KR20200052089A - 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체 및 그 연결방법 - Google Patents

커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체 및 그 연결방법 Download PDF

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Abstract

커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체를 개시한다. 상기 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체는, 콘크리트 암거본체의 일단부에 매립되고 일측단부에는 프리캐스트강선이 고정되고 타측단부는 콘크리트 암거본체의 전단면에 노출된 제1 커플링헤드와, 상기 콘크리트 암거본체의 타단부에 매립되고 일측단부는 상기 프리캐스트강선의 단부에 고정되고 타측단부는 콘크리트 암거본체의 타측 전단면에 노출된 제2 커플링헤드가 매립되고 노출되게 고정된 제1 콘크리트 암거본체와; 상기 제1 콘크리트 암거본체에 인접하게 배치되고 전단면에는 상기 제1 콘크리트 암거본체와 조립가능하게 서로 대응되는 상태의 제1 또는 제2 커플링헤드가 매설되고 돌출되게 배치된 제2 콘크리트 암거본체와; 상기 제1 및 제2 콘크리트 암거본체가 접하는 이음부상에 기밀을 위하여 설치되는 그라우트재;를 포함할 수 있다.

Description

커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체 및 그 연결방법{Coupled connection type precast concrete culvert structure and connection method}
본 발명은 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체 및 그 연결방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 일단부에는 프리캐스트강선이 고정되고 타단부는 콘크리트 암거 구조체의 전단면에 노출된 제1 커플링헤드의 노출된 노출단부는 대응되는 이웃하는 제2 커플링헤드의 노출단부와 탈착가능하면서도 강건하게 조립되는 방식으로 연결되어 내진성능이 월등하게 뛰어나면서도 그 조립설치가 대단히 간편하게 되어 조립효율이 대단히 높아 노동생산성이 향상되는 것이 가능하게 되는 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체 및 그 연결방법에 관한 것이다.
일반적으로 암거는 내부에 중공이 형성된 터널 형상으로 하수도관, 배수관, 농업용수로, 취수관 등으로 다양하게 사용되고 있으며, 통신기술이 발달한 현재에는 전력구, 통신구, 공동구 등의 시설물로도 사용되고 있으며, 이러한 암거는 프리캐스트 콘크리트 암거(Precast Concrete Culvert 이하 "PC 암거"라고 칭한다)를 각 단위별로 제작하고, 단위별로 제작된 PC 암거의 연속적인 조립을 통해 설치되며 공기를 단축하고 시공비용을 절감하기 위하여 공장에서 일정한 길이로 대량생산되어 현장으로 옮겨져 서로 연결된 후 매설된다.
위와 같이 조립되는 PC 암거들은, PC 암거 간 연결 강도가 매우 취약하다. 이 때문에 PC 암거들 사이의 접합 연결부가 벌어지게 되고, 그에 따라 수밀성이 저하된다.
이러한 접합 연결 강도의 저하를 해소하기 위하여 긴장재가 각 PC 암거에 형성되는 통과공을 통과하는 상태로 긴장되고, 그 양끝 부분을 PC 암거에 정착시키는 구조가 도입되고 있다.
그런데, PC 암거를 연결하는 긴장재의 길이가 길어질수록 상호 연속 배치된 PC 암거에 설치하기가 어렵고, 상호 연속 결합된 PC 암거의 하중이나 부등 침하 등의 외력 등에 의해 긴장재가 변형되어 암거간의 체결력이 약해지거나, 긴장재의 절단에 의한 접합영역의 균열이 발생될 우려가 크다는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위한 다른 방법으로 PC 암거의 접합 단부에 고리상의 연결지지부재를 설치하여 상기 PC 암거의 접합 단부를 서로 밀착 결합시켜 상기 고리상의 연결지지부재에 강봉을 삽입하여 결합시키거나, 강봉 없이 서로 결합시키고, 모르타르를 충진하여 PC 암거를 연결시키는 방법이 있다.
그런데, 강봉을 삽입하여 결합시키는 방법은, 내구성 및 결합성 등의 이유로 고리상의 연결지지부재의 설치 위치가 제한되거나 여유 굴착폭원이 확보되지 않으면 거의 결합이 어려운 문제점이 있었으며, 고리상의 연결지지부재 끼리 서로 결합시키는 기존 방법은 PC 암거의 자중으로 인하여 그 결합이 용이하지 않거나 상호 접촉된 암거 간의 체결력을 지속적으로 유지시킬 수 없는 문제가 있었다.
