KR100842062B1

KR100842062B1 - 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법

Info

Publication number: KR100842062B1
Application number: KR1020070113777A
Authority: KR
Inventors: 노윤근; 정기영
Original assignee: 우경건설 주식회사; (주)평화엔지니어링; 정기영
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2007-11-08
Publication date: 2008-06-30
Anticipated expiration: 2027-11-08

Abstract

본 발명은 콘크리트 교대를 우선 건설하고, 단순지간의 프리플랙션 스틸거더를 설치한 후, 데크콘크리트를 타설하여 합성을 할 때까지 교대에 휨모멘트가 발생치 않도록 스틸거더 지점의 단순지간 지점화한 상태에서 교대와 스틸거더를 강결함으로써 합성 이후의 사하중과 활하중에 대해서만 라멘거동을 하도록 하는 스틸거더의 프리플랙션 방법과, 강결 전에 장기 건조수축 및 기타 상부수축변위를 상쇄시키기 위해서 역변위를 도입하는 선보정 방법과 그리고 스틸거더와 교대와 고장력 볼트로 강결하도록 한 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법은 교대를 건설하는 단계(Ⅰ); 스틸거더에 프리플랙션을 도입하는 단계(Ⅱ); 교대 상에 프리플랙션 스틸거더를 설치하는 단계(Ⅲ); 스틸거더 상에 데크콘크리트를 타설하는 단계(Ⅳ); 스틸거더와 교대와의 건조수축 및 크리프 변위에 대한 선보정하는 단계(Ⅴ); 선보정 상태에서 스틸거더와 교대 상부를 고장력볼트로 고정하는 단계(Ⅵ); 스틸거더와 교대를 콘크리트 타설에 의해 강결 접합하는 단계(Ⅶ); 데크콘크리트 상에 포장 및 연석을 시공하는 단계(Ⅷ)로 이루어짐을 특징으로 한다.

프리플랙션 스틸거더, 강합성, 라멘교, 시공방법

Description

프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법{The steel composite rahmen bridge construction technique for which preflexion steel girder was used}

본 발명은 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법에 관한 것으로, 특히 교대의 선보정과 스틸거더에 프리스트레스 도입을 겸용하는 브라켓과 탈부착할 수 있는 새들을 이용한 강합성 라멘교 시공방법과 라멘교에서 발생되는 온도하중에 의한 교대부의 휨모멘트를 줄일 수 있도록 교대부 벽체 하단에 탄성힌지를 배치하는 시공방법에 관한 것이다.

도로나 철도, 하천 등을 가로질러 넘어갈 수 있도록 하는 오버 브리지 등으로서 라멘교가 많이 사용된다.

상기한 라멘교는 특히 본선의 하부를 지나가는 도로나 철도, 또는 소하천 등의 폭이 12m 내외인 경우, 이러한 도로 등을 횡단하는데 적합하다.

그러나 일반적으로 라멘교는 휨모멘트와 전단력에 의하여 지배되는 구조로 이루어져 있으므로, 경간이 커지게 되면 콘크리트 부재 내부에 과대 응력이 발생하고, 그에 따라 콘크리트 인장 및 균열이 발생하므로 콘크리트 단면확대의 제한으로 인하여 교량의 경간에 큰 제한이 있다.

따라서, 상기한 종래의 라멘교는 통상적으로 15m을 초과하는 경간에는 적용이 곤란한 문제점이 있다.

한편, 경간이 15m를 초과하는 경우에는 라멘교가 아니라 프리스트레스트 콘크리트빔(prestressed concrete beam)을 이용하는 경우에는 빔의 높은 단면으로 인하여 형고가 높아져(일반적으로 2.0m 내외 교량의 하부공간에 비하여 빔에 의하여 형성된 주형의 높이가 커지게 되고, 그에 따라 충분한 교량 하부공간을 확보하기 어려운 문제점 이외에도 전체적으로 교량이 육중하고 위압적인 느낌을 주는 단점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 콘크리트 교대를 우선 건설하고, 단순지간의 프리플랙션 스틸거더를 설치한 후, 데크콘크리트를 타설하여 합성을 할 때까지 교대에 휨모멘트가 발생치 않도록 스틸거더 지점의 단순지간 지점화한 상태에서 교대와 스틸거더를 강결함으로써 합성 이후의 사하중과 활하중에 대해서만 라멘거동을 하도록 하는 스틸거더의 프리플랙션 방법과, 강결 전에 장기 건조수축 및 기타 상부수축변위를 상쇄시키기 위해서 역변위를 도입하는 선보정 방법과 그리고 스틸거더와 교대와 고장력 볼트로 강결하는 강결방법으로 한 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 상부 자중 경감과 교대의 부정정력을 줄여줌으로써 연장 최대 35.0m까지 신축 조인트 및 교좌장치 없이 라멘교 건설이 가능한 장점이 있다.

