KR20130060346A - 강시판 및 그 강시판에 의해 형성된 강시판벽 - Google Patents

Abstract

압연 성형에 의한 제조에 적합하고, 2매를 연결하는 연결 작업이 용이하게 할 수 있는 강시판을 얻는다. 본 발명의 강시판(1)은 웨브부(3)와, 웨브부(3)의 양단에 플랜지부(5)를 갖는 U형 강시판으로서, 한쪽의 플랜지부의 선단에 형성된 끼워맞춤 이음매부(7)와, 다른 한쪽의 플랜지부(5)의 선단에 형성되어, 인접하는 U형 강시판과 연결하기 위한 접합부(9)를 구비하고, 접합부(9)는 플랜지부(5)의 선단을 웨브부(3)에 평행한 방향으로 굴곡하여 웨브부(3)에 평행한 방향으로 뻗는 평판 형상으로 이루어지고, 접합부(9)에서의 웨브부(3)에 직교하는 방향의 위치가 끼워맞춤 이음매부(7)의 높이의 범위 내에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

강시판 및 그 강시판에 의해 형성된 강시판벽{STEEL SHEET PILE AND STEEL SHEET PILE WALL FORMED BY THE STEEL SHEET PILE}

본 발명은 강시판(鋼矢板) 및 그 강시판에 의해 형성된 강시판벽에 관한 것이다.

일반적인 U형 강시판은 양단부(兩端部)에 끼워맞춤 이음매부를 갖고 있다. 이러한 U형 강시판의 양단부에 있는 끼워맞춤 이음매부를 연결시키면서 한 매씩 타설(打設)하여, 강시판벽을 형성한다. 이 경우, 강시판벽에 하중이 작용한 경우에 끼워맞춤 이음매부의 어긋남에 의해 중립축이 변화되어, 단면(斷面) 강성이나 단면 내력이 저하하는 경우가 알려져 있다.

이것을 개선하는 방법으로서, 미리 2매의 강시판을 끼워 맞춰서, 크림핑(crimping)(압력 인가) 또는 용접 등으로 연결 고정하여 2매 1조 이루어지는 1유닛의 강시판으로 하여 타설하는 방법이 있다.

이 경우에 있어서, 종래의 U형 강시판을 이용한 경우, 이음매부를 연결하기 위해, 강시판 길이 방향의 단부(端部)로부터 삽입하지 않으면 안 되어, 작업이 매끄럽지 않기 때문에 제조 효율의 저하나 비용 부담 증가 등으로 이어지는 일이 있었다.

이것을 개선하는 방법으로서, 특허문헌 1에서는, 「웨브부(web part)와 그 양단에 배치되는 플랜지부를 갖는 U형 강시판으로서, 한쪽의 플랜지부에만 다른 강시판과 연결하기 위한 끼워맞춤용 이음매를 갖고, 다른 한쪽의 플랜지부에는, 끼워맞춤용 이음매를 갖지 않고, 또한 상기 끼워맞춤용 이음매를 갖지 않는 플랜지부의 선단부(先端部)가, 웨브부와 플랜지부가 교차하는 각부(角部)로부터, 상기 끼워맞춤 이음매를 갖는 플랜지부의 끼워맞춤 이음매 중심부를 통해 웨브부와 평행하는 직선 상에 배치되고, 또는 그 직선을 걸쳐 배치되는 것을 특징으로 하는 강시판.」이 제안되어 있다.

일본특허공개 2008－121279호 공보

특허문헌 1에 기재한 강시판에서는, 끼워맞춤용 이음매는 플랜지의 선단에 웨브와 평행하게 되도록 굴곡되어 형성되고, 한편, 끼워맞춤용 이음매를 갖지 않는 쪽은 플랜지부가 굴곡되는 일이 없이 도중(途中)에 절단되도록 한 형상으로 되어 있다.

따라서, 끼워맞춤용 이음매를 갖고 있는 쪽과 그렇지 않은 쪽에서, 길이나 각도가 달라, 좌우의 비대칭성이 강해진다.

