KR100563617B1

KR100563617B1 - 조립식 교각 구조물

Info

Publication number: KR100563617B1
Application number: KR1020030031176A
Authority: KR
Inventors: 홍세균; 우혁근; 정석태
Original assignee: 진성토건 주식회사
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2006-03-29
Also published as: KR20040098872A

Abstract

본 발명은 조립식 교각구조물 시공방법 및 그 구조물에 관한 것으로서, 프리 캐스트 타입으로 제작된 구조물을 단일 또는 2주식, 3주식으로 수직되게 각각 조립 형성하여서 되는 교각 시공방법에 있어, 프리 캐스트타입으로서 시공되는 교각 구조물에 있어, 각 위치에 맞게 이미 제작한 기초 세그먼트, 표준 세그먼트, 보정 세그먼트 및 들보 세그먼트 등을 제작, 현장으로 운송하여 현장에서 신속하게 조립하여 교각 시공에 따른 주변 현장의 교통혼잡을 최소화시켜주며, 공사기간 및 각 구성요소의 단순화로 공사비용을 현저히 절감할 수 있는 효과가 있다.

교각, 조립, 프리 캐스트, 기초철근, 기초 세그먼트, 표준 세그먼트, 들보 세그먼트,

Description

조립식 교각 구조물 시공 방법 및 그 구조물{Construction method and the structure for assembling segments pier}

도 1은 본 발명인 교각 구조물의 시공에 따른 공정상태를 개략적으로 도시한 공정도,

도 2는 본 발명에 따른 시공방법을 나타낸 블록 흐름도,

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 교각의 각 부분 시공상태를 도시한 세그먼트의 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 상층부분에 해당하는 표준 세그먼트의 연결 상태를 도시한 사시도,

도 6은 도 5에서의 주요부분에 대한 A-A선 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 교각을 분리하여 도시한 단면도,

도 8은 본 발명에 따른 2주식 교각을 도시한 정면도,

도 9는 본 발명에 따른 2주식 교각 구조물에 있어 가로보 세그먼트가 설치된 상태를 도시한 확대 단면도,

도 10은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 들보 세그먼트를 등분하여 적층한 상태를 도시한 단면도.

◎ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ◎

1: 기초부 2: 거푸집

10: 기초철근 11: 철근부

20: 기초 세그먼트 30: 위치 조정블록

40: 표준 세그먼트 40-1: 보정 세그먼트

50: 들보 세그먼트 60: 가로보 세그먼트

S: 쉬즈관 P: 강봉

T: 스트레싱 앵커리지 C: 컨넥터

본 발명은 조립식 교각구조물 시공방법 및 그 구조물에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 프리 캐스트(Pre Cast)타입으로 제작되어 시공되는 교각구조물에 있어, 각 위치에 맞게 이미 제작한 구조물(Segments)을 현장에서 신속하게 조립하여 교각 시공에 따른 주변 현장의 교통혼잡을 최소화하고, 공사기간 및 각 구성요소의 단순화로 공사비용을 현저히 절감할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 교량공사(다리 및 고가도로 건설)에서 시공되고 있는 교각은 현장타설 콘크리트 구조로, 현장에서 기초 터파기 작업이후, 기초 철근 및 거푸집을 배치한 상태에서 콘크리트를 타설한 뒤 일정 기간동안 양생시간을 갖도록 하여 기초부를 형성한다.

기초부가 양생된 상태에서 그 상부로 철근과 거푸집을 형성해 가면서, 교각 기둥을 양생하고, 교각기둥의 상부 즉, 교량의 상판을 받치는 상측부분은 동바리를 받쳐 놓고, 거푸집을 배치한 상태에서 1차 또는 2차 공정으로 콘크리트 타설하여 상측부를 형성시키는 공법으로서 교각을 완성한다.

이 때문에 거푸집의 설치 및 시공이음 및 시공 후 거푸집의 탈형작업 등에서 많은 공사기간 및 경비가 소요된다. 또한, 교각은 시공되는 위치에 따라서 고가도로 건설의 경우는 공사가 이루어지는 주변에 교통 혼잡을 주며, 배수처리 능력을 요하는 수중공사 등과 같이 작업이 열악한 환경에서 주로 수행되므로 시공관리가 어렵고 부실시공의 우려가 상존한다.

이를 위해 현장에서는 지형 바닥으로부터 기초 터파기를 포함하는 기초 콘크리트시공을 수행한 일정시간 이후에 교각을 단위 구조물(기중기를 이용하여 들어올릴 수 있는 무게)로 제작하여 조립하는 방식을 취하여 교각을 시공하도록 한바 있다.

