KR20230119823A - 분절접합형 프리캐스트 코아구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

수직갱(H)을 시공하고, 수직갱 내부에 외부 프리캐스트 빔모듈을 하강시켜 수평으로 연결 및 적층 시공한 후, 내측에 내부 프리캐스트 모듈을 설치하고, 적층된 외부 프리캐스트 빔모듈의 수평연결부위에 충진재를 일체로 타설하여 수평 및 수직으로 일체화시켜 분절접합형 프리캐스트 모듈을 시공하는 분절형 프리캐스트 코아구조물 및 그 시공방법이 개시된다.

Description

분절접합형 프리캐스트 코아구조물 및 그 시공방법{PRECAST VERTICAL CORE STRUCTUREAND CONSTRUCTION METHOD THEREWITH}

본 발명은 분절접합형 프리캐스트 코아구조물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 지중에 수직갱(H)을 시공하고, 수직갱 내부에 외부 프리캐스트 빔모듈을 하강시켜 수평으로 연결 및 적층 시공한 후, 내측에 내부 프리캐스트 모듈을 설치하고, 적층된 외부 프리캐스트 빔모듈의 수평연결부위에 충진재를 일체로 타설하여 수평 및 수직으로 일체화시켜 분절접합형 프리캐스트 모듈을 시공하는 분절형 프리캐스트 코아구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.

도 1a는 종래 수직코아구조물의 시공예시도이다.

수직코아구조물은 터널등을 시공하기 위해서 터널 중간, 중간에 미리 수직갱(H)을 앵커, 스트럿과 같은 가시설(T)을 이용하여 시공한 후, 수직갱(H)의 공벽 유지상태에서,

수직갱 하부부터 상기 가시설을 일부 제거(T1)하면서 거푸집(미도시)을 설치한 후, 거푸집에 콘크리트를 타설하는 방식으로 수직코아구조물(10)이 시공되도록 하고 있음을 알 수 있다.

이에 완성된 수직코아구조물(10)은 시공과정에서는 터널 본선을 시공하기 위한 장비, 자재투입 경로가 되고, 시공 후에는 터널의 환기구 등으로 이용하게 된다.

이때 수직갱(H)을 시공하면서 설치한 앵커, 스트럿과 같은 가시설(T)을 한꺼번에 제거한 후, 거푸집을 설치한 후, 거푸집에 콘크리트를 타설하여 수직코아구조물(10)을 일괄 시공하게 되면 공기 단축 등에 의한 장점이 있지만,

앵커, 스트럿과 같은 가시설(T)을 한꺼번에 해체하게 되면 토압 등에 의한 하중이 수직갱(H)에 일시에 작용하기 때문에 수직갱의 안전에 문제가 발생할 수 있게 된다.

이에 수직개의 공벽 유지를 담보할 수 있을 정도로 앵커, 스트럿과 같은 가시설을 일부(T1)만 먼저 제거하고, 수직코아구조물(10) 시공을 위한 거푸집 설치 및 콘크리트 타설이 진행하게 되는데,

이 때문에 현장 타설 방식으로 수직코아구조물(10) 시공 시, 공기 지연 및 공사비 증가 요인을 피할 수 없다는 문제가 있었다.

이에 수직코아구조물(10)을 프리캐스트 방식으로 시공하는 방법도 소개되어 있다.

도 1b 및 도 1c는 종래 프리캐스트 방식의 수직코아구조물(10)의 예시도이다.

이에, 도 1b에 의하면 미도시 하였지만 역시 수직갱을 시공하면서 앵커, 스트럿과 같은 가시설을 설치하여 수직갱의 공벽이 유지됨을 전제로,

외부 프리캐스트 모듈(A)을 시공하고, 그 내측에 프리캐스트 벽체모듈(30) 및 프리캐스트 슬래브모듈(20)과 같은 내부 프리캐스트 모듈(B)을 조립 설치하는 방식으로 시공할 수 있음을 알 수 있다.

이때 외부 프리캐스트 모듈(A)은 곡선형 외부 프리캐스트 모듈(11)을 서로 측면(12) 연결하여 전체적으로 원형 단면으로 수평 적층시켜 시공하고 있음을 알 수 있으며, 1층의 외부 프리캐스트 모듈(A)이 시공되면,

외부 프리캐스트 모듈(A) 내부에 프리캐스트 수직계단모듈(40) 및 프리캐스트 슬래브모듈(20) 및 프리캐스트 벽체모듈(30)을 역시 조립 설치하되, 프리캐스트 벽체모듈(30)은 외부 프리캐스트 모듈(A) 내측면에 체결 고정시키는 방식으로 일체화시키고 있음을 알 수 있다.

