KR100656948B1 - 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 및이의 시공방법 - Google Patents

중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 및이의 시공방법 Download PDF

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KR100656948B1 KR1020060014352A KR20060014352A KR100656948B1 KR 100656948 B1 KR100656948 B1 KR 100656948B1 KR 1020060014352 A KR1020060014352 A KR 1020060014352A KR 20060014352 A KR20060014352 A KR 20060014352A KR 100656948 B1 KR100656948 B1 KR 100656948B1
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이성근
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(주)평화엔지니어링
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Abstract

본 발명은 구조 효율성이 뛰어난 하중 분담이 이루어지며, 개방형 단면으로 효율성이 증대되며, 주변지형과 조화를 이루며, 토공을 최소한으로 실시하므로 경제적으로 가설할 수 있으며, 교량의 점검이 용이한 시설이며, 무 받침 및 무 이음구조로 유지관리를 최소화하도록 한 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량은 지중에 다수개의 말뚝이 시공되어 이루어진 유연한 기초부와; 상기 기초부상에 콘크리트가 타설되어 양측에 각각 형성되는 교대와; 상기 교대간을 가로질러 강결 구조로 설치되는 프리스트레스트 콘크리트 거더와; 상기 교대의 소정의 위치에 설치되는 아치리브와; 상기 프리스트레스트 콘크리트 거더와 아치리브에 각각 고정 설치되는 행어케이블 정착구와; 상기 프리스트레스트 콘크리트 거더의 행어케이블 정착구와 상기 아치리브의 행어케이블 정착구간에 고정 설치되는 행어케이블로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 시공방법은 교통 소통을 위한 가설도로를 축조하는 단계(Ⅰ); 상기 가설도 로의 인접부분에 교량시공을 위한 터파기를 실시하는 단계(Ⅱ); 상기 터파기 부분에 다수개의 말뚝을 시공하여 유연한 기초부를 시공하는 단계(Ⅲ); 상기 기초부상에 교대 및 프리스트레스트 콘크리트 거더를 시공하는 단계(Ⅳ); 상기 프리스트레스트 콘크리트 거더의 긴장을 통한 프리스트레스 긴장력을 도입하는 단계(Ⅴ); 상기 프리스트레스트 콘크리트 거더에 난간, 중앙 분리대 및 교면 포장을 실시하는 단계(Ⅵ); 교량시공을 위한 강관을 조립하여 아치리브를 형성하는 단계(Ⅶ); 상기 아치리브를 크레인으로 조금구를 이용하여 인양 및 거치하는 단계(Ⅷ); 상기 아치리브와 프리스트레스트 콘크리트 거더에 행어케이블 정착구를 설치하고, 상기 헹어케이블 정착구간에 행어케이블을 설치하는 단계(Ⅸ)를 순차적으로 시행하여 교량을 시공함을 특징으로 한다.
아치, 프리스트레스트 콘크리트, 교량

Description

중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 및 이의 시공방법{composite bridge and the construction method of this}
도 1은 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량을 도시한 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량을 도시한 종단면도,
도 4는 도 3의 A-A선 단면도,
도 5는 도 3의 B-B 및 C-C선 단면도,
도 6은 도 3의 D-D선 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량을 도시한 정면도,
도 8은 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량을 도시한 단면도,
도 9는 도 3의 "A" 부분을 확대 도시한 상세도,
도 10은 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량의 강연선 배치 상태를 도시한 평면도,
도 11은 도 10의 A-A선 및 C-C선 단면도,
도 12는 도 10의 B-B선 단면도,
도 13은 도 10의 "A" 부분을 확대 도시한 상세도,
도 14는 도 10의 "B" 부분을 확대 도시한 상세도,
도 15는 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량의 강연선 배치 상태를 도시한 종단면도,
도 16은 도 15의 "C" 부분을 확대 도시한 상세도.
