KR20180093360A - 간격유지 및 강성증대 구조의 스파이더가 적용된 사변형 격자지보 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터널 공사에서 아치형 지보공을 시공하는 경우에 사용되는 격자지보에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 상면부 및 하면부가 형성된 강재를 절곡하여 만들어진 스파이더를 이용하여 서로 나란하게 배치된 한 쌍의 상부 스틸바 및 한 쌍의 하부 스틸바를 정사각 혹은 직사각 혹은 사다리꼴 등의 사변형으로 배치 형성하되, 상기 스파이더는 상부 스틸바 및 하부 스틸바와 대응하는 적어도 2개소 이상의 면접부를 형성함에 따라,
스파이더의 상면 및 하면에 형성된 다수의 면접부를 통해 상부 스틸바 및 하부 스틸바와 서로 강력하게 면접 고정될 수 있도록 하는 것은 물론 스파이더에 대한 수치 조정을 통해 정사각 혹은 직사각이나 사다리꼴 등의 사변형으로 격자지보를 다양하게 변경 제작할 수 있는 것이며, 개선된 스파이더의 구조로부터 상부 스틸바와 하부 스틸바 간의 강력한 지지력은 물론 상호 간격유지력이 크게 증대할 수 있는 것이고, 서로 나란한 상부 스틸바와 하부 스틸바 간의 강력한 지지력과 함께 간격유지력 역시 크게 증대되어 전체적으로 격자지보에 대한 강성 증대로 인해 토압에 대한 지지력을 향상시킬 수 있는 것이며, 숏크리트의 침투 및 상호 부착력이 증대되므로 더욱 안정된 터널구조를 구축할 수 있는 효과를 갖는 것이다.
스파이더의 상면 및 하면에 형성된 다수의 면접부를 통해 상부 스틸바 및 하부 스틸바와 서로 강력하게 면접 고정될 수 있도록 하는 것은 물론 스파이더에 대한 수치 조정을 통해 정사각 혹은 직사각이나 사다리꼴 등의 사변형으로 격자지보를 다양하게 변경 제작할 수 있는 것이며, 개선된 스파이더의 구조로부터 상부 스틸바와 하부 스틸바 간의 강력한 지지력은 물론 상호 간격유지력이 크게 증대할 수 있는 것이고, 서로 나란한 상부 스틸바와 하부 스틸바 간의 강력한 지지력과 함께 간격유지력 역시 크게 증대되어 전체적으로 격자지보에 대한 강성 증대로 인해 토압에 대한 지지력을 향상시킬 수 있는 것이며, 숏크리트의 침투 및 상호 부착력이 증대되므로 더욱 안정된 터널구조를 구축할 수 있는 효과를 갖는 것이다.
Description
본 발명은 터널 공사에서 아치형 지보공을 시공하는 경우에 사용되는 격자지보에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 나란하게 배치된 한 쌍의 상부 스틸바와 한 쌍의 하부 스틸바를 개선된 구조의 스파이더를 통해 연결 및 고정하는 것은 물론 상기 스파이더를 통해 상부 스틸바 및 하부 스틸바 간의 상호 간격 유지가 이루어질 수 있도록 함에 따라 격자지보에 대한 강성 및 스틸바의 간격유지력이 크게 증대됨은 물론 숏크리트의 침투 및 상호 부착력이 가일층 향상되게 한 사변형 격자지보에 관한 것이다.
일반적으로 터널을 굴진시키는 공사는 지반의 침몰 및 암반의 낙하를 방지하기 위해 터널을 굴진시킴과 동시에 격자지보를 설치한다.
상기 격자지보(lattice Girder)는 NATM(New Austrian Turnnelling Method)공법에서 터널공사시 아치형 지보공의 설치를 록볼트 와이어 매쉬, 쇼크리트 등의 타설공사와 함께 설치된다.
여기서, 상기 NATM 공법은 터널 굴착 후 초기 지반이 변형되기 전에 지반 부착성과 유연성이 좋은 숏크리트와 록볼트를 설치하여 원지반을 삼축 압축 상태로 유지시킴으로써 지반의 강도저하를 방지할 수 있고, 지반 아치(arch)를 형성시켜서 지반자체의 지지력을 최대한 활용하며, 시공 중 주변지반과 지보공의 응력 및 변위거동을 계측 및 제어함으로써 터널의 안정을 확보할 수 있는 터널 토목 공법이다.
그리고, 상기 격자지보는 강지보재의 한 종류로서 터널주위에 발생하는 지압을 효과적으로 지지하고, 강봉을 삼각형 형태로 묶어 제조하였기 때문에 숏크리트 타설이 용이하며, 지보재의 배면에 발생되는 공동을 최소화하여 보다 안정된 터널구조를 만드는 강지보재이다.
이를 좀더 보충설명하면 종래의 격자지보는 길이방향으로 연장된 원형 단면의 상부철근과, 상기 상부철근보다 상대적으로 작은 지름을 갖는 한 쌍의 하부철근 사이에, 가칭 스파이더(spider)라 불리는 다수의 연결부재를 길이방향으로 일정간격을 유지하면서 각각 용접시공하여 구성된다.