즉, 외부 프리캐스트 모듈(A)과 내부 프리캐스트 모듈(B)은 신속한 시공을 위하여 모두 조립 설치하기 위하여 제작, 운반 및 인양시공을 자중이 최소화되도록 하고 있으며 이에 외부 프리캐스트 모듈(A)은 수직판(수직벽체) 형태로 제작된 것을 이용하고 있음을 알 수 있으며,

외부 프리캐스트 모듈(A)과 내부 프리캐스트 모듈(B)의 체결 고정을 위한 체결구와 채널부재, 브라켓과 연결강재를 이용하고 있어 시공성 및 작업성을 확보할 수 있도록 하고 있음을 알 수 있다.

하지만 이러한 체결구, 연결강재에 의한 조립 설치 방식은 수직갱 내부에서 작용하는 토압 등에 의한 저항 성능이 크지 않아,

가시설(T) 시공 후 해체하면서 조립 설치하는 경우 종래 현장 타설 시공 방식과 동일하게 가시설 일부만 제거하면서 시공할 수밖에 없는 한계가 발생하게 된다.

이에 종래 외부 프리캐스트 모듈(A)과 내부 프리캐스트 모듈(B)은 자중의 최소화를 위해 통상 수직갱과 수직코아구조물 사이의 공간에 타설되는 콘크리트 타설압에 저항할 수 있을 정도로 설계 및 시공하고 있어 토압등에 효과??으로 저항하는 구조체로 볼 수 없음을 알 수 있다.

도 1c는 도 1b와 비교하여 사각단면 형태로 수직코아구조물로 시공될 수 있음을 보인 예시도이다.

즉, 최근 수직코아구조물의 다양한 단면형태로 단면 직경이 커지는 추세를 감안 하면, 1층의 시공을 위한 외부 프리캐스트 모듈(A)과 내부 프리캐스트 모듈(B)의 설치개수가 많아질 수밖에 없기때문에, 수직코아구조물을 수직갱 시공 이후, 프리캐스트 방식으로 시공함에 있어서도, 가시설을 어떻게 효과적으로 설치 및 해체하면서 시공해야 해야 하는 가는 매우 중요한 문제임을 알 수 있다.

대한민국 등록특허 제10-2214779호(발명의 명칭: 프리캐스트 수직코아구조물 및 그 시공방법, 공개일자: 2021년02월10일) 대한민국 공개특허 제 10-2020-012407호(발명의 명칭: 수평으로 조립 설치되는 수직코아구조물 및 그 시공방법, 공개일자: 2020년11월02일) 대한민국 공개특허 제 10-2015-0059640호(발명의 명칭: 수직갱 모듈 및 이를 이용한 수직갱 시공방법, 공개일자: 2015년06월01일) 대한민국 등록특허 제 10-1914782호(발명의 명칭: 수직구용 콘크리트 블록 고정구 및 이를 이용한 수직구 시공방법, 공개일자: 2018년11월02일)

이에 본 발명은 강합성부재로 제작된 외부 프리캐스트 빔모듈을 사용하여, 단순 조립연결 정도에 불과한 체결구와 연결강재로 조립 시공하지 않고, 연결성능의 충분한 확보가 가능하여, 가시설 해체를 통해 발생하는 토압등에 보다 효과적으로 저항하면서 적층시공 할 수 있는 분절접합형 프리캐스트 코아구조물 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 외부 프리캐스트 빔모듈을 사용함에 있어, 인양과 시공의 효율성과 안전성을 확보할 수 있도록 외부 프리캐스트 빔모듈 설치 수단으로서 레일부와 대차를 이용하도록 하여, 보다 효율적이고 신속한 시공이 가능한 분절접합형 프리캐스트 코아구조물 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 외부 프리캐스트 빔모듈의 일체화 연결수단으로서 수평연결부위에 있어 외부 프리캐스트 빔모듈의 빔연결부재와 확대머리철근이 매립되는 충진재를 이용하여 외부 프리캐스트 빔모듈의 수평 일체화가 가능하며, 적층된 외부 프리캐스트 빔모듈의 수직 일체화도 가능하여 시공의 안전성 확보와 더불어 가시설 해체에 따른 문제점을 적극적으로 해결할 수 있는 분절접합형 프리캐스트 코아구조물 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 분절접합형 프리캐스트 코아구조물 및 그 시공방법은, 외부 프리캐스트 빔모듈을 수평으로 연결 및 적층 시공한 후, 내측에 내부 프리캐스트 모듈을 설치하는 분절접합형 프리캐스트 코아구조물에 있어서, 프리캐스트 방식으로 콘크리트 빔부재로 제작된 것으로서 내부로부터 외부로 연장되어 노출된 분절접합수단이 제작 시 일체화된 강합성빔으로 형성되며 수평연결부위(C)에서 서로 수평으로 일체화되는 외부 프리캐스트 빔모듈; 및 상기 외부 프리캐스트 빔모듈 내측에 일체로 설치되는 것으로서, 내부벽체모듈을 포함하는 내부 프리캐스트 모듈;을 포함하여, 적층된 외부 프리캐스트 빔모듈의 수평연결부위(C)에 충진재를 일체로 타설하여 수평 및 수직으로 일체화되도록 하게 된다.

