KR20110044181A

KR20110044181A - 강합성 벽체파일 제조방법 및 강합성 벽체파일 제조용 거푸집

Info

Publication number: KR20110044181A
Application number: KR1020110025006A
Authority: KR
Inventors: 이종구; 이필구
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원; 대림씨엔에스 주식회사
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2011-04-28
Also published as: KR101059218B1

Abstract

본 발명은 지하차도, 교대, 호안 및 하안 등에 사용되는 흙막이 벽체파일의 제작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공장에서 원심성형 방식으로 강재와 콘크리트를 합성시킨 사각형 파일을 제작하고 이에 긴장력을 가하여 휨성능을 극대화시킨 강합성 벽체파일 제조방법, 그리고 강합성 벽체파일 제조용 거푸집에 관한 것이다.
종래의 흙막이 벽체로 사용하는 강널말뚝은 큰 구조물에 사용하기에는 휨성능이 부족하고 벽강관말뚝이나 H형강을 합성시킨 벽체는 휨성능은 우수하나 가격이 고가인 단점이 있는 반면, 본 발명에 의해 제작된 강합성 벽체파일은 C.T.형강이나 ㄷ형강 등의 강재를 단면의 압축측에 배치하여 단면 강성을 증대시킬 뿐만 아니라 이를 표면에 노출시켜 시공 중 편리성 및 타 부재와의 연결기능을 부여할 수 있고, 또한 원심성형에 의해 제작된 고강도 콘크리트에 긴장력을 도입하여 휨하중에 대한 저항능력을 현저히 향상시킬 수 있다.

Description

강합성 벽체파일 제조방법 및 강합성 벽체파일 제조용 거푸집{Manufacturing Method of Steel-Concrete Composite Pile and A Mould to Manufacture the Pile}

본 발명은 지하차도, 교대, 호안 및 하안 등에 사용되는 흙막이 벽체파일의 제작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공장에서 원심성형 방식으로 강재와 콘크리트를 합성시킨 사각형 파일을 제작하고 이에 긴장력을 가하여 휨성능을 극대화시킨 강합성 벽체파일 제조방법 및 강합성 벽체파일 제조용 거푸집에 관한 것이다.

일반적으로 지하차도, 교대, 호안 및 하안 등에 사용되는 흙막이 벽체파일로 사용되는 여러 가지 기성 제품들이 출시되어 있다. 종래기술의 제작방법으로 만들어진 기성품의 벽체파일 중에는 강널말뚝이나 벽강관 말뚝과 같이 강재로 만든 제품과 H형강과 콘크리트를 합성시킨 강합성 제품도 있기는 하다.

그러나 상기와 같은 기성제품들 중 강널말뚝은 상당한 휨하중에 저항해야 하는 큰 구조물의 벽체에 사용하기에는 휨강성이 너무 약하며, 또한 충분히 휨하중에 저항 할 수 있도록 하기 위해서는 너무 많은 양의 강재가 소요되어 가격이 고가인 문제점이 있었다. 또한 기성 제품들 중 H형강과 콘크리트를 합성시킨 강합성 제품은 합성된 강재가 콘크리트 속에 매립되어 있기 때문에 이를 다른 철강재 등과 연결해서 사용하는 데에는 많은 불편과 제약이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명은 공장에서 원심성형 방식으로 강재와 콘크리트를 합성시킨 사각형 파일을 제작하고 이에 긴장력을 가하여 휨성능을 극대화시킨 강합성 벽체파일을 구현하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 강재로써 C.T.형강이나 ㄷ형강을 단면의 한쪽 측면에 배치하여 단면 강성을 증대시킬 뿐만 아니라, 이를 표면에 노출시켜 시공 중 편리성을 증진시키고, 용접으로 타 부재와의 연결기능을 쉽게 부여할 수 있는 강합성 벽체파일을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 강합성 벽체파일을 제조하기 위한 거푸집은,