이러한 형상의 강시판을 압연 성형으로 제조하려고 하면, 압연 성형 과정에 있어서, 양 이음매부에 작용하는 압하력(壓下力)이 다르기 때문에, 시판(矢板) 형상 전체의 휨이나 굽힘 등의 불량이 발생할 가능성이 높다.

따라서, 이러한 형상의 강시판에서는, 압연 성형에 의해 형성하는 것이 매우 곤란하고, 형성 방법이 한정되어 버린다는 문제가 있다.

또한, 2매의 강시판을 연결할 때, 끼워맞춤용 이음매를 갖지 않는 플랜지부를 겹치도록 하여 2매의 강시판을 임시 조립하여, 수평으로 설치한 상태에서, 겹치게 한 부위를 크림핑이나 접착제 등으로 연결 고정하게 된다.

이 경우, 연결 고정 방향이 웨브부와 평행한 직선(수평 방향)에 대하여 비스듬하게 되므로, 크림핑을 행하는 재하(載荷) 방향(loading direction)이나 접착을 할 때의 압력 인가 방향을 비스듬하게 하지 않으면 안 된다. 따라서, 강시판의 연결 고정 방향이 웨브부와 비스듬한 상태에서 재하하거나 접착을 하거나 하기 위한 고안이 필요하게 되어, 제조 난이도가 현저하게 증대되는 일이 염려된다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 압연 성형에 의한 제조에 적합하고 2매를 연결하는 연결 작업이 용이하게 할 수 있는 강시판 및 그 강시판에 의해 형성된 강시판벽을 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

(1) 본 발명에 따른 강시판은 웨브부와, 그 웨브부의 양단에 플랜지부를 갖는 U형 강시판으로서, 한쪽의 플랜지부의 선단에 형성된 끼워맞춤 이음매부와, 다른 한쪽의 플랜지부의 선단에 형성되어, 인접하는 U형 강시판과 연결하기 위한 접합부를 구비하고, 그 접합부는 상기 플랜지부의 선단을 웨브부에 평행한 방향으로 굴곡하여 상기 웨브부에 평행한 방향으로 뻗는 평판 형상으로 이루어지고, 상기 접합부에서의 상기 웨브부에 직교하는 방향의 위치가 상기 끼워맞춤 이음매부의 높이의 범위 내에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(2) 또한, 상기 (1)에 기재한 것에 있어서, 상기 접합부의 플랜지측의 면이 상기 끼워맞춤 이음매부의 중심부를 통해 웨브부와 평행하는 직선 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3) 또한, 상기 (1) 또는 (2)에 기재한 것에 있어서, 상기 접합부에서의 플랜지측의 면에, 요철부를 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

(4) 또한, 상기 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재한 강시판으로서, 압연 성형에 의해 제조되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(5) 본 발명에 따른 강시판벽은 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재한 강시판 2매를, 상기 접합부에서의 플랜지 측면을 맞닿게 하도록 겹치게 하여 연결하고, 그 연결한 것을 지중(地中)으로 타설하는 것에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따른 강시판은 한쪽의 플랜지부의 선단에 형성된 끼워맞춤 이음매부와, 다른 한쪽의 플랜지부의 선단에 형성되고, 인접하는 U형 강시판과 연결하기 위한 접합부를 구비하고, 그 접합부는 상기 플랜지부의 선단을 웨브부에 평행한 방향으로 굴곡하여 상기 웨브부에 평행한 방향으로 뻗는 평판 형상으로 이루어지고, 상기 접합부에서의 상기 웨브부에 직교하는 방향의 위치가 상기 끼워맞춤 이음매부의 높이의 범위 내에 설정되어 있다. 그 때문에, 본 발명에 따른 강시판은 좌우 대칭인 단면에 가까워진다. 따라서, 압연 성형한 경우에 있어서, 압연 성형 과정에서, 양 이음매부에서 압하력이 균일하게 되어, 시판 형상 전체의 휨, 굽힘 등의 불량의 발생을 현저하게 저감시킬 수 있으므로, 압연 성형에 의해 제조하는데 적합하다.

