KR100674079B1 - 교량용 교각의 중공프레임 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공실린더 형상의 프레임 내부에 콘크리트를 충진시켜 교각을 형성함에 있어, 상기 프레임 중공부 측벽에 복수개의 리브를 형성하여 이 리브가 충진된 콘크리트를 걸림고정하여 교각 조립시 콘크리트 유동을 방지하고 교각의 강도를 약화시키지 않도록 하는 교량용 교각의 중공프레임과 이것을 제조하는 제조방법에 관한 것으로, 상기 교량용 교각의 중공프레임은 몸체가 중공실린더 형상으로 형성되고, 그 중공부 내측벽 폭방향 둘레에 복수개의 리브가 출돌형성되어, 중공부에 콘크리트를 충진양생시킬 때 콘크리트가 상기 리브들에 걸림고정된 상태로 양생되어 이탈되지 않도록 하는 것을 특징으로 하며, 그리고 상기 교량용 교각의 중공프레임 제조방법은 금형 외주면 둘레에 상기 외주면보다 더 돌출되게 조립되는 복수개의 링을 간격유지수단으로 일정간격 이격되게 조립하는 링조립단계; 상기 링이 조립된 금형에 섬유강화소재(FRP)를 감아 중공실린더 형상으로 프레임을 성형하는 프레임 성형단계; 상기 성형된 프레임을 금형 일측방향으로 밀어서 금형에서 프레임을 분해시키는 프레임 분해단계; 상기 분해된 프레임에 충격을 가하여 프레임 내부에 부착된 링을 파쇄하여 프레임에서 링을 제거하는 링 제거단계;를 포함하는 것이 특징이다.

Description

교량용 교각의 중공프레임 제조방법 {Manufacture method the pillar frame of a bridge}

도 1 은 프레임 내부에 콘트리트가 충진된 조립식 교각이 교체를 지지하는 교량 개략도,

도 2 는 종래 교각 프레임 내부에 콘트리트가 충진된 확대 단면도,

도 3 은 본 발명에 따른 교각의 일부를 단면하여 내부를 보인 사시도,

도 4 는 본 발명의 교각 프레임 성형을 위한 금형 정면도,

도 5 는 도 4 의 요부 확대도로서 금형에 조립된 링들이 간격유지수단에 의해 배열된 상태의 도면,

도 6 는 본 발명에 따른 것으로, 금형에 의해 교각 프레임이 제조된 상태의 정단면도,

도 7 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 교각 프레임 정단면도,

도 8 은 본 발명의 교각 프레임 제조공정을 나타내는 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

6 : 교각 7 : 프레임

9 : 리브 11 : 링

12 : 링 조립단계 13 : 프레임 성형단계

14 : 프레임 분해단계 15 : 링 제거단계

본 발명은 내부에 콘크리트를 채워 교량의 상판을 지지하는 교각에 관한 것으로, 특히 중공실린더 형상의 프레임 내부에 콘크리트가 채워져 교각을 형성함에 있어, 프레임 내측벽에 복수개의 리브를 형성하여 이 리브가 프레임의 강도를 보강하면서 내부에 충진된 콘크리트를 고정하여 콘크리트가 유동되거나 이탈되는 현상을 방지하여 안전한 교량을 건설할 수 있도록 하는 교량용 교각의 중공프레임 제조 방법에 관한 것이다.

교량의 일반적인 형상은 도 1 과 같이 지면에 일렬로 배치된 복수개의 베이스(1)상에 교각(2)이 연직방향으로 설치되고, 상기 교각(2)들 상단부에 판상의 교체(3)가 조립된 형태로 구성된다.

여기서, 교각(2)은 교체(3)를 지지하는 중요한 요소가 되므로 충분한 강도가 요구되며, 또한 그 길이가 비교적 길게 형성되기 때문에 제조 및 설치공수의 간편성도 함께 요구되고 있다.

그러나 종래의 교각(2)은 베이스(1)상에 콘크리트를 타설하여 일체로 성형하였는데, 이는 베이스(1) 상부에 철근을 일정길이 조립하고, 이 철근 사방에 거푸집을 설치하여, 상기 거푸집 내부에 모르타르를 충진시키는 방법으로 설치하였다.

더 자세하게 설명하면, 종래 교각 제조방법은 베이스(1) 상부에 1단계로 설 치된 거푸집(미도시) 내부에 모르타르를 충진시켜 양생시킨 후 그 양생된 콘크리트에 이음되게 2단계로 거푸집을 설치하여 이 거푸집 내부에 또 다시 모르타르를 충진시키는 방법으로 거푸집과 모르타르를 단계별로 설치 및 충진시켜 교각(2)을 설정된 높이까지 제조하였다.

