KR102363061B1

KR102363061B1 - Tbm 공법에 적용되는 pc 세그먼트 연결부 보강재, 이를 포함하는 세그먼트 및 세그먼트 제작방법

Info

Publication number: KR102363061B1
Application number: KR1020210146602A
Authority: KR
Inventors: 강태성; 정원찬; 최경식; 김철희; 조지훈; 김성훈
Original assignee: 주식회사 인터컨스텍
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2022-02-16

Abstract

세그먼트의 체결구조가 제공된다. 일 실시예에 있어서, 인접하는 프리캐스트 세그먼트를 서로 결합시키기 위한 세그먼트의 체결구조에 있어서, 상기 세그먼트에 형성된 세그먼트 연결부 측면의 적어도 일 면을 구성하기 위한 연결장치; 상기 세그먼트 연결부 상면의 적어도 일 면을 구성하기 위한 보강재; 및 상기 보강재 사이에 설치되어 상기 세그먼트 연결부를 형성하기 위한 탄성부재;를 포함하고, 상기 보강재는, 평평한 저면을 갖되 일 면이 개구된 'ㄷ' 형태를 갖도록 중앙부 및 상기 중앙부의 양 말단에서 동일한 방향으로 연장되는 한 쌍의 연장부를 포함하는 보강재베이스 및 상기 한 쌍의 각 연장부로부터 소정 기울기를 갖고 상방으로 연장되는 지지부를 포함하고, 상기 연결장치는, 평평한 저면을 갖되 볼트체결부가 마련된 연결장치베이스 및 상기 연결장치베이스로부터 소정 기울기를 갖고 연장되는 연결장치기둥을 포함하며, 상기 지지부에 의해 상기 연결장치기둥이 지지되는 구조 일 수 있다.

Description

TBM 공법에 적용되는 PC 세그먼트 연결부 보강재, 이를 포함하는 세그먼트 및 세그먼트 제작방법{REINFORCING MEMBER OF PRECAST CONCRETE SEGMENT CONNECTING PORTION BY THE USE OF TBM METHOD, SEGMENT COMPRISING THEREOF AND AND MANUFACTURING METHOD FOR SEGMENT}

본 발명은 TBM 공법에 적용되는 PC 세그먼트 연결부 보강재, 이를 포함하는 세그먼트 및 세그먼트 제작방법에 관한 것이다.

TBM(Tunnel Boring Machine) 장비를 이용한 기계식 터널 굴착 공법은 기존 폭파와 드릴링을 반복하는 NATM 공법 대비 무소음, 무진동 공법으로 민원발생을 줄이고 작업시간을 단축하여 공기를 단축하는 장점이 있다.

최근 전력구 공사를 중심으로 철도터널, 도로터널 등에 다양하게 적용되고 있으며 도심지 하부, 해저, 하저구간에의 적용 사례가 점차 증가하고 있다.

TBM 공법에는 터널 라이닝을 형성하고, TBM 굴착장비의 굴진을 위한 추진력을 얻기 위해 PC 세그먼트가 적용된다.

PC 세그먼트는 굴착과 조립을 반복하는 공사 중 안전성 확보뿐만 아니라 공사가 완료된 후에도 지반 하중과 수압을 견딜 수 있어야 하며, 충분한 방수성능을 유지하면서 영구적으로 터널 라이닝으로 사용되는 매우 중요한 구조체이다.

PC 세그먼트는 공장에서 미리 분절된 형태로 제작하고, 현장에서 1개의 링으로 조립되게 되는데, 공장에서 제작하는 과정에서 품질하자가 발생한다.

PC 세그먼트의 제조 과정은 깨끗하게 청소가 된 몰드에 철근망과 이음을 위한 접합철물을 삽입하고 콘크리트를 타설한 후 증기양생을 거쳐 탈형하게 되는데 콘크리트를 타설하는 과정에서 다짐이 충분하지 않으면 콘크리트가 밀실하게 채워지지 않아, 도 1에 나타낸 바와 같이 PC 세그먼트 측면에 허니컴(곰보자국)이 발생하거나, 모서리 깨짐이 발생하게 되며, 다짐 작업을 과하게 하면 재료분리가 발생하는 하자가 발생하게 된다.

