KR100950666B1 - 말뚝 두부 연결용 조립체, 이를 이용한 말뚝과 프리캐스트콘크리트 교각 구조물의 연결구조 및 그 연결시공방법 - Google Patents

말뚝 두부 연결용 조립체, 이를 이용한 말뚝과 프리캐스트콘크리트 교각 구조물의 연결구조 및 그 연결시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 급속 시공이 요구되는 현장 상황에 맞추어 좁은 작업 공간에서도 짧은 기간 내에 설치될 수 있도록 콘크리트 교각 구조물을 프리캐스트 방식으로 사전 제작하고, 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물이 현장으로 옮겨져 말뚝에 바로 조립되어 일체로 연결되도록 함으로써, 교통체증 유발방지 및 통행의 불편함을 최소화하고, 아울러 말뚝 두부가 보강되어 안정성이 한층 강화되도록 한 새로운 형태의 말뚝 두부 연결용 조립체, 이를 이용한 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 연결구조 및 그 연결시공 방법에 관한 것이다.
말뚝, 교각, 교량, 연결, 프리캐스트, 콘크리트, 구조물, 시공, 조립

Description

말뚝 두부 연결용 조립체, 이를 이용한 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 연결구조 및 그 연결시공방법{Connection for Pile Head, Connection Structure and Method of Pile and Precast Concrete Pier Structure}
본 발명은 말뚝 두부 연결용 조립체, 이를 이용한 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 연결구조 및 그 연결시공방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 급속 시공이 요구되는 현장 상황에 맞추어 좁은 작업 공간 내에서도 짧은 기간 내에 설치될 수 있도록 콘크리트 교각 구조물을 프리캐스트 방식으로 사전 제작하고, 그 콘크리트 교각 구조물이 현장으로 옮겨져 말뚝에 바로 조립 연결되도록 함으로써, 급속시공이 가능함은 물론, 말뚝 두부가 보강될 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 교량 공사에 있어서, 콘크리트 구조물인 교각이 견고하게 설치될 수 있도록 통상 그 기초로서 지반에 말뚝이 시공된다.
상기 말뚝은 여러 시공 타입이 있으나, 그 중 가장 많이 시공되는 타입으로는 현장 타설 말뚝, 매입 말뚝, 항타 말뚝이 있다.
상기 현장 타설 말뚝은, 지반의 표면에서부터 굴착하여 깊이를 가지는 인입공을 형성하고, 그 인입공에 철근을 역어 만든 철근망을 삽입한 후 콘크리트로 채워 넣어 타설 하는 방식으로 시공된다.
상기 매입 말뚝은, 지반의 표면에서부터 지지층까지 굴착하여 인입공을 형성하고, 그 인입공에 시멘트 밀크를 주입 후 강관을 삽입시켜 경타 하고, 콘크리트로 채워 넣어 타설 하는 방식으로 시공된다.
상기 항타 말뚝은, 지반의 표면에서부터 강관 혹은 또는 PHC말뚝을 항타 장비로 강타하여 지반의 지지층까지 도달하게 하는 방식으로 시공된다.
그런데, 교량 공사에 있어서, 교각과 같은 콘크리트 구조물은 통상 지반에 설치되는 말뚝을 그 기초로 하여 그 상부에 현장 타설 방식으로 시공하고 있는 실정이다. 이러한 현장 타설은 거푸집을 설치하였다가 콘크리트 양생 후 해체함으로써 시공이 완료되는데, 이와 같이 거푸집을 이용하여 콘크리트 교각 구조물을 시공하려면 거푸집 설치 및 해체 등을 위한 각종 건설장비가 투입 및 사용되어야 하므로 작업공간과 작업부지를 많이 차지하게 되고, 또한 콘크리트의 양생을 위하여 절대적인 시간이 필요하므로 긴 시공기간과 함께 경제적으로도 효율적이지 못한 단점이 있다.
