KR100488189B1 - 교량용 5분절 세그멘탈 벌브티 거더 및 그의 시공 방법 - Google Patents

교량용 5분절 세그멘탈 벌브티 거더 및 그의 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 거더를 운반의 범위에 맞게 5분절화된 프리캐스트 거더로 각각 공장제작한 후, 교량 가설 현장으로 운반하여, 각각의 5분절화된 프리캐스트 거더를 거더의 요철부에 일치시킴과 동시에, 거더의 자중, 상부 바닥판 하중, 바닥판 가설장비 하중 등을 고려하여 초기 곡선 긴장력을 도입함으로써 30m 거더로 일체화시키고 기타 가설 장비를 이용하여 거더를 교각에 거치 시킨 후, 거치된 거더의 상부에 바닥판을 타설하고 바닥판이 경화한 후 거더에 추가 고정하중과 활하중을 고려한 2차 곡선 긴장력을 가하는 교량용 5분절 세그멘탈 벌브티 거더 및 그의 시공 방법에 관한 것이다.

Description

교량용 5분절 세그멘탈 벌브티 거더 및 그의 시공 방법{Five Segmental Bulb-Tee Girder for a Bridge and It's Constructional method}
본 발명은 교량용 5분절 세그멘탈 벌브티(bulb-tee) 거더 및 그의 시공 방법에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면, 기존 30m 표준 PSC I형 거더의 단면변수를 변화시킨 벌브티거더로서 30미터 거더의 자중과 크기를 고려하여 도로법 28조 3항에 위배되지 않도록 거더를 5분절화하여 프리캐스트 세그멘트 공법을 도입하여 시공시 다섯 개의 분절된 거더를 조립하여 시공함으로써, 설계와 시공의 간편성 및 경제성을 증대시켜 보다 효율적인 교량으로 설치할 수 있는 교량용 5분절 세그멘탈 벌브티 거더 및 그의 시공 방법에 관한 것이다.
국내에서 1980년대 이후 자동차 산업의 발달과 소득증대로 인한 차량수의 증가로 도로 확장과 장경간 교량의 필요성이 대두되면서 현재 확장 및 신설되는 30m 지간의 교량이 늘고 있는 추세이다.
30m 지간에 대한 교량의 시공 방법으로 종래 국내에는 시공성과 경제성이 우수하면서 단순함과 유지 관리가 비교적 용이한 PSC I형 거더를 사용하였다. 하지만 PSC I형 거더는 운반, 시공 및 구조적인 면에서 지간이 30m의 경우 비효율성이 존재하였다.
지간이 30m이상의 교량의 경우는 강교나 PSC BOX교 또는 프리플렉스교로 시공 되어 진다. 하지만 이들 형식의 교량은 PSC 거더교에 비해 건설비가 2배이상 되는 다소 비경제성을 나타내고 있어 30m 교량을 시공하기에는 부적당한 공법이다. 그래서 건설비가 저렴하면서 보다 효율적인 30m 교량 건설 공법 개발이 요구되어 지고 있다.
대한민국공개특허공보 공개번호 특2003-0037258호에는 2경간 이상의 연속 거더 교량에 거더의 형고내에서 리브를 측면으로 돌출시킨 정착구와 편항부를 이용한 연속장력강보재에 관한 것으로 특히 외력에 대한 휨강도가 향상되도록 연속 경간에 대해 압축응력과 인장응력이 하중 재하전에 작용되는 프리스트레싱을 이용한 연속 장력강재보에 관한 기술이 기재되어 있으며,
동 공보 공개번호 특2003-0011028호에는 프리캐스트콘크리트패널과 강재빔이 더욱 견고하게 연결되어 완전히 일체로 거동하도록 하며, 조립이 용이한 조립구조를 가진 프리캐스트 콘크리트패널 합성빔 및 그에 사용되는 빔 연결 조립체에 관한 기술이 공개되어 있고,
대한민국등록실용신안공보 등록번호 제20-0268189호에는 비계고리를 탈착가능하게 구비하여 교량의 건설중에 교량 상부로 운반되는 장비와의 간섭이 해소되어 작업성 및 안전성이 향상되고, 교량의 건설후 거더 및 교량의 외관을 수려하게한 도로교량용 거더의 비계고리구조가 공개되어 있으나,
상기와 같은 종래의 기술은 거더가 최소한 30m로서 운반이 불편하고, 시공이 어려운 문제점이 있어 왔다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 본 발명에서는 기존 30m 표준 PSC I형 거더의 단면변수를 변화시켜 벌브티(BULB-TEE) 거더로서 보다 효율적이면서 30m 지간 교량에 적합하도록 설계하였고, 또한 30m 거더의 자중과 크기를 고려하여 도로법 28조 3항에 위배되지 않도록 거더를 5분절화하여 프리캐스트 세그멘트 공법을 도입하여 시공시 다섯 개의 분절된 거더를 조립하여 시공함으로써, 설계와 시공의 간편성 및 경제성을 증대시켜 보다 효율적인 교량으로 설치할 수 있는 교량용 5분절 세그멘탈 벌브티 거더 및 그의 시공 방법을 제공하는 것을 본 발명이 이루고자 하는 목적으로 한다.
