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特表2024-532449チューブ構造体

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-05

(54)【発明の名称】チューブ構造体

(51)【国際特許分類】

E01B 26/00 20060101AFI20240829BHJP

B61B 13/10 20060101ALI20240829BHJP

B61B 13/08 20060101ALN20240829BHJP

【ＦＩ】

E01B26/00

B61B13/10

B61B13/08 B

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024513504

(86)(22)【出願日】2022-09-14

(85)【翻訳文提出日】2024-02-28

(86)【国際出願番号】 KR2022013720

(87)【国際公開番号】W WO2023043186

(87)【国際公開日】2023-03-23

(31)【優先権主張番号】10-2021-0125047

(32)【優先日】2021-09-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522492576

【氏名又は名称】ポスコカンパニーリミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100195257

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕一志

(72)【発明者】

【氏名】チョ、ウ－ヨン

(57)【要約】

本発明は、内部に走行体が移動する移動経路を形成するチューブ本体部と、上記チューブ本体部とは異なる素材で構成され、上記チューブ本体部の長さ方向に沿って結合されて上記チューブ本体部を補強する補強ブロック部と、を含み、上記補強ブロック部は、上記チューブ本体部の外面との面接触方式によって接触する接触面が形成され、上記接触面は、上記補強ブロック部の長さ方向に沿って延長形成されるチューブ構造体を提供する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に走行体が移動する移動経路を形成するチューブ本体部と、
前記チューブ本体部とは異なる素材で構成され、前記チューブ本体部の長さ方向に沿って結合されて前記チューブ本体部を補強する補強ブロック部と、を含み、
前記補強ブロック部は、
前記チューブ本体部の外面と面接触方式により接触する接触面が形成され、前記接触面は、前記補強ブロック部の長さ方向に沿って延長形成される、チューブ構造体。

【請求項2】

前記チューブ本体部は金属素材の管状の部材で構成され、
前記補強ブロック部はプレキャストコンクリートで構成され、前記接触面は前記チューブ本体部の外面に対応する形状を有する、請求項１に記載のチューブ構造体。

【請求項3】

前記補強ブロック部は、前記チューブ本体部の上側に結合される、請求項１に記載のチューブ構造体。

【請求項4】

前記チューブ本体部は、
長さ方向に沿って複数個の単位チューブが連続して配置され、前記補強ブロック部が隣接する前記単位チューブを連結する、請求項１に記載のチューブ構造体。

【請求項5】

前記チューブ本体部は、長さ方向に沿って複数個の単位チューブが連続して配置され、
前記補強ブロック部は、長さ方向に沿って複数個の単位ブロックが連続して配置され、
前記単位ブロックが隣接する前記単位チューブに跨って設置されながら隣接する前記単位チューブを連結する、請求項１に記載のチューブ構造体。

【請求項6】

前記補強ブロック部は、長さ方向に沿って複数個の単位ブロックが連続して配置され、
前記単位ブロックは、
幅方向の設置幅と高さ方向の最小設置高さのうち少なくともいずれか一つを異ならせる複数個の単位ブロックユニットを含む、請求項１に記載のチューブ構造体。

【請求項7】

前記補強ブロック部は、幅方向に前記チューブ本体部の直径の２０～３５％の範囲の設置幅を有する、請求項１に記載のチューブ構造体。

【請求項8】

前記補強ブロック部は、高さ方向に最小設置高さが前記設置幅の１０～２０％の範囲を有する、請求項７に記載のチューブ構造体。

【請求項9】

前記チューブ本体部の外面から突出するように設置され、前記補強ブロック部を貫通した状態で締結され、前記チューブ本体部と前記補強ブロック部とを連結する締結部と、をさらに含む、請求項１に記載のチューブ構造体。

【請求項10】

前記締結部は、
前記チューブ本体部及び前記補強ブロック部を着脱可能に連結する、請求項９に記載のチューブ構造体。

【請求項11】

前記締結部は、
前記チューブ本体部の外面から突出するように形成されて前記補強ブロック部を貫通する第１締結部材と、
前記第１締結部材に着脱可能に締結され、前記補強ブロック部の接触面を前記チューブ本体部の外面に密着させる第２締結部材と、を含む、請求項９に記載のチューブ構造体。

【請求項12】

前記締結部は、前記チューブ本体部の長さ方向に沿って複数個が離隔して形成され、
前記第１締結部材は、前記チューブ本体部の周り方向に沿って複数個が離隔形成される、請求項１１に記載のチューブ構造体。

【請求項13】

前記チューブ本体部は、長さ方向に沿って複数個の単位チューブが連続して配置され、
隣接する前記単位チューブの長さ方向の端部領域が挿入され、隣接する前記単位チューブの間を封止するリング状の形状を有する封止部をさらに含む、請求項１に記載のチューブ構造体。