도 17은 도 15의 "D" 부분을 확대 도시한 상세도,
도 18은 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량의 아치리브와 정착구를 도시한 정면도,
도 19는 도 18의 A-A선 단면도,
도 20은 도 18의 "A" 부분을 확대 도시한 상세도,
도 21은 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량의 행어케이블을 도시한 정면도,
도 22는 도 21의 "B" 부분을 확대 도시한 상세도,
도 23은 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량의 아치리브를 도시한 종단면도,
도 24는 도 23의 좌측 아치리브를 도시한 종단면도1,
도 25는 도 24의 "A" 부분을 확대 도시한 상세도,
도 26은 도 23의 우측 아치리브를 도시한 종단면도2,
도 27은 도 26의 "B" 부분을 확대 도시한 상세도,
도 28은 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량의 조금구를 도시한 종단면도,
도 29는 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량의 조금구를 도시한 정면도,
도 30a ∼ 도 30h는 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량을 시공하는 공정을 도시한 순서도.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
10: 기초부 12: 말뚝
20: 교대 22: 중간 슬래브
30: 프리스트레스트 콘크리트 거더 32: PC강선
40: 아치리브 정착구 50: 아치리브
52: 조금구 60: 행어케이블 정착구
70: 행어케이블 B: 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량
T: 터파기
본 발명은 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 특히 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 아치리브 및 행어케이블을 유기적으로 결합한 복합 구조체 및 이를 시공하는 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 평면 교차를 피하여 도로나 철도를 가로질러 넘어가는 오버 브리지로 하는 경우가 많다.
또한, 도로, 철도 등의 밑을 가로지르는 비교적 경간이 작은 곳에는 라멘교 또는 박스 라멘교로 하는 것이 보통이다.
여기서, 상기한 라멘교는 특히 본선의 성토고가 10m 전후이고, 본선의 하부를 지나가는 도로나 철도 및 하천 등의 폭이 70m 이내인 경우에 적합한 교량이다.
그러나 상기한 라멘교는 본선의 성토고가 10m를 초과하는 경우 필요한 도로폭을 확보하기 위해 앞 성토를 줄이고 벽체의 높이를 높임에 따라 라멘교의 날개벽이 과다하게 연장되며, 벽체가 높아진 만큼 벽체가 지지할 토압도 높아지므로, 높아진 토압을 견디기 위해서는 벽체의 단면을 과다하게 증가시키는 문제가 있다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 구조 효율성이 뛰어난 하중 분담이 이루어지며, 교량의 개방형 단면으로 효율성이 증대되며, 주변지형과 조화를 이루며, 토공을 최소한으로 실시하므로 경제적으로 가설할 수 있으며, 교량의 점검이 용이한 시설이며, 무 받침 및 무 이음구조로 유지관리를 최소화하도록 한 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량은 지중에 다수개의 말뚝이 시공되어 이루어진 유연한 기초부와; 상기 기초부상에 콘크리트가 타설되어 양측에 각각 형성되는 교대와; 상기 교대간을 가로질러 강 결 구조로 설치되는 프리스트레스트 콘크리트 거더와; 상기 교대의 소정의 위치에 설치되는 아치리브와; 상기 프리스트레스트 콘크리트 거더와 아치리브에 각각 고정 설치되는 행어케이블 정착구와; 상기 프리스트레스트 콘크리트 거더의 행어케이블 정착구와 상기 아치리브의 행어케이블 정착구간에 고정 설치되는 행어케이블로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 시공방법은 교통 소통을 위한 가설도로를 축조하는 단계(Ⅰ); 상기 가설도로의 인접부분에 교량시공을 위한 터파기를 실시하는 단계(Ⅱ); 상기 터파기 부분에 다수개의 말뚝을 시공하여 유연한 기초부를 시공하는 단계(Ⅲ); 상기 기초부상에 교대 및 프리스트레스트 콘크리트 거더를 시공하는 단계(Ⅳ); 상기 프리스트레스트 콘크리트 거더의 긴장을 통한 