KR100454397B1 - 교량용 거푸집을 이용한 교량시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직선교 뿐만 아니라 곡선교에 있어 적용이 가능하며, 지점부를 포함하는 연결부의 휨 강성을 증진시킬 수 있어 내구성이 증진되고, 설치하기 용이하여 시공성이 뛰어난 다경간 연속교 단부사이에 설치될 수 있는 지점부를 포함하는 연결부 교량용 거푸집을 이용한 교량시공방법에 관한 것으로써, 빔 연결용 거푸집에 있어서 연결될 빔 단부에 형성되며 외부표면에는 연결구가 형성된 단부연결수단; 및 상기 연결구에 연결되는 고정구가 형성되며 빔 단부 사이를 연결하는 연결부거푸집판;을 포함한다.

Description

교량용 거푸집을 이용한 교량시공방법{Bridge construction method using mold for bridge connection construction}

본 발명은 다경간 연속교 단부사이에 설치되는 지점부를 포함하는 연결부에 설치되는 교양용 거푸집에 관한 것으로써, 직선교 뿐만 아니라 곡선교에 있어 적용이 가능하며, 연결부 휨 강성을 증진시킬 수 있어 내구성이 증진되고, 설치하기 용이하여 시공성이 뛰어난 교량용 거푸집을 이용한 교량시공방법에 관한 것이다.

교량은 통상 직선교로 시공되는 것이 일반적이지만, 일정한 곡률반경을 가지는 곡선교가 시공될 수 있다.

곡선교 시공 시, 도 1a와 같이 빔(10) 자체를 유선형으로 제작하는 것이 바람직하지만, 다양한 곡률반경을 가지는 곡선교 가설조건을 고려할 때, 하나의 곡선형상에 대응하도록 재료비가 고가이며 재활용이 불가한 거푸집을 1회용으로 제작하는 것은 교량건설비용의 낭비를 초래할 수 있다.

이에 통상은 교량용 거더로써, PSC 빔 등을 이용하는 경우 소정의 길이를 가지는 직선형태의 빔(10)을 미리 다수 제작하고, 도 1b와 같이 교각(20)을 일정한 곡률반경을 가지도록 나란히 병렬로 설치한 후, 빔을 상기 교각 위에 방향을 조금씩 변경시켜 가면서 최종 설치방향으로 빔을 병렬로 계속 거치하는 방식으로 곡선교를 시공하게 된다.

이때 빔과 빔의 사이에는 도 1b와 같이 지점연결부(30)를 포함하는 연결부(도 1b의 경우에는 지점부로 도시되어 있으며, 이하 연결부는 지점연결부를 포함하는 것으로 하고, 이는 지점부 이외의 지간 소정의 구간에 분할된 빔이 가설벤트 등에 의하여 지지되어 연결되는 경우에 유용한 정의가 될 수있다.)가 형성되는데, 상기 연결부에는 부 모멘트가 발생하기 때문에 연결부 상부에는 인장응력이 하부에는 압축응력이 발생한다. 상기 인장응력을 저항하기 위해 연결부에 인장철근 또는 PSC 강재를 긴장 후 정착시켜 미리 연결부 상부에 압축응력을 도입시키는 방식이 이용된다.

특히 PSC 강재가 긴장 후 정착될 때 연결부 하부에는 인장응력이 발생되는데 이러한 인장응력은 연결부 하부에 인장균열을 초래하게 된다. 이러한 인장균열은 교량의 내구성에 심각한 영향을 미치게 되며, 이러한 문제점은 연결부에 속하는 빔 단부에 있어서도 역시 마찬가지이다.