【請求項14】

前記封止部は、
隣接する２つの前記単位チューブの間に配置される封止本体と、
前記封止本体の一側に形成され、一側の前記単位チューブが挿入される第１挿入溝と、
前記封止本体の他側に形成され、他側の前記単位チューブが挿入される第２挿入溝と、を含む、請求項１３に記載のチューブ構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、性能が改善されたチューブ構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

この部分に述べられた内容は、単に本発明に対する背景情報を提供するだけであり、従来技術を構成するものではないことを明らかにする。

【0003】

一般に、高速列車システムでは、速度に応じて２つの抵抗を解決しなければならない。第一に、幾何級数的に上昇する空気抵抗を減少させるために空気力学的走行体を設計し、第二に、走行体と軌道との摩擦を減少させるために磁気浮上システムを導入する方向に進んできた。

【0004】

このために導入された技術がハイパーループ（Ｈｙｐｅｒｌｏｏｐ）装置である。このようなハイパーループ装置は、約０．００１気圧以下の状態で、密閉されたチューブ内で移動車両を磁気浮上により搬送させるシステムである。

【0005】

このようなハイパーループ装置は、電磁的、機械的システムも重要であるが、初期投資費の約５０％以上を占める約０．００１気圧以下のサブバキューム状態を維持するためのチューブ構造を実現することが重要である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、一側面として、チューブ本体部の厚さを低減させながらも、崩壊荷重に対する抵抗性能を向上させることができるチューブ構造体を提供しようとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記のような目的を達成するための一側面として、本発明は、内部に走行体が移動する移動経路を形成するチューブ本体部と、上記チューブ本体部とは異なる素材で構成され、上記チューブ本体部の長さ方向に沿って結合されて上記チューブ本体部を補強する補強ブロック部と、を含み、上記補強ブロック部は、上記チューブ本体部の外面との面接触方式によって接触する接触面が形成され、上記接触面は、上記補強ブロック部の長さ方向に沿って延長形成されるチューブ構造体を提供する。

【0008】

上記チューブ本体部は金属素材の管状の部材で構成され、上記補強ブロック部はプレキャストコンクリートで構成され、上記接触面は上記チューブ本体部の外面に対応する形状を有することができる。

【0009】

上記補強ブロック部は、上記チューブ本体部の上側に結合することができる。

【0010】

上記チューブ本体部は、長さ方向に沿って複数個の単位チューブが連続して配置され、上記補強ブロック部が隣接する上記単位チューブを連結することができる。

【0011】

上記チューブ本体部は、長さ方向に沿って複数個の単位チューブが連続して配置され、上記補強ブロック部は、長さ方向に沿って複数個の単位ブロックが連続して配置され、上記単位ブロックが隣接する上記単位チューブに跨って設置されながら隣接する上記単位チューブを連結することができる。

【0012】

上記補強ブロック部は、長さ方向に沿って複数個の単位ブロックが連続して配置され、上記単位ブロックは、幅方向の設置幅と高さ方向の最小設置高さのうち少なくともいずれか一つを異ならせる複数個の単位ブロックユニットを含むことができる。

【0013】

上記補強ブロック部は、幅方向に、上記チューブ本体部の直径の２０～３５％の範囲の設置幅を有することができる。

【0014】

上記補強ブロック部は、高さ方向に、最小設置高さが上記設置幅の１０～２０％の範囲を有することができる。

【0015】

上記チューブ本体部の外面から突出するように設置され、上記補強ブロック部を貫通した状態で締結されて上記チューブ本体部と上記補強ブロック部とを連結する締結部をさらに含むことができる。

【0016】

上記締結部は、上記チューブ本体部及び上記補強ブロック部を着脱可能に連結することができる。

【0017】

上記締結部は、上記チューブ本体部の外面から突出するように形成されて上記補強ブロック部を貫通する第１締結部材と、上記第１締結部材に着脱可能に締結され、上記補強ブロック部の接触面を上記チューブ本体部の外面に密着させる第２締結部材と、を含むことができる。

【0018】

上記締結部は、上記チューブ本体部の長さ方向に沿って複数個が離隔して形成され、上記第１締結部材は、上記チューブ本体部の周り方向に沿って複数個が離隔形成されることができる。

【0019】

上記チューブ本体部は、長さ方向に沿って複数個の単位チューブが連続して配置され、隣接する上記単位チューブの長さ方向の端部領域が挿入され、隣接する上記単位チューブの間を封止するリング状の形状を有する封止部をさらに含むことができる。

【0020】

上記封止部は、隣接する２つの上記単位チューブの間に配置される封止本体と、封止本体の一側に形成され、一側の上記単位チューブが挿入される第１挿入溝と、上記封止本体の他側に形成され、他側の上記単位チューブが挿入される第２挿入溝と、を含むことができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明の一実施例によれば、チューブ本体部の厚さを低減させながらも崩壊荷重に対する抵抗性能を向上させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】崩壊荷重を支持する支持チューブ構造と崩壊荷重と曲げ荷重を同時に支持する支持チューブ構造の厚さ差を示す図である。

