KR100674080B1 - 교량용 교각 설치공법 - Google Patents

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

본 발명은 에프알피(FRP)소재로 이루어진 중공형상의 프레임 내부에 콘크리트가 충진되게 교각을 프리캐스트로 제작하고, 이렇게 제작된 교각을 하부베이스에 상부철근으로 고정시키고, 상기 상부철근은 콘크리트로 타설하는 공법으로 교각을 수직상태로 시공하여 거푸집 사용에 따른 공기지연 및 설치비용을 줄이고, 교각의 외관을 미려하게 할 수 있도록 하는 교량용 교각 설치공법에 관한 것으로, 이러한 교량용 교각 설치공법은 복수개의 하부철근을 가로 및 세로방향으로 서로 결속되게 배치하고, 이들 하부철근 하부를 콘크리트로 타설하여 하부베이스를 형성하는 하부베이스 타설단계; 에프알피(FRP) 소재로 성형된 중공형상의 프레임 하부 근처 소정위치에 가로 및 세로방향으로 복수개의 슬리브를 관통되게 배열하고 상기 프레임 내부에 콘크리트를 충진시키는 프리캐스트 공법으로 교각을 제작하는 교각제작단계; 상기 제작된 교각을 상기 하부베이스의 바닥에 세워 각각의 슬리브에 상부철근을 관통시켜서 상기 하부베이스의 하부철근에 고정시키고, 상기 각 슬리브 내부를 그라우트로 충진시키는 교각거치단계; 상기 상부철근에 콘크리트를 타설하여 상부베이스를 형성하므로써 상기 상부베이스가 상기 상부철근과 교각을 상기 하부베이스에 고착성형시키는 상부베이스 타설단계;를 포함하는 것이 특징이다.

Description

교량용 교각 설치공법{A pillar constructing method for a bridge}
도 1 은 종래 교각 설치공법에 의해 완성된 교각 정단면도,
도 2 는 본 발명의 공법에 의해 설치된 교각 정단면도,
도 3 은 본 발명의 공법에 의해 완성된 하부베이스 정단면도,
도 4 는 본 발명에 따른 것으로, 금형에 의해 교각의 중공프레임이 성형된 상태를 나타내는 부분 단면도,
도 5 는 본 발명에 따른 것으로, 하부베이스에 교각이 거치된 상태의 정면도,
도 6 은 본 발명에 따른 것으로, 교각에 장착된 슬리브에 철근이 삽입된 상태의 정면도,
도 7 은 도 6 의 A-A선을 따라 단면하여 교각에 장착된 슬리브에 철근이 삽입된 상태의 평단면도,
도 8 은 본 발명에 따른 것으로, 하부베이스에 상부베이스가 타설되어 교각을 고착한 상태의 정단면도,
도 9 는 본 발명에 따른 교각 설치공법의 순서도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
5 : 하부베이스 6 : 교각
7 : 상부베이스 9 : 하부베이스 타설단계
10 : 내부프레임 11 : 외부프레임
12 : 슬리브 13 : 교각제작단계
15 : 교각거치단계 16 : 상부베이스 타설단계
본 발명은 프리캐스트로 제작된 교각을 조립식으로 설치하는 교량용 교각 설치공법에 관한 것으로, 특히 에프알피(FRP)소재로 이루어진 중공형상의 프레임 내부에 콘크리트가 충진되게 교각을 제작하고, 이렇게 제작된 교각을 하부베이스상에 거치시킨 후 콘크리트로 타설고착시켜 거푸집 사용에 따른 공기지연 및 설치비용을 줄이고, 교각의 외관을 미려하게 할 수 있도록 하는 것이다.
종래의 교량용 교각 설치는 도 1 과 같이 교각의 베이스(1)를 콘크리트로 타설하고, 상기 베이스(1)상에 돌출된 철근(2) 외주에 거푸집(3)을 감싸도록 설치하여 이 거푸집(3) 내부에 콘크리트를 타설하여 1단계로 성형부를 양생시킨 후에 상기 1단계 성형부 상부에 거푸집(3)을 이음하여 2단계로 성형부를 형성하는 방식을 반복하여 거푸집(3)을 연직방향으로 적층식으로 설정된 높이까지 설치하고 이들 거푸집(3)에 콘크리트를 투입양생시켜 교각을 시공하였다.
