KR100958014B1 - 강합성 거더교 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강합성 거더교 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프리스트레스 도입시 현장타설 바닥판에 비합성단면을 유지하고, 프리스트레스 도입이 완료된 후 전단연결재 위치에 무수축 모르타르로 충진하여 합성단면으로 작용하도록 하는 강합성 거더교 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 강합성 거더교 시공방법은 교각부에 전단연결재가 소정거리 이격되게 연속 형성된 강거더를 설치하는 단계와, 상기 강거더에 바닥판 콘크리트 타설을 위한 동바리 및 제1거푸집을 설치하는 단계와, 지점부 비합성 구간 강거더의 상부 플랜지에 비합성 부재를 설치하고, 상기 전단연결재 주위에 제2거푸집을 설치하는 단계와, 상기 지점부에 쉬스관을 배치하고 콘트리트를 타설 및 양생함으로써 지점부 바닥판을 형성하고 제2거푸집으로 전단연결재 위치에 전단포켓을 형성하는 단계와, 상기 쉬스관을 통해 지점부 바닥판 구간에 프리스트레스를 도입하고 그라우팅하는 단계와, 상기 교각부 사이인 지간부에 콘크리트를 타설 및 양생함으로써 지간부 바닥판을 형성하고 전단포켓에 무수축 모르타르를 충진하는 단계와, 상기 동바리와 제1,2거푸집을 해체한 후 도로를 형성하고 방호벽을 설치하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

강합성 거더교 시공방법 {Construction Method of Steel Composite Girder Bridge}

본 발명은 강합성 거더교 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프리스트레스 도입시 현장타설 바닥판에 비합성단면을 유지하고, 프리스트레스 도입이 완료된 후 전단연결재 위치에 무수축 모르타르로 충진하여 합성단면으로 작용하도록 하는 강합성 거더교 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 교량은 하천, 호소(湖沼), 해협, 만(灣), 운하, 저지 또는 다른 교통로나 구축물 위를 건너갈 수 있도록 만든 고가구조물로서, 도 1에 도시된 바와 같이 크게 상부구조(10)와 하부구조(20)로 나뉘어진다.

상부구조(10)는 교대(22) 또는 교각(24) 위에 있는 구조를 말하며, 일반적으로 거더(Girder; 주형)(12), 슬래브(14)로 구성된다.

교량의 형식을 결정짓는 것은 주부재의 모양에 따라 결정되는데, 통상적으로 주부재란 힘을 가장 많이 받는 부재로서, 주부재가 거더(12)인 경우를 거더교라 하며, 슬래브(14)는 상부에 차량 등이 다닐 수 있도록 하는 바닥판으로 상기 바닥판에 콘크리트 등을 타설하게 된다.

하부구조(20)는 상부구조(10)에서 작용하는 하중을 지반에 안전하게 전달하는 역할을 하는 교대(22)와 교각(24)을 의미한다.

교대(22)는 교량 시종점부의 지점이고, 교각(24)은 시종점부 이외의 중간 지점으로, 이 교각(24) 밑의 지반상태에 따라 직접 기초, 말뚝기초, 우물통기초 등의 형식이 결정되고, 그 교각(24) 하부에는 기초슬래브(26)가 위치한다.

한편 상기 바닥판인 슬래브(14)에 콘크리트를 타설하는 방식으로 현장에 타설하는 방식과 공장에서 프리캐스트 콘크리트를 제작하여 이동한 후 가설하는 방식이 있다.

현장 타설 방식은 공정이 현장에서 이루어지므로 교각 상부의 지점부 부모멘트 구간에서 인장 응력이 발생하여 유효하지 않은 단면이 되는데, 바닥판에 프리스트레스를 도입하면 부모멘트에 대한 인장 응력이 발생하더라도 프리스트레스에 의한 압축 응력 상태로 유효한 바닥판 단면이 된다.