예컨대, 도심지 구간에서 고가도로, 경전철 등을 위한 교량이 시공될 경우, 지반에 설치되는 말뚝과 교각은 차량이 통행하는 도로에 설치되는 것이 일반적이므로, 통상 통행 차량을 우회시키거나 차선 수를 대폭 줄여 작업공간과 작업부지 등을 확보함으로써, 교통체증 유발과 함께 심각한 교통문제가 불가피하고, 그에 따른 불편함과 시간적·경제적 손해를 끼친다는 점에서 단기간 내에 경제적인 시공이 절실히 요구되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 급속 시공이 요구되는 현장 상황에 맞추어 좁은 작업 공간 내에서도 단시간 내에 설치될 수 있도록 콘크리트 교각 구조물이 프리캐스트 방식으로 사전 제작된 후 현장으로 옮겨져 말뚝에 바로 조립될 수 있도록 하여 콘크리트 교각 구조물의 설치에 따른 급속 시공과 함께 공기를 단축하고, 아울러 말뚝 두부가 보강되어 경제적인 시공이 이루어질 수 있는 새로운 형태의 말뚝 두부 연결용 조립체, 이를 이용한 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 연결구조 및 그 연결시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 콘크리트 교각 구조물이 프리캐스트 방식으로 사전 제작된 후 현장에서 말뚝에 바로 조립 연결되어 설치됨으로써, 좁은 작업 공간에서도 급속시공이 가능하게 되고, 그에 따라 공기 단축은 물론, 경제적인 시공이 이루어질 수 있는 효과를 기대할 수 있으며, 이러한 효과로 인해 교통체증 유발방지 및 통행의 불편함을 최소화할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 콘크리트 교각 구조물이 연결되는 말뚝 두부에 조립체가 간편하게 조립되어 구비됨으로써, 말뚝 두부에 대한 강도가 보강되고, 그와 함께 안전성이 확보될 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 차량 충돌에 대비하여 말뚝과 콘크리트 교각 구조물의 연결부위에 충격흡수부재가 설치됨으로써, 연결부위를 보호하고, 특히 차량 충돌로 인한 콘크리트 교각 구조물 및 두부의 손상이나 파손을 방지할 수 있으며, 이러한 충격흡수부재가 간편한 조립식 구조로 만들어 설치되므로 그 설치작업이 간편하고 취급이 용이한 효과도 기대할 수 있다.
본 발명에서는 위와 같은 효과를 발휘하는 것으로서 다음과 같은 기술이 제공된다.
우선, 본 발명에서는 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물을 연결하는 조립체로서, 중앙에는 인입공이 형성되어 있고, 상기 조립체의 상부에 배치되는 상부 지지부재; 상기 상부 지지부재로부터 간격을 두어 상기 조립체의 하부에 배치되는 하부 지지부재; 및 상기 상부 지지부재와 하부 지지부재가 서로 간격을 유지하는 상태로 고정되도록 상부 지지부재와 하부 지지부재를 관통하는 상태로 둘레를 따라 결합 고정되는 다수의 지지연결봉부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 말뚝 두부 연결용 조립체가 제공된다.
위와 같은 조립체에 있어서, 상기 상부 지지부재의 인입공과 마주하는 하부 지지부재의 중앙에 인입공이 형성되어 있고; 상기 인입공 간에 연결관이 연결될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 조립체는, 상기 상부 지지부재의 인입공에 연결되어 하부방향으로 배치되는 연결관이 구비되며, 상기 연결관의 하단과 하부 지지부재 사이에 다수의 스페이서를 배치하여 측 방향으로 개구부가 형성되는 형태로 변형될 수 있다.
더 나아가, 본 발명에 있어서, 상기한 조립체에서, 상기 하부 지지부재에는 철근망과 조립될 수 있도록 다수의 통공이 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에서는 철근망을 포함하여 지반에 시공되는 현장 타설 말뚝과 프리캐스트로 제작된 콘크리트 교각 구조물의 연결구조로서, 상기 현장 타설 말뚝의 시공을 위하여 천공된 말뚝공에 철근망을 배치한 상태에서, 두부구간을 제외한 상태로 콘크리트가 타설되며; 상기 현장 타설 말뚝의 철근망이 하부 지지부재를 관통하여 상부 지지대에 지지되는 상태로 상기한 통공이 구비된 조립체가 두부구간에 배치되고; 상기 두부구간에서 상기 조립체의 상부 지지부재와, 상기 상부 지지부재로부터 돌출된 지지연결봉부재의 상단부가 노출되는 상태로 콘크리트가 타설되고;상기 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 하단에 구비되는 연결부재가 상기 상부 지지부재의 상면에 고정 설치됨으로써, 상기 현장 타설 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물이 상기 조립체에 의하여 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 연결구조가 제공된다.
본 발명에서 상기한 연결구조는 상기 두부구간을 포함한 상기 말뚝공에 콘크리트가 동시에 일괄 타설되도록 변형될 수 있다.
더 나아가, 상기한 연결구조에서, 상기 연결부재와 조립체의 연결부위가 노출되지 않도록 고정구조물이 연결부재를 감싸는 상태로 고정 설치될 수도 있다.
한편, 상기한 연결구조는 지반에 시공되는 강관 말뚝과 프리캐스트로 제작된 콘크리트 교각 구조물의 연결구조에도 적용될 수 있는데, 이 경우, 지반에 설치된 상기 강관 말뚝의 상단이 상부 지지부재에 지지되도록 상기한 조립체가 강관 말뚝의 내부로 삽입되어 고정 설치되고; 상기 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 하단에 구비되는 연결부재가 상기 상부 지지부재의 상면에 고정 설치됨으로써, 상기 강관 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물이 상기 조립체에 의하여 일체로 연결되는 구성을 가진다.