통상적인 조립식 교각의 시공에 따른 장점으로는 단위별로 프리캐스트 타입으로 제작된 구조물 즉, 세그먼트는 일정한 장소에서 제작되므로 콘크리트의 품질관리가 유리하고, 세그먼트를 연속적으로 제작하므로 인력관리 및 거푸집 전용에 유리하며, 세그먼트 제작을 하부공사와 병행해서 실시할 수 있으므로 현장 타설방식에 비해서 공기를 단축시킬 수 있다는 점을 장점으로 들 수 있다.

이와 같은 프리 캐스트타입으로 제작되어 시공되는 교각의 시공은 대한민국 특허출원 제 1993-3168호(발명의 명칭: 조립식 교각 및 기둥구조물과 그 시공방법)에 나타난 바와 같다.

상기 등록특허의 구성을 살피면, 구형, 원형, 타원형의 단면적을 갖고 기둥을 높이에 따라 여러 프리 캐스트 세그먼트로 제작된 상부세그먼트의 하단부에는 凸형태로 하고, 이에 대응하는 하부세그먼트의 상단부는 凹형태로 하면 상부 세그먼트에 작용하는 휨 모멘트로부터의 압축 또는 인장력, 축력, 전단력을 5개의 서로 다른 위치에서 전달시키는 전단키를 凸凹부 내부에 형성되도록 한 구성으로서, 상기 전단키는 중앙부의 전단키홈에 외부로부터 그라우팅구멍을 통해 몰탈을 그라우팅시켜 연결하는 시공방법으로서 조립된다.

상기와 같은 교각의 시공의 특성으로는 상기에서 언급한 바와 같이, 교각 구조물을 단위 세그먼트로 하여 현장에서 직접 조립시공 하는데 있고, 그라우팅과 더불어 각각 방향이 다르게 설치되는 전단키에 의해 세그먼트로 발생되는 분력들을 안전하게 견뎌낼 수 있는데 특성이 있다.

그러나, 이와 같은 교각을 형성하기 위한 구조물은 凸凹를 일체로 콘크리트형성에 있어, 거푸집을 형성하기에 매우 어려움이 있고, 상기 凸凹가 접하는 경계지역에 형성된 전단키홈이 일치되지 못하는 경우가 있어, 전단키의 설치에 어려움이 따르는 문제점이 있었다.

이 때문에 조립식으로 교각을 형성하는데 있어, 각 구조물에 받는 분력에도 다소 결함이 발생될 소지가 있는 문제점이 있다.

한편, 대한민국 특허출원 제 1992-2760호(발명의 명칭: 프리 캐스트 콘크리트 기둥의 연직 연결공법)를 살피면, 교각에 있어, 하부기둥에 철망으로 된 제1도체부와, 제2도체부를 설치한 뒤 이들 도체부로부터 각각 도선을 인출하여 전원의 두단자(+)(-)에 접속하여 전류의 인가 가능하는 제1공정단계와; 전기적 설비를 갖춘 하부기둥의 철근을 상부기둥에 형성한 슬리이브에 끼워지게 하되, 각 철근에는 스페이서를 끼워 넣어 슬리이브 내면과의 거리를 일정하게 유지토록 하면서 슬리이브에는 도선을 접속하고, 중심부 철근에도 도선을 접속하여 전원의 인가가 가능하게 하는 제2공정단계와; 상기 상,하부 기둥의 단부 사이에는 쐐기에 의하여 발생된 틈이 외곽으로 밀봉재를 형성하여 상기 슬리이브 내의 틈과 하나의 연통되는 공간을 형성하는 제3공정단계와; 입구에서 슬리이브 내면의 틈을 거쳐 각 기둥사이의 틈까지 하나의 공간을 따라 일정압력으로 모르타르를 채우게 하는 제4공정단계와; 상기 각 틈에 설치된 도선을 따라 전원의 일정 전류를 인가하여 틈 사이에 채워진 모르타르를 양생하는 제5공정단계로서 시공되는 방법이다.