【図2】本発明のチューブ構造体と対比される比較例によるチューブ構造体を示す図である。

【図3】本発明の一実施例によるチューブ構造体の分解状態を示す図である。

【図4】図３の結合状態を示す図である。

【図5】本発明の一実施例によるチューブ構造体の斜視図である。

【図6】本発明の一実施例によるチューブ構造体に含まれた複数個の単位ブロックユニットを示す図である。

【図7】複数個の単位チューブが単位ブロックによって連結された状態を示す斜視図である。

【図8】本発明の一実施例によるチューブ構造体の複数個の単位チューブと複数個の単位ブロックとが連結されることを示す図である。

【図9】本発明の他の一実施例によるチューブ構造体を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な異なる形態に変形することができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野において平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。図面における要素の形状及びサイズなどは、より明確な説明のために誇張することができる。

【0024】

本発明に係るチューブ構造体１０は、内面から一定の間隔をおいて走行体が移動し、内部が真空であるチューブとして使用するためのものであって、このようなチューブ構造体１０では、崩壊荷重に対する抵抗性能が十分に確保されなければならない。

【0025】

本発明のチューブ構造体１０は、既存の大気圧（１気圧）を地上５０ｋｍの成層圏レベルの０．００１気圧の状態を密閉されたチューブ構造体１０内に導入しようとする。

【0026】

このような試みでは、電磁的、機械的にシステムを浮上、推進するシステムも重要であるが、初期投資費の５０％以上を占めるインフラにおいて、０．００１気圧以下に該当する真空状態、または真空に準ずる状態を維持するためのチューブ構造体１０を実現することが重要である。

【0027】

図１は、崩壊荷重を支持する支持チューブ構造と崩壊荷重と曲げ荷重とを同時に支持する支持チューブ構造の厚さ差を示す図である。

【0028】

図１の（ａ）のように、崩壊荷重のみを考慮する場合、支持チューブ構造の厚さを薄く構成することができるが、図１の（ｂ）のように、崩壊荷重と曲げ荷重を同時に考慮する場合、支持チューブ構造の厚さが厚くならざるを得ない。

【0029】

本発明のチューブ構造体１０は、チューブ本体部に補強ブロック部を設置して、チューブ本体部の厚さを薄くしながら崩壊荷重と曲げ荷重を安定的に支持しようとする。

【0030】

図２は、本発明のチューブ構造体と対比される比較例によるチューブ構造体１を示す図である。

【0031】

図２を参照すると、本発明の比較例によるチューブ構造体１は、本発明のチューブ構造体とは異なり、補強ブロック部が形成されず、鋼材で構成された複数個の単位チューブ１ａが長さ方向に連結されて形成されることができる。このとき、単位チューブ１ａの連結はフランジ１ｂをボルト締結する方式を使用している。

【0032】

比較例の場合は、曲げ荷重を抵抗する状態で真空を維持するためには、非常に精密で、荷重に対して抵抗できるフランジ１ｂの作製が必要であり、高いコストを要するという問題点もある。

【0033】

また、比較例の場合は、チューブ構造体１の直径が大型化する場合、鋼材で構成されたチューブ本体部の厚さも相対的に大きくなるが、通常のパイプラインの設計基準（ＤＮＶＯＳＦ１０１）に従いながら、直径が４ｍに大きくなると、安全率とともに崩壊荷重に対する抵抗性能を確保した単位チューブ１ａの安全厚さは２８．４ｍｍに増加することになる。

【0034】

もちろん、チューブ構造体１の直径が４ｍよりも大きくなると、単位チューブ１ａの厚さは２８．４ｍｍよりも増加することになる。

【0035】

比較例の場合は、大口径を有する単位チューブ１ａの厚さが厚くなり、単位チューブ１ａを作製するための鋼材の所要量が幾何級数的に増加することで、初期投資費が急激に増加するという問題点がある。

【0036】

また、比較例の場合は、チューブ構造体１の直径が４ｍより大きくなると、単位チューブ１ａを作製する鋼材の厚さは２８．４ｍｍよりも増加し、厚さが２５ｍｍより大きくなると、単位チューブ１ａの生産方式に大きな制約が生じるという問題点がある。

【0037】

一般に、熱延コイルは、厚さ２５ｍｍ以内で製造されるように生産設備が設定されており、熱延コイルでは生産できない２５ｍｍ以上の厚さの鉄鋼製品は厚板として作製されなければならない。しかし、厚板製品は、単位チューブの作製時に、連続工程が不可能な作製方法（ＪＣＯ、ＵＯＥ、Ｒｏｌｌｂｅｎｄｉｎｇなど）を使用することから、生産コストが遥かに高くなるという問題点がある。