본 발명에 의하면 외부 프리캐스트 빔모듈과 내부 프리캐스트 모듈은 수직갱과 수직코아구조물 사이의 공간에 타설되는 콘크리트 타설압에 저항할 수 있을 정도로만 설계 및 시공하지 않고, 수직갱의 토압 등에 보다 효과적으로 저항할 수 있는 분절접합수단을 이용하여 수직갱 내부에 시공되기 때문에, 가시설 해체 후 시공함에 따른 토압등에 의한 영향이 최소화되기 때문에, 보다 신속하고 경제적인 분절접합형 프리캐스트 코아구조물 및 그 시공방법 제공이 가능하게 된다.

또한, 외부 프리캐스트 빔모듈은 종래와 달리 수직판(수직벽체) 형태로 제작하지 않고, 직육면체 빔 형태로 제작된 강합성 부재로 제작된 것을 이용하되, 수직코아구조물의 직경이 커지더라도 크기와 단면을 최적화 시킬 수 있게 되며, 인양 및 시공에 유리하도록 먼저 설치된 외부 프리캐스트 빔모듈의 상면에 설치된 레일부와 대차를 이용하여 수평으로 이동 설치할 수 있도록 함으로서, 시공성과 작업성을 충분히 확보할 수 있는 분절접합형 프리캐스트 코아구조물 및 그 시공방법 제공이 가능하게 된다.

또한, 외부 프리캐스트 빔모듈은 종래와 달리 체결구, 연결강재를 이용하는 것이 아니라 분절접합수단으로서 빔연결부재와 확대머리철근이 매립되는 충진재를 이용함으로서 외부 프리캐스트 빔모듈의 연결성능 확보를 통해 가시설 해체에 따른 토압등에 효과적으로 저항할 수 있기때문에, 종래 가시설 해체하면서 시공함에 따른 문제점을 해결할 수 있는 분절접합형 프리캐스트 코아구조물 및 그 시공방법 제공이 가능하게 된다.

또한, 외부 프리캐스트 빔모듈의 수평연결부위(C)는 수평 및 수직으로 외부 프리캐스트 빔모듈을 구조적으로 일체화시킬 수 있기 때문에 보다 안전한 시공이 가능한 분절접합형 프리캐스트 코아구조물 및 그 시공방법 제공이 가능하게 된다.

도 1a는 종래 프리캐스트 수직코아구조물의 예시도이다.
도 1b 및 도 1c는 종래 모듈형 수직코아구조물의 시공도를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 분절접합형 프리캐스트 코아구조물의 예시도,
도 2c, 도 2d 및 도 2e는 본 발명의 외부 프리캐스트 빔모듈의 구성 및 연결예시도,
도 2f는 본 발명의 대차를 이용한 외부 프리캐스트 빔모뮬의 수평이동예시도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 분절접합형 프리캐스트 코아구조물 시공방법의 시공순서도 및 대차를 이용한 외부 프리캐스트 빔모뮬의 수평이동 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[ 본 발명의 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100) ]

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100)의 예시도, 도 2c, 도 2d 및 도 2e는 본 발명의 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 구성 및 연결예시도, 도 2f는 본 발명의 대차(200)를 이용한 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 수평이동예시도를 도시한 것이다.

본 발명의 본 발명의 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100)은 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 지중(G)에 먼저 가시설을 이용하여 수직갱(H)을 시공한 후, 도 1a와 같이 하부의 가시설을 일부 제거하면서 수직갱(H)의 하부로부터, 외부에서 인양되어 하강시킨 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 수평으로 조립 및 수평으로 적층시키는 작업을 반복하여 수직갱(H) 내부에 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100)을 완성시키고,

수직갱(H)에 적층된 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100)의 상,하로 연통된 의 수평연결부위(C)에 충진재(150)를 이용하여 수평 및 수직으로 일체화시켜 시공하게 된다.

이때, 도 2c 및 도 2d를 참조하면 상기 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은 종래와 달리 수직판(수직벽체) 형태의 프리캐스트 모듈을 이용하지 않고, 수직갱(H)에 설치된 가시설을 고려하여 인양, 하강에 적합한 크기의 직육면체 빔 형태의 모듈로 제작된 것을 이용하고 있음을 알 수 있다.

즉, 종래에는 자중과 체결을 위해 곡면형의 수직판(수직벽체) 형태의 프리캐스트 모듈을 주로 이용하였지만, 본 발명은 제작, 운반 및 인양시공이 가능한 크기로 직육면체 빔 형태의 모듈로 제작한 것을 이용하여, 이를 수평 세팅 후, 도 2d와 같이, 수직으로 적층시키고, 상,하로 연통된 수평연결부위(C)에 충진재(150)를 이용하여 수평 및 수직으로 일체화시켜 시공하게 된다.