프리스트레스 긴장력을 도입하는 단계(Ⅴ); 상기 프리스트레스트 콘크리트 거더에 난간, 중앙 분리대 및 교면 포장을 실시하는 단계(Ⅵ); 교량시공을 위한 아치리브를 조립하여 아치리브를 형성하는 단계(Ⅶ); 상기 아치리브를 크레인으로 조금구를 이용하여 인양 및 거치하는 단계(Ⅷ); 상기 아치리브와 프리스트레스트 콘크리트 거더에 행어케이블 정착구를 설치하고, 상기 행어케이블 정착구간에 행어케이블을 설치하는 단계(Ⅸ)를 순차적으로 시행하여 교량을 시공함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 29에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량은 지중에 다수개의 말뚝(12)이 시공되어 이루어진 유연한 기초부(10)와; 상기 기초부(10)상에 콘크리트가 타설되어 양측에 각각 형성되는 교대(20)와; 상기 교대(20)간을 가로질러 강결 구조로 설치되는 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)와; 상기 교대(20)의 소정의 위치에 매입되는 아치리브 정착구(40)와; 상기 아치리브 정착구(40)에 설치되는 아치리브(50)와; 상기 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)와 아치리브(50)에 각각 고정 설치되는 행어케이블 정착구(60)와; 상기 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)의 행어케이블 정착구(60)와 상기 아치리브(50)의 행어케이블 정착구(60)간에 고정 설치되는 행어케이블(70)로 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량은 기초부(10), 교대(20), 프리스트레스트 콘크리트 거더(30), 아치리브 정착구(40), 아치리브(50), 행어케이블 정착구(60) 및 행어케이블(70)이 유기적으로 결합되어 이루어진 교량이다.
여기서, 상기 기초부(10)는 말뚝(12)을 다수 개 천공 및 항타하여 이루어지되, 교대(20)의 전면쪽 하부에 설치되는 말뚝(12)은 그 간격이 밀집되게 설치되고, 교대(20)의 배면쪽 하부에 설치되는 말뚝(12)은 그 간격이 듬성듬성 되게 설치된 구조이다.
이와 같이 기초부(10)의 말뚝(12)을 배치하는 이유는 말뚝(12)의 유연도를 이용하여 상부수평력을 효율적으로 분배하기 위함이다.
또한, 상기 교대(20)는 전체적으로 사각형상의 박스로 이루어지고, 그 내부를 가로질러 중간 슬래브(22)가 일체로 형성된 구조이다.
이와 같은 교대(20)는 벽식 일체형 구조로 이루어짐으로써, 유지관리 용이하며, 또한 중간 슬래브(22)를 추가로 형성함으로써, 강성을 증대시킬 수 있다.
특히, 상기 교대(20)는 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)와 무 받침 강결 구조로 연결되므로, 지간 중앙 정모멘트부를 얇은 형상으로 하고, 온도변화에 대한 영향은 교대(20)의 수직벽체와 기초부(10)의 말뚝(12)의 유연한 구조체 형성으로 대처하며, 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)의 벽체부 공간을 통행로 및 점검용 통로로 사용할 수 있으며, 받침 및 신축 이음이 없는 구조로 유지관리가 매우 우수하다.
상기 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)는 3실 박스형(개방형)으로 이루어지되, 지점부에서는 3실 박스형상으로 이루어지고, 중앙부에서는 하부플랜지가 제거된 단면형상으로 이루어진 구조이다.
상기 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)는 그 지점부에서 중앙부로 단면형상이 곡선으로 변화되도록 구성된다.
여기서, 상기 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)는 교량의 장지간화에 따른 하부구조의 원활한 하중전달을 위하여 필요한 단면과 중앙부의 재하하중에 저항하기 위한 단면 등 변화 단면에 대한 경제적이며, 안정성이 뛰어난 단면의 도출이 필요하며, 또한 장지간화에 따른 교량의 미관적 요소를 고려하여 단면이 변화되는 변단면을 갖도록 구성됨을 밝혀둔다.
즉, 단면형상의 변화에는 여러 가지 경우가 있는데 본 발명에서는 상기의 장지간화에 따른 조건을 수용하기 위하여 곡선으로 단면이 변화하도록 계획하였으며, 여러 가지 곡선으로 단면변화에 따른 경제성, 안정성, 경관성 등을 검토하여 각 조건을 수용할 수 있는 2차 포물선 단면형상으로 구성하였음을 밝혀둔다.
