KR20150057640A

KR20150057640A - 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 rc 해중 터널 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR20150057640A
Application number: KR1020130141257A
Authority: KR
Inventors: 원덕희; 박우선; 한택희; 한상훈
Original assignee: 한국해양과학기술원
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2015-05-28
Also published as: KR101606101B1

Abstract

본 발명은 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널 및 그 시공방법에 관한 것으로, 강합성 중공 철근콘크리트 단면으로 제작되어 튜브형을 이루면서 연속적으로 접합되는 터널모듈; 상기 터널모듈의 단부를 또 다른 터널모듈의 단부와 밀착상태로 1차 접합시키면서 상기 접합면에 프리스트레스를 제공하여 휨변형에 의한 처짐을 방지하는 텐던; 상기 접합면의 내측 둘레나 외측 둘레 중 적어도 한 곳을 밀봉시키는 실링부재; 및 상기 접합면의 내측 둘레를 따라 타설되어 상기 터널모듈들을 2차 접합시켜 전단저항성을 향상시키면서 상기 실링부재의 밀봉을 보강하는 그라우트;를 포함한다. 본 발명에 의하면, 터널모듈이 강합성 중공 철근콘크리트 단면으로 제작됨에 따라 강도가 우수하고 조립시공이 가능하며, 터널모듈들이 텐던에 의해 1차 접합되는 동시에 그라우트에 의해 2차 접합되므로 접합부가 견고하게 접합될 수 있다.

Description

프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널 및 그 시공방법{STEEL COMPOSITE HOLLOW RC SUBMERGED FLOATING TUNNELS USING PRESTRESSED METHOD AND METHOD THEREOF}

본 발명은 해중 터널 및 그 시공방법에 관한 것이다.

근래에 들어 새로운 공간을 창출하는 기술인 해중 터널에 대한 기술이 많이 연구되고 있다.

최근에는 일본의 훈카완 해중 터널이 건설되어 해외의 기술 개발에 큰 밑거름이 되고 있다.

그러나, 훈카완 해중 터널에 적용된 단면은 중공 철근 콘크리트 단면이다.

일반적으로 철근 콘크리트 단면은 투수성이 높아서 이를 해중 터널에 적용할 경우에는 물의 투수를 차단하는 별도의 장치를 마련해야 하는 단점이 있다.

또한, 해중 터널은 다양한 외부 하중조건에 저항할 수 있어야 하며, 특히 휨변형에 대하여 안전해야하는데, 철근 콘크리트 단면은 충분한 휨강도를 갖지 못하는 단점이 있다.

본 발명의 선행기술로써, 대한민국 등록특허공보 제10-1211491호에 제안된 사장식 해중터널이나 대한민국 등록특허공보 제10-1211486호에 제안된 현수식 해중터널이 있다.

이러한 선행기술은 해중터널 모듈을 육상에서 제작 후 해상에서 접합 시공을 해야한다. 이럴 경우 모듈간의 연결부의 성능이 전체 해중터널의 성능과 시공성을 좌지우지한다. 만약 터널 모듈들의 연결부위의 성능이 저하될 경우 터널의 안전에 위험을 초래할 우려가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1211491호 대한민국 등록특허공보 제10-1211486호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 중공 철근콘크리트 단면보다 성능이 우수한 강합성 중공 철근 콘크리트 단면을 이용하여 터널모듈을 제작함으로써 현장에서 조립시공이 가능하며, 특히 터널모듈들의 접합부위를 프리스트레싱 상태로 접합함으로써 접합부위 처짐을 방지하여 견고하고 차수율이 높은 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중터널및 그 시공방법을 제공하기 위함이 그 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널은, 강합성 중공 철근콘크리트 단면으로 제작되어 튜브형을 이루면서 연속적으로 접합되는 터널모듈; 상기 터널모듈의 단부를 또 다른 터널모듈의 단부와 밀착상태로 1차 접합시키면서 상기 접합면에 프리스트레스를 제공하여 휨변형에 의한 처짐을 방지하는 텐던; 상기 접합면의 내측 둘레나 외측 둘레 중 적어도 한 곳을 밀봉시키는 실링부재; 및 상기 접합면의 내측 둘레를 따라 타설되어 상기 터널모듈들을 2차 접합시켜 전단저항성을 향상시키면서 상기 실링부재의 밀봉을 보강하는 그라우트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