이와 같이 강관 말뚝에 적용되는 실시예에서, 상기 상부 지지부재에 구비된 연결관과 하부 지지부재의 사이에 형성되는 개구부를 통하여 상기 강관 말뚝의 내부가 콘크리트 타설될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 철근망을 포함하여 지반에 시공되는 현장 타설 말뚝과 프리캐스트로 제작된 콘크리트 교각 구조물의 연결시공방법으로서, 상기 현장 타설 말뚝의 시공을 위하여 천공된 말뚝공에 철근망을 배치한 상태에서, 두부구간을 제외한 상태로 콘크리트를 타설하는 단계; 상기 현장 타설 말뚝의 철근망이 하부 지지부재를 관통하여 상부 지지대에 지지되는 상태로 상기 조립체를 두부구간에 배치하는 단계; 상기 두부구간에서 상기 조립체의 상부 지지부재와, 상기 상부 지지부재로부터 돌출된 지지연결봉부재의 상단부가 노출되는 상태로 콘크리트를 타설하는 단계; 및 상기 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 하단에 구비되는 연결부재를 상기 상부 지지부재의 상면에 고정 설치하는 단계를 포함함으로써, 상기 현장 타설 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물이 상기 조립체에 의하여 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 연결시공방법이 제공된다.
본 발명에서 상기한 연결시공방법은 상기 두부구간을 포함한 상기 말뚝공에 콘크리트가 동시에 일괄 타설되도록 변형될 수 있다.
또한, 상기한 연결시공방법에서는, 상기 두부구간을 포함한 상기 말뚝공에 콘크리트를 타설하는 단계에 후속하여, 상기 연결부재와 상부 지지부재의 연결 부위에 매몰 시공을 위한 거푸집을 설치하고 고정구조물을 타설하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명에서는, 지반에 시공되는 강관 말뚝과 프리캐스트로 제작된 콘크리트 교각 구조물의 연결시공방법으로서, 지반에 설치된 상기 강관 말뚝의 상단이 상부 지지부재에 지지되도록 상기 조립체가 강관 말뚝의 내부로 삽입되어 고정 설치하는 단계; 및 상기 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 하단에 구비되는 연결부재를 상기 상부 지지부재의 상면에 고정 설치하는 단계를 포함하여, 상기 강관 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물이 상기 조립체에 의하여 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 연결시공방법이 제공된다.
위와 같은 연결시공방법에서, 상기 연결부재를 상기 상부 지지부재의 상면에 고정 설치하는 단계에 후속하여, 상기 연결부재와 상부 지지부재의 연결 부위에 매몰 시공을 위한 거푸집을 설치하고 고정구조물을 타설하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
다음에서는 본 발명의 실시예를 도시한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 구성을 설명한다.
도 1에는 본 발명의 제 1실시예에 따른 말뚝 두부 보강 및 콘크리트 교각 구조물과의 연결을 위한 조립체(10)의 사시도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 것처럼 본 발명에 따른 조립체(10)는, 상부에 상부 지지부재(12)가 배치되고, 하부에 하부 지지부재(14)가 배치되며, 그 둘레를 따라 상부 지지부재(12)와 하부 지지부재(14)를 관통하는 복수 개의 지지연결봉부재(16) 및 상기 지지연결봉부재(16)에 체결되어 결합되는 체결구(18,46)에 의하여, 상부 지지부재(12)와 하부 지지부재(14)가 간격을 유지한 상태로 견고하게 고정된다.
그러나 위와 같이 설명된 상기 체결구(18,46)의 사용으로 한정될 필요는 없으며, 상기 지지연결봉부재(16)와 상부 및 하부 지지부재(12,14)가 용접으로 고정되어도 무방하다. 또한, 상기 상부 지지부재(12)와 하부 지지부재(14)의 사이에는 지지연결봉부재(16)를 통합하여 하나로 묶는 띠철근(20)이 지지연결봉부재(16)의 길이방향을 따라 하나 이상 구비될 수 있는데, 이러한 띠철근(20)에 의해 지지연결봉부재(16)의 결속력과 지지력이 더욱 상승하게 된다.
상부 지지부재(12) 및 하부 지지부재(14)의 중앙에는 콘크리트 타설을 위한 관(트레미관)이 삽입되는 인입공(22,24)이 각각 형성되어 있고, 상부 및 하부 지지부재(12,14)의 인입공(22,24) 간에는 연결관(26)이 연결된다. 이때, 연결관(26)은 인입공(22,24)을 통해 시멘트 밀크 주입이나 혹은 콘크리트 타설시 도움을 제공하게 되며, 상부 지지부재(12)와 하부 지지부재(14)의 지지력 높여 조립체(10)의 견고성을 한층 강화시키는 기능을 발휘한다.
한편, 상기 하부 지지부재(14)에는 테두리를 따라 통공(28)이 여러 개 형성되는데, 이때, 상기 통공(28)은 지지연결봉부재(16)가 관통하는 위치로부터 외곽에 형성되어 상기 조립체(10)와 철근망(30)을 조립시에 지지연결봉부재(16)로 인한 간섭이나 조립 상에 불편함을 피하는 것이 바람직하다.
그러나 위와 같이 설명된 상기 통공(28)의 위치는 지지연결봉부재(16)가 관통하는 위치로부터 외곽으로 한정될 필요는 없으며, 지지연결봉부재(16)가 관통하는 위치와 동일하거나 내곽에 설치되어도 무방하다.