이와 같은 2차 포물선에 의한 단면의 변화로 인하여 지간에 대한 형고의 비율을 감소시켜 경제적이면서도 미적인 교량을 창출할 수 있음을 밝혀둔다.
상기한 바와 같은 구조로 이루어진 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)는 횡방향 프리스트레싱 도입이 불필요하며, 캔틸레버 길이가 짧고, 형고 및 단면두께가 최소로 되며, 프리스트레스트 콘크리트 거더(30) 내부의 유지관리가 유리하며, 중앙부 개방단면으로 외부에서 육안으로 점검이 가능하며, 얇은 단면형상으로 미관이 수려한 작용효과가 있다.
또한, 상기 아치리브 정착구(40)는 양쪽 교대(20)중 어느 한쪽에만 고정 설치된 구조이다.
상기 아치리브(50)는 다수개의 강관을 조립한 것으로, 아치리브(50)의 단면은 원형강관(Tubular 단면)형상으로 하여, 구조의 단순화 및 효율성을 기하며, 항력계수가 작아 풍하중에 유리하며, 아치리브(50)의 좌굴에 대한 안정성을 확보할 수 있다.
여기서, 상기 아치리브(50)는 아치리브 정착구(40)에 일측이 설치되고, 타측은 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 콘크리트로 매입된 구조이다.
즉, 상기 아치리브(50)의 설치는 강재와 콘크리트간의 변형률의 차이와 아치리브(50)의 양중시 아치리브(50)의 자중으로 인한 아치리브(50)의 변형으로 인한 아치리브(50)의 설치시 시공성 결여를 해결하고자 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 한쪽은 아치리브 정착구(40)를 매입하고, 다른 한쪽은 블록아웃을 통하여 아치리브(50)가 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 매입될 수 있도록 구성하였다.
여기서, 상기 일측이라 함은 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 콘크리트 타설시 미리 매입되어 아치리브(50)가 설치될 수 있도록 설치된 아치리브 정착구(40)가 설치된 곳을 의미하며, 타측은 블록아웃을 통하여 아치리브(50)가 직접 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 매립되는 곳을 의미한다.
즉, 미리 아치리브 정착구(40)가 매입되어 아치리브(50)와 아치리브 정착구(40)가 직접 연결되는 곳을 일측이라 하고, 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 블록 아웃시키고, 이곳에 직접 아치리브(50)를 삽입한 후 여분의 공간을 콘크리트로 채운 곳을 타측이라 함을 밝혀두는 바이다.
또한, 상기 아치리브(50)는 설계시 주요 변수인 지간-라이즈비가 1/6 - 1/8로 이루어진 구조이다.
여기서, 라이즈비 1/6은 아치리브(50)에 작용하는 축력이 다소 작았지만 높은 라이즈비로 경관성이 보통이다.
또한, 라이즈비 1/7은 아치리브(50)에 작용하는 축력은 보통인 반면에 낮은 라이즈비로 경관성이 우수하다.
그리고 라이즈비 1/8은 아치리브(50)에 작용하는 축력은 다소 컸지만 낮은 라이즈비로 경관성이 보통이다.
따라서, 구조적인 안정성과 경관성 및 경제성에서 라이즈비 1/7이 바람직하다.
또한, 상기 행어케이블 정착구(60)는 비교적 소규모의 정착부를 가지고 있는 교량으로서 경제적이고, 재긴장 및 교체 등 유지 관리성이 우수한 핀 소켓을 설치한다.
여기서, 상기 정착부는 지압판 지지형식과 웨브 지지형식을 혼용하되, 프리 스트레스트 콘크리트 거더(30)는 지압판 지지형식으로 하고, 아치리브(50)는 웨브 지지형식을 적용함으로 정착부의 제작 및 설치가 간단하고 점검 및 교체가 용이하다.
상기 행어케이블(70)은 V형으로 일측은 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 타측은 아치리브(50)에 고정 설치된 구조이다.
여기서, 상기 행어케이블(70)은 V형, W형, 연직의 배치형상에 따라서 배치순으로 아치리브(70)의 하중부담이 감소하나 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)가 받는 휨모멘트는 많이 증가하므로 아치리브(50)와 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)의 균형적인 하중분담을 보이는 V형으로 행어케이블(70)을 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 행어케이블(70)은 아치리브(50)와의 각도가 30°로 한다.