또한, 도 2b와 같이, 상기 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 1단씩 수평 세팅하여 1층에 해당할 만큼 적층 되면 내부 프리캐스트 모듈(B)을 내측에 조립 설치하는 방식으로 시공하게 되며, 횡갱(D)이 필요하게 되면 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 적층하면서 횡갱(D) 시공 부위에 해당하는 형태로 시공할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 상기 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은 도 2b를 참조하면, 상면에 레일부(130)가 형성되어 있으며, 이러한 레일부(130)를 이용하여, 도 2f를 참조하면 대차(200)을 설치하여 인양되어 하강된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 실어서 수평으로 이동시켜 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 연결 위치에 간단하게 이동시킬 수 있음을 알 수 있다.

또한, 도 2d를 참조하면 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 수평연결부위(C)를 살펴보면 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 내부로부터 연장된 철골빔과 같은 빔연결부재(141)와 확대머리연결철근(142)에 의한 분절접합수단(140)과 충진재(150)을 통해 구조적 일체성을 확보하고 있어 강합성 빔모듈로 이용하고 있음을 알 수 있다.

이에 상기 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100)은 도 2a 내지 도 2f와 같이 외부 프리캐스트 빔모듈(110), 내부 프리캐스트 모듈(120), 레일부(130), 분절접합수단(140), 충진재(150)를 포함하도록 형성시키게 된다.

먼저, 상기 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은 도 2a 및 도 2b를 참조하면 가시설을 이용하여 시공된 수직갱(H) 내측면과 이격되어 수평으로 분절접합수단(140)과 충진재(150)를 이용하여 일체화시킨 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 다수 적층시켜 시공되도록 한 것이다.

이에, 도 2c를 참조하면 상기 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은 전체적으로 사각단면의 링 형태로 8개가 서로 수평연결부위(C)에 의하여 연결되어 1단으로 형성될 수 있도록 하면서, 도 2d 및 도 2f를 참조하면 분절접합수단(140)에 의하여 수평으로 연결되어 일체화되도록 하고 있음을 알 수 있으며,

도 2b를 참조하면 다수 적층된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은 수평연결부위(C)가 상,하로 연통되어 있어 충진재(150)에 의하여 수직으로 연결되도록 하여, 수평 및 수직으로도 일체화가 가능하도록 하게 됨을 알 수 있다.

이에, 도 2c에 의하면 1단의 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은 직선형 외부 프리캐스트 빔모듈(110a)와 모서리 외부 프리캐스트 빔모듈(110b)로 제작된 것을 이용할 수 있음을 알 수 있다.

상기 직선형 외부 프리캐스트 빔모듈(110a)은 직육면체 형태로 프리캐스트 방식으로 콘크리트 빔부재로 제작된 것을 이용하고 있음을 알 수 있으며,

내부로부터 외부로 연장되어 노출된 빔연결부재(141)와 확대머리연결철근(142)에 의한 분절접합수단(140)이 제작 시 일체화된 강합성빔을 이용하고 있음을 알 수 있다.

이에 도 2d와 같이, 서로 인접한 빔연결부재(141)를 서로 연결시키고, 확대머리연결철근(142)도 함께 연결시킨 후 충진재(150)에 의하면 매립 마감되면 인접한 모서리 외부 프리캐스트 빔모듈(110b)과 수평으로 일체화되어 연결시킬 수 있게 된다.

또한, 모서리 외부 프리캐스트 빔모듈(110b)도 직육면체 형태로 프리캐스트 방식으로 콘크리트 빔부재로 제작된 것을 이용하고 있음을 알 수 있으며 단지 ㄱ자형으로 형성된 것만 차이가 있고,

내부로부터 외부로 연장되어 노출된 빔연결부재(141)와 확대머리연결철근(142)에 의한 분절접합수단(140)이 제작 시 일체화된 강합성빔을 이용함은 동일하다.

이러한 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100)에 따라 수직갱(H)의 단면형태, 크기와 시공된 가시설을 고려하여 직선형, ㄱ자형 이외에도 다양한 형태의 직육면체 부재로 제작된 것을 이용할 수 있고,

도 2d 및 도 2e를 참조하면, 내부 프리캐스트 모듈(120)이 내측면 사이에 연결되도록 하여 외부 프리캐스트 빔모듈(110)에 작용하는 토압 등을 함께 저항하도록 함을 알 수 있다.

즉, 본 발명의 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100)은 콘크리트 타설압 정도가 아니라 수직갱(H)에 설치된 가시설 제거를 통해 발생하는 시공중 토압에도 효과적으로 저항할 수 있도록 하여 가시설을 최소한으로 해체하면서 시공함으로 발생하는 문제점을 해결할 수 있도록 한 것이므로

토압 등에 저항하기 위해서 직육면체 형태의 부재로 제작한 것을 분절접합수단(140)을 이용하여 수평으로 일체화시키고, 충진재(150)를 이용하여 수직으로 일체화시키는 방식을 이용하게 됨을 알 수 있다.

또한, 상기 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 상면에는 도 2c를 참조하면 레일부(130)가 홈 형태로 표시되어 있는데, 이러한 레일부(130)는 후술되는 대차(200)를 설치할 수 있도록 한 것이다.