특히 세그먼트의 연결을 위해 접합철물을 콘크리트 타설 전 미리설치하게 되는데, 탈형 후 세그먼트 연결부위 깨짐은 향후 추가적인 균열을 발생시킬 뿐만 아니라, 미관상으로도 보기에 좋지 않아 사용자(발주처)로 하여금 제품의 완성도를 떨어뜨리게 된다.

세그먼트 연결부 부위 깨짐 파손은 전체 품질하자의 70% 이상을 차지하며, 연결부위의 깨짐을 보수하기 위해서는 넓은 공간과, 인력, 시간, 비용이 투입되는 문제가 있었다.

연결부위의 깨짐은 접합철물 사이에 볼트와 나사를 채울 수 있는 홈을 성형하기 위해 고무뭉치를 미리 삽입하고, 탈형 후 고무뭉치를 제거하는 과정에서 발생하게 된다.

연결부위의 깨짐의 주요 원인으로는 고무뭉치와 몰드 하부면의 들뜸 현상으로 인해 콘크리트 타설 공정에서 시멘트 모르타르가 고무뭉치와 몰드 하부면으로 침투하게 되고, 양생이 끝난 후 고무뭉치를 제거하는 과정에서 시멘트 모르타르와 고무뭉치가 함께 떨어지면서 연결부위의 깨짐이 반복적으로 나타나면서 세그먼트의 품질 하자를 발생시킨다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 세그먼트를 제작한 후 세그먼트 연결부의 깨짐을 근본적으로 해결하기 위한 것으로, 세그먼트 연결부를 성형하기 위한 탄성부재와 몰드 하부면 사이의 들뜸 현상을 방지하여 시멘트 모르타르가 침투되지 않도록 하며, 시멘트 모르타르가 침투되더라도 세그먼트 연결부의 콘크리트가 깨지지 않도록 보강재를 미리 설치하여 세그먼트의 품질을 향상시키고 미관상으로도 제품의 완성도를 담보할 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 인접하는 프리캐스트 세그먼트를 서로 결합시키기 위한 세그먼트의 체결구조에 있어서, 상기 세그먼트에 형성된 세그먼트 연결부 측면의 적어도 일 면을 구성하기 위한 연결장치; 상기 세그먼트 연결부 상면의 적어도 일 면을 구성하기 위한 보강재; 및 상기 보강재 사이에 설치되어 상기 세그먼트 연결부를 형성하기 위한 탄성부재;를 포함하고, 상기 보강재는, 평평한 저면을 갖되 일 면이 개구된 'ㄷ' 형태를 갖도록 중앙부 및 상기 중앙부의 양 말단에서 동일한 방향으로 연장되는 한 쌍의 연장부를 포함하는 보강재베이스 및 상기 한 쌍의 각 연장부로부터 소정 기울기를 갖고 상방으로 연장되는 지지부를 포함하고, 상기 연결장치는, 평평한 저면을 갖되 볼트체결부가 마련된 연결장치베이스 및 상기 연결장치베이스로부터 소정 기울기를 갖고 연장되는 연결장치기둥을 포함하며, 상기 지지부에 의해 상기 연결장치기둥이 지지되는 구조 인, 세그먼트의 체결구조를 제공한다.

