KR102336826B1 - 강관 구조체 및 이를 이용한 강관 루프 구조물 시공 방법 - Google Patents

강관 구조체 및 이를 이용한 강관 루프 구조물 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 강관 구조체는, 일정한 곡률을 갖도록 구부러진 판 형상의 제 1 메인 판재 및 제 1 메인 판재의 제 1 측단에 연결되어 제 1 메인 판재의 길이방향을 따라 위치되는 판 형상의 제 1 서브 판재를 포함하는 제 1 강관 부재; 제 1 메인 판재에 대응되면서 제 1 메인 판재로부터 이격되고 제 1 메인 판재와 동일한 곡률을 갖도록 구부러진 판 형상의 제 2 메인 판재 및 제 2 메인 판재의 제 1 측단에 연결되어 제 2 메인 판재의 길이방향을 따라 위치되고 제 1 서브 판재에 대응되면서 제 1 서브 판재로부터 이격된 판 형상의 제 2 서브 판재를 포함하는 제 2 강관 부재; 및 제 1 메인 판재와 제 2 메인 판재 사이에서 제 1 메인 판재의 제 1 측단의 반대편인 제 2 측단 근처 제 1 메인 판재 및 제 2 메인 판재의 제 1 측단의 반대편인 제 2 측단 근처 제 2 메인 판재에 위치되어 고정되는 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

강관 구조체 및 이를 이용한 강관 루프 구조물 시공 방법{Steel pipe assembly and method for constructing steel pipe roof structure using the same}
본 발명은 강관 구조체 및 이를 이용한 강관 루프 구조물 시공 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자재 비용을 절감할 수 있는 강관 구조체 및 이를 이용한 강관 루프 구조물 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로 도로, 철로 등의 하부에는 차량 및 사람의 통행을 위하여 터널, 지하차도 등과 같은 지중 구조물이 축조된다. 이를 위하여, 도로, 철로 등의 하부에는 횡단 공사가 실시되고, 개착 공법 또는 비개착 공법이 적용된다.
개착 공법은 지표면을 굴토한 이후에 구조물을 축조하고 흙으로 다시 메우는 공법으로서, 굴토를 통해 지표면에 형성된 내부 공간에 구조물을 설치할 수 있어 안정적인 시공을 가능하도록 하는 장점을 갖는다. 하지만, 작업을 위하여 도로, 철로 등은 이설되어야 하고, 작업 중에는 도로, 철로 등을 통한 보행 및 차량의 운행은 통제되어야 한다.
비개착 공법은 개착 공법의 문제점을 해결하기 위한 공법으로서, 지표면을 굴토하지 않고 구조물을 추진 방향(예를 들어, 도로, 철로 등과는 교차하는 방향)으로 지중에 추진하여 축조하는 공법이다. 이러한 비개착 공법 중에서 강관 루프 공법이 많이 적용되고 있다. 일반적인 강관 루프 공법에서 구조물이 설치될 지중에 강관들은 미리 각각 추진 방향을 따라 위치되면서 순차적으로 배열되고 압입된다. 또한, 상호 간에 이웃하는 강관들은 스틸 재질의 연결 부재에 의해 상부 및 하부가 연결되고, 연결 부위는 용접될 수 있다. 강관의 일측에는 수평방향으로 수평개구가 형성되고 강관의 타측에는 수평방향으로 연통공이 형성되며, 강관에 가해지는 하중으로 인한 수평개구의 변형을 방지하기 위하여 강관의 내부에는 강관을 지지하도록 수직방향으로 복수 개의 지지대가 설치될 수 있다. 경우에 따라, 철근 등과 같은 보강재가 수평개구와 연통공을 관통하여 배치될 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 강관 루프 공법에 사용되는 강관에는 수평개구 및 연통공이 형성될 수 있다. 여기서, 강관에 수평개구 및 연통공을 형성하는 별도의 작업이 이루어져야 하고, 이러한 작업은 상당한 시간을 필요로 하기도 한다. 특히, 수평개구 및 연통공의 형성을 통해 강관으로부터 분리된 조각이 생성되고, 전체 구조물에서 상당한 양의 조각이 생성되나 재사용되는 데에는 어려운 실정이다. 이로 인해, 강관 루프 공법은 불필요한 자재 비용이 소비되어 자재 비용을 절감할 필요가 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 강관 구조체 및 이를 이용한 강관 루프 구조물 시공 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는, 강관 루프 구조물에 사용되는 강관 구조체의 자재 비용을 절감할 수 있도록 하는 강관 구조체 및 이를 이용한 강관 루프 구조물 시공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 강관 구조체 및 이를 이용한 강관 루프 구조물 시공 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는, 강관 루프 구조물의 시공에 따른 작업 시간을 단축할 수 있도록 하는 강관 구조체 및 이를 이용한 강관 루프 구조물 시공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 강관 구조체 및 이를 이용한 강관 루프 구조물 시공 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 강관 구조체는, 일정한 곡률을 갖도록 구부러진 판 형상의 제 1 메인 판재 및 제 1 메인 판재의 제 1 측단에 연결되어 제 1 메인 판재의 길이방향을 따라 위치되는 판 형상의 제 1 서브 판재를 포함하는 제 1 강관 부재; 제 1 메인 판재에 대응되면서 제 1 메인 판재로부터 이격되고 제 1 메인 판재와 동일한 곡률을 갖도록 구부러진 판 형상의 제 2 메인 판재 및 제 2 메인 판재의 제 1 측단에 연결되어 제 2 메인 판재의 길이방향을 따라 위치되고 제 1 서브 판재에 대응되면서 제 1 서브 판재로부터 이격된 판 형상의 제 2 서브 판재를 포함하는 제 2 강관 부재; 및 제 1 메인 판재와 제 2 메인 판재 사이에서 제 1 메인 판재의 제 1 측단의 반대편인 제 2 측단 근처 제 1 메인 판재 및 제 2 메인 판재의 제 1 측단의 반대편인 제 2 측단 근처 제 2 메인 판재에 위치되어 고정되는 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 강관 구조체는, 제 1 서브 판재와 제 2 서브 판재 사이에 위치되어 제 1 서브 판재와 제 2 서브 판재를 지지하는 적어도 하나의 제 1 지지 부재; 및 제 1 메인 판재와 제 2 메인 판재 사이에 위치되어 제 1 메인 판재와 제 2 메인 판재를 지지하는 적어도 하나의 제 2 지지 부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 연결 부재는 볼트에 의해 제 1 메인 판재의 내측면 및 제 2 메인 판재의 내측면에 고정되고, 볼트는 헤드 및 헤드보다 작은 둘레 크기를 갖는 몸체를 가지며, 볼트의 몸체가 연결 부재 및 제 1 메인 판재를 관통하여 제 1 메인 판재에 체결되고, 볼트의 헤드는 연결 부재에 접촉하도록 위치되고, 볼트의 몸체가 제 1 메인 판재의 외측면에서 용접되어 용접부로 형성되며, 볼트의 몸체가 연결 부재 및 제 2 메인 판재를 관통하여 제 2 메인 판재에 체결되고, 볼트의 헤드는 연결 부재에 접촉하도록 위치되고, 볼트의 몸체가 제 2 메인 판재의 외측면에서 용접되어 용접부로 형성될 수 있다.