또한, 콘크리트(38,40)의 타설시 체결구(46)와 지지연결봉부재(16) 상단에 이물질이 달라붙지 않도록 사전에 보호부재(S)를 씌워 조립체(10)와 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
위와 같이 구성된 조립체(10)는 콘크리트 교각 구조물(32)과 현장 타설 말뚝(34)에 조립되는데, 이러한 조립체(10)에 의하여 콘크리트 교각 구조물(32)과 현장 타설 말뚝(34)이 연결되는 연결구조에 대해서는 다음 단락에서 구체적으로 설명한다.
도 2a에는 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물(32)과 현장 타설 말뚝(34)이 제 1실시예에 따른 조립체(10)에 의하여 연결되는 상태를 보여주는 상세한 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 2b에는 제 1실시예에 따른 조립체(10)가 현장 타설 말뚝(34)의 두부에 조립된 단면도가 도시되어 있으며, 도 2c에서는 도 2b의 A-A선을 따라 절개한 조립체(10)의 단면도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 것처럼, 프리캐스트 방식으로 사전 제작된 콘크리트 교각 구조물(32)이 견고하게 설치될 수 있도록 하기 위한 그 기초로서 지반에 현장 타설 말뚝(34)이 시공된다.
상기 지반에 형성되는 현장 타설 말뚝(34)은, 앞서 설명되었듯이 지반의 표면에서부터 말뚝공(36)을 천공하고, 철근을 조립하여 제작한 철근망(30)을 상기 말뚝공(36)에 삽입한 후 콘크리트(38) 타설하는 방식으로 시공된다.
이때, 콘크리트(38)의 타설 수위는 조립체(10)가 철근망(30)의 상단에 조립될 수 있도록 두부구간(D)을 제외한 수위까지 타설된다.
상기와 같이 콘크리트(38)가 타설되면 현장 타설 말뚝(34)의 두부에 위와 같은 구조로 구성된 조립체(10)가 조립된다.
상기 조립체(10)를 조립할 때, 철근망(30)을 구성하는 철근이 하부 지지부재(14)의 통공(28)을 각각 통과하여 상부 지지부재(12)의 내면에 닿는 상태로 조립된다.
위와 같이 조립체(10)의 조립이 완료되면, 현장 타설 말뚝(34)의 두부구간(D)을 콘크리트(40)를 타설하여 조립체(10)가 말뚝(34) 두부에 견고하게 고정되도록 매몰시킨다. 이때, 상부 지지부재(12)로부터 돌출된 지지연결봉부재(16)는 매몰되지 않도록 설치하게 된다.
그러나, 위와 같이 콘크리트(38,40)는 나누어 타설하지 않아도 무방하며, 말뚝공(36)에 철근망(30)을 삽입하여 고정 설치하고, 상기 조립체(10)를 철근망(30)의 상단에 조립하여 고정 설치 한 후, 두부구간(D)을 제외한 부분의 콘크리트(38) 와 두부구간(D)의 콘크리트(40)를 일괄 타설할 수도 있다.
도 3a에는 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물(32)이 조립체(10)에 조립된 상태를 나타낸 단면도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이 조립체(10)가 현장 타설 말뚝(34)에 조립되고 두부구간(D)에 콘크리트(40)의 타설이 완료되면, 프리캐스트 방식으로 사전 제작된 콘크리트 교각 구조물(32)이 조립체(10)의 상부 지지부재(12)에 놓이는 상태로 조립된다.
이 과정에서 상부 지지부재(12)로부터 돌출된 지지연결봉부재(16)가 콘크리트 교각 구조물(32) 하단에 구비된 연결부재(42)의 결합부(44)를 통과하게 되며, 너트 등으로 이루어진 체결구(46)가 지지연결봉부재(16)에 체결되어 상기 조립체(10)와 콘크리트 교각 구조물(32)이 조립 연결된다. 이때, 상기 체결구(46)가 조임 체결될 수 있도록 지지연결봉부재(16)의 상단부분은 나사부가 형성되는 것이 바람직하다.
도면에 도시된 실시예에서는 상기 지지연결봉부재(16)와 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결부재(42)가 체결되어 연결되는 구성으로 설명하였다. 그러나 상기 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결부재(42)와 조립체(10) 간의 연결 고정이 반드시 이에 한정되지 아니하며, 연결 고정이 이루어질 있는 구조이라면 체결구성이 아닐지라도 무방하다. 그 예로써, 상기 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결부재(42)와, 지지연결봉부재(16)가 서로 용접으로 고정될 수 있고, 또는 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결부재(42)와 상부 지지부재(12)가 서로 용접될 수 있다.
도 3b에는 콘크리트 교각 구조물(32)과 조립체(10)가 연결되는 부분에 고정구조물(48)이 설치되는 상태를 나타낸 단면도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물(32)과 조립체(10)의 연결이 완료되면, 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결부재(42) 주변에 거푸집(50)을 설치하고, 콘크리트를 타설하여 고정구조물(48)이 설치되도록 한다.