상기와 같은 공정을 통해 완성되는 교각 시공방법은 연결부분의 공간 및 틈에 채워진 모르타르를 전기적 발열체를 이용하여 빠른 시간 내에 양생시킬 수 있다는 점이 특징이라 할 수 있지만, 구조물이 연결되는 부위에 각각의 쐐기를 두고 일정 틈을 확보해 주어야 한다는 점과, 내부에 도선 및 도체부를 설치해야 한다는 점, 연결부위에 있어 슬리이브를 관통하는 철근에 다수개의 스페이서를 관통 고정한다는 점을 예측해 볼 때 연결과정에서 다수의 공정 및 구성요소의 증가로 공사기간이 길어지는 단점이 있다.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 프리 캐스트(Pre Cast)타입으로서 시공되는 교각구조물에 있어, 각 위치에 맞게 이미 제 작한 구조물(Segments)을 현장에서 신속하게 조립하여 교각 시공에 따른 주변 현장의 교통혼잡을 최소화하고, 공사기간 및 각 구성요소의 단순화로 공사비용을 현저히 절감할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 프리 캐스트 타입으로 제작된 구조물을 단일 또는 2주식, 3주식으로 수직되게 각각 조립 형성하여서 되는 교각 시공방법에 있어서, 현장 기초 터파기 작업 이후 이루어지는 기초부 콘크리트 타설 전 배치된 기초 철근 상측에 프리 캐스트 된 기초 세그먼트를 위치시키는 단계; 위치된 기초 세그먼트에 대해 기초부에 일체로 거동되도록 콘크리트 타설하여 기초부 양생 및 기초 세그먼트를 고정하는 단계; 기초 세그먼트 내측에 마련되는 쉬즈관을 관통하여 상부로 위치되는 강봉에 구비된 컨넥터로 연결하여 강봉을 소정 길이로 연장하는 단계; 연장된 강봉의 상측으로부터 내측에 쉬즈관이 매입된 표준 세그먼트를 순차적으로 안치시키는 단계; 순차적으로 안치된 표준 세그먼트 내측으로 쉬즈관을 통해 모르타르를 그라우팅시켜 표준 세그먼트를 상호 접속시키는 단계; 설정된 높이로 연속되게 적치된 표준 세그먼트로부터 연장된 강봉의 상측에 교량 상판의 저면을 받치기 위한 들보 세그먼트를 안치시키고, 그 내부에 매입 설치된 쉬즈관을 통해 모르타르를 그라우팅시켜 접속시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 조립식 교각 구조물은 프리 캐스트 타입으로 제작된 구조물을 단일 또는 2주식, 3주식으로 수직되게 각각 조립 시공되는 조립식 교각 구조물에 있어서, 기초부를 형성하기 위해 배치 설치되는 철근부에 수직으로 배열 설치되는 기초철근과, 기초철근에 안내되기 위한 안내공이 다수개 배열 형성되며, 안내공으로부터 이웃하는 위치에 다수개의 쉬즈관이 매입되어 통공이 형성되며, 통공의 외측 가장자리로부터 원주상에 소정깊이를 갖는 요홈이 형성된 기초 세그먼트와, 상기 기초 세그먼트의 쉬즈관내에 관통되고, 구비되는 컨넥터에 의해 연장 설치되는 강봉과, 상기 기초부 바닥에 설치되어 기초 세그먼트를 소정높이에서 수평을 유지시키기 위한 위치 조정블럭과, 상기 기초 세그먼트측 쉬즈관과 일치되도록 내측에 쉬즈관이 다수개 매입되어 통공이 형성되고, 통공의 가장자리로부터 이격되는 원주상에 소정깊이를 갖는 요홈이 형성된 표준 세그먼트와, 상기 표준 세그먼트 상에 안치되도록 다수의 쉬즈관이 다수개 매입되어 통공이 형성되며, 하면에 위치하는 통공의 가장자리 외측에 요홈이 형성된 들보 세그먼트와, 상기 표준 세그먼트 및 들보 세그먼트의 쉬즈관측단으로부터 연장되는 강봉 일단에 체결되어 강봉을 긴장시키는 스트레싱 앵커리지로 구성된 것이 특징이다.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명인 교각 구조물의 시공에 따른 공정상태를 개략적으로 도시한 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 시공방법을 나타낸 블록 흐름도이다.

본 발명은 프리 캐스트 타입으로 제작된 구조물을 단일 또는 2주식, 3주식으로 수직되게 각각 조립 형성하여서 되는 교각 시공방법에 있어서, 현장 기초 터파기 작업 이후 이루어지는 기초부(1) 콘크리트 타설 전 배치된 기초철근(10) 상측에 프리 캐스트 된 기초 세그먼트(20)를 위치시키는 단계(S101)를 갖는다.

상기 단계(S101)에서 기초 세그먼트(20)를 소정높이에서 수평으로 위치시키기 위해 기초 세그먼트(20)의 저면 상에 위치 조정블록(30)을 위치시킨다.

또한, 상기 단계(S101)에서 기초 세그먼트(20)의 하단부는 기초부(1) 콘크리트 타설은 최 상단 높이보다 낮은 위치에서 지지되도록 함이 바람직하다.