또한, 제 1 강관 부재 및 제 2 강관 부재는 스틸로 이루어지면서 프레스 가공되어 형성되고, 연결 부재는 스틸 또는 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 변성 폴리페닐렌옥사이드 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 강관 구조체는, 제 1 메인 판재의 제 2 측단 근처 외측면 및 제 2 메인 판재의 제 2 측단 근처 외측면에 형성되어, 제 1 메인 판재 및 제 2 메인 판재와의 사이에 간극을 형성하도록 구부러지는 구조체 앵글; 및 제 1 메인 판재의 길이방향을 따라 제 1 서브 판재의 제 1 측단 근처 내측면 및 제 2 메인 판재의 제 1 측단 근처 내측면에 형성되는 판 형상의 연결판을 더 포함하되, 강관 구조체의 구조체 앵글에는 다른 강관 구조체의 연결판이 삽입될 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 강관 구조체를 이용한 강관 루프 구조물 시공 방법은, (a) 강관이 지중에 추진 및 압입되는 단계; (b) 일정한 곡률을 갖도록 구부러진 판 형상의 제 1 메인 판재 및 제 1 메인 판재의 제 1 측단에 연결되어 제 1 메인 판재의 길이방향을 따라 위치되는 판 형상의 제 1 서브 판재를 포함하는 제 1 강관 부재, 및 일정한 곡률을 갖도록 구부러진 판 형상의 제 2 메인 판재 및 제 2 메인 판재의 제 1 측단에 연결되어 제 2 메인 판재의 길이방향을 따라 위치되는 판 형상의 제 2 서브 판재를 포함하는 제 2 강관 부재가 준비되는 단계; (c) 제 1 강관 부재 및 제 2 강관 부재가 상호 간에 이격되어 위치되고, 연결 부재가 제 1 메인 판재의 제 1 측단의 반대편인 제 2 측단 근처 제 1 메인 판재 및 제 2 메인 판재의 제 1 측단의 반대편인 제 2 측단 근처 제 2 메인 판재에 연결되는 단계; (d) 제 1 강관 부재 및 제 2 강관 부재가 지중에 추진 및 압입되어 강관에 연결되는 단계; 및 (e) 강관의 내부 및 제 1 강관 부재와 제 2 강관 부재 사이의 토사가 제거되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 강관의 양측 중 적어도 하나에는 상호 간에 상하방향으로 이격된 한 쌍의 강관 앵글들이 형성되고, (d) 단계는, 제 1 강관 부재의 제 1 서브 판재 및 제 2 강관 부재의 제 2 서브 판재가 강관 앵글에 대응하도록 위치되고, 강관 앵글을 따라 지중에 추진 및 압입되는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, (c) 단계는, 볼트가 연결 부재를 제 1 메인 판재의 내측면 및 제 2 메인 판재의 내측면에 고정시키는 단계를 더 포함하고, 볼트는 헤드 및 헤드보다 작은 둘레 크기를 갖는 몸체를 가지며, 볼트의 몸체가 연결 부재 및 제 1 메인 판재를 관통하여 제 1 메인 판재에 체결되고, 볼트의 헤드는 연결 부재에 접촉하도록 위치되고, 볼트의 몸체가 제 1 메인 판재의 외측면에서 용접되어 용접부로 형성되며, 볼트의 몸체가 연결 부재 및 제 2 메인 판재를 관통하여 제 2 메인 판재에 체결되고, 볼트의 헤드는 연결 부재에 접촉하도록 위치되고, 볼트의 몸체가 제 2 메인 판재의 외측면에서 용접되어 용접부로 형성될 수 있다.
또한, (d) 단계 또는 (e) 단계는, 볼트가 절단되어, 연결 부재가 제 1 메인 판재 및 제 2 메인 판재로부터 분리되는 단계를 더 포함하고, (e) 단계는,
제 1 지지 부재는 제 1 서브 판재 및 제 2 서브 판재를 지지하도록 위치되고, 제 2 지지 부재가 제 1 메인 판재 및 제 2 메인 판재를 지지하도록 위치되는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 제 1 메인 판재의 제 2 측단 근처 외측면 및 제 2 메인 판재의 제 2 측단 근처 외측면에 구조체 앵글이 형성되고, (d) 단계는, 다른 제 1 강관 부재의 제 1 서브 판재 및 제 2 강관 부재의 제 2 서브 판재가 구조체 앵글에 대응하도록 위치되고, 구조체 앵글을 따라 지중에 추진 및 압입되어, 제 1 강관 부재 및 제 2 강관 부재에 연결되는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 강관 구조체 및 이를 이용한 강관 루프 구조물 시공 방법은 하기와 같은 효과를 가진다.
(1) 자재 비용이 절감될 수 있다.
(2) 작업 시간이 단축될 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 구조체 및 이를 이용한 강관 루프 구조물 시공 방법이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 구조체를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 구조체들을 연결한 모습을 도시하는 도면들이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 구조체들을 다른 형태로 연결한 모습을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 구조체에서 연결 부재가 제 1 강관 부재 및 제 2 강관 부재에 고정된 모습을 도시하는 도면들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 구조체를 이용하여 강관 루프 구조물을 지중에 시공한 모습을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 구조체를 이용한 강관 루프 구조물 시공 방법을 도시하는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제 1, 제 2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 '~부'로 표현되는 구성요소는 2개 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나 또는 하나의 구성요소가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화될 수도 있다. 또한, 이하에서 설명할 구성요소 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성요소가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성요소 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성요소에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들을 차례로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 구조체(100)를 도시하는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 구조체(100)들을 연결한 모습을 도시하는 도면들이며, 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 구조체(100)들을 다른 형태로 연결한 모습을 도시하는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 구조체(100)에서 연결 부재(103)가 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)에 고정된 모습을 도시하는 도면들이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 구조체(100)를 이용하여 강관 루프 구조물(10)을 지중(1)에 시공한 모습을 도시하는 도면이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 구조체(100)는 제 1 강관 부재(101), 제 2 강관 부재(102), 연결 부재(103), 제 1 지지 부재(104) 및 제 2 지지 부재(105)를 포함하며, 지중(1)에 추진되어 터널, 지하차도 등과 같은 지중 구조물을 형성하기 위한 강관 루프 공법에 이용될 수 있다. 여기서, 지중 구조물의 하부에는 차량 및 사람의 통행이 이루어질 수 있도록 통로가 형성될 수 있다.