그러나 이와 같은 교각 제조방법은 미리 타설된 콘크리트가 양생된 다음에 이후의 거푸집(3)을 설치하고 이 거푸집(3)에 콘크리트를 다시 충진시켜 양생될 때 까지 기다려야 함을 반복적으로 수행하므로써 건설공기와 비용이 많이 소요되고, 또한 이 때마다 거푸집(3)을 단계별로 설치햐야 하기 때문에 불필요하게 수작업이 증가하여 인건비가 상승하게 된다. 그리고 이러한 교각설치는 교량이 시공되는 현장에서 연직방향으로 비교적 높게 설치되는 관계로 거푸집(3)이 교각 상부에 이르게 될 때 그 높이가 상당하여 작업자의 안전사고의 위험성도 있었다.
뿐만 아니라, 상기 교각 제조방법은 거푸집(3)을 다단식으로 설치해야 하므로 거푸집들 사이의 교각부분이 매끈하지 못하고, 거푸집(3)을 견고하게 설치하지 않을 경우 충진된 모르타르의 측압에 의해 거푸집이 밀려나 교각의 전체적인 외관이 미려하지 못하는 단점이 있었다.
이에 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 에프알피(FRP)소재로 이루어진 중공형상의 프레임 내부에 콘크리트가 충진되게 교각을 프리캐스트로 제작하고, 이렇게 제작된 교각을 하부베이스에 거치시켜 상부철근으로 고정시키고 마지막으로 상기 상부철근을 콘크리트로 타설 하여 교각을 수직상태로 시공하여 거푸집 사용에 따른 공기지연 및 설치비용을 줄이고, 교각의 외관을 미려하게 할 수 있도록 하는 교량용 교각 설치공법을 제공함에 있다.
이러한 교량용 교각 설치공법은 복수개의 하부철근을 가로 및 세로방향으로 서로 결속되게 배치하고, 이들 하부철근 하부를 콘크리트로 타설하여 하부베이스를 형성하는 하부베이스 타설단계; 에프알피(FRP) 소재로 미리 성형된 내부프레임과 상기 내부프레임을 이격되게 감싸는 외부프레임을 성형하고, 이들 두 프레임 하부 근처 소정위치에 가로 및 세로방향으로 복수개의 슬리브를 관통되게 배열하여 상기 프레임 내부에 콘크리트를 충진시키는 프리캐스트 공법으로 교각을 제작하는 교각제작단계; 상기 제작된 교각을 상기 하부베이스의 바닥에 세워 각각의 슬리브에 상부철근을 관통시켜서 상기 하부베이스의 하부철근에 고정시키고, 상기 각 슬리브 내부를 그라우트로 충진시키는 교각거치단계; 상기 하부베이스 상부에 상부베이스를 타설하여 거치된 교각을 하부베이스에 고착성형시키는 상부베이스 타설단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 교량용 교각 설치공법을 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명의 공법에 의해 설치된 교각 정단면도이다. 이 도면에서와 같이 본 발명의 교각설치공법은 지면상에 하부베이스(5)가 콘크리트로 타설되고, 상기 하부베이스(5) 상부에 프리캐스팅공법으로 별도 제작된 교각(6)이 거치되며, 상기 하부베이스(5) 상부에 상부베이스(7)가 타설되어 상기 거치된 교각(6)을 고착시키게 된다.
이와 같이 시공되는 본 발명의 교각설치는 다음과 같은 공정으로 이루어진다.