예컨대, 상기 터널모듈은, 상기 또 다른 터널모듈의 단부와 밀착되면서 상기 실링부재가 시공되기 위한 홈을 외측 둘레를 따라 형성하는 외측턱; 및 상기 또 다른 터널모듈의 단부와 밀착되면서 상기 그라우트가 시공되기 위한 홈을 내측 둘레를 따라 형성하는 내측턱;을 포함하여 구성될 수 있다.

예컨대, 상기 텐던은, 상기 터널모듈의 내측면에서 상기 접합면으로 관통형성되어 관로를 이루고, 상기 또 다른 터널모듈의 관로와 대칭상태로 연통되면서 아치형을 이루며, 복수로 구성되어 상기 터널모듈의 원주방향을 따라 등간격으로 형성되는 강선관로; 및 상기 강선관로에 관통상태로 삽입되고, 긴장상태로 상기 터널모듈의 내측면 및 상기 또 다른 터널모듈의 내측면에 양단부가 제각기 고정되면서 상기 접합면에 프리스트레스를 제공하는 PC강선;을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 터널모듈은, 상기 접합면의 외측 둘레를 따라 동일체로 돌출되고, 상기 또 다른 터널모듈의 접합면과 대칭상태로 돌출띠를 이루면서 상기 강선관로에 삽입된 상기 PC강선에 의해 가해지는 프리스트레스에 대해 상기 접합면을 보강하는 보강턱;이 구비될 수 있다.

그리고, 상기 보강턱은, 상기 PC강선이 삽입된 상기 강선관로의 아치 각도에 따라 서로 다른 돌출두께로 형성될 수 있다.

예컨대, 상기 실링부재는, 상기 접합면의 외측 둘레를 따라 설치되어 상기 접합면의 외측을 밀봉시키는 고무패드; 및 상기 그라우트가 타설되기 이전에 상기 접합면의 내측 둘레를 따라 설치되어 상기 접합면의 내측을 밀봉시키는 오메가 프로파일;을 포함하여 구성될 수 있다.

예컨대, 상기 그라우트는, 에폭시수지로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 그라우트에 의해 수용된 상태로 상기 그라우트의 접합력을 보강하는 보강부재;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

예컨대, 상기 보강부재는, 상기 터널모듈의 단부에 돌출상태로 고정되어 복수의 돌출봉을 이루며, 상기 또 다른 모듈의 돌출봉과 교차상태를 이루면서 상기 그라우트의 내부에서 결속력을 제공하는 이음철근;을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 그라우트를 차폐하면서 상기 터널모듈들의 단부들을 연결하는 형태로 상기 접합면의 내측 둘레를 따라 고정되면서 상기 터널모듈들을 3차 접합시키는 스틸 플레이트;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널의 시공방법은, 강합성 중공 철근콘크리트 단면으로 제작되어 튜브형을 이루고, 내측면에서 단부로 관통형성되는 강선관로가 원주방향을 따라 등간격으로 형성되며, 단부에 복수의 이음철근이 돌출상태로 고정되는 터널모듈을 준비하는 모듈 준비단계; 상기 터널모듈의 이음철근을 또 다른 터널모듈의 이음철근과 교차시킨 상태로 상기 터널모듈의 단부를 또 다른 터널모듈의 단부와 맞닿은 상태로 연결하는 모듈 연결단계; 상기 터널모듈들의 접합면에 상기 강선관로를 통해 프리스트레스를 제공하면서 상기 터널모듈의 단부를 상기 또 다른 터널모듈의 단부와 밀착상태로 1차 접합시키는 1차 접합단계; 상기 접합면의 내측 둘레나 외측 둘레 중 적어도 한 곳을 밀봉시키는 실링단계; 상기 이음철근들을 수용하는 상태로 상기 접합면의 내측 둘레를 따라 그라우트를 타설하여 상기 터널모듈들을 2차 접합시키는 2차 접합단계; 및 상기 그라우트를 차폐하는 스틸 플레이트를 상기 터널모듈들의 단부 내측면을 따라 고정하여 상기 터널모듈들을 3차 접합시키는 3차 접합단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

