KR100659641B1 - 파형강판 구조물 시공방법과 이를 이용한 파형강판 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 파형강판의 구조물 시공방법은 기초 터파기 시공단계와, 기초 터파기가 완성된 영역에 기부들을 가지는 베이스면을 시공하는 베이스면 시공단계와, 상기 각 기부로부터 파형강판들을 아치형의 구조물로 조립하는 파형강판 조립단계와, 상기 아치형의 구조물의 내부에 외압에 의해 변형되는 것을 방지하는 보강수단을 설치하는 보강수단 설치단계와, 상기 아치형 구조물의 측면과 상부측에 토사를 뒷채움하는 되메우기 단계를 포함한다.

파형강관, 보강수단.

Description

파형강판 구조물 시공방법과 이를 이용한 파형강판 구조물{construction method using corrugated steel plate and structure utilizing the same}

도 1은 본 발명에 따른 파형강판 구조물의 일부절제 사시도,

도 2는 파형강판 구조물 시공방법을 나타내 보인 블록도.

본 발명은 파형강판 구조물의 시공방법과 이를 이용한 파형강판 구조물에 관한 것으로, 더 상세하게는 시공중 파형강판 구조물의 변형을 방지할 수 있는 파형강판 구조물의 시공방법 및 파형강판 구조물에 관한 것이다.

일반적으로 상대적으로 큰 하중을 받지 않은 아치형 교량, 터널, 통수로 암거 등을 콘크리트 구조물을 이용하여 제조하는 경우 거푸집, 배근, 콘크리트 타설 등 많은 작업공수가 소요되고 시공기간이 길어진다. 이러한 점을 감안하여 현장에서 콘트리트 타설 공법을 배제하고, 파형강판을 이용한 터널의 라이닝 시공방법과, 브릿지 플레이트 시공방법이 제안되었다.

대한 민국 공개 특허 제 2004-034292호에는 브릿지 플레이트 시공방법의 일예로서 파형강판을 이중공법으로 시공한 터널구조가 개시되어 있다.

개시된 터널구조는 기초 콘크리트 구조물과 연계하여 파형강판을 이용한 아치형 파형강판 구조물을 이중으로 설치하고, 상부를 뒷채움하고 내측면을 옹벽처리한 구조가 개시되어 있다.

그리고 등록 특허 제 0407760호에는 파형강판을 이용한 통수로 암거 시공방법 및 그 구조가 개시되어 있다. 이 암거 시공방법은 옹벽 기초 터파기 시공단계와, 철근 콘크리트 기초면 시공단계와, 측면을 옹벽처리하여 내부를 높이도록 기초면에서 소정의 높이로 철근 콘크리트 구조물 시공단계와, 벽체 구조물의 상단면에 아연도금 강판에 골을 갖는 파형강판을 반원형으로 조립하여 아치의 역학적 구조를 최대한 활용한 파형강판 조립시공단계와, 파형강판 구조물의 입, 출구부에 철근 콘크리트 날개벽 시공단계와, 파형강판 상부면을 흙으로 뒷채움하는 단계를 구비한다.

그리고 등록 실용신안 제 0296004호에는 다중 파형강관 구조물 교량이 개시되어 있다. 개시된 교량은 다수의 파형강판을 조립하여 하방이 개방된 반원통형의 파형강판 구조물을 하천의 바닥에 일정간격으로 다수 개 시공하고, 상기 다수의 파형강판 구조물의 위에 토사를 다지며, 상기 토사의 위에 도로를 포장한 구조를 가진다.

상술한 바와 같은 실시예에 있어서, 파형강판을 이용하여 아치형으로 제조된 구조물을 덮는 토사의 뒷채움 과정에서 구조물의 양측이 동시에 균일한 토압을 받도록 복토하지 않은 경우 토압의 불균일로 인하여 구조물이 변형되는 문제점이 있다. 특히 아치형의 구조물의 경우 각 부위에서 균일한 토압을 받을 때에 구조물이 구조적 강도를 높일 수 있는데, 상기와 같이 구조물이 찌그러지는 경우 상대적으로 구조물의 강도가 약화된다.

그리고 파형강판으로 이루어진 구조물에 균일한 토압을 받도록 복토하기 위해서는 작업이 번거롭고 많은 작업공수가 소요된다.