공개특허 10-2015-0104845, 등록특허 10-1460760
본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 암거 상하 좌우 측벽 어디에나 설치될 수 있어서 구조적으로 보다 안정성을 제공할 수 있으며, 사용성 및 결합성이 좋을 뿐만 아니라 경제적이고, 암거와 암거 사이에 수팽창지수재, 그라우트재 및 코킹을 통해 복수의 수밀수단을 구비하여 수밀성능을 향상시키고, 암거간 이격거리가 발생하더라도 누수되지 않을 수 있도록 하며, 지반 부동침하에 의해 격차가 발생하더라도 방수기능을 유지할 수 있고, 상호 접촉된 암거 간의 체결력을 지속적으로 유지시킬 수 있는 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체 및 그 연결방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적은, 콘크리트 암거본체의 일단부에 매립되고 일측단부에는 프리캐스트강선이 고정되고 타측단부는 콘크리트 암거본체의 전단면에 노출된 제1 커플링헤드와, 상기 콘크리트 암거본체의 타단부에 매립되고 일측단부는 상기 프리캐스트강선의 단부에 고정되고 타측단부는 콘크리트 암거본체의 타측 전단면에 노출된 제2 커플링헤드가 매립되고 노출되게 고정된 제1 콘크리트 암거본체와; 상기 제1 콘크리트 암거본체에 인접하게 배치되고 전단면에는 상기 제1 콘크리트 암거본체와 조립가능하게 서로 대응되는 상태의 제1 또는 제2 커플링헤드가 매설되고 돌출되게 배치된 제2 콘크리트 암거본체와; 상기 제1 및 제2 콘크리트 암거본체가 접하는 이음부상에 기밀을 위하여 설치되는 그라우트재를 포함하는 본 발명에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체에 의하여 달성된다.
본 발명의 이러한 목적은, 양단부에 제1 및 제2 커플링헤드가 고정된 프리캐스트강선이 모서리에 배치되고 콘크리트가 타설되고 경화되어 내측은 중공이 형성된 다수의 콘크리트 암거본체를 형성시키는 단계(S10)와; 상기 콘크리트 암거본체 전단부 및 후단부에 상기 제1 및 제2 커플링헤드가 노출되게 고정된 제1 콘크리트 암거본체를 시공될 위치에 배치시키는 단계(S20)와; 상기 제1 콘크리트 암거본체의 전단부 또는 후단부에 인접하게 제2 콘크리트 암거본체를 배치하고 돌출된 이웃하는 제1 커플링헤드와 제2 커플링헤드를 조립시키는 단계(S30)와; 상기 S20 단계 내지 S30 단계와 동일한 방법으로 제3 콘크리트 암거본체를 제2 콘크리트 암거본체의 후단부에 인접하게 배치하고 돌출된 이웃하는 제1 커플링헤드와 제2 커플링헤드를 조립시키는 단계를 반복적으로 수행하는 단계(S40)와; 상기 이웃하는 콘크리트 암거본체의 사이에 기밀을 위하여 그라우트재가 설치되는 단계(S50);를 포함하는 본 발명에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 연결방법에 의하여 달성된다.
본 발명에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체 및 그 연결방법에 의하면, 종래 강선을 암거 내측 정착부에서 고정하여 연결되는 암거와 비교하여 강성이 뛰어난 제1 커플링헤드와 제2 커플링헤드가 압입되게 결합조립됨으로써 결합성이 간단하고 그 견고성이 향상될 수 있으며, 특히 구조적으로도 지진에 의한 진동이나 지반 침하 등의 지지기반이 움직이더라도 제1 커플링헤드와 제2 커플링헤드가 견고하게 결합되어 있으므로 인접한 콘크리트 암거본체의 사이에서 슬립하는 현상 등이 발생할 수 없으므로 연결의 견고성이 매우 뛰어나다.
본 발명에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조물 및 그 결합방법에 의하면, 그라우트재에 의해서 서로 인접한 콘크리트 암거본체의 사이가 매설 충진되므로, 그라우트재가 외부에 새어나감 없이 상기 충진부에 그라우트재를 충진할 수 있어 암거 연결작업의 효율성이 높아지고, 오목부에 그라우트재가 충진된 채 암거본체들끼리 맞대기 접합이 가능하며 경우에 따라 오목부와 볼록부의 끼임결합에 의하여 견고성이 증가될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 연결상태가 도시된 분해 사시도.
도 2는 도 1의 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 요부 확대도.
도 3a는 본 발명의 제1실시예에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 콘크리트 암거본체의 전단면의 정면도.
도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 콘크리트 암거본체의 후단면의 정면도.
도 3c는 본 발명의 제1실시예에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 콘크리트 암거본체의 연결부의 개략적인 종단면도.
도 3d는 본 발명의 제1실시예에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 콘크리트 암거본체의 연결부의 개략적인 횡단면도.
도 3e는 본 발명의 제1실시예에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 콘크리트 암거본체의 연결부분 다른 실시예의 개략적인 종단면도.
