KR20100093007A - 경관 구조물용 원형관의 이음구조 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

경관 구조물용 원형관의 이음구조 및 이를 이용한 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 종래의 가용접된 링에 의한 이음구조에서 완전히 탈피한 새로운 이음구조로서, 하나의 파이프에 볼트 삽입공과, 두 반환형체에 대응삽입공을 형성하고, 하나의 파이프 내로 두 반환형체를 끼운 후 삽입공과 대응삽입공으로 볼트를 끼워 너트로서 체결함에 따라 두 반환형체가 변형 고정됨에 따라 최초 설정된 위치에서 변동되지 않고 다른 하나의 파이프 이음 시 이음면이 상호 일치하며 앵커 설치용 프레임과의 연결이 정확히 이루어질 수 있는 경관 구조물용 원형관의 이음구조 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

Description

경관 구조물용 원형관의 이음구조 및 이를 이용한 시공방법{JOINT STRUCTURE OF CIRCLE PIPE AND METHOD FOR CONSTRUCTING USING THE SAME}
본 발명은 하나의 원형관(파이프) 내에 설치되는 두 반환형체를 마련하고, 다른 하나의 원형관(파이프)이 상기 두 반환형체에 삽입될 때에 삽입이 용이하게 이루어질 뿐만 아니라 두 파이프 간의 상호 이음면이 정확하고 이를 통해 용접 공정이 용이하게 이루어지도록 한 이음구조 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
경관 구조물을 이루게 되는 원형관들을 상호 잇기 위하여,
종래에는 두 파이프 중 하나의 파이프 내부에 링의 일부를 삽입한 후 가용접하게 된다.
가용접된 상태의 링에서 외부로 노출된 부위는 다른 하나의 파이프 내부로 삽입되게 된다.
이후 두 파이프의 이음부 둘레를 따라 본용접이 이루어지게 된다.
작업자가 직접 용접 공정을 실시하여 파이프 내에 위치한 링의 일부를 용접함에 따라 최초 설정된 위치로부터 변경될 수밖에 없고, 이로 인해 다른 파이프가 링의 노출된 일부에 끼워지지 않거나 끼워지더라도 이음면이 상호 일치하지 않는 문제점이 있다.
결국 종래의 원형관 이음구조에 있어, 하나의 파이프 단부에 링(백링)을 삽입 용접 고정한 후, 다른 하나의 파이프를 삽입하여 용접 이음하였으나, 원형 파이프는 고주파 밴딩 또는 냉간 밴딩 가공을 거치게 되면 원형 보다는 타원형에 가깝게 불규칙한 변형이 이루어져, 링에 다른 하나의 파이프를 삽입 용접 이음하는 과정에서 상당한 어려움과 정확성이 떨어지는 문제점이 있다.
특히 둘 이상의 원형관을 일렬로 이은 길이가 시공 전(前) 설계 시 길이와 일치하지 않는 경우가 발생하고,
아울러 상호 이어진 원형관이 이루는 경관 구조물을 세우기 위한 구조물로서, 대한민국특허공개 특2001-0095915호(2001.11.07) 『앵커 설치용 프레임』과 같은 앵커 설치용 프레임이 최소 두 군데 설치되어 있는 경우, 한데 이어진 원형관 구조물 양단부가 상기 두 앵커 설치용 프레임에 각각 맞지 않아 앵커를 제거한 후 새로이 앵커 시공을 하거나, 또는 앵커 설치용 프레임을 철거한 후 새로이 앵커 설치용 프레임을 시공해야 한다.
이때 시공 공기(工期) 단축 및 시공비용 절감 등의 요인으로 인해 단순히 앵커만을 제거한 후 새로운 앵커를 심는 공정만으로 대처함에 따라 부실 공사를 초래할 수밖에 없는 문제점이 있다.
상기와 같은 해결 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 경관 구조물용 원형관의 이음구조는,
원형 곡관 또는 직관인 제1 및 제2 파이프;
각각 상기 제1파이프 내부에 일부 삽입되는 끼움부와 외부로 노출되는 가이드부를 포함하고, 상호 대향되게 마주하여 환형(環形)을 이루게 되는 가요성(可撓性)인 제1 및 제2 반환형(半環形)체;
상기 제1 및 제2 반환형체의 끼움부를 상기 제1파이프에 고정하기 위한 고정수단; 및
상기 제1 및 제2 반환형체의 가이드부에 끼워진 상기 제2파이프와 상기 제1파이프를 연결하기 위한 커넥팅수단;
을 포함하여 이루어진다.