다경간 연속교 교량시공에서는 연결부에서 다수의 인장철근, PSC 강재가 설치되면서 최종적으로 지점연결부 콘크리트가 빔 단부 사이에 거푸집에 의하여 형성되며, 곡선교의 경우에는 연결부가 유선형이 되므로 이러한 유선형 거푸집 설치작업은 협소한 작업공간 등의 이유로 시공성이 매우 떨어진다는 문제점이 지적되었을 뿐만 아니라, 통상의 빔은 상부플랜지가 하부플랜지 보다 폭이 크도록 형성되는 것이 일반적이어서 빔 설치 시 전도방지수단의 설치가 요구되거나 거치된 빔을 횡방향으로 연결해주는 가로보를 설치하는 등의 추가작업이 필요하기 때문에 시공효율성은 더 더욱 떨어질 수밖에 없다는 문제점이 지적되었으며, 이는 품질관리 및 유지관리의 어려움으로 이어져 연결부 콘크리트의 내구성에 심각한 영향을 미칠 수 있다는 문제점이 지적되었다.

본 발명의 목적은 직선교 뿐만 아니라 곡선교에 이용될 수 있는 연결부에 설치되는 교량용 거푸집을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다경간 연속교에 있어 연결부의 부 모멘트에 대한 인장균열을 저항할 수 있으며, 연결부의 휨강성을 증진시킬 수 있는 보강재 역할을하는 교량용 거푸집을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 빔의 단부를 서로 연결시킬 수 있어 연속교로 교량을 시공할 수 있는 빔 연결수단의 기능을 가지는 교량용 거푸집을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 연결부에 형성되는 거푸집으로써 시공이 용이한 교량용 거푸집을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 빔 설치 시 전도방지가 가능한 교량용 거푸집을 제공하는 것이다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 유선형으로 제작된 빔 연결상태 및 종래의 곡선교 시공방법을 개략적으로 도시한 것이다.

도 2a는 본 발명의 교량용 거푸집을 이용하여 직선교 형태로 빔을 연결시키는 방법을 도시한 것이고,

도 2b 및 도 2c는 본 발명의 곡선교 형태로 빔을 연결시키기 위한 교량용 거푸집 및 빔에 교량용 거푸집이 설치된 상태의 단면도를 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:단부연결수단 110:빔

120:연결구 130:전단연결재

200:연결부거푸집판 210:고정구

본 발명은 상기 기술적과제를 달성하기 위하여

첫째, 연결되어야 할 빔 단부를 감싸도록 형성된 단부연결수단을 구비시키되, 하부플랜지의 폭이 전도를 방지할 수 있는 폭을 가지도록 제작될 수 있도록 함과 더불어 연결부에서의 빔 하부 인장응력에 저항할 수 있는 외부보강재로써 기능하도록 하고,

둘째, 연결되어야 할 빔의 양 단부에 설치된 단부연결수단이 본 발명의 연결부거푸집판에 용이하게 설치될 수 있도록 그 각각에 연결구 및 고정구를 구비시키되 시공성이 뛰어난 방식으로 형성될 수 있도록 구성시키고,

셋째, 연결되어야 할 빔은 방향을 약간 달리하여 설치되도록 한 상태에서 소정의 곡률반경을 가진 연결부거푸집판을 빔 단부에 설치된 단부연결수단에 연결시킴으로써, 곡선교 시공에 유리하도록 하고,

넷째, 빔 단부 사이에 설치되는 연결부거푸집판을 강판과 같은 재질로 형성시켜 지점연결부에 발생하는 부 모멘트에 대한 휨 강성을 충분히 확보할 수 있도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명의 교량용 거푸집은 빔 연결용 거푸집에 있어서, 연결될 빔(110) 단부에 형성되며 외부표면에는 연결구(120)가 형성된 단부연결수단(100); 및 상기 연결구에 연결되는 고정구(210)가 형성되며 빔 단부 사이를 연결하는 연결부거푸집판(200);을 포함한다.

연결되는 빔(110)은 통상의 PSC 빔, PSC 합성빔, 프리플렉스 빔 등 모든 교량용 거더로 사용되는 빔을 포함한다. 본 발명에서는 PSC 빔을 기준으로 설명한다.