즉, 교량 완성 후 행어케이블(70)을 동일한 인장력으로 긴장하며, 행어케이블(70)에 작용하는 인장력 및 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)의 응력을 검토한 후 구조적, 미관적으로 유리한 각도를 선정한다.
여기서, 상기한 행어케이블(70)의 각도가 클수록 행어케이블(70)에 작용하는 인장력은 크게 발생하며, 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)와 아치리브(50)에 작용하는 인장응력은 작게 발생하므로 아치리브(50)와 행어케이블(70) 각도를 30°로 하는 것이 구조적, 미관적으로 바람직하다.
또한, 교량 완공 후 변동하중에 의한 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)의 부담을 감소하고자 설치하는 아치리브(50)과 행어케이블(70)의 단면형상은 아치리 브(50)의 응력, 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)의 응력 모두 허용 응력 이내로 구조적으로 안정되므로 풍하중에 유리하고, 미관이 수려한 원형으로 하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 아치리브(50) 및 행어케이블(70)을 설치하지 않은 경우에는 고정하중에 의한 하연에서 최대 인장응력이 발생되며, 사용하중 작용시 허용응력을 초과하므로 아치리브(50) 및 행어케이블(70)을 설치하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 아치리브(50)와 행어케이블(70)의 설치로 상부 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)의 하연응력이 인장에서 압축 응력으로 변동하고, 활하중의 재하에 따른 아치리브(50) 및 행어케이블(70) 미설치시의 60% 정도의 인장응력을 받으므로 고정하중은 상부 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에서 활하중은 아치리브(50)가 분담하는 것이 이상적인 거동이다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량의 시공에 대해 설명한다.
도 30a ∼ 도 30h는 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량을 시공하는 공정을 도시한 순서도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 시공방법은 교통 소통을 위한 가설도로를 축조하는 단계(Ⅰ); 상기 가설도로의 인접부분에 교량시공을 위한 터파기(T)를 실시하는 단계(Ⅱ); 상기 터파기(T) 부분에 다수개의 말뚝(12)을 시공하여 유연한 기초부(10)를 시공하는 단계(Ⅲ); 상기 기초부(10)상에 교대(20) 및 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)를 시공하는 단계(Ⅳ); 상기 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)의 긴장을 통한 프리스트레스 긴장력을 도입하는 단계(Ⅴ); 상기 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 난간, 중앙 분리대 및 교면 포장을 실시하는 단계(Ⅵ); 교량시공을 위한 강관을 조립하여 아치리브(50)를 형성하는 단계(Ⅶ); 상기 아치리브(50)를 크레인으로 조금구(52)를 이용하여 인양 및 거치하는 단계(Ⅷ); 상기 아치리브(50)와 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 행어케이블 정착구(60)를 설치하고, 행어케이블(70)을 설치하는 단계(Ⅸ)를 순차적으로 시행하여 교량(B)을 시공한다.
즉, 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 시공방법은 가설도로를 축조하고, 터파기(T를 하며, 말뚝(12)을 시공한 후, 교대(20) 및 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)를 시공하며,프리스트레스트 콘크리트 거더(30)를 긴장하며, 아치리브 정착구(40)와 아치리브(50)을 설치하며, 행어케이블 정착구(60) 및 행어케이블(70)을 설치하여 교량(B)을 시공함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 각 단계별로 나누어 더욱 상세히 설명한다.
Ⅰ 단계는 교통 소통을 위한 가설도로를 축조하는 단계이다.
도로의 교통소통을 위한 가설도로를 축조하고, 구조물 시공을 위한 터파기 (T)영역을 확인하여 구조물 시공시 교통처리용 가설도로와 중첩을 피하도록 한다.
Ⅱ 단계는 가설도로의 인접부분에 교량시공을 위한 터파기(T)를 실시하는 단계이다.
교량시공을 위해 지반의 터파기(T)를 실시하며, 되메우기 및 다짐을 실시한다.
Ⅲ 단계는 터파기(T) 부분에 다수개의 말뚝(12)을 천공 후 항타하여 기초부(10)를 시공한다.