도 3f는 본 발명의 제1실시예에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 콘크리트 암거본체의 연결부분 다른 실시예의 개략적인 횡단면도.
도 4a는 본 발명의 제2실시예에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 연결상태가 도시된 분해 사시도.
도 4b는 도 4a의 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 요부 확대도.
도 5a는 본 발명의 제2실시예에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 콘크리트 암거본체의 전단면의 정면도.
도 5b는 본 발명의 제2실시예에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 콘크리트 암거본체의 후단면의 정면도.
도 6a는 본 발명에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 콘크리트 암거본체에 설치되는 제1 커플링헤드와 제2 커플링헤드의 개략적인 종단면도.
도 6b는 본 발명에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 콘크리트 암거본체에 설치되는 제1 커플링헤드와 제2 커플링헤드의 삽입조립 후의 개략적인 종단면도.
도 7은 본 발명에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 콘크리트 암거본체에 설치되는 제1 커플링헤드와 제2 커플링헤드의 강선고정부 확대도.
도 8a, 8b, 8c는 본 발명에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 콘크리트 암거본체에 설치되는 제1 커플링헤드와 제2 커플링헤드의 삽입조립 후의 회동원통부의 잠금회동전과 잠금회동 후의 개략적인 정면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 제1실시예에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체(A)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 양단부에 제1 및 제2 커플링헤드(4,5)가 고정된 프리캐스트강선(3)이 각 모서리에 배치된 상태로 콘크리트가 타설되고 경화되어 내측에 중공(2)이 형성된 다수의 콘크리트 암거본체(1)가 상기 중공(2)이 연통되는 상태로 1열 또는 2열로 배치되게 되는 것이다.
도 1 내지 도 3d를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체(A)는, 크게 제1 콘크리트 암거본체, 제2 콘크리트 암거본체 및 그라우트재를 포함한다.
상기 제1 콘크리트 암거본체는 콘크리트 암거본체(1)의 일단부에 매립되고 일측단부에는 프리캐스트강선(3)이 고정되고 타측단부는 콘크리트 암거본체(1)의 전단면에 노출된 제1 커플링헤드(4)와, 상기 콘크리트 암거본체(1)의 타단부에 매립되고 일측단부는 상기 프리캐스트강선(3)의 단부에 고정되고 타측단부는 콘크리트 암거본체(1)의 타측 전단면에 노출된 제2 커플링헤드(5)가 매립되고 노출되게 고정된다.
상기 제2 콘크리트 암거본체는 상기 제1 콘크리트 암거본체에 인접하게 배치되고 전단면에는 상기 제1 콘크리트 암거본체와 조립가능하게 서로 대응되는 상태의 제1 또는 제2 커플링헤드(4,5)가 매설되고 돌출되게 배치된다.
상기 그라우트재(6)는 상기 제1 및 제2 콘크리트 암거본체가 접하는 이음부상에 기밀 및 수밀을 위하여 설치되는 것으로서, 크게 무수축몰탈(61) 및 수팽창지수재(62)를 포함할 수 있다.
도 3c 내지 도 3d를 참조하면, 상기 무수축몰탈(61)은 상기 제1 콘크리트 암거본체(1)와 상기 제2 콘크리트 암거본체(1)가 연결되어 만나는 모서리 부분에 형성된 밀폐홈(10)에 타설되는 것으로, 상기 밀폐홈(10)은 외측면으로부터 약 30mm 안쪽에 위치되도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 밀폐홈(10)은 암거본체(1)가 양측에서 연결될 경우 사다리꼴 형상의 공간이 마련되도록 형성될 수 있다. 그리고 상기 무수축몰탈(61)은 상기 밀폐홈(10)에 타설되어 수밀성을 유지할 수 있는데, 이때 밀폐홈(10) 측벽에 형성된 홈에 끼워지는 수팽창지수재(62)가 상기 홈에 끼워진 상태에서 1차적으로 제1주입홀(63)을 통해 무수축몰탈(61)이 내측 부분의 밀폐홈(10)에 일부 타설되고, 그 다음 2차적으로 상기 제1 콘크리트 암거본체(1)와 상기 제2 콘크리트 암거본체(1)가 연결되어 만나는 모서리 부분의 틈을 이용하여 무수축몰탈(61)이 타설되어 최종 3개 층으로 이루어져 밀폐홈(10)을 완전히 밀폐시킬 수 있도록 한다.