【0038】

したがって、チューブ構造体を形成する単位チューブの作製において、連続工程が可能で、初期投資費を削減できるようにチューブの厚さを２５ｍｍ以下とすることができる。

【0039】

本発明のチューブ構造体１０は、このためにチューブ本体部に補強ブロック部２００を追加してチューブ本体部１００の厚さを２５ｍｍ以下に低減することができる。

【0040】

以下、図３～図５を参照して、本発明の一実施例によるチューブ構造体１０に含まれた構成要素について具体的に説明する。

【0041】

本発明の一実施例によるチューブ構造体１０は、チューブ本体部１００及び補強ブロック部２００を含むことができる。

【0042】

チューブ本体部１００は、内部に走行体が移動する移動経路Ｓを形成することができ、チューブ本体部１００の内面から一定の間隔をおいて走行体が移動することができる。

【0043】

一例として、走行体は、チューブ本体部１００の内部の移動経路Ｓを３００ｋｍ／ｈ以上の速度で移動する列車であってもよい。

【0044】

チューブ本体部１００は、大気圧と大気圧より低圧であるチューブ本体部１００の内部圧力の圧力差により発生する崩壊荷重を支持することができる。

【0045】

チューブ本体部１００は、真空状態または真空状態に準ずる内部圧力を有することができる。

【0046】

チューブ本体部１００の内部が真空状態である場合、チューブ本体部１００には内部圧力が存在しない。真空状態に準ずる場合、チューブ本体部１００の内部には極めて低圧の内部圧力が存在することができる。一例として、チューブ本体部１００は、真空状態に準じた状態で０．００１気圧以下の内部圧力を有することができる。

【0047】

補強ブロック部２００は、チューブ本体部１００とは異なる素材で構成され、チューブ本体部１００の長さ方向Ｄ１に沿って結合されてチューブ本体部１００を補強することができる。

【0048】

補強ブロック部２００は、チューブ構造体１０の自重及び走行体の荷重などによって発生する曲げ荷重を主に支持することができる。

【0049】

補強ブロック部２００は、チューブ本体部１００の外面と面接触方式により接触する接触面２１０が形成され、接触面２１０は補強ブロック部２００の長さ方向Ｄ１に沿って延長形成されることができる。

【0050】

補強ブロック部２００は、チューブ本体部１００の長さ方向Ｄ１に沿って設置され、補強ブロック部２００とチューブ本体部１００とは互いに対応する長さを有することができる。

【0051】

補強ブロック部２００は、下側に接触面２１０が形成され、補強ブロック部２００の長さ方向Ｄ１に沿って接触面２１０が連続的に形成されることができる。

【0052】

補強ブロック部２００は、接触面２１０がチューブ本体部１００の外面と面接触方式により接触しながらチューブ本体部１００が大気圧に抵抗するとき、固定された境界面を形成してチューブ構造体１０に作用する崩壊荷重及び曲げ荷重を安定的に支持することができる。

【0053】

一例として、接触面２１０は、補強ブロック部２００の長さ方向Ｄ１の全体にわたって形成されることができる。

【0054】

補強ブロック部２００は、チューブ構造体１０が目標とする曲げ荷重に対して抵抗できるように、補強ブロック部２００の設置幅Ｗ及び最小設置高さＨを調節することができる。

【0055】

ここで、補強ブロック部２００の設置幅Ｗは幅方向Ｄ３に補強ブロック部２００が設置された幅であり、最小設置高さＨは高さ方向Ｄ２に補強ブロック部２００が設置された最小の高さである。

【0056】

一例として、補強ブロック部２００は、チューブ本体部１００の中心軸Ｏの高さ方向Ｄ２の延長線上において最小設置高さＨである中央設置高さＨＣを有し、幅方向Ｄ３の端部において最小設置高さＨより大きい端部設置高さＨＥを有することができる。

【0057】

補強ブロック部２００は、幅方向Ｄ３の設置幅Ｗと高さ方向Ｄ２の最小設置高さＨのうち少なくともいずれか一つを異ならせて、チューブ構造体１０が目標とする曲げ荷重の荷重条件を満たすことができる。

【0058】

補強ブロック部２００は、チューブ本体部１００の中心軸Ｏに対応する部分の高さ方向Ｄ２の延長線上において最小設置高さＨを有することができる。

【0059】

補強ブロック部２００は、幅方向Ｄ３の中心部分における設置高さである中央設置高さＨＣは最小設置高さＨを有し、幅方向Ｄ３の端部における設置高さである端部設置高さＨＥは、中央設置高さＨＣより大きくてもよい。

【0060】

補強ブロック部２００は、下側にチューブ本体部１００の上側に対応する形状の円弧状の接触面２１０が形成されることができる。

【0061】

一例として、補強ブロック部２００は、幅方向Ｄ３の中心部分から幅方向Ｄ３の端部領域に向かうほど、設置高さが大きくなることができる。

【0062】

本発明のチューブ構造体１０は、チューブ本体部１００に補強ブロック部２００を設置して剛性を補強することにより、チューブ本体部１００の厚さを低減させながらも、崩壊荷重に対する抵抗性能を向上させることができる効果がある。

