KR100982974B1 - 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법 - Google Patents

다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법 Download PDF

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Abstract

다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형 시공방법을 제공한다.
본 발명은 제1,2강재빔 및 교각용 강재빔을 포함하는 강재거더분절을 제공하는 단계 ; 상기 제1,2강재빔의 각 하부플랜지에 제1강선을 배치하고, 상기 제1,2강재빔의 각 복부에 제2강선을 배치하여 상기 제1,2강재빔에 강선을 설치하는 단계 ; 상기 제1,2강선이 설치된 제1,2강재빔에 프리플렉션 하중을 도입한 상태에서 상기 제1,2강재빔 및 교각용 강재빔의 각 하부플랜지에 콘크리트를 타설하여 하부케이싱 콘크리트를 양생하는 단계 ; 상기 제1,2강재빔에 도입된 프리플렉션 하중을 제거하여 상기 하부케이싱 콘크리트에 1차 압축응력을 제공하는 단계; 상기 제1강선의 외측단을 외측으로 일정세기의 인장력으로서 긴장한 다음 정착하여 상기 하부케이싱 콘크리트에 2차 압축응력을 제공하는 단계 ;상기 제1강재빔과 제2강재빔 중 어느 하나와 교각용 강재빔을 연결하여 교각과 교대상에 제1거더부를 거치하는 단계 ;상기 제1거더부의 일단부에 나머지 강재빔을 연결하여 교각과 교대상에 주거더부를 제공하는 단계 ; 및 상기 주거더부의 복부와 상부플랜지에 콘크리트를 타설하여 슬래브 콘크리트를 양생하고, 상기 제2강선의 외측단을 외측으로 일정세기의 인장력으로서 긴장한 다음 정착하여 상기 하부케이싱 콘크리트와 슬래브 콘크리트에 3차 압축응력을 제공하는 단계를 포함한다.
강재빔, 거더부, 리프리스트레스트, 프리플렉스, 강선

Description

다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법{Method for Manufacturing Multi-span continuous re-prestressed preflex composite bridge}
본 발명은 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교를 시공하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 프리플렉스가 도입된 단순보 형태의 합성형을 교각부에 교량받침을 1개로 하여 거치하고, 구조적으로 완전연속화하며, 미리 배치된 강선을 복부 및 상부 슬래브 시공전과 시공후로 단계별 긴장하여 구조적 안정성과 시공성 및 경제성을 향상시킬 수 있는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 공장에서 제작된 I형 강재거더(11)는 도 5에 도시한 바와 같이, 소요 솟음 만큼 위로 만곡 제작된 상태에서 강재 거푸집 등 가시설 중량을 이용하여 일정한 프리플렉션 하중(Pf)을 중앙 L/2점을 포함하는 양측 L/4점의 3점에 재하하고, 추가로 하부 콘크리트를 타설하여 콘크리트 자체 중량을 이용하여 아래쪽으로 하부처짐변형을 유발한 다음, 하부 콘크리트(21)를 타설 및 경화한 후 재하된 가시설 하중(W)을 제거하여 콘크리트 중량을 이미 부담하고 있는 강재거더의 복귀력에 의하여 하부 콘크리트에 1차 압축응력을 도입하여 프리플렉스 합성형을 제작 하게 된다.
이러한 프리플렉스 합성형을 제작하는 과정에서 하부 콘크리트 타설전에 미리 배치한 비부착 PS강연선을 인장하고 단부의 정착판에 정착하여 하부 콘크리트에 2차 추가 압축응력을 도입하는 것이 종래의 가시설 중량을 이용한 단순보 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형의 제작방법이었다.
이후 합성형을 교대의 하부구조에 거치하고 복부 및 슬래브콘크리트 타설하여 상부구조를 완성하게 된다.
그러나, 도 6(a)(b)에 도시한 바와 같이, 교대(60)의 상단에 구비되는 교량받침(65)상에 하부 콘크리트(21)를 갖는 강재거더(11)의 단부를 각각 거치한 다음 복부콘크리트(30), 슬래브 콘크리트(40)및 포장(50)을 연속하여 시공하여 다경간 교량을 제작하는 과정에서 교각(60)에 상기와 같은 단순보로 설치시 인접한 각 경간의 합성형은 연속되지 않은 상태이기 때문에, 강재 거더(11)간의 경계부에는 별도의 신축이음장치(미도시)를 설치하여 단순로 형태로 하거나, 강재거더(11)의 하부 콘크리트는 서로 분리되어 상부 슬래브 콘크리트만 연속시켜 부분 연속으로 시공하게 된다.
이로 인하여 신축이음장치를 설치하는 경우에는 이를 설치하는데 소요되는 비용과 설치된 장치를 지속적으로 유지보수하는데 소요되는 비용에 의해서 교량의 제조원가를 상승시키게 되고, 차량의 주행성을 저하시키게 된다. 그리고, 도 6(b)와 같이 바닥판의 부분 연속에 의한 경우, 하나의 교각(60)에 대하여 2개의 교량받침(65)이 필요하게 되며, 활하중에 의한 부모멘트의 응력이 집중되는 교각에서 강 성부족으로 바닥판 포장에 피로균열이 발생 등의 문제점이 있었다.
종래 한국특허공개번호 2003-0075455호 및 한국실용신안등록 20-0300029호에는 각 경간 길이와 동일한 단순보의 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형을 종래의 유압잭과 반력대에 의한 양측 L/4점에서 프리플렉션 시공방법으로 각각 제작하여 교각 위에 가설한 다음, 내측 지점인 각 교각 위에서 인접한 2개의 합성형 강재의 복부와 상,하플랜지를 볼트이음으로 연결하여 완전하게 연속 결합되도록 함과 동시에 강재거더의 상부 플랜지와 하부플랜지에 천공홀을 형성하여 이를 통하여 인장용 PS강선이 통과되도록 하여 연속화 시공하는 것이 개시되어 있다. .
그러나, 이러한 종래의 단순 합성형의 프리플렉션방법과 이를 연결하는 다경간 제작방법은 아래와 같은 문제점을 가지고 있다.
즉, 프리플렉션하중 도입을 위한 단부 상향의 유압잭킹 설비와 반력대 어스앵커설비를 설치하는 것은 임시시설로 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형 제작 단가에 큰 비중을 차지하고 있고, 많은 기초콘크리트는 시공완료 후 폐기되면서 이에 다른 폐기물 처리비용을 추가 발생시켜 전체공사비를 상승시키는 요인으로 작용하였다.
더욱이 프리플렉션과정 후 하부 콘크리트를 타설하고 경화되면 유압잭의 하중을 제거하여 I형 강재거더의 복귀력을 유발시키는 릴리즈작업을 통해 하부 콘크리트에 압축응력을 도입하게 되는 릴리즈 과정에서 지면에 지지된 하부 콘크리트를 포함하는 강재거더를 들어올리게 되는데, 이때, 육중한 중량을 갖는 하부 콘크리트의 중량에 상응하는 양만큼 I형 강재거더의 복귀력은 줄어들게 되고 하부 콘크리트 에 도입된 압축응력은 그 즉시 손실이 발생한다.
이에 따라 제작과정에서 사전에 설계된 소요 압축응력도입을 위해서는 보다 큰 복귀력이 요구되어 즉 유압잭에 의한 보다 큰 프리플렉션 하중이 요구되고 궁극적으로는 보다 많은 강재량이 요구되어 재료비 증가로 인해 전체 공사비 증가의 원인이 되었다.
또한, 역학적 측면에서도 많은 중량의 가시설 강재의 사용은 하부 콘크리트 시공을 위해 필요한 것이지만 단순히 지지만을 목적으로 하고 있고 하부 콘크리트에 도입된 압축응력의 손실을 방지하고 합성형 제작비용 절감하는데 기여도가 낮다고 볼 수 있다.
그리고, 합성형의 구조적 연속화를 위해서 PS강선을 사용하는 경우, 합성형 단부 하부플랜지 하단에서 시작하여 교각 부근의 상부플랜지 상단으로 PS강선을 인출하기 위해서는 상부 플랜지와 하부플랜지에 각각 천공홀을 관통형성해야만 하기 때문에 상,하부플랜지에 천공홀을 구비하는 관통작업을 필요로 하여 번거로운 공정이 유발되고, 콘크리트 타설시 천공홀을 관통하는 PS강선이 강재와 접촉이 되면 PS강선의 긴장시나 교량공용시 파단되어 안전성에 심각한 문제가 발생될 수 있어 매우 철저한 시공관리가 요구된다.