상기와 같이 위치된 기초 세그먼트(20)에 대해 기초부(1)에 일체로 거동되도록 콘크리트 타설하여 기초부(1) 양생 및 기초 세그먼트(20)를 고정하는 단계(S102)를 갖는다.

또한, 상기 기초 세그먼트(20) 내측에 마련되는 쉬즈관(S)을 관통하여 상부로 위치되는 강봉(P)은 구비된 컨넥터(C)로 연결하여 강봉(P)을 소정 길이로 연장하는 단계(S103)를 갖는다.

이와 같이, 연장된 강봉(P)의 상측으로부터 내측에 쉬즈관(S)이 매입된 표준 세그먼트(40)를 순차적으로 안치시키는 단계(S104)를 갖으며, 순차적으로 안치된 표준 세그먼트(40) 내측으로 쉬즈관(S)을 통해 모르타르(M)를 그라우팅시켜 표준 세그먼트(40)를 상호 접속시키는 단계(S105)를 갖는다.

상기와 같은 단계를 형성해 나감에 있어, 기초 세그먼트(20)로부터 하나 이상 안치되는 표준 세그먼트(40)의 쉬즈관(S)을 통과하는 강봉(P)은 교각의 상층부와 하층부에 받는 하중에 따라 그 개수를 결정하며, 해당하는 표준 세그먼트(40)의 쉬즈관(S)을 통해 스트레싱 앵커리지(T)체결 및 그라우팅을 한다.

설정된 높이로 연속되게 적치된 표준 세그먼트(40)로부터 연장된 강봉(P)의 상측에 교량 상판의 저면을 받치기 위한 들보 세그먼트(50)가 안치되고, 그 내부에 매입 설치된 쉬즈관(S)을 통해 모르타르(M)를 그라우팅하여 상호 이들을 접속시키는 단계(S106)로 이루어진다.

상기 단계(S106)에서 최종적으로 적치되어 조립되는 표준 세그먼트(40)와 들보 세그먼트(50)사이에는 교각의 최종높이를 맞추기 위한 보정 세그먼트(40-1)가 안치되어 조립되도록 한다.

한편, 첨부된 도 8 및 도 9에 있어서 2주식인 교각 구조물을 형성에 따른 표준 세그먼트(40)의 수직되는 높이에 따라 횡좌굴 방지를 위한 가로보 세그먼트(60)를 동일선상에 위치하는 표준 세그먼트(40) 사이에 조립되도록 한다.

본 발명에 따른 일 실시예로서, 첨부된 도 10에 도시된 바와 같이, 2주식 또는 3주식 교각 구조물에 있어, 크기와 중량이 상승되는 들보 세그먼트(50)의 경우는 그 세그먼트를 하나 이상으로 프리 캐스트 타입으로 제작하여 순차적으로 나누어 적치되도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 조립식 교각 주조물은 각 구성요소를 살피면, 프리 캐스트 타입으로 제작된 구조물을 단일 또는 2주식, 3주식으로 수직되게 각각 조립 시공되는 조립식 교각 구조물에 있어서, 기초부(1)를 형성하기 위해 배치된 철근부(11)에 수직으로 기초철근(10)이 배열 설치된다.

기초철근(10)에 안내되기 위한 안내공(21)이 다수개 배열 형성되며, 안내공(21)으로부터 이웃하는 위치에 통공(22)이 다수개 배열되어 각각의 쉬즈관(S)이 매입되고, 통공(22)의 가장자리로부터 이격되는 원주상에 소정깊이를 갖는 요홈(23)이 형성된 기초 세그먼트(20)가 구비된다.

상기 기초 세그먼트(20)에 각각 매입되는 쉬즈관(S)의 하부로는 그라우팅 주입관(S1)이 기초부(1)의 외측으로부터 연장 설치된다.

상기 기초 세그먼트(20)의 쉬즈관(S) 내에 관통되고, 구비되는 컨넥터(C)에 의해 연장 설치되는 강봉(P)과, 기초 세그먼트(20)를 소정높이에서 수평을 유지시키기 위한 위치 조정블럭(30)이 기초부(1) 바닥에 설치된다.

상기 강봉(P)은 PT강봉(Pre stressing bar) 또는 PT강선(Pre stressing wire)이 적용된다.

상기 기초 세그먼트(20)측 쉬즈관(S)이 매입되어 형성되는 통공(22)과 일치되도록 표준 세그먼트(40)의 상호 접촉되는 면에는 쉬즈관(S)이 다수개 매입으로 통공(42)이 형성되고, 통공(42)의 가장자리로부터 이격되는 원주상에 소정깊이를 갖는 요홈(43)이 형성된 표준 세그먼트(40)가 설치된다.

