KR20140132356A - 콘크리트 교각 시스템 및 관련 방법들 - Google Patents

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KR20140132356A
KR20140132356A KR20147024709A KR20147024709A KR20140132356A KR 20140132356 A KR20140132356 A KR 20140132356A KR 20147024709 A KR20147024709 A KR 20147024709A KR 20147024709 A KR20147024709 A KR 20147024709A KR 20140132356 A KR20140132356 A KR 20140132356A
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스콧 디. 아스톤
마이클 지. 카패그노
필립 에이. 크리머
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콘텍 엔지니어드 솔루션스 엘엘씨
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    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
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    • E01F5/005—Culverts ; Head-structures for culverts, or for drainage-conduit outlets in slopes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

콘크리트 배수로 조립체는 이격된 세장형 발부들의 한 세트와 발부들에 의해 지지된 복수의 사전타설 콘크리트 배수로 구획들을 포함한다. 각 콘크리트 배수로 구획은 하부에 통로를 형성하도록 개방 저부, 원호형 상단벽 및 이격된 측벽들을 가지고, 각 측벽들은 상단벽으로부터 하향으로 및 외향으로 연장된다. 측벽들 각각은 실질적 평면형 내면과 실질적 평면형 외면을 가진다. 제1 및 제2 허리부 구획들 각각은 측벽들 중 하나를 상단벽에 결합한다. 각 측벽은 상단부로부터 저부로 테이퍼지고, 그래서, 각 측벽의 두께는 각 측벽의 상단부로부터 각 측벽의 저부로 진행할 때 감소한다. 각 측벽의 저부 부분은 그 수평 저면으로부터 상향 연장하는 외부 수직 평탄부를 갖는다.

Description

콘크리트 교각 시스템 및 관련 방법들{CONCRETE BRIDGE SYSTEM AND RELATED METHODS}
관련 출원
본 출원은 그 각각이 본 명세서에 참조로 통합되어 있는 2012년 2월 6일자로 출원된 미국 가출원 제61/595,404호, 2012년 2월 14일자로 출원된 제61/598,672호 및 2012년 10월 16일자로 출원된 제61/714,323호에 대한 이득을 주장한다.
기술 분야
본 출원은 구조, 교각 및 지반 공학의 일반적 기술에 관한 것이며, 콘크리트 교각 및 배수로 구조들의 특정 분야에 관한 것이다.
오버필드(overfilled) 교각 구조체들은 빈번히 사전타설 또는 현장타설 보강 콘크리트로 형성되며, 수로, 교통로 또는 다른 구조체들의 경우에는 매설된 저장 공간 등(예를 들어, 우수 저류(stormwater detention)를 위한)일 수 있는 제2 통로 위에서 제1 통로를 지지하기 위한 교각의 경우에 사용된다. 용어 "오버필드 교각"은 본 발명의 교시로부터 이해될 것이며, 일반적으로, 본 명세서에서 사용될 때, 오버필드 교각은 구조체를 지지 및 안정화하기 위해, 그리고, 교각의 경우에는 제1 경로의 표면(또는 제1 경로를 위한 지지 표면)을 제공하기 위해 그 위 및 그 둘레에 토양 등이 배치되어 있는 기부 상에 배치된 교각 요소들 또는 유닛들로 형성된 교각이다.
교각들을 위해 사용되는 임의의 시스템, 특히, 흐름 교차부들에서, 공학자들은 수력 개구와 재료 효율의 우수한 조합을 추구한다. 과거에, 다양한 구성들의 사전타설 콘크리트 교각 유닛들이 사용되어 왔으며, 이들은 4면 유닛들, 3면 유닛들 및 진정한 원호형들(true arches)(예를 들어, 연속적으로 굴곡된 유닛들)을 포함한다. 직사각형 또는 박스형 4면 및 3면 유닛의 역사적 시스템들은 그 구조적 형상이 비효율적이어서 원하는 가교거리들을 달성하기 위해 큰 측벽 및 상단 슬래브 두께들을 필요로하는 것으로 판명되었다. 역사적 원호 형상들은 구조적 부하들의 전달에 매우 효율적이지만, 그 감소된 수력 개구 영역에 의해 제한되는 것으로 판명되었다. 미국 특허 제4,993,872호에 도시되고 설명된 일 개선은 구조적 효율에 대한 수력 개구 영역의 이러한 균형에 관한 이득을 제공하는 조합된 수직 측벽들 및 원호형 상단부를 소개하였다. 임의의 배수구/교각 형상의 구조적 효율에 대한 가장 큰 요인 중 하나는 코너부들의 각도이다. 코너부에서 90도에 근접할수록, 굽힘 모멘트는 더 커지고, 따라서, 더 두꺼운 허리부(haunch)의 단면이 필요하다. 따라서, 현용의 수직 측부 및 원호형 상단부 형상은 여전히 코너부 각도에 의해 제한되며, 이는 개선되었지만 여전히 115도에 있다.
역사적 평판 상단부 형상의 변형이 또한 미국 특허 제7,770,250호에 개시된 바와 같이 소개되어 있으며, 이는 평탄한 수평 상단부를 균일한 두께의 외향으로 벌어진 다리부와 조합한다. 결과적 형상은 개구 영역을 추가함으로써 평판 상단부에 대비해 수력 효율에 대한 소정의 개선을 제공하며, 또한, 약 110도까지 상단부와 다리부 사이의 각도를 평탄화함으로써 구조적으로 소정의 개선을 제공한다. 그러나, 평탄한 상단부들은 다수의 용례들에 요구되는 더 긴 가교거리들에 도달하는 기능에서 극도로 제한된다(예를 들어, 평탄한 상단부 가교거리에 대한 유효한 한계는 30 내지 40 피트의 범위이다).
따라서, 개선된 교각 시스템은 산업계에 유익하다.
일 양태에서, 지면에 설치하기 위한 콘크리트 배수로 조립체는 이격된 세장형 발부들의 한 세트와, 나란한 정렬상태로 발부들에 의해 지지되는 복수의 사전타설 콘크리트 배수로 구획을 포함한다. 콘크리트 배수로 구획 각각은 그 아래에 통로를 형성하도록 개방 저부, 상단벽 및 이격된 측벽들을 갖는다. 측벽들 각각은 상단벽으로부터 하향으로 및 외향으로 연장되고, 실질적 평면형 내면과 실질적 평면형 외면을 갖는다. 상단벽은 원호형 내면 및 원호형 외면과, 실질적으로 균일한 두께를 갖는다. 제1 및 제2 허리부 구획들 각각은 측벽들 중 하나를 상단벽에 결합하고, 각 허리부 섹션은 상단벽의 두께 보다 큰 코너부 두께를 형성한다. 각 측벽에 대해, 내부 각도 및 외부 각도 양자 모두가 형성된다. 내측벽 각도는 측벽의 내면이 놓여지는 제1 평면과 상단벽의 원호형 내면을 따라 제1 지점에서 상단벽의 원호형 내면의 적어도 일부를 형성하는 반경에 수직인 제2 평면의 교차부에 의해 형성된다. 외측벽 각도는 측벽의 외면이 놓여지는 제3 평면과 원호형 외면을 따라 제2 지점에서 상단벽의 원호형 외면의 적어도 일부를 형성하는 반경에 수직인 제4 평면의 교차부에 의해 형성된다. 제3 평면은 제1 평형에 평행하지 않다. 내측벽 각도는 적어도 130도이고, 외측벽 각도는 적어도 135도이며, 외측벽 각도는 내측벽 각도와는 다르다. 각 측벽은 각 측벽의 상단부로부터 각 측벽의 저부로 진행할 때 각 측벽의 두께가 감소하도록 상단부로부터 저부로 테이퍼진다.
상술한 양태의 일 구현예에서, 각 콘크리트 배수로 구획의 각 측벽을 위해, 제1 평면과 제3 평면 사이의 교차 각도는 적어도 1도이다.
두 이전 문단들의 콘크리트 배수로 조립체의 일 구현예에서, 각 배수로 구획에 대하여, 상단벽 두께에 대한 허리부 두께의 비율은 약 2.30 이하이다.
세 선행 문단들 중 임의의 문단의 콘크리트 배수로 조립체의 일 구현예에서, 각 콘크리트 배수로 구획에 대해, 각 측벽의 내면은 내허리부 교차 라인에서 그 인접한 허리부 구획의 내면과 교차하며, 형성된 내허리부 교차 라인과 상단벽의 원호형 내면의 상사점 사이의 수직 거리는 상사점에서 상단벽의 원호형 내면의 곡률 반경의 18퍼센트(18%) 이하 사이이다.
