KR20220072550A - 재사용이 가능한 가철탑 지지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명의 재사용이 가능한 가철탑 지지구조는, 철탑의 하부 중앙에 배치되는 받침부재와, 상기 받침부재의 하면 중앙과 콘크리트 기초부의 상면 중앙에 각각 고정되면서 서로 대응되게 맞물리는 상하 분리식 베어링부와, 상기 콘크리트 기초부의 중앙 주위에 일정 간격을 두고 설치되는 다수의 지지말뚝과, 상기 다수의 지지말뚝에 대해 지표면으로 돌출되는 상부 외주에 각각 결속되는 다수의 결속부재와, 상기 받침부재와 다수의 결속부재를 연결하는 다수의 연결프레임을 포함하는 것을 특징으로 되어 있으므로, 철탑의 상부재로부터 전달되는 하중의 효율적 분배(압축력의 중앙 기초 집중유도 및 인발력 분산)에 적합하며 비틀림에 저항, 상부재의 변형을 억제할 수 있는 것임.

Description

재사용이 가능한 가철탑 지지구조{SUPPORTING STRUCTURE FOR REUSABLE TEMPORARY TRANSMISSION TOWER}

본 발명은 재사용이 가능한 가철탑 지지구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중앙부의 압축 지지 전담기초와 사방의 인발 지지 전담기초로 단순화시킨 일체화시켜 사용 후 재사용이 가능한 재사용이 가능한 가철탑 지지구조에 관한 것이다.

일반적으로, 신설 철탑과 재래식 가철탑은 송전선로 등을 가설하기 위해 수십 미터의 지상높이로 시공되는 트러스(truss) 형태의 철제구조물로서, 자체 중량이 수십톤에서 수백톤에 이르는 고중량물로 이루어진다. 이러한 철탑은 정방형으로 배치되는 4개의 다리를 가지며, 각 다리의 하단이 지중에 매설되어 있는 콘크리트 기초구조에 연결됨으로써 지상에 지지된다.

이와 같은 철탑 구조물을 설치하기 위해서는, 도 1과 같은 역T형 가철탑 기초 시공 순서도와 같이 지반을 터파기하여 수평으로 바탕콘크리트면을 평활하게 형성한 다음, 그 위에 정방형으로 배치되는 4개의 기초콘크리트 구조물을 구축하고, 상부 트러스로부터 하부로 전달되는 압축력, 인발력, 전수평력, 복재수평력을 개별 4각의 기초가 각각 부담하는 형태로 이루어진다.

각 기초콘크리트 구조물에 적당한 각도로 경사지게 매설되어 상단이 노출된 메인 기둥들에 일정길이를 갖는 앵글(angle)을 소요높이까지 트러스 형태로 순차적으로 조립하여 완성시켜 나가게 된다.

따라서, 구축된 철탑이 구조적으로 안정된 상태를 유지하도록 하기 위해서는 지중에 매립되는 기초콘크리트 구조물의 설치정도가 우선적으로 중요하다. 특히, 철탑이 설치되는 지형에 따라 설정된 각 기초콘크리트 구조물의 메인 기둥이 지상으로 노출되는 높이는 철탑 자체의 설치상태를 좌우하게 되므로 대단히 중요하다.

즉, 기초콘크리트 구조물의 메인 기둥의 설치높이가 설정치에서 벗어날 경우 구축된 철탑에 기울어짐이 발생되어 구조적으로 상당히 불안정한 심각한 상태에 놓이게 되는 바, 관련법규에서도 메인 기둥의 설치높이 오차를 설계치의 ±10㎜ 이내로 규정하고 있다.

그러나, 이와 같이 시공되는 신설 철탑과 재래식 가철탑은 도 2 내지 도 5에 도시한 현장 사진과 같이 4각에 대한 대량의 터파기 후 기초 거푸집의 설치, 철근 배근 및 각입, 콘크리트 타설 및 양생과정을 거쳐 다시 되메우기를 시행, 상부재 시공 및 가선로를 구성한 후 본선로가 완료되면 전선로의 이설 후 재굴착하여 이를 폐기하므로 가철탑의 본 취지와는 달리 고가의 공사비 및 장기간의 공기가 소요되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0736202호(2007.06.29.)