또한, 2매의 강시판의 접합부를 겹치게 하여 접합함에 있어서, 크림핑을 행하는 재하 방향이나 접착을 행할 때의 압력 인가 방향이 웨브부와 평행하는 직선(수평 방향)에 대하여 직교 방향으로 되므로, 연결 고정 작업이 용이하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 강시판의 단면 형상을 나타내는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 강시판을 2매 연결할 때의 모양의 설명도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 강시판의 접합부의 상세 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 강시판의 접합부의 다른 모양의 상세 설명도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 강시판의 접합부의 다른 모양의 상세 설명도이다.

본 실시형태에 따른 강시판(1)은 웨브부(3)와, 그 웨브부(3)의 양단에 플랜지부(5)를 갖는 U형 강시판으로서, 한쪽의 플랜지부(5)의 선단에 형성된 끼워맞춤 이음매부(7)와, 다른 한쪽의 플랜지부(5)의 선단에 형성되고, 다른 U형 강시판과 접합하기 위한 평판 형상의 접합부(9)를 구비하여 이루어지는 것이다.

이하, 각 부(部)를 상세히 설명한다.

＜끼워맞춤 이음매부＞

끼워맞춤 이음매부(7)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 플랜지부(5)의 선단이 웨브부(3)에 평행하고, 바깥 방향으로 굴곡되며, 선단부에 걸림돌기부(claw portion)(7a)를 갖는 라르젠형(Larssen-type)의 끼워맞춤 이음매부이다.

또한, 도 1에 나타낸 것은 라르젠형의 끼워맞춤 이음매부이지만, 본 발명의 강시판(1)의 끼워맞춤 이음매부(7)는 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 락카와나형(Lackawanna-type) 등이 있다.

또한, 도 1에 있어서, 끼워맞춤 이음매부(7)의 폭을 X로, 끼워맞춤 이음매부(7)의 높이를 Y로, 또한 끼워맞춤 이음매부(7)의 중심을 P로 나타내고 있다.

＜접합부＞

접합부(9)는 플랜지부(5)의 선단을 웨브부(3)에 평행하고 바깥 방향으로 굴곡하여 상기 웨브부(3)에 평행한 방향으로 뻗는 평판 형상으로 형성한 부위이다.

접합부(9)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 접합부(9)에서의 플랜지 측면(9a)이 끼워맞춤 이음매부(7)의 중심부(P)를 통해 웨브부(3)와 평행하는 직선(11) 상에 있도록 설정되어 있다.

접합부(9)를 이와 같이 설정함으로써, 좌우의 대칭성이 높아져, 압연에 의해 제조하는데 적합한 형상으로 된다.

또한, 접합부(9)를 상기와 같이 설정함으로써, 도 2에 나타내는 바와 같이, 접합부(9)에서의 플랜지 측면(9a)끼리를 맞닿게 하도록, 2매의 강시판(1)을 겹치게 하여 접합하였을 때에, 2매의 강시판(1)은 상기 직선(11)에 대하여 선대칭으로 연결된다. 따라서, 이와 같이 2매의 연결된 강시판(1)의 타설이 하기 쉽다는 효과도 있다. 또한, 도 2에 나타내는 2매의 강시판(1)을 접합한 것을, 이하, 「조합 강시판」이라고 한다.

또한, 접합부(9)를 끼워맞춤 이음매부(7)의 위치에 대하여 어떠한 배치로 할지에 관하여, 상기한 예에서는, 플랜지 측면(9a)이 끼워맞춤 이음매부(7)의 중심부(P)를 통해 웨브부(3)와 평행하는 직선(11) 상에 있도록 하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 접합부(9)에서의 플랜지 측면(9a)의 위치가 끼워맞춤 이음매부(7)의 높이(Y)의 범위 내가 되도록 배치하면 좋다. 접합부(9)에서의 플랜지 측면(9a)의 위치가 끼워맞춤 이음매부(7)의 높이(Y)의 범위 내가 되는 점에 대하여, 보다 상세히 설명하면, 도 1에 나타내는 단면에 있어서, 끼워맞춤 이음매부(7)의 상하면에 접하고, 웨브부(3)에 평행한 2 직선을 접합부(9) 측으로 연장하였을 때에, 그 2개의 연장선의 사이에 플랜지 측면(9a)이 배치된다는 의미이다.

