KR20170108763A - 복수 개의 강관을 갖는 콘크리트 합성 암거구조물 - Google Patents

복수 개의 강관을 갖는 콘크리트 합성 암거구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수 개의 강관을 갖는 콘크리트 합성 암거구조물에 관한 것이다.
본 발명의 암거 구조물은 각각의 관로를 형성하도록 횡방향으로 간격을 두고 위치되어 있고, 각각 주름형성부가 나선을 그리며 형성되어 있는 복수 개의 주름형 강관; 상기 주름형 강관의 외측에 타설되어 형성된 것으로서 주름형 강관을 감싸는 형태로 위치되면서 주름형 강관 사이의 간격이 벌어지지 않도록 일체화되게 타설되어 있는 콘크리트피복층; 주름형 강관 사이에 위치되어 콘크리트피복층을 형성하기 전 주름형 강관 사이의 간격이 유지되도록 하는 간격형성체;를 포함하여 구성된다.
본 발명의 암거 구조물은, 주름형 강관의 외측에 콘크리트피복층이 형성된 강관과 콘크리트 합성 암거구조물이어서 매설깊이에 관계없이 목적하는 강성이 확보되는 특징이 있다.
또, 복수 개의 강관이 간격을 두고 위치된 상태에서 강관의 외측에 콘크리트가 타설되어 콘크리트피복층이 형성된 것이어서 설치가 용이할 뿐 아니라 처짐현상이 방지되어 부분적인 침하에 대응하는 효과가 우수한 특징이 있다.

Description

복수 개의 강관을 갖는 콘크리트 합성 암거구조물{Concrete-encased Culvert Structure Comprising Multiple Steel Pipes}
본 발명은 건설 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력구나 지하배수관 또는 소하천의 교량 시공에 사용할 수 있는 콘크리트 합성 암거구조물에 관한 것이다.
암거란 물이 소통하도록 땅속이나 구조물 밑으로 낸 도랑을 의미하는데 이러한 암거의 시공에는 현장타설법과 조립식암거공법이 사용되고 있다.
현장타설법은 지반을 개착 후 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 암거를 형성하는 방법이다.
현장타설법은 조립식암거공법에 비하여 상대적으로 넓은 지반을 개착하게 되고, 물길을 돌려야 하는 등 자연훼손이 상대적으로 많이 발생되는 문제점이 있다.
조립식암거공법은 암거의 시공을 위해 제작된 암거구조물을 개착된 현장에서 연결하여 설치하는 방법인데 암거구조물은 대부분 콘크리트 재질로 이루어져 있다.
한국 특허등록 10-1021362호에는 연결을 위한 암거구조물의 구조가 제시되어 있다.
조립식암거공법에서는 부분적인 지반의 침하로 인하여 이웃한 암거구조물과의 연결부가 벌어지면서 누수가 발생되는 문제점 등이 있었다.
이를 해소하기 위하여 깊게 매설하는 방법이 사용되고 있는데 그 효과가 기대에 미치지 못할 뿐 아니라 작업시간이 길어지는 등 시공비가 증가하는 문제점이 있었다.
관로의 시공에 많이 사용되는 또다른 소재로 강관이 있는데, 강관은 관로의 형성에 주로 사용되지만 기초구조물, 지지구조물, 기둥부재 등 건설분야에서 다양하게 사용되고 있다.
강관은 길이가 길수록 처짐현상이 발생되기 때문에 관로의 형성을 위해 눕혀져 설치된 경우 등에서 국부적인 좌굴이 발생하기 쉽고, 이러한 좌굴현상이 심할 경우 관로의 연결부에서 누수가 발생되기도 한다.
초기의 강관은 주물 형태로 구현되었으나 최근에는 강판을 말아서 관 형태를 만들고 강판의 마주하는 양끝을 락심결합하여 유체가 유동 가능한 강관으로 제조되고 있다.
한국 특허등록 제10-0780853호 및 한국 특허등록 제10-0935531호에는 락심결합하여 강관을 제조하는 기술에 대하여 제시되어 있다.
강관은 콘크리트관에 비하여 좌굴현상 등이 발생하기 쉬워 이러한 단점을 해소하기 위하여 강관의 외측이나 내측에 콘크리트피복층을 형성시킨 관도 안출되었다.
이러한 강관은 콘크리트충전강관(Concrete Filled Tube, CFT)라고 부르는데, 이와 같은 CFT관은 강도에서는 이점이 있으나, 그 무게 때문에 사용을 기피하게 되는 단점이 있다.
강관의 강성을 보완하기 위한 구조로서 강관의 외측에 주름이 형성된 주름형 강관이 안출되었다.
그러나 주름형성부에 의한 강도의 보강에는 한계가 있어 우수한 강성이 요구되는 경우에는 강관의 내부나 외부에 콘크리트피복층을 형성하는 CFT관이 여전히 사용되고 있었다.