또한 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 프리캐스트 세그먼트에 형성된 세그먼트 연결부의 적어도 일 면을 구성하며, 인접하는 상기 세그먼트를 서로 결합시키기 위한 연결장치를 지지하기 위한 세그먼트 연결부 보강재에 있어서, 평평한 저면을 갖되 일 면이 개구된 'ㄷ' 형태를 갖도록 중앙부 및 상기 중앙부의 양 말단에서 동일한 방향으로 연장되는 한 쌍의 연장부를 포함하는 보강재베이스; 및 상기 한 쌍의 각 연장부로부터 소정 기울기를 갖고 외측 상방으로 연장되는 지지부;를 포함하고, 상기 지지부의 상부에 형성된 지지부말단은 상기 연결장치를 안정적으로 지지하기 위해 굴곡진 형태를 갖는, 세그먼트 연결부 보강재를 제공한다.

또한 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 터널 벽(lining)을 형성하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트의 제작 방법에 있어서, 소정 곡률을 갖는 굴곡판, 상기 굴곡판을 감싸는 테두리, 및 상기 굴곡판 상면에서 상기 테두리 보다 낮은 높이로 돌출된 돌출판을 포함하는 몰드에 전술한 세그먼트의 체결구조 및 철근망을 설치하되, 상기 세그먼트의 체결구조는 상기 돌출판 상에 설치하고; 상기 몰드에 콘크리트 타설 및 표면 마감을 수행하고; 상기 몰드를 증기양생 후 증기양생 된 세그먼트를 탈형하고; 탈형된 상기 세그먼트에서 상기 탄성부재를 제거하고; 및 상기 세그먼트를 수중양생하여 상기 세그먼트 제작을 완료하는 것;을 포함하는, 세그먼트 제작 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 터널 벽(lining)을 형성하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트에 있어서, 상기 세그먼트를 서로 결합시키기 위한 연결장치 및 보강재를 포함하고, 상기 보강재는, 평평한 저면을 갖되 일 면이 개구된 'ㄷ' 형태를 갖도록 중앙부 및 상기 중앙부의 양 말단에서 동일한 방향으로 연장되는 한 쌍의 연장부를 포함하는 보강재베이스 및 상기 한 쌍의 각 연장부로부터 소정 기울기를 갖고 상방으로 연장되는 지지부를 포함하고, 상기 연결장치는, 평평한 저면을 갖되 볼트체결부가 마련된 연결장치베이스 및 상기 연결장치베이스로부터 소정 기울기를 갖고 연장되는 연결장치기둥을 포함하며, 상기 지지부에 의해 상기 연결장치기둥이 지지되고, 상기 연결장치 및 상기 보강재에 의해 세그먼트 연결부가 정의되는, 세그먼트를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 종래의 세그먼트 시공방법에 비해 제작기간을 단축시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 세그먼트를 연결하기 위한 세그먼트 연결부 주변에서 파손이 발생하지 않게 되어 보수 공정을 생략함에 따라 공기를 단축시킬 수 있고 터널 시공의 안전성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 세그먼트 공법에 의하여 제작된 세그먼트의 세그먼트 연결부 주변부를 나타낸 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트의 체결구조를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트 연결부 보강재를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 세그먼트 연결부 보강재를 나타낸 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트 제작방법을 나타내기 위한 것으로, 도 6은 개략적인 순서도를, 도 7은 시공 현장을 나타낸 것이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트 제작방법 중 몰드에 세그먼트의 체결구조를 설치하는 것을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트 하부의 일부에 형성된 세그먼트 연결부를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명이 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 내용을 더 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

본 명세서에서 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 본 명세서에서, '상부' 또는 '하부' 라는 용어는 관찰자의 시점에서 설정된 상대적인 개념으로, 관찰자의 시점이 달라지면, '상부' 가 '하부'를 의미할 수도 있고, '하부'가 '상부'를 의미할 수도 있다.

복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다. 또한, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에 따른 프리캐스트 세그먼트는 TBM(Tunnel Boring machine) 공법을 이용하여 전력구, 가스관, 발전소 취배수, 지하철 등과 같은 터널 굴착과 동시에 터널벽(lining)을 형성하기 위해 공장에서 분할 제작되어 현장으로 이송 후, 현장에서 하나의 링(ring)으로 조립하여 터널 벽을 형성하기 위해 사용되는 것으로, 볼트박스 보강재를 적용한 TBM PC Segment가 적용될 수 있다.