상기 고정구조물(48)이 설치되면, 조립체(10)와 연결부재(42)의 조립 부위가 매설되므로, 결합력과 내력이 증강되고, 아울러 지지연결봉부재(16), 체결구(46),및 연결부재(42)의 부식도 방지할 수 있게 된다. 더 나아가 부식이 진행되더라도 고정구조물(48)이 견고하게 잡아주고 있어 안전성 확보에 전혀 지장이 없다.
도 3c에는 본 발명에 따른 고정구조물(48)의 외부에 충격흡수부재(52)가 설치된 상태를 나타낸 단면도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 따른 충격흡수부재(52)를 나타낸 사시도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이 고정구조물(48)이 설치되면, 차량 충돌에 대비하여 다음과 같은 충격흡수부재(52)가 상기 고정구조물(48)에 외면을 감싸도록 설치됨으로써, 차량 충돌로 인한 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결부재(42)와 말뚝(34) 두부의 파손을 방지하여 안정성이 더욱 높아지게 된다.
도면에 도시된 실시예에서 상기 충격흡수부재(52)는 두개의 부분으로 나뉘어져 있으며, 수평 연결체결구(54)에 의하여 양측에서 수평으로 연결 조립되는 조립식 구조로 만들어 설치하게 되므로 그 설치작업이 간편하고 취급이 용이하다.
아울러 그 재질로서, 콘크리트, 합성수지, 충격흡수재 등 다양한 재질로 이 루어지며, 나아가 충격을 흡수 완충할 수 있다면 그 왜 어떠한 재질의 사용도 무방하다.
도 5에는 본 발명의 제 2실시예에 따른 말뚝 두부 보강 및 콘크리트 교각 구조물과의 연결을 위한 조립체(10)의 사시도가 도시되어 있다.
앞서 설명된 실시예 1의 조립체(10)는 현장 타설 말뚝(34)으로 시공되는 타입에서 철근망(30)과 조립될 수 있도록 하부 지지부재(14)에 통공(28)이 형성된 것이며, 실시예 2는 강관 말뚝(62)의 내부로 삽입되어 걸림 결합될 수 있도록 하는 구성을 가진다.
구체적으로, 도면에 도시된 것처럼 본 발명에 따른 조립체(10)는, 상부에 상부 지지부재(12)가 배치되고, 하부에 하부 지지부재(64)가 배치된다. 이러한 상부 지지부재(12)와 하부 지지부재(64)는 테두리를 따라 관통하는 복수 개의 지지연결봉부재(66)와, 이 지지연결봉부재(66)에 결합되는 체결구(18,46)로 인해 상부 지지부재(12)와 하부 지지부재(64)는 견고하게 고정된다.
또한, 상기 상부 지지부재(12)와 하부 지지부재(64)의 사이에는 지지연결봉부재(66)를 통합하여 하나로 묶는 띠철근(20)이 지지연결봉부재(66)의 길이방향을 따라 하나 이상 구비되어 앞서 설명된 바와 같이 지지연결봉부재(66)의 결속력과 지지력을 더욱 높이게 된다.
또한, 상부 지지부재(12)의 중앙에는 콘크리트 주입을 위한 트레미관이 삽입되는 인입공(22)이 형성되어 있고, 아울러 상부 지지부재(12)의 인입공(22)에는 연결관(68)이 연결되어 하부 지지부재(64) 방향으로 배치된다. 이때, 상기 연결관(68)은 실시예 1의 연결관(26)과 달리 연결관(68)의 하단과 하부 지지부재(64) 사이에 스페이서(70)가 복수 개 배치되어 있다.
위와 같은 상기 스페이서(70)에 의하여 연결관(68)과 하부 지지부재(64) 사이에는 개구부(72)가 형성되며, 이와 같이 형성되는 개구부(72)를 통해 강관 말뚝(62)의 내부로 시멘트 밀크 주입이나 콘크리트 타설에 따른 공급이 이루어질 수 있게 된다.
실시예의 2의 기타 구성은 앞서 설명한 실시예 1과 동일하므로, 동일한 부재번호를 사용하고 기타 설명은 생략한다.
위와 같이 구성된 조립체(10)는 콘크리트 교각 구조물(32)과 강관 말뚝(62)에 조립되며, 이러한 조립체(10)에 의하여 콘크리트 교각 구조물(32)과 강관 말뚝(62)이 일체로 연결되는 연결구조에 대해서는 다음 단락에서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6a에는 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물(32)과 강관 말뚝(62)이 제 2실시예에 따른 조립체(10)에 의하여 연결되는 상태를 보여주는 상세한 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 6b에는 제 2실시예에 따른 조립체(10)가 강관 말뚝(62) 두부에 조립된 단면도가 도시되어 있으며, 도 6c에서는 도 6b의 B-B선을 따라 절개한 조립체(10)의 단면도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 것처럼, 프리캐스트 방식으로 사전 제작된 콘크리트 교각 구조물(32)이 견고하게 설치될 수 있도록 하기 위한 그 기초로서 앞서 설명된 바와 같이 지반에 매입 형식으로 강관 말뚝(62)을 시공하게 된다. 참고로 첨부된 도면에 서는 매입 형식으로 시공되는 강관 말뚝(62)으로 도시되어 있으나, 이는 설명을 위한 하나의 예일 뿐이며 항타 형식의 강관 말뚝으로 시공되어도 무방하다.