또, 주름형성부가 유체의 흐름에 영향을 주고, 주름형성부에 모래 등의 이물질이 쌓이게 되는데 그러한 이물질의 제거가 용이하지 않아 주름형 강관을 선호하지 않는 경우도 많았다.
더욱이, 강관의 소재인 강판이 도금이나 코팅 같은 피복이 형성된 피복 강판인 경우에는, 강판을 말아서 강관으로 만들기 전에 강판에 주름을 형성하는 공정에서, 또는 강판을 말아서 강관으로 만드는 공정에서, 나아가 제조된 강관의 운반/시공 과정에서, 주름 부근의 피복이 벗겨지는 등 손상되는 경우가 종종 발생하여 문제가 되었다.
한국 특허등록 제10-1021362호 한국 특허등록 제10-0780853호 한국 특허등록 제10-0935531호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 강성이 우수하여 매설깊이와 관계없이 목적하는 강성을 확보할 수 있으며, 설치가 용이할 뿐 아니라 처짐현상이 방지되어 부분적인 침하에 대응하는 효과도 우수한 암거용 구조물을 제공하려는데 목적이 있다.
본 발명에서는, 주름형 강관의 외측에 콘크리트피복층이 형성된, 강관과 콘크리트 합성 암거구조물이 되도록 하여, 매설깊이에 관계없이 목적하는 강성을 확보하도록 하고, 복수 개의 강관이 간격을 두고 위치된 상태에서 강관의 외측에 콘크리트가 타설되어 콘크리트피복층이 형성된 형태가 되도록 함으로써, 설치가 용이할 뿐 아니라 처짐현상이 방지되어 부분적인 침하에 대응하는 효과가 우수하도록 한다.
이러한 본 발명의 암거구조물은 각각의 관로를 형성하도록 횡방향으로 간격을 두고 위치되어 있고, 각각 주름형성부가 나선을 그리며 형성되어 있는 복수 개의 주름형 강관을 갖는다.
또, 주름형 강관의 외측에 타설되어 형성된 것으로서 주름형 강관을 감싸는 형태로 위치되면서 주름형 강관 사이의 간격이 벌어지지 않도록 일체화되게 타설되어 있는 콘크리트피복층을 갖는다.
또, 주름형 강관 사이에 위치되어 콘크리트피복층을 형성하기 전 주름형 강관 사이의 간격이 유지되도록 하는 간격형성체를 갖는다.
상기 주름형성부의 높이와 폭 및 모서리부의 라운드 비율이 적정한 수치범위 이내에 있도록 하여 강성이 더욱 향상됨으로써 더욱 우수한 강성이 확보되도록 한다.
상기 주름형 강관은 주름형성부가 형성된 강판의 마주하는 끝부분을 락심(Lock seam) 결합하여 형성된 주름형 강관으로서, 주름형성부는 나선을 그리며 연장되어 있고, 횡단면을 기준으로 할 때 상부로 연장되어 있는 측면부와, 상기 측면부의 하부지점으로서 주름형성부를 형성하지 않는 부분과 연결되고 강관의 내측으로 볼록한 곡면을 형성하고 있는 돌출지점라운드부와, 측면부의 상부지점으로서 강관의 외측으로 볼록한 곡면을 형성하고 있는 상부라운드부, 및 상부라운드부를 연결하고 있는 상부를 갖는 형태가 되도록 한다.
또, 돌출지점라운드부는 주름형성부 높이의 24∼50%에 해당하는 곡률반경을 갖는 라운드 구조가 되도록 한다.
또, 상부라운드부는 주름형성부 높이의 24∼50%에 해당하는 곡률반경을 갖는 라운드 구조가 되도록 한다.
본 발명의 암거 구조물은, 주름형 강관의 외측에 콘크리트피복층이 형성된 강관과 콘크리트 합성 암거구조물이어서 매설깊이에 관계없이 목적하는 강성이 확보되는 특징이 있다.
또, 복수 개의 강관이 간격을 두고 위치된 상태에서 강관의 외측에 콘크리트가 타설되어 콘크리트피복층이 형성된 것이어서 설치가 용이할 뿐 아니라 처짐현상이 방지되어 부분적인 침하에 대응하는 효과가 우수한 특징이 있다.
또, 강관이 주름형성부를 갖는 강판을 나선형으로 말고 마주하는 끝부분을 락심결합하여 주름형성부가 나선을 그리며 형성된 주름형 강관이되, 주름형성부의 모서리부분이 라운드형태(돌출지점라운드부, 상부라운드부)로 된 경우 강성이 더욱 우수하고, 이물질도 적게 쌓이며, 주름형성부에 쌓인 이물질의 제거도 용이한 특징이 있다.