네 선행 문단들 중 임의의 문단의 콘크리트 배수로 조립체의 일 구현예에서, 각 콘크리트 배수로 구획에 대하여, 각 측벽의 내면은 내허리부 교차 라인에서 그 인접한 허리부 구획의 내면과 교차하며, 허리부 구획은 내허리부 교차 라인의 측방향 외향 이격된 외코너부를 포함하며, 각 내허리부 교차 라인과 대응 외코너부 사이의 수평 거리는 측벽의 저면의 수평 폭의 약 91% 이하이다.
다섯 개 선행 문단들 중 임의의 문단의 콘크리트 배수로 조립체의 일 구현예에서, 각 콘크리트 배수로 조립체에 대하여, 하나의 측벽의 저부에서 내면과 다른 측벽의 저부에서 내면 사이의 거리는 유닛의 저부 가교거리를 형성하고, 이 저부 가교거리는 상사점에서 상단벽의 원호형 내면의 곡률 반경보다 크다.
여섯 개 선행 문단들 중 임의의 문단의 콘크리트 배수로 조립체의 일 실시예에서, 각 콘크리트 배수로 구획에 대하여, 각 측벽의 저부에서 두께는 상단벽의 상사점에서 상단벽의 두께의 90% 이상이다.
일곱 개 선행 문단들 중 임의의 문단의 콘크리트 배수로 조립체의 일 구현예에서, 각 콘크리트 배수로 구획에 대해, 각 배수로 구획의 각 측벽의 저부 부분은 외면상의 수직 평판 세그먼트를 포함한다.
여덟개 선행 문단들 중 임의의 문단의 콘크리트 배수로 조립체의 일 구현예에서, 복수의 콘크리트 배수로 구획들의 각 단부 유닛은 측벽들과 상단벽 상에 위치된 대응 머리벽 조립체를 포함한다.
아홉 개 선행 문단들 중 임의의 문단의 콘크리트 배수로 조립체의 일 구현예에서, 각 머리벽 조립체는 상단 머리벽 부분과 측부 머리벽 부분들을 포함하고, 측부 머리벽 부분들은 서로 단일체로 형성되고, 각 측벽 상의 적어도 하나의 부벽 구조체와 상단벽 상의 적어도 하나의 부벽 구조체에 의해 상단벽과 측벽들에 연결된다. 아홉 개 선행 문단들 중 임의의 문단의 콘크리트 배수로 조립체의 다른 구현예에서, 각 머리벽 조립체는 적어도 두 개의 별개의 단편들에 의해 형성된 측부 머리벽 부분들 및 상단 머리벽 부분을 포함하고, 머리벽 조립체는 각 측벽 상의 적어도 하나의 부벽 구조체 및 상단벽 상의 적어도 하나의 부벽 구조체에 의해 측벽들과 상단벽에 연결된다.
열개 선행 문단들 중 임의의 문단의 콘크리트 배수로 조립체의 일 구현예에서, 각 허리부 구획은 허리부 반경에 의해 형성된 내면을 포함하고, 각 측벽에 대하여, 제1 지점은 상단벽의 원호형 내면을 형성하는 반경이 측벽과 연계된 허리부 반경과 만나는 위치이다.
열한개 선행 문단들 중 임의의 문단의 콘크리트 배수로 조립체의 일 구현예에서, 각 콘크리트 배수로 구획은 두개의 반부들로 형성되며, 각 반부는 하나의 측벽과 상단벽의 일부에 의해 형성되며, 두 개의 상단 부분들은 배수로 구획의 상단벽의 중앙 부분에서 결합부를 따라 함께 고정된다.
열두개 선행 문단들 중 임의의 문단의 콘크리트 배수로 조립체의 일 구현예에서, 각 측벽에 대해, 제1 지점은 원호형 내면이 측벽에 인접한 허리부 구획의 내면과 만나는 위치에 있고, 제2 지점은 원호형 외면이 허리부 구획에서 상단벽의 평면형 단부 외면 부분과 만나는 위치 또는 원호형 외면이 제3 평면과 만나는 위치 중 어느 하나에 있다.
다른 양태에서, 아래에 통로를 형성하도록 개방 저부, 상단벽 및 이격된 측벽들을 갖는 콘크리트 배수로 구획의 제조 방법이 제공되며, 각 측벽들은 실질적 평면형 내면과 실질적 평면형 외면을 가지고, 상단벽은 원호형 내면과 원호형 외면 및 실질적으로 균일한 두께를 가지고, 각 측벽은 각 측벽의 상단부로부터 각 측벽의 저부로 진행할 때 감소하는 변하는 두께를 가지고, 제1 및 제2 허리부 구획들을 가지며, 각 허리부 구획은 측벽들 중 하나를 상단벽에 결합하고, 각 허리부 구획은 상단벽의 두께보다 큰 코너부 두께를 형성한다. 이 방법은 각 측벽에 대하여, 내부 형틀 구조체 부분은 측벽의 내면의 위치를 형성하고, 외부 형틀 구조체는 측벽의 외면의 위치 및 배향을 형성하며 외부 형틀 구조체 부분은 상단벽 형틀 구조체 부분의 표면을 따라 피봇하거나 이동하도록 배열되는 형틀 시스템(form system)을 제공하는 단계; 배수로 구획을 위한 형성된 저부 가교간격 또는 상승부에 기초하여, 내부 형틀 구조체 부분과 외부 형틀 구조체 부분 사이에 상대 각도를 설정하는 위치로 외부 형틀 구조체 부분을 피봇시키거나 외부 형틀 구조체 부분을 이동시키는 단계; 그리고 배수로 구획을 형성하도록 콘크리트로 형틀 구조체를 충전하는 단계를 포함한다.
선행 문단의 방법의 일 구현예에서, 각 측벽을 위한 외부 형틀 구조체 부분과 하나의 면 상에 형틀 구조체 층들(lays)은 대응 측벽 형틀 좌대 구조체 위로 활주하도록 배열된 저측부를 포함한다.
두 개의 선행 문단들 중 임의의 문단의 방법의 일 구현예에서, 저부 형틀 구조체는 결과적 측벽의 저면을 위한 의도된 폭을 형성하도록 내부 형틀 구조체와 외부 형틀 구조체 사이에 위치된다.
다른 양태에서, 지면에 설치되도록 콘크리트 배수로 조립체는 이격된 세장형 발부들의 한 세트와, 나란한 정렬로 발부들에 의해 지지되는 복수의 사전타설 콘크리트 배수로 구획들을 포함한다. 콘크리트 배수로 구획들 각각은 아래에 통로를 형성하도록 개방 저부, 상단벽 및 이격된 측벽들을 갖는다. 측벽들 각각은 상단벽으로부터 하향으로 및 외향으로 연장되고, 실질적 평면형 내면과 실질적 평면형 외면을 갖는다. 상단벽은 원호형 내면과 원호형 외면, 제1 및 제2 허리부 구획들을 가지며, 각 허리부 구획은 측벽들 중 하나를 상단벽에 결합하고, 각 허리부 구획은 상단벽의 두께보다 큰 코너부 두께를 형성한다. 각 측벽은 각 측벽의 상단으로부터 각 측벽의 저부로 진행할 때 각 측벽의 두께가 감소하도록 상단부로부터 저부로 테이퍼진다. 상사점에서 상단벽 두께에 대한 허리부 두께의 비율은 약 2.30 이하이다. 각 측벽의 내면은 내허리부 교차 라인에서 그 인접한 허리부 구획의 내면과 교차하고, 각 허리부 구획은 내허리부 교차 라인의 측방향 외부로 이격된 외코너부를 포함한다. 각 내허리부 교차 라인과 대응 외코너부 사이의 수평 거리는 측벽의 저면의 수평 폭의 약 91% 이하이고, 각 측벽의 저부에서의 두께는 상단벽의 상사점에서의 상단벽의 두께의 90% 이하이고, 제1 수직 거리 대 제2 수직 거리의 비율은 적어도 약 55%이고, 제1 수직 거리는 허리부의 외코너부의 높이와 상단벽의 원호형 외면의 상사점의 높이 사이의 수직 거리이고, 제2 수직 거리는 형성된 내허리부 교차 라인의 높이와 상단벽의 원호형 내면의 상사점의 높이 사이의 수직 거리이다.
선행 문단의 콘크리트 배수로 조립체의 일 구현예에서, 각 콘크리트 배수로 구획은 두 개의 반부들로 형성되며, 각 반부는 일 측벽과 상단벽의 일 부분에 의해 형성되며, 두 개의 상단부 부분들은 배수로 구획의 상단벽의 중앙 부분의 결합부를 따라 함께 고정된다.