여기서, 스파이더는 레티스(lattice) 철선, 스틸 와이어 등을 길이 방향의 삼각 트러스 형상, 즉 3차원 폐 다각형의 형태로 절곡시킨 후 양 끝단을 용접시켜 만들어지게 된다.
또한, 기존의 격자지보는 등록특허 제10-0534456호와 같이, 평행하게 연장되어 하치형의 곡선을 형성하는 하부 스틸바와, 상기 하부 스틸바의 상부에서 상기 하부 스틸바와 이격거리를 갖으며 아치형의 곡선을 형성하는 상부 스틸바와, 상기 하부 스틸바와 상기 상부 스틸바를 연결해주는 연결부재로 구성되며, 지면에 이웃하는 한 쌍의 제1영역들과 상기 한 쌍의 제1영역들을 연결하는 제2영역으로 구분되는 터널지지용 격자 거더에 있어서, 상기 하부 스틸바와 상기 상부 스틸바는 아치형 곡선의 최상단으로 갈수록 점차적으로 그들의 이격거리가 변화되는 것을 특징으로 하는 터널지지용 철근 격자지보가 안출 및 등록된 바 있다.
또한 등록특허 제10-1033228호 및 등록특허 제10-1033229호와 같이, 상부 철근과 한 쌍의 하부 철근을 지지하는 철근 결합구의 형상을 단순하게 형성하여 대량 생산과 함께 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 상부 철근 및 하부 철근과 철근 결합구의 결합을 끼움 결합구조로 형성하여 기존의 용접결합에 따른 문제점을 해결하면서도 상호 결합이 수월하도록 한 터널지지용 철근 격자지보가 안출 및 등록된 바 있다.
그러나, 상기의 철근 격자지보의 경우 상부 및 하부 철근이 철근 결합구를 통해 상호 조립되는 구조를 갖고 있는 것으로 상기 상부 및 하부철근은 개구된 철근 결합구의 체결홈으로 억지 끼움을 통해 조립되는 구조로 이루어져 있어, 조립된 상태의 격자지보를 이동하거나 설치하는 과정에서 상기 조립부가 분리되거나 슬립에 의해 이탈되는 경우가 빈번하게 발생하고 있는 것이고, 시공 과정에서 상기 철근 결합구의 분리 및 탈락으로 인해 부득이하게 작업자가 해당 부분의 용접을 통해 보완 고정작업을 추가로 수행하여야 하는 폐단을 갖고 있는 것이다.
또한, 등록특허 제10-1257106호와 같이, 터널을 따라 연장되는 상부 스틸바와 상기 상부 스틸바와 일정간격을 두고 상기 상부 스틸바를 따라 연장되는 하부 스틸바와 상기 상부 스틸바와 하부 스틸바를 연결하여 고정시키는 고정부재로 이루어진 보강된 격자지보에 있어서, 상기 상부 스틸바와 하부 스틸바는 다각형 단면 형상으로 이루어지고, 상기 고정부재는 다각형 단면을 이루는 상기 상부 스틸바의 일측면에 면접촉되는 상부접촉부와, 상기 상부접촉부의 양 끝단에서 각각 절곡된 상태로 상기 하부 스틸바를 향해 연장되는 연결부와, 각각의 상기 연결부의 끝단에서 절곡되어 다각형 단면을 이루는 상기 하부 스틸바의 일측면에 면접촉되는 하부접촉부로 구성됨으로써, 상부 스틸바 및 하부 스틸바와의 결합력과 강성이 향상될 수 있도록 한 보강된 격자지보가 안출 및 등록된 바 있다.
그러나, 상기 격자지보의 경우 판재를 절곡 형성하여 고정부재가 제작되므로 강재 사용량이 매우 많아 경제적이지 못하고, 상부 및 하부 스틸바와의 용접부가 지나치게 넓고 길어 작업 효율이 떨어지는 것이며, 서로 이격된 상부 스틸바 간의 상호 간격 유지력이 상대적으로 취약한 문제점을 갖고 있는 것이다.