【0063】

具体的に、本発明のチューブ構造体１０は、チューブ本体部１００に補強ブロック部２００を設置して剛性を補強することにより、チューブ本体部１００がチューブ本体部１００の内部圧力と大気圧である外部圧力との間の圧力差により発生する崩壊荷重に対して主に抵抗し、補強ブロック部２００がチューブ構造体１０の自重及び走行体の荷重等により発生する曲げ荷重に対して主に支持するようにすることができる。

【0064】

これにより、補強ブロック部２００が曲げ荷重に対して主に抵抗するようにし、チューブ本体部１００が崩壊荷重に対して主に抵抗するようにすることで、チューブ本体部１００の厚さを減少させて経済性を向上させ、上述した比較例とは異なり、チューブ構造体１０に用いられるチューブ本体部１００の厚さを一定にすることで、曲げ荷重の荷重条件の変化に応じてチューブ本体部１００の断面設計を再度行う必要がないため、設計上の便宜性を提供できる効果がある。

【0065】

上述した比較例の場合は、通常のパイプラインの設計基準に従って作製され、直径Ｒが４ｍに大きくなるとき、安全率とともに崩壊荷重に対する抵抗性能を確保した安全厚さは２８．４ｍｍに増加しつつ、鋼材などの金属素材で作製されるチューブ本体部１００の生産方式に大きな制約が生じるという問題点がある。

【0066】

本発明の一実施例によるチューブ構造体１０では、補強ブロック部２００により同一性能を確保しながらも、チューブ本体部１００の厚さを２５ｍｍ以下に低減させることができるようになることで、上述した比較例とは異なり、鋼材などの金属素材で作製されるチューブ本体部１００の生産方式の制約がなくなり、チューブ本体部１００を経済的かつ安定的に生産することができる効果がある。

【0067】

以下では、下記の表１を参照して、本発明のチューブ構造体１０に対応する第１実験例（鋼材チューブ＋コンクリートブロック）と、第１実験例と比較される第２実験例（鋼材チューブ）の中央弛みに対するシミュレーションなどによる比較実験及びその効果について簡略に説明する。

【0068】

本比較実験に適用された第１実験例に適用された鋼材チューブは、直径（Ｒ）４ｍ、チューブの厚さ１９ｍｍであり、第２実験例に適用された鋼材チューブは、直径（Ｒ）４ｍ、チューブの厚さ１９ｍｍであり、コンクリートブロックは設置幅（Ｗ）１ｍ、最小設置高さ（Ｈ）０．２ｍである。

【0069】

第１実験例及び第２実験例はいずれも、スパン（Ｓｐａｎ）２４ｍの条件で比較実験を行った。

【0070】

以下の表１において、死荷重（ＤｅａｄＬｏａｄ）は分布荷重であって、コンクリートブロックが追加された第２実施例の方が、死荷重がより大きい。集中荷重（ＬｉｖｅＬｏａｄ）は走行体の荷重であって、第１実施例と第２実施例が同じである。

【0071】

第１実験例の中央弛みは２．０８であり、第２実験例の中央弛みは１．２３であって、本発明のチューブ構造体１０に対応する第１実験例が第２実験例に比べて中央弛みが４１％程度低減する効果があることが分かる。

【0072】

【表1】

【0073】

チューブ本体部１００は金属素材の管状の部材で構成され、補強ブロック部２００はプレキャストコンクリートで構成され、接触面２１０はチューブ本体部１００の外面に対応する形状を有することができる。チューブ本体部１００は、円形の断面を有する管状の部材で構成され、補強ブロック部２００の下面は、チューブ本体部１００の上面の形状に対応する円弧状の接触面２１０が形成されることができる。

【0074】

このとき、補強ブロック部２００の円弧状の接触面２１０とチューブ本体部１００の外面とは面接触方式により接触することができる。

【0075】

一例として、チューブ本体部１００は鋼材で構成され、直径Ｒが３ｍ以上である管状の部材で構成されることができる。

【0076】

他の一例として、チューブ本体部１００は鋼材で構成され、直径Ｒが４ｍ以上である管状の部材で構成されることができる。

【0077】

補強ブロック部２００は、チューブ本体部１００の上側に結合することができる。

【0078】

補強ブロック部２００の接触面２１０は、チューブ本体部１００の上側の外面と長さ方向Ｄ１に沿って面接触方式により接触することができる。

【0079】

チューブの内部圧力のない真空状態や真空状態に準ずる内部圧力を有した状態で、外部の１気圧の大気圧が加わり、チューブの内部に走行体が移動しつつ活荷重が加わると、チューブ本体部１００の上側領域に変形が集中的に発生する。

【0080】

したがって、本発明のチューブ構造体１０は、鋼材とコンクリートの合成体を使用して、チューブ本体部１００の上側に集中する変形を、チューブ本体部１００の上部に結合される補強ブロック部が固定することにより、境界条件の変化を誘導して変形を制御しやすくなり、全体的にチューブ構造体１０の荷重抵抗性能が向上できる。

