KR101007708B1 - 세미-힌지 라멘교 및 그 시공방법 - Google Patents

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서동영
문용현
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주식회사 길교이앤씨
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Abstract

본 발명은 힌지와 유사한 거동을 수행함으로써 전도방지 시설 없이 벽체의 자립이 가능하며 기초의 크기가 최소화되도록 한 라멘교 및 그 시공방법을 제공하기 위한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 지반에 세워지는 기초와; 상기 기초 위에 콘크리트 단면은 분리된 채 설치되는 벽체와; 상기 벽체와 기초의 분리부 단면에 배치되어, 상기 벽체의 전도에 저항하는 한편 상기 기초로 상부하중에 대한 모멘트가 일부만 전달되도록 하는 상기 벽체와 기초와의 이음수단과; 상기 벽체 상부에 설치되는 연결강형과; 상기 연결강형에 연결되는 상부빔과; 상기 상부빔과 연결강형을 피복하도록 타설되는 피복 콘크리트;를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교 및 그 시공방법을 제공한다.

Description

세미-힌지 라멘교 및 그 시공방법{semi-hinge Rahman Bridge and method for constructing the same}
본 발명은 라멘교에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 힌지와 유사한 거동을 수행함으로써 전도방지 시설 없이 벽체의 자립이 가능하며 기초의 크기가 최소화되도록 한 세미-힌지 타입의 라멘교 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 라멘교는 주교체(主橋體)에 라멘구조를 시공(施工)한 다리로서, 보통 다리는 상부구조와 이를 떠받치는 하부구조로 되어 있으나, 라멘교는 이것을 하나로 묶어서 문형태(門形態)로 구성한 것으로, 역학적 성상(力學的性狀)은 아치교(arch橋)와 비슷하다. 지점(支點)의 구조에 따라 여러 가지 종류가 있으며, 몇 개의 경간(徑間)을 하나로 연결시킨 연속 라멘교 등의 특수한 것도 있다.
도 1 내지 도 3은 기존 기술에 따른 라멘교의 시공 순서를 보여주는 것으로서, 이들의 시공과정 및 기술적 특징에 대해 각각 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1a 내지 도 1e를 참조하여 [종래기술1]에 따른 일반 철근 콘크리트 라멘교(110)의 시공 과정을 설명하면, 기초(10)를 시공하고(도 1a 참조), 벽체(11)가 높을 경우에는 벽체의 일부분을 먼저 시공한 다음(도 1b 참조), 상부 슬래브를 타설하기 위해 거푸집(40) 및 동바리(50)를 설치한다(도 1c 참조).
이어, 벽체(11) 상단 및 상부 슬래브 콘크리트(20)를 타설한 다음(도 1d 참조), 타설된 콘크리트의 양생이 완료되면 동바리(50)를 제거하고 방호벽, 포장등을 시공하여 교량을 완성한다(도 1e 참조).
이와 같이 시공되는 [종래기술1]에 따른 일반 철근 콘크리트 라멘교의 기술적 특징은, 교량의 상부구조와 하부구조를 강절로 연결함으로써 전체구조의 강성을 높임과 동시에 지간내에 발생하는 휨모멘트의 크기를 줄이는 대신, 이를 교대나 교각이 부담하게 하는 교량 공법이라는 점과, 상부구조를 형성하기 위해 전 경간에 걸쳐 동바리를 설치한 후 상부 콘크리트를 타설한다는 점이다.
이러한 [종래기술1]의 일반 철근 콘크리트 라멘교의 장점은 신축이음이 없고 강결구조로 내진저항성이 크며, 재료 및 제작이 단순하여 연장 15m이하에서 널리 사용된다.
한편, 이러한 [종래기술1]의 일반 철근 콘크리트 라멘교의 단점은 장경간 교량의 경우 자중의 비율이 높아 철근 콘크리트의 재료만으로 상부하중을 지지할 수 없으므로 짧은 경간의 교량에만 적용 가능하고, 지간이 짧아 통수단면 확보에 곤란하며, 콘크리트의 전 단면을 현장에서 타설하므로 교량 품질이 양호하지 못하다.
또한, 상부 콘크리트를 타설하기 위해 동바리 설치 필요하고, 경간에 비해 하부구조높이가 짧은 경우 벽체 및 기초부에 모멘트가 매우 커져 단면이 과대하거나 아예 설계될 수 없게 된다.