예컨대, 상기 1차 접합단계는, 상기 강선관로에 PC강선을 삽입하여 상기 PC강선의 양단부를 상기 터널모듈의 내측면 및 상기 또 다른 터널모듈의 내측면으로 제각기 돌출시키는 강선삽입단계; 및 상기 PC강선을 긴장시킨 상태로 상기 터널모듈의 내측면 및 상기 또 다른 터널모듈의 내측면에 상기 PC강선의 양단부를 제각기 고정하는 강선고정단계;를 포함하여 수행될 수 있다.

전술한 해결수단에 의한 본 발명에 따른 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널 및 그 시공방법에 의하면, 터널모듈이 강합성 중공 철근콘크리트 단면으로 제작됨에 따라 강도가 우수하고 조립시공이 가능하며, 터널모듈들이 텐던에 의해 1차 접합되는 동시에 그라우트에 의해 2차 접합되므로 접합부가 견고하게 접합될 수 있다.

특히, 터널모듈들이 텐던에 의해 프리스트레스가 제공된 상태로 1차 접합되므로 접합부의 처짐이 방지되어 해중 터널의 내구성 및 차수율이 향상될 수 있다.

구체적으로, 서로 연통되면서 아치형을 이루는 강선관로에 삽입되는 PC강선이 터널모듈의 내측면에 긴장상태로 고정되면서 터널모듈을 접합시키므로, 터널모듈의 내부에서의 작업이 가능하여 조립성 및 편의성이 우수하다.

또한, 실링부재가 접합면의 외측 둘레 및 내측 둘레를 각각 밀봉시키므로 접합부가 더욱 견고하게 밀봉되어 차수율이 향상될 수 있다.

더욱이, 보강부재를 구성하는 이음철근들이 교차상태로 그라우트에 내장되어 결속력을 제공하므로 터널모듈들의 접합력이 향상될 수 있다.

그리고, 스틸 플레이트가 그라우트를 차폐상태로 터널모듈의 내측 둘레를 따라 고정되면서 접합부를 3차 접합하므로 터널모듈 간의 접합력이 더욱 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중터널을 나타내는 정면도.
도 2는 본 발명의 터널모듈을 나타내는 종단면도.
도 3은 도 2에 도시된 터널모듈의 요부를 나타내는 종단면도.
도 4는 도 3에 도시된 터널모듈의 결합상태를 나타내는 종단면도.
도 5는 본 발명의 시공방법을 나타내는 순서도.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중터널은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 터널모듈(100), 텐던(200), 실링부재(300) 및 그라우트(400)를 포함하여 구성될 수 있다.

터널모듈(100)은 조립상태로 접합되어 연속되면서 해중 터널을 이루는 구성요소로써, 도 1에 도시된 바와 같이 튜브형을 이루는 단위체로 제작되어 연속적으로 접합되면서 터널을 구성하며, 해저면에 설치되는 텐션 레그(1)에 지지된 상태로 고정된다.

여기서, 터널모듈(100)은 도시된 바와 달리 해저면에 설치되는 해저주탑에 현수케이블을 통해 지지되면서 현수식 해중 터널로 구성될 수도 있다.