본 발명의 목적은 기존의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로서, 본 발명은 중앙부의 압축 지지 전담기초와 사방의 인발 지지 전담기초로 단순화 및 일체화시킴으로써 기초 시공으로 인한 시공시간을 단축하고, 일체화된 강결 프레임 하부기초로 인하여 사용 후 재사용이 가능하게 할 수 있는 재사용이 가능한 가철탑 지지구조를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 재사용이 가능한 가철탑 지지구조는, 철탑의 하부 중앙에 배치되는 받침부재와, 상기 받침부재의 하면 중앙과 콘크리트 기초부의 상면 중앙에 각각 고정되면서 서로 대응되게 맞물리는 상하 분리식 베어링부와, 상기 콘크리트 기초부의 주위에 일정 간격을 두고 설치되는 다수의 지지말뚝과, 상기 다수의 지지말뚝에 대해 지표면으로 돌출되는 상부 외주에 각각 결속되는 다수의 결속부재와, 상기 받침부재와 다수의 결속부재를 연결하는 다수의 연결프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 받침부재는, 몸체부와, 상기 몸통부의 직경보다 크게 형성되어 상기 몸통부의 상면과 하면에 각각 고정되는 상하 한 쌍의 원판부로 구성된 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 베어링부는, 상기 철탑의 받침부재의 하면 중앙에 구면이 하향되게 고정되는 반원 강철볼과, 상기 콘크리트 기초부의 상면 중앙에 상기 반원 강철볼의 구면을 받쳐주도록 고정된 반원 강철통으로 구성된 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 지지말뚝은 상부 외주에 나사면이 형성된 마이크로 파일 또는 제거식 앵커 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 결속부재는, 상기 지지말뚝의 상부 외주에 끼워진 상태에서 상기 지지말뚝의 상면과 하면에 각각 밀착되도록 상하 한 쌍의 플레이트와, 상기 상하 한 쌍의 플레이트가 상기 결속부재의 상면과 하면에 각각 밀착되면서 상기 결속부재가 상기 지지말뚝의 일정 높이에 지지되도록 상기 지지말뚝의 외주 나사면에 체결되는 상하 한 쌍의 너트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 상부측 플레이트는 상기 철탑의 가장자리측 하부 연결부의 하부에 포개어져 용접되는 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 다수의 연결프레임은, 일측단이 상기 받침부재의 일측단과 포개어져 볼트와 너트로 이루어진 다수의 체결부재에 의해 결합되고, 타측단이 상기 결속부재의 일측과 포개어져 볼트와 너트로 이루어진 또 다른 다수의 체결부재에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 철탑의 하부 중앙에 배치되는 받침부재의 하면 중앙에 고정된 반원 강철볼과 콘크리트 기초부의 상부 중앙에 고정되는 반원 강철통이 구면끼리 맞닿도록 상하 분리되는 베어링부가 압축 지지력을 전담하는 가철탑 지지구조이므로 다음과 같은 장점을 갖는다.

첫째, 콘크리트 기초부의 특성상 볼륨(Volume)을 상당량 감소되므로 신속하면서 경제적인 시공이 가능하다.

둘째, 가선로 구성의 특성상 특정한 높이의 가철탑들 만으로도 선로운용이 가능하므로 타입별 규격화된 RTTF(Reusable Temporary transmission Tower Foundation)의 기초틀을 공장 제작할 수 있어 품질 신뢰도를 높일 수 있다.

셋째, 지지말뚝이 마이크로 파일의 경우 상부 절단 후 매몰 혹은 진동식 말뚝 해머로 전체 인발이 가능하므로 설치와 철거가 신속하다.

넷째, 철탑의 하부가 일체화된 강구조의 프레임이므로 동일한 강구조인 상부 트러스와의 접합이 용이하다.

다섯째, 철탑의 하부가 연결프레임의 수평 구조적 특성상 상부 트러스는 무계각으로 설치되므로 철탑의 상부재의 투자비를 절감할 수 있다.

여섯째, 가철탑 운용 종료 후 받침부재와 결속부재로 이루어진 기초틀을 회수하여 재사용할 수 있으므로 공사비를 절감할 수 있다.

도 1은 일반적인 역T형 가철탑 기초 시공 순서도,
도 2는 도 1에 따른 터파기 시공 사진,
도 3은 도 1에 따른 기초철근 배근 및 각입 시공 사진,
도 4는 도 1에 따른 주체부 콘크리트 타설 시공 사진,
도 5는 도 1에 따른 되메우기 시공 사진,
도 6은 본 발명에 따른 재사용이 가능한 가철탑 지지구조를 나타낸 평면도,
도 7은 본 발명에 따른 재사용이 가능한 가철탑 지지구조를 나타낸 측면도,
도 8은 도 7의 A부분의 베어링부(40)에 대한 분해 사시도,
도 9는 도 7의 B부분에 대한 확대도,
도 10은 본 발명에 따른 일체화된 가철탑 지지구조를 점선으로 나타낸 평면도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 6 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 재사용이 가능한 가철탑 지지구조는, 철탑(10)의 하부 중앙에 배치되는 받침부재(20)와, 상기 받침부재(20)의 하면 중앙과 콘크리트 기초부(30)의 상면 중앙에 각각 고정되면서 서로 대응되게 맞물리는 상하 분리식 베어링부(40)와, 상기 콘크리트 기초부(30)의 중앙 주위에 일정 간격을 두고 설치되는 다수의 지지말뚝(50)과, 상기 다수의 지지말뚝(50)에 대해 지표면으로 돌출되는 상부 외주에 각각 결속되는 다수의 결속부재(60)와, 상기 받침부재(20)와 다수의 결속부재(50)를 연결하는 다수의 연결프레임(70)을 포함한다.