【0081】

図６～図８を参照すると、チューブ本体部１００は、長さ方向Ｄ１に沿って複数個の単位チューブ１００Ｍが連続して配置され、補強ブロック部２００は長さ方向Ｄ１に沿って複数個の単位ブロック２００Ｍが連続して配置され、単位ブロック２００Ｍが隣接する単位チューブ１００Ｍに跨って設置されることで、隣接する単位チューブ１００Ｍを連結することができる。

【0082】

一例として、単位ブロック２００Ｍは、締結部３００によってチューブ本体部１００と連結されることができる。

【0083】

他の一例として、図示されてはいないが、単位ブロック２００Ｍの接触面２１０とチューブ本体部１００の外面との間に接着体等の結合物質が塗布される方式により、単位ブロック２００Ｍとチューブ本体部１００とが連結されてもよいことは言うまでもない。

【0084】

複数個の単位ブロック２００Ｍは長さ方向Ｄ１に連続して配置され、隣接する単位ブロック２００Ｍは互いに連結されることができる。隣接する単位ブロック２００Ｍの間には、ブロック連結具（図示せず）が設置されて、隣接する単位ブロック２００Ｍを長さ方向Ｄ１に連結することができる。

【0085】

もちろん、隣接する単位ブロック２００Ｍを連結する方式は、このような方式に限定されるものではなく、プレキャストコンクリートで構成された構造物を連結する様々な方式の連結方法が適用されてもよいことは言うまでもない。

【0086】

図７及び図８を参照すると、チューブ本体部１００は、長さ方向Ｄ１に沿って複数個の単位チューブ１００Ｍが連続して配置され、補強ブロック部２００が隣接する単位チューブ１００Ｍを連結することができる。

【0087】

チューブ本体部１００は、長さ方向Ｄ１に沿って複数個の単位チューブ１００Ｍが連続することで、走行体が移動する移動経路Ｓを形成することができる。

【0088】

図６を参照すると、補強ブロック部２００は、長さ方向Ｄ１に沿って複数個の単位ブロック２００Ｍが連続して配置され、単位ブロック２００Ｍは、幅方向Ｄ３の設置幅Ｗと高さ方向Ｄ２の最小設置高さＨのうち少なくともいずれか一つを異ならせる複数個の単位ブロック２００Ｍユニットを含むことができる。

【0089】

一例として、単位ブロック２００Ｍは、幅方向Ｄ３の設置幅Ｗと高さ方向Ｄ２の最小設置高さＨのうち少なくともいずれか一つを異ならせる複数個の単位ブロック２００Ｍユニットを含むことができる。

【0090】

複数個の単位ブロック２００Ｍユニットのうち、本発明のチューブ構造体１０が目標とする曲げ荷重の条件に合う設置幅Ｗと、最小設置高さＨを有する単位ブロック２００Ｍユニットを設置することができる。

【0091】

一例として、図６を参照すると、単位ブロック２００Ｍは、第１単位ブロックユニット２００Ｍ－１、第２単位ブロックユニット２００Ｍ－２及び第３単位ブロックユニット２００Ｍ－３を含むことができる。

【0092】

第１単位ブロックユニット２００Ｍ－１は第１設置幅Ｗ１及び第１最小設置高さＨ１を有することができ、第２単位ブロックユニット２００Ｍ－２は第１設置幅Ｗ１及び第１最小設置高さＨ１より大きい第２最小設置高さＨ２を有することができ、第３単位ブロックユニット２００Ｍ－３は第１設置幅Ｗ１より大きい第２設置幅Ｗ２及び第１最小設置高さＨ１より大きい第２最小設置高さＨ２を有することができる。

【0093】

本発明のチューブ構造体１０は、幅方向Ｄ３の設置幅Ｗと高さ方向Ｄ２の最小設置高さＨのうち少なくともいずれか一つを異ならせる複数個の単位ブロック２００Ｍユニットのうちいずれか一つを選択的に選択してチューブ構造体１０の荷重条件を満たすことができる効果がある。

【0094】

一例として、予め計算された設計要件に応じて、スパン２０ｍの条件では第１単位ブロックユニット２００Ｍ－１を設置し、スパン２５ｍの条件では第２単位ブロックユニット２００Ｍ－２を設置し、スパン３０ｍの条件では第３単位ブロックユニット２００Ｍ－３を設置することができる。

【0095】

複数個の単位ブロック２００Ｍユニットを様々な荷重条件に合うように予め設計して規格化することで、複数個の単位ブロック２００Ｍユニットのうち荷重条件に合う単位ブロック２００Ｍユニットを選択及び適用し、工場などにおいて大量に迅速かつ正確な生産が可能になることができ、本発明のチューブ構造体１０の施工性が向上できる効果がある。