참고로 도로법 28조 3항에 제시된 다음의 운행 제한 차량 조항을 살펴보면,
1. 축하중이 10톤을 초과하거나 총중량이 40톤을 초과하는 차량
2. 차량의 폭이 2.5미터, 높이가 4.0미터, 길이가 16.7미터를 초과하는 차량
3. 관리청이 특히, 도로구조의 보전과 통행의 안전에 지장이 있다고 인정하는 차량
임을 알 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 거더를 운반의 범위에 맞게 5분절화된 프리캐스트 거더로 각각 제작한 후, 교량 가설 현장으로 운반하여, 각각의 5분절화된 프리캐스트 거더를 거더의 요철부를 일치시킴과 동시에, 거더의 자중, 상부 바닥판 하중, 바닥판 가설장비 하중 등을 고려하여 초기 곡선 긴장력을 도입하여 30m 거더로 일체화시킨 후에, 기타 가설 장비를 이용 거더를 교각에 거치 한 후, 거치된 거더의 상부에 바닥판을 타설하고 바닥판이 경화한 후 거더에 추가 고정하중과 활하중을 고려한 2차 곡선 긴장력을 가하는 교량용 5분절 세그멘탈 벌브티 거더 및 그의 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 거더의 단면은 구조적 효율뿐 아니라 경제성에도 영향을 미친다. 단면이 크면 클수록 거더의 자중을 증대시켜 부재가 부담해야 할 고정하중을 증가시킨다. 이로 인해 많은 긴장재를 필요로 하고 보다 높은 콘크리트의 압축강도를 요구하게 된다 뿐만 아니라 그에 따른 철근량도 증대함으로써 결국에는 단면의 비효율화를 유발시킨다.
본 발명은 단면의 효율화를 위해 단면 변수, 긴장량, 부재 응력간의 관계를 통해 30m 세그멘탈 교량에 적합한 효율단면을 사용하였다. 본 발명의 설계 조건은 지간 길이 30m의 왕복 4차선 교폭(19.50m)의 교량을 기본 모델로 하였으며, 콘크리트의 설계 기준 강도는 500kgf/cm2를 사용하였고, 상부 바닥판(미도시)의 강도는 270kgf/cm2, 단위 중량은 도로교 설계기준에 따라 거더 및 상부 바닥판의 경우 2.5tonf/m3을 사용하였고, 포장의 경우 2.3tonf/m3으로 하였다.
거더의 상부 플랜지(3) 폭을 증대시키면서 두께를 줄이는 것이 구조적으로 단면의 효율을 증대시킬 수 있다. 따라서 본 발명에서는 상부 플랜지(3) 폭을 120cm로 선택했고, 상부 플랜지(3) 두께는 10cm를 선택했다. 또한, 상부 플랜지의 헌치부(4)는 거더의 자중을 줄이면서 플랜지에 작용하는 국부좌굴과 전단력에 저항할 수 있도록 하고 미관을 고려해 10cm를 적용하였다.
하부 플랜지(5) 경우 지간 중앙부에서 하부 플랜지(5) 내에 위치하게 될 쉬스관과 철근의 크기, 콘크리트 덮개, 쉬스관과 거더 바닥사이의 거리등을 고려하면서 또한 구조적 효율성을 가지고 긴장력 도입시에는 하연에서 발생하는 압축응력에 저항 할 수 있도록 하기 위해 하부 플랜지(5)의 폭은 90cm, 두께는 20cm로 적용하였다. 또한, 하부 플랜지의 헌치부(6)는 거더 제작시 콘크리트 타설 과정에서의 다짐을 고려해 15cm를 적용하였다.
웨브(2)폭은 복부에서의 수직 철근과 배력 철근으로 모두 D13을 사용하고, 4cm의 콘크리트 덮개, 직경8.5cm의 쉬스관을 사용한 것을 고려하여 25cm를 선택하였다.
거더의 높이는 거더 제작시 사용된 콘크리트의 압축강도 그리고 사용된 긴장량에 따라 최소 거더 높이를 선택할 수 있다. 본 발명에서는 초기 긴장에 사용된 덕트 3EA와 최종 긴장에 사용된 덕트 2EA와 거더 높이의 변화에 따른 고정하중의 증가분이 거더의 효율성에 미치는 영향을 고려해서 거더의 높이를 120cm를 선택하였다.
본 발명에서 사용되는 거더는 통상적으로 사용되는 30m 거더를 5분절화한 것으로서,
지간 30 m
상부 플랜지 폭 120 cm
상부 플랜지 두께 10 cm
상부 플랜지 헌치부 폭/두께 42.5 / 10 cm
2차 헌치부 폭/두께 5 / 5 cm
하부 플랜지 폭 90 cm
하부 플랜지 두께 20 cm
하부 플랜지 헌치부 폭/두께 32.5 / 15 cm
복부 폭 25 cm
거더 높이 120 cm
단면적 6291.3 cm2
단면2차모멘트 11744144 cm4
도심 yt 61.06 cm
yb 58.94 cm
단면 계수 Zt 199258.9 cm3
Zb 273379.9 cm3
휨단면 효율 0.519
표
이러한 단면을 가진 30m 거더를 현장에서 일체로 제작할 경우 시공 현장에 소정의 부지가 필요하게 된다. 하지만 현장에 따라 그러한 부지 요구 조건이 만족되지 못한 경우도 있고, 소정의 부지로 인한 추가적인 공사비가 들어가게 된다. 그래서 본 발명은 이러한 어려움을 해결하고자 30m 거더를 5분절화하여 제1분절부(A), 제2분절부(B), 제3분절부(C), 제4분절부(D) 및 제5분절부(E)를 공장에서 제작한다.
