설치하는 지압판설치단계가 추가되는 것을 특징으로 하는 철탑 보강방법.