KR20160088479A - 기능성 파형강판 구조물 시공방법 - Google Patents

기능성 파형강판 구조물 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기능성 파형강판 구조물 시공방법에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 파형강판의 가장자리가 가로와 세로방향으로 겹쳐지게 맞대어지며, 맞대어진 파형강판의 내측에서 외측으로 기능성 볼트에 의하여 결합되어지게 시공되는 기능성 파형강판 구조물 시공방법에 있어서, 상기 파형강판의 가장자리에 천공된 볼트관통홀에 가로 또는 세로방향으로 맞대어지는 다른 파형강판에 천공된 볼트관통홀의 중심이 일치되게 하는 중심 일치단계와; 상기 중심이 일치된 볼트관통홀의 내측에서 외측으로 확장가이드부재가 쐐기편에 의하여 볼트 몸체에 끼워지게 결합된 상기 기능성 볼트가 관통되어 상기 볼트관통홀에 걸려지게 삽입되는 기능성 볼트 삽입단계; 및 상기 볼트헤드를 스패너로 회전시켜 쐐기편이 숫나사부를 따라 상기 볼트헤드를 향하여 이동되면서 확장가이드부재의 절취홈을 벌려 확장편이 확장되면서 파형강판과 다른 파형강판이 결합되어지는 기능성 볼트 체결단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 외부 공간이 협소할 경우라도 용이한 작업이 이루어질 수 있도록 하는 가운데 콘크리트 암거의 표면과 그라우팅액 및 파형강판의 표면을 일체화시켜 충분한 강도가 유지되어 수명을 더 연장시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

기능성 파형강판 구조물 시공방법{FUNCTIONAL CORRUGATED STEEL STRUCTURE CONSTRUCTION MOEHOD}
본 발명은 기능성 파형강판 구조물 시공방법에 관한 것으로서, 특히 가장자리에 관통홀을 갖는 각각의 파형강판이 가로방향과 세로방향으로 겹쳐지게 맞대어짐과 동시에 각각의 관통홀이 중심이 일치된 상태에서 내측에서부터 외측을 향하여 기능성 볼트를 삽입하여 조일 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 터널이나 배수구 등의 구조물은 현장 시공이 용이하게 이루어지도록 하기 위한 방안으로 콘크리트로 이루어진 암거로 시공되어 있다.
콘크리트 암거를 이용하여 터널 또는 배수구 등이 시공될 경우에는 터널과 배수구가 시공될 경로상에 있는 산이나 지면을 굴착한 다음 거푸집을 이용하여 철근보강재가 배근되도록 한 후 콘크리트를 타설 및 양생 그리고 거푸집을 분리하는 과정을 거쳐 시공된다.
배수구의 경우에는 시공된 콘크리트 암거의 외부 표면에 별도의 흙을 덮고, 도로포장을 함으로써, 배수구의 상부가 도로로 이용될 수 있게 된다.
이러한 콘크리트를 이용한 터널이나 배수구는 일정 기간 동안 보수가 필요치 않은 상태로 사용될 수 있으나, 일정 기간이 경과한 후 노후화로 인하여 암거의 표면에 손상이 발생되기 시작하며, 이러한 손상이 계속적으로 진행될 경우, 붕괴의 위험이 있었다.
붕괴의 위험을 해소하기 위한 방안으로 보수가 필요하나, 콘크리트에 의하여 시공된 터널이나 배수구의 경우, 보수 시공이 용이치 못한 원인 즉, 콘크리트로 이루어진 내부에 내부면을 서포터로 받치던가 강판으로 커버하게 될 경우, 강판의 외부와 콘크리트의 내부면 사이의 공간이 협소하여 볼트체결에 많은 어려움 등이 있어 보수 보다는 폐쇄하거나 철거한 후 재시공이 이루어짐에 따라 작업 시간과 비용이 더 지출되는 문제점이 있었다.
한편, 파형강판을 이용한 터널 구조물의 시공 및 유지 보수의 경우에도 동일한 문제점이 있었다.