또, 주름형성부의 높이와 폭 및 모서리부의 라운드 비율이 적정한 수치범위 이내에 있는 경우 강성이 더욱더 우수한 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 복수 개의 강관을 갖는 콘크리트 합성 암거구조물을 설명하기 위한 개략도
도 2는 본 발명 복수 개의 강관을 갖는 콘크리트 합성 암거구조물을 제조하는 과정을 설명하기 위한 개략도
도 3은 도 2에 사용되는 간격형성체를 설명하기 위한 분해 사시도
도 4는 도 3의 간격형성체 결합 사시도
도 5는 본 발명의 구성요소인 간격형성체의 또 다른 형태를 설명하기 위한 사시도
도 6은 도 5에 도시된 간격형성체를 설명하기 위한 단면도
도 7은 본 발명의 구성요소인 간격형성체의 또 다른 형태를 설명하기 위한 사시도
도 8은 도 7에 도시된 간격형성체를 설명하기 위한 단면도
도 9는 도 8에 도시된 간격형성체의 사시도
도 10은 본 발명의 구성요소인 간격형성체의 또 다른 형태를 설명하기 위한 사시도
도 11은 도 10에 도시된 간격형성체의 사용 상태를 설명하기 위한 단면도
도 12는 락심결합을 통해 완성된 종래의 주름형 강관을 도시한 개략도
도 13은 본 발명의 구성요소인 주름형 강관을 제조하는 과정의 강판가공단계에 의해 완성된 강판을 설명하기 위한 개략적 사시도
도 14는 도 13에 도시된 주름형성부를 설명하기 위한 정면도
도 15는 도 13에 도시된 강판의 주름형성부를 설명하기 위한 개략적 사시도
도 16은 도 13에 도시된 강판의 주름형성부를 설명하기 위한 정면도
도 17은 도 16에서의 주름형성부 높이 등을 설명하기 위한 개략도
도 18은 본 발명의 구성요소인 주름형 강관의 개략적 사시도
도 19는 본 발명의 구성요소인 주름형 강관을 설명하기 위한 단면도
도 20은 본 발명의 구성요소인 주름형 강관 제조에 사용되는 포밍장치를 설명하기 위한 개략도
도 21은 본 발명의 구성요소인 주름형 강관 제조에 사용되는 포밍장치의 포밍부를 설명하기 위한 개략도
도 22는 도 21에 도시된 각각의 포밍부를 경유하면서 주름형성부가 형성되는 과정을 설명하기 위한 개략도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 암거 구조물에 관한 것이다.
그런데 본 발명은 강성이 우수하여 매설깊이와 관계없이 목적하는 강성을 확보할 수 있으며, 설치가 용이할 뿐 아니라 처짐현상이 방지되어 지반의 부분적인 침하에 대응하는 효과도 우수한 암거용 구조물을 제공하려는 목적을 갖는다.
이를 위하여 본 발명에서는 주름형 강관의 외측에 콘크리트피복층이 형성된 강관-콘크리트 합성 암거구조물이 되도록 하여 매설깊이에 관계없이 목적하는 강성을 확보할 수 있도록 한다.
이러한 본 발명의 암거 구조물은 복수 개의 주름형 강관(100), 콘크리트피복층(200), 간격형성체(300)를 포함하여 구성된다.
주름형 강관(100)은 각각의 관로를 형성하도록 횡방향으로 간격을 두고 위치되어 있고, 각각 주름형성부(110)가 나선을 그리며 형성되어 있다.
주름형 강관(100)을 사용하면 강관 자체의 강성도 우수하지만 콘크리트피복층(200)과 일체화되는 효과가 우수하고, 콘크리트피복층(200)에 가해지는 하중이 주름형성부(110)에 의해 분산되는 효과를 얻을 수 있다.
콘크리트피복층(200)은 주름형 강관(100)의 외측에 타설되어 형성된 것으로서 주름형 강관(100)을 감싸는 형태로 위치되면서 주름형 강관(100) 사이의 간격이 벌어지지 않도록 일체화되게 타설되어 있는 구성요소이다.
즉, 타설된 콘크리트의 양생이 완료되면 주름형 강관(100)과 양생에 의해 형성된 콘크리트피복층(200)은 분리될 수 없이 일체화된 형태가 되는 것이다.
복수 개의 강관이 콘크리트피복층(200)에 의해 일체화된 형태가 되기 때문에 설치된 지반이 부분적으로 침하되더라도 암거 구조물의 침하는 방지된다.
본 발명의 암거 구조물은 복수 개의 강관(100)이 간격을 두고 위치되면서 횡방향으로 넓으며, 이로 인하여 어느 하나의 강관 하부의 지반이 침하되더라도 이러한 지반의 침하에 대응하는 효과가 우수한 것이다.
또, 복수 개의 강관(100)을 통해 관로를 형성하는 효과가 있고, 강관 사이의 간격이 일정하게 유지되어 있는 것이기 때문에 설치가 용이한 것이다.