참고로, 하부구조높이란 상부 부재를 지지하고 상부 부재의 하중을 지반에 전달하는 역할을 하는 하부구조의 높이로서, 여기서는 상부 부재의 상면에서 하부 부재의 기초부 하면까지 거리를 말한다.
다음으로, 도 2a 내지 도 2f를 참조하여 프리스트레스트 합성보를 라멘 교량의 슬래브 중앙부에 설치한 [종래기술2]에 따른 합성형 라멘교(140)의 시공 과정 및 기술적 특징을 설명한다.
한국공개특허 10-2005-0055171호(2005년 06월 13일)에 개시된 [종래기술2]의 프리스트레스된 라멘형 강재보도육교의 시공과정은, 먼저 기초(10)를 시공하고(도 2a 참조), "ㄱ"형상의 연결강재(62)를 벽체(11) 상단에 설치한 다음(도 2b 참조), 벽체(11)에 설치된 ""형상의 연결강재(62)와 미리 제작된 프리스트레스트 합성보(91)를 고장력볼트로 체결하여 연결한다(도 2c 참조).
이어, 슬래브와 다른 고강도의 콘크리트로 연결부 하부케이싱 콘크리트(92)를 타설하고(도 2d 참조), 벽체 일부분과 슬래브 및 복부 콘크리트를 타설한 다음(도 2e 참조), 방호벽 포장 등을 시공하여 교량을 완성한다(도 2f 참조).
상기 시공 과정중, "ㄱ"형상의 연결강재(62) 및 프리스트레스트 합성보(91)의 임시가설을 위해 동바리(미도시)를 양측에 설치한 다음 "ㄱ"형상의 연결강재(62)를 벽체(11) 상단 및 동바리에 가설하고, 미리 제작된 프리스트레스트 합성보(91)를 고장력볼트로 체결하여 연결한 후에는 가설을 위해 설치한 동바리를 철거하게 된다.
이와 같이 시공되는 [종래기술2]의 합성형 라멘교(140)의 기술적 특징은, 벽체(11) 상단부 부모멘트 구간과 슬래브의 양단부 부모멘트 구간의 일정 부분은 강재와 콘크리트의 합성으로 하고, 슬래브의 정모멘트 구간의 일정부분은 프리스트레스트 합성보(91)를 설치하여, 상기 부모멘트 구간에 설치된 강재와 연결한 후에 콘크리트를 타설 양생하고, 벽체 상단부의 부모멘트 구간의 일정부분은 강재와 콘크리트로, 상기 벽체(11)의 나머지 구간은 철근콘크리트로 된 벽체를 설치하여 횡토압 등의 외력에 저항할 수 있도록 한 것이다.
이러한 [종래기술2]의 합성형 라멘교의 장점은 기존의 철근콘크리트 라멘 교량에 비해 지간을 늘릴 수 있으며, 형하공간을 확보함으로써 차량 및 유수의 원활한 소통을 얻을 수 있다는 점이다.
반면, 상기한 [종래기술2]의 합성형 라멘교는 다음과 같은 단점을 나타내고 있다.
[종래기술2]의 합성형 라멘교의는 지간을 늘리기 위해 상부구조를 철근콘크리트 대신 프리스트레스트 합성보를 적용한 기술로서, 전체 라멘구조에 대한 고찰 없이 단순히 상부구조의 경간을 증가시킴에 따라 상부구조는 프리스트레스트 합성보의 사용으로 안전성이 확보되나 벽체(11)와 기초(10)등의 하부구조는 기존 철근콘크리트 단면을 그대로 적용함에 따라 매우 비대해지는 단점이 있다.
그리고, [종래기술2]의 합성형 라멘교는 경간에 비해 하부구조 높이가 짧은 경우 벽체 및 기초부에 모멘트가 매우 커지면 단면이 매우 과대해져 설계 및 시공이 불가능해지게 되며, 특히 장경간의 경우에는 이러한 문제가 더욱 심화되는 단점이 있다.
다음으로, 도 3a 내지 도 3f를 참조하여 기존 라멘교에서 벽체하단과 기초의 연결부를 힌지이음으로 하여 벽체 하단에 모멘트를 발생시키지 않는 [종래기술3]에 따른 하단힌지라멘교(150)의 구조 및 기술적 특징에 대해 설명한다.