제1분절부(A), 제2분절부(B), 제3분절부(C), 제4분절부(D) 및 제5분절부(E)는 전후면에 위치되는 두 개의 제1분절부(A) 및 제5분절부(E)인 지점부 세그먼트형과 중간부에 위치하는 세 개의 제2분절부(B), 제3분절부(C) 및 제4분절부(D)는 일반부 세그먼트(8,9)형으로 나뉘는데 지점부형의 경우 길이가 5.95m, 일반부형일 경우에는 길이를 6m으로 한다.
일반부는 다시 일반Ⅰ형(8)과 일반Ⅱ형(9)으로 나뉜다. 따라서, 공장에서 제작되는 거더 세그멘트의 종류는 제1분절부(A), 제2분절부(B), 제3분절부(C), 제4분절부(D) 및 제5분절부(E)로 총 5가지가 된다.
소정의 제작기간을 거쳐 제작된 거더는 운반 차량을 이용하여 시공 현장으로 운반된다. 이렇게 운반된 제1분절부(A), 제2분절부(B), 제3분절부(C), 제4분절부(D) 및 제5분절부(E)는 초기 곡선 긴장을 통해 일체화된다. 일체화된 거더는 가설 장비를 이용 교각에 거치한다. 각 거치된 거더상부에 바닥판을 타설하고, 타설된 바닥판이 경화하면 2차 긴장력 도입한다.
접합부 단면의 시공을 위해서는 접합부 단면에서 가장 취약한 전단응력에 저항할 수 있도록 설계하여야 한다. 그러나 PSC I형 거더는 구조물에 비해 복부 단면이 작고 단면이 부담해야 할 압축응력이 크기 때문에 전단응력과 압축응력에 저항 할 수 있도록 시공이 편리한 단순 전단키(shear key(11))를 사용하였고, 접합시 거더간 횡방향 변위를 제어하고자 상부 플랜지(3) 부에 얼라인먼트키(alignment key(12))를 사용하였다.
이하 실시예를 통하여 본 발명의 교량용 5분절 세그멘탈 벌브티 거더를 이용한 시공 방법을 설명하면 다음과 같다.
실시예
제1공정(5분절 세그멘탈 벌브티 거더 제조)
공장에서 거더를 5분절한 형태로 각각의 제1분절부(A), 제2분절부(B), 제3분절부(C), 제4분절부(D) 및 제5분절부(E)를 통상의 거푸집을 제작하여 철골 또는 철근이 포함된 시멘트몰탈로 통상의 방법으로 성형한 후에 일정한 양생기간을 거친 다음, 거푸집에서 탈형시켜 각각의 5분절 세그멘탈 벌브티 거더를 제조한 다음,
제2공정(5분절 세그멘탈 벌브티 거더 제조)
상기 제1공정에서 제조된 각각의 5분절된 세그멘탈 벌브티 거더, 즉, 제1분절부(A), 제2분절부(B), 제3분절부(C), 제4분절부(D) 및 제5분절부(E)를 가설 현장으로 운반한 후에, 가설 현장에서 하나의 분절부에 형성된 전단키(11) 및 얼라인먼트키(Alignment key(12))에는 이웃하는 다른 분절부의 전단홈(21) 및 얼라인먼트홈(22)을 일치시켜 제1분절부(A), 제2분절부(B), 제3분절부(C), 제4분절부(D) 및 제5분절부(E)를 하나로 조립한 다음(도10참조),
(이때, 다섯 개의 분절된 각부분을 하나의 거더로 조립하는 방법을 상세히 설명하면,
제1분절부(A) 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 홈이 형성된 얼라인먼트홈(22)과, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 홈이 형성된 전단홈(21)에, 제2분절부(B)의 상부플랜지(3)의 전면 일측에는 일정간격으로 두 개의 돌출부가 형성된 얼라인먼트키(Alignment key(12))와, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 돌출된 전단키(11)를 각각 삽입시켜 연결하고,
상기 제2분절부(B) 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 홈이 형성된 얼라인먼트홈(22)과, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 홈이 형성된 전단홈(21)에 제3분절부(C)의 상부플랜지(3)의 전면 일측에는 일정간격으로 두 개의 돌출부가 형성된 얼라인먼트키(Alignment key(12))와, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 돌출된 전단키(11)를 각각 삽입시켜 연결하며,
상기 제3분절부(C)의 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 돌출부가 형성된 얼라인먼트키(Alignment key(12))와, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 돌출된 전단키(11)를 제4분절부(D)의 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 홈이 형성된 얼라인먼트홈(22)과, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 홈이 형성된 전단홈(21)에 삽입시켜 연결하고,
상기 제4분절부(D)의 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 돌출부가 형성된 얼라인먼트키(Alignment key(12))와, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 돌출된 전단키(11)를 제5분절부(E)의 상부플랜지(3)의 전면 일측에는 일정간격으로 두 개의 홈이 형성된 얼라인먼트홈(22)과, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 홈이 형성된 전단홈(21)에 삽입시켜 연결하여 하나의 거더로 조립하였다.)