이하, 도면을 들어 구체적으로 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트의 체결구조를 나타낸 것이다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 세그먼트의 체결구조(1)는 인접하는 프리캐스트 세그먼트를 서로 결합시키기 위한 것으로 연결장치(100), 탄성부재(200), 및 보강재(300)를 포함한다.

예를 들어, 세그먼트의 체결구조(1)는 탄성부재(200)의 하부가 보강재(300)의 보강재베이스(310) 사이에 고정되고, 보강재(300)의 지지부(320)에 연결장치기둥(120)이 지지되는 형태를 포함할 수 있다.

연결장치(100)는 인접하는 세그먼트를 볼팅 등 체결수단을 사용하여 체결하기 위한 것으로, 연결장치베이스(110) 및 연결장치기둥(120)을 포함한다.

연결장치베이스(110)는 평평한 저면을 갖고, 중앙에 볼트가 통과할 수 있는 볼트체결부(111)가 마련된다.

연결장치베이스(110)는 후술하는 도 10에서 나타낸 바와 같이 세그먼트(도 10의 20)에 형성되는 세그먼트 연결부(도 10의 21) 측면의 적어도 일 면을 구성한다. 예를 들어, 연결장치베이스(110)는 세그먼트(도 10의 20)의 단부를 구성하여 세그먼트(도 10의 20)가 체결될 때 연결장치베이스(110)가 맞닿을 수 있다.

연결장치기둥(120)은 연결장치베이스(110)의 한 쌍이 양 단부에서 대향하는 형태로 연장된다. 예를 들어, 연결장치기둥(120)은 원기둥형태로 연장될 수 있다. 예를 들어, 연결장치기둥(120)은 연결장치베이스(110)로부터 소정 기울기를 갖고 연장될 수 있고, 일 예로, 45° 내지 85° 각도를 가질 수 있다.

연결장치기둥(120) 표면에는 나선돌출부(130)가 마련될 수 있다. 나선돌출부(130)는 연결장치기둥(120) 표면에서 연결장치기둥(120)을 감싸는 형태로 연속되어 연장될 수 있다. 또한, 연결장치기둥말단(121)은 연결장치기둥(120) 보다 두꺼운 두께를 갖는 형태일 수 있다. 이에 따라, 연결장치(100)가 세그먼트 내에서 견고하게 고정되어 인접하는 세그먼트를 체결하기 위한 충분한 고정력을 제공할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트 연결부 보강재를 나타낸 것이다.

도 2 내지 도 4를 참고하면, 보강재(300)는 세그먼트 제작 과정에서 연결장치(100)를 지지하기 위한 것으로, 보강재베이스(310) 및 지지부(320)를 포함한다.

보강재베이스(310)는 평평한 저면을 갖되 일 면이 개구된 'ㄷ' 형태를 갖도록 중앙부(311) 및 중앙부(311)의 양 말단에서 동일한 방향으로 연장되는 한 쌍의 연장부(312)를 포함한다.

보강재베이스(310)는 후술하는 도 10에서 나타낸 바와 같이 세그먼트(도 10의 20)에 형성되는 세그먼트 연결부(도 10의 21) 상면의 적어도 일 면을 구성한다. 이때, 세그먼트 연결부(도 10의 21)의 상기 상면은 반전시킨 세그먼트(도 10의 20)를 기준으로 세그먼트 연결부(도 10의 21)의 상부면을 지칭하며, 연결장치베이스(110)와 동일한 높이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 보강재베이스(310)의 중앙부(311) 및 연장부(312) 중 적어도 어느 하나가 세그먼트 연결부(도 10의 21) 상면을 구성할 수 있다. 예를 들어, 보강재베이스(310)의 하면 전체가 세그먼트 연결부(도 10의 21) 상면의 적어도 일부를 구성할 수 있다. 이에 따라, 도 8 및 도 9를 들어 후술하는 몰드(도 8 및 도 9의 10)에 타설되는 콘크리트가 탄성부재(200)와 몰드(도 8 및 도 9의 10), 예를 들어, 탄성부재(200)와 돌출판(도 8 및 도 9의 13) 사이에 스며들지 않게 되어 탄성부재(200)를 용이하게 제거하고 세그먼트 연결부(도 10의 21)의 파손을 방지할 수 있다.