도 3a는 강재 하단힌지라멘교를 나타낸 것이고, 도 3b 및 도 3c는 콘크리트 힌지를 사용한 라멘교의 벽체하단과 기초의 연결부 구조 및 문제점을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3a의 강재 하단힌지라멘교(150)는 신축이음이 없고 강결구조로 내진저항성이 크며, 상부하중에 의해 기초부에 작용하는 모멘트가 없으므로 기초 크기 및 지간 대비 벽체 높이가 매우 작은 경우에도 설계 및 시공이 행해질 수 있다는 장점이 있다.
한편, 상기한 [종래기술3]의 하단힌지 라멘교(150)는 다음과 같은 단점을 가지고 있다.
먼저, [종래기술3]의 하단힌지 라멘교(150)는 하천이나 도로를 횡단하는 교량의 경우 그 규모가 크므로 전체 교량을 일시에 제작할 수 없다. 따라서, 분할시공이 필수적이며, 이에 따라 벽체를 시공할 때 기초와 벽체가 분리 또는 힌지장치로 연결된 바 모멘트에 저항하지 못하므로 풍하중(즉, 바람의 횡하중), 자재 운반 및 조립시 벽체에 작용되는 시공중 임시 횡하중 등으로 인해 벽체의 전도가 발생할 우려가 높아지는 단점이 있다(도 3b 내지 도 3d 참조).
그리고, 벽체 전도를 방지하기 위한 가설재 또는 전도방지 와이어나 전도방지 경사받침대와 같은 전도 방지장치가 구비될 필요가 있으며(도 3e 및 도 3f 참조), 이로 인해 전도방지장치의 설치가 쉬운 건축용 강구조물에만 주로 적용되는 등 적용범위가 넓지 못하고 적용성이 떨어지는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기초의 크기가 최소화되도록 하부구조인 벽체하단을 기초와 분리시켜 제작하는 하단힌지라멘교에서, 벽체의 전도를 방지하기 위한 외부 전도방지장치를 설치하지 않고 벽체하단과 기초의 분리부 단면에 이음강봉(또는 이음철근)을 설치하여 전도에 저항하도록 하고, 완성후 하중에 대해 콘크리트 단면은 분리된 채 이음강봉(또는 이음철근)의 강성만으로 휨에 저항하므로써 그 휨강성이 매우 작아 모멘트에 저항능력이 매우 감소됨으로 인해 그에 상응한 기초부에 작용하는 모멘트는 매우 작아져 힌지와 유사한 거동을 수행하도록 함으로써, 벽체의 자립이 가능하며 기초의 크기가 최소화되도록 한 세미-힌지 타입의 라멘교 및 그 시공방법에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 지반에 세워지는 기초와; 상기 기초 위에 콘크리트 단면은 분리된 채 설치되는 벽체와; 상기 벽체와 기초의 분리부 단면에 배치되어, 상기 벽체의 전도에 저항하는 한편 상기 기초로 상부하중에 대한 모멘트가 일부만 전달되도록 하는 상기 벽체와 기초와의 이음수단과; 상기 벽체 상부에 설치되는 연결강형과; 상기 연결강형에 연결되는 상부빔과; 상기 상부빔과 연결강형을 피복하도록 타설되는 피복 콘크리트;를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교가 제공된다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따른 세미-힌지 라멘교는, 지반에 세워지는 기초와; 상기 기초 위에 상기 기초 위에 콘크리트 단면은 분리된 채 설치되는 벽체와; 상기 벽체와 기초의 분리부 단면에 배치되어, 상기 벽체의 전도에 저항하는 한편 상기 기초로 상부하중에 대한 모멘트가 일부만 전달되도록 하는 상기 벽체와 기초와의 이음수단과; 상기 벽체 상부에 받침부재로서 설치되는 받침강형 또는 받침판과; 상기 받침강형 또는 받침판 위로 거치되는 상부빔과; 상기 상부빔과 받침강형을 피복하도록 타설되는 피복 콘크리트;를 포함하여서 됨을 특징으로 한다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세미-힌지 라멘교 시공방법에 따르면, 지반에 기초를 시공하는 단계와; 상기 기초 위로 콘크리트 단면은 상호 분리되게 벽체를 시공하는 단계와; 상기 벽체 상부에 연결강형을 설치하는 단계와; 상기 연결강형 사이에 상부빔을 위치시킨 상태에서 상기 상부빔과 연결강형을 연결하는 단계와; 상기 상부빔과 연결강형 주위에 철근을 배근한 후, 상기 상부빔과 연결강형을 피복하는 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계;를 포함하되,
상기 기초와 벽체 사이에는 기초로 상부하중에 대한 모멘트가 일부만 전달되도록 상기 기초와 벽체의 일부 단면을 상호 연결하는 이음수단이 시공되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세미-힌지 라멘교 시공방법의 다른 형태에 따르면, 지반에 기초를 시공하는 단계와; 상기 기초 위로 콘크리트 단면은 상호 분리되게 벽체를 시공하는 단계와; 상기 벽체 상부에 받침강형 또는 받침판을 설치하는 단계와; 상기 받침강형 또는 받침판 위에 상부빔을 거치하는 단계와; 상기 상부빔과 받침강형 주위에 철근을 배근한 후, 상기 상부빔과 받침강형을 피복하는 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계;를 포함하되,
상기 기초와 벽체 사이에는 기초로 상부하중에 대한 모멘트가 일부만 전달되도록 상기 기초와 벽체를 상호 연결하는 이음수단이 시공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 효과는, 우선 벽체의 전도를 방지하기 위한 별도의 외부 전도방지장치를 설치하지 않을 수 있다.