다른 양태에서, 콘크리트 배수로 구획은 아래에 통로를 형성하도록 개방 저부, 상단벽 및 이격된 측벽들을 포함하고, 각 측벽들은 상단벽으로부터 하향으로 및 외향으로 연장된다. 측벽들 각각은 실질적 평면형 내면과 실질적 평면형 외면을 가지며, 상단벽은 원호형 내면과 원호형 외면 및 실질적으로 균일한 두께를 가진다. 제1 및 제2 허리부 구획들 각각은 측벽 중 하나를 상단벽에 결합하고, 각 허리부 구획은 상단벽의 두께보다 큰 코너부 두께를 형성한다. 각 측벽에 대하여, 내측벽 각도는 측벽의 내면이 놓여지는 제1 평면과 상단벽의 원호형 내면을 따른 제1 지점에서 상단벽의 원호형 내면의 적어도 일부를 형성하는 반경에 수직인 제2 평면의 교차부에 의해 형성된다. 외측벽 각도는 측벽의 외면이 놓여지는 제3 평면과 원호형 외면을 따른 지점에서 상단벽의 원호형 외면의 적어도 일부를 형성하는 반경에 수직인 제4 평면의 교차부에 의해 형성되고, 제3 평면은 제1 평면에 평행하지 않다. 내측벽 각도는 적어도 130도이고, 외측벽 각도는 적어도 135도이며, 외측벽 각도는 내측벽 각도와 다르다. 각 측벽은 각 측벽의 두께가 각 측벽의 상단부로부터 각 측벽의 저부로 진행할 때 감소되도록 상단부로부터 저부로 테이퍼진다.
선행 문단의 배수로 구획의 일 구현예에서, 제1 수직 거리 대 제2 수직 거리의 비율은 적어도 약 55%이고, 제1 수직 거리는 허리부의 외코너부의 높이와 상단벽의 원호형 외면의 상사점의 높이 사이의 수직 거리이고, 제2 수직 거리는 형성된 내허리부 교차 라인의 높이와 상단벽의 원호형 내면의 상사점의 높이 사이의 수직 거리이다.
두 개의 선행 문단들 중 어느 하나의 배수로 구획의 일 구현예에서, 각 허리부 구획은 허리부 반경에 의해 형성된 내면을 포함하고, 제1 지점은 상단벽의 원호형 내면을 형성하는 반경이 허리부 반경과 만나는 위치이다.
세 개의 선행 문단들 중 임의의 문단의 배수로 구획의 일 구현예에서, 콘크리트 배수로 구획은 두 개의 반부들에 의해 형성되고, 각 반부는 하나의 측벽과 상단벽의 일부에 의해 형성되고, 두 개의 상단부 부분들은 배수로 구획의 상단벽의 중앙 부분의 결합부를 따라 함께 고정된다.
네 개의 선행 문단들 중 임의의 문단의 배수로 구획의 일 구현예에서, 각 측벽은 그 수평 저면으로부터 상향 연장하는 외부 수직 평탄부를 갖는다.
다른 양태에서, 지면에 설치하기 위한 콘크리트 배수로 조립체는 이격된 세장형 발부들의 한 세트와, 나란한 정렬로 발부들에 의해 지지된 복수의 사전타설 콘크리트 배수로 구획들을 포함한다. 콘크리트 배수로 구획들 각각은 아래에 통로를 형성하도록 개방 저부, 원호형 상단벽 및 이격된 측벽들을 가지며, 측벽들 각각은 상단벽으로부터 하향으로 및 외향으로 연장된다. 측벽들 각각은 실질적 평면형 내면과 실질적 평면형 외면을 가진다. 제1 및 제2 허리부 구획들 각각은 측벽들 중 하나를 상단벽에 결합하고, 각 허리부 구획은 상단벽의 두께보다 큰 코너부 두께를 형성한다. 각 측벽은 각 측벽의 상단부로부터 각 측벽의 저부로 진행할 때 각 측벽의 두께가 감소하도록 상단부로부터 저부로 테이퍼진다. 각 측벽의 저부 부분은 그 수평 저면으로부터 상방으로 연장하는 외부 수직 평탄부를 가지며, 외부 수직 평탄부는 약 3 인치와 7 인치 높이 사이이다.
선행 문단의 배수로 조립체의 일 구현예에서, 각 콘크리트 배수로 구획은 두 개의 반부들로 형성되며, 각 반부는 하나의 측벽과 상단벽의 일부에 의해 형성되며, 두 개의 상단부 부분들은 배수로 구획의 상단벽의 중앙 부분의 결합부를 따라 함께 고정된다.
두 개의 선행 문단들 중 어느 하나에서 배수로 조립체의 일 구현예에서, 각 배수로 구획은 기부 시스템 위에 안착되고, 각 배수로 구획의 외부 수직 평탄부는 기부 시스템의 측방향 지지 구조체와 접대한다.
세 개의 선행 문단들 중 임의의 문단의 배수로 조립체의 일 구현예에서, 기부 시스템은 사전타설 콘크리트 유닛들 및 현장타설 콘크리트를 포함하며, 측방향 지지 구조체는 현장타설 콘크리트이다.
도 1은 배수로 구획의 일 실시예의 사시도.
도 2는 도 1의 배수로 구획의 측면도.
도 3은 도 1의 배수로 구획의 단부도.
도 4는 도 1의 배수로 구획의 허리부를 도시하는 부분 측면도.
도 4a는 허리부와 상단벽의 영역에서 외면의 대안적 구성을 도시하는 부분 측면도.
도 5는 다양한 상승부들에 대응하는 구성들을 도시하는 측면도.
도 6은 도 1의 배수로 구획을 생성하기 위해 사용되는 형틀 시스템의 부분 개략도.
도 7은 도 1의 배수로 구획의 허리부를 도시하는 부분 측면도.
도 8은 배수로 구획의 다른 실시예의 사시도.
도 9는 도 8의 배수로 구획의 측면도.
도 10은 발부 위의 도 8의 배수로 구획의 부분 측면도.
도 11 내지 도 14는 머리벽 조립체를 포함하는 각 단부 유닛을 갖는, 이격된 발부들 상에 나란히 배열된 도 1에 따른 복수의 배수로 구획들의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 15는 측벽들과 상단벽의 내면 및 외면들을 따라서, 대체로 그에 근접하게 연장하면서, 콘크리트 배수로 구획 내의 대표적 보강재를 도시하는 측면도.
도 16 내지 도 18은 유닛들을 구성하기 위한 형틀 시스템의 대안적 실시예를 도시하는 도면.
도 19 내지 도 21은 기부 시스템의 일 실시예 위의 배수로 조립체를 도시하는 도면.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 유리한 사전타설 콘크리트 배수로 유닛/구획(10)의 사시도, 측면도 및 단부도가 도시되어 있다. 배수로 유닛(10)은 그 아래에 통로(18)를 형성하도록 개방 저부(12), 상단벽(14) 및 이격된 측벽들(16)을 포함한다. 측벽들 각각은 실질적 평면형 내면(20) 및 실질적 평면형 외면(22)을 갖는다. 상단벽은 원호형 내면(24)과 원호형 외면(26) 및 실질적으로 균일한 두께(TTW)를 갖는다. 다양한 구현예들에서, 원호형 내면과 원호형 외면은 각각 (i) 각각의 단일 반경, (ii) 각각의 세트의 결합 반경(예를 들어, 표면은 그 전체 길이를 따라 굴곡됨)에 의해 형성 또는 구성되거나 또는 (iii) 일부 경우들에, 각 원호형 표면의 단부 부분 또는 각 원호형 표면의 가장 중앙의 영역 중 어느 한쪽에 평면형 구획들이 포함될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 용어 "원호형"은 이런 표면들을 지칭할 때 모든 이런 변형들을 포함한다. 허리부 구획들(28)은 각 측벽(16)을 상단벽(14)에 결합한다.
각 허리부 구획은 상단벽의 두께(TTW)보다 큰 코너부 두께(THS)를 갖는다. 이에 관하여, 코너부 두께(THS)는 허리부 구획의 외코너부(32)를 통과하는 라인을 따라 허리부 구획의 굴곡된 내면(30)에 수직으로 측정된다. 동일한 유닛의 측벽 및 상단벽 두께에 비해 일 유닛의 더 큰 코너부 두께가 유닛의 구조적 성능에 중요하지만, 본 배수로 유닛은 본 배수로 유닛의 코너부 두께가 종래 기술 배수로 유닛들에 비해 감소될 수 있도록 본 배수로 유닛의 상단벽으로부터 측벽들로 부하를 더욱 효과적으로 분산하도록 구성된다.
