本發明涉及利用硼鋼的超高強度鋼管桁架制造方法以及桁架組件。

本申請要求于2015年12月30日申請的韓國專利申請第10-2015-0189290號的優先權，公開在相應申請的說明書及附圖中的全部內容通過引用結合在本申請中。

背景技術：

通常，在用于建造道路、隧道等的土木工程中，存在鏟除或挖掘山或地面的作業。

其中，隧道工程在形成隧道的位置形成基礎孔，利用與達那炸藥等的爆炸物使基礎孔逐漸擴大來形成基礎隧道。

如上所述，若形成基礎隧道，則利用噴射混凝土澆注設備來在基礎隧道內壁進行澆注混凝土的加固膜工程。

之后，為了防止隧道崩塌，在加強膜形成穿孔，在穿孔內插入鎖緊螺栓，之后注入砂漿來與巖層一同進行固定。

這種鎖緊螺栓的現有技術的一例在韓國授權實用新型第20-0372672號“隔片鎖緊螺栓”中有公開。

另一方面，通常在地基建設、與鐵路及道路等相鄰的自然斜面及人工斜面的加固等的結構物筑造所需的地基加固、護墻維護、設置等的工程中，為了防止其挖掘面崩塌，采用地基加固法，主要利用擋土工程、地線錨固以及土釘支護方法。

其中，土釘支護方法為利用異型鋼筋(釘子)對傾斜地基或挖掘面進行加固的功法，通常利用噴射混凝土來對坡面或地基挖掘面進行表面保護面施工，在通過對地基進行穿孔來插入釘子后對其進行注漿處理并進行形成土釘支護錨固體的過程。

這樣的土釘支護方法在韓國公開專利第10-2015-0000992號“去除式釘子組裝結構以及利用其的釘子回收工法”中有介紹。

在包括如上所述的鎖緊螺栓、釘子等的桁架的情況下，為了防止巖層、傾斜面等的崩塌，需可承受很大的負荷，因而需要開發用于制造超高強度鋼管桁架的技術。

技術實現要素：

技術問題

本發明為了解決如上所述的以往的問題而提出，本發明的目的在于，提供如下的利用硼鋼的超高強度鋼管桁架制造方法以及桁架組件，即，為了防止巖層、傾斜面等的崩塌而設置的桁架由添加硼的鋼板來鋼管成型制造，從而不僅可承受很大的負荷，而且具有明顯降低破損可能性。

本發明的目的并不局限于此，未提及的其他目的可由本發明所屬技術領域的普通技術人員通過以下的記載來明確地理解。

解決問題的手段

本發明提出的利用硼鋼的超高強度鋼管桁架制造方法的特征在于，包括：鋼管制造步驟，按預設長度切割使添加硼的鋼板卷曲制造而成的鋼管；熱處理步驟，在上述鋼管制造步驟之后，為了去除上述鋼管內產生的應力，在預設溫度范圍內進行熱處理；成型步驟，在上述熱處理步驟之后，使螺紋槽按預設深度在上述鋼管的外周面成型；固化熱處理步驟，在上述成型步驟之后，對上述鋼管進行熱處理來固化；以及防銹步驟，在上述固化熱處理步驟之后，在上述鋼管的外周面涂敷防銹劑。

本發明的特征在于，上述添加硼的鋼板按重量百分比包含如下物質，即，0.10～0.39％的碳(c)、0.10～0.40％的硅(si)、0.70～1.50％的錳(mn)、0.035％以下的磷(p)、0.035％以下的硫(s)、0.06％以下的鈦(ti)、0.001～0.005％的硼(b)、0.6％以下的鉻(cr)、0.2％以下的鋁(al)以及剩余量的鐵(fe)和其他不可避免的雜質。