즉, 본 발명은 벽체 하단과 기초의 분리부 단면에 이음강봉(또는 이음철근)이 설치되어 전도에 저항함에 따라 전도방지용 와이어나 전도방지용 경사받침대 등 별도의 전도방지장치 없이도 시공중 벽체의 자립이 가능하게 되는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 세미-힌지 라멘교는 완성후 하중에 대해 콘크리트 단면은 분리된 채 이음강봉(또는 이음철근)의 강성만으로 휨에 저항하므로써 그 휨강성이 매우 작아 모멘트에 저항능력이 매우 감소됨으로 인해 힌지와 유사한 거동을 수행하게 됨으로써 기초의 크기가 최소화될 수 있다.
도 1 내지 도 3은 기존 구조의 라멘교들을 설명하기 위한 것으로서,
도 1a 내지 도 1e는 기존의 일반 철근 콘크리트 라멘교의 시공 순서도
도 2a 내지 도 2f는 프리스트레스트 합성보를 라멘 교량의 슬래브의 중앙부에 설치한 기존의 합성형 라멘교의 시공 순서도
도 3a 내지 도 3f는 하단힌지 라멘교의 구조예 및 문제점 설명을 위한 참고도
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 제1실시예에 따른 세미-힌지 라멘교의 시공 순서도
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 이음수단의 참고 사시도
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 제2실시예에 따른 세미-힌지 라멘교의 시공 순서도
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 이음수단이 적용된 이음부 구조를 보여주는 참고 사시도
도 8a 내지 도 4g는 본 발명의 제3실시예에 따른 세미-힌지 라멘교의 시공 순서도
도 9a 내지 도 9g는 본 발명의 제4실시예에 따른 세미-힌지 라멘교의 시공 순서도
도 10a 내지 도 10d는 본 발명에 적용 가능한 상부빔 및 그 적용예를 나타낸 참고도
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 세미-힌지 라멘교에 적용된 연결강형과 받침강형 및 받침판의 사시도
도 12는 본 발명의 세미-힌지 라멘교와 다른 구조의 라멘교와의 모멘트 및 전도 가능성에 대한 비교도
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 도 4 내지 도 12를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예1]
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 제1실시예에 따른 세미-힌지 라멘교의 시공 순서도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 이음수단의 참고 사시도이며, 도 10a 내지 도 10d는 본 발명에 적용 가능한 상부빔 및 그 적용예를 나타낸 참고도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 세미-힌지 라멘교는, 지반에 세워지는 기초(1)와; 상기 기초(1) 위에 콘크리트 단면은 분리된 채 설치되는 벽체(2)와; 상기 벽체(2)와 기초(1)의 분리부 단면에 배치되어, 상기 벽체(2)의 전도에 저항하는 한편 상기 기초(1)로 상부하중에 대한 모멘트가 일부만 전달되도록 하는 상기 벽체(2)와 기초(1)와의 이음수단(3)과; 상기 벽체(2) 상부에 설치되는 연결강형(4)과; 상기 연결강형(4)에 연결되는 상부빔(7)과; 상기 상부빔(7)과 연결강형(4)을 피복하도록 타설되는 피복 콘크리트(8);를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 이음수단(3)은 상기 기초(1)와 벽체(2) 하단부를 연결하도록 설치되는 이음강봉(300a)을 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 이음수단(3)은, 상기 이음강봉(300a)이 상하로 관통설치되며 기초(1) 형성을 위한 콘크리트 타설시 기초(1)의 일부분을 이루도록 매설되는 강판 재질의 분리판(310)을 더 포함하되, 상기 분리판(310)은, 이음강봉(300a)이 관통하게 되는 이음강봉홀(310a)을 구비한 곡면부와 상기 곡면부 양단으로부터 상측으로 절곡 연장형성된 측면부를 포함하여 단면상 'U'자형에 가까운 형태를 이루도록 형성된다.