이에 관하여 그리고 도 4의 부분도에 관하여, 측벽(16)과 상단벽(14) 사이의 내측벽 각도(θISWA)는 측벽의 내면이 놓여지는 평면(34)과, 상단벽 내면(24)이 허리부 내면(30)이 만나는(유닛의 내면이 반경(RTW)으로부터 내면 허리부를 형성하는 반경(RH)으로 전이하는) 지점에서 상단벽의 내면(24)에 접하는(tangent) 라인 또는 평면(36) 사이의 교차부에 의해 형성된다. 따라서, 평면(36)은 반경(RTW)이 중단되고 반경(RH)이 시작되는 지점(38)에서 상단벽의 원호형 내면을 형성하는 반경(RTW)에 수직이다. 일부 구현예들에서, RTW는 허리부로부터 허리부로의 내면(24)의 전체 가교거리를 형성한다. 다른 구현예들에서, 상단벽 내면(24)의 중앙 부분은 하나의 반경에 의해 형성될 수 있고, 내면(24)의 측부 부분들은 더 작은 반경(RTW)에 의해 형성될 수 있다. 예시된 유닛(10)은 내측벽 각도(θISWA)가 적어도 130도, 그리고, 더욱 바람직하게는 적어도 133도이도록 구성된다. 상단벽과 측벽 사이의 이 상대 각도는 종래 기술 유닛들에 비해 허리부 구획에서의 굽힘 모멘트를 감소시킴으로써 허리부 구획들(28)의 두께가 감소될 수 있게 하고, 허리부 구획들에 사용되는 강철의 양이 감소될 수 있게 함으로써 필요한 재료의 감소를 초래하며 유닛당 재료 비용 및 유닛 중량의 대응적 감소를 동반한다. 또한, 전체 유닛의 무게 중심은 허리부 구획들의 콘크리트를 감소시킴으로써 하방으로 이동되고, 그에 의해, 무게 중심을 전체 높이 또는 유닛의 상승량에 따라 중간 지점에 더욱 근접하게 배치시킨다. 유닛들은 일반적으로 직립 상태가 아닌 눕혀진 상태로 배송되며, 유닛들을 배송하기 위해 사용되는 차량 베드의 중심선과 정렬된 상태로 무게 중심을 배치하는 것이 바람직하기 때문에, 이러한 무게 중심의 하강은 종래 기술 유닛들만큼 많이 돌출할 필요 없이 차량 베드 상에 더 큰 전체 높이를 갖는 유닛들의 적절한 배치를 용이하게 할 수 있다.
이러한 콘크리트 사용량의 감소는 유닛의 측벽들(16)의 적절한 구성에 의해 추가로 개선될 수 있다. 구체적으로, 상단벽(14)과 측벽(16) 사이의 외측벽 각도(θESWA)는 측벽의 외면(22)이 놓여지는 평면(42)과 외면(26)이 평면(42)과 교차하는 지점 또는 라인(46)의 상단벽 외면(26)에 접하는 라인 또는 평면(44)의 교차부에 의해 형성된다. 외측벽 각도를 평가하는 목적으로, 상단벽의 외면은 유닛의 상단부에서 전체 가교거리(코너부(32)로부터 코너부(32)까지)를 따라 연장하는 것으로 고려된다는 것을 인지하여야 한다. 코너부들(32) 부근의 상단벽의 외면(26)을 형성하는 반경은 통상적으로 RTW + TTW일 수 있지만, 일부 경우들에서, 코너부 또는 단부 영역의 외면(26)의 반경은 변할 수 있다. 다른 경우들에서, 특히, 도 4a에 도시된 바와 같은 더 큰 가교거리들에 대하여, 외면(26)의 코너부 또는 다른 영역들은 평면형 단부 부분들(27)을 포함할 수 있으며, 이 경우, 평면(44')은 사실, 반경(예를 들어, RTW + TTW)이 표면(26)의 평면형 단부 부분(27)과 만나는 지점 또는 라인(29)에서 외면(26)을 형성하는 반경(예를 들어, RTW + TTW)에 수직이다.
도시된 바와 같이, 외측벽 평면(42)은 내측벽 평면(34)에 평행하지 않고, 그래서, 각 측벽(16)은 상단부로부터 저부로 테이퍼지며, 측벽의 높이를 따른 두께는 각 측벽의 상단부로부터 각 측벽의 저부를 향해 하방으로 진행할 때 감소한다. 이에 관하여, 그 높이를 따른 임의의 지점에서 측벽(TSW)의 두께는 내측벽 평면(34)에 수직으로 연장하는 라인(예를 들어 도 4의 라인(48) 같은)을 따라 취해진다. 테이퍼진 두께를 갖는 측벽들을 사용함으로써, 측벽의 저부 부분(예를 들어, 부하들이 더 작은)의 두께가 감소될 수 있다. 바람직하게는, 각 측벽의 저부에서의 두께는 상단벽의 두께의 약 90% 이하일 수 있고, 모든 벽들이 균일하고 공통적인 두께로 이루어지는 유닛들에 비해 추가적 콘크리트 절약들을 초래한다. 일반적으로, 콘크리트 감소를 위한 양호한 구성에서, 외측벽 각도는 내측벽과는 다르고, 과거에 사용되는 각도들보다 현저히 더 크며, 그래서, 외측벽 각도(θESWA)는 적어도 135도이고, 많은 경우들에서는 적어도 138도이다. 외면이 놓여지는 평면(42)과 내면이 놓여지는 평면(34) 사이의 교차부(θPI)의 각도는 약 1과 20도 사이일 수 있으며(예를 들어 1 과 4도 사이), 이는 추가로 후술될 바와 같이 변할 수 있다. 특정 구현예들에서, 각도(θPI)는 바람직하게는 적어도 약 2 내지 4도이다.
전체적으로, 배수로 구획(10)의 구성은 이전에 알려진 배수로들에 비해 우수한 수력 및 구조적 효율들 양자 모두를 가능하게 한다. 수력 효율은 더욱 일반적인 저 유동 폭풍우의 경우를 더 양호하게 처리할 수 있는 더 큰 저부 가교거리에 의해 달성된다. 구조적 효율은 허리부의 두께가 감소될 수 있게 하는 상단벽에 대한 더 큰 측벽의 각도에 의해 달성되며, 더욱 효율적인 더 큰 가교거리의 유닛들(예를 들어, 48 피트 이상의 가교거리들)을 가능하게 한다. 감소된 코너부 두께 및 테이퍼진 다리부들은 콘크리트를 위한 전체 재료 비용을 감소시키며, 중량적 장점에 기인하여 현장 설치 동안 더 작은 크레인 크기들(또는 동일한 크레인 크기에 대한 더 긴 단편들)의 사용을 가능하게 한다.
상술한 테이퍼진 측벽 특징은 사전타설 콘크리트 유닛에 의해 달성되는 상승에 따른 테이퍼 정도의 실제적 변화에 의해 가장 효율적으로 사용될 수 있다. 구체적으로, 그리고, 도 5의 측면도를 참조하면, 주어진 유닛의 상승부는 측벽들(16)의 저부 에지들(50)로부터 상단벽(14)의 원호형 내면(24)의 상사점(52)까지의 수직 거리에 의해 형성된다. 세 개의 다른 상승부들이 도 5에 예시되어 있으며, 상승부(R1)는 도 1 내지 도 3에 도시된 유닛을 위한 상승부이고, 상승부(R2)는 더 작은 상승부이고, 상승부(R3)는 더 큰 상승부이다. 도시된 바와 같이, 측벽 테이퍼는 세 개의 서로 다른 상승부들 사이에서 변하며, 허리부 코너부들(32) 사이의 수평 거리로서 규정된 일정한 상단 가교거리(STW)를 사용한다. 특히, 일 실시예에서, 측벽 테이퍼는 점선 형태로 도시된 외측벽 표면(22')에 의해 예시된 바와 같은 더 작은 상승부(R2)의 경우에 더욱 심하고, 측벽 테이퍼는 점선 형태로 도시된 외측벽 표면(22")에 의해 예시된 바와 같이 더 큰 상승부(R3)의 경우에 덜 심하다. 이러한 테이퍼의 변화는 생성되는 유닛의 상승부 또는 저부 가교거리에 따라 외측벽 각도(θESWA)(도 4)를 변화시킴으로써 달성된다. 각 저부 가교거리(SBR1, SBR2, SBR3)는 측벽 내면들(20)의 저부 에지들 사이의 수평 거리로서 정의된다. 저부 가교거리는 바람직하게는 더 낮은 유동의 폭풍우의 경우에(예를 들어, 계곡 또는 유동 교차부들의 경우에) 더욱 효율적인 수로 영역을 제공하기 위해 상사점에서 상단부의 원호형 내면의 곡률 반경(RTW)보다 크다. 도 5에 도시된 바와 같이, 측벽들의 내면(20)은 서로 다른 상승부들에 따라 길이가 변하지만, 내측벽 각도는 변하지 않는다.