더욱이 강재에 가장 큰 집중하중이 발생하는 단계는 프리플렉션단계로 천공홀이 역학적으로 PS강선 배치상 프리플렉션 집중하중점 부근에 위치하게 되기 때문에 강재거더의 강재 복부 혹은 상부플랜지와 하부플랜지에 좌굴이나 균열과 같은 불량을 유발할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 필요불가결한 가시설 구조물의 중량이나 설치공정을 시공성을 고려하여 효율적인 제작 시스템으로 개선하여 역학적으로 유용한 공정으로 유도하고, 제반 가시설 설치기간 및 비용과 합성형의 주재료의 최적화된 감소로 공사비를 절감할 수 있는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, 연속구조계에 적합하도록 합성형의 길이 설정하고 크레인 가설에 의한 단계적 시공방법으로 경간측 거더와 중간 지점부 거더를 연결하여 경간 수에 관계없이 일정한 작업과정으로 연속 구조계를 제작할 수 있는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법을 제공하고자 한다.
그리고, 연속되기전 경간측 거더는 가시설 구조물의 중량에 의해 프리플렉션을 도입한 후 하부플랜지 아래에 미리 배치된 강선을 인장하여 외측 합성형을 제작하고, 교각부 거더는 프리플렉션의 과정과 강선의 인장과정 없이 제작하여 제조원가를 절감할 수 있는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, 거더에 강선을 배치하여 정착하는 과정에서 강재에 천공홀을 형성할 필요가 없어 강재손상을 방지하고, 작업생산성을 높일 수 있는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법을 제공하고자 한다.
그리고, 복부 및 상부플랜지에 타설된 콘크리트가 양생된 후 긴장되는 강선 에 의해서 경간 중앙부의 하부콘크리트와 중간 교각지점부의 상부콘크리트에 압축응력을 도입하여 구조적으로 안정성이 있는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서, 본 발명은 제1,2강재빔 및 교각용 강재빔을 포함하는 강재거더분절을 제공하는 단계 ; 상기 제1,2강재빔의 각 하부플랜지에 제1강선을 배치하고, 상기 제1,2강재빔의 각 복부에 제2강선을 배치하여 상기 제1,2강재빔에 강선을 설치하는 단계 ; 상기 제1,2강선이 설치된 제1,2강재빔에 프리플렉션 하중을 도입한 상태에서 상기 제1,2강재빔 및 교각용 강재빔의 각 하부플랜지에 콘크리트를 타설하여 하부케이싱 콘크리트를 양생하는 단계 ; 상기 제1,2강재빔에 도입된 프리플렉션 하중을 제거하여 상기 하부케이싱 콘크리트에 1차 압축응력을 제공하는 단계; 상기 제1강선의 외측단을 외측으로 일정세기의 인장력으로서 긴장한 다음 정착하여 상기 하부케이싱 콘크리트에 2차 압축응력을 제공하는 단계 ; 상기 제1강재빔과 제2강재빔 중 어느 하나와 교각용 강재빔을 연결하여 교각과 교대상에 제1거더부를 거치하는 단계 ; 상기 제1거더부의 일단부에 나머지 강재빔을 연결하여 교각과 교대상에 주거더부를 제공하는 단계 ; 및 상기 주거더부의 복부와 상부플랜지에 콘크리트를 타설하여 슬래브 콘크리트를 양생하고, 상기 제2강선의 외측단을 외측으로 일정세기의 인장력으로서 긴장한 다음 정착하여 상기 하부케이싱 콘크리트와 슬래브 콘크리트에 3차 압축응력을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제2강선의 타단이 고정되는 제2정착구는 상기 제1,2강재빔의 상부플랜지와 복부에 일체로 고정설치되고, 상기 제1,2교각용 강재빔을 교차하는 복수개의 제2강선이 서로 겹쳐지지 않으면서 서로 다른 높이차로 배치되도록 서로 다른 크기로 이루어져 일정간격을 두고 순차적으로 복수개 구비됨을 특징으로 하는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 하부케이싱 콘크리트를 양생하는 단계는 상기 제1,2강재빔의 외측단에 배치된 제1강선의 단부가 외부노출되고, 제1,2강재빔의 양측단에 배치된 제2강선의 양단이 외부노출되도록 콘크리트를 타설하여 상기 제1강선과 제2강선을 상기 하부케이싱 콘크리트에 매입한다.
바람직하게 상기 2차 압축응력을 제공하는 단계는 상기 제1,2강재빔의 일측에 설치된 제1정착구에 일단을 고정하고, 상기 제1,2강재빔의 타측에 설치된 제1인장구에 타단이 연결되어 상기 제1,2강재빔의 하부플랜지 하부면을 따라 직선으로 배치되는 제1강선을 외측으로 일정세기의 인장력으로 긴장한 다음 정착한다.
바람직하게, 상기 제1거더부는 상기 제1강재빔의 일단부에 형성된 체결공과 상기 교각용 강재빔의 일단부에 형성된 체결공과 일치하는 복수개의 체결공을 통해 체결되는 복수개의 체결부재에 의해서 상기 제1강재빔의 단부와 교각용 강재빔의 단부에 중첩되는 복수개의 고정판을 매개로 하여 연결된다.
바람직하게,상기 주거더부는 상기 주거더부의 교각용 강재빔의 일단부에 형성된 체결공과 상기 제2강재빔의 일단부에 형성된 체결공과 일치하는 복수개의 체결공을 통해 체결되는 복수개의 체결부재에 의해서 상기 교각용 강재빔의 단부와 제2강재빔의 단부에 중첩되는 복수개의 고정판을 매개로 하여 연결된다.
바람직하게, 상기 주거더부를 제공하는 단계는 상기 제1,2강재빔의 각 제2인장구에 일단이 각각 연결된 한쌍의 제2강선을 상기 교각용 강재빔에서 서로 교차하도록 반대편 다른 강재빔에 설치된 제2정착구에 상기 한쌍의 제2강선의 타단이 각 각 고정하는 단계를 추가 포함한다.
바람직하게, 상기 주거더부를 제공하는 단계는 상기 제1강재빔에 구비되는 하부케이싱 콘크리트와 상기 교각용 강재빔에 구비되는 하부케이싱 콘크리트사이 그리고 상기 제2강재빔에 구비되는 하부케이싱 콘크리트와 상기 교각용 강재빔에 구비되는 하부케이싱 콘크리트사이에 무수축 콘크리트를 타설하여 양생하는 단계를 추가 포함한다.
바람직하게, 상기 제1,2강재빔의 복부에 고정설치되는 제2인장구는 하부플랜지에 대하여 일정각도 경사지게 복부에 고정설치되는 한쌍의 경사판과, 상기 경사판의 단부에 일체로 고정설치되고 상기 제2강선이 인출되는 인출공을 복수개 관통형성한 정착판을 포함하여, 상기 제1,2강재빔의 단부로부터 일정간격을 두고 내측으로 이격된 복부에 설치된다.
삭제
바람직하게, 상기 주거더부를 구성하는 제1강재빔과 제2강재빔은 상기 제1,2강선의 일단이 연결되는 제1,2인장구를 갖는 강재분절빔과, 상기 제1,2강선의 타단이 고정되는 제1,2정착구를 갖는 다른 강재분절빔으로 분절되고, 서로 마주하는 양단은 복수개의 고정판과 체결부재에 의해서 일체로 연결된다.