그리고, 상기 분리판(310)의 측면부 하부에는 분리판을 떠받치는 받침철근(340a) 및 레일철근(340b)이 구비되되, 상기 받침철근(340a)은 분리판(310) 하부방향을 향하도록 설치되고, 상기 레일철근(340b)은 받침철근(340a)을 상호 연결하도록 수평방향으로 설치된다.
한편, 상기 분리판(310) 상면에는 단면상 상기 분리판과 동형(同形)인 'U'자형 패드(320)가 설치되고, 상기 'U'자형 패드(320) 내측에는 벽체(2) 하단부 외측면과의 접촉시 쿠션작용을 위한 측면패드(330)가 설치된다.
이때, 상기 'U'자형 패드(320) 또는 측면패드(330)는 폴리우레탄 또는 고무재질로 이루어진다.
그리고, 상기 기초(1)에는 기초철근이 배근되는데, 상기 기초철근으로는 횡방향으로 배근되는 기초주철근(100a)과, 수직방향으로 배근되는 기초전단철근(100b)과, 종방향으로 배근되는 기초배력철근(100c)과, 상기 이음수단(3)을 양측에서 좌우 양측에서 감싸는 전단블럭(110) 형성을 위한 전단블럭철근(100d)이 배근된다.
그리고, 상기 연결강형(4)은 'ㄱ'자 형태를 이루며, 하단부에 벽체(2)와의 연결을 위한 중간강봉(9)이 지나는 홀을 가진다.
한편, 도 10a 내지 도 10d는 본 발명에 적용 가능한 상부빔(7) 및 그 적용예를 나타낸 참고도로서, 상기 상부빔(7)으로서는, 긴장력이 도입된 PSC 합성형이나, 프리플렉션 하중에 의해 하부 플랜지의 콘크리트 부분에 압축력이 도입된 PF 합성형이나, 긴장재를 통해 콘크리트빔에 압축응력을 도입한 PSC빔이나, 경간 및 솟음에 맞게 연결되도록 제작된 강거더가 적용될 수 있다.
도 10a 내지 도 10d의 (가)는 본 발명에 적용 가능한 각 상부빔(7)이 적용된 교량 구조를 예시한 것이고, (나)는 각 상부빔(7)의 제작상의 특징 및 구조를 보여주는 참고도이고, (다)는 각 상부빔(7)의 단면 구조를 보여주는 참고도이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 세미-힌지 라멘교의 시공 과정은 다음과 같다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 지반 위에 기초주철근(100a)과 기초전단철근(100b), 기초배력철근(100c) 등으로 구성되는 기초철근 및 전단블럭(110) 형성을 위한 전단블럭철근(100)을 조립하고 기초거푸집(120)을 설치한다.
다음, 도 4b를 참조하면, 조립된 기초주철근(100a) 위에 분리판(310) 및 이음강봉(300a)을 설치한다. 상기 분리판(310) 및 이음강봉(300a)은 도 5에 도시된 바와 같은 형태를 나타낸다.
다음, 도 4c를 참조하면, 기초 콘크리트를 타설 및 양생한 다음 기초거푸집(120)을 제거한다.
다음, 도 4d를 참조하면, 벽체 철근을 조립하고 벽체거푸집(210)을 설치한 다음 중간강봉(9)을 설치한다. 이때, 벽체 철근은 벽체주철근(200a)과, 벽체배력철근(200b), 벽체전단철근(200c)을 포함한다.
다음, 도 4e를 참조하면, 벽체 콘크리트를 타설 및 양생한 다음 벽체거푸집(210)을 제거하고, 이어 연결강형(4)을 가설한 후 중간강봉(9)으로 체결한다.