연장부(312)의 말단은 저면이 상면 보다 길게 형성되도록 소정 기울기로 내측 방향으로 경사진 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 몰드 내 돌출판(도 8 및 도 9의 13)과 연결장치베이스(110) 사이에 연장부말단(313)이 용이하게 삽입되고 몰드(도 8 및 도 9의 10)에 타설되는 콘크리트 내에 에어포켓 발생이 방지될 수 있다.

지지부(320)는 한 쌍의 각 연장부(312)로부터 소정 기울기를 갖고 상방으로 연장되는 형태를 갖는다. 예를 들어, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 지지부(320)는 보강재베이스(310)로부터 외측 상방으로 연장되어, 한 쌍의 연장부(312) 사이에 탄성부재(200) 하부가 안정적으로 설치되는 동시에 콘크리트의 양생 후 탄성부재(200)가 용이하게 제거되도록 할 수 있다.

지지부의 상부에 형성된 지지부말단(321)은 연결장치기둥(120)을 지지한다.

예를 들어, 지지부말단은(321) 굴곡진 형태를 가짐에 따라 연결장치기둥(120)을 안정적으로 지지할 수 있다.

일 예로, 지지부말단(321)은 오목한 구간을 포함하여 연결장치기둥(120)이 안정적으로 지지될 수 있다.

일 예로, 지지부(320)는 내측면의 길이가 외측면의 길이 보다 길게 형성되어, 지지부말단(321)은 도 4(a)에 나타낸 바와 같이 외측방향이 오목한 형태를 갖게 됨에 따라 연결장치기둥(120)을 안정적으로 지지하는 동시에 공간 활용 효율을 높일 수 있다.

예를 들어, 지지부말단(321)과 연결장치기둥(120)은 상호 체결 가능한 암수구조를 가짐에 따라 연결장치(100)와 보강재(300)가 상호 안정적으로 고정될 수 있다.

탄성부재(200)는 도 8 및 도 9를 들어 후술하는 세그먼트(도 8 및 도 9의 20) 내에 세그먼트 연결부(도 8 및 도 9의 21)를 형성하기 위해 보강재(300) 사이에 설치된다.

예를 들어, 탄성부재(200)는 폴리우레탄계 소재를 포함하여, 양생이 완료된 세그먼트에서 용이하게 분리되도록 할 수 있다.

탄성부재(200)는 평평한 저면을 갖고 곡률이 점차 작아지도록 상방으로 연장되는 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 양생 과정을 모두 마친 후 탄성부재(200)가 용이하게 제거될 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 세그먼트 연결부 보강재를 나타낸 것이다.

도 5를 참고하면, 보강재(300a)는 보강재베이스(310) 내측면에 마찰부여부(330)를 더 포함할 수 있다.

마찰부여부(330)는 탄성부재(200)가 보강재베이스(310)에 견고하게 부착되도록 하여 몰드에 타설되는 콘크리트에 의해 탄성부재(200)의 위치가 흔들리지 않게 됨에 따라 탄성부재(200)와 돌출판(도 8 및 도 9의 13) 사이에 콘크리트가 스며들지 않도록 할 수 있다.

예를 들어, 마찰부여부(330)는 요철이 형성된 형태일 수 있다. 이에 따라, 탄성부재(200)의 하부와 보강재베이스(310) 내측면 사이의 마찰력이 증대될 수 있다.