본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선한 것으로서, 상면부 및 하면부가 형성된 강재를 절곡하여 만들어진 스파이더를 이용하여 서로 나란하게 배치된 한 쌍의 상부 스틸바 및 한 쌍의 하부 스틸바를 정사각 혹은 직사각 혹은 사다리꼴 등의 사변형으로 배치 형성하되, 상기 스파이더는 상부 스틸바 및 하부 스틸바와 대응하는 적어도 2개소 이상의 면접부를 형성함에 따라,
이들 면접부를 통해 상,하부 스틸바와 스파이더 간의 강력한 면접 고정이 이루어질 수 있는 것이고, 상기 스파이더는 상부 스틸바와 하부 스틸바 간의 강력한 간격유지 및 지지는 물론 서로 나란한 스틸바 간의 강력한 간격유지 및 지지가 이루어질 수 있도록 하여 격자자보 전체의 강성을 크게 증대시킨 특징을 갖는 사변형 격자지보를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 한 쌍의 상부 스틸바와 한 쌍의 하부 스틸바가 복수 개의 스파이더를 통해 각 스틸바의 단면이 사변형 구조를 갖도록 배치 고정되고, 상기 스파이더는 강재를 절곡 형성하여 구성하되,
상기 스파이더는, 하부 스틸바의 상면에 밀착되는 한 쌍의 제1하측수평부와; 상기 제1하측수평부의 일측단으로부터 절곡 형성되는 한 쌍의 제1경사지지부와; 상기 제1경사지지부로부터 절곡 형성되는 한 쌍의 제1상측수평부와; 상기 제1상측수평부로부터 절곡 형성되는 한 쌍의 제2경사지지부와; 상기 제2경사지지부로부터 절곡 형성되는 한 쌍의 제2하측수평부와; 상기 제2하측수평부로부터 절곡 형성되는 한 쌍의 상하지지부와; 상기 제1하측수평부의 타측단을 서로 연결하는 하측간격유지부와; 상기 상하지지부의 끝단을 서로 연결하는 상측간격유지부로 구성되어 이루어지는 것이다.
본 발명은, 스파이더의 상면 및 하면에 형성된 다수의 면접부를 통해 상부 스틸바 및 하부 스틸바와 서로 강력하게 면접 고정될 수 있도록 하는 것은 물론 스파이더에 대한 수치 조정을 통해 정사각 혹은 직사각이나 사다리꼴 등의 사변형으로 격자지보를 다양하게 변경 제작할 수 있는 것이며, 개선된 스파이더의 구조로부터 상부 스틸바와 하부 스틸바 간의 강력한 지지력은 물론 상호 간격유지력이 크게 증대할 수 있는 것이고, 서로 나란한 상부 스틸바와 하부 스틸바 간의 강력한 지지력과 함께 간격유지력 역시 크게 증대되어 전체적으로 격자지보에 대한 강성 증대로 인해 토압에 대한 지지력을 향상시킬 수 있는 것이며, 숏크리트의 침투 및 상호 부착력이 증대되므로 더욱 안정된 터널구조를 구축할 수 있는 효과를 갖는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 사변형 격자지보의 부분 전체 사시도
도 2는 본 발명에 따른 사변형 격자지보의 부분 분리 사시도
도 3은 본 발명에 따른 사변형 격자지보의 부분 측면 전체도
도 4는 본 발명에 따른 사변형 격자지보의 정단면 전체도
도 5는 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더의 전체 사시도
도 6은 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더 및 스틸바에 대한 다른 실시예도
도 7은 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더에 대한 또 다른 실시예도
도 8은 도 7의 스파이더에 의한 격자지보의 부분 측면 전체도
도 9는 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더에 대한 또 다른 실시예도
도 10은 도 9의 스파이더에 의한 격자지보의 부분 측면 전체도
도 11은 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더에 대한 또 다른 실시예도
도 12는 도 10의 스파이더에 의한 격자지보의 부분 측면 전체도
도 13은 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더에 대한 또 다른 실시예도
도 14는 도 13의 스파이더에 의한 격자지보의 정단면 전체도
도 15는 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더에 대한 또 다른 실시예도
도 16은 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더에 대한 또 다른 실시예도
도 17은 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더에 대한 또 다른 실시예도
도 2는 본 발명에 따른 사변형 격자지보의 부분 분리 사시도
도 3은 본 발명에 따른 사변형 격자지보의 부분 측면 전체도
도 4는 본 발명에 따른 사변형 격자지보의 정단면 전체도
도 5는 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더의 전체 사시도
도 6은 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더 및 스틸바에 대한 다른 실시예도
도 7은 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더에 대한 또 다른 실시예도
도 8은 도 7의 스파이더에 의한 격자지보의 부분 측면 전체도
도 9는 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더에 대한 또 다른 실시예도
도 10은 도 9의 스파이더에 의한 격자지보의 부분 측면 전체도
도 11은 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더에 대한 또 다른 실시예도
도 12는 도 10의 스파이더에 의한 격자지보의 부분 측면 전체도
도 13은 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더에 대한 또 다른 실시예도
도 14는 도 13의 스파이더에 의한 격자지보의 정단면 전체도
도 15는 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더에 대한 또 다른 실시예도
도 16은 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더에 대한 또 다른 실시예도
도 17은 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더에 대한 또 다른 실시예도
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 사변형 격자지보의 부분 전체 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 사변형 격자지보의 부분 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 사변형 격자지보의 부분 측면 전체도, 도 4는 본 발명에 따른 사변형 격자지보의 정단면 전체도, 도 5는 본 발명에 따른 사변형 격자지보에 적용된 스파이더의 전체 사시도이다.
도시와 같이 본 발명에 따른 사변형 격자지보는, 나란한 한 쌍의 상부 스틸바(10)(10')와 나란한 한 쌍의 하부 스틸바(20)(20') 및 이들 상부 스틸바(10)(10')와 하부 스틸바(20)(20')를 서로 연결 및 고정하는 복수 개의 스파이더(30)(30')에 의해 이루어지는 것이다.