공개특허 2003-0030608호에는 파형강판 구조물이 개시되어 있으며, 실용신안 등록 제 0219107호에는 파형강판 고정용 채널의 구조가 개시되어 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 파형강판 구조물의 구조적 강도를 향상시킬 수 있으며, 뒷채움을 위한 복토 작업의 시공성을 높일 수 있는 파형강판 구조물의 시공방법 및 이를 이용한 파형강판 구조물을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 공사기간을 단축할 수 있으며, 내하력을 높일 수 있으며, 시공에 따른 경제성 향상을 도모할 수 있는 파형강판 구조물 시공방법 및 이를 이용한 파형강판 구조물을 제고함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파형강판 구조물의 시공방법은, 기초 터파기 시공단계와, 기초 터파기가 완성된 영역에 기부들을 가지는 베이스면을 시공하는 베이스면 시공단계와, 상기 각 기부로부터 파형강판들을 아치형의 구조물로 조립하는 파형강판 조립단계와, 상기 아치형의 구조물의 내부에 외압에 의해 변형되는 것을 방지하는 보강수단을 설치하는 보강수단 설치단계와, 상기 아치형 구조물의 측면과 상부측에 토사를 뒷채움하는 되메우기 단계를 포함하여 이루어지며,
상기 보강수단 설치단계는 상기 파형강판 구조물의 외주면에 길이 방향으로 보강채널들을 설치하는 보강채널 설치단계와, 상기 파형강판 구조물의 기부와 적어도 하나의 보강채널을 로프 연결하는 제 1로프 설치단계와, 상기 하나의 보강채널에 대해 적어도 하나의 이상의 보강채널을 로프로 연결하는 제 2로프 설치단계와, 상기 각 로프들에 설치된 턴버클을 이용하여 각 로프의 인장력을 조절하는 인장력 조절단계를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 파형강판 구조물은
길이 방향으로 구조물의 최하단부의 파형강판들을 지지하기 위한 찬넬이 설치된 기부들과,
상기 기부들로부터 파형강판들이 조립되어 이루어지는 아치형 구조물과,
상기 아치형 구조물에 설치되어 외압에 의해 아치형 구조물이 변형되는 것을 방지하는 보강수단을 구비하여 이루어지되,

상기 보강수단은 아치형 구조물의 외주면에 길이 방향으로 설치되는 보강채널과, 상기 파형강판 구조물의 기부와 적어도 하나의 보강채널을 연결하는 제 1로프와, 상기 하나의 보강채널에 대해 적어도 하나 이상의 보강채널을 연결하는 제 2로프와, 상기 각 로프들에 설치되어 로프들의 인장력을 조절하는 턴버클을 포함하여 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.

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이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 파형강판 구조물의 시공방법과 그 구조물의 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 파형강판 구조물은 교량, 터널, 지하공동구, 암거 통수로 등을 이루는 것으로, 도 1에는 파형강판 구조물의 일 실시예를 나타내 보였다. 그리고 도 2는 파형강판 구조물을 시공하기 위한 시공방법을 나타내 보인 블록도이다.

도면을 참조하면, 파형강판 구조물의 시공방법은 파형강판 구조물이 설치된 장소에 기초공사를 위하여 터파기 하는 터파기 시공단계(110)와, 기초 터파기가 완성된 영역에 콘크리트 철 구조물을 이용하여 상호 평행한 기부(11)(12)들을 가지는 베이스 면을 시공하는 베이스면 시공단계(120)를 구비한다. 여기에서 상기 기부(11)(12)에는 길이 방향으로 구조물의 최하단부의 파형강판(21)들을 지지하기 위한 찬넬(13)(14)이 설치되는데, 이 찬넬(13)(14)은 콘크리트 구조물인 기부(11)(12)에 앙카볼트에 의해 지지되거나 기부(11)(12)에 매립될 수 있다. 상기 최하단부의 파형강판(21)들을 지지하는 기부(11)(12)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 아치형 구조물(20)의 단부를 지지할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능한 구조를 가질 수 있다.

상기와 같이 기부(11)(12)를 가지는 베이스면의 시공이 완료되면 상기 각 기부(12)로부터 파형강판(21)들을 조립하여 아치형 구조물(20)을 형성하는 파형강판 조립단계(130)과, 상기 아치형 구조물(20)에 아치형 구조물이 외압에 의해 변형되는 것을 방지하는 보강수단(30)을 설치하는 보강수단 설치단계(140)를 수행한다.
상기 파형강판 조립단계(130)에 있어서, 파형강판(21)들은 하이텐션 볼트들을 이용하여 상호 연결되는데, 상기 파형강판(21)들은 아치형 구조물(20)의 형상에 따라 각각 소정의 곡율로 밴딩된 구조를 가진다. 상기 아치형 구조물(20)을 이루는 파형강판(21)들은 코러게이트 형상을 가지나 이에 한정되지 않고 구조적 강도 및 구조물의 특성에 따라 다양한 형태로 이루어질 수 있다.