또한, 본 발명은 제1,2강재빔, 제1,2교각용 강재빔 및 중간용 강재빔을 포함하는 강재거더분절을 제공하는 단계 ; 상기 제1,2강재빔 및 중간용 강재빔의 각 하부플랜지에 제1강선을 배치하고, 상기 제1,2강재빔 및 중간용 강재빔의 각 복부에 제2강선을 배치하여 상기 제1,2강재빔 및 중간용 강재빔에 강선을 설치하는 단계 ;상기 제1,2강선이 설치된 제1,2강재빔 및 중간용 강재빔에 프리플렉션 하중을 도입한 상태에서 상기 제1,2강재빔, 제1,2교각용 강재빔 및 중간용 강재빔의 각 하부플랜지에 콘크리트를 타설하여 하부케이싱 콘크리트를 양생하는 단계 ; 상기 제1,2강재빔 및 중간용 강재빔에 도입된 프리플렉션 하중을 제거하여 상기 하부케이싱 콘크리트에 1차 압축응력을 제공하는 단계; 상기 제1강선의 외측단을 외측으로 일정세기의 인장력으로서 긴장한 다음 정착하여 상기 하부케이싱 콘크리트에 2차 압축응력을 제공하는 단계 ; 상기 제1강재빔과 제1교각용 강재빔을 연결하고 상기 중간용 강재빔과 제2교각용 강재빔을 연결하여 교각과 교대상에 제1,2거더부를 제공하는 단계 ; 상기 제1거더부와 연결된 제2거더부의 일단부에 제2강재빔을 연결하여 교각과 교대상에 주거더부를 제공하는 단계 ; 및 상기 주거더부의 복부와 상부플랜지에 콘크리트를 타설하여 슬래브 콘크리트를 양생하고, 상기 제2강선의 외측단을 외측으로 일정세기의 인장력으로서 긴장한 다음 정착하여 상기 하부케이싱 콘크리트와 슬래브 콘크리트에 3차 압축응력을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제2강선의 타단이 고정되는 제2정착구는 상기 제1,2강재빔의 상부플랜지와 복부에 일체로 고정설치되고, 상기 제1,2교각용 강재빔을 교차하는 복수개의 제2강선이 서로 겹쳐지지 않으면서 서로 다른 높이차로 배치되도록 서로 다른 크기로 이루어져 일정간격을 두고 순차적으로 복수개 구비됨을 특징으로 하는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 가시설 중량을 이용하여 프리플렉스 하중을 유도함으로써 하중을 주기 위한 제반 고가의 설비 및 장치설치 기간 및 비용을 절감할 수 있고 개선된 3점 재하의 장점을 활용할 수 있어 강재거더의 강재량 및 구조적 안정성과 시공성이 향상되고, 단순보의 리프리스트레스트 플리플렉스 합성형을 연속구조계에 적합하도록 개선할 수 있는 효과가 얻어진다.
또한, 크레인 가설에 적합하도록 제작하여 시공성을 향상시키고 연속구조계의 역학적 특징을 충분히 반영하여 교량의 안정성을 높일 수 있으며, 교량 상부는 신축이음 장치가 없어 차량의 주행성이 좋아지며 교각에 단독 교좌장치인 교량받침을 사용하여 경제성을 확보하고, 유지관리성을 향상시킬 수 있고, 교량하부의 미관을 높일 수 있게 되는 효과가 얻어진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 첨부된 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.
<제1실시예>
도 1(a) 내지 도 1(j)는 본 발명의 제1실시 예에 따른 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법을 도시한 공정 순서도이다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 방법은 강재거더분절을 제공하는 단계, 강선을 설치하는 단계, 하부케이싱 콘크리트를 양생하는 단계, 1차압축응력을 제공하는 단계, 2차압축응력을 제공하는 단계, 제1거더부를 거치하는 단계, 주거더부를 제공하는 단계 및 3차 압축응력을 제공하는 단계를 포함하여 2경간의 합성형교(100)를 제작완성하는 것이다.
상기 강재거더분절을 제공하는 단계는 도 1(a)에 도시한 바와 같이, 분절형 태로 공정에서 I단면상의 강재를 시공하고자 하는 합성형교의 시공길이에 맞추어 교각(10)상에 올려지는 교각용 강재빔(130)과, 그 좌우양단에 연결되는 제1,2강재빔(110,120)을 제작하는 것이다.
상기 제1강재빔(110)과 제2강재빔(120)은 좌우대칭구조를 갖도록 상기 교각용 강재빔(130)의 중심을 기준으로 하여 좌우대칭으로 동일하게 분절 제작된다.
그리고, 상,하부플랜지(101,103) 및 복부(102)로 이루어지는 제1,2강재빔(110,120)의 각 하부플랜지(101)에는 후술하는 제1강선(151)을 고정하고 연결할 수 있도록 제1인장구(111)와 제1정착구(112)를 각각 구비하며, 상기 복부(102)에는 후술하는 제2강선(152)의 일단을 연결할 수 있도록 제2인장구(113)를 구비하고 상기 상부플랜지와 복부에는 상기 교각용 강재빔(130)을 경유하는 제2강선(152)의 타단을 고정할 수 있도록 제2정착구(114)를 각각 구비한다.
또한, 상기 교각용 강재빔(130)의 양단에는 체결공(139a,139b)을 형성하고, 이에 마주하는 제1,2강재빔(110,120)의 각 단부에도 고정판을 매개로 하는 강재빔간의 연결시 고장력볼트와 같은 체결부재(143)가 체결되는 체결공(119,129)을 각각 구비한다.
여기서, 상기 제1,2강선(151,152)은 선재의 외부면에 외피가 피복된 비부착 PS강선부재로 이루어질 수 있다.
상기 강선을 설치하는 단계는 도 1(b)에 도시한 바와 같이, 상기 제1,2강재빔(110,120)의 각 하부플랜지(101)에는 복수개의 제1강선(151)이 하부플랜지(101)의 하부면을 따라 직선으로 배치되는바, 이러한 제1강선(151)은 상기 하부플랜지(101)의 하부면에 고정설치된 제1정착구(112)에 일단이 고정되고, 상기 제1강선(151)의 타단은 외측방향으로의 긴장이 가능하도록 제1강재빔(110)의 외측단에 고정설치된 제1인장구(111)에 연결한다.
그리고, 상기 제1,2강재빔(110,120)의 각 복부(102)에는 복수개의 제2강선(152)이 복부(102)의 양측면을 따라 곡선형으로 배치되는바, 이러한 제2강선(152)은 상기 복부(102)의 양측면에 기설치된 제2인장구(113)에 일단이 연결되고, 상기 제2강선(52)의 타단은 상기 제1,2강재빔(110) 및 교각용 강재빔(130)이 교각(10)상에서 일체로 연결된 후 반대편 강재빔에 구비된 제2정착구(114)에 고정할 수 있도록 각 강재빔의 단부에 임시고정된다.
이에 따라, 상기 제1강선(151)은 제1,2강재빔(110,120)의 각 하부플랜지(101)의 하부면에 직선형으로 일정간격을 두고 복수개 설치되며, 상기 제2강선(152)은 제1,2강재빔(110,120)의 각 복부(102)의 양측면에 복부에서 일단이 시작하여 길이중간이 하부플랜지(101)의 상부면에 접하거나 근접하면서 타단이 상부플랜지(103)에 이르도록 복수개 설치된다.
여기서, 상기 제1,2강재빔(110,120)의 각 하부플랜지(101)에는 복수개의 철근을 배치하고, 배치된 철근은 움직이지 못하도록 철근 또는 철사를 이용하여 고정하고, 상기 제1,2강재빔(110,120)의 단부에 임시고정되는 제2강선(152)의 고정단인 타단은 각 강재빔의 단부에 일정길이 말려져 임시보관되거나 철근과 마찬가지로 철사로 임시고정된다.
상기 하부케이싱 콘크리트를 양생하는 단계는 도 1(c)와 도 1(d)에 도시한 바와 같이, 상기 제1강선(151)과 제2강선(152)이 설치된 제1강재빔(110)과 제2강재빔(120)을 제작대(미도시)에 각각 거치한 다음 가시설 중량을 이용하여 강재빔의 상부에서 직하부로 일정세기의 가압력을 제공함으로써 상기 제1,2강재빔(110,120)에 프리플렉션 하중을 도입한 상태에서 이루어진다.
여기서, 상기 제1,2강재빔에 프리플렉션 하중을 도입하는 공정은 한국특허등록번호 10-890455호에 개시된 가시설 중량을 이용한 중력식 하중재하 장치에 의해서 이루어질 수 있다.
연속하여, 상기 제1강재빔(110)과 제2강재빔(120)에 일정세기의 프리플렉션 하중이 도입된 상태에서, 상기 제1,2강재빔(110,120)의 각 하부플랜지에 콘크리트를 타설하고, 타설된 콘크리트를 일정시간동안 증기양생함으로써 상기 하부플랜지를 덮는 하부케이싱 콘크리트(160)를 각각 구비한다.
이때, 상기 하부케이싱 콘크리트(160)는 상기 제1,2강재빔의 외측단으로부터 상기 교각용 강재빔(130)과 체결부재를 매개로 체결되도록 체결공(119,129)이 관통형성된 강재빔의 단부 근방까지 연장되며, 이러한 하부케이싱 콘크리트(160)에는 강재빔의 외측단에 배치된 제1강선(151)의 단부가 외부노출되고, 강재빔의 양측단에 배치된 제2강선(152)의 양단이 외부노출되도록 상기 제1강선(151)과 제2강선(152)이 철근과 더불어 각각 매입된다.
그리고, 상기 교각용 강재빔(130)은 도 1(j)에 도시한 바와 같이, 교각상에 설치되는 부(-)모멘트구간이므로 제1,2강재빔과 같이 프리플렉션 하중을 도입할 필요는 없으며, 상기 교각각용 강재빔(130)의 하부플랜지에도 하부케이싱 콘크리트(165)을 구비하며, 이러한 하부케이싱 콘크리트(165)는 제1,2강재빔(110,120)과 체결부재를 매개로 체결되도록 체결공(139a,139b)이 관통형성된 교각용 강재빔(130)의 양단부 근방까지 연장된다.