위와 같은 시공으로 강관 말뚝(62)이 완료되면, 강관 말뚝(62) 두부에 조립체(10)가 조립되는데, 이 과정에서 상부 지지부재(12)를 제외한 조립체(10)의 하부 부분이 강관 말뚝(62)의 내부로 삽입되고, 강관 말뚝(62)이 상부 지지부재(12)의 내면에 닿는 상태로 조립된다.
위와 같이 조립체(10)의 조립이 완료되면, 조립체(10)의 인입공(22)을 통해 콘크리트 타설에 따른 공급이 이루어지게 되는데, 이때 콘크리트는 연결관(68)을 따라 흐르면서 개구부(72)를 통해 강관 말뚝(62)의 내부로 공급되어 타설된다. 참고로 첨부된 도면에서는 콘크리트가 강관의 내부 전체로 공급되어 있는 것이나, 구조 계산의 결과에 따라 하부 지지부재(64)까지 공급되어도 무방하다.
도 7a에서는 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물(32)이 조립체(10)에 조립된 상태를 나타낸 단면도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이 조립체(10)가 강관 말뚝(62)에 조립이 완료되면, 프리캐스트 방식으로 사전 제작된 콘크리트 교각 구조물(32)이 조립체(10)의 상부 지지부재(12)에 놓이는 상태로 조립된다.
이 과정에서 상부 지지부재(12)로부터 돌출된 지지연결봉부재(66)가 콘크리트 교각 구조물(32) 하단에 구비된 연결부재(42)의 결합부(44)을 통과하여 결합되며, 너트인 체결구(46)가 조임 체결되는 것으로 조립체(10)와 콘크리트 교각 구조물(32)의 조립 연결이 완료된다.
여기서도, 상기 체결구(46)가 조임 체결될 수 있도록 지지연결봉부재(66)의 상단부분에는 나사부가 형성되는 것이 바람직하다.
도면에 도시된 실시예에서는 상기 지지연결봉부재(66)가 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결부재(42)와 체결되는 구성으로 설명하였으나, 앞서 설명된 바와 같이 용접에 의해 고정될 수 있으며, 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결부재(42)와 조립체(10) 칸에 연결 고정이 이루어질 있는 구조라면 어떠한 연결구성도 무방할 것이다.
도 7b에서는 본 발명에 따른 고정구조물(48)의 외부에 충격흡수부재(52)가 설치된 상태를 나타낸 단면도가 도시되어 있고, 도 7c에서는 본 발명에 따른 고정구조물(48)의 외부에 충격흡수부재(52)가 설치된 상태를 나타낸 단면도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결부재(42)와 조립체(10)가 조립되면, 실시예 1에서 이미 설명되었듯이 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결부재(42) 주변에 고정구조물(48)을 설치하고, 차량 충돌에 대비하여 충격흡수부재(52)가 상기 고정구조물(48)의 외면에 설치되도록 한다.
본 발명에 따르면, 프리캐스트 방식으로 제작된 콘크리트 교각 구조물(32)이 현장에서 말뚝(34,62)에 바로 조립되어 설치됨으로써, 시공이 신속하고 간편하여 교통체증 유발 방지 및 통행의 불편함이 최소화되고, 그와 함께 말뚝(34,62) 두부에 대한 보강을 통해 견고하고 강한 지지력은 물론, 안전성을 충분히 확보할 수 있게 된다.
위와 같이 설명된 본 발명에 따른 조립체(10)는, 말뚝(34,62)과 콘크리트 교각구조물(32)의 연결에 적합할 것이나, 그 사용 용도는 이에 한정되지 아니하며 다양한 연결구조에 사용될 수 있다.
또한, 위와 같이 설명된 본 발명에 따른 콘크리트 교각 구조물(32)은, 도 8에 도시된 바와 같이 원형 빔을 다수가 내장하거나 도 9에 도시된 바와 같이 H형 빔을 내장하여 프리캐스트 방식으로도 제작될 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술적 범위를 벗어날 수 없을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 말뚝 두부 연결용 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 2a는 실시예 1에 따른 조립체에 의하여 현장 타설 말뚝과 콘크리트 교각 구조물이 연결되는 상태를 보여주는 상세한 분해 사시도이다.
도 2b는 실시예 1에 따른 조립체가 현장 타설 말뚝에 조립되고, 타설된 상태를 나타낸 결합 단면도이다.
도 2c는 도 2b에 도시된 A-A선을 따라 절개한 조립체의 단면도이다.