즉, 도 2f와 같이, 상기 대차(200)를 설치하여 인양되어 하강된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 실어서 수평으로 이동시켜 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 연결 위치에 간단하게 이동 시킬 수 있도록 하여,

직육면체 빔 부재로 제작함에 따라 자중 증가 요인이 있어, 인양상태를 유지하면서 세팅하는 것이 아니라 레일부(130)을 이용하여 원하는 위치에 수평 이동시킨 후, 세팅될 수 있도록 하게 된다.

다음으로, 상기 내부 프리캐스트 모듈(120)은 도 2a 및 도 2b를 참조하면 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100)로서 먼저 설치된 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 내측에 설치되는 것으로서, 프리캐스트 수직계단모듈(121) 및 프리캐스트 슬래브모듈(122) 및 내부벽체모듈(123)을 역시 설치하게 된다.

1단 또는 다단으로 수평으로 일체화된 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 내측면에 내부벽체모듈(123)을 먼저 적층 시공하고,

적층된 내부벽체모듈(123)에 프리캐스트 슬래브모듈(122)을 조립 설치하고,

프리캐스트 수직계단모듈(121)도 필요한 위치에 세팅시키게 되는데,

특히 내부벽체모듈(123)은 도 2e를 참조하면 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 내측면 사이에 분절접합수단(140)을 이용하여 일체화시켜 작용하는 토압 등에 외부 프리캐스트 빔모듈(110)과 함께 저항하도록 하게 된다.

이로서 본 발명의 내부 프리캐스트 모듈(120)은 종래 외부 프리캐스트 빔모듈(110)과 수직갱(H) 사이 공간에 타설되는 콘크리트 타설압 정도가 아니라 수직갱(H)에 설치된 가시설 제거를 통해 발생하는 시공 중 토압에도 효과적으로 저항 할 수도록 하여 가시설을 최소한으로 해체하면서 시공함으로 발생하는 문제점을 해결하는데 일조하도록 설계 및 시공함을 알 수 있다.

다음으로 상기 레일부(130)는 도 2a 및 도 2f를 참조하면, 예컨대 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 상면에 홈 형태로 형성되어 있는데, 이러한 레일부(130)는 대차(200)를 설치할 수 있도록 한 것이다.

이러한 대차(200)에는 도 2f를 참조하면,

인양된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)이 수평으로 세팅되도록 탑재되고, 대차(200) 탑재된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은 인양상태가 해제된 상태에서 수평으로 이동시킬 수 있도록 함을 알 수 있다.

이에 중량의 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 계속해서 인양하여 최종 세팅되기 까지 대기할 필요도 없게 되고,

대차(200)를 수평이동시키기 때문에 안정적인 세팅도 가능하여 전도 위험을 감소시키기 위하여 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 외측면에 레일부(130)에 안착된 대차(200)를 보조적으로 지지할 수 있는 대차지지브라켓(210)을 추가 함으로서 시공중 전도방지등의 위험성을 제거할 수 있게 된다.

이에 상기 레일부(130)는 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 상면에 직선상으로 파여진 홈에 레일을 설치하고, 레일을 따로 이동하는 휠이 하부에 장착된 대차(200)가 설치됨을 알 수 있고, 이러한 대차(200)는 상면에 외부 프리캐스트 빔모듈(110)이 탑재된다.

이러한 대차(200)는 1단의 외부 프리캐스트 빔모듈(110)이 수평 연결된 상태가 되면 레일과 대차(200)를 분리하여 적층되는 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 상면에 별도로 설치하여 반복적인 사용이 가능하게 된다.

담으로 상기 분절접합수단(140)은 도 2d 및 도 2e와 같이, 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 서로 수평으로 구조적으로 일체화시키거나, 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 내측면에 내부 프리캐스트 모듈(120)을 일체화시키기 위한 수단이다.

즉, 종래에는 체결 고정을 위한 체결구와 채널부재, 브라켓과 연결강재를 이용하여 외부 프리캐스트 빔모듈(A)을 조립 설치하는 것에 그쳤다면 본 발명의 경우에는 구조적으로 일체화 거동을 하여 토압 등에 효과적으로 저항하기 위해 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 내부로부터 연장된 철골빔과 같은 빔연결부재(141)와 확대머리연결철근(142)를 이용하게 된다.

도 2d에 의하면, 서로 인접한 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은 서로 단부면 중앙으로부터 외부로 연장된 철골빔을 포함하는 빔연결부재(141)가 서로 맞이음되면서 용접등의 방법으로 서로 강결되도록 하고 있음을 알 수 있고,

서로 인접한 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은 서로 단부면 외곽쪽으로 다수의 확대머리연결철근(142)이 서로 겹쳐지도록 한 상태에서 스트럽 철근을 이용하여 확대머리연결철근(142)을 감싸 세팅되도록 하고 있음을 알 수 있다.