둘째, 본 발명은 고속도로 횡단 및 철도 횡단 등에 적합하며 시공이 단순한 장점이 있다.

셋째, 본 발명은 교대구조가 간결해지므로 공사비를 신축이음과 교좌장치가 있는 일반 빔교의 70% 수준으로 시공할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1a 내지 1g는 본 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공순서를 도시한 공정도이며, 도 2a 내지 2e는 본 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법 중 스틸거더에 프리플랙션을 도입하는 단계를 도시한 공정도이며, 도 3a 내지 3c는 본 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법 중 스틸거더와 교대(10)와의 건조수축 및 크리프 변위에 대한 선보정하는 단계를 도시한 공정도이며, 도 4는 본 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법 중 스틸거더와 교대를 콘크리트 타설에 의해 강결 접합하는 상태를 도시한 예시도이며, 도 5a 내지 5c는 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법 중 교대에 유연성 확보를 위한 탄성체 힌지구조를 도시한 예시도이며, 도 6a 내지 6c는 본 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교의 합성스틸거더에 콘크리트로 저판 합성의 보강부를 형성한 상태를 도시한 예시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법은 교대(10)를 건설하는 단계(Ⅰ); 스틸거더(12)에 프리플랙션을 도입하는 단계(Ⅱ); 교대(10) 상에 프리플랙션 스틸거더(12)를 설치하는 단계(Ⅲ); 스틸거더(12) 상에 데크콘크리트(14)를 타설하는 단계(Ⅳ); 스틸거더(12)와 교대(10)와의 건조수축 및 크리프 변위에 대한 선보정하는 단계(Ⅴ); 선보정 상태에서 스틸거더(12)와 교대(10) 상부를 고장력볼트(16)로 고정하는 단계(Ⅵ); 스틸거더(12)와 교대(10)를 콘크리트(18) 타설에 의해 강결 접합하는 단계(Ⅶ); 데크콘크리트(14)상에 포장 및 연석(20)을 시공하는 단계(Ⅷ)로 이루어진 다.

즉, 본 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법은 콘크리트 교대(10)를 우선 건설하고, 단순지간의 프리플랙션 스틸거더(12)를 설치한 후, 데크콘크리트(14)를 타설하여 합성을 할 때까지 교대(10)에 휨모멘트가 발생치 않도록 한 상태에서 교대(10)와 스틸거더(12)를 강결함으로써, 합성 이후의 사하중과 활하중에 대해서만 라멘거동을 하도록 함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 스틸거더(12)에 프리플랙션을 도입하는 단계(Ⅱ)는 도 2a 내지 2e에 도시된 바와 같이, 스틸거더(12)를 단순지간 또는 연속지간으로 거치하고 하면에 정착구(22)를 설치하고, 상기 정착구(22)에 강선(24)을 설치한 다음 강선(24)을 인장하여 기본 프리스트레스를 도입하고, 도입된 프리스트레스 강선(24)과 스틸거더(12) 사이에 일정한 구간을 분할하여 서로 다른 높이의 유압식 새들(26)을 설치하고, 각 새들(26)의 위치에서 동일한 하중으로 유압을 가하면 강선(24)은 전체적으로 포물선 형상을 따라가고 스틸거더(12)에는 단순지간 휨모멘트와 같은 포물선 형상의 프리스트레스 모멘트를 도입하며, 상기 프리스트레스를 도입한 상태에서 데크콘크리트(14)를 타설 양생하여 합성한 후 새들(26)과 강선(24)을 제거하여 스틸거더(12)에 소정의 프리플랙션의 프리스트레스를 도입한다.

즉, 상기한 스틸거더(12)의 프리플랙션 도입방법은 ① 스틸거더(12)를 단순지간 혹은 연속지간으로 거치하고 정모멘트부 구간에서 스틸거더(12) 양단의 하면에 정착구(22)를 설치한 다음 강선(24)을 인장하여 기본 프리스트레스를 도입한다. (도 2a 및 도 2b참조)

② 이어서, 도입된 프리스트레스 강선(24)과 스틸거더(12) 사이에 일정한 구간을 분할하여 서로 다른 높이의 유압식 새들(26)과 잭업(28)을 설치하고, 각 새들(26) 위치에서 동일한 하중으로 잭업(28) 하면 강선(24)은 전체적으로 포물선 형상을 따라가고 스틸거더(12)에는 단순지간 휨모멘트와 같은 포물선 형상의 합리적인 프리스트레스 모멘트가 도입된다. (도 2c참조)