말뚝(12) 시공은 지반천공 후 항타를 통하여 말뚝(12)을 시공한다.
기초부(10) 시공은 수화열 해석에 의한 1차 시공이다.
교대(20)의 벽체부 및 수평격벽부 시공은 수화열 해석에 의한 2차 시공으로 교대(20)의 수평격벽의 설치를 위하여 동바리를 설치하며, 동바리 철거는 교대(20) 시공을 위하여 추후에 실시한다.
Ⅳ 단계는 기초부(10)상에 교대(20) 및 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)를 시공하는 단계이다.
교대(20) 전면 및 배면에 부분적인 성토 및 다짐을 실시하여, 동바리 설치를 위한 지반의 평탄화 작업을 실시한다.
이어서, 동바리 설치를 통한 교대(20) 및 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)를 시공한다.
교대(20) 시공시 아치리브(50)의 시공을 위한 아치리브 정착구(40)를 시공하되, 교량(B)의 시점부에서는 아치리브 정착구(40)를 선매입하고,아치리브(50)를 접합하며, 종점부에서는 아치리브(50)를 접합하고, 아치리브 정착구(40)를 후 매입한 다.
Ⅴ 단계는 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)의 긴장을 통한 프리스트레스 긴장력을 도입하는 단계이다.
프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 부착된 강선(32)의 긴장을 통해 프리스트레스 긴장력을 도입한다.
Ⅵ 단계는 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 난간, 중앙 분리대 및 교면포장을 실시하는 단계이다.
교대(20) 배면을 성토하고, 동바리를 부분 철거하며, 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)상에 난간, 중앙분리대 및 교면포장을 실시한다.
Ⅶ 단계는 교량시공을 위한 강관을 조립하여 아치리브(50)를 형성하는 단계이다.
공장에서 운반된 강관을 현장에서 용접 조립하여 아치리브(50)를 구성한다.
Ⅷ 단계는 아치리브(50)를 크레인으로 조금구(52)를 이용하여 인양 및 거치하는 단계이다.
크레인으로 조금구(52)를 이용하여 아치리브(50)를 인양 및 거치한 후, 상기 아치리브(50)의 아치리브 정착구(40)를 고정하되, 기 설치된 시점부에는 용접하고, 아치리브 정착구(40)가 블록아웃된 종점부에는 삽입 및 콘크리트 타설로 고정시킨다.
Ⅸ 단계는 아치리브(50)와 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 행어케이블 정착구(60)를 설치하고, 상기 행어케이블 정착구(60)에 행어케이블(70)을 설치하는 단계이다.
아치리브(50)와 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 행어케이블 정착구(60)를 설치하고, 상기 행어케이블 정착구(60)에 행어케이블(70)을 설치한 후, 동바리를 완전히 철거하며, 도로의 잔여분량을 절취한 후, 차량을 통행시키면서 교통처리용 가설도로를 철거하여 교량을 시공하는 것이다.
상기한 바와 같은 구성 및 시공으로 이루어지는 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량(B)은 다음과 같은 특징이 있다.
첫째, 본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)와 행어케이블(70)의 복합구조체이다.
둘째, 본 발명은 폭원이 없는 도로나 하천 등을 단경간으로 횡단하는 구조이다.
셋째, 본 발명은 말뚝(12)의 시공으로 유연한 기초부(10)를 이루는 구조이다.
넷째, 본 발명은 계획고가 높은 경우에 바람직한 교량이다.
다섯째, 본 발명은 고정하중은 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에서 부담하고, 활하중은 아치리브(50)에서 부담함으로써, 구조 효율성이 뛰어난 하중 분담이 이루어진 구조이다.
여섯째, 본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)의 개방형 단면으로 효율성이 증대되는 구조이다.
일곱째, 본 발명은 교량(B)의 주변지형과 조화를 이루는 환경 친화적인 구조이다.