이때 확대머리연결철근(142)은 단부를 확장너트 등으로 정착성능을 추가하여 협소한 수평연결부위(C)에서 필요한 정착길이를 확보할 수 있도록 한 것이다. 이에 좁은 공간에서 철근을 서로 결속시지지 않을 수 있어 시공성과 작업성을 확보할 수 있게 된다.

이러한 수평연결부위(C)는 최종 충진재(150)에 의하여 마감되며, 분절접합수단(140)이 매립되도록 하여 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 서로 강결시킬 수 있게 된다.

또한, 도 2e에 의하면, 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 수평연결부위(C)에 내부 프리캐스트 모듈(120)의 내부벽체모듈(123)의 미도시된 빔연결부재(141) 또는 확대머리연결철근(142)이 수평연결부위(C) 내측으로 연장되어 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 빔연결부재(141) 또는 확대머리연결철근(142)과 서로 연결되어 충진재(150)에 의하여 강결되도록 할 수 있음을 알 수 있다.

상기 충진재(150)는 도 2b 및 도 2d와 같이, 적층된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 수평연결부위(C)가 상,하로 연통되도록 한 상태에서 콘크리트와 같은 충진재(150)로 수평연결부위(C)를 일체로 타설하여 양생 시킨 것으로서, 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 수평, 수직방향의 구조적 일체성을 확보할 수 있도록 한 것이다.

이에 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 제작시 사용한 콘크리트와 동일한 콘크리트를 사용하는 것이 바람직하며, 무수축 모르타르 등도 가능하다.

이로서 본 발명의 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은 수평방으로는 분절접합수단(140)으로 일체화되도록 한 이후에, 충진재(150)를 이용하여 최종 수평, 수직방향으로 구조적인 일체화가 가능하도록 함을 알 수 있다.

[ 본 발명의 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100) 시공방법]

도 3a는 본 발명의 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100) 시공방법의 시공순서도를 도시한 것이고, 도 3b는 대차(200)를 이용한 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 수평이동 예시도를 도시한 것이다.

본 발명의 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100)은 도 3a를 참조하면

지반에 가시설을 이용하여 일정깊이의 수직갱(H)을 먼저 시공하여 공벽을 유지시킨 상태에서, 수직갱(H)의 최하단부터 가시설을 일부 해체하면서 대차(200)를 이용하여 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 적층 시공하고(S110),

적층한 후, 내부 프리캐스트 모듈(120)을 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 내측에 설치한 후(S120),

다시 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 역시 가시설을 추가 일부 해체하면서 1단 추가 적층 시공하고 내부 프리캐스트 모듈(120)을 추가 설치하는 작업을 반복하되 수평연결부위(C)가 상,하로 연통되도록 세팅하고(S130),

이에 상기 상,하로 연통된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)에 충진재(150)를 타설 및 양생시켜 적층된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 수평, 수직으로 일체화 거동하도록 설치하는 것이라 할 수 있다.(S140)

이에 먼저 지반에 가시설을 이용하여 일정깊이의 수직갱(H)을 먼저 시공하고 수직갱(H)의 최하단부터 가시설을 일부 해체하면서 대차(200)를 이용하여 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 적층시공하게 된다(S110),

즉, 지반을 일정 직경을 가진 원형단면등으로 굴착을 하면서, 굴착된 지반이 붕괴되지 않도록 가시설(토류벽, 스트럿 등)을 설치하게 되며, 일정한 깊이로 이러한 가시설을 반복적으로 설치하여 수직갱(H)을 시공하게 된다.

이에 이러한 수직갱(H)을 이용하여 터널등 구조물 시공을 위한 장비, 인력, 자재등을 운반할 수 있도록 수직갱(H)에 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100)을 추가로 설치하게 된다.

이를 위해 수직갱(H)의 최하단에 기초콘크리트등을 타설 및 양생시킨 이후에 가시설(토류벽, 스트럿 등)을 일부 높이에 걸쳐 해체하여 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 설치할 수 있는 작업공간을 확보하되,

수직갱(H)의 공벽유지를 통한 안전성을 확보할 수 있을 정도로만 가시설을 최대한 해체시키고, 발생하는 토압등은 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 바로 설치함으로서 수직갱(H)의 공벽유지에 의한 안전성을 신속하게 확보할 수 있도록 하게 된다.

이러한 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은 도 2a를 참조하면 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 수평연결부위(C)에 노출된 분절접합수단(140)과 충진재(150)를 이용하여 수평으로 일체화되도록 하는 방식으로 다단으로 설치되도록 하고 있음을 알 수 있으며 이는 1층 정도의 설치 높이로 보면 된다.

도 3b를 참조하면 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 상면에 형성시킨 레일부(130)를 이용하여 각각의 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은 대차(200)를 이동하여 수평으로 이동시켜 수평연결부위(C)로 수평 이동시키는 방법을 구체적으로 확인할 수 있다.