③ 상기 프리스트레스를 도입한 상태에서 데크콘크리트(14)를 타설 양생하여 합성한 후 새들(26)과 강선(24)을 제거함으로써 스틸거더(12)에 소정의 프리플랙션의 프리스트레스가 도입된다. (도 2d참조)

④ 스틸거더(12) 양단하면에 설치된 정착구(22)는 데크콘크리트(14)의 보수 등에 따라 재프리플랙션이 가능하도록 유지관리 목적으로 제거치 않고 존치한다. (도 2e, 2f참조)

또한, 상기 스틸거더(12)와 교대(10)와의 건조수축 및 크리프 변위에 대한 선보정하는 단계(Ⅴ)는 도 3a 내지 3c에 도시된 바와 같이, 스틸거더(12)와 교대(10)와의 결합시 미리 교대(10)에 잭업(28)으로 역방향 변위(ΔH)를 강제로 도입한 다음 스틸거더(12)와 교대(10)를 강결 접합한다.

즉, 상기한 프리플랙션 스틸거더(12)는 장기적인 건조수축 및 크리프변위 등 수축변위가 발생하므로 교대(10)측 및 기초(42)에 그에 따른 휨모멘트가 발생된다.

이를 상쇄하기 위해서 스틸거더(12)와 교대(10)와 결합시 미리 역방향 변위(ΔH)를 강제로 도입한 다음 강결시킴으로써 교대(10)측의 휨모멘트의 증가를 억제하고, 기초(42)의 부정정력을 줄여 줌으로써 장경간 라멘교 건설이 가능하도록 한 다. (도 3a, 3b, 3c참조)

그리고 상기 스틸거더(12)와 교대(10)를 콘크리트(18) 타설에 의해 강결 접합하는 단계(Ⅶ)는 도 4에 도시된 바와 같이, 교대(10)의 상부 교좌면에 지압판(30)을 수평하게 앵커볼트(32)로 매립 고정하고, 상기 지압판(30)에 스틸거더(12)를 설치하며, 상기 스틸거더(12)와 교대(10)에 잭업(28)으로 선보정변위(ΔH)를 도입한 후, 상기 스틸거더(12)에 데크콘크리트(14)를 타설하여 합성한다.

즉, 상기한 프리플랙션 스틸거더(12)와 콘크리트 교대(10)와의 강결방법은 ① 교좌면을 수평하게 지압판(30)을 교대(10)에 앵커볼트(32)로 매립 고정하고, ② 스틸거더(12) 하면에 수평이 된 지압판(30)을 설치한 다음 스틸거더(12)에 캠버를 미리 제작하여 데크콘크리트(14)를 타설하고 합성을 하면 지압판(30)을 수평으로 결합되도록 하고, 스틸거더(12)와 교대(10)의 결합 전에 선보정 변위(ΔH)를 도입한 상태에서 고장력볼트(16)로 강결 고정하고, ③ 스틸거더(12)의 데크콘크리트(14)에서 교대(10)의 코핑과 철근콘크리트를 일체로 연결함으로써 일체화된 라멘교를 완성한다. (도 4 참조)

또한, 상기 교대(10)에는 도 5a 내지 5c에 도시된 바와 같이, 교대(10)의 하단, 중단, 상단 중 어느 한 부분을 탄성힌지구조(34)로 시공하되, 상기 탄성힌지구조(34)는 교대(10) 속에서 서로 교차 배근되는 힌지철근(36)과 상기 힌지철근(36)의 가운데 부분에 배치됨과 동시에 평판형 또는 요철형으로 이루어진 탄성패드(38)로 구성한다.

여기서, 상기한 탄성힌지구조(34)는 장경간 콘크리트 강합성 라멘교 혹은 기 타 콘크리트 라멘교의 온도신축을 흡수하거나 혹은 교대(10)의 유연성을 확보하기 위한 시설로서, 라멘교의 교대(10) 하단 혹은 상단 또는 중간부에서 1개소가 설치될 수 있는 구조이다. (도 5a 내지 도 5c 참조)

한편, 도 6은 본 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교의 합성 스틸거더에 보강부를 형성한 상태를 도시한 예시도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 상기 스틸거더(12)의 하부에는 일정한 높이에 걸쳐 콘크리트가 타설 양생되는 보강부(40)가 형성된다.

이와 같은 보강부(40)는 스틸거더(12)의 하부 전체 또는 일정부분에만 형성할 수 있음을 밝혀두는 바이다.