본 발명은 기능성 볼트에 의하여 파형강판이 가로와 세로방향으로 겹쳐지도록 하는 것을 반복하여 노후화로 인하여 표면이 손상되기 시작한 콘크리트로 시공된 배수구 또는 터널의 내부가 커버되도록 함으로써, 노후화의 진행이 지연될 수 있도록 하고, 아울러 파형강판의 외부와 콘크리트 배수구 또는 터널 내부 사이로 제공되는 공간에 그라우팅액이 주입 및 경화되도록 함으로써, 강도를 더 증진시켜 안전성의 변동을 막을 수 있도록 하는 가운데 콘크리트 배수구 또는 터널의 철거 및 재시공에 따른 작업 시간과 비용이 지출되는 것을 방지할 수 있도록 하고, 아울러 신규 터널의 시공시 굴착된 터널의 내부에 파형강판이 기능성 볼트에 의하여 커버되어지도록 한 것이다.
본 발명은 파형강판(P)(P')의 가장자리가 가로와 세로방향으로 겹쳐지게 맞대어지며, 맞대어진 파형강판(P)(P')의 내측에서 외측으로 기능성 볼트(10)에 의하여 결합되어지게 시공되는 기능성 파형강판 구조물 시공방법에 있어서, 상기 파형강판(P)의 가장자리에 천공된 볼트관통홀(H)에 가로 또는 세로방향으로 맞대어지는 다른 파형강판(P')에 천공된 볼트관통홀(H')의 중심이 일치되게 하는 중심 일치단계(S100)와; 상기 중심이 일치된 볼트관통홀(H)(H')의 내측에서 외측으로 확장가이드부재(12)가 쐐기편(13)에 의하여 볼트 몸체(111)에 끼워지게 결합된 상기 기능성 볼트(10)가 관통되어 상기 볼트관통홀(H')에 걸려지게 삽입되는 기능성 볼트 삽입단계(S200); 및 상기 볼트헤드(112)를 스패너로 회전시켜 쐐기편(13)이 숫나사부(113)를 따라 상기 볼트헤드(112)를 향하여 이동되면서 확장가이드부재(12)의 절취홈(124)을 벌려 확장편(125)이 확장되면서 파형강판(P)과 다른 파형강판(P')이 결합되어지는 기능성 볼트 체결단계(S300)로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 기능성 볼트 체결단계(S300) 이후에 파형강판(P)에 천공된 그라우팅 주입홀(GH)에 그라우팅 주입구(GI)를 연결하여 그라우팅액(GL)이 주입되어지는 그라우팅액 주입단계(S400)와; 상기 그라우팅액(GL)이 파형강판(P)(P')의 외부로 주입된 후 그라우팅 주입구(GI)를 분리하고, 그라우팅주입홀(GH)을 마개로 닫는 주입홀 폐쇄단계(S500)가 더 포함됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 기능성 볼트(10)는 볼트 몸체(111)의 일측에 볼트 헤드(112)가 일체로 형성되어지되, 상기 볼트 몸체(111)의 타측 외주연부에는 숫나사부(113)가 형성되어지고, 상기 볼트 몸체(111)에 확장가이드부재(12)가 관통되게 삽입되어지되, 상기 볼트 몸체(111)가 확장가이드부재(12)를 관통하여 상기 숫나사부(113)가 노출되어지고, 상기 노출된 숫나사부(113)에 쐐기편(13)이 나사결합됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 확장가이드부재(12)는 확장부(121)의 일측에 다각머리부(122)가 일체로 형성되어지고, 상기 다각머리부(122)에 축방향으로 볼트관통공(123)이 형성되어지고, 상기 확장부(121) 외주연부에는 다수개의 절취홈(124)이 축방향을 따라 형성되어 장방향의 확장편(125)이 형성됨을 특징으로 한다.
그리고 상기 쐐기편(13)은 원추형태로 형성되어지되, 축방향으로 관통공(131)이 형성되고, 상기 관통공(131)의 내주연부에 암나사부(132)가 형성되며, 외주연부에는 축방향을 갖는 미끄럼방지구(133)가 형성됨을 특징으로 한다.
본 발명은 각각의 파형강판이 가로방향과 세로방향으로 겹쳐지게 맞대어진 상태에서 내측에서부터 외측을 향하여 기능성 볼트를 삽입하여 파형강판이 조립된 상태로 조여질 수 있도록 함으로써, 외부 공간이 협소할 경우라도 용이한 작업이 이루어질 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이를 통해 콘크리트 터널 또는 배수구 등의 내부에서 용이한 작업이 이루어질 수 있도록 작업성을 향상 시킨 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이를 통해 콘크리트 터널 또는 배수구의 내부 표면에서 박리되어 하부로 낙하되어지는 콘크리트 조각에 의하여 주행중인 차량의 경우, 파손되는 것을 방지할 수 있도록 하는 가운데 보행자의 경우, 부상을 입는 것을 막을 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.