복수개의 하부철근(8)을 가로 및 세로방향으로 서로 결속되게 배치하고, 이들 하부철근(8) 하부를 콘크리트로 타설하여 하부베이스(5)를 형성하는 하부베이스 타설단계(9); 에프알피(FRP) 소재로 성형된 내부프레임(10)과 외부프레임(11) 하부 근처 소정위치에 가로 및 세로방향으로 복수개의 슬리브(12)를 관통되게 배열하고 상기 두 프레임 내부에 콘크리트를 충진시키는 프리캐스트 공법으로 교각(6)을 제작하는 교각제작단계(13); 상기 제작된 교각(6)을 상기 하부베이스(5)의 바닥에 세워 각각의 슬리브(12)에 상부철근(14)을 관통시켜서 상기 하부베이스(5)의 하부철근(8)에 고정시키고, 상기 각 슬리브(12) 내부를 그라우트로 충진시키는 교각거치단계(15); 상기 상부철근(14)에 콘크리트를 타설하여 상부베이스(7)를 형성하므로써 상기 상부베이스(7)가 상기 상부철근(14)과 교각(6)을 상기 하부베이스(5)에 고착성형시키는 상부베이스 타설단계(16);를 포함한다.
상기 하부베이스(5) 타설공정은 도 3 과 같이 양측단부가 상향으로 절곡된 복수개의 하부철근(8)들을 가로 및 세로방향으로 서로 교차되게 결속시키고 상기 결속된 하부철근(8) 하부에 콘크리트를 소정높이로 타설하여 시공된다.
상기 하부철근(8)은 결속된 전체적인 형상이 바둑판 형태를 이루게 되는데, 상단부가 내측방향으로 수평상태로 더 절곡되어 후술할 상부철근(14)을 결속시키는 결속부(17)를 가진다. 상기 하부철근(8)의 수량과 굵기는 교각(6)의 용도와 규모에 따라 선택적으로 결정될 것이다.
상기 하부베이스(5)상에 설치되는 교각(6)을 제작하는 교각제작공정은 프리캐스트공법으로 제작된다.
다시말해, 상기 교각 제작공정은 도 4 와 같이 한 쌍의 금형(18) 외주면 둘레에 상기 외주면보다 더 돌출되게 조립되는 복수개의 링(19)을 간격유지수단(20) 으로 일정간격 이격되게 조립하고, 상기 링(19)이 조립된 금형(18)에 섬유강화소재(FRP)를 감아 내부에 내부프레임(10)과 상기 내부프레임(10)을 수용하는 외부프레임(11)으로 구성되는 프레임을 형성하며, 상기 성형된 각 프레임(10)(11)을 금형(18) 일측방향으로 밀어서 금형(18)에서 프레임(10)(11)을 분해시키고, 상기 분해된 프레임(10)(11)에 충격을 가하여 내부에 부착된 링(19)을 파쇄하여 링(19)을 제거하고, 이렇게 성형된 내부프레임(10)과 외부프레임(11) 사이에 콘크리트를 충진시켜 완성한다.
상기 프레임은 대략 이중관 형상으로 구성되므로 금형(18) 한 쌍을 이용하여 컵형상의 내측프레임(10)과 이를 감싸는 외측프레임(11)으로 구성되고 이들 사이에 콘크리트가 충진되는 공간부(21)를 갖으며, 또한 내측프레임(10) 중앙에 중공부(22)가 형성된다.
상기와 같이 구성되는 프레임은 내측프레임(10) 외측벽과 외측프레임(11) 내측벽 각각에는 상기 금형(18)의 링(19)에 의해 복수개의 리브(23)들이 형성되어 내부 공간부(21)에 충진되는 콘크리트가 유동되지 않게 고정하게 된다.
그리고 상기 프레임은 일단부 적당위치에 복수개의 슬리브(12)를 가로 및 세로방향으로 배열시켜 후술할 상부철근(14)이 상기 슬리브(12)에 삽입될 수 있게 한다. 여기서, 상기 슬리브(12)가 삽입되는 위치는 상기 하부베이스(5)에 놓여진 상태에서 하부철근(8)의 결속부(17)와 같은 높이를 가진다.
그리고 상기 프레임 내부에 충진되는 콘크리트는 원심성형공법으로 충진되므로 그 압축강도가 300㎏/㎠ 이상되어, 통상적으로 시공현장에서 거푸집 내부에 타 설되는 방식의 콘크리트의 압축강도230㎏/㎠보다 강하기 때문에 더욱 견고한 교각(6)을 제공하게 된다.