조립된 하나의 거더에, 각 분절부의 하부에 형성된 1차긴장재쉬스관(24)에는 1차 긴장재(14)를 삽입시킨 후 긴장시켜, 각 거더를 일체화 시킨 다음,
제3공정
상기 제2공정과 같이 일체화된 거더를 가설 장비를 이용 교각에 다수개 거치 시킨 후에, 상기 거더 상부에 바닥판(미도시)을 타설하여 경화시킨 이후, 거더의 브라켓(13)에 형성된 2차긴장재쉬스관 및 조립된 각 분절부의 상하부에 형성된 2차긴장재쉬스관(25)에 2차긴장재(15)를 삽입시켜 조립된 거더를 2차 긴장시킨 후, 소정의 양생기간을 거친 다음, 바닥판의 상부에 아스팔트 포장과 기타 부속 시설물을 시공하여, 5분절 세그멘탈 벌브티 거더를 이용하여 교량을 시공하였다.
이하 본 발명을 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.
도1 본 발명에 따른 30미터용 교량의 거더 시공상태도, 도2 본 발명에 따른 30미터 5분절 세그멘탈 벌브트 거더 조립 분해 상세도, 도3 본 발명에 따른 5분절 세그멘탈 벌브티 거더 측단면 상세도, 도4 본 발명에 따른 5분절 세그멘탈 벌브티 거더 평면 상세도, 도5 본 발명에 따른 제1분절(A)의 a부분 횡단면 상세도, 도6 본 발명에 따른 제1분절(A)의 b부분 횡단면 상세도, 도7 본 발명에 따른 제3분절(C)의 c부분 횡단면 상세도, 도8 본 발명에 따른 제5분절(A)의 d부분 횡단면 상세도, 도9 본 발명에 따른 30m 교량의 분절부 상세도, 도10 본 발명에 따른 거더의 각 분절부가 이음되는 상태도를 도시한 것이며, 웨브(2), 상부플랜지(3), 상부플랜지 헌치부(4), 하부플랜지(5), 하부플랜지헌치부(6), 이중헌치부(7), 일반Ⅰ형 세그먼트(8), 일반Ⅱ형 세그먼트(9), 지점부세그먼트(10), 전단키(11), 얼라인먼트키(Alignment key(12)), 브라켓(13), 1차 긴장재(14), 2차 긴장재(15), 전단홈(21), 얼라인먼트홈(22), 1차긴장재쉬스관(24), 2차긴장재쉬스관 (25), 제1분절부:A, 제2분절부:B, 제3분절부:C, 제4분절부:D, 제5분절부:E를 나타낸 것임을 알 수 있다.
구조를 살펴보면, 도2 내지 도3에 도시된 바와 같이, 통상의 거더를 5분절화한 것으로서, 최전면에 형성된 제1분절부(A)와, 상기 제1분절부(A)의 후면에 형성된 제2분절부(B)와, 상기 제2분절부(B)의 후면에 형성되는 제3분절부(C)와, 상기 제3분절부(C)의 후면에 형성되는 제4분절부(D)와, 상기 제4분절부(D)의 후면에 형성되는 제5분절부(E)로 구성된 교량용 5분절 세그멘탈 벌브티 거더의 구조로서,
상기 제1분절부(A)는 도2내지 도6에 도시된 바와 같이 지점부세그먼트(10)의 일부로서, 30미터 거더를 5분절한 것중 전면에서 첫 번째로서,
전면에서 후면으로 갈수록 웨브(2)(중간부)가 경사지는(좁아지는) 형상으로서, 전면부는 상부에 형성된 상부플랜지(3)와, 상기 상부플랜지(3)의 하부에 직사각형 형상으로 형성되어 있으며, 중간부 일측에 경사진 웨브(2)의 양쪽에 형성된 홈에 돌출되어 설치되며 2차긴장재쉬스관(25)이 구비된 브라켓(13)과,
후면 끝단부는 "H"자 형상을 세로로 하여 상하부가 넓고, 중간부가 좁은 형상으로서, 상기 상부플랜지(3)의 하부에 형성되어 내측으로 좁아지도록 경사진 상부플랜지 헌치부(4)와, 상기 상부플랜지헌치부(4)의 하부에 형성되어 급격하게 경사진 이중헌치부(7)와, 상기 이중헌치부(7)의 하부에 형성된 웨브(2)와, 상기 웨브(2)의 하부에 형성되어 있으며, 양측 외부로 경사진 하부플랜지헌치부(6)로 구성된 하부플랜지(5)와, 상기 하부플랜지(5)의 중간 일측에는 일정간격으로 세 개의 쉬스관이 형성된 1차긴장재쉬스관(24)과, 상기 웨브(2)의 중간 일측에 구비되며 중간부로부터 하부로 경사지게 형성되며 일정간격으로 두 개의 쉬스관이 형성된 2차긴장재쉬스관(25)으로 구비되어 있으며,
상기 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 홈이 형성된 얼라인먼트홈(22)과, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 홈이 형성된 전단홈(21)으로 구성되어 있으며,
상기 제2분절부(B)와, 제4분절부(D)는 도2내지 도6에 도시된 바와 같이 대칭형상인 일반Ⅰ형 세그먼트(8)로서,
제2분절부(B)는 "H"자 형상을 세로로 하여 상하부가 넓고, 중간부가 좁은 형상으로서, 상기 상부플랜지(3)의 하부에 형성되어 내측으로 좁아지도록 경사진 상부플랜지 헌치부(4)와, 상기 상부플랜지헌치부(4)의 하부에 형성되어 급격하게 경사진 이중헌치부(7)와, 상기 이중헌치부(7)의 하부에 형성된 웨브(2)와, 상기 웨브(2)의 하부에 형성되어 있으며, 양측 외부로 경사진 하부플랜지헌치부(6)로 구성된 하부플랜지(5)로 구비되어 있으며,
상기 상부플랜지(3)의 전면 일측에는 일정간격으로 두 개의 돌출부가 형성된 얼라인먼트키(Alignment key(12))와, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 돌출된 전단키(11)로 구성되어 있으며,