이에 따라, 상기 교각용 강재빔(130)은 강선의 배치가 없고 프리스트레스력이 존재하지 않는 단순 강합성형으로 제작된다.
상기 하부케이싱 콘크리트(160)에 1차 압축응력을 제공하는 단계는 도 1(e)에 도시한 바와 같이, 상기 제1강재빔(110)과 제2강재빔(120)의 직상부에서 제공되는 가시설 중량을 해제함으로써 강재빔에 도입된 프리플렉션 하중을 제거하면, 정(+)모멘트구간의 제1,2강재빔(110,120)의 각 하부 케이싱 콘크리트(160)에 각각 1차 압축응력을 도입할 수 있는 것이다.
상기 2차 압축응력을 제공하는 단계는 도 1(f)에 도시한 바와 같이, 상기 제1,2강재빔(110,120)에 도입된 프리플렉션 하중을 제거하여 1차 압축응력을 도입한 상태에서 상기 하부케이싱 콘크리트(160)의 시간손실, 즉 건조수축 및 크리프 손실이 거의 해소되는 일정시간 경과 후, 상기 제1,2강재빔(110,120)의 각 하부플랜지(101)에 기설치된 제1정착구(112)를 고정점으로 하여 반대편에 기설치된 제1인장구(111)에 연결된 제1강선(151)의 외측단을 미도시된 유압장치를 이용하여 외측으로 일정세기의 긴장력으로서 인장한다.
이러한 상태에서, 상기 제1강선(151)의 외측단을 제1인장구(111)에 정착하여 고정하게 되면, 상기 제1,2강재빔(110,120)의 각 하부플랜지(101)에 구비된 하부케이싱 콘크리트(160)에는 외측으로 인장된 상태로 제1인장구(111)와 제1정착구(112)사이에 양단이 고정되는 제1강선(151)에 의하여 2차 압축응력을 도입할 수 있는 것이다.
상기 제1거더부(140a)를 거치하는 단계는 도 1(g)(h)에 도시한 바와 같이, 상기 제1강재빔(110)과 제2강재빔(120)중 어느 하나와 상기 교각용 강재빔(130)을 서로 일체로 연결한 제1거더부(140a)를 현장에서 제작한 다음 중량물인 제1거더부(140a)를 크레인(미도시)과 같은 중장비를 이용하여 교대(20)와 교각(10)상에 수평하게 올려 거치하는 것이다.
여기서, 상기 제1거더부(140a)는 제1강재빔과 교각용 강재빔이 고정판을 매개로 서로 연결되어 이루어지는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 제1거더부(140a)는 교각용 강재빔(130)과 제2강재빔(120)과의 연결에 의해서 이루어질 수 있다.
상기 제1강재빔(110)과 교각용 강재빔(130)은 서로 마주하는 단부에 중첩되는 복수개의 고정판(142)을 매개로 하여 연결되는바, 상기 고정판(142)은 상기 제1강재빔(110)의 일단부에 관통형성된 체결공(119)과 상기 교각용 강재빔(130)의 일단부에 관통형성된 체결공(139a)과 일치하는 복수개의 체결공을 통해 체결되는 고장력볼트와 같은 복수개의 체결부재(143)에 의해서 상,하부플랜지(101,103) 및 복 부(102)의 외면에 접하는 금속판재이다.
이에 따라, 상기 제1강재빔(110)과 교각용 강재빔(130)간 접합부위에 중첩배치된 복수개의 고정판(142)을 매개로 하여 일체로 조립되는 제1거더부(140a)를 상기 교각(10)과 교대(20)상에 거치하기 전에 제작한다.
상기 제1거더부(140a)는 상기 교각(10)상에 올려져 상기 교각용 강재빔(130)의 하부케이싱 콘크리트(165)에 구비된 지지대(164)와 대응하는 교량받침(12)과, 상기 교대(20)상에 올려져 상기 제1강재빔(110)의 하부케이싱 콘크리트(160)에 매입된 제1인장구(111)와 대응하는 교량받침(22)상에 거치된다.
상기 주거더부(140)를 제공하는 단계는 도 1(i)에 도시한 바와 같이, 크레인(미도시)과 같은 중장비를 이용하여 상기 제2강재빔(120)을 교대(20)와 교각(10)상에 올린 다음 상기 교각(10)과 교대(20)상에서 상기 제1거더부(140a)의 일단부와 제2강재빔(120)을 서로 일체로 연결하여 주거더부(140)를 제작하는 것이다.
여기서, 상기 제1거더부와 제2강재빔간을 서로 연결하여 주거더부(140)를 제작하는 공정은 제1거더부(140a)를 제작하는 것과 유사하게 이루어진다.
즉, 상기 제1거더부(140a)의 교각용 강재빔(130)과 제2강재빔(120)은 서로 마주하는 단부에 중첩되는 복수개의 고정판(142)을 매개로 하여 연결되는바, 상기 고정판(142)은 상기 교각용 강재빔(130)의 일단부에 관통형성된 체결공(139b)과 상기 제2강재빔(120)의 일단부에 관통형성된 체결공(129)과 일치하는 복수개의 체결공을 통해 체결되는 고장력볼트와 같은 복수개의 체결부재(143)에 의해서 상,하부 플랜지(101,103) 및 복부(102)의 외면에 접하는 금속판재이다.
또한, 상기 교각과 교대상에 올려진 주거더부(140)는 상기 제1강재빔(110)의 복부에 설치된 제2인장구(113)에 일단이 연결되고, 상기 제1강재빔(110)의 단부에 임시고정된 제2강선(152)의 타단을 풀은 다음 상기 교각용 강재빔(130)의 복부를 지나 상부플랜지의 하면에 접하도록 반대편 제2강재빔(120)의 제2정착구(114)에 고정한다.
연속하여, 상기 제2강재빔(120)의 복부에 설치된 제2인장구(113)에 일단이 연결된 다른 제2강선(152)도 상기와 마찬가지로 상기 제2강재빔(120)의 단부에 임시고정된 제2강선(152)의 타단을 풀은 다음 상기 교각용 강재빔(130)의 복부를 지나 상부플랜지의 하면에 접하도록 반대편 제1강재빔(110)의 제2정착구(114)에 고정한다.
이에 따라, 상기 제1,2강재빔(110,120)의 각 제2인장구(113)에 일단이 각각 연결된 한쌍의 제2강선(152)은 상기 교각용 강재빔(130)에서 서로 곡선형으로 교차하면서 반대편 다른 강재빔에 설치된 제2정착구(114)에 타단이 각각 고정되는 것이다.
또한, 상기 제1,2강재빔(110,120)과 교각용 강재빔(130)을 복수개의 고정판(142)으로서 서로 연결하기 위해서 제1강재빔(110)의 하부플랜지에 구비되는 하부케이싱 콘크리트(160)와 상기 교각용 강재빔(130)의 하부플랜지에 구비되는 하부케이싱 콘크리트(165)사이에 공간부를 형성하고, 상기 제2강재빔(120)의 하부플랜지에 구비되는 하부케이싱 콘크리트(160)와 상기 교각용 강재빔의 하부플랜지에 구 비되는 하부케이싱 콘크리트(165)사이에 공간부를 형성하는바, 이러한 공간부에는 무수축 콘크리트(166)를 타설하여 양생함으로써 상기 주거더부(140)의 하부에 전체 하부플랜지를 매입하는 연속된 일체형 하부케이싱 콘크리트를 시공하게 된다.
상기 3차 응력을 제공하는 단계는 도 1(j)에 도시한 바와 같이, 상기 주거더부에 슬래브 콘크리트를 양생한 다음 상기 제2강선을 외측으로 긴장하여 상기 하부케이싱 콘크리트(160) 및 슬래브 콘크리트(170)에 압축응력을 도입하는 것이다.
즉, 상기 제1,2강재빔(110,120)과 교각용 강재빔(130)으로 이루어지는 주거더부(140)의 각 복부(102)와 상부플랜지(103)에 콘크리트를 연속하여 타설하고, 타설된 콘크리트를 양생하여 교량상부구조물로 이루어지는 슬래브 콘크리트(170)를 시공하게 된다.