터널모듈(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 튜브형을 이루는 강합성 중공 철근콘크리트 단면으로 공정에서 기 제작되어 현장에서 조립시공되면서 연속적으로 접합된다.

이러한 터널모듈(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 단부의 외측 둘레를 따라 단턱을 이루는 외측턱(110)이 형성되며, 단부의 내측 둘레를 다라 단턱을 이루는 내측턱(120)이 형성된다. 또한, 터널모듈(100)은 내측 튜브(150)가 내주면을 따라 구비된다.

외측턱(110)은 도 4에 도시된 바와 같이 또 다른 터널모듈(100')의 외측턱(110')과 대칭상태를 이루면서 후술되는 실링부재(300)가 시공되기 위한 홈을 형성하며, 내측턱(120)은 또 다른 터널모듈(100')의 내측턱(120')과 대칭상태를 이루면서 후술되는 그라우트(400)가 시공되기 위한 홈을 형성한다.

텐던(200)은 도 4에 도시된 바와 같이 터널모듈(100)의 단부를 또 다른 터널모듈(100')의 밀착상태로 1차 접합시키면서 접합부위의 처짐을 방지하기 위하여 접합면에 프리스트레스를 제공하는 구성요소이다.

이러한 텐던(200)은 예컨대 도 4에 도시된 바와 같이 강선관로(210) 및 PC강선(220)을 포함하여 구성될 수 있다.

강선관로(210)는 PC강선(220)이 삽입되기 위한 관로를 이루는 구성요소로써, 도 3에 도시된 바와 같이 터널모듈(100)의 내측면에서 접합면으로 관통형성되며, 도 4에 도시된 바와 같이 또 다른 터널모듈(100')의 강선관로(210')와 대칭상태로 연통되면서 아치형을 이룬다.

이러한 강선관로(210)는 터널모듈(100)의 원주방향을 따라 등간격으로 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 강선관로(210)는 터널모듈(100)의 제작시에 쉬스관을 삽입한 후 콘크리트를 타설함으로써 형성된다.

PC강선(220)은 강선관로(210)에 삽입되어 프리스트레스를 제공하는 부재로써, 도 4에 도시된 바와 같이 아치형의 연통상태를 이루는 강선관로(210)(210')에 관통상태로 삽입되어 긴장상태를 이루면서 양단부가 터널모듈(100)(100')의 내측면에 제각기 고정구(220a)에 의해 고정된다.

이러한 PC강선(220)은 고정구(220a)에 의해 긴장상태로 고정됨에 따라 터널모듈(100)의 내측을 향해 응력을 제공하게 되며, 이에 따라 터널모듈(100)은 하중에 의해 발생하는 응력이 PC강선(220)의 응력에 의해 상쇄됨에 따라 휨변형에 의한 접합부위의 처짐이 방지될 수 있다.

여기서, 고정구(220a)는 PC강선(220)의 단부를 고정하면서 PC강선(220)을 긴장시키는 부재로써, 본 발명이 속하는 분야에 알려진 임의의 구성이 사용될 수 있다.

한편, 전술한 터널모듈(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 접합면의 외측 둘레를 따라 보강턱(130)이 구비될 수 있다.

보강턱(130)은 도 3에 도시된 바와 같이 터널모듈(100)의 단부에 외측 둘레면을 따라 돌출되어 도 4에 도시된 바와 같이 또 다른 터널모듈(100')의 보강턱(130')과 함께 돌출띠를 이루면서 접합면을 보강한다.

구체적으로, 보강턱(130)은 접합면의 외측둘레의 강성을 보강함으로써 전술한 PC강선(220)에 의해 가해지는 프리스트레스에 대한 보강력을 제공한다.

이러한, 보강턱(130)의 돌출두께는 전술한 강선관로(210)의 아치 각도에 의해 달리 형성될 수 있다.