여기서 상기 제1 및 제2 반환형체는 상기 각 파이프 내경보다 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제1 및 제2 반환형체의 끼움부는 진입경사부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제1 및 제2 반환형체의 가이드부 양단부(兩端部)는 삽입 시 상기 제2파이프 내주면과 비(非)접촉되게 곡률부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 경관 구조물용 원형관 이음 시공방법은,
상기 제1 및 제2 반환형체 끼움부를 제1파이프 내에 삽입하는 단계;
상기 제1 및 제2 반환형체 끼움부에 형성된 삽입공 및 상기 제1파이프에 형성된 대응삽입공에 끼워지는 볼트와 이에 체결되는 너트를 이용해 상기 제1 및 제2 반환형체를 상기 제1파이프에 고정하는 단계;
상기 제1 및 제2 반환형체 가이드부를 제2파이프 내에 삽입하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 파이프의 이음부 둘레를 따라 용접하는 단계;
를 포함하여 이루어진다.
여기서 용접이 완료되면 상기 볼트에서 외부로 돌출된 나선부를 절단 제거하는 단계, 그리고
절단 제거 후 남아있는 상기 볼트의 나선부와 상기 제1파이프의 삽입공을 용접하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 각 용접 부위에 대한 그라인딩(grinding) 및 도색하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 경관 구조물용 원형관의 이음구조 및 이를 이용한 시공방법은,
종래의 가용접을 통해 링(본 발명의 반환형체에 해당)을 설치하는 것이 아니라 최초 파이프 및 반환형체 제작 시 상호 볼트 삽입용 홀 구멍 일치 및 반환형체 직경 등을 고려한 설계 제작에 의해 종래의 가용접에 따른 링의 위치 변동이 없음은 물론,
반환형체가 설치된 파이프에 이어지게 되는 다른 파이프가 반환형체의 가이드부에 간섭 없이 끼워지게 되고,
아울러 두 파이프는 어긋나지 않고 정확한 이음면을 이루게 되며,
또한 파이프 내에 위치한 반환형체를 고정하기 위한 볼트의 나선부를 절단 제거한 후 용접, 그라인딩 및 도색 공정을 거쳐 외관상 깔끔하고 견고한 이음 구조를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 경관 구조물용 원형관의 이음구조를 나타낸 입체 구성도,
도 2는 도 1에서 제1파이프에 두 반환형체가 각각 설치된 것을 나타낸 단면 구성도,
도 3은 도 1에서 두 파이프가 상호 이어진 것을 나타낸 단면 구성도,
도 4는 도 1의 이음구조를 통해 이루어진 경관 구조물을 나타낸 입체 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 경관 구조물용 원형관 이음 시공방법을 나타낸 흐름도.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
여기서 도 2의 (a)는 볼트를 조이기 전 상태이고, 도 2의 (b)는 볼트를 조임으로서 두 반환형체가 변형되어 파이프 내주면에 밀착된 상태를 나타낸 도면이다.
또 도 2의 (a)에서 "A"는 시공방법에서 외부로 돌출된 볼트의 나선부를 절단 제거한 후 용접 처리한 것을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 경관 구조물용 원형관의 이음구조는,
크게 제1파이프(10), 제2파이프(20), 제1반환형체(30), 제2반환형체(40), 고정수단(50) 및 커넥팅수단(60)으로 이루어진다.
각 구성에 대해 살펴보면,
제1 및 제2 파이프(10, 20)는
단면이 원형이면서 길이방향으로 직선 형태의 직관, 또는
길이방향으로 만곡(彎曲)진 형태의 곡관일 수 있다.
이하에서는 만곡진 형태의 곡관 위주로 설명하도록 한다.
제1 및 제2 반환형체(30, 40)는
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이,
각각 상기 제1파이프(10) 내부에 일부 삽입되는 끼움부(31, 41), 그리고
외부로 노출되는 가이드부(32, 42)
를 포함하여 이루어진다.