PSC 빔은 연결부에서 부 모멘트가 발생하며, 통상은 상부플랜지의 폭이 하부플랜지 폭보다 크게 제작되는 것이 일반적이다. 따라서 연결부에서 특히 부 모멘트에 의한 편심효과가 크게 감소되어 많은 양의 PSC 강재량을 요구하거나 빔 단면의 형고를 증대시켜 제작해야 하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 연결부의 부 모멘트에 저항할 수 있는 저항모멘트를 증대시키기 위하여 연결부의 압축플랜지 즉 하부플랜지 외부를 보강재로 보강하여 결국 하부플랜지의 빔 단면적이 보강되는 효과를 이용하여 저항모멘트의 크기를 크게함과 동시에 후술되는 연결부거푸집판(200)이 연결될 수 있는 단부연결수단(100)을 빔 단부에 형성시킨다.

도 2a 및 도 2b는 직선교 및 곡선교에 있어 본 발명의 단부연결수단(100)이 빔 단부(110)에 형성되고, 단부연결수단(100)에 연결부거푸집판(200)이 설치되는 설치상태도를 도시한 것이다.

단부연결수단(100)은 빔 단부를 감싸는 방식으로 빔 단부에 씌워져 부착되며, 빔 단부와 일체화시키는 경우에는 도 2c와 같이 내부에 다수의 전단연결재(130)가 형성되도록 한다. 빔 측면부(복부), 하부플랜지 및 상부플랜지 일부를 감싸도록 형성되고, 그 상부 외부표면에는 슬래브콘크리트와의 기계적 결합을 증진시키기 위한 전단연결재(140)가 또한 형성되는 단부거푸집판으로 구성될 수 있다. 이때 상기 단부연결수단을 빔 단부에 설치할 때 타이로드가 빔 단부를 관통하도록 설치하는 경우 상기 기계적 결합을 더 증진시킬 수 있다.

상기 단부거푸집판의 외부표면에는 도 2b와 같이 다수의 연결구(120)가 형성된다. 상기 연결구는 도 2b에서 부분상세도로 도시하였는데, 스터드볼트가 외부표면에 돌출되는 방식으로 설치된다. 상기 스터트볼트는 후술되는 연결부거푸집판(200)에 형성된 구멍(211)을 관통하여 너트(212)로 구성되는 고정구(210)로 연결부거푸집판이 단부연결수단에 조여짐으로써, 본 발명의 단부연결수단과 단부거푸집판이 서로 결합된다.

이러한 단부연결수단(100)을 미리 빔 단부에 형성되도록 설치하면 일종의 빔 단부거푸집으로 이용할 수 있다.

연결부거푸집판(200)은 상술한 바와 같이 고정구(210)에 의하여 단부연결수단에 연결됨으로써, 빔 단부 사이에 설치된다.

직선교의 경우에는 지점연결부의 측면거푸집으로서 직선형태로 제작되지만, 만약 곡선교의 경우에는 소정의 곡률반경을 가진 유선형의 측면거푸집으로 기능하도록 제작함으로써, 직선교 및 곡선교에 있어 연결부 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집으로써 이용된다.

연결부 콘크리트는 통상 무수축콘크리트가 이용되는 데 본 발명의 연결부거푸집판에 의하여 연결부의 휨 강성이 매우 증진되는 효과가 있으므로 연결부 부 모멘트에 대한 휨 강성을 증진시킬 수 있어 교량의 내구성이 향상된다.

연결부거푸집판은 빔 단부를 서로 연결시키는 기본적인 기능을 가지므로 다경간 연속교로써 먼저 빔이 연결되고, 연결부 콘크리트 및 슬래브콘크리트에 의하여 슬래브 및 빔이 일체화됨으로써 연속교 제작방식으로 교량을 시공할 수 있게 된다. 이로서 구조적으로 최적의 빔 단면을 구성시킬 수 있다는 장점이 있다.

이러한 본 발명의 단부연결수단 및 연결부거푸집판(200)은 미리 특정 형상의 일체화된 상태로 제작해도 되지만, 2개의 조립체로 제작함으로써 현장에서 설치하는데 보다 용이한 설치가 가능하도록 할 수 있다.