첨부된 도면에서는 주름형 강관(100)이 횡방향으로 2개 구비된 형태이지만 더 많은 수의 강관이 구비된 형태로 구현될 수도 있는 것이다.
본 발명의 구성요소인 간격형성체(300)는 주름형 강관(100) 사이에 위치되어 콘크리트피복층(200)을 형성하기 전 주름형 강관(100) 사이의 간격이 유지되도록 하는 구성요소이다.
이러한 간격형성체(300)는 다양한 형태로 구현 가능하다.
그러나 간격형성체(300)는 주름형 강관(100) 사이의 간격을 조절할 수 있는 형태로 구현하는 것이 콘크리트피복층(200)을 형성하기 전 작업이 용이하여 바람직하다.
구체적인 예로 설명하면, 도 3과 같이 각각의 강관(100)에 용접되는 고정판(311)을 가지며 고정판(311)의 외측에 위치되고 중앙부에 연결돌기(312a)가 형성된 연결부재(312)를 갖고, 연결돌기(312a)가 관통되는 관통홀(313a)이 형성되어 연결부재(312)를 덮는 구조로 상기 고정판(311)과 결합되는 덮개부재(313)를 가지며, 마주하는 연결부재(312)를 연결하는 이격부재(314)를 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
도 3과 같은 구조는 이격부재(314)를 적정한 길이를 갖는 것으로 선택하여 사용함으로써 강관(100) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 물론, 도 3에서와 같이 이격부재(314)에 장홈(314a)이 형성되어 있고, 연결부재(312)의 연결돌기(312a)가 장홈(314a)을 통한 이격부재(314)의 이동을 허용하도록 충분히 돌출된 경우에는 장홈(314a)을 통해 강관 사이의 간격을 조절할 수도 있다.
첨부된 도면에서는 이격부재(314)가 볼팅되어 있으나 용접 방식으로 일체화될 수도 있다.
간격형성체(300)의 또 다른 형태로서 도 5 및 도 6과 같은 형태로 구현할 수도 있다.
구체적으로 설명하면, 간격형성체(300)는 볼록한 반원구조로 이루어져 있는데 간격형성체(300)의 하부가 지지부(210)의 상면에 고정되어 있고, 간격형성체(300)의 볼록한 상부에 주름형 강관(100)의 측면이 접촉되어 있다.
이 경우 간격형성체(300)와 주름형 강관(100)의 접촉부는 용접 등의 방식으로 일체화된다.
간격형성체(300)의 또 다른 형태로서 도 7 및 도 8과 같은 형태로 구현할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 간격형성체(300)는 강관(100)의 사이에 수직으로 세워지는 타워구조로 이루어져 있는데 이러한 간격형성체(300)는 하부가 지지부(210)의 상부에 고정되고 상부에 강관(100)이 접촉되며, 접촉부가 용접 등의 방식으로 일체화되는 구조이다.
도 5나 도 7의 구조는 간격형성체(300)를 미리 설치해 놓고 강관(100)을 위치시켜 용접 등의 방식으로 고정한 후 콘크리트를 타설하는 형태로 작업할 수 있어 작업성이 좋은 특징이 있다.
간격형성체(300)의 또 다른 형태로서 도 10 및 도 11의 형태가 있다.
구체적으로 설명하면, 강관(100)의 상부에 삽입되는 곡면부(320)가 좌, 우에 위치되는 구조이다.
이러한 구조에서는 간격형성체(300)를 고정하기 위한 고정부(330)를 갖는 형태로 구현하는 것이 좋다.
고정부(330)가 없는 형태로 구현할 수도 있으나 고정부(330)를 갖는 것이 바람직한 것이다.
첨부된 도면에서는 콘크리트나 자갈 등을 포함하는 지지부(210)를 미리 형성해 놓고 그 위에 강관(100)을 위치시킨 후 콘크리트를 타설하여 양생함으로써 제조하는 구조를 도시하고 있으나 이러한 형태가 아닌 거푸집 사용방식 등으로 제작할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 콘크리트피복층(200)은 메쉬 형태의 보강재(220)를 포함하고 있는 형태로 구현된 것일 수 있으며, 이러한 보강재는 철제 메쉬가 바람직하다. (도 1 참조)
본 발명에 사용되는 주름형 강관은 주름형성부를 갖는 강판을 나선형으로 말고 마주하는 끝부분을 락심결합하여 주름형성부가 나선을 그리며 형성된 주름형 강관이 바람직하다.
본 출원의 발명자는 주름형성부의 모서리부분이 라운드형태가 되도록 함으로써 강성이 더욱 향상되고, 이물질도 적게 쌓이며, 주름형성부에 쌓인 이물질의 제거도 용이한 구조를 안출하였다.