연속하여, 상기 제1,2강재빔(110,120)의 각 제2인장구(113)에 연결되어 슬래브 콘크리트(170)의 양측단으로 노출된 제2강선(152)의 외측단을 외측으로 일정세기의 인장력으로 긴장하게 되면, 상기 제2강선의 각 타단은 상기 교각용 강재빔(130)에서 서로 교차하도록 반대편 다른 강재빔에 설치된 제2정착구(114)에 고정되어 있기 때문에, 상기 제2강선(152)이 매입된 하부케이싱 콘크리트(160)와 슬래브 콘크리트(170)에 3차 압축응력을 도입하여 교량을 완성하게 된다.
이에 따라, 정모멘트 구간인 제1,2강재빔(110,120)에서 교각 거치 전에 하부케이싱 콘크리트에 부여되는 프리플렉션에 의한 1차 압축응력 도입과, 하부케이싱 콘크리트에 매입되는 제1강선에 의한 2차 압축응력 도입 및 제2강선에 의한 3차 압 축응력이 도입되어 연속구조계 역학적 흐름에 적합하도록 하였다.
이러한 단계적인 압축응력 도입으로 콘크리트 시간의존적 특성의 불리함을 줄이게 되고 활하중하에서도 정모멘트 구간에 압축상태가 유지되도록 하여 높은 안전성을 기대할 수 있는 것이다.
여기서, 상기 제1,2강재빔(110,120)의 복부에 고정설치되어 상기 제2강선의 일단이 연결되는 제2인장구(113)는 도 2에 도시한 바와 같이, 수평한 하부플랜지(101)에 대하여 일정각도 경사지게 상기 복부에 고정설치되는 한쌍의 경사판(113b)과, 상기 경사판(113b)의 단부에 일체로 고정설치되고 상기 제2강선(152)이 인출되는 인출공을 복수개 관통형성한 정착판(113a)을 구비한다.
이러한 제2인장구(113)는 상기 제1,2강재빔(110,120)의 교대(20)측 단부에서 충분한 작업공간을 확보하기 위해서 강재빔의 단부로부터 일정간격을 두고 내측으로 이격된 복부(120)에 설치되는 것이 바람직하며, 상기 제2인장구(113)의 인장판(113a)은 수평한 하부플랜지와 직교하는 수직선에 대하여 일정각도 10도 정도 경사지게 배치되는 것이 바람직하며, 이는 제2강선을 곡선형 배치함과 동시에 외측으로의 긴장하는 인장작업을 확보된 작업공간에서 더욱 용이하게 수행하기 위한 것이다.
또한, 상기 제2강선(152)의 타단이 고정되는 제2정착구(114)는 상기 제1,2강재빔(110,120)의 상부플랜지(103)와 복부(102)에 외측테두리가 접하여 일체로 용접설치되는 철판부재로 이루어지며, 이러한 제2장착구(114)는 상기 교각용 강재빔을 교차하는 복수개의 제2강선(152)이 서로 겹쳐지지 않으면서 서로 다른 높이차로 배 치되도록 서로 다른 크기로 이루어져 일정간격을 두고 순차적으로 복수개 구비된다.
이에 따라, 상기 제2강선(152)은 서로 겹쳐지지 않고 상기 복부에 최대한 근접하여 배치될 수 있는 것이다.
한편, 상기 주거더부(140)는 도 1(j)에 도시한 바와 같이, 분절의 경계가 되는 위치가 고정하중에 의한 휨모멘트도에서 알 수 있듯이 휨모멘트가 0 이 되는 위치인 교각(10)에서 약 L/4 위치가 되고, 제1,2강재빔(110,120)의 경우 길이가 3L/4 정도되므로, 상기 제1,2강재빔(110,120)의 설계길이가 15m 이상되면 운반상의 문제로 인하여 분절하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 주거더부를 구성하는 제1강재빔(110)과 제2강재빔(120)은 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 제1,2강선의 일단이 연결되는 제1,2인장구(111,113)를 갖는 강재분절빔(110a,120a)과, 상기 제1,2강선의 타단이 고정되는 제1,2정착구(112,114)를 갖는 강재분절빔(110b,120b)으로 분절되고, 상기 강재분절빔(110a,110b,120a,120b)들의 서로 마주하는 양단은 이에 중첩되는 복수개의 고정판(142)과 복수개의 체결부재(143)에 의해서 일체로 연결된다.
<제2실시예>
도 4(a) 내지 도 4(j)는 본 발명의 제2실시 예에 따른 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법을 도시한 공정 순서도이다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 방법은 강재거더분절을 제공하는 단계, 강선을 설치하는 단계, 하부케이싱 콘크리트를 양생하는 단계, 1차압축응력을 제공하는 단계, 2차압축응력을 제공하는 단계, 제1거더부를 거치하는 단계, 주거더부를 제공하는 단계 및 3차 압축응력을 제공하는 단계를 포함하여 3경간의 합성형교(100a)를 제작완성하는 것이다.
상기 강재거더분절을 제공하는 단계는 도 4(a)에 도시한 바와 같이, 분절형태로 공정에서 I단면상의 강재를 시공하고자 하는 합성형교의 시공길이에 맞추어 교각(10)상에 올려지는 제1,2교각용 강재빔(130a,130b)과, 이들사이에 배치되는 중앙 강재빔(180) 및 상기 제1,2교각용 강재빔(130a,130b)의 각 외측단에 연결되는 제1,2강재빔(110,120)을 제작하는 것이다.
상기 제1,2강재빔(110,120)과 제1,2교각용 강재빔(120b,130b)은 좌우대칭구조를 갖도록 상기 중앙 강재빔(180)의 중심을 기준으로 하여 좌우대칭으로 동일하게 분절 제작된다.
그리고, 상,하부플랜지(101,103) 및 복부(102)로 이루어지는 제1,2강재빔(110,120), 제1,2교각용 강재빔(130a,130b) 및 중앙 강재빔(180)의 각 하부플랜지(101)에는 후술하는 제1강선(151)을 고정하고 연결할 수 있도록 제1인장구(111)와 제1정착구(112)를 각각 구비하며, 상기 복부(102)에는 후술하는 제2강선(152)의 일단을 연결할 수 있도록 제2인장구(113)를 구비하고 상기 상부플랜지와 복부에는 상기 제1,2교각용 강재빔(130a,130b)을 경유하는 제2강선(152)의 타단을 고정할 수 있도록 제2정착구(114)를 각각 구비한다.
여기서, 상기 중앙 강재빔(180)에는 상기 제1,2강재빔(110,120)의 각 제2정착구에 일단이 고정된 제2강선(152)이 연결되는 한쌍의 제2인장구(113)와, 상기 제1,2강재빔(110,120)의 각 제2인장구에 일단이 연결된 제2강선(152)의 타단이고정되는 한쌍의 제2장착구(114)를 구비하게 된다.
또한, 상기 제1,2교각용 강재빔(130a,130b)의 양단에는 체결공(139a,139b)을 각각 형성하고, 이에 마주하는 제1강재빔(110)과 중앙용 강재빔(180))의 각 일단부 그리고 상기 제2강재빔(120)과 중앙용 강재빔(180)의 각 타단부에도 고정판을 매개로 하는 강재빔간의 연결시 고장력볼트와 같은 체결부재(143)가 체결되는 체결공(119,129,189a,189b)을 각각 구비한다.
여기서, 상기 제1,2강선(151,152)은 선재의 외부면에 외피가 피복된 비부착 PS강선부재로 이루어질 수 있다.
상기 강선을 설치하는 단계는 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 상기 제1,2강재빔(110,120) 및 중앙 강재빔(180)의 각 하부플랜지(101)에는 복수개의 제1강선(151)이 하부플랜지(101)의 하부면을 따라 직선으로 배치되는바, 이러한 제1강선(151)은 상기 각 하부플랜지(101)의 하부면 일측에 고정설치된 제1정착구(112)에 일단이 고정되고, 상기 제1강선(151)의 타단은 외측방향으로의 긴장이 가능하도록 제1,2강재빔(110,120) 및 중앙 강재빔(180)의 각 하부플랜지(101)의 하부면 타측에 고정설치된 제1인장구(111)에 연결한다.
그리고, 상기 제1,2강재빔(110,120) 및 중앙 강재빔(180)의 각 복부(102)에는 복수개의 제2강선(152)이 복부(102)의 양측면을 따라 곡선형으로 배치되는바, 이러한 제2강선(152)은 상기 복부(102)의 양측면에 기설치된 제2인장구(113)에 일단이 연결되고, 상기 제2강선(152)의 타단은 상기 제1,2강재빔(110) 및 제1,2교각용 강재빔(130,130b)이 교각(10) 및 교대(20)상에서 일체로 연결된 후 반대편 강재빔에 구비된 제2정착구(114)에 고정할 수 있도록 각 강재빔의 단부에 임시고정된다.