예를 들어, 마찰부여부(330)는 볼록한 블레이드 형태일 수 있다. 이에 따라, 탄성부재(200)의 하부에 마찰부여부(330)가 삽입되어 탄성부재(200)가 보강재베이스(310) 사이에서 견고하게 고정될 수 있다.

예를 들어, 마찰부여부(330)는 연장부(312)의 내측면에 형성될 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트 제작방법을 나타내기 위한 것으로, 도 6은 개략적인 순서도를, 도 7은 시공 현장을 나타낸 것이다.

도 6을 참고하면, 터널 벽(lining)을 형성하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 제작 방법은, 도 7의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이 몰드에 세그먼트의 체결구조 및 철근망을 설치하고(S1); 도 7의 (c), (d)에 나타낸 바와 같이 몰드에 콘크리트 타설 및 면 마감을 수행하고(S2); 도 7의 (e), (f)에 나타낸 바와 같이 증기양생 및 증기양생 된 콘크리트의 탈형 작업을 수행하고(S3); 도 7의 (g)에 나타낸 바와 같이 수중양생하여 세그먼트를 제작하고(S4); 및 도 7의 (h)에 나타낸 바와 같이 세그먼트를 야적 및 보수하는 것(S5);을 포함할 수 있다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트 제작방법 중 몰드에 세그먼트의 체결구조를 설치하는 것을 나타낸 것이다.

도 8 및 도 9를 참고하면, 몰드(10)는 세그먼트 제작을 위한 콘크리트가 타설되는 곳으로, 굴곡판(11), 테두리(12) 및 돌출판(13)을 포함할 수 있다.

굴곡판(11)은 소정 곡률을 갖고 몰드(10)의 저면을 구성하는 것으로, 세그먼트의 하부 형태를 결정한다.

테두리(12)는 굴곡판(11)을 감싸도록 형성되어 세그먼트의 두께와 측부 형태를 결정한다.

돌출판(13)은 굴곡판(11) 상면에서 테두리(12) 보다 낮은 높이로 돌출되어 형성된 판 형태로, 전술한 세그먼트의 체결구조(1)가 안착된다.

테두리(12)에서 돌출판(13)의 상방 위치에 통공(14)이 형성될 수 있다. 통공(14)은 탄성부재(200)를 고정하기 위한 것으로, 연결장치베이스(110)에 형성된 볼트체결부(111)가 통공(14)에 대응되도록 세그먼트의 체결구조(1)를 설치하여 세그먼트의 체결구조(1)가 정위치에 설치되도록 할 수 있고, 통공(14)과 볼트체결부(111) 사이에 나사 등을 체결하여 타설되는 콘크리트에 의해 연결장치(100)의 위치가 흔들리지 않도록 할 수 있다.

상기 몰드에 세그먼트의 체결구조 및 철근망을 설치하는 것과 관련하여(S1) 도 9를 참고하면, 세그먼트의 체결구조(1)는 돌출판(13) 상면에 설치될 수 있다.

예를 들어, 돌출판(13) 상면에서 연장부(312) 사이에 탄성부재(200)가 삽입된 상태로 보강재(300, 300a)가 안착되고, 보강재(300, 300a)의 지지부(320)에 연결장치기둥(120)이 지지되며, 연결장치베이스(110)에 형성된 볼트체결부(111)와 테두리(12)의 통공(14)이 대응되도록 세그먼트의 체결구조(1)가 설치될 수 있다.

전술한 세그먼트의 체결구조(1) 중 탄성부재(200)는 상기 S3 단계 결과 형성된, 탈형된 세그먼트에서 제거되어 세그먼트 연결부(도 10의 21)을 형성할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트 하부의 일부에 형성된 세그먼트 연결부를 나타낸 것으로, 예를 들어, 도 10은 도 8 및 도 9를 들어 전술한 몰드에 콘크리트를 타설하여 형성된 세그먼트를 반전시켰을 때 보이게 되는 세그먼트 연결부를 나타낸 것일 수 있다.