상기 수팽창지수재(62)는 상기 밀폐홈(10) 측벽의 홈에 끼워진 상태로 암거본체(1)의 4면을 따라 밀폐홈(10) 내측을 감싸 듯 설치되는 것으로, 설치 환경에 따라 1개의 수팽창지수재(62)가 끊김없이 설치되거나 필요에 따라 여러 개의 절단된 형태로 연속적으로 연결되도록 설치될 수도 있다. 또한 상기 수팽창지수재(62)는 겉 표면이 울퉁불퉁하게 형성되거나 표면에 돌기가 돌출된 형태 또는 주름진 형상으로 형성될 수도 있다.
상기 제1주입홀(63)은 암거본체(1)의 상부 단부쪽으로부터 밀폐홈(10)의 일측까지 연통되도록 형성될 수 있고, 바람직하게는 3개 정도로 형성되며, 이 경우 2개는 무수축몰탈(61)을 주입하는 용도로 사용하고, 1개는 공기구멍으로 사용하여 무수축몰탈(61)이 제1주입홀(63)을 통해 밀폐홈(10)으로 원활하게 주입될 수 있도록 한다. 즉 상기 암거본체(1) 상부에 형성된 제1주입홀(63)로 무수축몰탈(61)을 주입하게 되면 암거본체(1)의 아래면의 밀폐홈(10)부터 순차적으로 4면의 밀폐홈(10)까지 무수축몰탈(61)이 채워질 수 있게 된다.
또한, 상기 제1주입홀(63)은 완만한 곡율을 가지는 통로가 형성되고 연질의 재질(예: 고무 등)로 이루어진 호스로 구성될 수 있으며, 상기 제1주입홀(63) 입구는 플라스틱 등의 단단한 재질로 직경을 상기 호스부분 보다 조금 더 크게 형성하여 상기 무수축몰탈(61)을 용이하게 주입할 수 있도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 그라우트재(60)는 암거본체(1)의 4면 테두리 부분에 모두 설치되는데, 바닥면과 닿는 부분에는 중공(2)으로부터 밀폐홈(10)까지 관통되는 제2주입홀(64)이 형성될 수도 있다. 상기 제2주입홀(64)은 상기 제1주입홀(63)을 통해 주입된 무수축몰탈(61)이 정상적으로 주입이 되었는지 확인하는 용도와 정상적으로 주입이 안되었을 경우 추가적으로 무수축몰탈(61)을 주입하기 위한 용도로도 사용될 수 있다.
이에 따라, 암거본체(1)가 바닥에 밀착된 상태에서도 상기 제2주입홀(64)을 이용하여 무수축몰탈(61)이 밀폐홈(10) 내부에 완전히 주입되어 타설될 수 있게 된다.
상기 콘크리트 암거본체(1)의 중공(2)이 보이는 양단부(11)의 모서리에는 상기 제1 커플링헤드(4)와 제2 커플링헤드(5)가 각기 노출되게 돌출되어 있다.
또한, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와같이, 상기 제1 콘크리트 암거본체(1)와 상기 제2 콘크리트 암거본체(1)가 연결되어 만나는 모서리 내측(중공과 인접한) 부분 및 제2 커플링헤드(5) 주변으로 상기 지수재가 설치될 수도 있다.
도 3e는 본 발명의 제1실시예에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 콘크리트 암거본체의 연결부분 다른 실시예의 개략적인 종단면도이고, 도 3f는 본 발명의 제1실시예에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 콘크리트 암거본체의 연결부분 다른 실시예의 개략적인 횡단면도이다.
도 3e 내지 도 3f를 참조하면, 상기 제1 콘크리트 암거본체(1)와 상기 제2 콘크리트 암거본체(1)가 연결되어 만나는 양측 모서리 끝단 부분에는 경사진 형태로 돌출 형성되어 상호 슬라이딩 결합되는 슬라이딩부(1a, 1a')가 구비될 수 있다.
상기 슬라이딩부(1a, 1a')는 암거본체(1)들이 상호 연결되는데 있어 밀착된 상태로 부드럽게 결합되기 위함이며, 경사진 면이 서로 만나도록 결합됨으로써 수밀성이 향상될 수 있다.
도 4a 내지 도 5b를 참조하면, 본 발명의 제2실시예로서, 상기 콘크리트 암거본체(1)의 중공(2)이 보이는 양단부(11)의 각 가장자리면(11a)에는 연결을 보다 효과적으로 수행할 수 있도록 탄성을 갖으며 암수로 조립되는 합성수지 삽입관(12,12')이 일단부가 돌출되게 매설될 수도 있다.
상기 합성수지 삽입관(12,12')은 각각 단부에 돌기 및 홈이 형성되어 합성수지 삽입관(12,12')이 서로 체결되는 구조로서 내진설계를 고려한 구성이다. 즉 암거본체(1)들이 연결되는 연결 포인트를 늘려 상호간의 비틀어지는 경우가 발생하더라도 쉽게 분리는 것을 방지하고 인장강도를 높일 수 있게 된다.