상기 중앙 강재빔(180)의 복부에 구비되는 복수개의 제2강선(152)은 좌우양측에 구비되는 제1강재빔과 제2강재빔측으로 연장되는 좌우대칭구조로 배치된다.
이에 따라, 상기 제1강선(151)은 제1,2강재빔(110,120) 및 중앙 강재빔(180)의 각 하부플랜지(101)의 하부면에 직선형으로 일정간격을 두고 복수개 설치되며, 상기 제2강선(152)은 제1,2강재빔(110,120) 및 중앙 강재빔(180)의 각 복부(102)의 양측면에 복부에서 일단이 시작하여 길이중간이 하부플랜지(101)의 상부면에 대부분 접하거나 근접하면서 타단이 상부플랜지(103)에 이르도록 복수개 설치된다.
여기서, 상기 제1,2강재빔(110,120) 및 중앙 강재빔(180)의 각 하부플랜지(101)에는 복수개의 철근을 배치하고, 배치된 철근은 움직이지 못하도록 철근 또는 철사를 이용하여 고정하고, 상기 제1,2강재빔(110,120)의 단부 그리고 상기 중앙 강재빔의 양단에 임시고정되는 제2강선(152)의 고정단인 타단은 각 강재빔의 단부에 일정길이 말려져 임시보관되거나 철근과 마찬가지로 철사로 임시고정될 수 있다.
상기 하부케이싱 콘크리트를 양생하는 단계는 도 4(c)와 도 4(d)에 도시한 바와 같이, 상기 제1강선(151)과 제2강선(152)이 설치된 제1, 2강재빔(110,120)과 중앙 강재빔(180)을 제작대(미도시)에 각각 거치한 다음 가시설 중량을 이용하여 강재빔의 상부에서 직하부로 일정세기의 가압력을 제공함으로써 상기 제1,2강재빔(110,120) 및 중앙 강재빔(180)에 프리플렉션 하중을 도입한 상태에서 이루어진다.
여기서, 상기 제1,2강재빔 및 중앙 강재빔에 프리플렉션 하중을 도입하는 공정은 한국특허등록번호 10-890455호에 개시된 가시설 중량을 이용한 중력식 하중재하 장치에 의해서 이루어질 수 있다.
연속하여, 상기 제1,2강재빔(110,120)과 중앙 강재빔(180)에 일정세기의 프리플렉션 하중이 도입된 상태에서, 상기 제1,2강재빔(110,120) 과 중앙 강재빔(180)의 각 하부플랜지에 콘크리트를 타설하고, 타설된 콘크리트를 일정시간동안 증기양생함으로써 상기 하부플랜지를 덮는 하부케이싱 콘크리트(160)를 각각 구비한다.
이때, 상기 제1,2강재빔(110,120)에 구비되는 하부케이싱 콘크리트(160)는 상기 제1,2강재빔의 외측단으로부터 상기 제1,2교각용 강재빔(130,130b)의 각 일단과 체결부재를 매개로 체결되도록 체결공(119,129)이 관통형성된 강재빔의 단부 근방까지 연장되며, 상기 중앙 강재빔(180)에 구비되는 하부케이싱 콘크리트(160)는 상기 제1,2교각용 강재빔(130,130b)의 각 타단과 체결부재를 매개로 체결되도록 체결공(119,129)이 관통형성된 강재빔의 단부 근방까지 연장되며, 이러한 하부케이싱 콘크리트(160)에는 강재빔의 외측단에 배치된 제1강선(151)의 단부가 외부노출되 고, 강재빔의 양측단에 배치된 제2강선(152)의 양단이 외부노출되도록 상기 제1강선(151)과 제2강선(152)이 철근과 더불어 각각 매입된다.
그리고, 상기 제1,2교각용 강재빔(130a,130a)은 제1실시예의 교각용 강재빔(130)고 마찬가지로 교각상에 설치되는 부(-)모멘트구간이므로 제1,2강재빔 및 중앙 강재빔과 같이 프리플렉션 하중을 도입할 필요는 없으며, 상기 교각용 강재빔(130)의 하부플랜지에도 하부케이싱 콘크리트(165)을 구비하며, 이러한 하부케이싱 콘크리트(165)는 제1,2강재빔(110,120)과 체결부재를 매개로 체결되도록 체결공(139a,139b)이 관통형성된 교각용 강재빔(130)의 양단부 근방까지 상기 체결공을 외부노출시키도록 연장된다.
이에 따라, 상기 제1,2교각용 강재빔(130a,130b)은 강선의 배치가 없고 프리스트레스력이 존재하지 않는 단순 강합성형으로 제작된다.
상기 하부케이싱 콘크리트(160)에 1차 압축응력을 제공하는 단계는 도 1(e)에 도시한 바와 같이, 상기 제1,2강재빔(110,120)과 중앙 강재빔(180)의 직상부에서 제공되는 가시설 중량을 해제함으로써 각 강재빔에 도입된 프리플렉션 하중을 제거하면, 정(+)모멘트구간의 제1,2강재빔(110,120) 및 중앙 강재빔(180)의 각 하부 케이싱 콘크리트(160)에 각각 1차 압축응력을 도입할 수 있는 것이다.
상기 2차 압축응력을 제공하는 단계는 도 1(f)에 도시한 바와 같이, 상기 제1,2강재빔(110,120) 및 중앙 강재빔(180)에 도입된 프리플렉션 하중을 제거하여 1 차 압축응력을 도입한 상태에서 상기 하부케이싱 콘크리트(160)의 시간손실, 즉 건조수축 및 크리프 손실이 거의 해소되는 일정시간 경과 후, 상기 제1,2강재빔(110,120) 각 하부플랜지(101)에 설치된 제1정착구(112)를 고정점으로 하여 반대편에 설치된 제1인장구(111)에 연결된 제1강선(151)의 외측단을 미도시된 유압장치를 이용하여 외측으로 일정세기의 긴장력으로서 인장한다.
연속하여, 상기 중앙 강재빔(180)의 부플랜지(101)에 설치된 제1정착구(112)와 제1인장구(111)사이의 제1강선(151)의 양측단을 미도시된 유압장치를 이용하여 외측으로 일정세기의 긴장력으로서 인장한다.
이러한 상태에서, 상기 제1,2강재빔(110,120)에 배치된 제1강선(151)의 외측단을 제1인장구(111)에 정착하여 고정함과 동시에 상기 중앙 강재빔에 배치된 제1강선(151)의 양측단을 고정하게 되면, 상기 제1,2강재빔(110,120) 및 중앙 강재빔(180)의 각 하부플랜지(101)에 구비된 하부케이싱 콘크리트(160)에는 외측으로 인장된 상태로 제1인장구(111)와 제1정착구(112)사이에 양단이 고정되는 제1강선(151)에 의하여 2차 압축응력을 도입할 수 있는 것이다.
상기 제1거더부(140a)와 제2거더부(140b)를 거치하는 단계는 도 4(g)(h)(i)에 도시한 바와 같이, 상기 제1강재빔(110)과 제1교각용 강재빔(130a)을 서로 일체로 연결하여 제1거더부(140a)를 현장에서 제작하고, 상기 중앙 강재빔(180)과 제2교각용 강재빔(130b)을 서로 일체로 연결하여 제2거더부(140b)를 현장에서 제작하고, 현장에서 제작된 중량물인 제1거더부(140a)를 크레인(미도시)과 같은 중장비를 이용하여 교대(20)와 교각(10)상에 수평하게 올려 거치하는 것이다.
여기서, 상기 제1거더부(140a)는 제1강재빔(110)과 제1교각용 강재빔(130a)이 고정판을 매개로 서로 연결되어 이루어지는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 제1거더부(140a)는 제2교각용 강재빔(130b)과 제2강재빔(120)과의 연결에 의해서 이루어질 수 있다.
상기 제1강재빔(110)과 제1교각용 강재빔(130a)은 서로 마주하는 단부에 중첩되는 복수개의 고정판(142)을 매개로 하여 연결되는바, 상기 고정판(142)은 상기 제1강재빔(110)의 일단부에 관통형성된 체결공(119)과 상기 제1교각용 강재빔(130a)의 일단부에 관통형성된 체결공(139a)과 일치하는 복수개의 체결공을 통해 체결되는 고장력볼트와 같은 복수개의 체결부재(143)에 의해서 상,하부플랜지(101,103) 및 복부(102)의 외면에 접하는 금속판재이다.