상기와 파형강판 조립단계(130) 또는 파형강판의 조립으로 아치형 구조물(20)이 완성된 상태에서, 외압에 대한 상기 아치형 구조물(20)의 구조적 강도를 향상시키기 위한 보강수단(30)을 설치하는 보강수단 설치단계(140)를 수행하게 되는데, 이 보강수단 설치단계(140)는 상기 파형강판 구조물(20)의 외주면에 길이 방향으로 보강채널(31)들을 설치하는 보강채널 설치단계(141)와, 상기 파형강판 구조물(20)의 기부(11)(12)와 적어도 하나의 보강채널(31)을 로프(32) 연결하는 제 1로프 설치단계(142)와, 상기 하나의 보강채널(31)에 대해 적어도 하나의 이상의 보강채널(31)을 로프(33)로 연결하는 제 2로프 설치단계(143)와, 상기 각 로프(32)(33)들에 설치된 턴버클(34)(35)을 이용하여 각 로프(32)(33)의 인장력을 조절하는 인장력 조절단계(144)를 포함한다. 상기 보강채널(31)은 아치형 구조물(20)의 길이 방향으로 설치되어 보강채널(31)이 설치된 방향으로 각 파형강판(21)에 상기 로프들의 균일한 인장력이 작용된다. 상기 보강채널(31)에는 상기 로프(32)(33)들의 단부를 연결하기 위한 고리 또는 훅이 설치된다.
상기 보강수단 설치단계(140)에 있어서, 상기 보강수단(30)은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 아치형 구조물(20)의 내부에 별도의 구조물을 이용하여 후술하는 되메우기 시공(150)시 아치형 구조물이 되메우기 되는 토사(100)의 토압에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있도록 상기 로프가 설치되는 방향으로 설치되는 로드들로 이루어질 수 있다.

보강수단 설치단계(140)가 완성되면 아치형 구조물의 측부와 상부에 토사를 되메우는 되메우기 시공단계(150)를 수행한다. 상기 되메우기 시공은 아치형 구조물의 양측에 토사를 되메움과 아울러 다져서 시공 후 침하 또는 부등침강이 일어나지 않도록 함이 바람직하다.

상기와 같이 되메우기 시공이 완료되면, 상기 기부(11)(12)와 보강찬넬(31)들을 연결하는 보강수단(30)을 제거하는 보강수단 제거 단계를 더 구비할 수 있다.

상기 보강수단 제거단계(150)는 되메우기 시공이 완료되는 시점에서 수행되거나 되메우기 작업 후 되메운 부위가 충분히 침하 및 다짐이 이루어진 후 제거할 수 있다.

상기와 같이 파형강판 구조물의 시공방법 및 이를 이용한 파형강판 구조물은 시공이 간편하고, 시공중에 아치형 구조물이 변형되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다. 특히 토사의 되메우기 작업시에 아치형 구조물의 양측으로부터 가하여지는 토압의 불균일에 의해 아치형의 구조물이 찌그러지거나 변형되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 아치형 구조물은 휨강성과 내력을 증가시켜 콘크리트 구조물에 비하여 상대적으로 얇은 두께와 적은 중량으로 큰 내하력을 얻을 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 파형강판 구조물의 시공방법과 이를 이용한 파형강판 구조물은 시공중 불량발생율을 최소화할 수 있으며, 토압에 대하여 각 부위에서 균일한 분배에 따른 내력을 가지므로 큰 내하력을 얻을 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 기초 터파기 시공단계와, 기초 터파기가 완성된 영역에 기부들을 가지는 베이스면을 시공하는 베이스면 시공단계와, 상기 각 기부로부터 파형강판들을 아치형의 구조물로 조립하는 파형강판 조립단계와, 상기 아치형의 구조물의 내부에 외압에 의해 변형되는 것을 방지하는 보강수단을 설치하는 보강수단 설치단계와, 상기 아치형 구조물의 측면과 상부측에 토사를 뒷채움하는 되메우기 단계를 포함하여 이루어지며,

   상기 보강수단 설치단계는 상기 파형강판 구조물의 외주면에 길이 방향으로 보강채널들을 설치하는 보강채널 설치단계와, 상기 파형강판 구조물의 기부와 적어도 하나의 보강채널을 로프 연결하는 제 1로프 설치단계와, 상기 하나의 보강채널에 대해 적어도 하나의 이상의 보강채널을 로프로 연결하는 제 2로프 설치단계와, 상기 각 로프들에 설치된 턴버클을 이용하여 각 로프의 인장력을 조절하는 인장력 조절단계를 포함하여 된 것을 특징으로 파형강판 구조물의 시공방법.
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3. 길이 방향으로 구조물의 최하단부의 파형강판들을 지지하기 위한 찬넬이 설치된 기부들과,

   상기 기부들로부터 파형강판들이 조립되어 이루어지는 아치형 구조물과,

   상기 아치형 구조물에 설치되어 외압에 의해 아치형 구조물이 변형되는 것을 방지하는 보강수단을 구비하여 이루어지되,

   상기 보강수단은 아치형 구조물의 외주면에 길이 방향으로 설치되는 보강채널과, 상기 파형강판 구조물의 기부와 적어도 하나의 보강채널을 연결하는 제 1로프와, 상기 하나의 보강채널에 대해 적어도 하나 이상의 보강채널을 연결하는 제 2로프와, 상기 각 로프들에 설치되어 로프들의 인장력을 조절하는 턴버클을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파형강판 구조물.

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