도 10을 참고하면, 터널 벽(lining)을 형성하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(20)는 인접하는 세그먼트(20)를 서로 결합시키기 위한 연결장치(100) 및 보강재(300, 300a)를 포함한다.

연결장치(100) 및 보강재(300, 300a)의 구체적인 구조와 효과는 전술한 바가 적용될 수 있고, 세그먼트(20) 하부에서 연결장치(100) 및 보강재(300, 300a)에 의해 세그먼트 연결부(21)가 정의될 수 있다.

즉, 세그먼트 연결부(21)는 탄성부재(200)가 제거된 공간에 의해 정의될 수 있는데, 세그먼트 연결부(21)의 측면 중 일 면은 연결장치베이스(110)로 구성되고, 세그먼트 연결부(21)의 상면 중 적어도 일부는 보강재베이스(310)의 저면으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 탄성부재(200)와 돌출판(13) 사이 및 탄성부재(200)와 연결장치베이스(110) 사이로 콘크리트가 스며들지 않게 되어 제작이 완료된 세그먼트(20)에서 세그먼트 연결부(21) 및 그 주변부가 파손되지 않도록 할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.

예를 들어, 도면은 이해를 돕기 위해 각각의 구성요소를 주체로 하여 모식적으로 나타낸 것으로, 도시된 각 구성요소의 두께, 길이, 개수 등은 도면 작성의 진행상, 실제와 다를 수 있다. 또한, 상기의 실시형태에서 나타낸 각 구성요소의 재질이나 형상, 치수 등은 한 예로서, 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 효과에서 실질적으로 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.

10: 몰드
11: 굴곡판
12: 테두리
13: 돌출판
14: 통공
20: 세그먼트
21: 세그먼트 연결부
1: 세그먼트의 체결구조
100: 연결장치
110: 연결장치베이스
111: 볼트체결부
120: 연결장치기둥
121: 연결장치기둥말단
130: 나선돌출부
200: 탄성부재
300: 보강재
310: 보강재베이스
311: 중앙부
312: 연장부
313: 연장부말단
320: 지지부
321: 지지부말단
330: 마찰부여부
400: 철근구조물