이러한 본 발명의 주름형 강관(100)은 주름형성부(110)가 형성된 강판(10)의 마주하는 끝부분을 락심(Lock seam) 결합하여 형성된 주름형 강관으로서, 주름형성부(110)는 나선을 그리며 연장되어 있다.
또, 횡단면을 기준으로 할 때 상부로 연장되어 있는 측면부(111)를 갖는다.
또, 측면부(111)의 하부지점으로서 주름형성부(110)를 형성하지 않는 부분과 연결되고 강관(100)의 내측으로 볼록한 곡면을 형성하고 있는 돌출지점라운드부(112)를 갖는다.
또, 측면부(111)의 상부지점으로서 강관의 외측으로 볼록한 곡면을 형성하고 있는 상부라운드부(113)를 갖는다.
또, 상부라운드부(113)를 연결하고 있는 상부(114)를 갖는다.
주름형성부(110)가 나선을 형성하면서 강관(100)의 길이 방향으로 연장되어 있는 본 발명에서와 같은 구조가 강성이 더 우수한 것으로 확인되었으며, 이러한 구조에 본원발명에서와 같이 돌출지점라운드부(112)와 상부라운드부(113)를 갖는 경우 강성이 크게 향상됨을 알 수 있었다.
즉, 주름형성부(110)가 나선을 형성하면서 강관의 길이 방향으로 연장되어 있다고 하더라도 본원발명의 돌출지점라운드부(112)에 해당하는 지점이나 상부라운드부(113)에 해당하는 지점이 종래기술에서와 같이 직각 등의 형태로 꺾여 있는 경우에는 강성이 본원발명의 강관에 크게 미치지 못하는 결과를 얻은 것이다.
그런데 본원발명에서와 같은 구조에서도 돌출지점라운드부(112)와 상부라운드부(113)의 곡률반경(R1, R2)에 따라서 강성 향상효과가 크게 달라지는 결과를 얻었다.
돌출지점라운드부(112)는 주름형성부(110) 높이의 24∼50%에 해당하는 곡률반경(R1)을 갖는 라운드 구조일 경우 비교적 우수한 강성향상 효과를 얻을 수 있었다.
또, 상부라운드부(113)는 주름형성부(110) 높이의 24∼50%에 해당하는 곡률반경(R2)을 갖는 라운드 구조일 경우 비교적 우수한 강성향상 효과를 얻을 수 있었다.
전술한 상부(114)는 직선을 이루고 있는 직선구간(L)을 갖는 형태로 구현하는 것이 좋았다.
본 발명의 주름형 강관(100) 내측면이나 외측면에 아연코팅, 폴리머코팅, 세라믹코팅 중 어느 하나 이상의 코팅이 이루어져 있도록 하여 내부식성 등이 강화되도록 할 수 있다.
아연, 폴리머 또는 세라믹을 코팅함에 있어서는 200∼800g/㎡ 정도로 코팅되도록 하는 것이 좋다.
특히, 아연은 그 특성상 200∼800g/㎡를 지킬 필요성이 더욱 크게 나타났다.
본원발명은 돌출지점라운드부(112)나 상부라운드부(113)가 곡면을 이루고 있어서 코팅되는 아연, 폴리머, 세라믹 등이 뭉침현상 없이 고르게 코팅되기 때문에 코팅효율이 우수할 뿐 아니라 이물질의 정체도 적고 쌓이는 이물질의 제거도 용이하다. 주름형 강관은 주름형성부로 인하여 홈(13)이 형성되는 형태이기 때문에 이 홈(13)에 이물질이 쌓이는 현상이 발생되므로 이물질이 쌓이는 것을 방지할 필요성이 있고, 쌓인 이물질을 용이하게 제거할 수 있는 것이 중요하다.
또한, 종래기술과 같이 돌출지점라운드부(112)에 해당하는 지점이나 상부라운드부(113)에 해당하는 지점이 직각 등의 형태로 꺾여 있는 경우에는 코팅되는 아연, 폴리머, 세라믹 등의 뭉침현상이 발생되는 등 코팅이 고르게 이루어지지 못하는 문제점이 있는 것이다.
더욱이, 종래기술과 같이 돌출지점라운드부(112)나 상부라운드부(113)에 해당하는 지점을 직각에 가깝게 날카롭게 꺾이도록 가공한다면, 도금이나 코팅 등의 피복층이 이미 형성되어 있는 피복 강판을 가공하여 주름형성부를 형성할 때에, 또는 이렇게 주름형성부가 형성된 피복 강판을 말아서 강관을 만들 때에도, 주름형성부의 날카로운 각도로 인해 피복층이 벗겨지는 등 손상되기 쉬웠다. 그러나, 본원발명과 같이 곡면으로 형성되는 돌출지점라운드부(112)나 상부라운드부(113)를 구비하는 경우 이러한 피복층의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 주름형 강관 제조방법은, 주름형성부(110)가 형성된 강판(10)의 마주하는 끝부분을 락심(Lock seam) 결합하여 주름형 강관(100)을 제조하는 방법으로서, 강판에 돌출된 주름형성부(110)를 형성하는 강판가공단계를 갖는다.