이때, 상기 스파이더(30)(30')는 원형 단면의 강재 또는 사각 단면의 강재 또는 바람직하게는 원형 단면의 강재로부터 길이방향을 따라 상,하측에 면부가 형성된 부재를 절곡 형성하여 만들어지는 것으로, 상기 스파이더(30)(30')의 형상에 따라 상부 스틸바(10)(10')와 하부 스틸바(20)(20')의 좌,우 간격 및 상,하 간격을 조정할 수 있어, 이들로부터 정사각 혹은 상,하 방향으로의 직사각 또는 좌,우 방향으로의 직사각 또는 사다리꼴 형태로 각 스틸바의 단면이 배치되는 사변형 구조의 격자지보를 완성할 수 있는 것이다.
특히 상기의 스파이더(30)(30')는 강재를 연속하여 절곡 형성한 후 각 끝단을 서로 맞대어 용접함에 따라 만들어지는 것으로, 하부 스틸바(20)(20')의 상면에 밀착되는 한 쌍의 제1하측수평부(30a)(30a')와; 상기 제1하측수평부(30a)(30a')의 일측단으로부터 절곡 형성되는 한 쌍의 제1경사지지부(30b)(30b')와; 상기 제1경사지지부(30b)(30b')로부터 절곡 형성되는 한 쌍의 제1상측수평부(30c)(30c')와; 상기 제1상측수평부(30c)(30c')로부터 절곡 형성되는 한 쌍의 제2경사지지부(30d)(30d')와; 상기 제2경사지지부(30d)(30d')로부터 절곡 형성되는 한 쌍의 제2하측수평부(30e)(30e')와; 상기 제2하측수평부(30e)(30e')로부터 절곡 형성되는 한 쌍의 상하지지부(30f)(30f')와; 상기 제1하측수평부(30a)(30a')의 타측단을 서로 연결하는 하측간격유지부(30g)와; 상기 상하지지부(30f)(30f')의 끝단을 서로 연결하는 상측간격유지부(30h)로 이루어지는 것이다.
따라서, 하부 스틸바(20)(20')의 상측에는 각 스파이더(30)(30')의 제1하측수평부(30a)(30a')와 제2하측수평부(30e)(30e')가 밀착 상태로 용접 고정되면서 상기 하부 스틸바(20)(20')가 횡으로 나란하게 이격되는 것이고, 상부 스틸바(20)(20')의 하측으로는 각 스파이더(30)(30')의 제1상측수평부(30c)(30c')가 밀착 상태로 용접 고정되면서 상부 스틸바(10)(10') 역시 횡으로 나란하게 이격되는 것이다.
또한, 이들 상부 스틸바(10)(10')와 하부 스틸바(20)(20')의 횡방향 간격은 상기 제1하측수평부(30a)(30a')와 제2하측수평부(30e)(30e') 및 제1상측수평부(30c)(30c')의 이격 거리에 의해 결정되는 것이고, 상부 스틸바(10)(10')와 하부 스틸바(20)(20')의 횡방향 간격은 제1경사지지부(30b)(30b')와 제2경사지지부(30d)(30d') 및 상하지지부(30f)(30f')의 길이에 의해 결정되는 것으로, 이들의 수치 조정을 통해 정사각 혹은 직사각 등 다양한 형태의 사변형 구조를 완성할 수 있는 것이다.
특히, 제1하측수평부(30a)(30a')의 타측단을 서로 연결하는 하측간격유지부(30g)에 의해서도 하부 스틸바(20)(20')의 횡방향 간격이 결정되는 동시에 하부 스틸바(20)(20')의 간격이 일정하게 유지될 수 있도록 하는 것이고, 상하지지부(30f)(30f')의 끝단을 서로 연결하는 상측간격유지부(30h)에 의해서는 상부 스틸바(10)(10')의 횡방향 간격이 결정되는 동시에 상부 스틸바(10)(10')의 간격이 일정하게 유지될 수 있도록 하는 것이다.
이어, 상기 제1경사지지부(30b)(30b')와 제2경사지지부(30d)(30d') 및 상하지지부(30f)(30f')는 상부 스틸바(10)(10')와 하부 스틸바(20)(20')의 간격 유지는 물론 강력한 지지 고정력을 제공하여 격자지보에 대한 강성을 증대시키고, 하측간격유지부(30g)와 상측간격유지부(30h)는 상부 스틸바(10)(10')와 하부 스틸바(20)(20')의 상호 간격 유지는 물론 상호 간의 강력한 지지 고정력을 제공하여 역시 격자지보에 대한 강성을 크게 증대시키는 역할을 하게 된다.
이때, 상기의 상부 스틸바(10)(10')와 하부 스틸바(20)(20')는 도 6의 도시와 같이, 길이방향을 따라 상측과 하측에 각기 평평한 접촉면부(11)(11')가 형성되어 있는 강봉을 이용하는 것이 바람직한 것으로, 상기 접촉면부(11)(11')로 인해 스파이더(30)(30')와의 밀착 면적을 증대시켜 용접시 상호 간의 더욱 견고한 고정력을 얻을 수 있을 것이다.