제 1 강관 부재(101)는 소정의 두께로 이루어진 판 형상으로 이루어지되, 구부러진 제 1 메인 판재(111) 및 제 1 메인 판재(111)에 연결되는 제 1 서브 판재(113)를 포함할 수 있다.
제 1 메인 판재(111)는 일정한 곡률을 갖도록 구부러진 판 형상으로 이루어지되, 길이방향(A)을 따라 반원기둥 형상의 공간을 형성한다.
제 1 서브 판재(113)는 평평한 판 형상으로 이루어지되, 제 1 메인 판재(111)의 제 1 측단에 연결되고, 제 1 메인 판재(111)의 길이방향(A)을 따라 위치된다.
본 실시예에서 제 1 서브 판재(113)는 평평한 판 형상으로 이루어져, 제 1 메인 판재(111)의 양측단에 따른 가상의 평면과 동일 평면을 형성할 수 있도록 위치된 것으로 도시되어 있다. 경우에 따라, 제 1 서브 판재(113)는 구부러진 판 형상으로 이루어질 수 있다.
제 2 강관 부재(102)는 소정의 두께로 이루어진 판 형상으로 이루어지되, 구부러진 제 2 메인 판재(121) 및 제 2 메인 판재(121)에 연결되는 제 2 서브 판재(123)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 강관 부재(102)는 제 1 강관 부재(101)와 동일하게 형성되어, 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)는 규격화되어 용이하게 대량으로 제조될 수 있다.
제 2 메인 판재(121)는 일정한 곡률을 갖도록 구부러진 판 형상으로 이루어지되, 길이방향(A)을 따라 반원기둥 형상의 공간을 형성한다.
제 2 서브 판재(123)는 평평한 판 형상으로 이루어지되, 제 2 메인 판재(121)의 제 1 측단에 연결되고, 제 2 메인 판재(121)의 길이방향(A)을 따라 위치된다.
본 실시예에서 제 2 서브 판재(123)는 평평한 판 형상으로 이루어져, 제 2 메인 판재(121)의 양측단에 따른 가상의 평면과 동일 평면을 형성할 수 있도록 위치된 것으로 도시되어 있다. 경우에 따라, 제 2 서브 판재(123)는 구부러진 판 형상으로 이루어질 수 있다.
본 실시예에서 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)는 상호 간에 대응되어 이격되도록 위치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제 2 메인 판재(121)가 제 1 메인 판재(111)의 상측에서 제 1 메인 판재(111)에 대응하도록 위치될 때, 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)는 양측이 개방된 원형 관(pipe) 형상을 형성하도록 상호 간에 조합될 수 있다. 여기서, 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123)는 상호 간에 마주하면서 대응될 수 있다.
연결 부재(103)는 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)의 곡률에 상응하는 곡률을 갖는 판 형상으로 이루어진다. 여기서, 연결 부재(103)는 제 1 메인 판재(111)와 제 2 메인 판재(121) 사이에서 제 1 메인 판재(111)의 제 1 측단의 반대편인 제 2 측단 근처의 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)의 제 1 측단의 반대편인 제 2 측단 근처의 제 2 메인 판재(121)에 위치되어 고정될 수 있다. 이로 인해, 연결 부재(103)는 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)를 이격시키고, 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)를 양측이 개방된 원형 관 형상으로 형성할 수 있다.
또한, 연결 부재(103)는 볼트(103a)를 이용하여 제 1 메인 판재(111)의 내측면 및 제 2 메인 판재(121)의 내측면에 고정될 수 있다. 여기서, 제 1 메인 판재(111)의 내측면 및 제 2 메인 판재(121)의 내측면은 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)가 관 형상을 형성할 때 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)에서 관 형상의 내측면을 형성하는 면을 의미한다.
볼트(103a)는 연결 부재(103) 및 제 1 메인 판재(111)를 관통하여 제 1 메인 판재(111)에 체결되고, 연결 부재(103) 및 제 2 메인 판재(121)를 관통하여 제 2 메인 판재(121)에 체결된다. 여기서, 볼트(103a)의 헤드(103a')는 연결 부재(103)에 접촉하도록 위치되고, 볼트(103a)의 헤드(103a')보다 작은 둘레 크기를 갖는 볼트(103a)의 몸체(103a'')는 제 1 메인 판재(111)의 외측면 및 제 2 메인 판재(121)의 외측면으로부터 돌출된다. 볼트(103a)의 몸체 몸체(103a'')는 제 1 메인 판재(111)의 외측면 및 제 2 메인 판재(121)의 외측면에 용접되어 용접부(W)로 형성될 수 있다. 볼트(103a)는 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)에 고정되고, 용접부(W)는 볼트(103a)에 의해 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)에 형성된 볼트 구멍을 폐쇄할 수 있다(도 2(a) 및 도 4(a) 참조).
한편, 볼트(103a)의 헤드와 용접부(W) 사이의 볼트(103a)가 절단되면, 볼트(103a)의 헤드(103a')는 볼트(103a)로부터 분리될 수 있다(도 2(b) 참조). 여기서, 연결 부재(103)는 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)로부터 이격되어 분리될 수 있다. 용접부(W)는 여전히 볼트 구멍을 폐쇄할 수 있다.
경우에 따라, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 볼트(103a)의 헤드(103a')는 제 1 메인 판재(111)의 외측면 및 제 2 메인 판재(121)의 외측면에 접촉되도록 위치되고, 볼트(103a)의 몸체(103a'')는 연결 부재(103)의 내측면으로부터 돌출될 수 있다. 여기서, 볼트(103a)의 헤드(103a')는 제 1 메인 판재(111)의 외측면 및 제 2 메인 판재(121)의 외측면에 용접되어 용접부(W)로 형성될 수 있고, 볼트(103a)의 몸체(103a'')는 연결 부재(103)의 내측면에 용접부(W)로 형성될 수 있다. 한편, 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 볼트(103a)의 몸체(103a'')는 너트(103b)에 체결될 수 있고, 너트(103b)는 연결 부재(103)의 내측면에 접촉될 수 있다. 볼트(103a)는 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)에 고정되고, 용접부(W)는 볼트(103a)에 의해 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)에 형성된 볼트 구멍을 폐쇄할 수 있다.
상기와 같은 상태에서 볼트(103a)의 몸체(103a'')의 용접부(W) 또는 너트(103b)가 볼트(103a)로부터 분리될 수 있다. 여기서, 연결 부재(103)는 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)로부터 이격되어 분리될 수 있다.