예컨대, 보강턱(130)은 강선관로(210) 및 PC강선(220)의 아치 각도가 완만할수록 얇은 두께로 돌출될 수 있다. 왜냐하면, PC강선(220)의 아치 각도가 완만할수록 접합면에 가해지는 프리스트레스가 작아지기 때문이다.

실링부재(300)는 터널모듈(100)(100') 간의 접합면을 밀봉시키는 부재이다.

이러한 실링부재(300)는 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 고무패드(310) 및 오메가 프로파일(320)을 포함하여 구성될 수 있다.

고무패드(310)는 도 4에 도시된 바와 같이 O링 형태를 이루면서 전술한 외측턱(110)(110')에 의해 형성되는 홈을 따라 설치되어 접합면의 외측둘레를 밀봉시킨다.

오메가 프로파일(320)은 주로 조선에 사용되는 밀봉부재로써 도 4에 도시된 바와 같이 'Ω'형태의 단면으로 형성되며, 전술한 내측턱(110)(110')에 의해 형성되는 홈을 따라 설치되어 접합면의 내측둘레를 밀봉시킨다.

이러한 오메가 프로파일(320)은 후술되는 그라우트(400)가 시공되기 이전에 접합면의 내측둘레를 따라 설치된다.

그라우트(400)는 전술한 텐던(200)에 의해 1차접합된 터널모듈들(100)(100')을 2차 접합시켜 전단저항성을 향상시키는 구성요소로서, 도 4에 도시된 바와 같기 오메가 프로파일(320)이 설치된 후 내측턱(110)(110')에 의해 형성되는 홈을 따라 타설되면서 실링부재(300)의 밀봉을 보강하는 동시에 터널모듈들(100)(100')을 2차로 접합시킨다.

이러한 그라우트(400)는 예컨대 에폭시수지로 구성되어 내측턱(110)(110')에 의한 홈을 따라 타설되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 보강부재(500)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

보강부재(500)는 그라우트(400)의 접합력을 보강하기 위한 구성요소로써, 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 이음철근(510)을 포함하여 구성될 수 있다.

이음철근(510)은 도 3에 도시된 바와 같이 터널모듈(100)의 단부에 돌출상태로 고정되면서 전술한 내측턱(110)에 수평상태로 돌출된다.

이러한 이음철근(510)은 복수로 구성되어 터널모듈(100)의 원주방향을 따라 돌출되며, 도 4에 도시된 바와 같이 또 다른 터널모듈(100')의 이음철근(510')과 교차상태를 이루면서 그라우트(400)에 내장된다.

여기서, 이음철근(510)은 그라우트(400)의 내부에 내장됨에 따라 결속력을 제공하여 그라우트(400)의 접합력을 향상시키는 동시에, 심재기능을 하면서 그라우트(400)의 강성을 보강한다.

그리고, 본 발명은 그라우트(400)에 의해 2차 접합된 터널모듈들(100)(100')을 3차로 접합시키는 스틸 플레이트(600)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

스틸 플레이트(600)는 도 4에 도시된 바와 같이 그라우트(400)를 차폐하면서 터널모듈(100)(100') 간의 내측 둘레면을 따라 고정되면서 터널모듈들(100)(100')의 내측 단부를 3차로 접합시킨다.

이러한 스틸 플레이트(600)는 단위체의 판재로 구성되어 접합면의 내측 둘레를 따라 연속적으로 고정됨에 따라 관체형을 이룬다.

여기서, 스틸 플레이트(600)는 예컨대 도 4에 도시된 바와 같이 고강도 볼트(610)에 의해 고정될 수 있으며, 이와 달리 용접에 의해 고정될 수도 있다.

상기와 같은 구성요소를 포함하는 본 발명의 시공방법을 설명한다.

본 발명에 따른 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널의 시공방법은 도 5에 도시된 바와 같이 모듈 준비단계(S100), 모듈 연결단계(S200), 1차 접합단계(S300), 실링단계(S400), 2차 접합단계(S500) 및 3차 접합단계(S600)를 포함하여 수행된다.