본 발명의 교량시공방법은 임시교량받침에 의하여 지지되는 빔의 양 단부에, 제 1항의 단부연결수단(100)을 설치하면서 상기 단부연결수단에 연결부거푸집판(200)을 연결하고, 적어도 1개의 교량받침에 상기 연결부거푸집판이 지지된 상태에서 연결부거푸집판 내부에 연결부 콘크리트를 형성시키는 것을 포함한다. 도 2와 같이 곡선교에 적용되는 경우를 기준으로 설명한다.

먼저 빔 단부에 단부연결수단(100)을 구비하고, 그 외부 표면에 형성된 연결구(110)인 스터드볼트를 연결부거푸집판(200)의 구멍(211)을 관통시켜, 너트(212)로 구속시킨 후 에폭시 등을 이용하여 더욱 강하게 접합하도록 한다. 이때 연결된 빔은 임시 교량받침에 의하여 가지지된 상태가 된다.

이에 교대 또는 교각 위에 교량받침을 설치한 후, 상기 연결부거푸집판(200)이 안착되도록 한다. 이때 연결부거푸집판의 내부에는 PSC 강재 및 인장철근 등을 배근되거나 빔 단부를 경유하여 서로 연결시키는 작업을 포함한다.

연결부 콘크리트를 상기 연결부거푸집판 내부로 타설 함에 있어서 도 연결부거푸집판 내측면에도 전단연결재가 구비되도록 하여 연결부 콘크리트와 일체거동을 일으킬 수 있도록 하며, 연결부 콘크리트와 슬래브콘크리트가 타설된 이후에는 빔 의 양단부로부터 소정의 간격을 두고 빔 외부 상부 표면에 설치된 정착블록을 이용하여 PSC 강재를 긴장시킨 후 정착시킴으로서 슬래브 및 연결부에 압축응력이 도입되도록 한다. 이때 긴장력의 도입순서, 횟수는 시공단계별로 적어도 2회 이상으로 할 수 있다.

본 발명에 의하여 빔 전도방지가 가능하고, 빔 단부 및 연결부의 보강효과로 인하여 보다 경제적인 빔 단면설계로 최적의 빔 단면 구성을 가진 교량용 거더를 제작할 수 있으며, 곡선교에 있어서 설치가 용이한 연결부거푸집판을 이용함으로써 시공성이 뛰어나며, 연결부의 휨강성을 증대시킬 수 있어 내구성이 뛰어난 연속교교량시공이 가능해진다.

Claims (6)

1. 빔 연결용 거푸집에 있어서,

   연결될 빔 단부에 형성되며 외부표면에는 연결구가 형성된 단부연결수단; 및 상기 연결구에 연결되는 고정구가 형성되며 빔 단부 사이를 연결하는 연결부거푸집판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 거푸집.
2. 제 1항에 있어서, 상기 단부연결수단은 빔의 측면, 하부면 및 상부면을 감싸면서 형성된 단부거푸집판으로써, 빔의 단부에 일체로 형성되거나 분리가 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 교량용 거푸집.
3. 제 1항에 있어서, 상기 연결부거푸집판은 직선교, 곡선교의 지점부를 포함하는 연결부에 설치될 수 있도록 곡면형상 또는 직선형상으로 제작되는 것을 특징으로 하는 교량용 거푸집.
4. 제 2항에 있어서, 상기 단부거푸집판 및 연결부거푸집판은 적어도 2개 이상의 조립체로 제작되는 것을 특징으로 하는 교량용 거푸집.
5. 제 2항에 있어서, 상기 단부거푸집판의 연결구는 외부표면에 돌출된 볼트이고, 상기 연결부거푸집판의 고정구는 거푸집판에 형성된 구멍 및 너트를 포함하여구성되어, 상기 나사볼트가 거푸집판의 구멍에 삽입되어 너트로 체결됨으로써 단부연결판과 연결부거푸집이 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 교량용 거푸집.
6. 다경간 연속교의 연결시공에 있어서, 임시교량받침에 의하여 지지되는 빔의 양 단부에, 제 1항의 단부연결수단을 설치하면서 상기 단부연결수단에 연결부거푸집판을 연결하고, 적어도 1개의 교량받침에 상기 연결부거푸집판이 지지된 상태에서 연결부거푸집판 내부에 연결부콘크리트를 형성시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량시공방법.