즉, 상기 받침부재(20)는, 상면과 하면에 평평한 원봉 형태의 몸체부(22)와, 상기 몸통부(22)의 직경보다 크게 형성되어 상기 몸통부(22)의 상면과 하면에 각각 용접 등에 의해 고정되는 상하 한 쌍의 원판부(24)로 구성되어 있다.

상기 베어링부(40)는, 상기 철탑(10)의 받침부재(12)의 하면 중앙에 구면이 하향되게 고정되는 반원 강철볼(42)과, 상기 콘크리트 기초부(30)의 상면 중앙에 상기 반원 강철볼(42)의 구면을 받쳐주도록 고정된 반원 강철통(44)으로 구성되어 있다.

상기 지지말뚝(50)은 상부 외주에 나사면이 형성된 마이크로 파일 또는 제거식 앵커로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 결속부재(60)는, 상기 지지말뚝(50)의 상부 외주에 끼워진 상태에서 지지말뚝(50)의 상면과 하면에 각각 밀착되도록 평면적 일측에 관통홀이 각각 형성되어 와셔 기능을 가진 상하 한 쌍의 플레이트(62)와, 상기 상하 한 쌍의 플레이트(62)가 상기 결속부재(60)의 상면과 하면에 각각 밀착되면서 상기 결속부재(60)가 지지말뚝(50)의 일정 높이에 지지되도록 지지말뚝(50)의 외주 나사면에 체결되는 상하 한 쌍의 너트(64)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 상하 한 쌍의 플레이트(62) 중 상부측은 상기 철탑(10)의 가장자리측 하부 연결부(12)의 하부에 포개어져 용접되는 것이 바람직하다.

상기 다수의 연결프레임(70)은, 일측단이 상기 받침부재(20)의 외주 둘레에 일정 간격을 두고 각각 배치되면서 상기 상하 한 쌍의 원판부(24) 사이에 삽입된 후 볼트와 너트로 이루어진 다수의 체결부재(80)에 의해 연결프레임(70)의 길이 방향을 따라 촘촘히 결합되고, 타측단이 상기 결속부재(60)의 플레이트(62) 일측과 상기 철탑(10)의 하부 연결부(12)에 포개어져 볼트와 너트로 이루어진 또 다른 다수의 체결부재(80)에 의해 연결프레임(70)의 길이 방향을 따라 촘촘히 결합되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 재사용이 가능한 가철탑 지지구조는 철탑(10) 상부로부터 콘크리트 기초부(30)에 전달되는 하중은 압축력, 인발력, 전수평력, 복재 수평력으로 구분된다.

이때, 철탑(10)의 하부 중앙에 배치되는 받침부재(20)는 받침부재(20)의 하면 중앙에 고정된 반원 강철볼(42)과 콘크리트 기초부(30)의 상부 중앙에 고정되는 반원 강철통(44)이 구면끼리 맞닿도록 상하 분리되는 베어링부(40)의 구조로 이루어져 있기 때문에 도 7과 같이 인발력(T)이 발생하지 않으며 회전을 구속하지 않으므로 모멘트가 발생하지 않는다.

따라서, 베어링부(40)는 철탑(10) 상부로부터 전달되는 하중에 대해 압축력(C)과 소정의 전수평력만을 분담하면 되므로 콘크리트 기초부(30)의 크기가 작아지는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 재사용이 가능한 가철탑 지지구조는 도 10에 표시한 점선과 같이 철탑(10)의 하부 중앙에 배치되는 받침부재(20)와, 다수의 지지말뚝(50)에 각각 결속되어 철탑(10)의 가장자리측 하부 연결부(12)와 용접되는 다수의 결속부재(60)와, 받침부재(20)와 다수의 결속부재(60)를 방사상으로 연결하는 다수의 연결프레임(70)에 의해 일체화된 고강성 하부구조를 이루기 때문에 철탑(10)의 상부재로부터 전달되는 하중의 효율적 분배(압축력의 중앙 기초 집중유도 및 인발력 분산)에 적합하며 비틀림에 저항, 상부재의 변형을 억제할 수 있는 장점이 있다.

이 처럼, 본 발명은 철탑(10)의 하부 중앙에 배치되는 받침부재(20)의 하면 중앙에 고정된 반원 강철볼(42)과 콘크리트 기초부(30)의 상부 중앙에 고정되는 반원 강철통(44)이 구면끼리 맞닿도록 상하 분리되는 베어링부(40)가 압축 지지력을 전담하는 가철탑 지지구조이므로 다음과 같은 장점을 갖는다.