단면이 관상형태의 외측부와, 상기 외측부의 내면에 고정 부착되어 콘크리트가 충진되는 단면이 4각형인 내측부와, 상기 내측부의 내면에 고정되는 강재와, 상기 내측부의 양단을 마감하도록 된 마감판과, 상기 외측부의 양단에 이형강봉의 긴장력 도입을 위하여 설치되는 긴장력 재하판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 거푸집의 외측부와 내측부는 상부와 하부로 구분되어 상.하부가 볼트로 결합되어 있는 것을 특징으로 하고,

또한 상기 4각형인 내측부는 외측부 내면에 용접 결합되어 있는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 마감판은, 상기 내측부에 배치되는 이형강봉을 삽입 고정하도록 다수의 홈이 형성되고, 중앙부에는 원형 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 거푸집의 긴장력 재하판은, 상기 내측부에 배치되는 이형강봉의 끝단부와 볼트로 고정되고, 외측 중앙부에 인장잭 결합부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하고,

또한 상기 강재는 C.T.형강 또는 ㄷ형강이며, 상기 외측부의 바깥에서 고정과 해체가 가능하도록 볼트로 고정되도록 나사홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 강합성 벽체파일 제조방법은,

콘크리트가 충전되는 내측에 강재가 결합되어 있고, 외측부가 원형인 거푸집을 이루도록 된 상부와 하부 거푸집을 준비하는 단계와, 상기 하부 거푸집에 이형강봉을 원주형상으로 배치하는 단계와, 상기 이형강봉이 배치된 하부 거푸집의 양단에 마감판과 긴장력 재하판을 설치하는 단계와, 상기 하부 거푸집의 내측부에 콘크리트를 투입하는 단계와, 상기 하부 거푸집 위에 상부 거푸집을 조립하는 단계와, 상기 조립된 거푸집의 긴장력 재하판에 긴장잭을 결합하여 긴장력을 부여하는 단계와, 상기 긴장력이 부여된 거푸집을 원심 성형하는 단계와, 상기 원심 성형된 거푸집을 양생시키는 단계와, 상기 양생된 거푸집의 외부에서 강재를 해체하는 단계와, 상기 강재가 해체된 거푸집에서 상부 거푸집을 이탈시키는 단계와, 상기 상부 거푸집이 이탈된 하부 거푸집으로부터 제품을 탈형하는 단계와, 상기 탈형된 제품의 양단에 설치된 긴장력 재하판을 해체하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제조방법에서 거푸집의 내측부는 4각형인 것을 특징으로 하고,

또한, 상기 마감판과 긴장력 재하판의 설치는 상기 이형강봉 끝단부와 볼트 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 합성형 벽체파일 제작방법은 원심성형 방식을 이용하므로 압축강도 800kg/cm2 이상의 고강도 콘크리트의 구현이 가능하며 콘크리트 파일 내부에 설치하는 이형강봉을 통하여 긴장력을 가하기 때문에 휨성능이 매우 우수한 벽체파일을 제작할 수 있다.

또한, 벽체파일의 한쪽면에는 C.T.형강이나 ㄷ형강이 콘크리트에 합성되어 단면강성을 증대시킬 뿐만 아니라 상기 형강은 합성형 벽체파일의 일측면에 노출되기 때문에 이를 이용하여 타 부재와의 접합이 가능하여 벽체파일을 흙막이벽체로 시공한 다음, 그 내부를 굴착할 때 버팀보와 같은 가설 구조물을 연결하는 등 시공상의 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 1a는 상부 거푸집의 사진이다.
도 1b는 하부 거푸집의 사진이다.
도 1a는 상.하부 거푸집이 조립된 사진이다.
도 1d는 거푸집 양단 마감판이다.
도 2a는 본 발명의 하부 거푸집에 이형강봉과 나선 철선망을 설치하는 사진이다.
도 2b는 본 발명의 마감판과 긴장력 재하판을 고정시키는 사진이다.
도 2c는 본 발명의 하부 거푸집에 콘크리트 투입을 완료한 사진이다.
도 2d는 본 발명의 하부 거푸집과 상부 거푸집을 결합시키고 있는 사진이다.
도 2e는 본 발명의 거푸집에 설치된 이형강봉에 긴장력을 재하하는 사진이다.
도 2f는 본 발명의 강합성 벽체파일의 제조를 위한 원심 성형 사진이다.
도 3a는 본 발명의 원심 성형으로 제조된 강합성 벽체파일을 양생하는 사진이다.
도 3b는 거푸집의 외부에서 강재(13)와 결합된 볼트를 해체하는 사진이다.
도 3d는 본 발명의 완성품을 탈형하는 사진이다.
도 3e는 본 발명의 긴장력 재하판과 마감판을 해체하는 사진이다.
도 3f는 본 발명에 의거 제조된 강합성 벽체파일의 최종 완제품 사진이다.
도 4는 본 발명의 강합성 벽체파일의 완성품의 단면도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 우선 봉 발명의 강합성 벽체파일을 제조하기 위한 거푸집을 살펴 본다. 도 1a는 상부 거푸집의 사진이다. 도 1b는 하부 거푸집의 사진이다. 도 1a는 상.하부 거푸집이 조립된 사진이다. 도 1d는 거푸집 양단 마감판이다.