또, 강판가공단계 후 강판(10)의 내면과 외면 중 적어도 어느 한 면에 아연, 폴리머, 세라믹 중 적어도 어느 하나를 코팅하는 코팅단계를 갖는다.
또, 강판(10)을 나선형으로 감아서 나선형으로 연장된 주름형성부(110)를 형성하고 마주하는 끝부분을 락심결합하여 강관을 제조하는 강관제조단계를 갖는다.
강판가공단계에서 주름형성부(110)를 형성함에 있어 횡단면을 기준으로 할 때 상부로 연장되어 있는 측면부(111), 상기 측면부(111)의 하부지점으로서 주름형성부(110)를 형성하지 않는 부분과 연결되고 강관(100)의 내측으로 볼록한 곡면을 형성하고 있는 돌출지점라운드부(112), 상기 측면부(111)의 상부지점으로서 강관(100)의 외측으로 볼록한 곡면을 형성하고 있는 상부라운드부(113) 및 상부라운드부(113)를 연결하고 있는 상부(114)를 갖도록 형성한다.
락심 결합부에는 패킹을 설치하거나 방수제를 도포할 수도 있다.
강판가공단계에서는 포밍장치(30)에 장착된 포밍부(31)를 통과하면서 주름형성부(110)가 형성되는 것이 바람직하다.
또, 포밍부(31)는 상부 포밍롤(31a); 상부 포밍롤(31a)의 하측에 결합된 하부 포밍롤(31b)을 포함하고, 강판(10)은 복수 개의 포밍부(31)를 통과하면서 점진적으로 주름형성부(110)가 형성되는 것이 바람직하다. (도 20 내지 도 22 참조)
도 17과 같이 주름형성부(110)의 높이(H), 돌출지점라운드부(112)의 곡률반경(R1), 상부라운드부(113)의 곡률반경(R2), 주름형성부(110)의 폭(B), 돌출지점라운드부(112)와 상부라운드부(113)의 사이의 길이(C), 상부(114)의 직선구간(L)의 길이에 따른 강관의 강성을 확인하였다.
돌출지점라운드부(112)의 곡률반경(R1)에 따른 강관(100)의 강성을 확인하기 위하여 주름형성부(110)의 높이(H)와 상부라운드부(113)의 곡률반경(R2)의 길이는 고정하고, 돌출지점라운드부(112)의 곡률반경(R1)을 변경하여 폰 미제스 응력(폰 미제스 응력)과 수직 처짐 값을 확인하였다.
표 1은 돌출지점라운드부(112)의 곡률반경(R1) 변화에 따른 실시예와 비교예의 구조검토 결과이다.
구분 H(mm) R2(mm) R1(mm) B(mm) 폰 미제스 응력
N/㎡		 수직처짐
(mm)
비교예 1 19.1 - - 19.1 2.29 7.5e-010
살시예 1 19.1 9.55 9.55 19.1 1.85 1.48e-009
살시예 2 19.1 9.55 6 19.1 1.59 8.44e-010
실시예 3 19.1 9.55 4.5 19.1 1.82 7.35e-010
비교예 1은 본 발명에서와 같은 구조가 아니라 종래기술의 각형구조 주름형성부를 갖는 구조에 대한 수치이다.
표 1과 같이 본원발명에서의 구조는 비교예 1 보다 강성이 우수한 것으로 확인되었다.
또, 표 1의 실시예3과 같이 돌출지점라운드부(112)의 곡률반경(R1)이 주름형성부 높이(H)의 24% 이하로 떨어지면 폰 미제스 응력의 값이 다시 증가한다.
표 2는 주름형성부(110)의 높이(H)와 돌출지점라운드부(112) 곡률반경(R1)의 길이는 고정하고, 상부라운드부(113)의 곡률반경(R2)을 변경한 실시예 4, 5, 6에 대한 폰 미제스 응력와 수직 처짐 값이다.
구분 H(mm) R2(mm) R1(mm) B(mm) 폰 미제스 응력
N/㎡		 수직처짐
(mm)
실시예 4 19.1 9.55 4.5 19.1 1.82 7.35e-010
실시예 5 19.1 6 4.5 19.1 1.80 7.15e-010
실시예 6 19.1 4.5 4.5 19.1 1.81 7.09e-010
표 1의 비교예 1과 표 2의 실시예 4, 5, 6의 폰 미제스 응력을 비교하면 비교예1 보다 실시예 4, 5, 6의 라운드 주름형성부의 강성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
실시예 6과 같이 상부라운드부(113)의 곡률반경(R2) 역시 주름형성부(110) 높이(H)의 24% 이하로 떨어지면 폰 미제스 응력의 값이 높아진다.