도 3a는 콘크리트 교각 구조물이 실시예 1에 따른 조립체에 조립된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 콘크리트 교각 구조물과 실시예 1에 따른 조립체의 연결부위에 고정구조물이 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 3c는 도 3b에 도시된 고정구조물에 충격흡수부재가 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3c에 도시된 충격흡수부재를 나타낸 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 실시예 2에 따른 말뚝 두부 연결용 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 6a는 실시예 2에 따른 조립체에 의하여 강관 말뚝과 콘크리트 교각 구조물이 연결되는 상태를 보여주는 상세한 분해 사시도이다.
도 6b는 실시예 2에 따른 조립체가 강관 말뚝에 조립되고, 타설된 상태를 나 타낸 결합 단면도이다.
도 6c는 도 6b에 도시된 B-B선을 따라 절개한 조립체의 단면도이다.
도 7a는 콘크리트 교각 구조물이 실시예 2에 따른 조립체에 조립된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 콘크리트 교각 구조물과 실시예 2에 따른 조립체의 연결부위에 고정구조물이 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 7c는 도 7b에 도시된 고정구조물에 충격흡수부재가 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 8은 원형 빔을 내장한 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 다른 예를 나타낸 사시도이다.
도 9는 H형 빔을 내장한 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 다른 예를 나타낸 사시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 조립체 12 : 상부 지지부재
14,64 : 하부 지지부재 16,66 : 지지연결봉부재
18,46 : 체결구 20 : 띠철근
22,24 : 인입공 26,68 : 연결관
28 : 통공 30 : 철근망
32 : 콘크리트 교각 구조물 34 : 현장 타설 말뚝
38,40 : 콘크리트 42 : 연결부재
44 : 결합공 48 : 고정구조물
50 : 거푸집 52 : 충격흡수부재
54 : 수평연결체결구 62 : 강관 말뚝
70 : 스페이서 72 : 개구부

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 철근망(30)을 포함하여 지반에 시공되는 현장 타설 말뚝(34)의 상단부에서 현장 타설 말뚝(34)에 매립 설치되어, 현장 타설 말뚝(34)과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물(32)을 연결하는 조립체(10)로서,
    복수개의 지지연결봉부재(16);
    중앙에는 콘크리트 타설을 위한 관이 삽입될 수 있는 인입공(22)이 형성되어 있고, 상기 조립체(10)의 상부에 배치되며, 상기 복수개의 지지연결봉부재(16)와 결합되어 상기 복수개의 지지연결봉부재(16)를 지지하는 상부 지지부재(12); 및
    상기 상부 지지부재(12)로부터 간격을 두고 상기 조립체(10)의 하부에 배치되며, 상기 복수개의 지지연결봉부재(16)와 결합되어 상기 복수개의 지지연결봉부재(16)를 지지하는 하부 지지부재(14)를 포함하여 구성되며;
    상기 상부 지지부재(12)의 인입공(22)과 마주하는 하부 지지부재(14)의 중앙에 인입공(24)이 형성되어 있고;
    상기 인입공(22, 24) 간에는 연결관(26)이 연결되어 구비되며;
    상기 복수개의 지지연결봉부재(16)는, 상기 상부 지지부재(12)와 하부 지지부재(14)가 서로 간격을 유지하는 상태로 고정되도록 상부 지지부재(12)와 하부 지지부재(14)의 둘레를 관통하는 상태로 결합 고정되는 구조를 가지며;
    상기 복수개의 지지연결봉부재(16)는, 그 상단부가 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결부재(42)와 결합될 수 있도록, 말뚝의 상단부에서 조립체(10)가 말뚝에 매립 설치되었을 때, 상기 상부 지지부재(12)로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 연결용 조립체.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하부 지지부재(14)에는 철근망(30)과 조립될 수 있도록 다수의 통공(28)이 대응하는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 연결용 조립체.
  5. 철근망(30)을 포함하여 지반에 시공되는 현장 타설 말뚝(34)과 프리캐스트로 제작된 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결구조로서,
    현장 타설 말뚝(34)의 시공을 위하여 천공된 말뚝공(36)에 철근망(30)을 배치한 상태에서, 두부구간(D)을 제외한 상태로 콘크리트(38)가 타설되며;
    상기 철근망(30)이 하부 지지부재(14)를 관통하여 상부 지지대(12)에 지지되는 상태로 청구항 제2항의 조립체(10)가 두부구간(D)에 배치되고;
    상기 두부구간(D)에서 상기 청구항 제2항의 조립체(10)의 상부 지지부재(12)와, 상기 상부 지지부재(12)로부터 돌출된 지지연결봉부재(16)의 상단부가 노출되는 상태로 콘크리트(40)가 타설되고;
    상기 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물(32)의 하단에 구비되는 연결부재(42)가 상기 상부 지지부재(12)의 상면에 놓이고;
    상기 상부 지지부재(12)의 상면에 돌출되어 있는 상기 복수개의 지지연결봉부재(16)의 상단부가 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결부재(42)와 결합되어, 상기 현장 타설 말뚝(34)과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물(32)이 청구항 제2항의 조립체(10)에 의하여 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 연결구조.