이러한 배치라면, 압연으로의 제조나, 2매의 강시판(1)이 연결되었지만 타설에서의 시공성은 허용할 수 있는 범위가 된다.

또한, 접합부(9)의 폭(W)는 끼워맞춤 이음매부(7)의 폭(X)에 대하여, 0.5X∼1.5X로 하는 것이 바람직하며, 0.8X∼1.2X로 하는 것이 보다 바람직하다.

접합부(9)의 폭(W)을 상기 범위로 하는 것은, 강시판(1)의 좌우의 밸런스를 잡으면서, 또한 연결을 확실히 하고, 또한 불필요한 강중(鋼重)을 증대시키지 않기 위해서이다.

접합부(9)의 폭(W)이 0.5X미만이면, 2매의 강시판(1)의 접합을 확실히 행하는 것이 어려워지고, 또한 압연 제조시에 있어서 좌우의 밸런스가 무너져, 제조상의 결함이 생긴다.

한편, 접합부(9)의 폭(W)이 1.5X를 넘으면, 좌우의 밸런스가 무너져 제조상의 결점이 발생하기 쉬워질 우려가 있다. 또한, 연결부는 2매의 강시판(1)을 연결한 벽체의 중심에 있기 때문에, 강시판벽 단면에 작용하는 굽힘 모멘트에 대하여는 기여하지 않는다. 따라서, 접합부(9)의 폭(W)의 길이가 길어지게 되는 것은, 단위길이 당의 내력, 강성이 저하하게 되어 바람직하지 않다.

접합부(9)에서의 플랜지 측면(9a)에는, 도 3에 나타내는 위치 결정용의 볼록부(13), 오목부(15)를 형성하도록 하는 것이 바람직하다.

도 3에 나타내는 바와 같은 요철부를 형성함으로써, 위치 결정이 용이하게 된다는 효과에 덧붙여, 크림핑(crimping)을 행할 때, 연결 고정을 보다 강고하게 행할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.

　2매의 강시판(1)을 연결 하기에 즈음하고, 접합부(9)를 크림핑에 의해 연결 고정하는 경우는 볼록부(13)의 높이를, 상대측의 오목부(15)의 깊이보다 높게 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하는 것으로, 크림핑에 의한 연결을 강고(强固)하게 할 수 있다.

또한, 위치 결정용의 요철부는 도 4, 도 5에 나타내는 바와 같은 계단 형상이어도 좋다. 또한, 도 4에 나타내는 강시판(1)의 접합부(9)가 도 5에 나타내는 강시판(1)의 접합부(9)에 접합되도록 되어 있고, 도 4의 강시판(1)에서의 접합부(9)의 볼록부(13)의 위치에 도 5의 강시판(1)에서의 접합부(9)의 오목부(15)가 배치되고, 도 4의 강시판(1)의 오목부(15)의 위치에 도 5의 강시판(1)에서의 접합부(9)의 볼록부(13)이 배치된다는 관계로 되어 있다.

상기와 같이 구성된 강시판(1)은 압연에 의한 성형에 의해 형성하는데 적합한 형상이다.

즉, 도 1에 나타내는 단면 형상으로 함으로써, 양 플랜지 선단부의 길이 및 각도가 동일한 정도로 되어, 좌우 대칭인 단면에 가까워진다. 따라서, 압연 성형 과정에 있어서, 양 이음매부에서의 압하력이 균일하게 가깝게 되어, 시판 형상 전체의 휨, 굽힘 등의 결함의 발생을 현저하게 저감할 수 있다.