상기 중간용 강재빔(180)과 제2교각용 강재빔(130b)도 서로 마주하는 단부에 중첩되는 복수개의 고정판(142)에 의해서 조립되는바, 상기 중간용 강재빔(180)의 타단부에 관통형성된 체결공(189)과 상기 제2교각용 강재빔(130b)의 일단부에 관통형성된 체결공(139B)과 일치하는 고정판의 체결공을 통해 체결되는 체결부재(143)에 의해서 상기 중간용 강재빔과 제2교각용 강재빔은 서로 연결되어 제2거더부(140b)를 구성하고, 이러한 제2거더부는 나머지 제2강재빔과 더불어 현장에 대기하게 된다.
이에 따라, 상기 제1강재빔(110)과 제1교각용 강재빔(130a)간 접합부위에 중첩배치된 복수개의 고정판(142)을 매개로 하여 일체로 조립되는 제1거더부(140a) 와, 상기 중간용 강재빔(180)과 제2교각용 강재빔(130b)간 접합부위에 중첩배치된 복수개의 고정판(142)을 매개로 하여 일체로 조립되는 제2거더부(140b)를 상기 교각(10)과 교대(20)상에 거치하기 전에 제작한다.
상기 제1거더부(140a)는 상기 교각(10)상에 올려져 상기 제1교각용 강재빔(130a)의 하부케이싱 콘크리트(165)에 구비된 지지대(164)와 대응하는 교량받침(12)와, 상기 교대(20)상에 올려져 상기 제1강재빔(110)의 하부케이싱 콘크리트(160)에 매입된 제1인장구(111)와 대응하는 교량받침(22)상에 거치된다.
연속하여, 상기 제2거더부(140b)는 크레인(미도시)과 같은 중장비에 의해서 제1거더부(140a)와 동일한 수평선상에 배치되도록 다른 교대(20)에 수평하게 올려 상기 제1거더부(140a)와 고정판을 매개로 연결되는 것이다.
상기 제1거더부(140a)의 제1교각용 강재빔(130a)단부에 형성된 체결공(139b)과 상기 제2거더부(140b)의 중간용 강재빔(180)일단부에 형성된 체결공(189a)과 일치하는 고정판(142)의 체결공을 통해 체결되는 체결부재(143)에 의해서 상기 제1거더부와 제2거더부는 서로 연결되고 상기 교각(10)상에 올려지는 제2교각용 강재빔(130b)의 하부케이싱 콘크리트(165)에 구비된 지지대(164)는 교각상에 구비된 교량받침(12)와 대응하도록 거치된다.
상기 주거더부(140)를 제공하는 단계는 도 1(j)에 도시한 바와 같이, 제1거더부(140a)와 제2거더부(140b)를 교각과 교대상에서 연결한 상태에서 크레인(미도시)과 같은 중장비를 이용하여 상기 제2강재빔(120)을 올린 다음 상기 제2거더부(140b)의 일단부와 제2강재빔(120)을 서로 일체로 연결하여 주거더부(140)를 제 작하는 것이다.
여기서, 상기 제2거더부(140b)와 제2강재빔(120)간을 서로 연결하여 주거더부(140)를 제작하는 공정은 제1,2거더부(140a,140b)를 제작하는 것과 유사하게 이루어진다.
즉, 상기 제2거더부(140b)의 제2교각용 강재빔(130b)과 제2강재빔(120)은 서로 마주하는 단부에 중첩되는 복수개의 고정판(142)을 매개로 하여 연결되는바, 상기 제2교각용 강재빔(130b)의 일단부에 관통형성된 체결공(139a)과 상기 제2강재빔(120)의 일단부에 관통형성된 체결공(129)과 일치하는 복수개의 체결공을 통해 체결되는 고장력볼트와 같은 복수개의 체결부재(143)에 의해서 상,하부플랜지(101,103) 및 복부(102)의 외면에 결합되는 복수개의 고정판(142)을 매개로 연결된다.
또한, 상기 교각과 교대상에 올려진 주거더부(140)는 상기 제1,2강재빔(110)의 복부에 설치된 제2인장구(113)에 일단이 연결되고, 상기 제1강재빔(110)의 단부에 임시고정된 제2강선(152)의 타단을 풀은 다음 상기 제1,2교각용 강재빔(130a,130b)의 복부를 지나 상부플랜지의 하면에 접하도록 상기 중앙용 강재빔(180)의 제2정착구(114)에 각각 고정한다.
연속하여, 상기 중앙용 강재빔(180)의 복부에 설치된 제2인장구(113)에 일단이 연결된 다른 제2강선(152)은 상기와 마찬가지로 상기 중앙용 강재빔(180)의 단부에 임시고정된 제2강선(152)의 타단을 풀은 다음 상기 제1,2교각용 강재빔(130a,130b)의 복부를 지나 상부플랜지의 하면에 접하도록 반대편 제1강재 빔(110)의 제2정착구(114)와 제2강재(120)의 제2장착구(114)에 각각 고정한다.
이에 따라, 상기 제1,2강재빔(110,120)의 각 제2인장구(113)에 일단이 각각 연결된 한쌍의 제2강선(152)은 상기 제1,2교각용 강재빔(130a,130b)에서 서로 곡선형으로 교차하면서 중앙 강재빔(180)에 설치된 한쌍의 제2정착구(114)에 타단이 각각 고정되고, 상기 중앙용 강재빔(180)의 각 인장구(113)에 일단이 각각 연결된 한쌍의 다른 제2강선(152)도 상기 제1,2교각용 강재빔(130a,130b)에서 서로 곡선형으로 교차하면서 제1,2강재빔(110,120)에 각각 설치된 제2정착구(114)에 타단이 각각 고정된다.
또한, 상기 제1,2강재빔(110,120)과 제1,2교각용 강재빔(130a,130b)을 복수개의 고정판(142)으로서 서로 연결하기 위해서 제1강재빔(110)의 하부플랜지에 구비되는 하부케이싱 콘크리트(160)와 상기 제1교각용 강재빔(130)의 하부플랜지에 구비되는 하부케이싱 콘크리트(165)사이에 공간부를 형성하고, 상기 제2강재빔(120)의 하부플랜지에 구비되는 하부케이싱 콘크리트(160)와 상기 제2교각용 강재빔(130a)의 하부플랜지에 구비되는 하부케이싱 콘크리트(165)사이에 공간부를 형성하는 한편 상기 제1,2교각용 강재빔(130a,130b)과 중간용 강재빔(180)을 복수개의 고정판(142)으로서 서로 연결하기 위해서 상기 제1교각용 강재빔(130)의 하부플랜지에 구비되는 하부케이싱 콘크리트(165)와 상기 중간용 강재빔(180)의 하부플랜지에 구비되는 하부케이싱 콘크리트(160)사이에 공간부를 형성하고, 상기 제2교각용 강재빔(130b)의 하부플랜지에 구비되는 하부케이싱 콘크리트(165)과 상기 중간용 강재빔(180)의 하부플랜지에 구비되는 하부케이싱 콘크리트(160)사이에 공간부 를 형성하는바, 이러한 공간부에는 무수축 콘크리트(166)를 타설하여 양생함으로써 상기 주거더부(140)의 하부에 전체 하부플랜지를 매입하는 연속된 일체형 하부케이싱 콘크리트를 시공하게 된다.
상기 3차 응력을 제공하는 단계는 도 4(k)에 도시한 바와 같이, 상기 주거더부(140)에 슬래브 콘크리트(170)를 양생한 다음 상기 제2강선(141)을 외측으로 긴장하여 상기 하부케이싱 콘크리트(160) 및 슬래브 콘크리트(170)에 압축응력을 도입하는 것이다.
즉, 상기 제1,2강재빔(110,120), 제1,2교각용 강재빔(130a,130b) 및 중간용 강재빔(180)으로 이루어지는 주거더부(140)의 각 복부(102)와 상부플랜지(103)에 콘크리트를 연속하여 타설하고, 타설된 콘크리트를 양생하여 교량상부구조물로 이루어지는 슬래브 콘크리트(170)를 시공한다.
연속하여, 상기 제1,2강재빔(110,120)의 각 제2인장구(113)에 연결되어 슬래브 콘크리트(170)의 양측단으로 노출된 제2강선(152)의 외측단을 외측으로 일정세기의 인장력으로 긴장하게 되면, 상기 제2강선의 각 타단은 상기 제1,2교각용 강재빔(130a,130b)을 경유하면서 상기 중간용 강재빔(180)에 설치된 제2정착구(114)에 고정되어 있기 때문에, 상기 제2강선(152)이 매입된 하부케이싱 콘크리트(160)와 슬래브 콘크리트(170)에 3차 압축응력을 도입하여 3경간 교량을 완성하게 된다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
도 1(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)는 본 발명의 제1실시 예에 따른 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법을 도시한 시공 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다경간 연속 리프리스트레스트 프리 플렉스 합성형교 시공방법에 적용되는 주거더부를 조립한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 다경간 연속 리프리스트레스트 프리 플렉스 합성형교 시공방법에서 제1,2강재빔을 분절한 상태도이다.