本發明的特征在于，在上述熱處理步驟中，在作為上述預設溫度范圍的500～700℃的溫度下，對上述鋼管進行爐冷或氣冷處理。

本發明的特征在于，在上述成型步驟中，使螺紋槽按作為預設深度的0.1～4mm來在上述鋼管的外周面成型。

本發明的特征在于，在上述固化熱處理步驟中，在700～1000℃的溫度下對上述鋼管進行高頻熱處理來實現急冷。

本發明的特征在于，在150～400℃的溫度下對通過實施上述高頻熱處理來實現急冷的上述鋼管進行回火。

并且，本發明提出的桁架組件的特征在于，包括：根據上述利用硼鋼的超高強度鋼管桁架制造方法來制造的桁架，插入于形成有用于填充砂漿的穿孔的傾斜面，用于防止傾斜面崩塌；板，與上述桁架相結合，緊貼于上述傾斜面；以及連接部件，與上述桁架相結合，以緊貼于上述傾斜面的方式來對上述板進行固定。

并且，本發明提出的桁架組件的特征在于，包括插入于形成有用于填充砂漿的穿孔的傾斜面來防止傾斜面崩塌的根據上述利用硼鋼的超高強度鋼管桁架制造方法來制造的桁架，對上述桁架的端部或上述桁架與上述穿孔的入口之間進行斂縫(caulking)處理。

本發明的特征在于，還包括逆流防止帽，上述逆流防止帽包括：本體部，插入于上述桁架的下部，形成有用于插入砂漿注入器的貫通孔；以及開閉部，設置于上述本體部的上側面，通過開閉上述貫通孔來防止所注入的砂漿逆流。

發明的效果

根據本發明的實施例，為了防止巖層、傾斜面等的崩塌而設置的桁架利用添加硼的鋼板來鋼管成型制造，從而不僅可承受很大的負荷，而且具有明顯降低破損可能性的效果。

并且，桁架形成中空結構，因而重量減少，因此可減少制作及生產費用，而且具有可防止桁架從形成于巖層或斜面等的穿孔內部向外部脫離的效果。

并且，砂漿通過桁架向穿孔內部注入，因而具有可提高施工性的效果。

附圖說明

圖1為示出本發明一實施例的利用硼鋼的超高強度鋼管桁架制造方法的順序的框圖。

圖2為示出本發明另一實施例的桁架組件的圖。

圖3為示出圖2中的一部分的剖面的立體圖。

圖4為示出圖2中的一部分的放大圖。

圖5為示出本發明再一實施例的桁架組件的圖。

附圖標記的說明

101：鋼管制造步驟103：熱處理步驟

105：成型步驟107：固化熱處理步驟

109：防銹步驟201：桁架

203：板205：連接部件

207：密封部件209：固定部

211：貫通孔301：外側葉片部

303：內側葉片部401：螺紋槽

501：逆流防止帽503：貫通孔

505：本體部507：開閉部

具體實施方式

以下，參照附圖對本發明的優選實施例進行詳細說明。

圖1為示出本發明一實施例的利用硼鋼的超高強度鋼管桁架制造方法的順序的框圖。圖2為示出本發明另一實施例的桁架組件的圖。圖3為示出圖2中的一部分的剖面的立體圖。圖4為示出圖2中的一部分的放大圖。

圖5為示出本發明再一實施例的桁架組件的圖。

如在這些附圖所示，本發明一實施例的利用硼鋼的超高強度鋼管桁架制造方法的特征在于，包括：鋼管制造步驟101，按預設長度切割使添加硼(b)的鋼板卷曲制造而成的鋼管；熱處理步驟103，在上述鋼管制造步驟101之后，為了去除上述鋼管內產生的應力，在預設溫度范圍內進行熱處理；成型步驟105，在上述熱處理步驟103之后，使螺紋槽按預設深度在上述鋼管的外周面成型；固化熱處理步驟107，在上述成型步驟105之后，對上述鋼管進行熱處理來固化；以及防銹步驟109，在上述固化熱處理步驟107之后，在上述鋼管的外周面涂敷防銹劑。