각 측벽에 대하여, 내측벽 각도를 형성하기 위한 내부 형틀 구조체 부분이 고정되고 외측벽 각도를 형성하는 외부 형틀 구조체 부분이 피봇에 의해 변화될 수 있는 형틀 시스템이 사용된다. 각 외부 형틀 구조체 부분을 위한 피봇 지점은 허리부 구획의 외코너부(32)이다. 특정 형틀을 사용하여 제조될 배수로 구획을 위한 원하는 저부 가교거리 또는 상승부에 기초하여, 외부 형틀 구조체 부분은 적절한 외측벽 각도를 설정하고 외부 형틀 구조체 부분이 제 위치에 로킹되는 위치로 피봇된다. 형틀 구조체는 그후 배수로 구획을 생성하도록 콘크리트로 충전된다. 도 6에 개략적으로 도시된 바와 같이, 피봇팅 동작에 관하여, 형틀(60)은 콘크리트 충전 및 타설의 목적을 위해 그 측부 상에 배치된다. 형틀 좌대(62)는 각 측벽을 위해 제공되며, 내부 형틀 구조체 부분(64)은 통상적으로 교각 유닛들의 사전타설시와 같이 형틀 좌대(62)의 에지를 따라 배치된다. 그러나, 힌지 축(68)을 중심으로 피봇하는 외부 형틀 구조체 부분(66)은 부분(66)이 피봇 동안 형틀 좌대(62)의 상단 표면을 가로질러 이동할 수 있도록 (부분(64)의 저부 에지에 대해) 상승된 그 저부 에지를 갖는다. 외측벽 각도는 각 경우에 일정한 수평 폭(WSB)(도 2)을 형성함으로써 달성될 수 있다. 형틀 시스템은 형틀 부분(64)의 높이를 따라 이동할 수 있는 저부 형틀 패널 부재(63)를 포함하고, 형틀 구조체(64)에 제공된 볼트 구멍들(69)을 사용하여 제 위치에 볼트결합될 수 있다. 유사한 볼트 구멍들이 패널(63)의 에지(67)에 제공되며, 에지(67)는 설치시 패널의 표면(65)이 수평이도록 형틀 부분(64)의 표면과 일치하도록 각진다. 임의의 사용되지 않은 볼트 구멍들은 플러그 부재들로 채워진다. 저부 패널(63)이 원하는 상승부를 형성하도록 적절한 위치에 배치되고 나면, 구조체의 부분(66)은 패널(63)의 자유 에지와 접촉하도록 피봇되고 제 위치에 로킹될 수 있다.
이제 도 7을 참조하면, 예시된 실시예에서, 각 허리부 구획(28)은 곡률 반경(RH)을 갖는 내면(30)에 의해 형성되고, 각 측벽의 내면(20)은 평면형 표면(20)으로부터 모따기된 표면(30)으로의 전이 지점인 내허리부 교차 라인 또는 지점(70)에서 그 인접한 허리부 구획(28)의 내면과 교차한다. 상단벽의 원호형 내면의 상사점의 높이와 형성된 내허리부 교차 라인(70)의 높이 사이의 수직 거리(DIT)는 허리부 코너부 두께를 더욱 효과적으로 감소시키기 위해 상사점에서 상단벽의 원호형 내면(24)의 곡률 반경(RTW)의 반경의 약 18퍼센트(18%) 이하이어야 한다. 또한, 수직 거리들 사이의 비율(DOT/DIT)은 바람직하게는 약 55% 이하, 더욱 바람직하게는 약 58% 이하이어야 하며, DOT는 상단벽의 원호형 외면의 상사점의 높이와 허리부의 외코너부(32)의 높이 사이의 수직 거리이다. 또한, 허리부 구획(28)의 외코너부(32)는 비교적 작은 거리, 특히, 측벽 저면의 수평 폭(WSB) 미만인 수평 거리 만큼 내허리부 교차 라인(70)의 측방향 외측으로 이격된다. 예로서, 특정 구현예들에서, 각 내허리부 교차 라인(70)과 대응하는 외코너부(32) 사이의 수평 거리(DIO)는 바람직하게는 측벽 저면의 수평 폭(WSB)의 약 95% 이하, 더욱 바람직하게는 약 91% 이하이다.
도 8 내지 도 10에 도시된 실시예를 이제 참조하면, 일부 경우들에서, 각 측벽(16)의 저부 부분에 수직 평판 세그먼트(80)를 제공하는 것이 바람직하다. 수직 평판부(80)는 배수로 구획들을 보유하도록 콘크리트 발부(85)의 키이 홈/채널(84)과 조합하여 차단 구조체(예를 들어, 대응하는 수직 표면들을 갖는 목재 블록(82)의 사용을 용이하게 함으로써, 저부 단부들이 제 위치에 그라우팅/시멘팅(grouted/cemented)될 때까지 배수로 구획의 중량 하에 측벽들의 저부 단부들이 외향 이동하는 것을 방지한다.
도 11 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 복수의 콘크리트 배수로 구획들의 각 단부 유닛은 유닛의 측벽들 및 상단벽 상에 위치된 대응하는 머리벽 조립체(90)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 일 구현예에서, 각 머리벽 조립체(90)는 상단 머리벽 부분(92)과 측부 머리벽 부분들(94)을 포함하며, 측부 머리벽 부분들은 서로 단일체로 형성되고, 각 측벽 상의 적어도 하나의 부벽 구조체(98)와 상단벽 상의 적어도 하나의 부벽 구조체(96)에 의해 측벽들 및 상단벽에 연결된다. 부벽 구조체들은 미국 특허 제7,556,451호(사본 첨부)에 도시되고 설명된 것들과 일치할 수 있다. 다른 구현예에서, 점선들(100)로 제시된 바와 같이, 머리벽 부분들(94, 96)은 세 개의 별개의 단편들로서 형성될 수 있다. 대안적으로, 점선(102)으로 제시된 바와 같이, 머리벽 조립체는 두 개의 경면대칭 반부들로 형성될 수 있다. 또한, 윙벽들(104)은 측부 머리벽 부분들과 접촉하여 제공되고 도시된 바와 같이 그로부터 외향 연장할 수 있다.
도 11 내지 도 14가 본 출원의 본 발명의 배수로 구획들과 연계하여 사용하기 위한 완전한 표준 발부 시스템을 도시하고 있지만, 대안적 시스템들이 사용될 수 있다. 예로서, 배수로 구획들은 2011년 7월 11일자로 출원된 미국 가출원 제61/505,564호(사본 첨부)에 설명되고 도시된 기부 구조체들과 연계하여 사용될 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 콘크리트 배수로 구획은 통상적으로 대체로 측벽들(16)과 상단벽(14)의 내면 및 외면들을 따라, 그리고, 그에 인접하게 연장하는 매설된 보강재(110, 112)를 포함한다.
상술한 도 5 및 도 6에 반영된 바와 같이, 일 구현예에서, 변하는 상승부들의 콘크리트 배수로들은 동일한 위치에서 상단벽의 외측 코너부들을 유지하지만, 더큰 상승부들을 위해 외향으로 또는 더 작은 상승부들을 위해 내향으로 각 측벽의 외면을 피봇시킴으로써 달성될 수 있다. 도 16 내지 도 18에 준한 대안적 실시예에서, 다양한 상승부들은 더 큰 상승부들을 위해 외향, 그리고, 더 작은 상승부들을 위해 내향으로 상단벽의 외측 코너부들을 변위시킴으로써 달성될 수 있다. 특히, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 실선 형태로 도시된 상승부에 대해, 외측 코너부는 위치(32)에 위치되고, 측부의 외면(22)은 내면(20)을 향해 미소하게 하향 연장하여 특정 정도의 측벽 테이퍼를 생성한다. 더 낮은 상승부가 바람직할 때, 외측 코너부는 위치(32a)로 내향 변위되고, 더 높은 상승부가 바람직할 때, 외측 코너부는 위치(32b)로 외향 변위된다. 따라서, 측벽의 상부 부분의 폭은 더 작은 상승부들을 위해 더 낮고 더 높은 상승부들을 위해 더 크다. 각 측벽의 수평 저부 부분(50)은 다양한 상승부들 사이에서와 동일할 수 있으며, 마찬가지로, 각 측벽의 수직 부분 또는 평판부(80)는 다양한 상승부들 사이에서와 동일한 높이 치수를 가질 수 있다.