본 발명의 강합성 벽체파일 제조용 거푸집은, 단면이 관상형태의 외측부(11)와, 상기 외측부의 내면에 고정 부착되어 콘크리트가 충진되는 단면이 4각형인 내측부(12)와, 상기 내측부의 내면에 고정되는 강재(13)와, 상기 내측부의 양단을 마감하도록 된 마감판(14)과, 상기 외측부의 양단에 이형강봉의 긴장력 도입을 위하여 설치되는 긴장력 재하판(17)으로 구성된다.

본 발명의 강합성 벽체파일 제조용 거푸집은 상부와 하부로 구분되어 있고, 상부 거푸집과 하부 거푸집은 볼트로 결합되어 있다.

도 1a는 상부 거푸집이다. 상부 거푸집에는 절반의 외측부(11)가 있고, 동 외측부에 절반의 내측부(12)가 고정되어 있고, 상기 내측부(12)의 내면에는 T자 형태의 강재(13)가 2개 부착되어 있음을 알수 있다. 상기 강재(13)는 C.T.형강 또는 ㄷ형강으로 이루어지며, 동 강재(13)는 또한 상기 외측부(11)의 바깥에서 고정과 해체가 가능케 하기 위하여, 볼트로 고정되도록 나사홈이 형성되어 있다.

도 1b는 하부 거푸집이다. 하부 거푸집에는 역시 절반의 외측부(11)와 절반의 내측부(12)가 외측부의 내면에 고정 부착되어 있다.

상기 4각형 내측부는 외측부 내면에 용접 결합되어 있으며, 상기 마감판(14)은, 상기 내측부에 배치되는 이형강봉을 삽입 고정하도록 다수의 이형강봉 삽입홈(15)이 형성되고, 중앙부에는 원형 구멍(16)이 형성되어 있다.

상기 긴장력 재하판은, 상기 내측부(12)에 배치되는 이형강봉의 끝단부와 볼트로 고정되고, 외측 중앙부에 인장잭 결합부(18)가 형성되어 있다.

다음은 본 발명의 강합성 벽체파일의 제조방법을 설명한다. 도 2a는 본 발명의 하부 거푸집에 이형강봉과 나선 철선망을 설치하는 사진이다. 도 2b는 본 발명의 마감판과 긴장력 재하판을 고정시키는 사진이다. 도 2c는 본 발명의 하부 거푸집에 콘크리트 투입을 완료한 사진이다. 도 2d는 본 발명의 하부 거푸집과 상부 거푸집을 결합시키고 있는 사진이다. 도 2e는 본 발명의 거푸집에 설치된 이형강봉에 긴장력을 재하하는 사진이다. 도 2f는 본 발명의 강합성 벽체파일의 제조를 위한 원심 성형 사진이다.

본 발명의 강합성 벽체파일의 제조를 위하여는, 콘크리트가 충전되어야 하는 내측부(12)에 강재(13)가 결합되어 있고, 외측부(11)가 원형인 거푸집을 구성할 수 있는 상부 거푸집(10)과 하부 거푸집(20)이 준비되어야 한다. 거푸집이 준비되면, 하부 거푸집에 도 2a에 나타난 바와 같이, 이형강봉(30)을 원주형상으로 배치하고, 그 위에는 다시 나선 철선망(31)을 배치한다.