한편, 연결 부재(103)가 제 1 메인 판재(111)의 내측면 및 제 2 메인 판재(121)의 내측면에 고정된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 연결 부재(103)가 제 1 메인 판재(111)의 외측면 및 제 2 메인 판재(121)의 외측면에 고정될 수 있다. 여기서, 제 1 메인 판재(111)의 외측면 및 제 2 메인 판재(121)의 외측면은 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)가 관 형상을 형성할 때 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)에서 관 형상의 외측면을 형성하는 면을 의미한다.
제 1 지지 부재(104)는 제 1 서브 판재(113)와 제 2 서브 판재(123) 사이에 위치되어 제 1 서브 판재(113)와 제 2 서브 판재(123)를 연결한다. 여기서, 제 1 지지 부재(104)는 평평한 판 형상으로 이루어진 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123)에 직교하도록 위치될 수 있다. 또한, 제 1 지지 부재(104)는 제 1 메인 판재(111)의 제 1 측단 근처 및 제 2 메인 판재(121)의 제 1 측단 근처에 위치되어, 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)의 폭방향에서 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)의 중앙 근처에 위치될 수 있다.
또한, 제 1 지지 부재(104)는 복수 개로 이루어지되, 제 1 강관 부재(101)의 길이방향(A)을 따라 상호 간에 이격되도록 위치된다. 여기서, 제 1 지지 부재(104)들은 상호 간에 일정한 간격으로 이격될 수 있다.
제 2 지지 부재(105)는 제 1 메인 판재(111)와 제 2 메인 판재(121) 사이에 위치되어 제 1 메인 판재(111)와 제 2 메인 판재(121)를 연결하고 수직방향으로 위치될 수 있다. 여기서, 제 2 지지 부재(105)는 제 1 메인 판재(111)의 제 2 측단 근처 및 제 2 메인 판재(121)의 제 2 측단 근처에 위치될 수 있다.
또한, 제 2 지지 부재(105)는 복수 개로 이루어지되, 제 1 강관 부재(101)의 길이방향(A)을 따라 상호 간에 이격되도록 위치된다. 여기서, 제 2 지지 부재(105)들은 상호 간에 일정한 간격으로 이격될 수 있다.
본 실시예에서 강관 구조체(100)에서 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)는 스틸(steel)로 이루어지고, 프레스 가공을 통해 각각 스틸로 이루어진 평평한 판으로부터 제 1 메인 판재(111)와 제 1 서브 판재(113), 및 제 2 메인 판재(121) 및 제 2 서브 판재(123)로 구분된 형태로 형성될 수 있다. 이로 인해, 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)는 규격화되어 대량 제조될 수 있다. 경우에 따라, 제 1 메인 판재(111) 및 제 1 서브 판재(113)는 각각 가공된 이후에 상호 간에 용접되어 제 1 강관 부재(101)로 형성될 수 있고, 제 2 메인 판재(121) 및 제 2 서브 판재(123)는 각각 가공된 이후에 상호 간에 용접되어 제 1 강관 부재(101)로 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 연결 부재(103)도 폴리아미드(polyamide), 폴리아세탈(polyoxymethylene), 폴리카보네이트(ploycarbonate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephtalate), 변성 폴리페닐렌옥사이드(polyphehyleneoxide) 중 적어도 하나로 이루어진 고강도 플라스틱으로 제조되어, 제 1 메인 판재(111)의 타측 및 제 2 메인 판재(121)의 타측에 고정될 수 있다. 여기서, 연결 부재(103)는 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)에 의한 관 형상을 유지할 수 있도록 한다. 이로 인해, 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)는 보다 용이하게 지중(1)에 추진 및 압입될 수 있다. 한편, 본 실시예에 따른 연결 부재(103)는 고강도 플라스틱으로 제조된 것으로 개시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 스틸 등과 같은 고강도를 갖는 다양한 재료로 제조될 수 있다.
또한, 연결 부재(103)는 앞서 언급된 바와 같이 볼트(103a)에 의해 제 1 강관 부재(101)의 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 강관 부재(102)의 제 2 메인 판재(121)에 고정된다. 볼트(103a)가 절단되어 볼트(103a)의 헤드(103a')가 볼트(103a)로부터 분리되면, 연결 부재(103)는 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)로부터 이격되어 분리될 수 있다. 연결 부재(103)는 분리된 이후에 필요로 하는 다른 강관 구조체(100)에 적용되어 재사용될 수도 있다.
한편, 볼트(103a)의 몸체(103a'')가 연결 부재(103)에 용접부(W)로 형성되는 경우, 연결 부재(103)는 스틸로 이루어질 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 강관 구조체(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 강관(110)에 연결되고, 다른 강관 구조체(100)에 연결될 수 있다. 여기서, 강관(110)은 강관 구조체(100)의 제 1 메인 판재(111)와 제 2 메인 판재(121)에 의해 형성되는 관 형상의 내경에 대응되는 내경을 갖는 관이다. 강관(110)의 제 1 측에는 상호 간에 수직방향으로 이격된 한 쌍의 강관 앵글(110a)들이 형성되고, 강관 앵글(110a)들은 강관 구조체(100)의 제 1 서브 판재(113)와 제 2 서브 판재(123) 사이의 간격에 대응하도록 위치될 수 있다. 또한, 강관 앵글(110a)들 사이의 강관(110)에는 강관(110)의 절단을 통해 수평 개구(110b)가 형성될 수 있다. 여기서, 강관 앵글(110a)들은 강관(110)의 후단부에 위치되는 것이 바람직하고, 강관(110)의 후단부는 강관(110)에서 가장 먼저 지중(1)에 추진 및 압입되는 선단부의 반대편에 위치된 종단부를 의미한다. 이러한 강관(110)이 지중(1)에 추진 및 압입된다. 또한, 수평 개구(110b)의 크기는 도 2에 도시된 크기로 한정되지 않고 다양한 크기를 가질 수 있다.
한편, 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 강관(110)은 한 쌍의 강관 판재(110') 및 한 쌍의 연결 판재(110'')로 이루어질 수 있다.
강관 판재(110')들은 일정한 곡률을 갖도록 구부러진 판 형상으로 이루어지되, 길이방향(A)을 따라 반원기둥 형상의 공간을 형성한다. 강관 판재(110')들 각각의 양측단 근처의 외측면에는 각각 강관 앵글(110a)이 설치될 수 있다. 강관 판재(110')들은 상호 간에 마주하면서 이격되어 상하 방향으로 위치되고, 강관 판재(110')들 사이에는 수평 개구(110b)가 형성될 수 있다. 또한, 강관 판재(110')들 사이에는 수직 방향으로 강관 지지 부재(110c)가 설치될 수 있다.
연결 판재(110'')들은 각각 강관 판재(110')들의 양측단 근처에 위치되어 강관 판재(110')들을 상호 간에 연결한다. 여기서, 연결 판재(110'')들은 강관 판재(110')들과 조합하여 관 형상을 형성한다.