특히, 상기 상부 스틸바(10)(10')와 하부 스틸바(20)(20')를 접촉면부(11)(11')(21)(21')가 형성된 나사봉으로 구성하는 경우 일정 길이를 갖는 상부 스틸바(10)(10')와 하부 스틸바(20)(20')를 연결 사용하는 경우 상기 나사봉으로 인해 나사식 커플러 등을 이용하여 신속하고 간편하게 연결 사용할 수 있어 더욱 이상적인 것이다.
또한, 상기의 스파이더(30)(30')를 제작하기 위한 강재(31) 역시 상측 및 하측에 평평한 형태의 대응면부(32)(32')가 길이방향을 따라 형성된 나사봉을 사용함에 따라 상기 대응면부(32)(32')가 스틸바의 접촉면부(11)(11')(21)(21')에 대하여 면대면의 형태로 밀착될 수 있어 상호 간의 면접촉 상태에서의 용접 고정이 이루어질 수 있는 것이고, 강재(31)를 절곡하여 만들어지는 스파이더(30)(30')의 강재 이음매에 대하여 상호 나사식 커플러 등을 통해 끝단을 서로 마감 또는 연결할 수 있어 더욱 효율적인 것이다.
따라서, 본 발명의 사변형 격자지보는 스파이더(30)(30')의 형상에 따라 다양한 사변형 구조를 갖는 격자지보를 대량으로 생산할 수 있는 것은 물론, 상기 격자지보를 구성하는 상부 스틸바(10)(10')와 하부 스틸바(20)(20') 및 스파이더(30)(30')는 상호 면접촉 상태에서 강력하게 고정되어 있는 것이고, 상기 스파이더는 적어도 2개소 이상에서 각 스틸바 간의 사이에서 강력한 지지력과 버팀력 및 고정력을 갖고 있어 전체적으로 격자지보의 강성을 크게 증대시키는 역할을 하게 된다.
이어, 상기 스파이더(30)(30')에 대한 다른 실시예로서, 도 7 및 도 8의 도시와 같이 한 쌍의 제2하측수평부(30e)(30e')와 한 쌍의 상하지지부(30f)(30f')의 사이에는 연속하여 절곡 형성되는 한 쌍의 제3경사지지부(30i)(30i')와 한 쌍의 제2상측수평부(30j)(30j') 및 한 쌍의 제4경사지지부(30k)(30k')와 한 쌍의 제3하측수평부(30l)(30l')를 더 절곡 형성한 것이다.
따라서, 상기의 스파이더(30)(30')는 상부 스틸바(10)(10')에 대하여 적어도 3개소 이상의 면접구간이 생성되는 것이고, 하부 스틸바(20)(20')에 대하여도 적어도 3개소 이상의 면접구간이 생성되므로 상호 견고하고 우수한 결합 고정력은 물론 스틸바 간의 간격유지력 및 지지력이 향상될 수 있는 것이며, 스틸바에 대한 전체 길이 대비 스파이더(30)(30')의 적용 개체수가 감소될 수 있는 것이다.
또한, 상기 스파이더(30)(30')에 대한 또 다른 실시예로서, 도 9 및 도 10의 도시와 같이 한 쌍의 제2하측수평부(30e)(30e')와 한 쌍의 상하지지부(30f)(30f')의 사이에는, 연속하여 절곡 형성되는 한 쌍의 제3경사지지부(30i)(30i')와 한 쌍의 제2상측수평부(30j)(30j') 및 한 쌍의 제4경사지지부(30k)(30k')와 한 쌍의 제3하측수평부(30l)(30l') 및 한 쌍의 제5경사지지부(30m)(30m')와 한 쌍의 제3상측수평부(30n)(30n') 및 한 쌍의 제6경사지지부(30o)(30o')와 한 쌍의 제4하측수평부(30p)(30p')를 더 절곡 형성하여 만들어지는 것이다.
따라서, 상기의 스파이더(30)(30')는 상부 스틸바(10)(10')에 대하여 적어도 4개소 이상의 면접구간이 생성되는 것이고, 하부 스틸바(20)(20')에 대하여 적어도 4개소 이상의 면접구간이 생성되므로 상호 견고하고 우수한 결합 고정력은 물론 스틸바 간의 간격유지력 및 지지력이 향상될 수 있는 것이며, 스틸바에 대한 전체 길이 대비 스파이더(30)(30')의 적용 개체수가 현저히 감소될 수 있는 것이다.
또한, 상기 스파이더(30)(30')에 대한 또 다른 실시예로서, 도 11 및 도 12의 도시와 같이 스파이더(30)(30')의 제1하측수평부(30a)(30a')와 제1경사지지부(30b)(30b')와 제1상측수평부(30c)(30c')와 제2경사지지부(30d)(30d')를 반복 절곡 형성하여, 복수 개의 제n하측수평부(30u)(30u')와 제n경사지지부(30v)(30v')와 제n상측수평부(30w)(30w')와 제n'경사지지부(30x)(30x')가 형성되게 하되,
상기 제 1 내지 제n하측수평부 상에는 양끝단이 하향 절곡되어 상기 제 1 내지 제n하측수평부와 용접되는 구간지지대(30z)(30z')가 일정간격으로 더 형성되도록 구성하여 만들어지는 것이다.