그러나 이와 같은 교각 제조방법은 미리 충진된 모르타르가 양생된 다음에 거푸집을 설치하고 거푸집 내부에 모르타르를 충진시켜 다시 양생될 때까지 기다려야 함을 반복해야 하므로 제조 공기와 비용이 많이 소요되고, 또한 이 때마다 거푸집을 단계별로 설치해야 하기 때문에 제조공수가 증가하게 된다.
그리고 이러한 교각설치는 교량이 시공되는 현장에서 연직방향으로 비교적 높게 설치되는 관계로 거푸집이 교각 상부에 이르게 될 때 그 높이가 상당하여 작업자의 추락에 대한 안전사고의 위험성도 있었다.

뿐만 아니라, 이러한 교각 제조방법은 거푸집을 다단식으로 설치해야 하므로 거푸집들 사이의 교각부분이 매끈하지 못하고, 거푸집을 견고하게 설치하지 않을 경우 충진된 모르타르의 측압에 의해 거푸집이 밀려나 교각의 전체적인 외관이 미려하지 못하는 단점이 있었다.

이러한 단점을 해결하기 위해 최근에는 유리섬유 강화 플라스틱(FRP 즉, Fiberglass-reinforced plastic) 소재를 중공형상으로 성형하여 프레임(4)을 만들고, 이 프레임(4) 중공부에 콘크리트(5)를 충진양생시켜 만드는 조립식 교각(2) 제조공법이 소개되고 있다. 상기 조립식 교각(2) 제조공법은 프레임(4)이 FRP 소재로 구성되므로 가벼우면서도 강한 강도를 가지고 있고, 이 프레임(4) 내부에 콘크리트(5)를 충진시키는 방법으로 교각(2)을 제조하게 된다.

따라서 종래 교각 설치공법과 비교하여 거푸집을 사용하지 않고 제조가 가능하고, 베이스(1)에 조립을 간편하게 할 수 있기 때문에 작업공수가 절감되어 공기를 단축하고 할 수 있음과 함께 제조가 간편하여 사용이 점차 증가추세에 있다.

그런데 상기와 같이 구성되는 종래 조립식 교각(2)의 프레임(4)은 도 2 에서 보는 바와 같이 중공의 내벽이 단순히 매끈하게 형성되어 있어 그 내부에 콘크리트(5)를 충진시켜 양생시키는 과정에서 프레임(4)과 충진된 콘크리트(5) 사이에 약간의 갭이 발생하게 되면 콘크리트(5)가 유동하게 된다.

따라서 상기 교각(2)을 베이스(1)상에 조립할 때 프레임(4)과 그 내부의 콘크리트(5)가 각기 따로 유동, 즉 콘크리트(5)가 프레임(4)에서 이탈되는 등의 문제점이 발생하여 교각(2)의 강도약화를 초래하고 조립을 원활하게 하지 못하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 중공실린더 형상의 프레임 내부에 콘크리트를 충진시켜 교각을 형성함에 있어, 상기 프레임 중공부 측벽에 복수개의 리브를 형성하여 이 리브가 충진된 콘크리트를 걸림고정하여 교각 조립시 콘크리트 유동을 방지하고 교각의 강도를 약화시키지 않도록 하는 교량용 교각의 중공프레임 제조방법을 제공함에 있다.

이러한 교량용 교각의 중공프레임은 몸체가 중공실린더 형상으로 형성되고, 그 중공부 내측벽 폭방향 둘레에 복수개의 리브가 출돌형성되어, 중공부에 콘크리트를 충진양생시킬 때 콘크리트가 상기 리브들에 걸림고정된 상태로 양생되어 이탈되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 중공프레임을 성형하는 제조방법은 금형 외주면 둘레에 상기 외주면보다 더 돌출되게 조립되는 복수개의 링을 간격유지수단으로 일정간격 이격되게 조립하는 링조립단계; 상기 링이 조립된 금형에 섬유강화소재(FRP)를 감아 중공실린더 형상으로 프레임을 성형하는 프레임 성형단계; 상기 성형된 프레임을 금형 일측 방향으로 밀어서 금형에서 프레임을 분해시키는 프레임 분해단계; 상기 분해된 프레임에 충격을 가하여 프레임 내부에 부착된 링을 파쇄하여 프레임에서 링을 제거하는 링 제거단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 따른 프레임을 제조하는 제조방법을 상세히 설명한다.