도 18은 형틀 시스템이 상부 벽 외면 형틀 유닛(150), 상단벽 내면 형틀 유닛(152), 허리부 내면 형틀 유닛(154), 측벽 내면 형틀 유닛(156), 측벽 외면 형틀 유닛(158) 및 측벽 저면 유닛(160)을 포함한다. 이 형틀 시스템을 사용하여 다양한 상승부들을 달성하기 위해, 형틀 유닛(158)은 필요한 위치로 형틀 유닛(150)의 표면을 따라 이동되어(화살표 162를 따라) 그에 볼트결합되며, 형틀 유닛(160)은 적절한 위치로 형틀 유닛들(156, 158) 사이의 공간을 따라 적절한 위치로 이동되고(화살표 164를 따라) 그에 볼트결합된다. 이 이동 동안, 형틀 유닛(158)은 형틀 유닛들이 그 위에 위치되는 형틀 좌대 또는 베이스 구조체들(166a, 166b)의 상단부를 가로질러 활주된다. 형틀 유닛(158)의 내측면(170)은 형틀 유닛(158)이 위치되는 위치에 무관하게 형틀 유닛(156)의 대향된 측면(172)에 관하여 그 상대적 각도 배향을 유지하며, 따라서, 다양한 상승부들 사이에서 유사한 다리부 테이퍼 정도를 유지한다. 형틀 유닛들(158, 160)은 원하는 위치설정을 보증하기 위해 주어진 상승부를 위해 필요한 위치들로 이동될 때 형틀 베이스 구조체(들)(166a 및/또는 166b)에 추가로 볼트결합될 수 있다. 베이스 구조체들(166a, 166b) 및/또는 형틀 유닛들(150, 158, 160)의 정렬가능한 개구들의 시스템이 이런 목적을 위해 제공될 수 있다.
이제, 도 19 내지 도 21을 참조하면, 일 실시예에서, 배수로 구획들은 도시된 바와 같은 사다리 구성을 갖는 사전타설 기부 유닛들(200)을 갖는 기부 시스템의 위에 지지된다. 유닛들은 벽들(202, 204)을 연결하기 위해 채널을 횡방향으로 가로질러 연장하는 크로스 부재 지지부들(206)과 벽들 사이에서 채널(205)을 형성하는 이격 배치되고 세장형인 직립 벽들(202, 204)을 가진다. 기부 유닛들(200)은 어떠한 저부 벽도 없으며, 그래서, 개방 영역들 또는 셀들(208)은 크로스 부재들(206) 사이의 위치들에서 상단부로부터 유닛들의 저부로 수직으로 연장한다. 각 크로스 부재 지지부(206)는 교각/배수로 구획들(214)의 일 측부의 저부 부분을 수용하기 위해 오목부(210)를 갖는 상면을 포함한다. 교각 유닛들(214)의 측벽 부분들은 그 각각의 저부 부분들로부터 상방으로 조합된 사전타설 및 현장타설 콘크리트 기부 구조체로부터 멀어지는 방향으로, 그리고, 교각 유닛의 대향 측부에서 다른 조합 사전타설 및 현장타설 콘크리트 기부 구조체를 향해 내향으로 연장한다. 오목부들(210)은 채널(205) 내부로부터 내부 직립 벽 부재(204), 즉, 교각 시스템의 중심축(212)에 가장 근접하게 위치된 직립 벽 부재를 향해 연장한다. 따라서, 도 35에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 직립 벽 부재(202)는 직립 벽 부재(204)보다 큰 높이를 갖는다.
크로스 부재들(208)의 간격은 바람직하게는 교각/배수로 구획들(214)의 깊이와 일치하며, 그래서, 나란한 교각 유닛들의 인접한 단부 면들은 오목부들(210)의 부근에서 서로 접촉한다. 또한, 각 크로스 부재 지지부(206)는 중량 감소의 목적을 위해 하나 이상의 더 큰 관통 개구들(216)을 포함하며, 하나의 개구 영역 또는 셀(208)로부터 다음 것으로 콘크리트가 유동할 수 있게 한다. 또한, 각 크로스 부재 지지부는 다수의 축방향 연장 보강 개구들(218)을 포함한다. 수평 이격 개구들(218)의 상부 열(220) 및 하부 열(222)이 도시되어 있지만, 변동들이 가능하다. 축방향 연장 보강부는 설치 부위로의 기부 유닛들(200)의 전달 이전에 이런 개구들을 통해 연장될 수 있지만, 또한, 필요시 현장에서 설치될 수 있다. 이들 개구들(218)은 또한 더 긴 기부 구조체들을 위해 기부 유닛들(200)을 단부끼리 결속하기 위해 사용된다. 이에 관하여, 인접한 기부 유닛과 접촉하는 것을 의미하는 기부 유닛들(200)의 단부들은 직립 벽 부재들(202, 204) 사이에서 실질적으로 개방될 수 있으며, 그래서, 접촉하는 단부들은 현장타설 콘크리트가 부어지는 연속적 셀(224)을 생성한다. 그러나, 접촉하는 유닛들의 스트링의 단부 기부 유닛들(200)의 먼 단부들은 통상적으로 도시된 바와 같이 단부에 위치된 크로스 부재(206)를 포함할 수 있다.
벽들(202, 204)은 기부 유닛(200)의 하부 부분 내의 개방 셀 영역들(208) 내로 측방향으로 연장하는 부분(230)과 수직으로 연장하는 부분(228)을 포함하는 보강재(226)를 포함한다. 설치 부위에서, 또는 일부 경우들에서는 이러한 부위로의 전달 이전에, 두개의 측벽들의 대향하는 부분들(230)은 그후 측방향 보강 구획(232)에 의해 함께 결속될 수 있다.
사전타설 기부 유닛들(200)은 작업 부위로 전달되고, 유닛들을 수용하도록 준비되어 있는 지면(예를 들어, 다져진 땅 또는 돌) 상에 설치된다. 교각/배수로 구획들(214)은 사전타설 기부 유닛들이 설치된 이후에 배치된다. 셀들(208)은 교각 유닛들(214)의 배치 동안 개방되고 충전되지 않은 상태로 유지된다(작업 부위로의 유닛들(200)의 전달 이전 또는 전달 이후에 배치될 수 있는 임의의 보강재를 배제). 쐐기(shim)들은 교각/배수로 구획들(214)의 적절한 정렬 및 평준화를 위해 사용될 수 있다. 교각 유닛들(214)이 배치되고 나서, 셀들(208)은 그후 현장 콘크리트 주입물로 채워질 수 있다. 주입은 통상적으로 기부 유닛들(200)의 상면 레벨까지 이루어질 수 있다. 이에 관하여, 그리고, 도 35를 참조하면, 기부 유닛(200)의 각각의 측부들의 높이의 편차에 기인하여, 교각 유닛의 저부 부분(240)은 저부 부분(240)의 외측부에서 현장타설 콘크리트(242) 내에 포획되고 매설된다. 현장 주입 이후, 교각 유닛의 저부 부분(240)의 외측부에서 현장타설 콘크리트는 그 외측부에서 저부 부분을 매설하도록 저부 부분(240)의 저면보다 높으며, 교각 유닛의 저부 부분의 내측부에서 현장 타설 콘크리트는 저부 부분(240)의 저면과 실질적으로 표면일치된다. 이 방식으로, 교각 유닛들 아래의 유동 영역은 교각 유닛들의 저부 부분들(240)의 매설에 의해 부정적 영향을 받지 않는다.
상술한 설명은 예시를 위한 것이며, 단지 예이고, 제한으로서 해석되는 것을 의도하지 않으며, 변경들 및 변형들이 가능하다는 것을 명백히 알 수 있다. 예로서, 굴곡된 내면들 및 외코너부들을 갖는 허리부 구획들이 도시되어 있지만, 평탄한 내면들 및/또는 외코너부에서 모따기 또는 평탄부 같은 변형들이 가능하다. 또한, 측벽들이 테이퍼지지 않은 구현예들이 가능하다. 또한, 또한 트윈 리프 구현예들(twin leaf embodiments)이 고려되며, 여기서, 각 콘크리트 배수로 구획은 배수로 구획의 상단벽의 중앙 부분에서 결합부(예를 들어, 도 16의 점선(180)에 따름)를 갖는 두 개의 반부들에 의해 형성된다. 미국 특허 제6,243,994호에 개시된 것 같은 다양한 결합부 유형들이 사용될 수 있다. 기부 시스템의 일 구현예가 도시되어 있지만, 배수로 조립체는 받침대 구조체들을 갖는 기부 시스템들을 포함하는 임의의 적절한 기초부 위에 배치될 수 있다. 따라서, 다른 구현예들이 고려되며, 본 출원의 범주로부터 벗어나지 않고 변형들 및 변경들이 이루어질 수 있다.