표 3은 상부의 직선구간(L)의 길이에 따른 강관의 강성을 확인하기 위한 것으로서, 주름형성부(110)의 높이(H), 돌출지점라운드부(112)의 곡률반경(R1) 및 상부라운드부(113)의 곡률반경(R2)은 고정하고, 직선구간(L)의 길이를 변경하여 구조검토한 결과이다.
구분 H(mm) R2(mm) R1(mm) L(mm) 폰 미제스 응력
N/㎡		 수직처짐
(mm)
실시예 7 19.1 9.55 4.5 0 1.82 7.35e-010
실시예 8 19.1 9.55 4.5 6 1.84 8.73e-010
실시예 9 19.1 9.55 4.5 10 2.18 9.74e-009
비교예 2 19.1 9.55 4.5 16 2.66 1.09e-009
비교예 3 19.1 9.55 4.5 20 2.92 1.23e-009
실시예 7, 8, 9와 비교예 1, 2, 3에서 알 수 있듯이 직선구간(L)이 주름형성부 높이(H)의 50% 이상의 길이로 형성되면 폰 미제스 응력의 값이 2 N/㎡ 이상으로 높아진다.
표 4는 주름형성부 높이(H)를 기존높이의 반(0.5H)으로 줄인 후 돌출지점라운드부(112)의 곡률반경(R1) 및 상부라운드부(113)의 곡률반경(R2)은 일정 값으로 고정하고, 직선구간(L)의 길이를 변경한 결과이다.
비교예 5는 종래기술과 같이 모서리가 각진 주름형성부이다.(높이(H) = 9.55 mm이고, L=19.1mm)
구분 H(mm) R1(mm) R2(mm) L(mm) 폰 미제스 응력
N/㎡		 수직처짐
(mm)
실시예 10 9.55 4.5 4.5 8 1.82 5.24e-010
실시예 11 9.55 4.5 4.5 10.5 1.87 5.38e-010
실시예 12 9.55 4.5 4.5 13 1.77 5.96e-010
실시예 13 9.55 4.5 4.5 15.5 1.91 6.5e-010
비교예 4 9.55 4.5 4.5 20 2.31 8.62e-010
비교예 5 9.55 - - 19.1 2.17 5.95e-010
표 4의 실시예 10, 11, 12와 비교예 4, 5를 통해 알 수 있듯이 직선구간(L)이 주름형성부 높이(0.5H)의 162% 이상의 길이로 형성되면 폰 미제스 응력의 값이 2 N/㎡ 이상으로 높아진다.
표 5는 주름형성부상부라운드부(113)의 곡률반경(R2)은 일정 값으로 고정하고, 직선구간(L)의 길이를 변경하여 구조검토한 결과이다.
구 분 H(mm) R2(mm) R1(mm) L(mm) 폰 미제스 응력
N/㎡		 수직처짐
(mm)
실시예 14 28.65 4.5 4.5 16 1.88 9.93e-010
실시예 15 28.65 4.5 4.5 6 1.32 7.05e-010
실시예 16 28.65 4.5 4.5 1 1.1 5.53e-010
비교예 6 28.65 4.5 4.5 19.65 2.07 1.17e-009
비교예 7 28.65 - - 19.1 2.18 5.53e-010
표 5의 실시예 14, 15, 16과 비교예 6, 7을 통해 알 수 있듯이 직선구간(L)이 주름형성부 높이(1.5H)의 69% 이상의 길이로 형성되면 폰 미제스 응력의 값은 2 N/㎡ 이상으로 높아진다.
살펴본 실시예 등을 통해 상부(114)는 직선을 이루고 있는 직선구간(L)을 갖는 것으로 구현할 때 직선구간(L)은 주름형성부(110) 높이(H)의 20∼52%에 해당하는 것이 좋다는 결론을 얻었다.
또, 주름형성부(110)의 높이(H)에 0.5배수를 적용할 경우 직선구간(L)은 상기 0.5배수를 적용한 주름형성부(110) 높이(H)의 84∼162%를 적용하는 것이 좋다는 결론을 얻었다.
또, 상기 주름형성부(110)의 높이(H)에 1.5배수를 적용할 경우 직선구간(L)은 1.5배수를 적용한 주름형성부(110) 높이(H)의 3.5∼69%를 적용하는 것이 좋다는 결론을 얻었다.
미설명 부호 120은 락심결합부이다.