따라서, 반복된 하측수평부와 상측수평부 및 경사지지부를 갖는 스파이더(30)(30')가 완성될 수 있는 것으로, 이와 같은 연속식 스파이더(30)(30')로 인해 격자지보를 더욱 빠르고 효율적으로 제작할 수 있는 것은 물론, 연속식 스파이더(30)(30')의 하측수평부 상에 일정 간격을 갖고 세워 형성되는 구간지지대(30z)(30z')로 인해 상부 스틸바(10)(10')의 간격 유지는 물론 상부 스틸바(10)(10')와 하부 스틸바(20)(20') 간의 강력한 지지 고정력을 얻을 수 있게 된다.
더욱이, 상기 구간지지대(30z)(30z')는 필요에 따라 설치 간격을 자유롭게 조절할 수 있는 것으로, 토압이 상대적으로 약한 경우에는 구간지지대(30z)(30z')의 설치 간격을 넓힐 수 있을 것이고, 토압이 강한 경우에는 구간지지대(30z)(30z')의 간격을 좁혀 조밀하게 제작할 수 있는 것이며, 코너부분 혹은 국부적으로 토압이 강한 경우에는 해당 부분에만 집중적으로 구간지지대(30z)(30z')를 고정 설치하여 능동적으로 토압에 대응할 수 있어 더욱 효과적인 것이다.
또한, 상기 스파이더(30)(30')에 대한 또 다른 실시예로서, 도 13의 도시와 같이 서로 대향된 한 쌍의 제1경사지지부(30b)(30b')와 한 쌍의 제2경사지지부(30d)(30d')는 한 쌍의 제1상측수평부(30c)(30c')가 서로 근접되도록 내향 경사상태로 절곡 형성되고, 한 쌍의 상하지지부(30f)(30f')는 상기 제1경사지지부(30b)(30b')와 제2경사지지부(30d)(30d')와 같이 내향 경사 상태로 절곡 형성하여 상측간격유지부(30h)의 길이가 단축되도록 구성하되,
서로 근접된 제1상측수평부(30c)(30c') 및 길이가 단축된 상측간격유지부(30h) 상에 상부 스틸바(10)(10')의 측면이 길이방향을 따라 서로 맞닿은 상태로 상호 용접 고정함에 따라 각 스틸바의 단면이 도 14의 도시와 같이 사다리꼴 구조를 갖고 배치 고정되도록 구성할 수도 있는 것이다.
이와 같은 사다리꼴 격자지보의 경우 기존 삼각 구조로 된 격자지보의 대체제로 활용될 수 있는 것은 물론 기존 삼각 구조의 격자지보에 비하여 더욱 강력한 강성을 연출할 수 있는 것이며, 상기 한 쌍의 제1상측수평부(30c)(30c')에 상호 이격 폭에 따라 사다리꼴의 상변 폭을 자유롭게 조절할 수 있는 것이고, 그로 인해 상부 스틸바(10)(10')의 굵기 혹은 직경을 자유롭게 가변 적용시킬 수 있는 것이다.
또한, 상기 스파이더(30)(30')에 대한 또 다른 실시예로서, 도 15의 도시와 같이 상측간격유지부(30h)는 상하지지부(30f)(30f')의 상측 끝단으로부터 서로 반대 위치의 상하지지부(30f)(30f') 하단을 향하여 절곡 형성되도록 구성함에 따라, 상기와 같이 경사진 한 쌍의 상측간격유지부(30h)와 수직의 상하지지부(30f)(30f')로 인해 더욱 강력한 지지력 및 상호 간격유지력을 얻을 수 있는 것이다.
즉, 상호 반대방향으로 경사진 상측간격유지부(30h)는 상부 스틸바(10)(10')에 작용하는 토압을 대각방향의 하부 스틸바(20)(20')로 전달하면서 토압의 분산 작용을 하게 되는 것이고, 한 쌍의 상측간격유지부(30h)에 대한 겹침부에는 상호 용접점을 형성함에 따라 이들에 의해 상부 스틸바(10)(10')는 물론 하부 스틸바(20)(20') 간의 상호 간격 유지력이 매우 뛰어난 효과를 연출하게 된다.
또한, 상기 스파이더(30)(30')에 대한 또 다른 실시예로서, 도 16의 도시와 같이 상측간격유지부(30h)는 한 쌍의 상하지지부(30f)(30f') 중 제1상하지지부(30f)(30f')의 상측 끝단으로부터 제2상하지지부(30f)(30f')의 하단을 향하여 절곡 형성되게 하고, 제2상하지지부(30f)(30f')의 상측 끝단은 제1상하지지부(30f)(30f')의 상측 끝단과 연결되어 상기의 상측간격유지부(30h)가 형성되도록 구성한 것이다.