여덟째, 본 발명은 토공을 최소한으로 실시할 수 있으며, 교량(B)의 점검이 용이한 시설이며, 무받침 및 무이음구조이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 및 이의 시공방법은 구조 효율성이 뛰어난 하중 분담이 이루어지며, 개방형 단면으로 효율성이 증대되며, 주변지형과 조화를 이루며, 토공을 최소한으로 실시하므로 경제적으로 가설할 수 있으며,점검이 용이한 시설이며, 무받침 및 무신축구조로 유지관리를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

Claims (10)

  1. 지중에 다수개의 말뚝(12)이 시공되어 이루어진 유연한 기초부(10)와;
    상기 기초부(10)상에 콘크리트가 타설되어 양측에 각각 형성되는 교대(20)와;
    상기 교대(20)간을 가로질러 강결구조로 설치되는 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)와;
    상기 교대(20)의 소정의 위치에 매입되는 아치리브 정착구(40)와;
    상기 아치리브 정착구(40)에 일측이 설치되고, 타측은 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 콘크리트로 매입 설치되는 아치리브(50)와;
    상기 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)와 아치리브(50)에 각각 고정 설치되는 행어케이블 정착구(60)와;
    상기 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)의 행어케이블 정착구(60)와 상기 아치리브(50)의 행어케이블 정착구(60)간에 고정 설치되는 행어케이블(70)로 구성됨을 특징으로 하는 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 교대(20)는 전체적으로 사각형상의 박스로 이루어지고, 그 내부를 가로질러 중간 슬래브(22)가 일체로 형성됨을 특징으로 하는 중앙부 하부플랜지가 제거 된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)는 지점부에서는 박스형상으로 이루어지고, 중앙부에서는 하부플랜지가 제거된 단면형상으로 구성됨을 특징으로 하는 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)는 그 지점부에서 중앙부로 단면형상이 곡선으로 변화되는 2차 포물선 단면형상으로 구성됨을 특징으로 하는 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 행어케이블(70)은 V형, W형, 단일 수직형, 복수 수직형, 다수 수직형, 역V형, 역W형중 어느 하나의 형상으로 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 배치됨을 특징으로 하는 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량.
  6. 교통 소통을 위한 가설도로를 축조하는 단계(Ⅰ); 상기 가설도로의 인접부분에 교량시공을 위한 터파기(T)를 실시하는 단계(Ⅱ); 상기 터파기(T) 부분에 다수개의 말뚝(12)을 시공하여 유연한 기초부(10)를 시공하는 단계(Ⅲ); 상기 기초부(10)상에 교대(20) 및 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)를 시공하는 단계(Ⅳ); 상기 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)의 강선(32)의 긴장을 통한 프리스트레스 긴장력을 도입하는 단계(Ⅴ); 상기 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 난간, 중앙 분리대 및 교면포장을 실시하는 단계(Ⅵ); 교량시공을 위한 아치리브를 조립하여 아치리브(50)를 형성하는 단계(Ⅶ); 상기 아치리브(50)를 크레인으로 조금구(52)를 이용하여 인양 및 거치하는 단계(Ⅷ); 상기 아치리브(50)와 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 행어케이블 정착구(60)를 설치하고, 상기 행어케이블 정착구간에 행어케이블(70)을 설치하는 단계(Ⅸ)를 순차적으로 시행하여 교량(B)을 시공함을 특징으로 하는 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 시공방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 교대(20)는 전체적으로 사각형상의 박스로 이루어지고, 그 내부를 가로질러 중간 슬래브(22)를 일체로 형성함을 특징으로 하는 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 시공방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)는 지점부에서는 박스형상으로 이루어지고, 중앙부에서는 하부플랜지가 제거된 단면형상으로 구성함을 특징으로 하는 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 시공방법.
  9. 제 6항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)는 그 지점부에서 중앙부로 단면형상이 곡선으로 변화되는 2차 포물선 단면형상으로 구성함을 특징으로 하는 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 시공방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 행어케이블(70)은 V형, W형, 단일 수직형, 복수 수직형, 다수 수직형, 역V형, 역W형중 어느 하나의 형상으로 프리스트레스트 콘크리트 거더(30)에 배치함을 특징으로 하는 중앙부 하부플랜지가 제거된 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더와 활하중을 분담하는 강아치를 이용한 복합교량 시공방법.
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