상기 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 홈이 형성된 얼라인먼트홈(22)과, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 홈이 형성된 전단홈(21)과,
상기 하부플랜지(5)의 중간 일측에는 일정간격으로 세 개의 쉬스관이 형성된 1차긴장재쉬스관(24)과, 상기 웨브(2)의 중간 일측에 구비되며 중간부부터 하부로 경사지게 형성되며 일정간격으로 두 개의 쉬스관이 형성된 2차긴장재쉬스관(25)으로 구성되어 있음을 알 수 있다,
제3분절부(C)는 도2내지 도4 및 도7에 도시된 바와 같이, 거더의 중앙에 위치하며, 일반Ⅱ형 세그먼트로서,
상기 상부플랜지(3)의 하부에 형성되어 내측으로 좁아지도록 경사진 상부플랜지 헌치부(4)와, 상기 상부플랜지헌치부(4)의 하부에 형성되어 급격하게 경사진 이중헌치부(7)와, 상기 이중헌치부(7)의 하부에 형성된 웨브(2)와, 상기 웨브(2)의 하부에 형성되어 있으며, 양측 외부로 경사진 하부플랜지헌치부(6)로 구성된 하부플랜지(5)로 구비되어 있으며,
상기 상부플랜지(3)의 전후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 돌출부가 형성된 얼라인먼트키(Alignment key(12)와, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 돌출된 전단키(11)로 구성되어 있으며,
상기 하부플랜지(5)의 중간 일측에는 일정간격으로 세 개의 쉬스관이 형성된 1차긴장재쉬스관(24)과, 상기 1차긴장재쉬스관(24)사이에 상하로 일정간격 이격되어 형성된 두 개의 쉬스관이 형성된 2차긴장재쉬스관(25)으로 구성되어 있음을 알 수 있다,
상기 제4분절부(D)는 도2 및 도4에 도시된 바와 같이 제2분절부(B) 대칭형상인 일반Ⅰ형 세그먼트(8)로서, "H"자 형상을 세로로 하여 상하부가 넓고, 중간부가 좁은 형상으로서,
상기 상부플랜지(3)의 하부에 형성되어 내측으로 좁아지도록 경사진 상부플랜지 헌치부(4)와, 상기 상부플랜지헌치부(4)의 하부에 형성되어 급격하게 경사진 이중헌치부(7)와, 상기 이중헌치부(7)의 하부에 형성된 웨브(2)와, 상기 웨브(2)의 하부에 형성되어 있으며, 양측 외부로 경사진 하부플랜지헌치부(6)로 구성된 하부플랜지(5)로 구비되어 있으며,
상기 상부플랜지(3)의 전면 일측에는 일정간격으로 두 개의 홈이 형성된 얼라인먼트홈(22)과, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 홈이 형성된 전단홈(21)과,
상기 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 돌출부가 형성된 얼라인먼트키(Alignment key(12)와, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 돌출된 전단키(11)로 구성되어 있으며,
상기 하부플랜지(5)의 중간 일측에는 일정간격으로 세 개의 쉬스관이 형성된 1차긴장재쉬스관(24)과, 상기 웨브(2)의 중간 일측에 구비되며 중간부부터 상부로 경사지게 형성되며 일정간격으로 두 개의 쉬스관이 형성된 2차긴장재쉬스관(25)으로 구성되어 있음을 알 수 있다.
상기 제5분절부(E)는 도2내지 도4 및 도8에 도시된 바와 같이 지점부세그먼트(10)의 일부로서, 30미터 거더를 5분절한 것중 마지막부분으로서,
전면부는 "H"자 형상을 세로로 하여 상하부가 넓고, 중간부가 좁은 형상으로서, 상기 상부플랜지(3)의 하부에 형성되어 내측으로 좁아지도록 경사진 상부플랜지 헌치부(4)와, 상기 상부플랜지헌치부(4)의 하부에 형성되어 급격하게 경사진 이중헌치부(7)와, 상기 이중헌치부(7)의 하부에 형성된 웨브(2)와, 상기 웨브(2)의 하부에 형성되어 있으며, 양측 외부로 경사진 하부플랜지헌치부(6)로 구성된 하부플랜지(5)와, 상기 하부플랜지(5)의 중간 일측에는 일정간격으로 세 개의 쉬스관이 형성된 1차긴장재쉬스관(24)과, 상기 웨브(2)의 중간 일측에 구비되며 중간부부터 하부로 경사지게 형성되며 일정간격으로 두 개의 쉬스관이 형성된 2차긴장재쉬스관 (25)으로 구비되어 있으며,
상기 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 홈이 형성된 얼라인먼트홈(22)과, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 홈이 형성된 전단홈(21)으로 구성되어 있으며,
중간부 일측에는 웨브(2)가 전면에서 후면으로 갈수록 웨브(2)(중간부)가 점차적으로 넓어지는 형상으로서, 후면부는 상부에 형성된 상부플랜지(3)와, 상기 상부플랜지(3)의 하부에 직사각형 형상으로 형성되어 있으며, 상기 하부플랜지(5)의 하부중간 일측에는 일정간격으로 세 개의 쉬스관이 형성된 1차긴장재쉬스관(24)과, 상기 웨브(2)의 중간 일측에 형성되며 일정간격으로 두 개의 쉬스관이 형성된 2차긴장재쉬스관(25)으로 구성되어 있음을 알 수 있다.