다음, 도 4f를 참조하면, 상기 연결강형(4) 사이에 상부빔(7)을 위치시킨 후 이음판 및 고장력볼트를 이용하여 상기 연결강형(4)과 상부빔(7)을 상호 연결한다.
다음, 도 4g를 참조하면, 상부빔(7)과 연결강형(4) 주위에 철근(미도시)을 배근하고, 이를 피복하는 콘크리트를 타설 및 양생한다.
[실시예2]
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 제2실시예에 따른 세미-힌지 라멘교의 시공 순서도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 이음수단이 적용된 이음부 구조를 보여주는 참고 사시도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 세미-힌지 라멘교는, 지반에 세워지는 기초(1)와; 상기 기초(1) 위에 콘크리트 단면은 분리된 채 설치되는 벽체(2)와; 상기 벽체(2)와 기초(1)의 분리부 단면에 배치되어, 상기 벽체(2)의 전도에 저항하는 한편 상기 기초(1)로 상부하중에 대한 모멘트가 일부만 전달되도록 하는 이음수단(3)과; 상기 벽체(2) 상부에 설치되는 연결강형(4)과; 상기 연결강형(4)에 연결되는 상부빔(7)과; 상기 상부빔(7)과 연결강형(4)을 피복하도록 타설되는 피복 콘크리트(8);를 포함하여 구성되며, 기본적으로 [실시예1]의 세미-힌지 라멘교와 구성이 동일하다.
다만, 이음수단(3)이 상기 기초(1)와 벽체(2) 하단의 분리부를 연결하도록 배근되는 이음철근(300b)인 점에 차이가 있으며, 상기 이음철근(300b)은 대략 "∩" 형태로 기초(1)에 배근된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 따른 세미-힌지 라멘교의 시공 과정은 다음과 같다.
먼저, 도 6a를 참조하면, 지반 위에 기초주철근(100a)과 기초전단철근(100b), 기초배력철근(100c) 등으로 구성되는 기초철근 및 전단블럭(110) 형성을 위한 전단블럭철근(100), 그리고 벽체(2)의 전도를 방지하기 위한 이음철근(300b)을 조립하고 기초거푸집(120)을 설치한다.
다음, 도 6b를 참조하면, 기초 콘크리트를 타설 및 양생한 다음 기초거푸집(120)을 제거한다. 따라서, 벽체(2) 형성 전에는 기초(1)의 이음부는 도 7에 도시된 바와 같은 형태를 나타낸다.
다음, 도 6c를 참조하면, 벽체 철근을 조립하고 벽체거푸집(210)을 설치한 다음 중간강봉(9)을 설치한다. 이때, 벽체 철근은 벽체주철근(200a)과, 벽체배력철근(200b), 벽체전단철근(200c)을 포함한다.
다음, 도 6d를 참조하면, 벽체 콘크리트를 타설 및 양생한 다음 벽체거푸집(210)을 제거하고, 이어 연결강형(4)을 가설한 후 중간강봉(9)으로 체결한다.
다음, 도 6e를 참조하면, 상기 연결강형(4) 사이에 상부빔(7)을 위치시킨 후 이음판 및 고장력볼트를 이용하여 상기 연결강형(4)과 상부빔(7)을 상호 연결한다.
다음, 도 6f를 참조하면, 상부빔(7)과 연결강형(4) 주위에 철근(미도시)을 배근하고, 이를 피복하는 콘크리트를 타설 및 양생한다.
[실시예3]
도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 제3실시예에 따른 세미-힌지 라멘교의 시공 순서도로서, 본 발명의 제3실시예에 따른 세미-힌지 라멘교는 지반에 세워지는 기초(1)와; 상기 기초(1) 위에 콘크리트 단면은 분리된 채 설치되는 벽체(2)와; 상기 벽체(2)와 기초(1)의 분리부 단면에 배치되어, 상기 벽체(2)의 전도에 저항하는 한편 상기 기초(1)로 상부하중에 대한 모멘트가 일부만 전달되도록 하는 이음수단(3)과; 상기 벽체(2) 상부에 받침부재로서 설치되는 받침강형(5)과; 상기 받침강형(5) 위로 거치되는 상부빔(7)과; 상기 상부빔(7)과 받침강형(5)을 피복하도록 타설되는 피복 콘크리트(8);를 포함하여 구성된다.