以下，按各步驟進行說明。

首先，鋼管制造步驟101為按預設長度切割使添加硼(b)的鋼板卷曲制造而成的鋼管的步驟。

其中，以添加硼(b)的鋼板的元素組成比來看，按重量百分比包含如下物質，即，0.10～0.39％的碳(c)、0.10～0.40％的硅(si)、0.70～1.50％的錳(mn)、0.035％以下的磷(p)、0.035％以下的硫(s)、0.06％以下的鈦(ti)、0.001～0.005％的硼(b)、0.6％以下的鉻(cr)、0.2％以下的鋁(al)以及剩余量的鐵(fe)和其他不可避免的雜質。

對各元素進行說明。

碳(c)

為了賦予強度而添加碳(c)，使奧氏體實現穩定化來降低ac3的轉變點，從而有助于降低熱處理(quenching)溫度。

這樣的碳以總重量的0.1～0.39重量百分比來添加。

若碳(c)的含量小于0.10重量百分比，則無法充分確保強度，相反，若大于0.39重量百分比，則淬火的部分的韌性有可能急劇降低。

硅(si)

硅(si)發揮脫氧效果，并且起到在進行熱處理后提高強度的穩定化的效果。

而且，具有通過延遲珍珠巖的產生來提高鋼材的成型性的功能。

這樣的硅(si)以總重量的0.10～0.40重量百分比來添加。

若硅(si)以小于0.10重量百分比來添加，則進行熱處理后的強度的穩定化改善效果不明顯，相反，若大于0.40重量百分比，則將使材料的表面特性下降。

錳(mn)

錳(mn)作為固溶強化元素非常有效，是通過提高鋼的可固化性來有效確保強度的元素。

這樣的錳(mn)以總重量的0.70～1.50重量百分比來添加。

若錳(mn)以小于0.70重量百分比來添加，則基于添加錳(mn)的固溶強化效果及可固化性提高效果不明顯，相反，若大于1.50重量百分比，則產生焊接性大為下降的問題。

磷(p)，硫(s)

磷(p)為對確保強度有利的元素。但是若大量添加，則不僅降低加工性而且降低焊接性。

而且，磷(p)作為制造鋼時偏析可能性高的元素，從而不僅形成中心偏析，而且形成微細偏析，對材質造成不利影響。

因這種原因，磷(p)的添加量局限于總重量的0.035重量百分比以下。

硫(s)作為制造鋼時不可避免地添加的元素，是有助于確保鋼材的沖擊強度的元素。

但是，當添加過多硫(s)時，可增加粗大的介入物，反而有可能使疲勞特性劣化。

并且，利用過多添加的硫(s)與錳(mn)相結合來形成mns等的非金屬介入物，成型工序中有可能引起裂紋等的缺陷。

由此，硫(s)的添加量局限于總重量的0.035重量百分比以下。

鈦(ti)

鈦(ti)通過與鋼中的碳(c)或氮(n)相結合，來以tin等的氮化物的形態被析出。

由此，鈦(ti)通過與鋼中的氮(n)相結合，來起到抑制硼氮化合物(bn)的形成的作用。

這樣的鈦(ti)的添加量局限于總重量的0.06重量百分比以下。

若鈦(ti)的含量大于0.06重量百分比，則析出大量的tic，因此可發生使焊接熱影響區(haz，heataffectedzone)韌性下降的問題。

硼(b)

當連續冷卻轉變時，硼(b)可延遲奧氏體的鐵素體轉變，從而起到提高鋼材的淬火性的作用。

并且，進一步增大淬火后強度的穩定性確保效果。

這樣的硼(b)以總重量的0.001～0.005重量百分比來添加。

若硼(b)的添加量小于0.001重量百分比，則其效果不顯著，相反，若硼(b)的添加量大于0.005重量百分比，則引起赤熱脆性(當鋼鐵被燒紅時呈現的破碎的性質)。

鉻(cr)