10. 강판 13. 홈
30. 포밍장치 31. 포밍부
31a. 상부 포밍롤 31b. 하부 포밍롤
100. 강관 110. 주름형성부
111. 측면부 112. 돌출지점라운드부
113. 상부라운드부 114. 상부
120. 락심결합부 200. 콘크리트피복층
210. 지지부 220. 보강재
300. 간격형성체 311. 고정판
312. 연결부재 312a. 연결돌기
313. 덮개부재 313a. 관통홀
314. 이격부재 320. 곡면부
330. 고정부

Claims (10)

  1. 암거구조물에 있어서,
    각각의 관로를 형성하도록 횡방향으로 간격을 두고 위치되어 있고, 각각 주름형성부가 나선을 그리며 형성되어 있는 복수 개의 주름형 강관;
    상기 주름형 강관의 외측에 타설되어 형성된 것으로서 주름형 강관을 감싸는 형태로 위치되면서 주름형 강관 사이의 간격이 벌어지지 않도록 일체화되게 타설되어 있는 콘크리트피복층; 및
    상기 주름형 강관 사이에 위치되어 콘크리트피복층을 형성하기 전 주름형 강관 사이의 간격이 유지되도록 하는 간격형성체;를 포함하여 구성된, 복수 개의 강관을 갖는 콘크리트 합성 암거구조물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 간격형성체는 주름형 강관 사이의 간격을 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 복수 개의 강관을 갖는 콘크리트 합성 암거구조물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 콘크리트피복층은 메쉬 형태의 보강재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 복수 개의 강관을 갖는 콘크리트 합성 암거구조물.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강관은 주름형성부가 형성된 강판의 마주하는 끝부분을 락심(Lock seam) 결합하여 형성된 것이며,
    상기 주름형성부(110)는 나선을 그리며 연장되어 있고,
    횡단면을 기준으로 할 때 상부로 연장되어 있는 측면부(111);
    상기 측면부(111)의 하부지점으로서 주름형성부(110)를 형성하지 않는 부분과 연결되고 강관의 내측으로 볼록한 곡면을 형성하고 있는 돌출지점라운드부(112);
    상기 측면부(111)의 상부지점으로서 강관의 외측으로 볼록한 곡면을 형성하고 있는 상부라운드부(113); 및
    상기 상부라운드부(113)를 연결하고 있는 상부(114);를 갖는 것을 특징으로 하는 복수 개의 강관을 갖는 콘크리트 합성 암거구조물.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 돌출지점라운드부(112)는 주름형성부(110) 높이(H)의 24∼50%에 해당하는 곡률반경(R1)을 갖는 라운드 구조인 것을 특징으로 하는 복수 개의 강관을 갖는 콘크리트 합성 암거구조물.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 상부라운드부(113)는 주름형성부(110) 높이(H)의 24∼50%에 해당하는 곡률반경(R2)을 갖는 라운드 구조인 것을 특징으로 하는 복수 개의 강관을 갖는 콘크리트 합성 암거구조물.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 상부(114)는 직선을 이루고 있는 직선구간(L)을 갖는 것을 특징으로 하는 복수 개의 강관을 갖는 콘크리트 합성 암거구조물.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 직선구간(L)은 주름형성부(110) 높이(H)의 20∼52%에 해당하는 것을 특징으로 하는 복수 개의 강관을 갖는 콘크리트 합성 암거구조물.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 주름형성부(110)의 높이(H)에 0.5배수를 적용하고
    상기 직선구간(L)은 상기 0.5배수를 적용한 주름형성부(110) 높이(H)의 84∼162%를 적용한 것을 특징으로 하는 복수 개의 강관을 갖는 콘크리트 합성 암거구조물.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 주름형성부(110)의 높이(H)에 1.5배수를 적용하고
    상기 직선구간(L)은 1.5배수를 적용한 주름형성부(110) 높이(H)의 3.5∼69%를 적용한 것을 특징으로 하는 복수 개의 강관을 갖는 콘크리트 합성 암거구조물.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109853647A (zh) * 2019-03-19 2019-06-07 北京市市政二建设工程有限责任公司 一种装配式波纹管廊基底加固施工方法
KR102366729B1 (ko) * 2021-11-15 2022-02-23 주식회사 천일공조 연속배수시설용 배수관 시스템

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200277616Y1 (ko) * 2002-02-20 2002-06-14 (주)환경그룹 피씨 콘크리트 조립식 도로 배수암거
JP4728784B2 (ja) * 2005-11-22 2011-07-20 古河電気工業株式会社 波付硬質合成樹脂管及びその製造方法
JP4820677B2 (ja) * 2006-03-30 2011-11-24 櫻護謨株式会社 送水ホースの暴れ防止装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109853647A (zh) * 2019-03-19 2019-06-07 北京市市政二建设工程有限责任公司 一种装配式波纹管廊基底加固施工方法
CN109853647B (zh) * 2019-03-19 2020-11-10 北京市市政二建设工程有限责任公司 一种装配式波纹管廊基底加固施工方法
KR102366729B1 (ko) * 2021-11-15 2022-02-23 주식회사 천일공조 연속배수시설용 배수관 시스템

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