또한, 연결 판재(110'')는 강관 볼트(110d)를 이용하여 강관 판재(110')들에 고정될 수 있다. 강관 볼트(110d)는 연결 판재(110'') 및 강관 판재(110')를 관통하여 연결 판재(110'')에 체결된다. 여기서, 강관 볼트(110d)의 헤드는 연결 판재(110'')에 접촉하도록 위치되고, 강관 볼트(110d)의 몸체는 강관 판재(110')로부터 돌출된다. 강관 볼트(110d)의 몸체는 강관 판재(110')에서 용접되어 용접부(W)로 형성될 수 있다. 여기서, 강관 볼트(110d)는 강관 판재(110')에 고정되고, 용접부(W)는 강관 볼트(110d)에 의해 강관 판재(110')에 형성된 볼트 구멍을 폐쇄할 수 있다.
한편, 강관 볼트(110d)의 헤드와 용접부(W) 사이의 강관 볼트(110d)가 절단되면, 강관 볼트(110d)의 헤드는 강관 볼트(110d)로부터 분리될 수 있다. 여기서, 연결 판재(110'')는 강관 판재(110')로부터 이격되어 분리될 수 있다. 용접부(W)는 여전히 볼트 구멍을 폐쇄할 수 있다.
강관 구조체(100)의 제 1 메인 판재(111)와 제 2 메인 판재(121)가 연결 부재(103)에 의해 연결된 상태에서, 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123)는 강관 앵글(110a)에 대응하도록 위치된다. 강관 구조체(100)는 길이방향(A)을 따라 지중(1)에 추진 및 압입된다. 여기서, 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123)는 각각 강관 앵글(110a)을 따라 지중(1)에 추진 및 압입될 수 있고, 강관 앵글(110a)은 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123) 사이에 위치된다. 이로 인해, 강관 구조체(100)는 강관 앵글(110a)을 통해 강관(110)에 연결될 수 있다(도 2(a) 참조).
또한, 강관 구조체(100)에는 다른 강관 구조체(100)와 연결될 수 있도록 구조체 앵글(106)이 형성될 수 있다. 구조체 앵글(106)은 제 1 메인 판재(111)의 제 2 측단 근처 외측면 및 제 2 메인 판재(121)의 제 2 측단 근처 외측면에 형성된다.
다른 강관 구조체(100)의 제 1 메인 판재(111)와 제 2 메인 판재(121)가 연결 부재(103)에 의해 연결된 상태에서, 다른 강관 구조체(100)의 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123)는 구조체 앵글(106)에 대응하도록 위치된다. 다른 강관 구조체(100)는 길이방향(A)을 따라 지중(1)에 추진 및 압입된다. 여기서, 다른 강관 구조체(100)의 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123)는 구조체 앵글(106)을 따라 지중(1)에 압입 및 추진될 수 있고, 구조체 앵글(110a)은 다른 강관 구조체(100)의 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123) 사이에 위치된다. 이로 인해, 강관 구조체(100)는 구조체 앵글(106)을 통해 다른 강관 구조체(100)에 연결될 수 있다.
또한, 강관(110)의 강관 앵글(110a)은 도 3에 도시된 바와 같이, 강관 앵글(110a')로 변형될 수 있다. 여기서, 강관 앵글(110a')은 수평 개구(110b) 근처의 강관(110)의 외측면에 위치되고, 구부러져 강관(110)과의 사이에 간극을 형성한다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 강관 구조체(100)에는 강관 앵글(110a')이 형성된 강관(110)에 연결될 수 있도록 연결판(107)이 형성될 수 있다. 연결판(107)은 판 형상으로 이루어지되, 길이방향(A)을 따라 제 1 서브 판재(113)의 제 1 측단 근처 내측면 및 제 2 서브 판재(123)의 제 1 측단 근처 내측면에 형성된다. 여기서, 제 1 서브 판재(113)의 제 1 측단 및 제 2 서브 판재(123)의 제 1 측단은 각각 제 1 메인 판재(111)에 연결되지 않는 제 1 서브 판재(113)의 측단 및 제 2 메인 판재(121)에 연결되지 않는 제 2 서브 판재(123)의 측단을 의미하고, 제 1 서브 판재(113)의 내측면 및 제 2 서브 판재(123)의 내측면은 상호 간에 마주한다. 제 1 서브 판재(113)와 제 2 서브 판재(123) 사이에 강관 앵글(110a')이 위치될 때, 연결판(107)은 강관 앵글(110a')에 삽입되어 강관 앵글(110a')과 강관(110) 사이에 위치될 수 있다. 이로 인해, 강관 구조체(100)는 강관 앵글(110a')에 걸린 상태로 안정적으로 강관 앵글(110a')을 따라 추진 및 압입되어 강관(110)에 연결될 수 있다.
한편, 연결판(107)은 평철을 사용하여 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123)에 형성될 수 있다. 또한, 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123)의 제 1 측단 근처 부분이 구부러짐으로써, 연결판(107)은 형성될 수 있다.
다른 강관 구조체(100)와 연결될 수 있도록 구조체 앵글(106)이 형성될 수 있다. 구조체 앵글(106)은 제 1 메인 판재(111)의 제 2 측단 근처 외측면 및 제 2 메인 판재(121)의 제 2 측단 근처 외측면에 형성된다. 한편, 구조체 앵글(106)은 도 3에 도시된 바와 같이, 강관 앵글(110a')과 동일한 구조체 앵글(106')로 이루어질 수 있다. 구조체 앵글(106')은 제 1 메인 판재(111)의 제 2 측단 근처 외측면 및 제 2 메인 판재(121)의 제 2 측단 근처 외측면에 위치되어 각각 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)와의 사이에 간극을 형성하도록 구부러질 수 있다. 다른 강관 구조체(100)의 제 1 서브 판재(113)와 제 2 서브 판재(123) 사이에 구조체 앵글(106')이 위치될 때, 다른 강관 구조체(100)의 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123)에 형성된 연결판(107)은 구조체 앵글(106')에 삽입되어 구조체 앵글(106')과 강관 구조체(100) 사이에 위치될 수 있다. 이로 인해, 다른 강관 구조체(100)는 구조체 앵글(106')에 걸린 상태로 안정적으로 구조체 앵글(106')을 따라 추진 및 압입되어 강관 구조체(100)에 연결될 수 있다.
상기와 같이 강관 구조체(100)들이 상호 간에 연결됨으로써, 도 5에 도시된 바와 같은 형태로 강관 루프 구조물(10)을 지중(1)에 형성할 수 있다. 강관 구조체(100)들이 지중(1)에 압입 및 추진되어 상호 간에 연결된 상태에서, 제 1 강관 부재(101)와 제 2 강관 부재(102) 사이의 토사는 제거될 수 있다. 여기서, 연결 부재(103)가 분리되면, 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)에 의해 형성된 관 형상의 내부도 상호 간에 연결될 수 있다(도 2(b) 참조).