그리고, 연결강형 대신 받침강형(5)이 설치되는 것을 제외하고는, 기본적으로 [실시예1]의 세미-힌지 라멘교와 구성이 동일하다.
즉, 상기 이음수단(3)으로서는 [실시예1] 또는 [실시예2]에 개시된 두 가지 구성의 이음수단(3) 중 어느 것이라도 적용 가능하다.
한편, 상기 받침강형(5)은, 벽체(2)와의 연결을 위한 중간강봉(9)이 지나는 홀이 형성되는 하부판(500a)과, 상기 하부판(500a)에 직교하게 세워지는 수직보강재(500b)와, 상기 수직보강재(500b) 상부에 결합되는 상부판(500c)과, 상기 상부판(500c) 상에 교축방향으로 설치되며 상단면이 곡률을 갖도록 형성된 둥근받침판(500d)을 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제3실시예에 따른 세미-힌지 라멘교의 시공 과정은 다음과 같다.
먼저, 도 8a를 참조하면, 지반 위에 기초주철근(100a)과 기초전단철근(100b), 기초배력철근(100c) 등으로 구성되는 기초철근 및 전단블럭(110) 형성을 위한 전단블럭철근(100)을 조립하고 기초거푸집(120)을 설치한다.
다음, 도 8b를 참조하면, 조립된 기초주철근(100a) 위에 분리판(310) 및 이음강봉(300a)을 설치한다.
다음, 도 8c를 참조하면, 기초 콘크리트를 타설 및 양생한 다음 기초거푸집(120)을 제거한다.
다음, 도 8d를 참조하면, 벽체 철근을 조립하고 벽체거푸집(210)을 설치한 다음 중간강봉(9)을 설치한다. 이때, 벽체 철근은 벽체주철근(200a)과, 벽체배력철근(200b), 벽체전단철근(200c)을 포함한다.
다음, 도 8e를 참조하면, 벽체 콘크리트를 타설 및 양생한 다음 벽체거푸집(210)을 제거하고, 이어 받침강형(5)을 가설한 후 중간강봉(9)으로 체결한다.
다음, 도 8f를 참조하면, 상기 받침강형(5) 위에 상부빔(7)을 거치시킨다.
다음, 도 8g를 참조하면, 상부빔(7)과 받침강형(5) 주위에 철근(미도시)을 배근하고, 이를 피복하는 콘크리트를 타설 및 양생한다.
[실시예4]
도 9a 내지 도 9g는 본 발명의 제4실시예에 따른 세미-힌지 라멘교의 시공 순서도로서, 본 발명의 제3실시예에 따른 세미-힌지 라멘교는, 지반에 세워지는 기초(1)와; 상기 기초(1) 위에 콘크리트 단면은 분리된 채 설치되는 벽체(2)와; 상기 벽체(2)와 기초(1)의 분리부 단면에 배치되어, 상기 벽체(2)의 전도에 저항하는 한편 상기 기초(1)로 상부하중에 대한 모멘트가 일부만 전달되도록 하는 이음수단(3)과; 상기 벽체(2) 상부에 받침부재로서 설치되는 받침판(6)과; 상기 받침판(6) 위로 거치되는 상부빔(7)과; 상기 상부빔(7)과 받침판(6)을 피복하도록 타설되는 피복 콘크리트(8);를 포함하여 구성된다.
그리고, 연결강형 대신 받침판(6)이 설치되는 것을 제외하고는, 기본적으로 [실시예1]의 세미-힌지 라멘교와 구성이 동일하다.
즉, 상기 이음수단(3)으로서는 [실시예1] 또는 [실시예2]에 개시된 두 가지 구성의 이음수단 중 어느 것이라도 적용 가능하다.
한편, 상기 받침판(6)은, 상면에 교축방향으로 상단면이 곡률을 갖도록 형성된 둥근받침판(600b)이 형성된 지압판(600a)과, 상기 지압판(600a) 하부에 형성되는 앵커(600c)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제4실시예에 따른 세미-힌지 라멘교의 시공 과정은 다음과 같다.
먼저, 도 9a를 참조하면, 지반 위에 기초주철근(100a)과 기초전단철근(100b), 기초배력철근(100c) 등으로 구성되는 기초철근 및 전단블럭(110) 형성을 위한 전단블럭철근(100)을 조립하고 기초거푸집(120)을 설치한다.