도 3 은 본 발명에 따른 교각의 일부를 단면하여 내부를 보인 사시도이다. 이 도면에서와 같이 본 발명의 교각(6)은 통상의 조립식 교각과 같이 중공형상으로 프레임(7)이 형성되고, 상기 프레임(7) 중공부에 콘크리트(8)가 충진되며 상단부에 복수개의 철근이 방사상으로 배치되어 형성된 교좌장치가 구비되어 하나의 어셈블리를 형성하게 된다. 상기와 같이 구성되는 교각(6)은 교량건설시베이스(1)에 조립되어 연직방향으로 세움설치되고 상기 설치된 상단부에 교체(상판.3)가 놓여져 교량을 형성하게 된다.

이러한 교각(6)에 있어서, 본 발명의 교각 프레임(7)은 중공형상의 몸체 내측벽 폭방향 둘레에 충진된 콘크리트(8)가 걸림고정된 상태로 양생될 수 있도록 복수개의 리브(9)가 일정간격 이격되게 돌출형성되는 것이 특징이다.

상기 프레임(7)은 도 4 와 같이 금형(10) 외주면에 액체의 유리섬유가 감겨서 성형되므로 상기 리브(9)가 프레임(7) 몸체와 일체로 성형되어 양생된 콘크리트(8)를 견고하게 걸림고정하게 된다.

여기서, 상기 리브(9)는 프레임(7) 몸체 길이와 폭에 따라 그 수량과 크기가 선택적으로 결정되는데, 길이와 폭이 클수록 상기 리브(9)도 크게 형성되고, 그 수량은 몸체의 길이에 비례해서 증감되는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명의 교각 프레임(7)은 상기와 같이 프레임(7) 내측벽에 복수개의 리브(9)가 형성되므로, 상기 중공부에 충진된 콘크리트(8)가 양생되면, 상기 리브(9)에 콘크리트(8)가 걸림고정되어 프레임(7)을 연직방향으로 세워 베이스(1)에 조립할 때 콘크리트(8)가 프레임(7)에서 유동하지 않게 되어 교각(6)을 간편하게 조립하게 되어 교량을 안전하게 시공할 수 있게 된다.

다음은 상기와 같이 리브(9)가 형성되는 본 발명의 교각용 프레임(7)을 성형하는 제조방법을 설명한다.

상기 교각 프레임(7)은 금형(10) 외주면 둘레에 상기 외주면보다 더 돌출되게 복수개의 링(11)을 일정간격 이격되게 조립하는 링 조립단계(12); 상기 링(11)이 조립된 금형(10)에 섬유강화소재(FRP)를 감아 중공실린더 형상으로 프레임(7)을 성형하는 프레임 성형단계(13); 상기 성형된 프레임(7)을 금형(10) 일측방향으로 밀어 금형(10)에서 프레임(7)을 분해시키는 프레임 분해단계(14); 상기 분해된 프레임(7)에 충격을 가하여 프레임(7) 내부에 부착된 링(11)을 파쇄하여 프레임(7)에서 링(11)을 제거하는 링 제거단계(15);를 포함한다.

상기 링 조립단계(12)는 상기 금형(10)의 일측단에서 복수개의 링(11)을 끼움식으로 삽입하고, 상기 삽입된 링(11)들을 일정간격으로 배치시킨다. 여기서, 상기 배치된 링(11)들 사이의 틈이 프레임(7)의 리브(9)를 형성하는 공간을 제공하게 된다.

상기 링(11)은 소정폭을 가지며 중공형상으로 구성되어 상기 금형(10)에 끼워지는 것으로, 재질은 상기 프레임(7) 성형시 열에 충분히 견디고, 상기 링(11) 제거공정시 가해지는 충격에 쉽게 파손되는 소재로 구성되어야 한다. 이러한 조건을 만족하는 링(11)의 소재는 세라믹 또는 석고가 좋을 것이다.

상기 링(11)은 링 제거단계(15)에서 링을 파쇄할 때 모서리 부분이 성형된 프레임(7)에서 잘 이탈될 수 있도록 모서리 부분에 모따기(16)가 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 상기 링(11)에 의해 성형된 프레임(7)의 리브(9)는 양측이 외측으로 경사져 견고한 형성으로 구성된다.

상기 복수개의 링(11)들은 도 5 와 같이 간격유지수단(17)에 의해 금형(10)에 일정간격으로 배치되게 조립되는데, 상기 간격유지수단(17)은 각 링(11)들 사이에 개재되는 간격유지부재(18)와 상기 간격유지부재(18)의 단부를 고정할 수 있도록 각각의 링(11) 폭방향 양측에 요입되는 수용부(19)로 구성된다. 여기서, 상기 간격유지수단(17)은 이 외에도 여러 가지 형상으로 구성될 수 있을 것이다.

따라서 금형에 복수개의 링(11)을 조립한 상태에서 이들 각각의 링(11)에 형성된 수용부(19)에 간격유지부재(18)를 조립하게 되면 링(11)들은 일정간격으로 배치된다.