이때 상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40)는 각각을 상호 대향되게 마주하여 환형(環形)을 이루게 되는 가요성(可撓性)인 반환형(半環形) 구조를 갖는다.
그리고 상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40)는 상기 각 파이프(10, 20) 내경보다 큰 직경을 갖는 것이 바람직하다.
예로, 상기 제1파이프(10) 내경과 상응한 직경을 갖게 되는 경우 파이프 내로 삽입 시 파이프 내주면과 접촉하게 됨으로서, 마찰이 발생하게 되고 이러한 간섭으로 인해 삽입 공정이 어려울 수 있다.
따라서 상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40)가 상기 각 파이프(10, 20) 내경보다 큰 직경을 갖도록 함으로서, 상기 각 반환형체(30, 40)가 상호 마주보는 형태로 환형을 이루면서 상기 제1파이프(10) 내로 삽입될 때에, 또는 최초 하나의 반환형체만이 삽입되고 이후에 다른 하나의 반환형체가 삽입될 때에, 파이프 내주면과의 간섭 발생을 최소화할 수 있게 되는 것이다.
그리고 상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40)의 끼움부(31, 41)는 진입경사부(311, 411)가 형성되는데,
상기 진입경사부(311, 411)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 해당 파이프(즉, 제1파이프) 내로의 진입을 용이하게 하기 위한 구조인 것이고, 아울러 시공함에 있어 후술할 고정수단(50)의 볼트(53) 조임 시 변형이 용이하게 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.
이후 파이프 내경보다 큰 직경을 갖는 각 반환형체(30, 40)가 상호 마주하여 환형을 이루면서 파이프 내로 삽입된 상태에서 후술할 고정수단(50)의 볼트(53) 조임 시 각 반환형체(30, 40)는 가요성 재질을 통해 휘게 되고, 각 반환형체(30, 40)의 외주면이 상기 파이프(10) 내주면과 밀착된다.
그리고 상기 가이드부(32, 42) 양단부(兩端部)가 절곡된 면을 이루고 있는 경우, 상기 제2파이프(10) 내로 삽입 시 파이프(10)의 내주면과 간섭이 발생할 수가 있기에,
본 발명에서는 상기 가이드부(32, 42) 양단부에 상기 제2파이프(10) 내로 삽입 시 비(非)접촉되게 곡률부(321, 421)가 형성된다.
고정수단(50)은
도 2에 도시된 바와 같이,
상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40)의 끼움부(31, 41)를 상기 제1파이프(10)에 고정하기 위한 구성으로,
상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40)의 끼움부(31, 41)에 형성된 삽입공(51),
상기 제1파이프(10)에 형성된 대응삽입공(52),
상기 삽입공(51)과 상기 대응삽입공(52)에 끼워지는 볼트(53), 그리고
상기 볼트(53)에 체결되는 너트(54)
를 포함하여 이루어진다.
커넥팅수단(60)은
도 4에 도시된 바와 같이,
상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40)의 가이드부(32, 42)에 끼워진 상기 제2파이프(20)와 상기 제1파이프(10)를 연결하기 위한 구성으로,
상기 제1 및 제2 파이프(10, 20)의 이음면 둘레를 따라 용접하여 형성시킨 비드부(61)
를 포함하여 이루어진다.
한편, 상기와 같은 구성의 원형관 이음 구조를 이용한 본 발명의 원형관 이음 시공방법은,
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이,
상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40) 끼움부(31, 41)를 제1파이프(10) 내에 삽입하는 단계(S10);
상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40) 끼움부(31, 41)에 형성된 삽입공(51) 및 상기 제1파이프(10)에 형성된 대응삽입공(52)에 끼워지는 볼트(53)와 이에 체결되는 너트(54)를 이용해 상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40)를 상기 제1파이프(10)에 고정하는 단계(S20);
상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40) 가이드부(32, 42)를 상기 제2파이프(20) 내에 삽입하는 단계(S30); 및
상기 제1 및 제2 파이프(10, 20)의 이음부 둘레를 따라 용접하는 단계(S40);
를 포함하여 이루어진다.
상기 용접하는 단계(S40)에서 상기 제1 및 제2 파이프(10, 20)의 이음부는 용접비드가 침투할 수 있을 정도로 이격되는 것이 바람직하다.