상기와 같은 본 발명은 프리캐스트 세그멘탈화를 통해 하부 구조 시공과 병행하여 세그멘트를 제조 할 수 있기 때문에 공기를 단축할 수 있으며, 세그멘트는 공장에서 제작되기 때문에 품질이 확실하여 거더의 콘크리트 설계 강도인 500kg/cm2을 충분히 실현할 수 있고, 세그멘트를 제작한 후 가설할 때까지 충분한 양생기간이 있으므로 건조수축 및 크리프로 인한 가설후의 변형이 적으며, 거더의 공장 제작으로 인해 거더 제작 비용이 저렴하고, 추가적인 긴장으로 긴장력을 조절 할 수 있으며, 분절화를 통한 공장 제작으로 시공현장의 부지를 줄일 수 있고, 거더 높이를 줄일 수 있으며, 30m 5분절 벌브티 거더를 제공하므로써 30m 교량 시공에 시공성과 경제성을 향상시키는 효과가 있는 것이다.
도1 본 발명에 따른 30미터용 교량의 거더 시공 상태도
도2 본 발명에 따른 30미터 5분절 세그멘탈 벌브티 거더 조립 분해 상세도
도3 본 발명에 따른 5분절 세그멘탈 벌브티 거더 측단면 상세도
도4 본 발명에 따른 5분절 세그멘탈 벌브티 거더 평면 상세도
도5 본 발명에 따른 제1분절(A)의 a부분 횡단면 상세도
도6 본 발명에 따른 제1분절(A)의 b부분 횡단면 상세도
도7 본 발명에 따른 제3분절(C)의 c부분 횡단면 상세도
도8 본 발명에 따른 제5분절(E)의 d부분 횡단면 상세도
도9 본 발명에 따른 30m 교량의 분절부 상세도
도10 본 발명에 따른 거더의 각 분절부가 이음되는 상태도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
웨브(2), 상부플랜지(3), 상부플랜지 헌치부(4), 하부플랜지(5), 하부플랜지헌치부(6), 이중헌치부(7), 일반Ⅰ형 세그먼트(8), 일반Ⅱ형 세그먼트(9), 지점부세그먼트(10), 전단키(11), 얼라인먼트키(Alignment key)(12), 브라켓(13), 1차 긴장재(14), 2차 긴장재(15), 전단홈(21), 얼라인먼트홈(22), 1차긴장재쉬스관(24), 2차긴장재쉬스관(25), 제1분절부:A, 제2분절부:B, 제3분절부:C, 제4분절부:D, 제5분절부:E.

Claims (9)

  1. 5분절 세그멘탈 벌브티 거더를 이용한 시공방법에 있어서, 공장에서 거더를 5분절한 형태로 각각의 제1분절부(A), 제2분절부(B), 제3분절부(C), 제4분절부(D) 및 제5분절부(E)를 통상의 거푸집을 제작하여 철골 또는 철근이 포함된 시멘트몰탈로 통상의 방법으로 성형한 후에 일정한 양생기간을 거친 다음, 거푸집에서 탈형시켜 각각의 5분절 세그멘탈 벌브티 거더를 제조한 다음,
    상기와 같이 제조된 각각의 5분절된 세그멘탈 벌브티 거더, 즉, 제1분절부(A), 제2분절부(B), 제3분절부(C), 제4분절부(D) 및 제5분절부(E)를 가설 현장으로 운반한 후에, 가설 현장에서 제1분절부(A) 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 홈이 형성된 얼라인먼트홈(22)과, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 홈이 형성된 전단홈(21)에, 제2분절부(B)의 상부플랜지(3)의 전면 일측에는 일정간격으로 두 개의 돌출부가 형성된 얼라인먼트키(Alignment key(12))와, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 돌출된 전단키(11)를 각각 삽입시켜 연결하고, 상기 제2분절부(B) 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 홈이 형성된 얼라인먼트홈(22)과, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 홈이 형성된 전단홈(21)에 제3분절부(C)의 상부플랜지(3)의 전면 일측에는 일정간격으로 두 개의 돌출부가 형성된 얼라인먼트키(Alignment key(12))와, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 돌출된 전단키(11)를 각각 삽입시켜 연결하며, 상기 제3분절부(C)의 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 돌출부가 형성된 얼라인먼트키(Alignment key)(12)와, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 돌출된 전단키(11)를 제4분절부(D)의 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 홈이 형성된 얼라인먼트홈(22)과, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 홈이 형성된 전단홈(21)에 삽입시켜 연결하고, 상기 제4분절부(D)의 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 