Claims

인접하는 프리캐스트 세그먼트를 서로 결합시키기 위한 세그먼트의 체결구조에 있어서,
상기 세그먼트에 형성된 세그먼트 연결부 측면의 적어도 일 면을 구성하기 위한 연결장치;
상기 세그먼트 연결부 상면의 적어도 일 면을 구성하기 위한 보강재; 및
상기 보강재 사이에 설치되어 상기 세그먼트 연결부를 형성하기 위한 탄성부재;
를 포함하고,
상기 보강재는, 평평한 저면을 갖되 일 면이 개구된 'ㄷ' 형태를 갖도록 중앙부 및 상기 중앙부의 양 말단에서 동일한 방향으로 연장되는 한 쌍의 연장부를 포함하는 보강재베이스 및 상기 한 쌍의 각 연장부로부터 소정 기울기를 갖고 상방으로 연장되는 지지부를 포함하고,
상기 연결장치는, 평평한 저면을 갖되 볼트체결부가 마련된 연결장치베이스 및 상기 연결장치베이스로부터 소정 기울기를 갖고 연장되는 연결장치기둥을 포함하며,
상기 지지부에 의해 상기 연결장치기둥이 지지되는 구조 인, 세그먼트의 체결구조.
청구항 1에 있어서,
상기 지지부의 상부에 형성된 지지부말단은 상기 연결장치기둥을 안정적으로 지지하기 위해 굴곡진 형태를 갖는, 세그먼트의 체결구조.
청구항 2에 있어서,
상기 지지부는 상기 보강재베이스로부터 외측 상방으로 연장되어, 상기 한 쌍의 연장부 사이에 상기 탄성부재 하부가 안정적으로 설치되는 동시에 콘크리트의 양생 후 상기 탄성부재가 용이하게 제거되도록 하는, 세그먼트의 체결구조.
청구항 1에 있어서,
상기 탄성부재는 평평한 저면을 갖고 곡률이 점차 작아지도록 상방으로 연장되는 형태를 갖는, 세그먼트의 체결구조.
청구항 1에 있어서,
상기 연결장치는, 상기 연결장치기둥 표면에서 상기 연결장치기둥을 감싸는 나선형태로 연장되는 나선돌출부 및 상기 연결장치기둥 보다 두꺼운 두께를 갖는 연결장치기둥말단을 포함하는, 세그먼트의 체결구조.
프리캐스트 세그먼트에 형성된 세그먼트 연결부의 적어도 일 면을 구성하며, 인접하는 상기 세그먼트를 서로 결합시키기 위한 연결장치를 지지하기 위한 세그먼트 연결부 보강재에 있어서,
평평한 저면을 갖되 일 면이 개구된 'ㄷ' 형태를 갖도록 중앙부 및 상기 중앙부의 양 말단에서 동일한 방향으로 연장되는 한 쌍의 연장부를 포함하는 보강재베이스; 및
상기 한 쌍의 각 연장부로부터 소정 기울기를 갖고 외측 상방으로 연장되는 지지부;
를 포함하고,
상기 지지부의 상부에 형성된 지지부말단은 상기 연결장치를 안정적으로 지지하기 위해 굴곡진 형태를 갖는, 세그먼트 연결부 보강재.
청구항 6에 있어서,
상기 연장부의 말단은 저면이 상면 보다 길게 형성되도록 소정 기울기로 내측 방향으로 경사진 형태를 가짐에 따라, 몰드 내 돌출판과 연결장치베이스 사이에 용이하게 삽입되고 타설되는 콘크리트 내 에어포켓 발생을 방지하는 형태를 갖는, 세그먼트 연결부 보강재.
터널 벽(lining)을 형성하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트의 제작 방법에 있어서,
소정 곡률을 갖는 굴곡판, 상기 굴곡판을 감싸는 테두리, 및 상기 굴곡판 상면에서 상기 테두리 보다 낮은 높이로 돌출된 돌출판을 포함하는 몰드에 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 따른 세그먼트의 체결구조 및 철근망을 설치하되, 상기 세그먼트의 체결구조는 상기 돌출판 상에 설치하고;
상기 몰드에 콘크리트 타설 및 표면 마감을 수행하고;
상기 몰드를 증기양생 후 증기양생 된 세그먼트를 탈형하고;
탈형된 상기 세그먼트에서 상기 탄성부재를 제거하고; 및
상기 세그먼트를 수중양생하여 상기 세그먼트 제작을 완료하는 것;
을 포함하는, 세그먼트 제작 방법.
터널 벽(lining)을 형성하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트에 있어서,
상기 세그먼트를 서로 결합시키기 위한 연결장치 및 보강재를 포함하고,
상기 보강재는, 평평한 저면을 갖되 일 면이 개구된 'ㄷ' 형태를 갖도록 중앙부 및 상기 중앙부의 양 말단에서 동일한 방향으로 연장되는 한 쌍의 연장부를 포함하는 보강재베이스 및 상기 한 쌍의 각 연장부로부터 소정 기울기를 갖고 상방으로 연장되는 지지부를 포함하고,
상기 연결장치는, 평평한 저면을 갖되 볼트체결부가 마련된 연결장치베이스 및 상기 연결장치베이스로부터 소정 기울기를 갖고 연장되는 연결장치기둥을 포함하며,
상기 지지부에 의해 상기 연결장치기둥이 지지되고,
상기 연결장치 및 상기 보강재에 의해 세그먼트 연결부가 정의되는, 세그먼트.
청구항 9에 있어서,
상기 연결장치는 상기 세그먼트 연결부의 측면의 적어도 일 면을 구성하는, 세그먼트.