  6. 삭제
  7. 철근망(30)을 포함하여 지반에 시공되는 현장 타설 말뚝(34)과 프리캐스트로 제작된 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결구조로서,
    상기 현장 타설 말뚝(34)의 시공을 위하여 천공된 말뚝공(36)에 철근망(30)을 배치한 상태에서, 하부 지지부재(14)를 관통하여 상부 지지대(12)에 지지되는 상태로 청구항 제2항의 조립체(10)가 철근망(30)에 고정 설치되어 두부구간(D)에 배치되고;
    상기 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물(32)의 하단에 구비되는 연결부재(42)가 상기 상부 지지부재(12)의 상면에 놓여 상기 상부 지지부재(12)의 상면에 돌출되어 있는 상기 복수개의 지지연결봉부재(16)의 상단부가 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결부재(42)와 결합되고;
    상기 말뚝공(36)에서 두부구간(D)과 그 하부에 콘크리트(38, 40)가 동시에 일괄 타설됨으로써,
    상기 현장 타설 말뚝(34)과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물(32)이 상기 청구항 제2항의 조립체(10)에 의하여 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 연결구조.
  8. 제5항 또는 제7항에 있어서,
    상기 연결부재(42)와 조립체(10)의 연결부위가 노출되지 않도록 고정구조물(48)이 연결부재(42)를 감싸는 상태로 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 연결구조.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 철근망(30)을 포함하여 지반에 시공되는 현장 타설 말뚝(34)과 프리캐스트로 제작된 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결시공방법으로서,
    상기 현장 타설 말뚝(34)의 시공을 위하여 천공된 말뚝공(36)에 철근망(30)을 배치한 상태에서, 두부구간(D)을 제외한 부분에 콘크리트(38)를 타설하는 단계;
    상기 현장 타설 말뚝(34)의 철근망(30)이 하부 지지부재(14)를 관통하여 상부 지지대(12)에 지지되는 상태로 청구항 제2항의 조립체(10)를 두부구간(D)에 배치하는 단계;
    상기 두부구간(D)에서 상기 청구항 제2항의 조립체(10)의 상부 지지부재(12)와, 상기 상부 지지부재(12)로부터 돌출된 지지연결봉부재(16)의 상단부가 노출되는 상태로 콘크리트(40)를 타설하는 단계; 및
    상기 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물(32)의 하단에 구비되는 연결부재(42)가 상기 상부 지지부재(12)의 상면에 놓이도록 하여 상기 상부 지지부재(12)의 상면에 돌출되어 있는 상기 복수개의 지지연결봉부재(16)의 상단부가 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결부재(42)와 결합되도록 하는 단계를 포함함으로써,
    상기 현장 타설 말뚝(34)과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물(32)이 상기 청구항 제2항의 조립체(10)에 의하여 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 연결시공방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연결부재(42)를 상기 상부 지지부재(12)의 상면에 놓아 지지연결봉부재(16)의 상단부와 결합하는 단계에 후속하여, 상기 연결부재(42)와 상부 지지부재(12)의 연결 부위에 매몰 시공을 위한 거푸집(50)을 설치하고 고정구조물(48)을 타설하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 연결시공방법.
  13. 철근망(30)을 포함하여 지반에 시공되는 현장 타설 말뚝(34)과 프리캐스트로 제작된 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결시공방법으로서,
    상기 현장 타설 말뚝(34)의 시공을 위하여 천공된 말뚝공(36)에 철근망(30)을 배치한 상태에서, 하부 지지부재(14)를 관통하여 상부 지지대(12)에 지지되는 상태로 청구항 제2항의 조립체(10)를 철근망(30)에 고정 설치하여 두부구간(D)에 배치하는 단계;
    상기 말뚝공(36)에서 두부구간(D)과 그 하부에 콘크리트(38, 40)를 동시에 일괄 타설하는 단계; 및
    상기 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물(32)의 하단에 구비되는 연결부재(42)가 상기 상부 지지부재(12)의 상면에 놓이도록 하여 상기 상부 지지부재(12)의 상면에 돌출되어 있는 상기 복수개의 지지연결봉부재(16)의 상단부가 콘크리트 교각 구조물(32)의 연결부재(42)와 결합되도록 하는 단계를 포함함으로써,
    상기 현장 타설 말뚝(34)과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물(32)을 상기 청구항 제2항의 조립체(10)에 의하여 일체로 연결하는 것을 특징으로 하는 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 연결시공방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 말뚝공(36)에서 두부구간(D)과 그 하부에 콘크리트(38, 40)를 동시에 일괄 타설하는 단계에 후속하여, 상기 연결부재(42)와 상부 지지부재(12)의 연결 부위에 매몰 시공을 위한 거푸집(50)을 설치하고 고정구조물(48)을 타설하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝과 프리캐스트 콘크리트 교각 구조물의 연결시공방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
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