돌출부가 형성된 얼라인먼트키(Alignment key(12))와, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 돌출된 전단키(11)를 제5분절부(E)의 상부플랜지(3)의 전면 일측에는 일정간격으로 두 개의 홈이 형성된 얼라인먼트홈(22)과, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 홈이 형성된 전단홈(21)에 삽입시켜 연결하여 하나의 거더로 조립한 다음, 조립된 하나의 거더에, 각 분절부의 하부에 형성된 1차긴장재쉬스관(24)에 1차 긴장재(14)를 삽입시켜 긴장시켜, 각 거더를 일체화 시킨 다음, 상기 조립된 거더의 상부에 바닥판을 타설하고 경화시킨 이후, 거더의 브라켓(13)에 형성된 2차긴장재쉬스관 및 조립된 각 분절부의 상하부에 형성된 2차긴장재쉬스관(25)에 2차긴장재(15)를 삽입시켜 조립된 거더를 2차 긴장시킨 다음,
    상기와 같이 일체화된 거더를 가설 장비를 이용 교각에 다수개 거치 시킨후에, 상기 거더 상부에 바닥판을 타설하고 경화시킨 이후, 거더의 브라켓(13)에 형성된 2차긴장재쉬스관 및 조립된 각 분절부의 상하부에 형성된 2차긴장재쉬스관(25)에 2차긴장재(15)를 삽입시켜 조립된 거더를 2차 긴장시킨 후, 소정의 양생기간을 거친 다음, 바닥판의 상부에 아스팔트 포장과 기타 부속 시설물을 시공하여, 5분절 세그멘탈 벌브티 거더를 이용하여 교량을 시공함을 특징으로하는 5분절 세그멘탈 벌브티 거더를 이용한 시공 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 조립된 거더의 긴장은 각 분절부의 하부에 형성된 1차긴장재쉬스관(24)에 1차 긴장재(14)를 삽입시켜 긴장시켜, 각 거더를 일체화 시킨 다음, 상기 조립된 거더의 상부에 바닥판을 타설하고 경화시킨 이후, 거더의 브라켓(13)에 형성된 2차긴장재쉬스관 및 조립된 각 분절부의 상하부에 형성된 2차긴장재쉬스관(25)에 2차긴장재(15)를 삽입시켜 조립된 거더를 2차 긴장시켜 시공함을 특징으로 하는 5분절 세그멘탈 벌브티 거더를 이용한 시공 방법.
  4. 삭제
  5. 다수개의 분절부로 구성된 교량용 5분절 세그멘탈 벌브티 거더에 있어서, 최전면에 형성된 제1분절부(A)와, 상기 제1분절부(A)의 후면에 형성된 제2분절부(B)와, 상기 제2분절부(B)의 후면에 형성되는 제3분절부(C)와, 상기 제3분절부(C)의 후면에 형성되는 제4분절부(D)와, 상기 제4분절부(D)의 후면에 형성되는 제5분절부(E)로 구성되며,
    상기 제1분절부(A)는 지점부세그먼트(10)의 일부로서, 전면에서 후면으로 갈수록 웨브(2)(중간부)가 경사지는(좁아지는) 형상으로, 전면부는 상부에 형성된 상부플랜지(3)와, 상기 상부플랜지(3)의 하부에 직사각형 형상으로 형성되어 있고, 중간부 일측에 경사진 웨브(2)의 양쪽에 형성된 홈에 돌출되어 설치되며 2차긴장재쉬스관(25)이 구비된 브라켓(13)과, 후면 끝단부는 "H"자 형상을 세로로 하여 상하부가 넓고, 중간부가 좁은 형상으로서, 상기 상부플랜지(3)의 하부에 형성되어 내측으로 좁아지도록 경사진 상부플랜지 헌치부(4)와, 상기 상부플랜지헌치부(4)의 하부에 형성되어 급격하게 경사진 이중헌치부(7)와, 상기 이중헌치부(7)의 하부에 형성된 웨브(2)와, 상기 웨브(2)의 하부에 형성되어 있으며, 양측 외부로 경사진 하부플랜지헌치부(6)로 구성된 하부플랜지(5)와, 상기 하부플랜지(5)의 중간 일측에는 일정간격으로 세 개의 쉬스관이 형성된 1차긴장재쉬스관(24)과, 상기 웨브(2)의 중간 일측에 구비되며 중간부부터 하부로 경사지게 형성되며 일정간격으로 두 개의 쉬스관이 형성된 2차긴장재쉬스관(25)으로 구비되어 있으며, 상기 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 홈이 형성된 얼라인먼트홈(22)과, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 홈이 형성된 전단홈(21)으로 구성되고,
    상기 제2분절부(B)는 "H"자 형상을 세로로 하여 상하부가 넓고, 중간부가 좁은 형상으로서, 상부플랜지(3)의 하부에 형성되어 내측으로 좁아지도록 경사진 상부플랜지 헌치부(4)와, 상기 상부플랜지헌치부(4)의 하부에 형성되어 급격하게 경사진 이중헌치부(7)와, 상기 이중헌치부(7)의 하부에 형성된 웨브(2)와, 상기 웨브(2)의 하부에 형성되어 있으며, 양측 외부로 경사진 하부플랜지헌치부(6)로 구성된 하부플랜지(5)로 구비되어 있으며, 상기 상부플랜지(3)의 전면 일측에는 일정간격으로 두 개의 돌출부가 형성된 얼라인먼트키(Alignment key(12))와, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 돌출된 전단키(11)로 구성되어 있으며, 상기 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 홈이 형성된 얼라인먼트홈(22)과, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 홈이 형성된 전단홈(21)과, 상기 하부플랜지(5)의 중간 일측에는 일정간격으로 세 개의 쉬스관이 형성된 1차긴장재쉬스관(24)과, 상기 웨브(2)의 중간 일측에 구비되며 중간부부터 하부로 경사지게 형성되며 일정간격으로 두 개의 쉬스관이 형성된 2차긴장재쉬스관(25)으로 구성되고,