상기 교각(6)은 프리캐스트공법으로 때문에 공사 현장은 물론 임의의 장소에서 별도 제작되므로 교량 공사 중 언제든지 제조가 가능하고, 프레임이 에프알피(FRP) 소재로 구성되므로 가벼우면서 강한 강도를 가지며 또한 부식되지 않기 때문에 최근에 많이 사용되고 있는 추세이다.
상기와 같이 프리캐스트공법으로 제작된 교각(6)을 상기 하부베이스(5)상에 거치하는 거치공정은 도 5 와 같이 먼저 제작된 교각(6)을 하부베이스(5)상에 연직상태로 세우고 이후에 상기 교각(6)의 각 슬리브(12)에 상부철근(14)을 관통시켜 가로 및 세로방향으로 배치된 상부철근(14)을 상기 하부철근(8)의 결속부(17)에 결속시켜 교각(6)을 고정시킨다. 이후에 상기 상부철근(14)이 삽입된 각각의 슬리브(12) 내부에 그라우트를 가압식으로 충진시켜 교각(6)을 더욱 견고하게 거치시킨다.
상기와 같이 상부철근(14)이 교각(6)의 슬리브(12) 내부에 관통하고 바둑판 형상으로 배치되고 그 각각의 단부가 하부철근(8)에 고정되어 교각(6)을 거치하고 있는 상태를 도 5 내지 도 7 에서 자세히 설명하고 있다.
상기와 같이 하부베이스(5)상에 거치된 교각(6)을 고착시키는 상부베이스(7) 타설공정은 도 8 과 같이 상기 교각(6)을 거치하는 상부철근(14)을 콘크리트로 타설하여 상부베이스(7)를 형성함으로서 상기 교각(6)이 최종적으로 하부베이스(5)에 고착된 상태로 설치된다.
이 때, 상기 상부베이스(7)는 콘크리트가 상기 슬리브(12) 높이 이상이 되도록 타설하여 슬리브(12)가 보이지 않도록 하는 것이 바람직하다.
도 9 는 상기에서 설명한 교각의 일련의 설치공정의 순서도를 나타내고 있다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명의 교각용 프레임은 교각을 에프알피(FRP)소재로 이루어진 중공형상의 프레임 내부에 콘크리트가 충진되게 프리캐스트로 제작하고, 이렇게 제작된 교각을 상부철근을 이용하여 하부베이스상에 거치시키고 상기 하부베이스 상부에 상부베이스를 타설하여 교각을 설치시키게 되므로, 교각을 조립식으로 고착시켜 거푸집을 사용하지 않고도 간편하게 시공하게 된다.
따라서 거푸집 사용에 따른 공기지연 및 설치비용을 줄이고, 교각이 가벼우면서도 강도가 강한 에프알피소재로 형성된 프레임 내부에 압축강도가 300㎏/㎠ 인 콘크리트를 충진식 제작하게 되므로 종래보가 강한 교각을 만들게 되고 이러한 교각의 외관을 매끈하게 할 수 있는 장점을 가지게 된다.





Claims (2)

  1. 복수개의 하부철근을 가로 및 세로방향으로 서로 결속되게 배치하고, 이들 하부철근 하부를 콘크리트로 타설하여 하부베이스를 형성하는 하부베이스 타설단계; 에프알피(FRP) 소재로 미리 성형된 내부프레임과 상기 내부프레임을 이격되게 감싸는 외부프레임을 성형하고, 이들 두 프레임 하부 근처 소정위치에 가로 및 세로방향으로 복수개의 슬리브를 관통되게 배열하여 상기 프레임 내부에 콘크리트를 충진시키는 프리캐스트 공법으로 교각을 제작하는 교각제작단계; 상기 제작된 교각을 상기 하부베이스의 바닥에 세워 각각의 슬리브에 상부철근을 관통시켜서 상기 하부베이스의 하부철근에 고정시키고, 상기 각 슬리브 내부를 그라우트로 충진시키는 교각거치단계; 상기 하부베이스 상부에 상부베이스를 타설하여 거치된 교각을 하부베이스에 고착성형시키는 상부베이스 타설단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 교각 설치공법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 교각의 프레임 내부의 양생된 콘크리트 강도는 300㎏/㎠ 이상인 것을 특징으로 하는 교량용 교각 설치공법.
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