종래에는 프리스트레스 도입시 프리캐스트 바닥판을 적용하였으나 경제성이 저하되고, 현장타설 바닥판에 프리스트레스를 도입하는 경우에는 거더와 합성된 상태에서 프리스트레스가 도입되어 거더에 압축 응력 발생으로 불리한 응력 상태가 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 프리스트레스 도입시 현장타설 바닥판에 비합성단면을 유지하고, 프리스트레스 도입이 완료된 후 전단연결재 위치에 무수축 모르타르로 충진하여 합성단면으로 작용하도록 함으로써 강거더에 불리한 응력 상태가 되는 것을 방지하고 경제성을 향상시킬 수 있는 강합성 거더교 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강합성 거더교 시공방법은 교각부에 전단연결재가 소정거리 이격되게 연속 형성된 강거더를 설치하는 단계와,

상기 강거더에 바닥판 콘크리트 타설을 위한 동바리 및 제1거푸집을 설치하는 단계와,

지점부 비합성 구간 강거더의 상부 플랜지에 비합성 부재를 설치하고, 상기 전단연결재 주위에 제2거푸집을 설치하는 단계와,

상기 지점부에 쉬스관을 배치하고 콘트리트를 타설 및 양생함으로써 지점부 바닥판을 형성하고 제2거푸집으로 전단연결재 위치에 전단포켓을 형성하는 단계와,

상기 쉬스관을 통해 지점부 바닥판 구간에 프리스트레스를 도입하고 그라우팅하는 단계와,

상기 교각부 사이인 지간부에 콘크리트를 타설 및 양생함으로써 지간부 바닥판을 형성하고 전단포켓에 무수축 모르타르를 충진하는 단계와,

상기 동바리와 제1,2거푸집을 해체한 후 도로를 형성하고 방호벽을 설치하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 비합성 부재는 접착 시트재, 비닐, 테이프, 섬유재료 및 그리스 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프리스트레스를 지점부 바닥판 구간의 콘크리트 압축 강도가 28MPa 이상인 경우에 도입하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 시공방법이 개구제형, 구형, 플레이트 거더 및 소수주형 형식의 강합성 교량에 적용되는 것을 특징으로 한다.

상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 강거더에 압축 응력이 발생하지 않도록 하여 강거더가 불리한 응력 상태가 되는 것을 방지하고, 프리스트레스 도입시 현장타설 바닥판을 적용하여 비용절감에 따른 경제성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 거더교의 구조도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 거더교 시공방법의 순서도,
도 3 내지 도 9는 도 2의 공정별 상세 도면.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 거더교 시공방법의 순서도이고, 도 3 내지 도 9는 도 2의 공정별 상세 도면으로서, 특히 도 3b와 도 9b는 강거더(31)를 보강하기 위한 L형강의 지지보(50)가 소정간격으로 설치된 곳에서의 단면도이다.

먼저 도 3a 및 도 3b의 측면도 및 단면도에 도시된 바와 같이 교각부(30)에 크레인 작업 등을 통하여 강거더(31)를 설치하고 강거더(31) 상부에 전단연결재(32)를 소정거리 이격되게 연속 형성한다(S202).

다음 도 4a 및 도 4b의 측면도 및 단면도에 도시된 바와 같이 바닥판 콘크리트 타설을 위한 제1거푸집(34)을 바닥에 설치하고, 상기 제1거푸집(34)을 지지할 동바리(33)를 강거더(31)에 설치하되, 전단연결재(32)가 형성된 강거더(31)의 상부 플레이트(31a)에는 제1거푸집(34)을 설치하지 않는다(S204).

이때 상기 제1거푸집(34)이 설치되지 않는 강거더(31) 부분이 프리스트레스 도입시 강거더(31)에 압축 응력이 발생하지 않도록 하는 비합성 구간(a)이 된다.

다음 도 5a 내지 도 5c의 측면도, 평면도 및 단면도에 도시된 바와 같이 지점부 비합성 구간(a)을 형성하는 강거더(31)의 상부 플랜지(31a)에 비합성 부재(35)를 설치하고, 전단연결재(32) 주위의 상부 플랜지(31a) 사방에 바닥판 콘크리트 타설시 콘크리트가 타설되지 않도록 제2거푸집(36)을 설치한다(S206).

이때 상기 비합성 부재(35)는 접착 시트재, 비닐, 테이프, 섬유재료 및 그리스 등 비합성 확보가 가능한 재질이면 모두 가능하고, 상기 비합성 구간(a)은 지점부 바닥판(39)에 프리스트레스 도입시 강거더 상부 플랜지(3a)와 지점부 바닥판(39)의 비합성 작용을 유도하는 구간이 된다.

다음 도 6a 및 도 6b의 측면도 및 단면도에 도시된 바와 같이 지점부에 철근을 조립하고, 프리스트레스 도입을 위한 쉬스(Sheath)관(37)과 강선을 배치한 상태에서 콘크리트를 타설하고 양생함으로써 지점부 바닥판(39)이 형성된다(S208).