이형강봉(30)과 나선 철선망(31)이 배치되고 나면, 도 2b와 같이 하부 거푸집(20)의 양단에 마감판(14)과 긴장력 재하판(17)을 설치하고, 하부 거푸집의 내측부에 콘크리트(40)를 투입한다(도 2c). 마감판과 긴장력 재하판의 설치는 거푸집 내부에 성치된 이형강봉 끝단부와 볼트 결합되도록 한다.

다음으로는 도 2d와 같이 상기 상부 거푸집을 들어올려 하부 거푸집 위에 올려놓고 상.하부 거푸집을 조립한 후, 상하가 조립된 거푸집의 긴장력 재하판에 도 2f와 같이 긴장잭(19)을 결합하여 거푸집 속에 설치된 이형강봉에 긴장력을 부여한다. 상기 긴장력이 부여된 후에는, 거푸집은 원심 성형기(50)위로 올려 원심 성형하는 단계로 들어간다.

이상의 과정까지는 본 발명의 강합성 벽체파일을 제조하기 위하여, 거푸집을 준비, 조립하여 원심 성형하는 과정까지를 설명하였다. 이하에서는 상기와 같이 제조된 강합성 벽체파일을 양생하고, 거푸집을 해체하여 완성품을 만드는 단계를 설명한다. 도 3a는 본 발명의 원심 성형으로 제조된 강합성 벽체파일을 양생하는 사진이다. 도 3b는 거푸집의 외부에서 강재(13)와 결합된 볼트를 해체하는 사진이다. 도 3d는 본 발명의 완성품을 탈형하는 사진이다. 도 3e는 본 발명의 긴장력 재하판과 마감판을 해체하는 사진이다. 도 3f는 본 발명에 의거 제조된 강합성 벽체파일의 최종 완제품 사진이다.

상기와 같이 원심 성형되어 강합성 벽체파일을 내포하고 있는 거푸집은 도 3a와 같은 양생로(60)로 이송되어 충분한 기간 양생된다. 양생이 완료된 거푸집은 우선 도 3b와 같이 외부에서 볼트를 풀어 강재와의 결합을 해체하고, 강재가 해체된 거푸집에서 상부 거푸집을 이탈시킨다.

상부 거푸집이 이탈되면, 다시 하부 거푸집으로부터 제품을 탈형하고, 상기 탈형된 제품의 양단에 설치된 긴장력 재하판과 마감판을 해체함으로써 본 발명의 강합성 벽체파일의 최종 완제품이 완성된다.

이해의 편의를 위하여 이상의 본 발명을 다시 요약하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 강합성 벽체파일은 상부와 하부로 나뉘는 거푸집으로 콘크리트 단면을 형성하여 제작한다. 거푸집은 외부는 원형으로, 콘크리트가 충전되는 내부는 사각형으로 구성되어 있으며 콘크리트와 합성될 C.T.형강은 거푸집에 볼트로 고정하되, 볼트는 원형 외측강판에 바깥에서 고정과 해체가 가능하도록 한다. 상부 거푸집과 하부 거푸집은 볼트로 접합하여 조립하면 최종적으로 내부가 사각형인 거푸집을 형성하게 된다. 거푸집의 양 단에는 긴장력 도입을 위한 이형강봉이 고정될 수 있는 철판을 부착한다.

강합성 벽체파일을 제작하기 위하여는 우선 하부 거푸집에 상기 이형강봉과 이형강봉을 보강하는 나선철선망을 넣고 양 단의 마감판에 이형강봉을 볼트로 고정한다. 상기 거푸집 안에 콘크리트를 투입하고 상부 거푸집을 조립한 다음 일 단에서 이형강봉이 고정된 마감철판을 인장잭에 의해 긴장력을 가하여 거푸집에 고정시킨 후 원심성형을 한다. 상기 원심성형은 상기 거푸집에 콘크리트가 타설되어 이형강봉에 긴장력이 도입된 벽체파일을 고온에서 상기 외부거푸집의 원형 방향으로 고속으로 회전시키며 양생하여 콘크리트를 성형하게 된다. 상기 원심성형 후에 C.T.형강 고정 볼트를 해체하고 거푸집을 해체한다.