상기 합성수지 삽입관(12,12')은 고무재질로 형성되는 것이 바람직하고, 합성수지 삽입관(12)에는 돌기 외주면에 추가적으로 돌기가 형성되어 억지끼움방식으로 견고한 조립이 가능하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체(A)는 제1실시예와 같이 합성수지 삽입관(12,12')이 제거된 구조이거나, 제2실시예와 같이 합성수지 삽입관(12,12')이 설치된 구조로 이루어질 수 있으며, 제2실시예의 경우 합성수지 삽입관(12,12')이 암거본체(1)의 4방향 테두리 중 1방향에 대한 부분에 적어도 1개 이상이 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 상기 제1 커플링헤드(4)와 제2 커플링헤드(5)는 프리캐스트강선(3)의 단부에 상기 프리캐스트강선(3)을 인장시킨 상태로 배치되게 고정되고 이 상태에서 콘크리트를 타설하여 경화시킨 구조이므로 콘크리트 암거본체(1)는 압축력 뿐만이 아니라 커다란 인장력에도 감당할 수 있는 강도를 갖게 되는 것이다.
한편, 상기 제1 커플링헤드(4)는, 도 6a 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 일단부에 상기 프리캐스트강선(3)이 고정되고 타단부는 나사부(41a)가 형성된 강선고정부(41)와, 상기 강선고정부(41)가 일단부에 나사고정되는 커플링본체(42)와, 상기 커플링본체(42)의 타단부에 형성되며 자유단부에 인접하게 볼고정홈(43a)이 형성되고 중앙에는 스프링(44)에 의하여 지지되는 후진판(43b)이 배치되고 선단부에는 접촉자유단(43c)이 형성된 연결돌출부(43)를 포함한다.
상기 제2 커플링헤드(5)는, 도 6a 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 일단부에 상기 프리캐스트강선(3)이 고정되고 타단부는 나사부(51a)가 형성된 강선고정부(51)와, 상기 강선고정부(51)가 일단부에 나사고정되는 커플링본체(52)와, 상기 커플링본체(52)의 타단부에 형성되며 상기 연결돌출부(43)가 탈착가능하게 삽입고정되는 삽입고정부(53)가 형성되어 있다.
상기 삽입고정부(53)는 상기 접촉자유단(43c)에 접촉되어 압입될 경우에는 후방으로 후퇴하는 후방후퇴부(53a)와, 상기 후방후퇴부(53a)가 후퇴하는 후퇴공간(53b)이 형성되어 있고, 상기 후퇴공간(53b)은 다수의 고정볼(53c)을 고정 및 후퇴위치로 배치시키는 가동판(53d)을 가동시키는 가동압력 및 후퇴진공을 발생시킨다. 상기 삽입고정부(53)의 외측자유단부에는 회동원통부(53e)가 설치되어 있어, 상기 후퇴공간(53b)의 고정상태 또는 후퇴상태를 발생시킨다.
한편, 상기 강선고정부(41, 51)는, 내부가 관통되도록 형성되어 상기 강선고정부(41, 51) 단부에 나사결합되는 슬리브(45, 55) 및 상기 슬리브(45, 55) 단부에 회전 가능하도록 걸리고 강선(3)이 걸어지는 걸이편(46, 56)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 강성고정부(41, 51) 단부에는 암거본체(1)의 타단부에 상기 강선고정부(41, 51)가 매립될 경우 견고하게 지지될 수 있도록 중앙에 관통홀이 형성되고 평평한 판 형상의 고정편(47, 57)이 설치될 수 있다. 상기 고정편(47, 57)은 평평한 면으로 형성되어 암거본체(1)에는 이에 대응하는 형상으로 홈이 형성될 수 있으며, 상기 홈에 상기 고정편(47, 57)이 밀착 고정됨으로써 상기 강성고정부(41, 51)가 암거본체(1)에 견고하게 고정될 수 있게 된다.
상기 강선고정부((41, 51)를 통해 프리캐스트강선(3)이 제1 콘크리트 암거본체(1)와 제2 콘크리트 암거본체(1) 사이에서 당겨진 상태로 고정될 수 있는데, 이 경우 프리캐스트 형태로서 사전에 암거본체(1)가 제작되는 과정에서 프리캐스트강선(3)이 당겨진 상태로 콘크리트 내부에 삽입되어 양생될 수 있고, 또는 현장에서 제1 콘크리트 암거본체(1)와 제2 콘크리트 암거본체(1) 사이에 삽입되어 별도의 수단(예: 유압잭 등)을 통해 프리캐스트강선(3)을 당기는 작업이 수행될 수 있다.