이때 상기 전단연결재(32) 주위는 제2거푸집(36)에 의해 콘크리트 타설이 배제되어 전단포켓(38)이 된다.

상기 쉬스관(37)은 포스트텐션(post tension) 방식에 있어서 프리스트레스 강재(미도시)의 배치 구멍을 만들기 위하여 콘크리트를 타설하기 전에 미리 배치된 관이다.

다음 도 7a 및 도 7b의 측면도 및 단면도에 도시된 바와 같이 콘크리트가 양생되어 지점부 바닥판(39) 구간의 콘크리트 압축 강도가 도로교 설계기준 기준값(예를 들어 28MPa(N/㎟)) 이상이 되면, 쉬스관(37)에 프리스트레스 강재를 삽입한 후 압축 응력으로 지점부 바닥판(39)에 프리스트레스를 도입한다.

또한 상기 쉬스관(37)과 프리스트레스 강재 사이에 펌프를 사용하여 시멘트, 페이스트 또는 모르타르 등을 가압 주입하는 그라우팅(grouting) 작업을 수행한다(S210).

이와 같이 본 발명에서는 지점부 바닥판(39)에 프리스트레스를 도입하는 경우에 지점부 바닥판(39)이 강거더(31)와 합성되지 않은 상태이므로 프리스트레스가 도입시 강거더(31)에 압축 응력이 발생하지 않게 된다.

다음 도 8a 및 도 8b의 측면도 및 단면도에 도시된 바와 같이 교각부(30)와 교각부(30) 사이 즉, 지간(span)부에 철근을 조립하고 콘크리트를 타설한 후 양생함으로써 지간부 바닥판(41)이 형성된다.

또한, 지점부 전단포켓(38)에 무수축 모르타르(40)를 충진하여 강거더(31)와 프리스트레스가 도입된 지점부 바닥판(39)과의 합성작용을 유도한다(S212).

상기 지점부 바닥판(39)과 지간부 바닥판(41)으로 거더교 전체의 바닥판(42)이 이루어진다.

그리고 도 9a 및 도 9b의 측면도 및 단면도에 도시된 바와 같이 기설치되어 있던 동바리(33)와 거푸집(34,36)을 해체한 후 바닥판(42)을 적절한 교면 포장 재료로 포장하여 도로(43)를 형성하고, 그 양측을 따라 방호벽(44)을 설치하여 강합성 거더교의 시공을 완료한다(S214).

이상과 같은 거더교의 시공방식을 적용할 수 있는 강합성 교량 형식은 개구제형, 구형, 플레이트 거더 및 소수주형 형식이다.

30: 교각부 31: 강거더
32: 전단연결재 33: 동바리
34,36: 거푸집 35: 비합성 부재
37: 쉬스관 38: 전단포켓
39,41,42: 바닥판 40: 무수축 모르타르
43: 도로 44: 방호벽
50: 지지보

Claims (4)

1. 교각부에 전단연결재가 소정거리 이격되게 연속 형성된 강거더를 설치하는 단계와,
   상기 강거더에 바닥판 콘크리트 타설을 위한 동바리 및 제1거푸집을 설치하는 단계와,
   지점부 비합성 구간 강거더의 상부 플랜지에 비합성 부재를 설치하고, 상기 전단연결재 주위에 제2거푸집을 설치하는 단계와,
   상기 지점부에 쉬스관을 배치하고 콘트리트를 타설 및 양생함으로써 지점부 바닥판을 형성하고 제2거푸집으로 전단연결재 위치에 전단포켓을 형성하는 단계와,
   상기 쉬스관을 통해 지점부 바닥판 구간에 프리스트레스를 도입하고 그라우팅하는 단계와,
   상기 교각부 사이인 지간부에 콘크리트를 타설 및 양생함으로써 지간부 바닥판을 형성하고 전단포켓에 무수축 모르타르를 충진하는 단계와,
   상기 동바리와 제1,2거푸집을 해체한 후 도로를 형성하고 방호벽을 설치하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 강합성 거더교 시공방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 비합성 부재는 접착 시트재, 비닐, 테이프, 섬유재료 및 그리스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 강합성 거더교 시공방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 프리스트레스를 지점부 바닥판 구간의 콘크리트 압축 강도가 28MPa 이상인 경우에 도입하는 것을 특징으로 하는 강합성 거더교 시공방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 시공방법이 적용되는 강합성 교량은 개구제형, 구형, 플레이트 거더 및 소수주형 형식인 것을 특징으로 하는 강합성 거더교 시공방법.

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