【0096】

一例として、補強ブロック部２００は、幅方向Ｄ３にチューブ本体部１００の直径Ｒの２０～３５％の範囲の設置幅Ｗを有することができる。

【0097】

補強ブロック部２００の設置幅Ｗがチューブ本体部１００の直径Ｒの２０％未満である場合、チューブ本体部１００と補強ブロック部が十分な面接触方式により接触できないため、チューブ構造体１０に作用する崩壊荷重と曲げ荷重を安定的に支持できなくなる可能性がある。

【0098】

補強ブロック部２００の設置幅Ｗがチューブ本体部１００の直径Ｒの３５％を超える場合は、補強ブロック部２００の自重が過度に増加してチューブ構造体１０の弛み量が増加するため、断面性能が非効率的になり得る。

【0099】

他の一例として、補強ブロック部２００は、高さ方向Ｄ２に最小設置高さＨが設置幅Ｗの１０～２０％の範囲を有することができる。

【0100】

補強ブロック部２００は、高さ方向Ｄ２に最小設置高さＨが設置幅Ｗの１０％未満である場合、補強ブロック部２００がチューブ構造体１０に作用する崩壊荷重と曲げ荷重を安定的に支持し難くなる可能性がある。

【0101】

補強ブロック部２００は、高さ方向Ｄ２に最小設置高さＨが設置幅Ｗの２０％を超える場合、補強ブロック部２００の自重が過度に増加し、チューブ構造体１０の弛み量が増加するため、断面性能が非効率的になり得る。

【0102】

他の一例として、補強ブロック部２００は、幅方向Ｄ３にチューブ本体部１００の直径Ｒの２０～３５％の範囲の設置幅Ｗを有し、高さ方向Ｄ２に最小設置高さＨが設置幅Ｗの１０～２０％の範囲を有することができる。

【0103】

この場合、上述したように、補強ブロック部２００がチューブ構造体１０に作用する崩壊荷重と曲げ荷重を安定的に支持することができ、補強ブロック部２００の自重が過度に増加することを防止して、チューブ構造体１０の断面性能を向上させることができる効果がある。

【0104】

本発明の他の一実施例によるチューブ構造体１０は、締結部３００をさらに含むことができる。

【0105】

締結部３００は、チューブ本体部１００の外面から突出するように設置され、補強ブロック部２００を貫通した状態で締結されてチューブ本体部１００と補強ブロック部２００とを連結することができる。

【0106】

締結部３００は、補強ブロック部２００の接触面２１０をチューブ本体部１００の上側外面に密着させることができる。

【0107】

締結部３００は、チューブ本体部１００及び補強ブロック部２００を着脱可能に連結することができる。

【0108】

締結部３００がチューブ本体部１００及び補強ブロック部２００を着脱可能に固定することにより、損傷が発生した構成要素を容易に交換し、チューブ構造体１０のメンテナンスが容易になり得る効果がある。

【0109】

また、締結部３００を解体及び再設置して、崩壊荷重に対して主に抵抗するチューブ本体部１００はそのまま置いて、補強ブロック部２００を荷重条件に合うように交換し、簡易な方式によりチューブ構造体１０の荷重条件を満たすことができる。

【0110】

図３及び図４を参照すると、締結部３００は、第１締結部材３１０及び第２締結部材３３０を含むことができる。

【0111】

第１締結部材３１０は、チューブ本体部１００の外面から上側に突出するように形成されて補強ブロック部２００を貫通することができる。

【0112】

第１締結部材３１０は、下端がチューブ本体部１００の外面に接合され、高さ方向Ｄ２に延長形成されることができ、補強ブロック部２００に形成されたスロットホール２３０を貫通することができる。

【0113】

複数個の第１締結部材３１０は、上端の高さが互いに対応する高さを有することができる。

【0114】

一例として、第１締結部材３１０は、チューブ本体部１００の外面から上側に突出するように形成されるピン部材またはボルト部材で構成されることができる。

【0115】

一例として、第１締結部材３１０は、ピン部材またはボルト部材が溶接接合などの方式により、チューブ本体部１００の外面に一体に接合されることができる。

【0116】

チューブ本体部１００及び補強ブロック部２００が第１締結部材３１０及び第２締結部材３３０によって締結された状態で、第１締結部材３１０は補強ブロック部２００の上側にさらに突出することができる。

【0117】

これは、チューブ構造体１０の荷重条件に応じて、補強ブロック部２００の最小設置高さＨが異なることができ、且つより厚い最小設置高さＨを有する補強ブロック部２００を安定的に設置可能にするためである。

【0118】

第１締結部材３１０及び第２締結部材３３０が設置された後、第１締結部材３１０の突出した部分（図３、４に破線で示す）は除去され、補強ブロック部２００の上面から突出しないように仕上げ作業が行われることができる。