즉, 도 3b에 의하면 외부 프리캐스트 빔모듈(110)이 예컨대 6단으로 형성된 상태에서 7단의 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 수평 연결시키는 과정을 살펴보면,

먼저 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 홈 형태의 레일부(130)에 미리 대차(200)를 대차지지브라켓(210)을 이용하여 세팅시키고,

인양된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 대차(200) 상면에 안착시킨 후,

외부 프리캐스트 빔모듈(110)이 안착된 대차(200)를 연결 위치에 수평이동(우측)시키고,

대차(200)를 복귀시키면서 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 연결위치에 세팅하고,

추가로 인양된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 대차(200) 상면에 안착시킨 후,

외부 프리캐스트 빔모듈(110)이 안착된 대차(200)를 다른 연결 위치에 수평이동(좌측)시키고,

외부 프리캐스트 빔모듈(110)이 안착된 대차(200)를 연결 위치에 수평이동(좌측)시키고,

대차(200)를 복귀시키면서 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 연결위치에 세팅하고,

최종 대차(200)를 회수하여 마지막으로 인양된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 연결위치에 세팅하는 방식을 반복함으로서,

외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 수평연결부위(C)를 상,하로 서로 연통되도록 세팅시킬 수 있음을 알 수 있다.

다음으로 내부 프리캐스트 모듈(120)을 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 내측에 설치하게 된다.(S120)

즉, 도 2a와 도 2e를 참조하면 수평으로 다단 적층된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 내측에는 내부 프리캐스트 모듈(120)을 설치하여 추가적인 토압등에 대한 저항이 가능하다도록 하고 있음을 알 수 있다.

이러한 내부 프리캐스트 모듈(120)은 프리캐스트 수직계단모듈(121) 및 프리캐스트 슬래브모듈(122) 및 내부벽체모듈(123)을 포함하게 되며,

내부벽체모듈(123)의 경우 수평연결부위(C)에 노출된 빔연결부재(141)와 확대머리연결철근(142)에 의한 분절접합수단(140)과 연결시키고, 충진재(150)로 함께 마감하게 되면 토압등에 저항하는 부재로 역할을 부담할 수 있게 된다.

다음으로 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 역시 가시설을 추가 일부 해체하면서 1단 추가 적층시공하고 내부 프리캐스트 모듈(120)을 추가 설치하는 작업을 반복하여 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100)을 최종 시공하되, 적층된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 수평연결부위(C)가 상,하로 연통되도록 세팅되도록 하게 된다.(S130)

상기 가시설은 1회 해체 시 해체물량을 최대로 할 수 있도록 하게 되면 가시설 해체에 따른 공기와 공사비를 절감할 수 있게 되는데, 본 발명은 외부 프리캐스트 빔모듈(110)과 내부 프리캐스트 모듈(120)이 가시설 해체에 따른 토압등을 분담하는 방식을 채택함으로서 가시설 1회 해체량을 최대화시킬 수 있게 되며, 최종 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100)은 수평연결부위(C)가 상,하로 연통되도록 세팅시켜 충진재(150)를 일체로 타설할 수 있도록 하게 된다.

다음으로는 상기 상,하로 연통된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)에 충진재(150)를 타설 및 양생시켜 적층된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 수평, 수직으로 일체화 거동하도록 설치하게 된다.(S140)

상기 수평연결부위(C)가 상,하로 연통되어 있고, 적층된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)과 수직갱(H) 사이 공간을 충진재(150)로 함께 충진되도록 하여 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100)을 수직갱(H) 내부에 최종 시공 완성 시킬 수 있게 된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 분절접합형 프리캐스트 코아구조물
110: 외부 프리캐스트 빔모듈
110a; 직선형 외부 프리캐스트 빔모듈
110b; 모서리 외부 프리캐스트 빔모듈
120: 내부 프리캐스트 모듈
121: 프리캐스트 수직계단모듈
122: 프리캐스트 슬래브모듈
123: 내부벽체모듈
130: 레일부
140: 분절접합수단
141: 빔연결부재 142: 확대머리연결철근
150: 충진재 200: 대차
210: 대차지지브라켓 C: 수평연결부위
D: 횡갱

Claims (10)