여기서 표준 세그먼트(40)는 하나 이상 준비되며, 표준 세그먼트(40)와 동일 형상의 보정 세그먼트(40-1)도 구비된다.

상기 보정 세그먼트(40-1)는 고가도로를 건설하기 위한 교각 구조물에 있어, 낮은 지형부터 점차적으로 등간격지게 높게 시공되는 교각 구조물에 있어, 표준 세그먼트(40)의 최 상단에 위치되어 조립되는 구조물로서, 교각의 높이 설계에 따라 길이가 각기 다르게 제작된 것이다.

상기 기초 세그먼트(20), 표준 세그먼트(40), 보정 세그먼트(40-1)는 그 횡단면적은 설계범위에 따라 사각, 원형, 팔각 타원형 등으로 제작될 수 있다.

또한, 상기 각 세그먼트에 있어, 기초 세그먼트(20), 표준 세그먼트(40)에 대응하는 요홈(22,42)에는 그라우팅시 모르타르(M)의 누수를 방지하는 고무링(R)이 각각 안내되어 설치된다.

또한, 본 발명에 따른 실시예로서, 상기 기초 세그먼트(20)의 상면, 표준 세그먼트(40)에 대응하는 접촉면의 가장자리에 근접하는 위치에는 상기 요홈(22,42) 및 강봉(P)을 모두 포함하는 하나의 요홈(22-1, 42-1)이 마련되고, 상기 요홈(22-1, 42-1)에는 각 세그먼트의 접촉면 외부로부터 염분의 침투를 방지하기 위한 고무링(R1)이 각각 안내되어 설치된다.

또한, 상기 기초 세그먼트(20), 표준 세그먼트(40), 보정 세그먼트(40-1)는 쉬즈관(S)이 설치되는 통공을 제외한 중심선상에 중공의 단면적을 갖도록 제작할 수 있다(도 5에서의 2점쇄선 참조).

상기 최종적으로 안치되는 표준 세그먼트(40) 또는 보정 세그먼트(40-1) 상에는 들보 세그먼트(50)가 설치된다. 상기 들보 세그먼트(50)는 표준 세그먼트(40) 및 보정 세그먼트(40-1)와 같이, 다수의 쉬즈관(S)이 매입되어 통공(52)을 갖고, 하면측으로부터의 통공(52) 외측으로는 상기 고무링(R)을 수용하기 위한 요홈(53)이 형성된 구조이다.

상기 기초 세그먼트(20), 표준 세그먼트(40), 보정 세그먼트(40-1)의 통공(42) 및 들보 세그먼트(50)의 통공(52)측단으로부터 강봉(P)에 체결되어 강봉(P)을 긴장시키는 스트레싱 앵커리지(T)로 구성된다. 상기 스트레싱 앵커리지(T)는 부식을 고려하여 강화 플라스틱소재, 스테인레스 스틸재질로 제작됨이 바 람직하다.

도면 중 미설명 부호 (2)는 거푸집을 나타낸 것이다.

상기와 같은 조립식 시공방법과 이에 따른 조립식 교각 구조물의 구성에 의한 본 발명의 작용 및 효과를 기술하면 다음과 같다.

먼저, 첨부된 도 1를 참조하여 볼 때, 교각이 시공되기 위한 현장에서는 종래와 동일하게 기초적인 터파기 작업이 수행되고, 터파기 작업이후에는 교각의 기초부(1)를 형성하기 위해 철근부(11) 시공 및 거푸집(2)을 형성시켜 준다.

상기와 같은 단계에서 프리 캐스트로 제작된 각각의 세그먼트들은 운송장비에 의해 현장으로 옮겨지며, 각 세그먼트 중 기둥부분을 형성하기 위한 기초 세그먼트(20)는 기초 콘크리트 타설 이전 세팅시켜 준다(단계 S101).

상기 철근부(11)의 시공에 있어서, 중앙으로는 위치 조정블럭(30)을 위치시키고, 기중기를 이용하여 프리 캐스트 제작으로 이루어진 기초 세그먼트(20)를 위치 조정블럭(30)상측에 안치시켜 준다.

상기 위치 조정블럭(30)상에 안치되는 기초 세그먼트(20)는 그 상하 관통되게 배열 형성된 다수의 안내공(21)은 철근부(11) 측으로 상기 안내공(21)의 수만큼 배열 설치한 기초철근(10)이 관통 지지되도록 한다.