상기한 바와 같은 단계로 이루어진 본 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법은 스틸거더(12)의 프리플랙션방법과 강결 후 건조수축 및 기타 상부수축변위를 상쇄시키기 위하여 역 변위를 도입하는 선보정 방법 그리고 합성형 스틸거더(12)와 교대(10)의 강결방법을 적용함으로써, 라멘교의 상부 자중 경감과 교대의 부정정력을 줄여주며, 연장 최대 40.0m까지 신축 조인트 및 교좌장치 없이 라멘교 건설이 가능하며, 고속도로 횡단 및 철도 횡단 등에 적합한 라멘교 시공이 단순해지며, 교대구조가 간결해지는 작용효과가 있다.

도 1a 내지 1g는 본 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공순서를 도시한 공정도,

도 2a 내지 2e는 본 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법 중 스틸거더에 프리플랙션을 도입하는 단계를 도시한 공정도,

도 3a 내지 3c는 본 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법 중 스틸거더와 교대와의 건조수축 및 크리프 변위에 대한 선보정하는 단계를 도시한 공정도,

도 4는 본 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법 중 스틸거더와 교대를 콘크리트 타설에 의해 강결 접합하는 상태를 도시한 예시도,

도 5a 내지 5c는 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법 중 교대에 유연성 확보를 위한 탄성체 힌지구조를 도시한 예시도,

도 6a 내지 6c는 본 발명에 따른 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교의 합성거더에 콘크리트로 저판 합성의 보강부를 형성한 상태를 도시한 예시도.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10: 교대 12: 스틸거더

14: 데크콘크리트 16: 고장력볼트

18: 콘크리트 20: 연석

22: 정착구 24: 강선

26: 새들 28: 잭업

30: 지압판 32: 앵커볼트

34: 탄성힌지구조 36: 힌지철근

38: 탄성패드 40: 보강부

Claims

교대(10)를 건설하는 단계(Ⅰ);

스틸거더(12)에 프리플랙션을 도입하는 단계(Ⅱ);

교대(10) 상에 프리플랙션 스틸거더(12)를 설치하는 단계(Ⅲ);

스틸거더(12) 상에 데크콘크리트(14)를 타설하는 단계(Ⅳ);

스틸거더(12)와 교대(10)와의 건조수축 및 크리프 변위에 대한 선보정하는 단계(Ⅴ);

선보정 상태에서 스틸거더(12)와 교대(10) 상부를 고장력볼트(16)로 고정하는 단계(Ⅵ);

스틸거더(12)와 교대(10)를 콘크리트(18) 타설에 의해 강결 접합하는 단계(Ⅶ);

데크콘크리트(14)상에 포장 및 연석(20)을 시공하는 단계(Ⅷ)로 이루어짐을 특징으로 하는 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법.
제 1항에 있어서,

상기 스틸거더(12)에 프리플랙션을 도입하는 단계(Ⅱ)는

스틸거더(12)를 단순지간 또는 연속지간으로 거치하고 하면에 정착구(22)를 설치하고, 상기 정착구(22)에 강선(24)을 설치한 다음 강선(24)을 인장하여 기본 프리스트레스를 도입하고, 도입된 프리스트레스 강선(24)과 스틸거더(12) 사이에 일정한 구간을 분할하여 서로 다른 높이의 유압식 새들(26)을 설치하고, 각 새들(26)의 위치에서 동일한 하중으로 유압을 가하면 강선(24)은 전체적으로 포물선 형상을 따라가고 스틸거더(12)에는 단순지간 휨모멘트와 같은 포물선 형상의 프리스트레스 모멘트를 도입하며, 상기 프리스트레스를 도입한 상태에서 데크콘크리트를 타설 양생하여 합성한 후 새들(26)과 강선(24)을 제거하여 스틸거더(12)에 소정의 프리플랙션의 프리스트레스를 도입함을 특징으로 하는 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법.
제 1항에 있어서,

상기 스틸거더(12)와 교대(10)와의 건조수축 및 크리프 변위에 대한 선보정하는 단계(Ⅴ)는 스틸거더(12)와 교대(10)와의 결합시 미리 교대(10)에 잭업(28)으로 역방향 변위를 강제로 도입한 다음 스틸거더(12)와 교대(10)를 강결 접합함을 특징으로 하는 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 교대(10)에는 하단, 중단, 상단 중 어느 한 부분을 탄성힌지구조(34)로 시공함을 특징으로 하는 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법.
제 5항에 있어서,

상기 탄성힌지구조(34)는 교대(10) 속에서 서로 교차 배근되는 힌지철근(36)과 상기 힌지철근(36)의 가운데 부분에 배치됨과 동시에 평판형 또는 요철형으로 이루어진 탄성패드(38)로 구성함을 특징으로 하는 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법.
제 1항에 있어서,

상기 스틸거더(12)의 하부에는 일정한 높이에 걸쳐 콘크리트가 타설 양생되는 보강부(40)가 형성됨을 특징으로 하는 프리플랙션 스틸거더를 이용한 강합성 라멘교 시공방법.