1. 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 수평으로 연결 및 적층 시공한 후, 내측에 내부 프리캐스트 모듈(120)을 설치하는 분절접합형 프리캐스트 코아구조물(100)에 있어서,
   프리캐스트 방식으로 콘크리트 빔부재로 제작된 것으로서 내부로부터 외부로 연장되어 노출된 분절접합수단(140)이 제작 시 일체화된 강합성빔으로 형성되며 수평연결부위(C)에서 서로 수평으로 일체화되는 외부 프리캐스트 빔모듈(110); 및
   상기 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 내측에 일체로 설치되는 것으로서, 내부벽체모듈(123)을 포함하는 내부 프리캐스트 내부 프리캐스트 모듈(120);을 포함하여,
   적층된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 수평연결부위(C)에 충진재(150)를 일체로 타설하여 수평 및 수직으로 일체화되도록 하는 분절접합형 프리캐스트 코아구조물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은,
   가시설을 이용하여 시공된 수직갱(H) 내측면과 이격되어 수평으로 분절접합수단(140)과 충진재(150)를 이용하여 일체화시킨 것으로서 다수 적층시켜 시공되도록 한 것으로서, 수평연결부위(C)가 상,하로 연통되어 있어 충진재(150)에 의하여 수평 및 수직으로도 일체화가 가능하도록 하는 분절접합형 프리캐스트 코아구조물.
3. 제1항에 있어서,
   상기 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은,
   홈 형태로 형성되어 대차(200)를 설치할 수 있도록 형성된 레일부(130)를 더 포함하며, 상기 대차(200)에 인양된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)이 수평으로 세팅되도록 탑재되고, 대차(200) 탑재된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은 인양상태가 해제된 상태에서 수평으로 이동시킬 수 있도록 하는 분절접합형 프리캐스트 코아구조물.
4. 제3항에 있어서,
   상기 대차(200)의 수평이동 시 전도 위험을 감소시키기 위하여 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 외측면에 레일부(130)에 안착된 대차(200)를 보조적으로 지지할 수 있는 대차지지브라켓(210)을 추가 설치하는 분절접합형 프리캐스트 코아구조물.
5. 제1항에 있어서,
   상기 분절접합수단(140)은,
   서로 인접한 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 단부면으로부터 외부로 연장되어 서로 강결되는 철골빔을 포함하는 빔연결부재(141); 및 서로 인접한 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 단부면으로부터 외부로 연장되어 서로 겹쳐지도록 배근된 다수의 확대머리연결철근(142);을 포함하여, 충진재(150)에 의하여 매립되도록 형성시키는 분절접합형 프리캐스트 코아구조물.
6. 제5항에 있어서,
   상기 확대머리연결철근(142)이 서로 겹쳐지도록 한 상태에서 스트럽철근을 이용하여 확대머리연결철근(142)을 감싸 세팅되도록 하되, 상기 확대머리연결철근(142)은 단부를 확장너트로 형성시켜 충진재(150) 매립 시 정착성능을 추가하여 협소한 수평연결부위(C)에서 필요한 정착길이를 확보할 수 있도록 한 것을 이용하는 분절접합형 프리캐스트 코아구조물.
7. 제1항에 있어서,
   상기 충진재(150)는,
   적층된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 수평연결부위(C)가 상,하로 연통되도록 한 상태에서 상기 수평연결부위(C)를 일체로 타설하여 양생 시킨 것으로서, 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 수평, 수직방향의 구조적 일체성을 확보할 수 있도록 하는 콘크리트를 포함하는 분절접합형 프리캐스트 코아구조물.
8. 제1항에 있어서,
   상기 내부 프리캐스트 모듈(120)의 내부벽체모듈(123)은,
   내부 프리캐스트 모듈(120) 내측면 사이에 연결되도록 하여 작용하는 토압에 외부 프리캐스트 빔모듈(110)과 함께 저항하도록 함으로서, 내부 프리캐스트 모듈(120)이 수직갱(H)에 설치된 가시설 제거를 통해 발생하는 시공 중 토압에도 저항 할수도록 하는 분절접합형 프리캐스트 코아구조물.
9. (a) 프리캐스트 방식으로 콘크리트 빔부재로 제작된 것으로서 내부로부터 외부로 연장되어 노출된 분절접합수단(140)이 제작 시 일체화된 강합성빔으로 형성되며 수평연결부위(C)에서 서로 수평으로 일체화되는 외부 프리캐스트 빔모듈(110)을 적층 시공하는 단계;
   (b) 상기 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 내측에 일체로 설치되는 것으로서, 내부벽체모듈(123)을 포함하는 내부 프리캐스트 모듈(120);을 설치하는 단계; 및
   (c) 상기 적층된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 수평연결부위(C)에 충진재(150)를 일체로 타설하여 수평 및 수직으로 일체화되도록 하는 단계;를 포함하며,
   상기 (c) 단계의 충진재(150)는, 적층된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 수평연결부위(C)가 상,하로 연통되도록 한 상태에서 상기 수평연결부위(C)를 일체로 타설하여 양생 시킨 것으로서, 외부 프리캐스트 빔모듈(110)의 수평, 수직방향의 구조적 일체성을 확보할 수 있도록 하는 콘크리트를 포함하는 분절접합형 프리캐스트 코아구조물 시공방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 (a) 단계의 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은,
    홈 형태로 형성되어 대차(200)를 설치할 수 있도록 형성된 레일부(130)를 포함하며, 상기 대차(200)에 인양된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)이 수평으로 세팅되도록 탑재되고, 대차(200) 탑재된 외부 프리캐스트 빔모듈(110)은 인양상태가 해제된 상태에서 수평으로 이동시킬 수 있도록 하며, 상기 대차(200)의 수평이동 시 전도 위험을 감소시키기 위하여 외부 프리캐스트 빔모듈(110) 외측면에 레일부(130)에 안착된 대차(200)를 보조적으로 지지할 수 있는 대차지지브라켓(210)을 추가 설치하는 분절접합형 프리캐스트 코아구조물 시공방법.