또한, 상기 안내공(21)과 근접하는 위치에 형성된 통공(22)에 매입되어 고정된 쉬즈관(S)은 상기 철근부(11)로부터 다수개 수직으로 배열 설치된 강봉(P)이 각각 관통한다.

상기 기초부(1)에 설치되는 기초철근(10) 및 강봉(P)의 수는 통상적으로 교 각의 높이 및 하중에 따라 그 수가 결정된다.

상기와 같이 위치 조정블럭(30) 상에 안치된 기초 세그먼트(20)의 하단부분은 기초부(1)의 콘크리트 타설 최 상단 위치보다 낮은 위치에 위치되도록 한다.

이는 기초 세그먼트(20)의 하측부분이 기초부(1)에 소정 깊이 매입되는 상태에서 상호 콘크리트 타설에 의해 일체적으로 거동되도록 하기 위함이다.

또한, 상기 기초 세그먼트(20)의 쉬즈관(S)측에 연장되는 그라우팅 주입관(S1)은 기초부(1)를 형성되는 상측으로 위치시켜 소정부분은 콘크리트 타설에 의해 고정되도록 한다.

이와 같은 상태에서 기초 콘크리트 타설이 이루어지고, 일정 시간동안 양생기간을 거친 교각 구조물의 최 하단부인 기초부(1)는 기초 세그먼트(20)와 함께 일체로 거동할 수 있는 상태로 이루어진다.(단계 S102)

상기와 같이 기초 세그먼트(20)는 일정시간의 양생 시간을 거쳐 필요로 하는 강도가 이루어진 상태라면, 현장에 하역된 각 세그먼트 중 표준 세그먼트(40)를 순차적으로 조립할 수 있게 된다.

상기 기초 세그먼트(20) 상에 안치된 표준 세그먼트(40)를 안치하기 이전 기초부(1)로부터 기초 세그먼트(20)측 쉬즈관(S)에 각각 관통된 강봉(P)의 일단에는 필요한 길이 만큼의 또 다른 강봉(P)을 수직으로 연장하기 위해 구비되는 컨넥터(C)를 체결하여서 연장시켜 준다(단계 103).

상기와 같이 강봉(P)이 각각 연장된 상태에서 기중기를 이용하여 표준 세그먼트(40)를 상기 기초 세그먼트(20) 상부로부터 안치시켜 주되, 상기 강봉(P)은 표 준 세그먼트(40)의 통공(42)에 삽입된 쉬즈관(S)을 통해 안내되도록 한다.(단계 S104) 여기서 상기 표준 세그먼트(40)는 강봉(P)을 포함하는 컨넥터(C)를 관통시킬 수 있는 정도의 직경으로 설정되어 있다.

상기와 같은 방식으로 표준 세그먼트(40)는 교각의 설정된 높이만큼 순차적으로 안치되고, 최 상단에 위치하는 표준 세그먼트(40)의 상측으로는 교량의 상판을 받치기 위한 들보 세그먼트(50)를 기중기로 들어 올려 표준 세그먼트(40)로부터 소정길이 돌출된 각 강봉(P)의 위치에 일치시켜 안치시켜 준다(단계 S106).

상기와 같은 방식으로 조립됨에 있어, 본 발명은 각기 다른 높이로 위치하는 교각 구조물의 높이는 표준 세그먼트(40)와 들보 세그먼트(50) 사이에 높이를 보정하기 위한 보정 세그먼트(40-1)가 상기 표준 세그먼트(40)의 조립시공과 마찬가지로 적층되며, 그 상측에 들보 세그먼트(50)가 적층되는 순서로 교각의 설정된 높이를 맞추도록 한다.

상기 보정 세그먼트(40-1) 또한, 교각의 설계 상에 따라 프리 캐스팅공법으로 이미 제작 운반하여 시공되는 것이다.

상기와 같은 방식의 조립시공에 있어, 표준 세그먼트(40)의 적층 시공에 있어, 상층부분에 위치하는 표준 세그먼트(40)에 관통 설치되는 강봉(P) 및 쉬즈관(S)의 갯수는 하층부분에 위치하는 기초 세그먼트(20), 표준 세그먼트(40)측 쉬즈관(S)을 관통하는 강봉(P)의 수에 비해 절반 정도의 수로 설치된다.

상기 절반정도의 갯수로 설정되는 표준 세그먼트(40)측의 강봉(P) 긴장처리는 먼저, 강봉(P)의 일단에 탭핑처리를 하여 스트레싱 앵커리지(T)를 체결시켜준 다.

이와 같은 상태에서 기초 세그먼트(20)의 쉬즈관(S)측에 연장 설치된 그라우팅 주입관(S1)을 통해 그 수직되는 표준 세그먼트(40)의 쉬즈관(S)의 선단부분까지 모르타르로서 그라우팅 시킨다(단계 S105).