모듈 준비단계(S100)는 단위체의 터널모듈(100)을 제작하는 단계로써, 외측턱(110) 및 내측턱(120)을 갖는 튜브형의 터널모듈(100)을 강합성 중공 철근콘크리트 단면으로 제작하면서 쉬스관을 삽입하여 강선관로(210)를 형성하고, 내측턱(120)의 단부에 이음철근(510)을 돌출상태로 고정하여 제작한다.

모듈 연결단계(S200)는 제작된 터널모듈(100)을 또 다른 터널모듈(100')의 단부와 맞닿은 상태로 밀착시키면서 이음철근들(510)(510')이 교차상태를 이루도록 하며, 강선관로들(210)(210')이 서로 연통되도록 한다.

1차 접합단계(S300)는 터널모듈들(100)(100')을 밀착상태로 1차 접합하면서 접합면에 프리스트레스를 제공하는 단계이다.

구체적으로, 1차 접합단계(S300)는 서로 연통된 강선관로(210)(210')에 PC강선(220)을 삽입하여 PC강선(220)의 양단부를 터널모듈들(100)(100')의 내측면으로 제각기 돌출시키고(S310), PC강선(220)을 긴장시킨 상태로 고정구(220a)를 통해 PC강선(220)의 양단부를 터널모듈들(100)(100')의 내측면에 제각기 고정한다(S320).

실링단계(S400)는 외측턱들(110)(110')에 의해 형성된 홈을 따라 고무패드(310)를 설치하고, 내측턱들(120)(120')에 의해 형성된 홈을 따라 오메가 프로파일(320)을 설치하여 접합면의 외측면 및 내측면을 밀봉시킨다.

2차 접합단계(S500)는 내측턱들(120)(120')에 의해 형성된 홈을 따라 그라우트(400)를 타설하여 터널모듈들(100)(100')의 내측 둘레를 2차로 접합시킨다.

3차 접합단계(S600)는 그라우트(400)를 차폐하는 형태로 스틸 플레이트(600)를 터널모듈들(100)(100')의 내측 둘레를 따라 고강도 볼트(610)로 고정하여 터널모듈들(100)(100')을 3차로 접합시킨다.

이상과 같이 본 발명에 따른 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널 및 시공방법은, 터널모듈(100)이 강합성 중공 철근콘크리트 단면으로 제작됨에 따라 강도가 우수하고 조립시공이 가능하며, 터널모듈들(100)(100')이 텐던(200)에 의해 1차 접합되는 동시에 그라우트(400)에 의해 2차 접합되므로 접합부가 견고하게 접합될 수 있다.

특히, 터널모듈들(100)(100')이 텐던(200)에 의해 프리스트레스가 제공된 상태로 1차 접합되므로 접합부의 처짐이 방지되어 해중 터널의 내구성 및 차수율이 향상될 수 있다.

구체적으로, 서로 연통되면서 아치형을 이루는 강선관로(210)에 삽입되는 PC강선(220)이 터널모듈(100)(100')의 내측면에 긴장상태로 고정되면서 터널모듈(100)(100')을 접합시키므로, 터널모듈(100)(100')의 내부에서의 작업이 가능하여 조립성 및 편의성이 우수하다.

또한, 실링부재(300)가 접합면의 외측 둘레 및 내측 둘레를 각각 밀봉시키므로 접합부가 더욱 견고하게 밀봉되어 차수율이 향상될 수 있다.

더욱이, 보강부재(500)를 구성하는 이음철근들(510)(510')이 교차상태로 그라우트(400)에 내장되어 결속력을 제공하므로 터널모듈들(100)(100')의 접합력이 향상될 수 있다.