이렇게 다양한 방법으로 제1 콘크리트 암거본체(1)와 제2 콘크리트 암거본체(1) 사이에 삽입 배치되는 프리캐스트강선(3)은 상기 강선고정부(41, 51)를 통해 고정될 수 있으며, 강선고정부(41, 51) 단부에 슬라브(45, 55)가 나사결합되고, 슬라브(45, 56) 관통된 단부에 걸이편(46, 56)이 회전가능하게 설치되어 프리캐스트강선(3)이 걸이편(46, 56)에 설치된 상태로 슬라브(45, 55)의 나사를 조절함으로써 프리캐스트강선(3)의 당겨지는 인장력 조절이 가능하게 된다.
이와 같은 제1 커플링헤드(4)와 제2 커플링헤드(5)의 결합 및 해제 작동은, 도 8a 내지 8c에 도시된 바와 같이, 서로 근접한 상태에서 제1 커플링헤드(4)의 접촉자유단(43c)을 제2 커플링헤드(5)의 후방후퇴부(53a)에 접촉시키고 전진되게 압박을 가하면, 후방후퇴부(53a)가 후퇴하면서 후방의 후퇴공간(53b)을 압박하게 되면, 후퇴공간(53b)은 그 공간의 크기가 줄어들게 되므로 연통된 가동판(53d)을 전방으로 돌출되게 압박하게 되므로 가동판(53d)은 전방으로 돌출가동되므로 가동판(53d)에 이동가능하게 고정된 고정볼(53c)이 볼돌출공(53f)을 통하여 내측방향으로 돌출되면서, 돌출된 다수의 고정볼(53c)이 제1 커플링헤드(4)의 볼고정홈(43a)에 삽입되면서 제1 커플링헤드(4)와 제2 커플링헤드(5)의 결합이 이루어지게 되는 것이다. 이 상태에서, 상기 후퇴공간(53b)은 고정상태에 있게 되는 것이고, 상기 후퇴공간(53b)은 항상 팽창하려는 힘을 받고 있으므로 고정상태가 불안정하게 되는 것이며, 도 8a 내지 8c에 도시된 바와 같이, 이 상태는 원통회동부(53e)의 내측단부가 잠금볼(54)이 노출되게 배치되어 있고, 제1 커플링헤드(4)와 제2 커플링헤드(5)의 결합이 이루어지는 동시에 상기 원통회동부(53e)가 제1 커플링헤드(4) 방향으로 이동하고, 사용자가 원통회동부(53e)를 회전시켜 잠금볼(54)이 볼돌출공(53f)과 이격된 상태로 되면 원통회동부(53e)가 다시 제2 커플링헤드(5) 방향으로 후퇴하지 못하게 됨으로써 제1 커플링헤드(4)와 제2 커플링헤드(5)의 결합이 해제되지 않고 유지되게 되는 것이다.
상기 후퇴공간(53b)이 고정상태에서 상기 고정상태를 해제하고자 할 경우에는, 상기 볼돌출공(53f)이 다시 잠금볼(54) 위치에 배치될 수 있도록 원통회동부(53e)를 다시 결합 시 최초 상태로 원상복구 한 다음 원통회동부(53e)를 제2 커플링헤드(5) 방향으로 밀게 되면, 고정볼(53c)이 분리된 상태의 최초 상태로 인입되고 가동판(53d)은 전방으로 돌출가동되므로 잠금볼(54)이 상방으로 돌출되면서 눌려 있던 공기통로가 해제되게 되면서 제1 커플링헤드(4)의 볼고정홈(43a)이 후퇴하면서 볼고정홈(43a)내에 삽입되어 있던 볼돌출공(53f)을 통하여 내측방향으로 돌출된 다수의 고정볼(53c)이 외측으로 밀려나면서 볼고정홈(43a)과 고정볼(53c)의 결합이 해제되어 제1 커플링헤드(4)는 용이하게 결합고정이 해제되게 되는 것이다.
상기와 같은 방식으로 상기 제1 커플링헤드(4)와 제2 커플링헤드(5)의 결합 및 해제가 가능하게 됨으로써 이웃하는 콘크리트 암거본체(1)의 결합이 가능하게 되며, 지반의 침하나 진동이 있다고 하더라도 강고하게 결합되게 되는 것이다.
또한, 상기 제1 커플링헤드(4)와 제2 커플링헤드(5)가 상기 콘크리트 암거본체(1)의 동일 전단면이나 후단면상에 상하로 각기 설치되거나, 일측 전단면에는 제1 커플링헤드(4)가 설치되고 이웃하는 타측 후단면에는 제2 커플링헤드(5)가 설치되는 방식으로도 다양한 변형이 가능하게 설치될 수도 있을 것이다.