Claims (28)

  1. 이격된 세장형 발부들의 한 세트와, 나란한 정렬로 상기 발부들에 의해 지지된 복수의 사전타설 배수로 구획들을 포함하는, 지면에 설치하기 위한 콘크리트 배수로 조립체에 있어서, 상기 각 콘크리트 배수로 구획들은:
    아래에 통로를 형성하도록 개방 저부, 상단벽 및 이격된 측벽들을 가지고, 상기 측벽들 각각은 상기 상단벽으로부터 하향으로 및 외향으로 연장되고, 상기 측벽들 각각은 실질적 평면형 내면과 실질적 평면형 외면을 가지고, 상기 상단벽은 원호형 내면과 원호형 외면 및 실질적으로 균일한 두께를 가지고, 제1 및 제2 허리부 구획들을 구비하며, 각 허리부 구획은 상기 측벽들 중 하나를 상기 상단벽에 결합하고, 각 허리부 구획은 상기 상단벽의 두께보다 큰 코너부 두께를 형성하고, 각 측벽에 대하여, 내측벽 각도는 상기 측벽의 내면이 놓여지는 제1 평면과 상기 상단벽의 원호형 내면을 따른 제1 지점에서 상기 상단벽의 원호형 내면의 적어도 일부를 형성하는 반경에 수직인 제2 평면의 교차부에 의해 형성되고, 외측벽 각도는 상기 측벽의 외면이 놓여지는 제3 평면과 상기 원호형 외면을 따른 제2 지점에서 상기 상단벽의 원호형 외면의 적어도 일부를 형성하는 반경에 수직인 제4 평면의 교차부에 의해 형성되고, 상기 제3 평면은 상기 제1 평면에 평행하지 않고, 상기 내측벽 각도는 적어도 130도이고, 상기 외측벽 각도는 적어도 135도이고, 상기 외측벽 각도는 상기 내측벽 각도와 다르고, 각 측벽은 각 측벽의 상단부로부터 각 측벽의 저부로 진행할 때 각 측벽의 두께가 감소하도록 상단부로부터 저부로 테이퍼지는 콘크리트 배수로 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 각 콘크리트 배수로 구획의 각 측벽에 대하여, 상기 제1 평면과 상기 제3 평면 사이의 교차부의 각도는 적어도 1도인 콘크리트 배수로 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서, 각 배수로 구획에 대하여, 상단벽 두께에 대한 허리부 두께의 비율은 약 2.30 이하인 콘크리트 배수로 조립체.
  4. 제 2 항에 있어서, 각 콘크리트 배수로 구획에 대하여, 각 측벽의 내면은 내허리부 교차 라인에서 그 인접한 허리부 구획의 내면과 교차하고, 상기 형성된 내허리부 교차 라인과 상기 상단벽의 원호형 내면의 상사점 사이의 수직 거리는 상사점에서 상기 상단벽의 원호형 내면의 곡률 반경의 18퍼센트(18%) 이하 사이인 콘크리트 배수로 조립체.
  5. 제 2 항에 있어서, 각 콘크리트 배수로 구획에 대하여, 각 측벽의 내면은 내허리부 교차 라인에서 그 인접한 허리부 구획의 내면과 교차하고, 상기 허리부 구획은 상기 내허리부 교차 라인의 측방향 외부로 이격된 외코너부를 포함하고, 각 내허리부 교차 라인과 상기 대응 외코너부 사이의 수평 거리는 상기 측벽의 저면의 수평 폭의 약 91% 이하인 콘크리트 배수로 조립체.
  6. 제 2 항에 있어서, 각 콘크리트 배수로 조립체에 대해, 하나의 측벽의 저부의 내면과 상기 다른 측벽의 저부의 내면 사이의 거리는 상기 유닛의 저부 가교거리(span)를 형성하고, 상기 저부 가교거리는 상사점에서 상기 상단벽의 원호형 내면의 곡률 반경보다 큰 콘크리트 배수로 조립체.
  7. 제 2 항에 있어서, 각 콘크리트 배수로 구획에 대해, 각 측벽의 저부에서의 두께는 상기 상단벽의 상사점에서 상기 상단벽의 두께의 90% 이하인 콘크리트 배수로 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서, 각 콘크리트 배수로 구획에 대하여, 각 배수로 구획의 각 측벽의 저부 부분은 상기 외면 상의 수직 평판 세그먼트를 포함하는 콘크리트 배수로 조립체.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 상단벽과 상기 측벽들 상에 위치된 대응 머리벽 조립체(headwall assembly)를 포함하는 상기 복수의 콘크리트 배수로 구획들의 각 단부 유닛을 더 포함하는 콘크리트 배수로 조립체.
  10. 제 9 항에 있어서, 각 머리벽 조립체는 상단 머리벽 부분과 측부 머리벽 부분들을 포함하고, 상기 측부 머리벽 부분들은 서로 단일체로 형성되고 각 측벽 상의 적어도 하나의 부벽 구조체와 상기 상단벽 상의 적어도 하나의 부벽 구조체에 의해 상기 상단벽 및 측벽들에 연결되는 콘크리트 배수로 조립체.
  11. 제 9 항에 있어서, 각 머리벽 조립체는 상단 머리벽 부분과 적어도 두 개의 별개의 단편들로 형성된 측부 머리벽 부분들을 포함하고, 상기 머리벽 조립체는 각 측벽 상의 적어도 하나의 부벽 구조체와 상기 상단벽 상의 적어도 하나의 부벽 구조체에 의해 상기 상단벽 및 측벽들에 연결되는 콘크리트 배수로 조립체.
  12. 제 1 항에 있어서, 각 허리부 구획은 허리부 반경에 의해 형성된 내면을 포함하고, 각 측벽에 대하여, 상기 제1 지점은 상기 상단벽의 원호형 내면을 형성하는 상기 반경이 상기 측벽과 연계된 상기 허리부 반경과 만나는 위치인 콘크리트 배수로 조립체.
  13. 제 1 항에 있어서, 각 콘크리트 배수로 구획은 두 개의 반부들로 형성되며, 각 반부는 하나의 측벽과 상기 상단벽의 일부에 의해 형성되고, 상기 두 개의 상단부 부분들은 상기 배수로 구획의 상단벽의 중앙 부분에서 결합부를 따라 함께 고정되는 콘크리트 배수로 조립체.
  14. 제 1 항에 있어서, 각 측벽에 대하여, 상기 제1 지점은 상기 원호형 내면이 상기 측벽에 인접한 상기 허리부 구획의 내면과 만나는 위치이고, 상기 제2 지점은 상기 원호형 외면이 상기 제3 평면과 교차하는 위치이거나 상기 원호형 외면이 상기 허리부 구획의 상단벽의 평면형 단부 외면 부분과 만나는 위치 중 어느 하나인 콘크리트 배수로 조립체.
  15. 아래에 통로를 형성하도록 개방 저부, 상단벽 및 이격된 측벽들을 가지는 콘크리트 배수로 구획의 제조 방법으로서, 상기 측벽들 각각은 실질적 평면형 내면과 실질적 평면형 외면을 가지고, 상기 상단벽은 원호형 내면과 원호형 외면과 실질적으로 균일한 두께를 가지며, 각 측벽은 각 측벽의 상단부로부터 각 측벽의 저부로 진행할 때 감소하는 변하는 두께를 가지며, 제1 및 제2 허리부 구획들을 구비하고, 각 허리부 구획은 상기 측벽들 중 하나를 상기 상단벽에 결합하고, 각 허리부 구획은 상기 상단벽의 두께보다 큰 코너부 두께를 형성하는, 상기 콘크리트 배수로 구획의 제조 방법에 있어서,
    각 측벽에 대하여, 내부 형틀 구조체 부분이 상기 측벽의 내면의 위치를 형성하고 외부 형틀 구조체 부분이 상기 측벽의 외면의 위치 및 배향을 형성하는 형틀 시스템을 제공하는 단계로서, 상기 외부 형틀 구조체 부분은 상단벽 형틀 구조체 부분의 표면을 따라 피봇 또는 이동하도록 배열되는, 상기 형틀 시스템을 제공하는 단계;
    상기 배수로 구획을 위해 형성된 저부 가교거리 또는 상승부에 기초하여, 상기 외부 형틀 구조체 부분과 내부 형틀 구조체 부분 사이의 상대 각도를 설정하는 위치로 상기 외부 형틀 구조체 부분을 이동시키거나 상기 외부 형틀 구조체 부분을 피봇시키는 단계; 그리고
    상기 배수로 구획을 생성하기 위해 콘크리트로 상기 형틀 구조체를 충전하는 단계를 포함하는 콘크리트 배수로 구획의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 각 측벽을 위한 상기 외부 형틀 구조체 부분 및 하나의 면 상의 형틀 구조체 층들은 대응하는 측벽 형틀 좌대 구조체 위에서 활주하도록 배열되는 저측부를 포함하는 콘크리트 배수로 구획의 제조 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 결과적 측벽의 저면을 위해 상기 의도된 폭을 형성하도록 상기 외부 형틀 구조체와 상기 내부 형틀 구조체 사이에 저부 형틀 구조체가 위치되는 콘크리트 배수로 구획의 제조 방법.