그리고, 스틸 플레이트(600)가 그라우트(400)를 차폐상태로 터널모듈(100)(100')의 내측 둘레를 따라 고정되면서 접합부를 3차 접합하므로 터널모듈(100)(100') 간의 접합력이 더욱 향상될 수 있다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

100 : 터널모듈 110 : 외측턱
120 : 내측턱 200 : 텐던
210 : 강선관로 220 : PC강선
220a : 고정구 300 : 실링부재
310 : 고무패드 320 : 오메가 프로파일
400 : 그라우트 500 : 보강부재
510 : 이음철근 600 : 스틸 플레이트
610 : 고강도 볼트

Claims

강합성 중공 철근콘크리트 단면으로 제작되어 튜브형을 이루면서 연속적으로 접합되는 터널모듈;
상기 터널모듈의 단부를 또 다른 터널모듈의 단부와 밀착상태로 1차 접합시키면서 상기 접합면에 프리스트레스를 제공하여 휨변형에 의한 처짐을 방지하는 텐던;
상기 접합면의 내측 둘레나 외측 둘레 중 적어도 한 곳을 밀봉시키는 실링부재; 및
상기 접합면의 내측 둘레를 따라 타설되어 상기 터널모듈들을 2차 접합시켜 전단저항성을 향상시키면서 상기 실링부재의 밀봉을 보강하는 그라우트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널.
청구항 1에 있어서,
상기 터널모듈은,
상기 또 다른 터널모듈의 단부와 밀착되면서 상기 실링부재가 시공되기 위한 홈을 외측 둘레를 따라 형성하는 외측턱; 및
상기 또 다른 터널모듈의 단부와 밀착되면서 상기 그라우트가 시공되기 위한 홈을 내측 둘레를 따라 형성하는 내측턱;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널.
청구항 1에 있어서,
상기 텐던은,
상기 터널모듈의 내측면에서 상기 접합면으로 관통형성되어 관로를 이루고, 상기 또 다른 터널모듈의 관로와 대칭상태로 연통되면서 아치형을 이루며, 복수로 구성되어 상기 터널모듈의 원주방향을 따라 등간격으로 형성되는 강선관로; 및
상기 강선관로에 관통상태로 삽입되고, 긴장상태로 상기 터널모듈의 내측면 및 상기 또 다른 터널모듈의 내측면에 양단부가 제각기 고정되면서 상기 접합면에 프리스트레스를 제공하는 PC강선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널.
청구항 3에 있어서,
상기 터널모듈은,
상기 접합면의 외측 둘레를 따라 동일체로 돌출되고, 상기 또 다른 터널모듈의 접합면과 대칭상태로 돌출띠를 이루면서 상기 강선관로에 삽입된 상기 PC강선에 의해 가해지는 프리스트레스에 대해 상기 접합면을 보강하는 보강턱;이 구비된 것을 특징으로 하는 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널.
청구항 4에 있어서,
상기 보강턱은,
상기 PC강선이 삽입된 상기 강선관로의 아치 각도에 따라 서로 다른 돌출두께를 갖는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널.
청구항 1에 있어서,
상기 실링부재는,
상기 접합면의 외측 둘레를 따라 설치되어 상기 접합면의 외측을 밀봉시키는 고무패드; 및
상기 그라우트가 타설되기 이전에 상기 접합면의 내측 둘레를 따라 설치되어 상기 접합면의 내측을 밀봉시키는 오메가 프로파일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 강합성 중공 RC 해중 터널.
청구항 1에 있어서,
상기 그라우트는,
에폭시수지로 구성된 것을 특징으로 하는 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널.
청구항 1에 있어서,
상기 그라우트에 의해 수용된 상태로 상기 그라우트의 접합력을 보강하는 보강부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널.