이하에서는 상기 설명한 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체 연결방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
상기 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체 연결방법은 다수의 콘크리트 암거본체를 형성시키는 단계(S10), 제1 콘크리트 암거본체를 시공될 위치에 배치시키는 단계(S20), 제1 커플링헤드와 제2 커플링헤드를 조립시키는 단계(S30), 콘크리트 암거본체를 배치하고 제1 커플링헤드와 제2 커플링헤드를 조립시키는 단계를 반복적으로 수행하는 단계(S40) 및 암거본체의 사이에 기밀을 위하여 그라우트재가 설치되는 단계(S50)를 포함할 수 있다.
상기 다수의 콘크리트 암거본체를 형성시키는 단계(S10)는 양단부에 제1 및 제2 커플링헤드(4,5)가 고정된 프리캐스트강선(3)이 모서리에 배치되고 콘크리트가 타설되고 경화되어 내측은 중공(2)이 형성된 다수의 콘크리트 암거본체(1)를 형성시키는 단계이다.
상기 제1 콘크리트 암거본체를 시공될 위치에 배치시키는 단계(S20)는 상기 콘크리트 암거본체(1) 전단부 및 후단부에 상기 제1 및 제2 커플링헤드(4,5)가 노출되게 고정된 제1 콘크리트 암거본체(1)를 시공될 위치에 배치시키는 단계이다.
상기 제1 커플링헤드와 제2 커플링헤드를 조립시키는 단계(S30)는 상기 제1 콘크리트 암거본체(1)의 전단부 또는 후단부에 인접하게 제2 콘크리트 암거본체(1)를 배치하고 돌출된 이웃하는 제1 커플링헤드(4)와 제2 커플링헤드(5)를 조립시키는 단계이다.
상기 콘크리트 암거본체를 배치하고 제1 커플링헤드와 제2 커플링헤드를 조립시키는 단계를 반복적으로 수행하는 단계(S40)는 상기 S20 내지 S30 단계와 동일한 방법으로 제3 콘크리트 암거본체(1)를 제2 콘크리트 암거본체(1)의 후단부에 인접하게 배치하고 돌출된 이웃하는 제1 커플링헤드(4)와 제2 커플링헤드(5)를 조립시키는 단계를 반복적으로 수행하는 단계이다.
상기 암거본체의 사이에 기밀을 위하여 그라우트재가 설치되는 단계(S50)는 상기 이웃하는 콘크리트 암거본체의 사이에 기밀을 위하여 그라우트재가 설치되는 단계이다. 즉 암거본체(1) 사이의 공간으로 무수축몰탈(61) 및 수팽창지수재(62)가 설치되어 암거본체(1) 사이 공간의 수밀을 유지할 수 있게 된다.
이와 같이, 상기 S10 단계 내지 S50 단계를 통해 콘크리트 암거본체(1)들을 연달아 연결하여 조립하는 과정을 완료할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체 및 그 연결방법은 건축분야 및 토목분야 등의 암거 관련 분야에서 동일한 제품 및 동일한 시공방법을 반복적으로 제조하거나 적용하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 큰 발명이라고 할 수 있다.
1: 콘크리트 암거본체 1a: 슬라이딩부
1a': 슬라이딩부 2: 중공
3: 프리캐스트강선 4: 제1 커플링헤드
5: 제2 커플링헤드 6: 그라우트재
10: 밀폐홈 11: 양단부
12, 12': 합성수지 삽입관 41: 강선고정부
42: 커플링본체 43: 연결돌출부
43a: 볼고정홈 43b: 후진판
43c: 접촉자유단 44: 스프링
45: 슬리브 46: 걸이편
47: 고정편 51: 강선고정부
51a: 나사부 52: 커플링본체
53: 삽입고정부 53a: 후방후퇴부
53b: 후퇴공간 53c: 고정볼
53d: 가동판 53e: 회동원통부
53f: 볼돌출공 54: 잠금볼
55: 슬리브 56: 걸이편
57: 고정편 61: 무수축몰탈
62: 수팽장지수재 63: 제1주입홀
64: 제2주입홀

Claims (8)

  1. 콘크리트 암거본체의 일단부에 매립되고 일측단부에는 프리캐스트강선이 고정되고 타측단부는 콘크리트 암거본체의 전단면에 노출된 제1 커플링헤드와, 상기 콘크리트 암거본체의 타단부에 매립되고 일측단부는 상기 프리캐스트강선의 단부에 고정되고 타측단부는 콘크리트 암거본체의 타측 전단면에 노출된 제2 커플링헤드가 매립되고 노출되게 고정된 제1 콘크리트 암거본체(1)와;
    상기 제1 콘크리트 암거본체에 인접하게 배치되고 전단면에는 상기 제1 콘크리트 암거본체와 조립가능하게 서로 대응되는 상태의 제1 또는 제2 커플링헤드가 매설되고 돌출되게 배치된 제2 콘크리트 암거본체(1)와;