상기와 같이 그라우팅 처리함에 있어, 당초 기초 세그먼트(20)로부터 적층되는 표준 세그먼트(40)는 그 적층되는 면에 상호 대응되게 형성되는 요홈(43)에 삽입된 고무링(R)에 의해 외부로 누수되지 않게되어 안정된 그라우팅을 실시할 수 있다.

즉, 기초 세그먼트(20)측 쉬즈관(S)을 통해 모르타르(M)가 상층으로 그라우팅될 때, 모르타르(M)는 고무링(R)에 의해 각 이음부분의 외측으로 누수되지 않는 범위 내에서 주어진 통공의 쉬즈관(S) 내에서만 그라우팅되어 기초 세그먼트(20)와 표준 세그먼트(40) 및 각 표준 세그먼트(40)를 일체적으로 거동될 수 있도록 연결하여 강봉(P)과 함께 횡방향으로 받는 하중을 견딜 수 있도록 해준다.

한편, 기초 세그먼트와 표준세그먼트, 표준 세그먼트 사이에 형성된 띠형의 요홈(42-1)에 설치된 고무링(R1)은 교각의 외부로부터 발생될 수 있는 침식조건에서 염분의 침투를 방지하여 내부 부식을 방지해 주는 역할을 한다.

상기와 같이, 설정된 강봉(P)의 수가 적어지는 표준 세그먼트 상에서의 그라우팅이 이루어지고 난 뒤에는 연속해서 보정 세그먼트(40-1), 들보 세그먼트(50)가 적층된다.

최종적으로 적층된 들보 세그먼트(50)측 상부로 관통하는 강봉(P)의 일단으 로부터는 스트레싱 앵커리지(T)를 이용하여 체결해 준다.

상기와 같이 체결된 상태에서는 들보 세그먼트(50)의 통공(52)에 매입된 쉬즈관(S)은 하층부의 기초 세그먼트(10)측에 연장된 그라우팅 주입관(S1)을 통해 2차적으로 그라우팅이 실시되어 기초 세그먼트(20)로부터 연이어 이어지는 강봉(P), 표준 세그먼트(40), 보정 세그먼트(40-1), 들보 세그먼트(50)를 일체로 거동되게 연결할 수 있게 된다.

상기 2차 그라우팅이 완성된 상태에서 첨부된 도 4에서와 같이, 그 상측, 즉, 스트레싱 앵커리지(T) 상부측으로는 일차적으로 모르타르 등과 같은 밀봉재(M1)로 들보 세그먼트(50)의 상면과 가깝게 밀봉처리하고, 이차적으로는 방수재(M2)로서 기밀처리 된다.

상기와 같은 공법에 의해 시공되는 본 발명의 조립식 교각 구조물에 있어서, 교량, 고가도로의 폭에 대해 교각 구조물은 2주식 또는 3주식으로 하부에 위치하는 기초부(1), 기초 세그먼트(20)로부터 각각 표준 세그먼트(40)가 상기와 같은 시공법에 의해 적층 조립되는데, 각 수직으로 적층되는 표준 세그먼트(40)에 대해 횡좌굴 방지를 위해 소정높이에 위치하는 표준 세그먼트(40) 사이에는 가로보 세그먼트(60)가 설치된다(도 8, 도 9참조).

상기 가로보 세그먼트(60)는 각 표준 세그먼트(40)로부터 강봉(P)이 컨넥터(C)에 의해 연장된 상태로서, 이와 같은 상태에서 기중기를 이용하여 안치되며, 각 강봉(P)은 가로보 세그먼트(60)에 마려된 쉬즈관(S)을 통해 안치되며, 가로보 세그먼트(60)의 상층으로는 상기와 같이 각각 표준 세그먼트(40), 보정 세그먼 트(40-1), 들보 세그먼트(50)의 순서로 각각 시공된다.

한편, 상기와 같이 교각이 2주 또는 3주식에 있어, 들보 세그먼트(50)의 크기와 중량이 더해짐에 따라서 본 발명의 일 실시예로서, 첨부된 도 10에서 도시된 바와 같이, 들보 세그먼트(50)는 그 구조물을 하나 또는 그 이상으로 구획하는 프리 캐스트로 제작하여 조립시 들보 세그먼트(50)의 형상에 따라 각각 단계적으로 적층하여 조립 시공할 수 있다.