제 1 지지 부재(104)는 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123)를 지지하는 데에 이용되고, 제 2 지지 부재(105)는 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)를 지지하는 데에 이용될 수 있다. 여기서, 제 1 지지 부재(104) 및 제 2 지지 부재(105)는 스틸(steel)로 이루어질 수 있다. 제 1 지지 부재(104)는 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123)에 용접될 수 있고, 제 2 지지 부재(105)는 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)에 용접될 수 있다. 이로 인해, 강관 구조체(100)는 지중(1)에 압입 및 추진된 상태에서 비어 있는 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102) 사이에 제 1 지지 부재(104) 및 제 2 지지 부재(105)를 이용하여 양측이 개방된 관 형상을 형성한 상태로 안정적으로 유지될 수 있다.
특히, 본 실시예에 따른 강관 구조체(100)는 복수 개로 이루어져 상호 간에 내부 공간까지도 연결하는 과정에서 종래의 강관들의 내부 공간을 연결하기 위하여 이루어졌던 수평 개구 및 연통공을 형성하는 작업을 필요로 하지 않을 수 있다. 여기서, 강관에서 수평 개구 및 연통공을 형성하면서 생성되었던 것과 같은 조각의 생성은 이루어지지 않는다. 따라서, 본 실시예에 따른 강관 구조체(100)는 절감된 자재 비용으로 강관 루프 구조물(10)을 형성하도록 할 수 있고, 강관 구조체(100)들의 내부 공간을 연결하도록 철근 등과 같은 보강재의 설치가 손쉽게 이루어질 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 구조체를 이용한 강관 루프 구조물 시공 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 6에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 루프 구조물 시공 방법은 앞서 언급된 강관 구조체(100)를 이용하여 이루어지고, 강관 구조체(100)의 구성요소를 이용하여 설명하고자 한다.
우선, 강관(110)이 지중(1)에 추진 및 압입되는 단계(S101)가 이루어질 수 있다. S101 단계의 강관(110)의 양측 중 적어도 하나에는 상호 간에 이격된 강관 앵글(110a)들이 형성될 수 있다. 또한, 강관 앵글(110a)들 사이의 강관(110)에는 강관(110)의 절단을 통해 수평 개구(110b)가 형성될 수 있다.
이어서, 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)가 준비되는 단계(S102)가 이루어질 수 있다. S102 단계에서 제 1 강관 부재(101)는 구부러진 판 형상으로 이루어진 제 1 메인 판재(111) 및 제 1 메인 판재(111)의 제 1 측단에 연결된 제 1 서브 판재(113)를 포함하고, 제 2 강관 부재(102)는 구부러진 판 형상으로 이루어진 제 2 메인 판재(121) 및 제 2 메인 판재(121)의 제 1 측단에 연결된 제 2 서브 판재(123)를 포함한다. 여기서, 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)는 실질적으로 동일하다.
이어서, 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)가 관 형상을 형성하면서 상호 간에 이격되고 연결 부재(103)에 연결되는 단계(S103)가 이루어질 수 있다. S103 단계에서 제 2 강관 부재(102)는 제 1 강관 부재(101)에 대응하도록 제 1 강관 부재(101)의 상측에 위치될 수 있다. 여기서, 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)는 상호 간에 대응되면서 이격되면서 양측이 개방되고 일정한 직경을 갖는 관 형상을 형성하며, 연결 부재(103)는 제 1 메인 판재(111)와 제 2 메인 판재(121) 사이에서 제 1 메인 판재(111)의 제 1 측단의 반대편인 제 2 측단 근처의 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)의 제 1 측단의 반대편인 제 2 측단 근처의 제 2 메인 판재(121)에 위치되어 고정될 수 있다. 이로 인해, 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)는 연결 부재(103)에 의해 이격된 상태로 유지될 수 있고, 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)는 원형 관 형상으로 형성하도록 상호 간에 조합될 수 있다.
S103 단계에서, 연결 부재(103)는 볼트(103a)를 이용하여 제 1 메인 판재(111)의 내측면 및 제 2 메인 판재(121)의 내측면에 고정될 수 있다. 여기서, 제 1 메인 판재(111)의 내측면 및 제 2 메인 판재(121)의 내측면은 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)가 관 형상을 형성할 때 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)에서 관 형상의 내측면을 형성하는 면을 의미한다. 볼트(103a)는 연결 부재(103) 및 제 1 메인 판재(111)를 관통하여 제 1 메인 판재(111)에 체결되고, 연결 부재(103) 및 제 2 메인 판재(121)를 관통하여 제 2 메인 판재(121)에 체결된다. 여기서, 볼트(103a)의 헤드(103a')는 연결 부재(103)에 접촉하도록 위치되고, 볼트(103a)의 몸체(103a'')는 제 1 메인 판재(111)의 외측면 및 제 2 메인 판재(121)의 외측면으로부터 돌출된다. 볼트(103a)의 몸체(103a'')는 제 1 메인 판재(111)의 외측면 및 제 2 메인 판재(121)의 외측면에 용접되어 용접부(W)로 형성될 수 있다. 여기서, 볼트(103a)는 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)에 고정되고, 용접부(W)는 볼트(103a)에 의해 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)에 형성된 볼트 구멍을 폐쇄할 수 있다.
한편, 제 1 메인 판재(111)의 제 2 측단 근처 외측면 및 제 2 메인 판재(121)의 제 2 측단 근처 외측면에는 구조체 앵글(106)이 형성될 수 있다.
이어서, 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)가 지중(1)에 추진 및 압입되어 강관(110)에 연결되는 단계(S104)가 이루어질 수 있다. S104 단계에서, 제 1 강관 부재(101)의 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 강관 부재(102)의 제 2 서브 판재(123)는 강관(110)의 강관 앵글(110a)에 대응하도록 위치된다. 여기서, 제 1 강관 부재(101)의 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 강관 부재(102)의 제 2 메인 판재(121)는 지중(1)에 추진 및 압입되어, 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123)는 강관 앵글(110a)을 따라 지중(1)에 추진 및 압입될 수 있다. 이로 인해, 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)는 강관 앵글(110a)을 따라 지중(1)에 추진 및 압입되어 강관(110)에 연결될 수 있다.
한편, S104 단계에서, 제 1 강관 부재(101)의 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 강관 부재(102)의 제 2 메인 판재(121)가 지중(1)에 추진 및 압입되는 과정에서, 볼트(103a)의 헤드(103a')와 용접부(W) 사이의 볼트(103a)가 절단될 수 있다. 여기서, 볼트(103a)의 헤드(103a')는 볼트(103a)로부터 분리되고, 연결 부재(103)는 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)로부터 이격되어 분리될 수 있다. 용접부(W)는 여전히 볼트 구멍을 폐쇄할 수 있다.