    상기 제1 및 제2 콘크리트 암거본체가 접하는 이음부상에 기밀을 위하여 설치되는 그라우트재(6);를 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커플링헤드(4)는, 일단부에 상기 프리캐스트강선(3)이 고정되고 타단부는 나사부(41a)가 형성된 강선고정부(41)와, 상기 강선고정부(41)가 일단부에 나사고정되는 커플링본체(42)와, 상기 커플링본체(42)의 타단부에 형성되며 자유단부에 인접하게 볼고정홈(43a)이 형성되고 중앙에는 스프링(44)에 의하여 지지되는 후진판(43b)이 배치되고 선단부에는 접촉자유단(43c)이 형성된 연결돌출부(43)를 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 커플링헤드(5)는, 일단부에 상기 프리캐스트강선(3)이 고정되고 타단부는 나사부(51a)가 형성된 강선고정부(51)와, 상기 강선고정부(51)가 일단부에 나사고정되는 커플링본체(52)와, 상기 커플링본체(52)의 타단부에 형성되며 상기 연결돌출부(43)가 탈착가능하게 삽입고정되는 삽입고정부(53)가 형성되고,
    상기 삽입고정부(53)는 상기 접촉자유단(43c)에 접촉되어 압입될 경우에는 후방으로 후퇴하는 후방후퇴부(53a)와, 상기 후방후퇴부(53a)가 후퇴하는 후퇴공간(53b)이 형성되어 있고, 상기 삽입고정부(53)의 외측자유단부에는 회동원통부(53e)가 설치된 것을 특징으로 하는 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 강선고정부(41, 51)는,
    내부가 관통되도록 형성되어 상기 강선고정부(41, 51) 단부에 나사결합되는 슬리브(45, 55); 및
    상기 슬리브(45, 55) 단부에 회전 가능하도록 걸리고 프리캐스트강선(3)이 걸어지는 걸이편(46, 56);을 더 포함하고,
    상기 강성고정부(41, 51) 단부에는 암거본체(1)의 타단부에 상기 강선고정부(41, 51)가 매립될 경우 견고하게 지지될 수 있도록 중앙에 관통홀이 형성되고 평평한 판 형상의 고정편(47, 57)이 설치되는 것을 특징으로 하는 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 그라우트재(6)는,
    상기 제1 콘크리트 암거본체(1)와 상기 제2 콘크리트 암거본체(1)가 연결되어 만나는 모서리 부분에 형성된 밀폐홈(10)에 타설되는 무수축몰탈(61); 및
    상기 밀폐홈(10)에 끼움 결합되고 상기 무수축몰탈(61)에 의해 밀폐된 상태로 고정되는 수팽창지수재(62);을 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 콘크리트 암거본체(1)의 중공(2)이 보이는 양단부(11)의 각 가장자리면(11a)에는 연결을 보다 효과적으로 수행할 수 있도록 탄성을 갖으며 암수로 조립되는 합성수지 삽입관(12,12')이 일단부가 돌출되게 매설되는 것을 특징으로 하는 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 콘크리트 암거본체(1)와 상기 제2 콘크리트 암거본체(1)가 연결되어 만나는 양측 모서리 끝단 부분에는 경사진 형태로 돌출 형성되어 상호 슬라이딩 결합되는 슬라이딩부(1a, 1a')가 구비되는 것을 특징으로 하는 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체.
  8. 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 연결방법에 있어서,
    콘크리트 암거본체 전단부 및 후단부에 제1 및 제2 커플링헤드가 노출되게 고정된 제1 콘크리트 암거본체를 시공될 위치에 배치시키는 단계와;
    상기 제1 콘크리트 암거본체의 전단부 또는 후단부에 인접하게 제2 콘크리트 암거본체를 배치하고 돌출된 이웃하는 제1 커플링헤드와 제2 커플링헤드를 조립시키는 단계와;
    상기 제1 콘크리트 암거본체를 시공될 위치에 배치시키는 단계 내지 상기 이웃하는 제1 커플링헤드와 제2 커플링헤드를 조립시키는 단계와 동일한 방법으로 제3 콘크리트 암거본체를 제2 콘크리트 암거본체의 후단부에 인접하게 배치하고 돌출된 이웃하는 제1 커플링헤드와 제2 커플링헤드를 조립시키는 단계를 반복적으로 수행하는 단계와;
    상기 이웃하는 콘크리트 암거본체의 사이에 기밀을 위하여 그라우트재가 설치되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링 연결식 프리캐스트 콘크리트 암거 구조체의 연결방법.
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