상기 프레임 성형단계(13)는 상기 링(11)이 조립된 금형(10)에 액체상태의 섬유강화소재(FRP)를 감아 중공실린더 형상으로 프레임(7)을 성형하게 된다. 여기서, 상기 섬유강화소재는 복수가닥을 금형(10)의 길이방향과 폭방향을 감아 형성하거나 또는 소정각도 경사지게 감아 교체(3)를 지지할 수 있는 충분한 강도를 가질 수 있는 두께가 될 때 감은 후 이를 열처리하여 고체상태로 성형하게 된다. 상기의 성형방법은 통상의 성형방법과 같아 더 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같이 섬유강화소재(FRP)로 구성되는 프레임(7)은 금형(10)에 감길 때 상기 링(11)과 링(11) 사이의 공간에 수용된 상태로 감기게 되고, 상기 공간에 수용되어 돌출되게 성형된 부분이 콘크리트(8)를 걸림고정하는 리브(9)가 된다.

상기 프레임 분해단계(14)는 금형(10)에서 성형된 프레임(7)을 일측방향으로 밀어서 간단히 분해시키게 되는데, 이 때 상기 금형(10)에 조립된 링(11)은 성형된 프레임(7)에 그대로 부착된 상태가 된다.

상기 링 제거단계(15)는 상기 프레임(7) 분해공정에서 프레임(7) 내측벽에 존재하는 링(11)을 제거하는 공정으로, 이는 상기 성형된 프레임(7)에 충격을 가하여 제거하게 된다. 더 자세하게 설명하면, 상기 프레임(7)의 외부에서 충격을 가하게 되면 상기 프레임(7)에 부착된 링(11)이 가해지는 충격에 의해 파손되어 프레임(7)에서 분리된다. 이 때 상기 프레임(7)은 섬유강화소재로 구성되므로 링(11)을 분리시키기 위해 충격이 가해지더라도 그 충격을 충분히 견디는 강도를 가지므로 손상되지 않게 되고, 상기 링(11)은 모서리 부분이 모따기(16) 형태로 구성되므로 프레임(7)에서 쉽게 이탈된다.

상기와 같은 공정으로 프레임(7)을 성형하게 되므로 상기 프레임(7)은 도 6 과 같이 중공부 측벽에 복수개의 리브(9)를 형성할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 다른 실시예는 도 7 과 같이 프레임을 파형상으로 구성할 수도 있다. 이는 상기 금형에 복수개의 링이 조립되므로 금형 외형상이 요철부를 형성하게 되므로, 상기 요철부 형상을 가진 금형에 에프알피(FRP)소재를 일정하게 감게 되면 상기 도면과 같이 프레임 외주면에 파형상이 형성된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명의 교각 프레임은 금형에 복수개의 링을 간격유지수단으로 간편하게 조립하고, 상기 금형에 FRP소재를 감아 성형하게 되므로, 그 내측벽에 상기 링에 의해 복수개의 리브가 형성된다.

따라서 프레임 내부에 충진된 콘크리트를 상기 리브가 걸림고정하게 되므로 콘크리트가 유동하거나 이탈되는 현상을 방지하게 되므로, 교각을 베이스에 안전하게 조립할 수 있게 하여 교량시공을 간편하게 할 수 있게 하는 장점을 가지게 된다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 금형 외주면 둘레에 상기 외주면보다 더 돌출되게 복수개의 링을 일정간격 이격되게 조립하는 링 조립단계;

   상기 링이 조립된 금형에 섬유강화소재(FRP)를 감아 중공실린더 형상으로 프레임을 성형하는 프레임 성형단계;

   상기 성형된 프레임을 금형 일측방향으로 밀어 금형에서 프레임을 분해시키는 프레임 분해단계;

   상기 분해된 프레임에 충격을 가하여 프레임 내부에 부착된 링을 파쇄하여 프레임에서 링을 제거하는 링 제거단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 교각의 중공프레임 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 링은 프레임 성형시 열에 견디고, 상기 링 제거공정시 가해지는 충격에 쉽게 파손되는 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 교량용 교각의 중공프레임 제조방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 링은 세라믹인 것을 특징으로 하는 교량용 교각의 중공프레임 제조방법.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 링은 석고인 것을 특징으로 하는 교량용 교각의 중공프레임 제조방법.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 링은 각 링들 사이에 개재되는 간격유지부재;

   상기 간격유지부재의 단부를 고정할 수 있도록 각각의 링 폭방향 양측에 요입되는 수용부;를 포함하는 간격유지수단에 의해 배치되는 것은 특징으로 하는 교량용 교각의 중공프레임 제조방법.

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