첫째, 콘크리트 기초부(30)의 특성상 볼륨(Volume)을 상당량 감소되므로 신속하면서 경제적인 시공이 가능하다.

둘째, 가선로 구성의 특성상 특정한 높이의 가철탑들 만으로도 선로운용이 가능하므로 타입별 규격화된 RTTF(Reusable Temporary transmission Tower Foundation)의 기초틀을 공장 제작할 수 있어 품질 신뢰도를 높일 수 있다.

셋째, 지지말뚝(50)이 마이크로 파일의 경우 상부 절단 후 매몰 혹은 진동식 말뚝 해머로 전체 인발이 가능하므로 설치와 철거가 신속하다.

넷째, 철탑(10)의 하부가 일체화된 강구조의 프레임이므로 동일한 강구조인 상부 트러스와의 접합이 용이하다.

다섯째, 철탑(10)의 하부가 연결프레임(70)의 수평 구조적 특성상 상부 트러스는 무계각으로 설치되므로 철탑(10)의 상부재의 투자비를 절감할 수 있다.

여섯째, 가철탑 운용 종료 후 받침부재(20)와 결속부재(60)로 이루어진 기초틀을 회수하여 재사용할 수 있으므로 공사비를 절감할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

10 : 철탑 12 : 하부 연결부
20 : 받침부재 22 : 몸통부
24 : 원판부 30 : 콘크리트 기초부
40 : 베어링부 42 : 반원 강철볼
44 : 반원 강철통 50 : 지지말뚝
60 : 결속부재 62 : 플레이트
64 : 너트 70 : 연결프레임
80 : 체결부재

Claims (7)

1. 철탑(10)의 하부 중앙에 배치되는 받침부재(20)와,
   상기 받침부재(20)의 하면 중앙과 콘크리트 기초부(30)의 상면 중앙에 각각 고정되면서 서로 대응되게 맞물리는 상하 분리식 베어링부(40)와,
   상기 콘크리트 기초부(30)의 주위에 일정 간격을 두고 설치되는 다수의 지지말뚝(50)과,
   상기 다수의 지지말뚝(50)에 대해 지표면으로 돌출되는 상부 외주에 각각 결속되는 다수의 결속부재(60)와,
   상기 받침부재(20)와 다수의 결속부재(50)를 연결하는 다수의 연결프레임(70)을 포함하는 것을 특징으로 하는 재사용이 가능한 가철탑 지지구조.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 받침부재(20)는,
   몸체부(22)와,
   상기 몸통부(22)의 직경보다 크게 형성되어 상기 몸통부(22)의 상면과 하면에 각각 고정되는 상하 한 쌍의 원판부(24)로 구성된 것을 특징으로 하는 재사용이 가능한 가철탑 지지구조.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 베어링부(40)는,
   상기 철탑(10)의 받침부재(12)의 하면 중앙에 구면이 하향되게 고정되는 반원 강철볼(42)과,
   상기 콘크리트 기초부(30)의 상면 중앙에 상기 반원 강철볼(42)의 구면을 받쳐주도록 고정된 반원 강철통(44)으로 구성된 것을 특징으로 하는 재사용이 가능한 가철탑 지지구조.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 지지말뚝(50)은 상부 외주에 나사면이 형성된 마이크로 파일 또는 제거식 앵커 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 재사용이 가능한 가철탑 지지구조.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 결속부재(60)는,
   상기 지지말뚝(50)의 상부 외주에 끼워진 상태에서 상기 지지말뚝(50)의 상면과 하면에 각각 밀착되도록 상하 한 쌍의 플레이트(62)와,
   상기 상하 한 쌍의 플레이트(62)가 상기 결속부재(60)의 상면과 하면에 각각 밀착되면서 상기 결속부재(60)가 상기 지지말뚝(50)의 일정 높이에 지지되도록 상기 지지말뚝(50)의 외주 나사면에 체결되는 상하 한 쌍의 너트(64)를 포함하는 것을 특징으로 하는 재사용이 가능한 가철탑 지지구조.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 상부측 플레이트(62)는 상기 철탑(10)의 가장자리측 하부 연결부(12)의 하부에 포개어져 용접되는 것을 특징으로 하는 재사용이 가능한 가철탑 지지구조.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 다수의 연결프레임(70)은,
   일측단이 상기 받침부재(20)의 일측단과 포개어져 볼트와 너트로 이루어진 다수의 체결부재(80)에 의해 결합되고,
   타측단이 상기 결속부재(60)의 일측과 포개어져 볼트와 너트로 이루어진 또 다른 다수의 체결부재(80)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 재사용이 가능한 가철탑 지지구조.

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