    상기 제3분절부(C)는 거더의 중앙에 위치하며, 일반Ⅱ형 세그먼트으로서, 상부플랜지(3)의 하부에 형성되어 내측으로 좁아지도록 경사진 상부플랜지 헌치부(4)와, 상기 상부플랜지헌치부(4)의 하부에 형성되어 급격하게 경사진 이중헌치부(7)와, 상기 이중헌치부(7)의 하부에 형성된 웨브(2)와, 상기 웨브(2)의 하부에 형성되어 있으며, 양측 외부로 경사진 하부플랜지헌치부(6)로 구성된 하부플랜지(5)로 구비되어 있고, 상기 상부플랜지(3)의 전후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 돌출부가 형성된 얼라인먼트키(Alignment key)(12)와, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 돌출된 전단키(11)로 구성되어 있으며, 상기 하부플랜지(5)의 중간 일측에는 일정간격으로 세 개의 쉬스관이 형성된 1차긴장재쉬스관(24)과, 상기 1차긴장재쉬스관(24)사이에 상하로 일정간격 이격되어 형성된 두 개의 쉬스관이 형성된 2차긴장재쉬스관(25)으로 구성되며,
    상기 제4분절부(D)는 제2분절부(B) 대칭형상인 일반Ⅰ형 세그먼트(8)로서, "H"자 형상을 세로로 하여 상하부가 넓고, 중간부가 좁은 형상으로서, 상기 상부플랜지(3)의 하부에 형성되어 내측으로 좁아지도록 경사진 상부플랜지 헌치부(4)와, 상기 상부플랜지헌치부(4)의 하부에 형성되어 급격하게 경사진 이중헌치부(7)와, 상기 이중헌치부(7)의 하부에 형성된 웨브(2)와, 상기 웨브(2)의 하부에 형성되어 있으며, 양측 외부로 경사진 하부플랜지헌치부(6)로 구성된 하부플랜지(5)로 구비되어 있고, 상기 상부플랜지(3)의 전면 일측에는 일정간격으로 두 개의 홈이 형성된 얼라인먼트홈(22)과, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 홈이 형성된 전단홈(21)과, 상기 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두 개의 돌출부가 형성된 얼라인먼트키(Alignment key)(12)와, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 돌출된 전단키(11)로 구비되며, 상기 하부플랜지(5)의 중간 일측에는 일정간격으로 세 개의 쉬스관이 형성된 1차긴장재쉬스관(24)과, 상기 웨브(2)의 중간 일측에 구비되며 중간부부터 상부로 경사지게 형성되며 일정간격으로 두 개의 쉬스관이 형성된 2차긴장재쉬스관(25)으로 구성되고,
    상기 제5분절부(E)는 지점부세그먼트(10)의 일부로서, 전면부는 "H"자 형상을 세로로 하여 상하부가 넓고, 중간부가 좁은 형상이며, 상기 상부플랜지(3)의 하부에 형성되어 내측으로 좁아지도록 경사진 상부플랜지 헌치부(4)와, 상기 상부플랜지헌치부(4)의 하부에 형성되어 급격하게 경사진 이중헌치부(7)와, 상기 이중헌치부(7)의 하부에 형성된 웨브(2)와, 상기 웨브(2)의 하부에 형성되어 있으며, 양측 외부로 경사진 하부플랜지헌치부(6)로 구성된 하부플랜지(5)와, 상기 하부플랜지(5)의 중간 일측에는 일정간격으로 세 개의 쉬스관이 형성된 1차긴장재쉬스관(24)과, 상기 웨브(2)의 중간 일측에 구비되며 중간부부터 하부로 경사지게 형성되며 일정간격으로 두 개의 쉬스관이 형성된 2차긴장재쉬스관 (25)으로 구비되어 있고, 상기 상부플랜지(3)의 후면 일측에는 일정간격으로 두개의 홈이 형성된 얼라인먼트홈(22)과, 상기 웨브(2)의 후면 일측에 사다리형상으로 홈이 형성된 전단홈(21)으로 구비되어 있으며, 중간부 일측에는 웨브(2)가 전면에서 후면으로 갈수록 웨브(2)(중간부)가 점차적으로 넓어지는 형상으로서, 후면부는 상부에 형성된 상부플랜지(3)와, 상기 상부플랜지(3)의 하부에 직사각형 형상으로 형성되어 있으며, 상기 하부플랜지(5)의 하부중간 일측에는 일정간격으로 세 개의 쉬스관이 형성된 1차긴장재쉬스관(24)과, 상기 웨브(2)의 중간 일측에 형성되며 일정간격으로 두 개의 쉬스관이 형성된 2차긴장재쉬스관(25)으로 구성되어 있음을 특징으로 하는 교량용 5분절 세그멘탈 벌브티 거더.
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