청구항 8에 있어서,
상기 보강부재는,
상기 터널모듈의 단부에 돌출상태로 고정되어 복수의 돌출봉을 이루며, 상기 또 다른 모듈의 돌출봉과 교차상태를 이루면서 상기 그라우트의 내부에서 결속력을 제공하는 이음철근;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널.
청구항 1에 있어서,
상기 그라우트를 차폐하면서 상기 터널모듈들의 단부들을 연결하는 형태로 상기 접합면의 내측 둘레를 따라 고정되면서 상기 터널모듈들을 3차 접합시키는 스틸 플레이트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널.
강합성 중공 철근콘크리트 단면으로 제작되어 튜브형을 이루면서 연속적으로 접합되는 터널모듈;
상기 터널모듈의 내측면에서 단부로 관통형성되어 관로를 이루고, 상기 또 다른 터널모듈의 관로와 대칭상태로 연통되면서 아치형을 이루며, 복수로 구성되어 상기 터널모듈의 원주방향을 따라 등간격으로 형성되는 강선관로;
상기 강선관로에 관통상태로 삽입되고, 긴장상태로 상기 터널모듈의 내측면 및 상기 또 다른 터널모듈의 내측면에 양단부가 제각기 고정되어 상기 터널모듈의 단부를 또 다른 터널모듈의 단부와 밀착상태로 1차 접합시키면서 접합면에 프리스트레스를 제공하여 휨변형에 의한 처짐을 방지하는 PC강선;
상기 접합면의 내측 둘레나 외측 둘레 중 적어도 한 곳을 밀봉시키는 실링부재;
상기 접합면의 내측 둘레를 따라 타설되어 상기 터널모듈들을 2차 접합시키면서 상기 실링부재의 밀봉을 보강하는 그라우트;
상기 터널모듈의 단부에 돌출상태로 고정되어 복수의 돌출봉을 이루며, 상기 또 다른 모듈의 돌출봉과 교차상태를 이루면서 상기 그라우트의 내부에서 결속력을 제공하는 이음철근; 및
상기 그라우트를 차폐하면서 상기 터널모듈들의 단부들을 연결하는 형태로 상기 접합면의 내측 둘레를 따라 고정되면서 상기 터널모듈들을 3차 접합시키는 스틸 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널.
강합성 중공 철근콘크리트 단면으로 제작되어 튜브형을 이루고, 내측면에서 단부로 관통형성되는 강선관로가 원주방향을 따라 등간격으로 형성되며, 단부에 복수의 이음철근이 돌출상태로 고정되는 터널모듈을 준비하는 모듈 준비단계;
상기 터널모듈의 이음철근을 또 다른 터널모듈의 이음철근과 교차시킨 상태로 상기 터널모듈의 단부를 또 다른 터널모듈의 단부와 맞닿은 상태로 연결하는 모듈 연결단계;
상기 터널모듈들의 접합면에 상기 강선관로를 통해 프리스트레스를 제공하면서 상기 터널모듈의 단부를 상기 또 다른 터널모듈의 단부와 밀착상태로 1차 접합시키는 1차 접합단계;
상기 접합면의 내측 둘레나 외측 둘레 중 적어도 한 곳을 밀봉시키는 실링단계;
상기 이음철근들을 수용하는 상태로 상기 접합면의 내측 둘레를 따라 그라우트를 타설하여 상기 터널모듈들을 2차 접합시키는 2차 접합단계; 및
상기 그라우트를 차폐하는 스틸 플레이트를 상기 터널모듈들의 단부 내측면을 따라 고정하여 상기 터널모듈들을 3차 접합시키는 3차 접합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널의 시공방법.
청구항 12에 있어서,
상기 1차 접합단계는,
상기 강선관로에 PC강선을 삽입하여 상기 PC강선의 양단부를 상기 터널모듈의 내측면 및 상기 또 다른 터널모듈의 내측면으로 제각기 돌출시키는 강선삽입단계; 및
상기 PC강선을 긴장시킨 상태로 상기 터널모듈의 내측면 및 상기 또 다른 터널모듈의 내측면에 상기 PC강선의 양단부를 제각기 고정하는 강선고정단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 공법을 이용한 강합성 중공 RC 해중 터널의 시공방법.