또한, 파형강판에 의하여 노후화된 콘크리트 내측 표면이 커버되도록 한 상태에서 파형강판과 콘크리트 암거 사이의 공간에 별도의 그라우팅액이 주입되어 경화될 경우, 콘크리트 암거의 표면과 그라우팅액 및 파형강판의 표면을 일체화시켜 충분한 강도가 유지되어 수명을 더 연장시킨 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이를 통해 노후화된 콘크리트의 철거 및 재시공에 따른 작업 시간과 비용이 지출되는 것을 방지할 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.
그리고 신규 터널 시공시 굴착된 터널의 내부에 파형강판이 기능성 볼트에 의하여 커버되어지도록 할 경우, 작업자의 부상을 방지하는 가운데 시공기간과 시공비를 절감할 수 있도록 하고, 아울러 커버된 외부로 그라우팅액이 주입되도록 할 경우, 커버와 굴착된 부분 사이의 공극이 제거되도록 하여 충분한 강도가 유지될 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 기능성 파형강판 구조물 시공방법을 도시한 순서도.
도2는 본 발명에 따른 기능성 파형강판 구조물 시공방법에 의하여 시공된 파형강판 구조물을 도시한 사시도.
도3은 본 발명에 따른 파형강판 구조물의 요부를 확대하여 도시한 사시도.
도4는 본 발명에 따른 파형강판 구조물에 사용된 기능성 볼트를 도시한 사시도.
도5는 본 발명에 따른 파형강판 구조물에 사용된 기능성 볼트의 분해 사시도.
도6은 본 발명에 따른 파형강판 구조물에 사용된 기능성 볼트의 내,외부를 절개하여 도시한 사시도.
도7은 본 발명에 따른 파형강판 구조물의 시공과정을 도시한 예시도.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도4는 본 발명에 따른 파형강판 구조물에 사용된 기능성 볼트를 도시한 사시도이고, 도5는 본 발명에 따른 파형강판 구조물에 사용된 기능성 볼트의 분해 사시도이고, 도6은 본 발명에 따른 파형강판 구조물에 사용된 기능성 볼트의 내,외부를 절개하여 도시한 사시도이다.
본 발명에 따른 기능성 파형강판 구조물은 구조물의 외측 즉, 상부측의 공간이 협소할 경우라도 구조물의 내측 공간에서 기능성 볼트를 이용하여 파형강판이 용이하게 결합될 수 있도록 작업성을 향상시킨 것으로 기능성 볼트(10)는 도4 내지 도6에 도시된 바와 같이, 소정 길이를 갖는 볼트 몸체(111)의 일측에 스페너로 회전시키기 위한 볼트 헤드(112)가 일체로 형성되어 있다.
상기 볼트 몸체(111)의 타측 외주연부에는 후술하는 쐐기편(13)이 나사결합되도록 하기 위한 숫나사부(113)가 일정 길이로 형성되어 있고, 상기 볼트 몸체(111)는 외부에 쐐기편(13)에 의하여 외측방향으로 확장되는 기능을 갖는 확장가이드부재(12)가 관통된 형태로 삽입되어 있다.
상기 볼트 몸체(111)는 확장가이드부재(12)를 관통하여 숫나사부(113)가 소정 길이로 노출되어 쐐기편(13)이 용이하게 결합된 상태가 유지될 수 있게 구비되어 있다.
상기 확장가이드부재(12)는 파형강판(P)(P')의 외측에서 볼트헤드(112)를 향하여 확장편(125)이 확장되어 조임력이 발생되는 것으로 원통형태를 갖는 확장부(121)의 일측에 스패너로 고정하기 위한 다각머리부(122)가 형성되어지고, 상기 다각머리부(122)에 축방향으로 볼트관통공(123)이 형성되어 볼트 몸체(111)가 관통될 수 있게 구비되어 있다.
상기 확장부(121) 외주연부에는 다수개의 절취홈(124)이 축방향을 따라 형성됨으로써, 장방향의 확장편(125)이 형성되어 쐐기편(13)이 숫나사부(113)를 따라 볼트헤드(112) 방향으로 이동함과 동시에 외측으로 확장될 수 있게 구비되어 있다.