  18. 이격된 세장형 발부들의 한 세트와 나란한 배열로 상기 발부들에 의해 지지되는 복수의 사전타설 콘크리트 배수로 구획들을 포함하는 지면에 설치하기 위한 콘크리트 배수로 조립체에 있어서, 상기 각 콘크리트 배수로 구획들은:
    아래에 통로를 형성하도록 개방 저부, 상단벽 및 이격된 측벽들을 가지며, 상기 측벽들 각각은 상기 상단벽으로부터 하향으로 및 외향으로 연장되고, 상기 측벽들 각각은 실질적 평면형 내면과 실질적 평면형 외면을 가지고, 상기 상단벽은 원호형 내면과 원호형 외면과 제1 및 제2 허리부 구획들을 가지며, 각 허리부 구획은 상기 측벽들 중 하나를 상기 상단벽을 결합하고, 각 허리부 구획은 상기 상단벽의 두께보다 큰 코너부 두께를 형성하고, 각 측벽은 각 측벽의 상단부로부터 각 측벽의 저부로 진행할 때 각 측벽의 두께가 감소하도록 상단부로부터 저부로 테이퍼지고, 상사점에서 상단벽 두께에 대한 허리부 두께의 비율은 약 2.30 이하이며, 각 측벽의 내면은 내허리부 교차 라인에서 그 인접한 허리부 구획의 내면과 교차하고, 각 허리부 구획은 상기 내허리부 교차 라인의 측방향 외부로 이격되는 외코너부를 포함하고, 각 내허리부 교차 라인과 대응하는 외코너부 사이의 수평 거리는 상기 측벽의 저면의 수평 폭의 약 91% 이하이고, 각 측벽의 저부의 두께는 상기 상단벽의 상사점에서 상기 상단벽의 두께의 90% 이하이고, 제1 수직 거리 대 제2 수직 거리의 비율은 적어도 약 55%이고, 상기 제1 수직 거리는 상기 허리부의 외코너부의 높이와 상기 상단벽의 원호형 외면의 상사점의 높이 사이의 수직 거리이고, 상기 제2 수직 거리는 상기 상단벽의 원호형 내면의 상사점의 높이와 형성된 내허리부 교차 라인의 높이 사이의 수직 거리인 콘크리트 배수로 조립체.
  19. 제 18 항에 있어서, 각 콘크리트 배수로 구획은 두 개의 반부들로 형성되며, 각 반부는 하나의 측벽과 상기 상단벽의 일부에 의해 형성되며, 상기 두 개의 상단부 부분들은 상기 배수로 구획의 상단벽의 중앙 부분의 결합부를 따라 함께 고정되는 콘크리트 배수로 조립체.
  20. 콘크리트 배수로 구획에 있어서,
    아래에 통로를 형성하도록 개방 저부, 상단벽 및 이격된 측벽들을 포함하고, 상기 측벽들 각각은 상기 상단벽으로부터 하향으로 및 외향으로 연장되고, 상기 측벽들 각각은 실질적 평면형 내면과 실질적 평면형 외면을 가지고, 상기 상단벽은 원호형 내면과 원호형 외면과 실질적으로 균일한 두께를 가지며, 제1 및 제2 허리부 구획들을 포함하고, 각 허리부 구획은 상기 측벽들 중 하나를 상기 상단벽에 결합하고, 각 허리부 구획은 상기 상단벽의 두께보다 큰 코너부 두께를 형성하고, 각 측벽에 대하여, 내측벽 각도는 상기 측벽의 내면이 놓여지는 제1 평면과 상기 상단벽의 원호형 내면을 따른 제1 지점에서 상기 상단벽의 원호형 내면의 적어도 일부를 형성하는 반경에 수직인 제2 평면의 교차부에 의해 형성되고, 외측벽 각도는 상기 측벽의 외면이 놓여지는 제3 평면과 상기 원호형 외면을 따른 지점에서 상기 상단벽의 원호형 외면의 적어도 일부를 형성하는 반경에 수직인 제4 평면의 교차부에 의해 형성되고, 상기 제3 평면은 상기 제1 평면에 평행하지 않고, 상기 내측벽 각도는 적어도 130도이고, 상기 외측벽 각도는 적어도 135도이고, 상기 외측벽 각도는 상기 내측벽 각도와 다르고, 각 측벽은 각 측벽의 상단부로부터 각 측벽의 저부로 진행할 때 각 측벽의 두께가 감소하도록 상단부로부터 저부로 테이퍼지는 콘크리트 배수로 구획.
  21. 제 20 항에 있어서, 제1 수직 거리 대 제2 수직 거리의 비율은 적어도 약 55%이고, 상기 제1 수직 거리는 상기 상단벽의 원호형 외면의 상사점의 높이와 상기 허리부의 외코너부의 높이 사이의 수직 거리이고, 상기 제2 수직 거리는 상기 상단벽의 원호형 내면의 상사점의 높이와 형성된 내허리부 교차 라인의 높이 사이의 수직 거리인 콘크리트 배수로 구획.
  22. 제 21 항에 있어서, 각 허리부 구획은 허리부 반경에 의해 형성된 내면을 포함하고, 상기 제1 지점은 상기 상단벽의 원호형 내면이 형성하는 반경이 상기 허리부 반경과 만나는 위치인 콘크리트 배수로 구획.
  23. 제 20 항에 있어서, 상기 콘크리트 배수로 구획은 두 개의 반부들에 의해 형성되고, 각 반부는 상기 상단벽의 일부와 하나의 측벽에 의해 형성되며, 상기 두 개의 상단부 부분들은 상기 배수로 구획의 상단벽 중앙 부분의 결합부를 따라 함께 고정되는 콘크리트 배수로 구획.
  24. 제 20 항에 있어서, 각 측벽은 그 수평 저면으로부터 상방으로 연장하는 외부 수직 평탄부를 가지는 콘크리트 배수로 구획.
  25. 이격된 세장형 발부들의 한 세트와 나란한 정렬로 상기 발부들에 의해 지지된 복수의 사전타설 콘크리트 배수로 구획들을 포함하는, 지면에 설치하기 위한 콘크리트 배수로 조립체에 있어서, 상기 각 콘크리트 배수로 구획들은:
    아래에 통로를 형성하도록 개방 저부, 원호형 상단벽 및 이격된 측벽들을 가지고, 상기 측벽들 각각은 상기 상단벽으로부터 하향으로 및 외향으로 연장되고, 상기 측벽들 각각은 실질적 평면형 내면과 실질적 평면형 외면을 가지고, 제1 및 제2 허리부 구획들을 포함하며, 각 허리부 구획은 상기 측벽들 중 하나를 상기 상단벽에 결합하고, 각 허리부 구획은 상기 상단벽의 두께보다 큰 코너부 두께를 형성하고, 각 측벽은 각 측벽의 상단부로부터 각 측벽의 저부로 진행할 때 각 측벽의 두께가 감소하도록 상단부로부터 저부로 테이퍼지며, 각 측벽의 저부 부분은 그 수평 저면으로부터 상방으로 연장하는 외부 수직 평탄부를 가지며, 상기 외부 수직 평탄부는 약 3인치와 7인치 높이 사이인 콘크리트 배수로 조립체.
  26. 제 25 항에 있어서, 각 콘크리트 배수로 구획은 두 개의 반부들로 형성되고, 각 반부는 하나의 측벽과 상기 상단벽의 일부에 의해 형성되며, 두 개의 상단부 부분들은 상기 배수로 구획의 상단벽의 중앙 부분의 결합부를 따라 함께 고정되는 콘크리트 배수로 조립체.
  27. 제 25 항에 있어서, 각 배수로 구획은 기부 시스템 위에 안착되고, 각 배수로 구획의 외부 수직 평탄부는 상기 기부 시스템의 측방향 지지 구조체에 접대하는 콘크리트 배수로 조립체.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 기부 시스템은 사전타설 콘크리트 유닛들과 현장타설 콘크리트를 포함하고, 상기 측방향 지지 구조체는 현장타설 콘크리트인 콘크리트 배수로 조립체.
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