도 4(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)(k)는 본 발명의 제실시 예에 따른 다경간 연속 리프리스트레스트 프리 플렉스 합성형교 시공방법을 도시한 시공순서도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 제1강재빔 111 : 제1인장구
112 : 제1정착구 113 : 제2인장구
114 : 제2정착구 120 : 제2강재빔
130 : 교각용 강재빔 130a : 제1교각용 강재빔
130b : 제2교각용 강재빔 140 : 제1거더부
160 : 하부케이싱 콘크리트 170 : 슬래브콘크리트

Claims (11)

  1. 제1,2강재빔 및 교각용 강재빔을 포함하는 강재거더분절을 제공하는 단계 ;
    상기 제1,2강재빔의 각 하부플랜지에 제1강선을 배치하고, 상기 제1,2강재빔의 각 복부에 제2강선을 배치하여 상기 제1,2강재빔에 강선을 설치하는 단계 ;
    상기 제1,2강선이 설치된 제1,2강재빔에 프리플렉션 하중을 도입한 상태에서 상기 제1,2강재빔 및 교각용 강재빔의 각 하부플랜지에 콘크리트를 타설하여 하부케이싱 콘크리트를 양생하는 단계 ;
    상기 제1,2강재빔에 도입된 프리플렉션 하중을 제거하여 상기 하부케이싱 콘크리트에 1차 압축응력을 제공하는 단계;
    상기 제1강선의 외측단을 외측으로 일정세기의 인장력으로서 긴장한 다음 정착하여 상기 하부케이싱 콘크리트에 2차 압축응력을 제공하는 단계 ;
    상기 제1강재빔과 제2강재빔 중 어느 하나와 교각용 강재빔을 연결하여 교각과 교대상에 제1거더부를 거치하는 단계 ;
    상기 제1거더부의 일단부에 나머지 강재빔을 연결하여 교각과 교대상에 주거더부를 제공하는 단계 ; 및
    상기 주거더부의 복부와 상부플랜지에 콘크리트를 타설하여 슬래브 콘크리트를 양생하고, 상기 제2강선의 외측단을 외측으로 일정세기의 인장력으로서 긴장한 다음 정착하여 상기 하부케이싱 콘크리트와 슬래브 콘크리트에 3차 압축응력을 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 제2강선의 타단이 고정되는 제2정착구는 상기 제1,2강재빔의 상부플랜지와 복부에 일체로 고정설치되고, 상기 교각용 강재빔을 교차하는 복수개의 제2강선이 서로 겹쳐지지 않으면서 서로 다른 높이차로 배치되도록 서로 다른 크기로 이루어져 일정간격을 두고 순차적으로 복수개 구비됨을 특징으로 하는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부케이싱 콘크리트를 양생하는 단계는 상기 제1,2강재빔의 외측단에 배치된 제1강선의 단부가 외부노출되고, 제1,2강재빔의 양측단에 배치된 제2강선의 양단이 외부노출되도록 콘크리트를 타설하여 상기 제1강선과 제2강선을 상기 하부케이싱 콘크리트에 매입함을 특징으로 하는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2차 압축응력을 제공하는 단계는 상기 제1,2강재빔의 일측에 설치된 제1정착구에 일단을 고정하고, 상기 제1,2강재빔의 타측에 설치된 제1인장구에 타단이 연결되어 상기 제1,2강재빔의 하부플랜지 하부면을 따라 직선으로 배치되는 제1강선을 외측으로 일정세기의 인장력으로 긴장한 다음 정착함을 특징으로 하는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1거더부는 상기 제1강재빔의 일단부에 형성된 체결공과 상기 교각용 강재빔의 일단부에 형성된 체결공과 일치하는 복수개의 체결공을 통해 체결되는 복수개의 체결부재에 의해서 상기 제1강재빔의 단부와 교각용 강재빔의 단부에 중첩 되는 복수개의 고정판을 매개로 하여 연결됨을 특징으로 하는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주거더부는 상기 교각용 강재빔의 일단부에 형성된 체결공과 상기 제2강재빔의 일단부에 형성된 체결공과 일치하는 복수개의 체결공을 통해 체결되는 복수개의 체결부재에 의해서 상기 교각용 강재빔의 단부와 제2강재빔의 단부에 중첩되는 복수개의 고정판을 매개로 하여 연결됨을 특징으로 하는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 주거더부를 제공하는 단계는 상기 제1,2강재빔의 각 제2인장구에 일단이 각각 연결된 한쌍의 제2강선을 상기 교각용 강재빔에서 서로 교차하도록 반대편 다른 강재빔에 설치된 제2정착구에 상기 한쌍의 제2강선의 타단이 각각 고정하는 단계를 추가 포함함을 특징으로 하는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 주거더부를 제공하는 단계는 상기 제1강재빔에 구비되는 하부케이싱 콘크리트와 상기 교각용 강재빔에 구비되는 하부케이싱 콘크리트사이 그리고 상기 제 2강재빔에 구비되는 하부케이싱 콘크리트와 상기 교각용 강재빔에 구비되는 하부케이싱 콘크리트사이에 무수축 콘크리트를 타설하여 양생하는 단계를 추가 포함함을 특징으로 하는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1,2강재빔의 복부에 고정설치되는 제2인장구는 하부플랜지에 대하여 일정각도 경사지게 복부에 고정설치되는 한쌍의 경사판과, 상기 경사판의 단부에 일체로 고정설치되고 상기 제2강선이 인출되는 인출공을 복수개 관통형성한 인장판을 포함하여, 상기 제1,2강재빔의 단부로부터 일정간격을 두고 내측으로 이격된 복부에 설치됨을 특징으로 하는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 주거더부를 구성하는 제1강재빔과 제2강재빔은 상기 제1,2강선의 일단이 연결되는 제1,2인장구를 갖는 강재분절빔과, 상기 제1,2강선의 타단이 고정되는 제1,2정착구를 갖는 다른 강재분절빔으로 분절되고, 서로 마주하는 양단은 복수개의 고정판과 체결부재에 의해서 일체로 연결됨을 특징으로 하는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법.
  11. 제1,2강재빔, 제1,2교각용 강재빔 및 중간용 강재빔을 포함하는 강재거더분절을 제공하는 단계 ;
    상기 제1,2강재빔 및 중간용 강재빔의 각 하부플랜지에 제1강선을 배치하고, 상기 제1,2강재빔 및 중간용 강재빔의 각 복부에 제2강선을 배치하여 상기 제1,2강재빔 및 중간용 강재빔에 강선을 설치하는 단계 ;
    상기 제1,2강선이 설치된 제1,2강재빔 및 중간용 강재빔에 프리플렉션 하중을 도입한 상태에서 상기 제1,2강재빔, 제1,2교각용 강재빔 및 중간용 강재빔의 각 하부플랜지에 콘크리트를 타설하여 하부케이싱 콘크리트를 양생하는 단계 ;
    상기 제1,2강재빔 및 중간용 강재빔에 도입된 프리플렉션 하중을 제거하여 상기 하부케이싱 콘크리트에 1차 압축응력을 제공하는 단계;
    상기 제1강선의 외측단을 외측으로 일정세기의 인장력으로서 긴장한 다음 정착하여 상기 하부케이싱 콘크리트에 2차 압축응력을 제공하는 단계 ;
    상기 제1강재빔과 제1교각용 강재빔을 연결하고 상기 중간용 강재빔과 제2교각용 강재빔을 연결하여 교각과 교대상에 제1,2거더부를 제공하는 단계 ;
    상기 제1거더부와 연결된 제2거더부의 일단부에 제2강재빔을 연결하여 교각과 교대상에 주거더부를 제공하는 단계 ; 및
    상기 주거더부의 복부와 상부플랜지에 콘크리트를 타설하여 슬래브 콘크리트를 양생하고, 상기 제2강선의 외측단을 외측으로 일정세기의 인장력으로서 긴장한 다음 정착하여 상기 하부케이싱 콘크리트와 슬래브 콘크리트에 3차 압축응력을 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 제2강선의 타단이 고정되는 제2정착구는 상기 제1,2강재빔의 상부플랜지와 복부에 일체로 고정설치되고, 상기 제1,2교각용 강재빔을 교차하는 복수개의 제2강선이 서로 겹쳐지지 않으면서 서로 다른 높이차로 배치되도록 서로 다른 크기로 이루어져 일정간격을 두고 순차적으로 복수개 구비됨을 특징으로 하는 다경간 연속 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형교 시공방법.
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