상기 쐐기편(13)은 확장가이드부재(12)의 확장편(125)이 확장되도록 하는 가운데 확장된 상태가 계속적으로 유지될 수 있도록 한 것으로 원추형태를 갖도록 형성되어 있다.
상기 관통공(131)의 내주연부에는 숫나사부(113)에 나사결합되는 암나사부(132)가 형성되어 있고, 상기 쐐기편(13)의 외주연부에는 축방향을 갖는 미끄럼방지구(133)가 형성되어 볼트헤드(112)를 회전시키는 과정에서 쐐기편(13)이 같이 회전되는 것을 방지할 수 있게 구비되어 있다. 즉, 미끄럼방지구(133)에 확장편(125)의 단부가 맞대어지게 됨에 따라 상기 확장편(125)의 양측 모서리가 미끄럼방지구(133)에 삽입된 상태가 유지되어지게 된다.
도1은 본 발명에 따른 기능성 파형강판 구조물 시공방법을 도시한 순서도이고, 도2는 본 발명에 따른 기능성 파형강판 구조물 시공방법에 의하여 시공된 파형강판 구조물을 도시한 사시도이고, 도3은 본 발명에 따른 파형강판 구조물의 요부를 확대하여 도시한 사시도이고, 도7은 본 발명에 따른 파형강판 구조물의 시공과정을 도시한 예시도이다.
이러한 기능성 볼트를 이용하여 기능성 파형강판 구조물이 시공되는 과정은 다음과 같다.
먼저, 중심 일치단계(S100)로 노후화된 콘크리트 암거(50)의 내부에 파형강판(P)의 가장자리에 천공된 볼트관통홀(H)에 가로 또는 세로방향으로 맞대어지는 다른 파형강판(P')에 천공된 볼트관통홀(H')의 중심이 일치되도록 한 후 중심이 일치된 볼트관통홀(H)(H')의 내측에서 외측으로 확장가이드부재(12)가 쐐기편(13)에 의하여 볼트 몸체(111)에 끼워지게 결합된 기능성 볼트(10)가 관통되도록 한다(기능성 볼트 삽입단계(S200)). 이때, 볼트헤드(113)에 맞대어진 확장가이드부재(12)의 다각부재(123)가 상기 볼트관통홀(H')에 걸려지게 삽입되도록 한다.
다음, 기능성 볼트 체결단계(S300)로 볼트헤드(112)를 스패너로 회전시켜 쐐기편(13)이 숫나사부(113)를 따라 상기 볼트헤드(113)를 향하여 이동된다. 이후 쐐기편(13)이 확장가이드부재(12)의 절취홈(121)을 벌려 확장편(122)(122')이 확장되면서 파형강판(P)과 다른 파형강판(P')이 결합되어지는 것을 통해 시공이 이루어진다. 이때, 볼트관통홀(H')에 걸려진 다각부재(123)를 다른 스패너로 고정한 상태에서 작업이 이루어도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 콘크리트 암거(50)의 내부에 파형강판(P)의 가장자리에 가로 또는 세로방향으로 맞대어져 내측에서 외측을 향하여 삽입되는 기능성 볼트(10)에 의하여 각각의 파형강판(P)(P')이 결합된 상태로 시공되도록 하였으나, 이후 파형강판(P)에 천공된 그라우팅 주입홀(GH)에 그라우팅 주입구(GI)를 연결하여 그라우팅액(GL)이 주입되어지는 그라우팅액 주입단계(S400) 및 그라우팅액(GL)이 파형강판(P)(P')의 외부로 주입된 후 그라우팅 주입구(GI)를 분리하고, 그라우팅주입홀(GH)을 마개로 닫는 주입홀 폐쇄단계(S500)가 더 포함되도록 할 수 있다.
이러한 경우, 콘크리트 암거의 표면과 그라우팅액 및 파형강판의 표면을 일체화시켜 충분한 강도가 유지되어 수명을 더 연장되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 기능성 파형강판 구조물이 콘크리트로 이루어진 배수구나 터널의 보수에 관련되어지도록 설명하였으나, 이러한 부수 이외에 신규로 시공되어지는 터널에도 그대로 적용이 가능하며, 이때, 커버된 외부로 그라우팅액이 주입되도록 할 경우, 커버와 굴착된 부분 사이의 공극이 제거되도록 하여 더 충분한 강도가 유지될 수 있게 된다.