在本發明的一實施例中，優選地，為了增加材質的硬度以及提高淬透性，鉻(cr)的含量限定在總重量的0.6重量百分比。

若鉻(cr)的含量大于0.6重量百分比，則在材質的晶粒類中形成過多的cr碳化物，有可能急劇降低材質的強度。

鋁(al)

鋁(al)和鈦(ti)同樣與氮(n)相結合，來以aln等的氮化物形態被析出，并與鋼中的氮(n)相結合，來起到抑制硼氮化合物(bn)形成的作用。

這樣的鋁(al)的添加量局限于總重量的0.2重量百分比以下。

若鋁(al)的添加量大于0.2重量百分比，則因非金屬介入物的生成，而有可能導致材質的疲勞強度急劇下降。

通過對以所提出的組成比包含合成成分并包含剩余量的鐵(fe)和其他不可避免的雜質的鋼板進行卷曲來制造成鋼管，并按預設長度進行切割。

其中，作為一例，預設長度可達到3～12m。

接著，熱處理步驟103為在鋼管制造步驟101之后為了去除上述鋼管內產生的應力而在預設溫度范圍內進行熱處理的步驟。

這種熱處理步驟103為為了防止因應力集中在焊接部位所導致的強度不均勻引起鋼管加工時產生彎曲而去除應力的步驟。

其中，用于去除鋼管的應力的熱處理的預設溫度范圍為500～700℃，通過爐冷或氣冷來進行處理。

接著，成型步驟105為在熱處理步驟之后使螺紋槽按預設深度在鋼管的外周面成型的步驟。

其中，使螺紋槽成型的預設深度為0.1mm～4mm。

并且，作為一例，螺紋槽的成型長度為10～600cm，以這樣的長度成型的螺紋槽隔著規定間隔在鋼管的外周面形成多個。

另一方面，成型步驟105可包括在鋼管形成孔的步驟。

這樣的孔起到使通過桁架投入的砂漿向桁架外部流出的流出口的作用。

其中，作為一例，形成于鋼管的孔的直徑可達到1～6cm。

而且，像這樣，在后述的固化熱處理步驟107之前實施用于在鋼管外周面形成螺紋槽、孔等的成型步驟105的原因在于，很難在固化熱處理步驟107之后在鋼管的外周面形成螺紋槽、孔等。

接著，固化熱處理步驟107為在成型步驟105之后對鋼管進行熱處理來固化的步驟。

其中，固化熱處理步驟107包括在700～1000℃的溫度下對鋼管進行高頻熱處理來實現急冷的步驟以及在150～400℃的溫度下對經過急冷的鋼管進行回火的步驟。

像這樣，通過回火的步驟來提高脆弱的鋼管產品的韌性，使機械性質變得穩定。

另一方面，高頻熱處理為通過高頻引導加熱的熱源來對金屬部件的表面進行加熱或冷卻來使表面固化，由此提高耐磨性和強度，從而提高機械性質。

接著，防銹步驟109為在固化熱處理步驟107之后在鋼管的外周面涂敷防銹劑的步驟。

其中，防銹劑利用水性防銹劑或熔融鍍鋅、電鍍鋅、環氧涂層、防銹涂料等。

在固化熱處理步驟107之后，可根據使用人員的需求來不執行上述防銹步驟109，當使用人員需求時，可根據使用環境來采用上述方法。

另一方面，根據本發明另一實施例，提供一種桁架組件，其特征在于，包括：桁架201，根據包括上述步驟的制造方法制造，插入于形成有用于填充砂漿的穿孔的傾斜面，用于防止傾斜面崩塌；板203，與桁架201相結合，緊貼于傾斜面；以及連接部件205，與桁架201相結合，以緊貼于傾斜面的方式來對板203進行固定。

桁架201以上述利用硼鋼的超高強度鋼管桁架制造方法來制造，在桁架201的外周面以留有預設長度的區間的方式形成螺紋槽401。

板203與桁架201相結合，板203緊貼于傾斜面。

并且，在穿孔的入口與板203之間設置密封部件207，密封部件207形成外徑朝向從板203遠離的方向逐漸縮小的形狀，即，形成圓錐臺形狀，從而堅固地對穿孔的入口進行密封。