또한, 양측으로 끼워맞춤 이음매부(7)를 갖는 종래의 강시판(1)은 압연 설비로 제조된다. 본 실시형태의 강시판(1)은 이러한 종래의 강시판(1)의 제조에 사용되는 기존의 강시판용 압연 설비를 유용(流用)함으로써 제조할 수 있어, 제조 비용을 경감할 수 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 상기와 같이 구성된 2매의 강시판(1)은 접합부(9)에서의 플랜지 측면(9a)끼리를 겹치도록 맞닿아져 연결된다. 연결에 있어서는, 접합부(9)를 겹쳐서 2매의 강시판(1)을 임시 조립하고, 수평으로 설치한 상태에 있어서, 크림핑이나 접착제 등으로 연결 고정을 행한다. 이 때, 크림핑을 행하는 재하 방향이나 접착을 행할 때의 압력 인가 방향이 웨브부(3)와 평행하는 직선(11)(수평 방향)에 대하여 수직으로 되므로, 연결 고정 작업이 용이하게 된다.

또한, 강시판(1)을 2매 연결 고정할 때는 강시판 전체 길이에 걸쳐 크림핑하여도 좋고, 예를 들어 1m 피치 혹은 3m 피치 등으로 건너뛰어 크림핑하여도 좋고, 연결부에 생기는 전단력에 따라 적당히 결정하면 좋다.

연결된 2매의 강시판(1)으로 이루어지는 조합 강시판을 바이브로햄머(vibrohammer) 등에 의해 지중으로 타설한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 연결부는 웨브부(3)와 평행한 방향으로 연장되어 있으므로, 특허문헌 1과 같이 전체의 폭이 짧아질 일은 없기 때문에, 다른 부재를 이용하여 증폭할 필요도 없다.

조합 강시판이 타설되면, 그 부근에는, 끼워맞춤 이음매부(7)을 끼워 맞추게 하도록 하여 다른 조합 강시판이 타설된다. 이것을 연속하여 행함으로써 강시판벽을 형성한다.

또한, 상기 실시형태에서는, 접합부(9)의 연결 고정 방법으로서, 크림핑과 접착제에 의한 방법을 나타냈지만, 접합부(9)에 미리 볼트구멍을 형성하여 볼트 접합하도록 해도 좋다.

또한, 본 발명의 U형 강시판은, 그 기본 형체가 되는 강시판(1)의 높이나 폭이 특별히 한정되는 일 없이 종래의 여러 가지의 형체의 것과 같은 기본 형체의 것으로 적용할 수 있다.

1 : 강시판
3 : 웨브부
5 : 플랜지부
7 : 끼워맞춤 이음매부
7a : 걸림돌기부
9 : 접합부
9a : 플랜지 측면
11 : 직선
13 : 볼록부
15 : 오목부

Claims (5)

1. 웨브부(web part)와, 이 웨브부의 양단에 플랜지부를 갖는 U형 강시판(鋼矢板)으로서,
   한쪽의 플랜지부의 선단(先端)에 형성된 끼워맞춤 이음매부와,
   다른 한쪽의 플랜지부의 선단에 형성되어, 인접하는 U형 강시판과 연결하기 위한 접합부를 구비하고,
   상기 접합부는 상기 플랜지부의 선단을 웨브부에 평행한 방향으로 굴곡하여 상기 웨브부에 평행한 방향으로 뻗는 평판 형상으로 이루어지고, 상기 접합부에서의 상기 웨브부에 직교하는 방향의 위치가 상기 끼워맞춤 이음매부의 높이의 범위 내에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 강시판.
2. 제1항에 있어서,
   상기 접합부의 플랜지측의 면이 상기 끼워맞춤 이음매부의 중심부를 통해 웨브부와 평행하는 직선 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 강시판.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 접합부에서의 플랜지측의 면에, 요철부를 형성한 것을 특징으로 하는 강시판.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   압연 성형에 의해 제조되어 있는 것을 특징으로 하는 강시판.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재한 강시판 2매를, 상기 접합부에서의 플랜지 측면을 맞닿게 하도록 겹치게 하여 연결하고, 그 연결한 것을 지중(地中)으로 타설하는 것에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 강시판벽.

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