【0119】

第２締結部材３３０は、第１締結部材３１０に着脱可能に締結され、補強ブロック部２００の接触面２１０をチューブ本体部１００の外面に密着させることができる。

【0120】

第２締結部材３３０は、第１締結部材３１０に締結された状態で補強ブロック部２００の内入溝２５０に配置されることができる。

【0121】

一例として、第１締結部材３１０は、外面に外部ねじ山が形成され、内部ねじ山が形成された第２締結部材３３０が第１締結部材３１０に締結されることができる。

【0122】

補強ブロック部２００の上面には複数個の内入溝２５０が形成され、複数個の内入溝２５０は互いに対応する高さに配置され、複数個の第２締結部材３３０は互いに対応する高さに配置されることができる。

【0123】

第２締結部材３３０に着脱可能に締結されるピン固定具またはナット部材で構成することができる。第１締結部材３１０がピン部材である場合、第２締結部材３３０はピン固定具で構成され、第１締結部材３１０がボルト部材である場合、第２締結部材３３０はナット部材で構成されることができる。

【0124】

締結部３００は、チューブ本体部１００の長さ方向Ｄ１に沿って複数個が離隔して形成され、第１締結部材３１０は、チューブ本体部１００の周り方向に沿って複数個が離隔形成されることができる。

【0125】

図９を参照すると、本発明の他の一実施例によるチューブ構造体１０は、封止部４００をさらに含むことができる。

【0126】

チューブ本体部１００は、長さ方向Ｄ１に沿って複数個の単位チューブ１００Ｍが連続するように配置され、封止部４００は隣接する単位チューブ１００Ｍの長さ方向Ｄ１の端部領域が挿入され、隣接する単位チューブ１００Ｍの間を封止するリング状の形状を有することができる。

【0127】

封止部４００は、チューブ本体部１００よりも延性を有する材料で構成されることができる。

【0128】

一例として、封止部４００は、延性材料であるゴム素材で構成されることができる。

【0129】

封止部４００は、単位チューブ１００Ｍの長さ方向Ｄ１の端部領域が挿入され、隣接する２つの単位チューブ１００Ｍの間を封止することができる。

【0130】

チューブ本体部１００の内部が真空状態または真空状態に準ずる内部圧力になる場合、チューブ本体部１００よりも延性を有する封止部４００が単位チューブ１００Ｍに密着し、自然に単位チューブ１００Ｍと封止部４００との間が封止されることで、気密性が維持されることができる。

【0131】

他の一例として、封止部４００は、チューブ本体部１００よりも延性を有する薄い金属ガスケットなどで構成されることができる。

【0132】

封止部４００は、単位チューブ１００Ｍの断面に対応するように断面がリング状に構成されることができ、封止部４００に単位チューブ１００Ｍの端部が挿入されることができる。

【0133】

封止部４００は、封止本体４１０、第１挿入溝４３０及び第２挿入溝４５０を含むことができる。

【0134】

封止本体４１０は、隣接する２つの単位チューブ１００Ｍの間に配置されることができる。

【0135】

第１挿入溝４３０は、封止本体４１０の一側に形成され、一側の単位チューブ１００Ｍが挿入されることができる。

【0136】

第２挿入溝４５０は、封止本体４１０の他側に形成され、他側の単位チューブ１００Ｍが挿入されることができる。

【0137】

封止部４００は、リング状の一側を切断した部分において「Ｈ字型」の形状の断面を有することができる。

【0138】

「Ｈ字型」の形状の断面の両側の開放された部分に第１挿入溝４３０及び第２挿入溝４５０が形成されることができる。

【0139】

封止部４００は、全体的にリング状の形状を有し、リング状の部材の一側を切断すると、「Ｈ字型」の形状の断面を有することができる。

【0140】

本発明のチューブ構造体１０は、封止部４００の第１、２挿入溝に上述した比較例のフランジを接合する方式に比べてコストを低減することができ、温度荷重による変形も吸収できる効果がある。

【0141】

以上のように、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で様々な修正及び変形が可能であることは当該技術分野における通常の知識を有する者には自明である。

【符号の説明】

【0142】

１：比較例のチューブ構造体
１ａ：単位チューブ
１ｂ：フランジ
１０：チューブ構造体
１００：チューブ本体部
１００Ｍ：単位チューブ
２００：補強ブロック部
２００Ｍ：単位ブロック
２００Ｍ－１：第１単位ブロックユニット
２００Ｍ－２：第２単位ブロックユニット
２００Ｍ－３：第３単位ブロックユニット
２１０：接触面
２３０：スロットホール
２５０：内入溝
３００：締結部
３１０：第１締結部材
３３０：第２締結部材
４００：封止部
４１０：封止本体
４３０：第１挿入溝
４５０：第２挿入溝
Ｄ１：長さ方向
Ｄ２：高さ方向
Ｄ３：幅方向
Ｈ：最小設置高さ
Ｈ１：第１最小設置高さ
Ｈ２：第２最小設置高さ
ＨＣ：中央設置高さ
ＨＥ：端部設置高さ
Ｏ：中心軸
Ｒ：直径
Ｓ：移動経路
Ｗ：設置幅
Ｗ１：第１設置幅
Ｗ２：第２設置幅

【図1】