결국 이격된 공간부로 침투된 용접비드가 내부에 고정된 상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40)에까지 미치게 되어 상기 제1 및 제2 파이프(10, 20)끼리는 물론, 이와도 함께 상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40)의 결합이 이루어지게 되는 것이다.
그리고 본 발명이 경관 구조물에 대한 것임을 감안한다면 외형상 보기가 좋아야 하므로,
상기 용접하는 단계(S40)에서 용접이 완료되면 상기 볼트(53)에서 외부로 돌출된 나선부(531)를 제거하는 단계(S50)가 요구된다.
그리고 절단 제거 후 남아있는 상기 볼트(53)의 나선부(531)와 상기 제1파이프(10)의 삽입공(51)을 용접하는 단계(S60)를 거쳐 상기 볼트(53)를 완전히 고정하게 된다.
그리고 상기한 이음부 용접 부위, 상기 나선부와 삽입공 용접 부위는 그라인딩(grinding) 처리 단계(S65)를 더 거치는 것이 바람직하다.
마지막으로, 상기 그라인딩 처리 단계(S65)를 거친 용접 부위 및 인접한 주변 영역을 도색하는 단계(S70)를 거쳐 두 원형관이 파이프(10, 20)의 이음 시공이 완료된다.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "경관 구조물용 원형관의 이음구조 및 이를 이용한 시공방법"을 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 제1파이프
20 : 제2파이프
30 : 제1반환형체
31 : 끼움부 311 : 진입경사부
32 : 가이드부 321 : 곡률부
40 : 제2반환형체
41 : 끼움부 411 : 진입경사부
42 : 가이드부 421 : 곡률부
50 : 고정수단
51 : 삽입공 52 : 대응삽입공
53 : 볼트 531 : 나선부
54 : 너트
60 : 커넥팅수단
61 : 비드부

Claims (7)

  1. 원형 곡관 또는 직관인 제1 및 제2 파이프(10, 20);
    각각 상기 제1파이프(10) 내부에 일부 삽입되는 끼움부(31, 41)와 외부로 노출되는 가이드부(32, 42)를 포함하고, 상호 대향되게 마주하여 환형(環形)을 이루게 되는 가요성(可撓性)인 제1 및 제2 반환형(半環形)체(30, 40);
    상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40)의 끼움부(31, 41)를 상기 제1파이프(10)에 고정하기 위한 고정수단(50); 및
    상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40)의 가이드부(32, 42)에 끼워진 상기 제2파이프(20)와 상기 제1파이프(10)를 연결하기 위한 커넥팅수단(60);
    을 포함하여 이루어진 경관 구조물용 원형관의 이음구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40)는 상기 각 파이프(10, 20) 내경보다 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 경관 구조물용 원형관의 이음구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40)의 끼움부(31, 41)는 진입경사부(311, 411)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 경관 구조물용 원형관의 이음구조.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40)의 가이드부(32, 42) 양단부(兩端部)는 삽입 시 상기 제2파이프(20) 내주면과 비(非)접촉되게 곡률부(321, 421)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 경관 구조물용 원형관의 이음구조.
  5. 제1항의 제1 및 제2 반환형체(30, 40) 끼움부(31, 41)를 제1파이프(10) 내에 삽입하는 단계;
    상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40) 끼움부(31, 41)에 형성된 삽입공(51) 및 상기 제1파이프(10)에 형성된 대응삽입공(52)에 끼워지는 볼트(53)와 이에 체결되는 너트(54)를 이용해 상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40)를 상기 제1파이프(10)에 고정하는 단계;
    상기 제1 및 제2 반환형체(30, 40) 가이드부(32, 42)를 제2파이프(20) 내에 삽입하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 파이프(10, 20)의 이음부 둘레를 따라 용접하는 단계;
    를 포함하여 이루어진 경관 구조물용 원형관 이음 시공방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    용접이 완료되면 상기 볼트(53)에서 외부로 돌출된 나선부(531)를 절단 제거하는 단계, 그리고
    절단 제거 후 남아있는 상기 볼트(53)의 나선부(531)와 상기 제1파이프(10)의 삽입공(51)을 용접하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경관 구조물용 원형관 이음 시공방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    각 용접 부위에 대한 그라인딩(grinding) 및 도색하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경관 구조물용 원형관 이음 시공방법.
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