또한, 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123)는 강관 앵글(110a)을 따라 지중(1)에 추진 및 압입되어 강관(110)의 외부에 위치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123)는 수평 개구(110b)를 통해 강관(110)에 삽입되도록 강관 앵글(110a)을 따라 지중(1)에 추진 및 압입될 수 있다.
이어서, 제 1 강관 부재(101)와 제 2 강관 부재(102) 사이의 토사가 제거되는 단계(S105)가 이루어질 수 있다. S106 단계를 통해 강관 루프 구조물(10)을 형성한 강관 구조체(100)들의 내부는 상호 간에 연결될 수 있다.
S105 단계에서 강관(110)의 내부의 토사도 제거될 수 있다. 강관(110)의 내부와 제 1 강관 부재(101)와 제 2 강관 부재(102) 사이는 강관(110)에 형성된 수평 개구(110b)를 통해 연결될 수 있다.
또한, S105 단계에서 제 1 지지 부재(104)는 제 1 서브 판재(113) 및 제 2 서브 판재(123)를 지지하면서 제 1 강관 부재(101)의 길이방향(A)을 따라 이격되도록 위치될 수 있고, 제 2 지지 부재(105)는 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)를 지지하면서 제 1 강관 부재(101)의 길이방향(A)을 따라 이격되도록 위치될 수 있다. 이로 인해, 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102) 사이에서 토사가 제거된 상태에서도 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)는 일정한 간격으로 유지될 수 있다.
또한, S104 단계에서 연결 부재(103)가 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)로부터 이격되어 분리되지 않는 경우, S105 단계에서 S104 단계에서 개시된 바와 같이, 연결 부재(103)가 제 1 메인 판재(111) 및 제 2 메인 판재(121)로부터 이격되어 분리될 수 있다.
한편, S105 단계에서 토사가 제거된 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102) 사이에는 콘크리트 또는 모르타르가 타설될 수 있다. 여기서, 강관 루프 구조물(10)에서 강관(110)의 내부 및 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102) 사이는 전체적으로 연결된 상태이기에, 콘크리트 또는 모르타르는 강관 루프 구조물(10)에서 전체적으로 타설될 수 있다. 또한, 압입 및 추진된 강관 루프 구조물(10)의 하측의 지중(1)은 굴착되고, 터널 등은 타설된 지중(1)에 시공될 수 있다.
한편, S104 단계에서는 다른 제 1 강관 부재(101) 및 다른 제 2 강관 부재(102)가 지중(1)에 추진 및 압입되어, 지중(1)에 추진 및 압입된 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)에 연결되는 단계가 이루어질 수 있다. 여기서, 다른 제 1 강관 부재(101)의 제 1 서브 판재(113) 및 다른 제 2 강관 부재(102)의 제 2 서브 판재(123)는 지중(1)에 추진 및 압입된 제 1 강관 부재(101) 및 제 2 강관 부재(102)의 구조체 앵글(106)에 대응하도록 위치된다. 또한, 다른 제 1 강관 부재(101)의 제 1 메인 판재(111) 및 다른 제 2 강관 부재(102)의 제 2 메인 판재(121)는 지중(1)에 추진 및 압입되어, 다른 제 1 강관 부재(101)의 제 1 서브 판재(113) 및 다른 제 2 강관 부재(102)의 제 2 서브 판재(123)는 구조체 앵글(106)을 따라 지중(1)에 추진 및 압입될 수 있다. 이로 인해, 다른 제 1 강관 부재(101) 및 다른 제 2 강관 부재(102)는 구조체 앵글(106)을 따라 이미 지중(1)에 추진 및 압입된 강관 구조체(100)에 연결될 수 있다. 이러한 단계는 강관 루프 구조물(10)을 형성할 때까지 반복적으로 이루어질 수 있다. 즉, 강관 루프 구조물(10)은 제 1 강관 부재(101)들을 상호 간에 연결하고 제 2 강관 부재(102)들을 상호 간에 연결함으로써 복수 개의 강관 구조체(100)들을 연결하여 형성될 수 있다.
한편, 상기의 단계에서, 다른 제 1 강관 부재(101)의 제 1 메인 판재(111) 및 다른 제 2 강관 부재(102)의 제 2 메인 판재(121)가 지중(1)에 압입 및 추진되면서, 볼트(103a)의 일부가 절단될 수 있다.
본 실시예에 따른 강관 루프 구조물(10) 시공 방법에서 제 1 강관 부재(101)들 및 제 2 강관 부재(102)들은 각각 연결되어 강관 루프 구조물(10)을 형성한다. 여기서, 제 1 강관 부재(101)들 및 제 2 강관 부재(102)들은 관 형상을 형성하면서 내부 공간까지도 상호 간에 연결한다. 이로 인해, 본 실시예에 따른 강관 루프 구조물(10) 시공 방법은 복수 개로 이루어져 상호 간에 내부 공간까지도 연결하는 과정에서 종래의 강관들의 내부 공간을 연결하기 위하여 이루어졌던 수평 개구 및 연통공을 형성하는 작업을 필요로 하지 않을 수 있다. 여기서, 강관에서 수평 개구 및 연통공을 형성하면서 생성되었던 것과 같은 조각의 생성은 이루어지지 않는다. 따라서, 본 실시예에 따른 강관 루프 구조물(10) 시공 방법은 절감된 자재 비용으로 강관 루프 구조물(10)을 형성하도록 할 수 있고, 강관 구조체(100)들의 내부 공간을 연결하도록 철근 등과 같은 보강재의 설치가 손쉽게 이루어질 수 있다.
이상, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.