최종적으로 양단의 마감철판을 제거하면 이형강봉에 의해 프리스트레스가 도입된 도 4에 나타난 바와 같은 강합성 벽체파일이 완성된다. 도 4를 살펴보면, 동 강합성 벽체파일(100)에는 강재(13)가 콘크리트(40)와 합성되어 있으면서, 강재(13)가 벽체파일의 일 측면에 노출되어 있고, 이형강봉(30)이 벽체파일의 중공부와 동심원을 이루면서 콘크리트(40)과 합성되어 있는 것을 확인할 수 있다.

10: 상부 거푸집 11: 외측부 12: 내측부
13: 강재 14: 마감판 15: 이형강봉 삽입홈
16: 원형 구멍 17: 긴장력 재하판 18: 인장력 결합부
19: 긴장잭 20: 하부 거푸집 30: 이형강봉
31: 나선 철선망 40: 콘크리트 50: 원심 성형기
60: 양생로

Claims

단면이 관상형태의 외측부와,
상기 외측부의 내면에 고정 부착되어 콘크리트가 충진되는 단면이 사각형인 내측부와,
상기 내측부의 내면에 고정되는 강재와,
상기 내측부의 양단을 마감하도록 된 마감판과, 상기 외측부의 양단에 이형강봉의 긴장력 도입을 위하여 설치되는 긴장력 재하판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 강합성 벽체파일 제조용 거푸집.
제1항에 있어서,
상기 외측부와 내측부는 상부와 하부로 구분되어 상.하부가 볼트로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 강합성 벽체파일 제조용 거푸집.
제1항에 있어서,
상기 4각형 내측부는 외측부 내면에 용접 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 강합성 벽체파일 제조용 거푸집.
제1항에 있어서,
상기 마감판은, 상기 내측부에 배치되는 이형강봉을 삽입 고정하도록 다수의 홈이 형성되고, 중앙부에는 원형 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 강합성 벽체파일 제조용 거푸집.
제1항에 있어서,
상기 긴장력 재하판은, 상기 내측부에 배치되는 이형강봉의 끝단부와 볼트로 고정되고, 외측 중앙부에 인장잭 결합부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 강합성 벽체파일 제조용 거푸집.
제1항에 있어서,
상기 강재는 C.T.형강 또는 ㄷ형강이며, 상기 외측부의 바깥에서 고정과 해체가 가능하도록 볼트로 고정되도록 나사홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 강합성 벽체파일 제조용 거푸집.
콘크리트가 충전되는 내측에 강재가 결합되어 있고, 외측부가 원형인 거푸집을 이루도록 된 상부와 하부 거푸집을 준비하는 단계와,
상기 하부 거푸집에 이형강봉을 원주형상으로 배치하는 단계와,
상기 이형강봉이 배치된 하부 거푸집의 양단에 마감판과 긴장력 재하판을 설치하는 단계와,
상기 하부 거푸집의 내측부에 콘크리트를 투입하는 단계와,
상기 하부 거푸집 위에 상부 거푸집을 조립하는 단계와,
상기 조립된 거푸집의 긴장력 재하판에 긴장잭을 결합하여 긴장력을 부여하는 단계와,
상기 긴장력이 부여된 거푸집을 원심 성형하는 단계와,
상기 원심 성형된 거푸집을 양생시키는 단계와,
상기 양생된 거푸집의 외부에서 강재를 해체하는 단계와,
상기 강재가 해체된 거푸집에서 상부 거푸집을 이탈시키는 단계와,
상기 상부 거푸집이 이탈된 하부 거푸집으로부터 제품을 탈형하는 단계와,
상기 탈형된 제품의 양단에 설치된 긴장력 재하판을 해체하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 강합성 벽체파일의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 거푸집의 내측부는 4각형인 것을 특징으로 하는 강합성 벽체파일의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 마감판과 긴장력 재하판의 설치는 상기 이형강봉 끝단부와 볼트 결합되는 것을 특징으로 하는 강합성 벽체파일의 제조방법.