10:기능성 볼트 12:확장가이드부재
13:쐐기편 111:볼트 몸체
112:볼트헤드 113:숫나사부
122:다각머리부 124:절취홈
125:확장편 H,H':볼트관통홀
P,P':파형강판 S100:중심 일치단계
S200:기능성 볼트 삽입단계
S300:기능성 볼트 체결단계

Claims (5)

  1. 파형강판(P)(P')의 가장자리가 가로와 세로방향으로 겹쳐지게 맞대어지며, 맞대어진 파형강판(P)(P')의 내측에서 외측으로 기능성 볼트(10)에 의하여 결합되어지게 시공되는 기능성 파형강판 구조물 시공방법에 있어서,
    상기 파형강판(P)의 가장자리에 천공된 볼트관통홀(H)에 가로 또는 세로방향으로 맞대어지는 다른 파형강판(P')에 천공된 볼트관통홀(H')의 중심이 일치되게 하는 중심 일치단계(S100)와;
    상기 중심이 일치된 볼트관통홀(H)(H')의 내측에서 외측으로 확장가이드부재(12)가 쐐기편(13)에 의하여 볼트 몸체(111)에 끼워지게 결합된 상기 기능성 볼트(10)가 관통되어 상기 볼트관통홀(H')에 걸려지게 삽입되는 기능성 볼트 삽입단계(S200); 및
    상기 볼트헤드(112)를 스패너로 회전시켜 쐐기편(13)이 숫나사부(113)를 따라 상기 볼트헤드(112)를 향하여 이동되면서 확장가이드부재(12)의 절취홈(124)을 벌려 확장편(125)이 확장되면서 파형강판(P)과 다른 파형강판(P')이 결합되어지는 기능성 볼트 체결단계(S300)로 이루어짐을 특징으로 하는 기능성 파형강판 구조물 시공방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기능성 볼트 체결단계(S300) 이후에 파형강판(P)에 천공된 그라우팅 주입홀(GH)에 그라우팅 주입구(GI)를 연결하여 그라우팅액(GL)이 주입되어지는 그라우팅액 주입단계(S400)와;
    상기 그라우팅액(GL)이 파형강판(P)(P')의 외부로 주입된 후 그라우팅 주입구(GI)를 분리하고, 그라우팅주입홀(GH)을 마개로 닫는 주입홀 폐쇄단계(S500)가 더 포함됨을 특징으로 하는 기능성 파형강판 구조물 시공방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기능성 볼트(10)는 볼트 몸체(111)의 일측에 볼트 헤드(112)가 일체로 형성되어지되, 상기 볼트 몸체(111)의 타측 외주연부에는 숫나사부(113)가 형성되어지고, 상기 볼트 몸체(111)에 확장가이드부재(12)가 관통되게 삽입되어지되, 상기 볼트 몸체(111)가 확장가이드부재(12)를 관통하여 상기 숫나사부(113)가 노출되어지고, 상기 노출된 숫나사부(113)에 쐐기편(13)이 나사결합됨을 특징으로 하는 기능성 파형강판 구조물 시공방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 확장가이드부재(12)는 확장부(121)의 일측에 다각머리부(122)가 일체로 형성되어지고, 상기 다각머리부(122)에 축방향으로 볼트관통공(123)이 형성되어지고, 상기 확장부(121) 외주연부에는 다수개의 절취홈(124)이 축방향을 따라 형성되어 장방향의 확장편(125)이 형성됨을 특징으로 하는 기능성 파형강판 구조물 시공방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 쐐기편(13)은 원추형태로 형성되어지되, 축방향으로 관통공(131)이 형성되고, 상기 관통공(131)의 내주연부에 암나사부(132)가 형성되며, 외주연부에는 축방향을 갖는 미끄럼방지구(133)가 형성됨을 특징으로 하는 기능성 파형강판 구조물 시공방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102274910B1 (ko) * 2021-03-08 2021-07-12 대한강관 주식회사 콘크리트를 충진하는 파형강관을 결합한 파형강판 구조물 보강 구조

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KR102274910B1 (ko) * 2021-03-08 2021-07-12 대한강관 주식회사 콘크리트를 충진하는 파형강관을 결합한 파형강판 구조물 보강 구조

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