이와 같이 기초부(1) 현장 타설작업에 있어, 기둥이 시작점이 되는 기초 세그먼트(20)를 일체로 기초부(1)에 고정하여 양생시간을 거친 이후부터는 운송되어 온 각 표준 세그먼트(40), 보정 세그먼트(40-1), 들보 세그먼트(50)를 순차적으로 수직되게 적층 조립하고, 그 연결부분을 일체로 그라우팅 실시해 줌으로써, 본 발명의 조립식 교각 구조물은 기존의 현장 콘크리트 타설공법에 의해 시공되는 교각구조물의 완성에 비해, 시간이 현저히 단축되고, 현장타설 작업으로 인해 발생될 수 있는 기둥부분의 수직방향 균열을 줄여 구조물의 내구성 및 품질 향상은 물론, 유지관리비용을 현저히 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

이상에서와 같이, 본 발명은 프리 캐스트타입으로서 시공되는 교각 구조물에 있어, 각 위치에 맞게 이미 제작한 기초 세그먼트, 표준 세그먼트, 보정 세그먼트 및 들보 세그먼트 등을 제작, 현장으로 운송하여 현장에서 신속하게 조립하여 교각 시공에 따른 주변 현장의 교통혼잡을 최소화시켜주며, 공사기간 및 각 구성요소의 단순화로 공사비용을 현저히 절감할 수 있는 효과가 있다.

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프리 캐스트 타입으로 제작된 구조물을 단일 또는 2주식, 3주식으로 수직되게 각각 조립 시공되는 조립식 교각 구조물에 있어서,

기초부(1)를 형성하기 위해 배치 설치되는 철근부(11)에 수직으로 배열 설치되는 기초철근(10)과,

기초철근(10)에 안내되기 위한 안내공(21)이 다수개 배열 형성되며, 안내공(21)으로부터 이웃하는 위치에 다수개의 쉬즈관(S)이 배열 매입되어 통공(22)이 형성되며, 통공(22)의 외측 가장자리로부터 원주상에 소정깊이를 갖는 요홈(23)이 형성된 기초 세그먼트(20)와,

상기 기초 세그먼트(20)의 쉬즈관(S) 내에 관통되고, 구비되는 컨넥터(C)에 의해 연장 설치되는 강봉(P)과,

상기 기초부(1) 바닥에 설치되어 기초 세그먼트(20)를 소정높이에서 수평을 유지시키기 위한 위치 조정블럭(30)과,

상기 기초 세그먼트(20)측 쉬즈관(S)과 일치되도록 내측에 쉬즈관(S)이 다수개 매입되어 통공(42)이 형성되고, 통공(42)의 가장자리로부터 이격되는 원주상에 소정깊이를 갖는 요홈(43)이 형성된 표준 세그먼트(40)와,

상기 표준 세그먼트(40) 상에 안치되도록 다수의 쉬즈관(S)이 다수개 매입되어 통공(52)이 형성되며, 하면에 위치하는 통공(52)의 가장자리 외측에 요홈(53)이 형성된 들보 세그먼트(50)와,

상기 표준 세그먼트(40) 및 들보 세그먼트(50)의 쉬즈관(S)측단으로부터 연장되는 강봉(P) 일단에 체결되어 강봉(P)을 긴장시키는 스트레싱 앵커리지(T)로 구성된 것을 특징으로 하는 조립식 교각 구조물.
제8항에 있어서, 상기 기초 세그먼트(20), 표준 세그먼트(40)에 대응하는 요홈(23,43)에 각각의 모르타르(M)의 누수를 방지하는 고무링(R)이 설치되는 것을 특징으로 하는 조립식 교각 구조물.
제8항에 있어서, 상기 기초 세그먼트(20)의 상면, 표준 세그먼트(40)에 대응하는 접촉면의 가장자리에 근접하는 위치에는 상기 요홈(22,42) 및 강봉(P)을 모두 포함하는 하나의 요홈(22-1, 42-1)이 마련되고, 상기 요홈(22-1, 42-1)에는 각 세그먼트의 접촉면 외부로부터 염분의 침투를 방지하기 위한 고무링(R)이 각각 안내되어 설치되는 것을 특징으로 하는 조립식 교각 구조물.
제8항에 있어서, 상기 표준 세그먼트(40)와 들보 세그먼트(50)사이에 교각의 높이를 설정된 높이로 맞추기 위한 보정 세그먼트(40-1)가 적층되는 것을 특징으로 하는 조립식 교각 구조물.
제8항에 있어서, 상기 2주식, 3주식 교각 구조물 시공에 따른 표준 세그먼트(40) 사이에 횡좌굴 방지를 위한 가로보 세그먼트(50)가 적층되는 것을 특징으로 하는 조립식 교각 구조물.