100: 강관 구조체
101: 제 1 강관 부재
102: 제 2 강관 부재
103: 연결 부재
104: 제 1 지지 부재
105: 제 2 지지 부재

Claims (10)

  1. 강관 구조체에 있어서,
    일정한 곡률을 갖도록 구부러진 판 형상의 제 1 메인 판재 및 제 1 메인 판재의 제 1 측단에 연결되어 제 1 메인 판재의 길이방향을 따라 위치되는 판 형상의 제 1 서브 판재를 포함하는 제 1 강관 부재;
    제 1 메인 판재에 대응되면서 제 1 메인 판재로부터 이격되고 제 1 메인 판재와 동일한 곡률을 갖도록 구부러진 판 형상의 제 2 메인 판재 및 제 2 메인 판재의 제 1 측단에 연결되어 제 2 메인 판재의 길이방향을 따라 위치되고 제 1 서브 판재에 대응되면서 제 1 서브 판재로부터 이격된 판 형상의 제 2 서브 판재를 포함하는 제 2 강관 부재; 및
    제 1 메인 판재와 제 2 메인 판재 사이에서 제 1 메인 판재의 제 1 측단의 반대편인 제 2 측단 근처 제 1 메인 판재 및 제 2 메인 판재의 제 1 측단의 반대편인 제 2 측단 근처 제 2 메인 판재에 위치되어 고정되는 연결 부재를 포함하되,
    연결 부재는 볼트에 의해 제 1 메인 판재의 내측면 및 제 2 메인 판재의 내측면에 고정되고,
    볼트는 헤드 및 헤드보다 작은 둘레 크기를 갖는 몸체를 가지며,
    볼트의 몸체가 연결 부재 및 제 1 메인 판재를 관통하여 제 1 메인 판재에 체결되고, 볼트의 헤드는 연결 부재에 접촉하도록 위치되고, 볼트의 몸체가 제 1 메인 판재의 외측면에서 용접되어 용접부로 형성되며,
    볼트의 몸체가 연결 부재 및 제 2 메인 판재를 관통하여 제 2 메인 판재에 체결되고, 볼트의 헤드는 연결 부재에 접촉하도록 위치되고, 볼트의 몸체가 제 2 메인 판재의 외측면에서 용접되어 용접부로 형성되고,
    강관 구조체는,
    제 1 메인 판재의 제 2 측단 근처 외측면 및 제 2 메인 판재의 제 2 측단 근처 외측면에 형성되어, 제 1 메인 판재 및 제 2 메인 판재와의 사이에 간극을 형성하도록 구부러지는 구조체 앵글; 및
    제 1 메인 판재의 길이방향을 따라 제 1 서브 판재의 제 1 측단 근처 내측면 및 제 2 메인 판재의 제 1 측단 근처 내측면에 형성되는 판 형상의 연결판을 더 포함하되,
    강관 구조체의 구조체 앵글에는 다른 강관 구조체의 연결판이 삽입되는 것을 특징으로 하는 강관 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 강관 구조체는,
    제 1 서브 판재와 제 2 서브 판재 사이에 위치되어 제 1 서브 판재와 제 2 서브 판재를 지지하는 적어도 하나의 제 1 지지 부재; 및
    제 1 메인 판재와 제 2 메인 판재 사이에 위치되어 제 1 메인 판재와 제 2 메인 판재를 지지하는 적어도 하나의 제 2 지지 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강관 구조체.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    제 1 강관 부재 및 제 2 강관 부재는 스틸로 이루어지면서 프레스 가공되어 형성되고, 연결 부재는 스틸 또는 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 변성 폴리페닐렌옥사이드 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 강관 구조체.
  5. 삭제
  6. (a) 강관이 지중에 추진 및 압입되는 단계;
    (b) 일정한 곡률을 갖도록 구부러진 판 형상의 제 1 메인 판재 및 제 1 메인 판재의 제 1 측단에 연결되어 제 1 메인 판재의 길이방향을 따라 위치되는 판 형상의 제 1 서브 판재를 포함하는 제 1 강관 부재, 및 일정한 곡률을 갖도록 구부러진 판 형상의 제 2 메인 판재 및 제 2 메인 판재의 제 1 측단에 연결되어 제 2 메인 판재의 길이방향을 따라 위치되는 판 형상의 제 2 서브 판재를 포함하는 제 2 강관 부재가 준비되는 단계;
    (c) 제 1 강관 부재 및 제 2 강관 부재가 상호 간에 이격되어 위치되고, 연결 부재가 제 1 메인 판재의 제 1 측단의 반대편인 제 2 측단 근처 제 1 메인 판재 및 제 2 메인 판재의 제 1 측단의 반대편인 제 2 측단 근처 제 2 메인 판재에 연결되는 단계;
    (d) 제 1 강관 부재 및 제 2 강관 부재가 지중에 추진 및 압입되어 강관에 연결되는 단계; 및
    (e) 강관의 내부 및 제 1 강관 부재와 제 2 강관 부재 사이의 토사가 제거되는 단계를 포함하되,
    (c) 단계는,
    볼트가 연결 부재를 제 1 메인 판재의 내측면 및 제 2 메인 판재의 내측면에 고정시키는 단계를 더 포함하고,
    볼트는 헤드 및 헤드보다 작은 둘레 크기를 갖는 몸체를 가지며,
    볼트의 몸체가 연결 부재 및 제 1 메인 판재를 관통하여 제 1 메인 판재에 체결되고, 볼트의 헤드는 연결 부재에 접촉하도록 위치되고, 볼트의 몸체가 제 1 메인 판재의 외측면에서 용접되어 용접부로 형성되며,
    볼트의 몸체가 연결 부재 및 제 2 메인 판재를 관통하여 제 2 메인 판재에 체결되고, 볼트의 헤드는 연결 부재에 접촉하도록 위치되고, 볼트의 몸체가 제 2 메인 판재의 외측면에서 용접되어 용접부로 형성되는 것을 특징으로 하는 강관 루프 구조물 시공 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    강관의 양측 중 적어도 하나에는 상호 간에 상하방향으로 이격된 한 쌍의 강관 앵글들이 형성되고,
    (d) 단계는,
    제 1 강관 부재의 제 1 서브 판재 및 제 2 강관 부재의 제 2 서브 판재가 강관 앵글에 대응하도록 위치되고, 강관 앵글을 따라 지중에 추진 및 압입되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강관 루프 구조물 시공 방법.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    (d) 단계 또는 (e) 단계는,
    볼트가 절단되어, 연결 부재가 제 1 메인 판재 및 제 2 메인 판재로부터 분리되는 단계를 더 포함하고,
    (e) 단계는,
    제 1 지지 부재는 제 1 서브 판재 및 제 2 서브 판재를 지지하도록 위치되고, 제 2 지지 부재가 제 1 메인 판재 및 제 2 메인 판재를 지지하도록 위치되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강관 루프 구조물 시공 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    제 1 메인 판재의 제 2 측단 근처 외측면 및 제 2 메인 판재의 제 2 측단 근처 외측면에 구조체 앵글이 형성되고,
    (d) 단계는,
    다른 제 1 강관 부재의 제 1 서브 판재 및 제 2 강관 부재의 제 2 서브 판재가 구조체 앵글에 대응하도록 위치되고, 구조체 앵글을 따라 지중에 추진 및 압입되어, 제 1 강관 부재 및 제 2 강관 부재에 연결되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강관 루프 구조물 시공 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100556531B1 (ko) * 2005-11-09 2006-03-06 이창원 철길 및 도로 지하 차도의 시공을 위한 유닛 강관 및 이를이용한 철길 및 도로 지하 차도의 시공방법
KR101169785B1 (ko) * 2011-10-25 2012-07-30 윤인병 루프 구조체 및 이 시공 공법

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