Abstract
Cast iron manhole lids cause environmental pollution during the manufacturing process, and the work environment is very poor. In addition, if the height of the manhole cover does not match the height of the road surface, it causes considerable inconvenience and safety problems. This study proposes a height - adjustable steel manhole cover that can replace cast iron manhole covers and easily match the road surface with the upper surface of the manhole cover. Structural analysis was performed to grasp the design variable of the structure of the manhole cover, satisfying the required quality performance. To fabricate a manhole cover that satisfies the required load capacity, the optimal design for the U-shaped reinforcement structure was made. The cylindrical shape of the height adjustment part and the low frame were formed by bending the steel sheet into a circular shape and then welding. Reinforcing bars were also made by bending a steel plate. The height adjustment groove was machined by a CNC milling machine. Four prototypes were fabricated and a load bearing test was carried out, and new manhole cover was made reflecting results of the test. In the load bearing test, there was no breakage of the welded part, and deformation occurred mainly at the contact area between the groove and gusset plate. Deformation of 1 to 2.7mm occurred due to a load of 450kN. On the other hand, after removing the load, there was almost no residual deformation, and the load bearing evaluation was judged to be satisfactory because the manhole cover could be disassembled and reassembled.
주철 맨홀뚜껑은 제조과정에서 환경오염을 유발하며, 작업환경은 매우 열악하다. 또한, 맨홀 뚜껑의 높이와 도로 표면의 높이가 일치하지 않은 경우에는 많은 불편을 초래하며 안전에도 문제를 야기한다. 본 연구에서는 주철 맨홀뚜껑을 대체할 수 있고, 도로 노면 공사 시 도로 노면 높이와 맨홀 뚜껑의 높이를 동일하게 맞추기 용이한 높이 조절이 가능한 강재 맨홀 뚜껑 구조를 제안하였다. 요구되는 품질 성능을 만족시키기 위한 맨홀 뚜껑의 구조에 대한 설계변수를 파악하기 위하여 구조 해석을 수행하였다. 요구되는 내하중 용량을 만족하는 맨홀뚜껑을 제작하기 위하여 ㄷ자 모양의 보강대에 대하여 최적 설계를 수행하였다. 높이조절부의 원통과 하부 프레임 원통은 강판을 굽힘 가공하여 원형의 형상으로 만든 후 용접에 의하여 제작하였다. 또한, 보강대도 강판을 굽힘 가공하여 제작하였다. 높이 조절용 홈은 CNC 밀링머신에 의하여 가공하였다. 4차례의 시제품을 제작하여 내하중 실험을 수행하였으며, 시험의 결과를 반영하여 새로이 제작하였다. 내하중 시험에서 용접부의 파손은 발생하지 않았으며, 주로 변형은 높이조절 홈과 가셋트 판이 접촉하는 부위에서 발생하였다. 450kN의 부하 하중에 의해 1~2.7mm의 변형이 발생하지만, 하중을 제거한 후에 거의 잔류변형이 없으며, 맨홀뚜껑의 분해 및 재조립이 가능하기 때문에 내하중 평가도 만족하는 것으로 판정받았다.