이에 따라, 경사진 상측간격유지부(30h)로 인한 상부 스틸바(10)(10')와 하부 스틸바(20)(20') 간의 상,하 간격 유지는 물론 수직 지지력을 얻을 수 있는 것이고, 일측 상하지지부(30f)(30f')를 횡방향으로 연장 형성하여 타측 상하지지부(30f)(30f')와 연결 고정되는 또 다른 상측간격유지부(30h)로 인해 상부 스틸바(10)(10')에 대한 강력한 간격 유지력을 연출할 수 있게 되는 것이며, 수직방향으로 절곡 형성된 한 쌍의 상하지지부(30f)(30f')는 상부 스틸바(10)(10')와 하부 스틸바(20)(20')에 대한 상호 강력한 지지력 및 간격 유지력을 동시에 연출하게 될 것이다.
또한, 상기 스파이더(30)(30')에 대한 또 다른 실시예로서, 도 17의 도시와 같이 상하지지부(30f)(30f')의 상측 끝단에는 상부 스틸바(10)(10')의 길이방향으로 연장된 상측연장수평부(30q)(30q')를 더 형성하고, 상기 상측연장수평부(30q)(30q')의 끝단으로부터 상기 상측간격유지부(30h)가 연결 형성되도록 구성할 수도 있는 것으로,
상기 상측연장수평부(30q)(30q')는 상부 스틸바(10)(10')의 저면에 맞닿으면서 상호 면접촉에 의한 고정 구간이 더 생성되도록 하는 것이고, 상측연장수평부(30q)(30q')를 잇는 상측간격유지부(30h)는 상부 스틸바(10)(10')에 대한 간격 유지력을 제공하는 것으로, 상부 스틸바(10)(10')와 스파이더(30)(30') 간의 고정력이 가일층 향상되도록 하는 것은 물론 상부 스틸바(10)(10') 및 하부 스틸바(20)(20')에 대한 강력한 지지력과 함께 상호 간격 유지 기능을 담당하게 되는 것이다.
이처럼 본 발명에 따른 사변형 격자지보는 터널 공사시 현장 상황 및 토압 등을 고려하여 다양한 사변형 구조의 격자지보는 선택적으로 사용할 수 있도록 하는 것은 물론 기존의 삼각 구조로 된 격자지보 또는 사각 구조의 격자지보에 비하여 더욱 강력한 지지 강성을 연출하므로 동일 또는 감소된 강재 사용량으로 더욱 우수한 효율을 연출하는 것이고, 대량 생산에도 적합하여 매우 경제적인 것이다.
이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
10,10' : 상부 스틸바
11,11' : 접촉면부
20,20' : 하부 스틸바 21,21' : 접촉면부
30,30' : 스파이더 31 : 강재
32,32' : 대응면부
20,20' : 하부 스틸바 21,21' : 접촉면부
30,30' : 스파이더 31 : 강재
32,32' : 대응면부
Claims (10)
- 한 쌍의 상부 스틸바(10)(10')와 한 쌍의 하부 스틸바(20)(20')가 복수 개의 스파이더(30)(30')를 통해 각 스틸바의 단면이 사변형 구조를 갖도록 배치 고정되고, 상기 스파이더(30)(30')는 강재(31)를 절곡 형성하여 구성하되,
상기 스파이더(30)(30')는, 하부 스틸바(20)(20')의 상면에 밀착되는 한 쌍의 제1하측수평부(30a)(30a')와; 상기 제1하측수평부(30a)(30a')의 일측단으로부터 절곡 형성되는 한 쌍의 제1경사지지부(30b)(30b')와; 상기 제1경사지지부(30b)(30b')로부터 절곡 형성되는 한 쌍의 제1상측수평부(30c)(30c')와; 상기 제1상측수평부(30c)(30c')로부터 절곡 형성되는 한 쌍의 제2경사지지부(30d)(30d')와; 상기 제2경사지지부(30d)(30d')로부터 절곡 형성되는 한 쌍의 제2하측수평부(30e)(30e')와; 상기 제2하측수평부(30e)(30e')로부터 절곡 형성되는 한 쌍의 상하지지부(30f)(30f')와; 상기 제1하측수평부(30a)(30a')의 타측단을 서로 연결하는 하측간격유지부(30g)와; 상기 상하지지부(30f)(30f')의 끝단을 서로 연결하는 상측간격유지부(30h)로 구성됨을 특징으로 하는 간격유지 및 강성증대 구조의 스파이더가 적용된 사변형 격자지보.
- 제 1항에 있어서,
상부 스틸바(10)(10')와 하부 스틸바(20)(20')는 길이방향을 따라 상측 및 하측에 각기 접촉면부(11)(11')(21)(21')가 형성된 나사봉으로 구성됨을 특징으로 하는 간격유지 및 강성증대 구조의 스파이더가 적용된 사변형 격자지보.