另一方面，為了支撐插入于穿孔內的桁架201，可向密封部件207的內側扣入固定部209，可在固定部209形成通過切開壁面的一部分來向外側方向彎曲突出的外側葉片部301以及通過切開壁面一部分來向內側方向彎曲突出的內側葉片部303。

這樣的固定部209在穿孔內對桁架201的位置進行固定并進行支撐，外側葉片部301支撐穿孔的壁面，內側葉片部303支撐桁架201的外周面。

另一方面，根據本發明的再一實施例，提供一種桁架組件，其特征在于，包括插入于形成有用于填充砂漿的穿孔的傾斜面來防止傾斜面崩塌的根據包括上述步驟的制造方法制造的桁架201，對桁架201的端部或桁架201與上述穿孔的入口之間進行斂縫處理。

桁架201通過上述利用硼鋼的超高強度鋼管桁架制造方法來制造，在桁架201的外周面以留有預設長度區間的方式形成螺紋槽401。

這樣的桁架201起到插入于形成于巖層或斜面的穿孔內部，來使得從外部注入的砂漿向穿孔內部注入的作用。

另一方面，在通過桁架201向穿孔內部注入完砂漿后，為了防止使注入于穿孔內部的砂漿向外部流出，可對桁架201的端部或桁架201與穿孔的入口之間進行斂縫處理，其中，斂縫作為填補縫隙的作業，可利用填充材料或斂縫材料。

并且，為了進行上述斂縫處理，在桁架201與穿孔的入口之間設置密封部件207，作為一例，密封部件207由橡膠等的彈性材質形成，而且，密封部件207可形成直徑從穿孔的入口處朝向相反方向逐漸減少的形狀。

并且，在密封部件207形成用于使桁架201貫通的貫通孔211，從而使得桁架201插入于穿孔內部。

這樣的密封部件207起到防止注入于穿孔內部的砂漿向外部漏出的功能。

另一方面，可在桁架201的下部扣入結合用于防止砂漿逆流的逆流防止帽501。

更具體地說明這樣的逆流防止帽501的一例，逆流防止帽501包括：本體部，插入于桁架201的下部，形成有用于插入砂漿注入器(未圖示)的貫通孔503；以及開閉部507，設置于本體部505的上側面，通過開閉貫通孔503來防止所注入的砂漿逆流。

本體部505插入結合于桁架201的下部，本體部505以外周面的直徑從下側朝向上側逐漸變小的方式形成，使得本體部505的外周面下端緊密結合于桁架201的內周面。

并且，在本體部505的上部面形成用于插入砂漿注入器(未圖示)的貫通孔503。

開閉部507設置于本體部505的上側面來開閉貫通孔503，雖為在附圖中示出，但開閉部507利用連接部與本體部505的上側面相連接，從而當貫通孔505開放時，開閉部507也不會從本體部505完全分開脫離。

在砂漿注入器通過貫通孔503插入時，開閉部507使貫通孔503開放，當砂漿注入器從貫通孔503拔出時，開閉部507借助所注入的砂漿的下方向壓力來關閉貫通孔503，從而防止所注入的砂漿逆流。

如上所述，根據本發明的實施例，為了防止巖層、傾斜面等的崩塌而設置的桁架利用添加硼的鋼板來鋼管成型制造，從而不僅可承受很大的負荷，而且具有明顯降低破損可能性的效果。

并且，桁架形成中空結構，因而重量減少，因此可減少制作及生產費用，而且具有可防止桁架從形成于巖層或斜面等的穿孔內部向外部脫離的效果。

并且，砂漿通過桁架向穿孔內部注入，因而具有可提高施工性的效果。

以上，以例示為目的來說明了本發明的優選地實施例，但本發明并不局限于上述實施例，在本發明要求保護范圍、發明的詳細說明以及附圖的范圍內，可變形成多種實施例來實施。