- 제 1항에 있어서,
스파이더(30)(30')의 강재(31)는 길이방향을 따라 상측 및 하측에 각기 대응면부(32)(32')가 형성된 나사봉으로 구성되어, 상부 스틸바(10)(10') 및 하부 스틸바(20)(20')의 접촉면부(11)(11')(21)(21')와 스파이더(30)(30')의 대응면부(32)(32')가 서로 면접촉 상태에서 용접 고정되도록 구성함을 특징으로 하는 간격유지 및 강성증대 구조의 스파이더가 적용된 사변형 격자지보.
- 제 1항에 있어서,
한 쌍의 제2하측수평부(30e)(30e')와 한 쌍의 상하지지부(30f)(30f')의 사이에는, 연속하여 절곡 형성되는 한 쌍의 제3경사지지부(30i)(30i'), 한 쌍의 제2상측수평부(30j)(30j'), 한 쌍의 제4경사지지부(30k)(30k'), 한 쌍의 제3하측수평부(30l)(30l')가 더 구성됨을 특징으로 하는 간격유지 및 강성증대 구조의 스파이더가 적용된 사변형 격자지보.
- 제 1항에 있어서,
한 쌍의 제2하측수평부(30e)(30e')와 한 쌍의 상하지지부(30f)(30f')의 사이에는, 연속하여 절곡 형성되는 한 쌍의 제3경사지지부(30i)(30i'), 한 쌍의 제2상측수평부(30j)(30j'), 한 쌍의 제4경사지지부(30k)(30k'), 한 쌍의 제3하측수평부(30l)(30l'), 한 쌍의 제5경사지지부(30m)(30m'), 한 쌍의 제3상측수평부(30n)(30n'), 한 쌍의 제6경사지지부(30o)(30o'), 한 쌍의 제4하측수평부(30p)(30p')가 더 구성됨을 특징으로 하는 간격유지 및 강성증대 구조의 스파이더가 적용된 사변형 격자지보.
- 제 1항에 있어서,
스파이더(30)(30')의 제1하측수평부(30a)(30a')와 제1경사지지부(30b)(30b')와 제1상측수평부(30c)(30c')와 제2경사지지부(30d)(30d')를 반복 절곡 형성하여, 복수 개의 제n하측수평부(30u)(30u')와 제n경사지지부(30v)(30v')와 제n상측수평부(30w)(30w')와 제n'경사지지부(30x)(30x')가 형성되게 하되,
상기 제 1 내지 제n하측수평부 상에는 양끝단이 하향 절곡되어 상기 제 1 내지 제n하측수평부와 용접되는 구간지지대(30z)(30z')를 일정간격으로 더 형성하여 구성됨을 특징으로 하는 간격유지 및 강성증대 구조의 스파이더가 적용된 사변형 격자지보.
- 제 1항에 있어서,
서로 대향된 한 쌍의 제1경사지지부(30b)(30b')와 한 쌍의 제2경사지지부(30d)(30d')는 한 쌍의 제1상측수평부(30c)(30c')가 서로 근접되도록 내향 경사상태로 절곡 형성되고, 한 쌍의 상하지지부(30f)(30f')는 상기 제1경사지지부(30b)(30b')와 제2경사지지부(30d)(30d')와 같이 내향 경사 상태로 절곡 형성하여 상측간격유지부(30h)의 길이가 단축되도록 구성하되,
서로 근접된 제1상측수평부(30c)(30c') 및 길이가 단축된 상측간격유지부(30h) 상에 상부 스틸바(10)(10')의 측면이 길이방향을 따라 서로 맞닿은 상태로 상호 용접 고정함에 따라 각 스틸바의 단면이 사다리꼴 구조를 갖고 배치 고정되도록 구성함을 특징으로 하는 간격유지 및 강성증대 구조의 스파이더가 적용된 사변형 격자지보.
- 제 1항에 있어서,
상측간격유지부(30h)는, 상하지지부(30f)(30f')의 상측 끝단으로부터 서로 반대 위치의 상하지지부(30f)(30f') 하단을 향하여 절곡 형성되도록 구성함을 특징으로 하는 간격유지 및 강성증대 구조의 스파이더가 적용된 사변형 격자지보.
- 제 1항에 있어서,
상측간격유지부(30h)는, 한 쌍의 상하지지부(30f)(30f') 중 제1상하지지부(30f)(30f')의 상측 끝단으로부터 제2상하지지부(30f)(30f')의 하단을 향하여 절곡 형성되게 하고, 제2상하지지부(30f)(30f')의 상측 끝단은 제1상하지지부(30f)(30f')의 상측 끝단과 연결되어 형성되도록 구성함을 특징으로 하는 간격유지 및 강성증대 구조의 스파이더가 적용된 사변형 격자지보.
- 제 1항에 있어서,
상하지지부(30f)(30f')의 상측 끝단에는 상부 스틸바(10)(10')의 길이방향으로 연장된 상측연장수평부(30q)(30q')를 더 형성하고, 상기 상측연장수평부(30q)(30q')의 끝단으로부터 상기 상측간격유지부(30h)가 연결 형성되도록 구성함을 특징으로 하는 간격유지 및 강성증대 구조의 스파이더가 적용된 사변형 격자지보.
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| KR102000261B1 (ko) | 2019-07-24 |
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