다음, 도 9b를 참조하면, 조립된 기초주철근(100a) 위에 분리판(310) 및 이음강봉(300a)을 설치한다.
다음, 도 9c를 참조하면, 기초 콘크리트를 타설 및 양생한 다음 기초거푸집(120)을 제거한다.
다음, 도 9d를 참조하면, 벽체 철근을 조립하고 벽체거푸집(210)을 설치한 다음 받침판(6)을 설치한다. 이때, 벽체 철근은 벽체주철근(200a)과, 벽체배력철근(200b), 벽체전단철근(200c)을 포함한다.
다음, 도 9e를 참조하면, 벽체 콘크리트를 타설 및 양생한 다음 벽체거푸집(210)을 제거한다.
다음, 도 9f를 참조하면, 상기 받침판(6) 위에 상부빔(7)을 거치시킨다.
다음, 도 9g를 참조하면, 상부빔(7)과 받침판(6) 주위에 철근(미도시)을 배근하고, 이를 피복하는 콘크리트를 타설 및 양생한다.
상기한 [실시예1] 내지 [실시예4]에 따른 본 발명의 세미-힌지 라멘교는, 콘크리트 단면은 분리된 채 이음강봉(300a)(또는 이음철근(300b))의 강성만으로 휨에 저항함에 따라 휨강성이 매우 작아 모멘트에 대한 저항능력이 매우 작아지며, 이로 인해 기초(1)에 작용하는 모멘트는 매우 작아져 힌지와 유사한 거동을 수행하게 됨으로써, 벽체(2)의 자립이 가능하며 기초의 크기가 최소화된 라멘교를 제공할 수 있게 된다.
즉, 도 12는 본 발명의 세미-힌지 라멘교와 다른 구조의 라멘교의 모멘트 및 전도 가능성에 대한 비교도로서, 본 발명의 세미-힌지 라멘교는 [종래기술3]의 하단 힌지 라멘교와는 달리 하단 이음철근 또는 이음강봉에 의해 풍하중 또는 가설시 임시하중에 의한 횡하중이 작용하더라도 상기 이음철근 또는 이음강봉의 단면이 충분히 저항하게 됨으로써 전도 가능성이 없으며, 벽체와 기초등의 하부구조가 기존 철근콘크리트 단면을 그대로 적용함에 따라 매우 비대해지는 단점이 있는 [종래기술1] 및 [종래기술2]와는 달리 기초의 크기가 최소화될 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명은 벽체의 전도를 방지하기 위한 외부 전도방지장치를 설치하지 않고 벽체하단과 기초의 분리부 단면에 이음강봉(300a)(또는 이음철근(300b))을 설치하여 시공중에는 별도의 전도방지 장치없이 전도에 저항하고, 교량 완성 후에는 하중에 대해 콘크리트 단면은 분리된 채 이음강봉(또는 이음철근)의 강성만으로 휨에 저항함에 따라 휨강성이 매우 작아 모멘트 저항능력이 줄어들어 그에 상응하여 기초부에 작용하는 모멘트는 매우 작아져 힌지와 유사한 거동을 수행함에 따라, 벽체의 자립이 가능하며 기초의 크기가 최소화되도록 한 라멘교 및 그 시공방법을 제공할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.
1:기초 100a:기초주철근
100b:기초전단철근 100c:기초배력철근
100d:전단블럭철근 110: 전단블럭
120:기초거푸집 2:벽체
200a:벽체주철근 200b:벽체배력철근
200c:벽체전단철근 210:벽체거푸집
3:이음수단 300a:이음강봉
300b:이음철근 310:분리판
310a:이음강봉홀 320:'U'자형 패드
330:측면패드 340a:받침철근
340b:레일철근 4:연결강형
5:받침강형 500a:하부판
500b:수직보강재 500c:상부판
500d:둥근받침판 6:받침판
600a:지압판 600b:둥근받침판
600c:앵커 7:상부빔
8:피복 콘크리트 9:중간강봉

Claims (24)

  1. 지반에 세워지는 기초(1)와;
    상기 기초(1) 위에 콘크리트 단면은 분리된 채 설치되는 벽체(2)와;
    상기 벽체(2)와 기초(1)의 분리부 단면에 배치되어, 상기 벽체(2)의 전도에 저항하는 한편 상기 기초(1)로 상부하중에 대한 모멘트가 일부만 전달되도록 하는 상기 벽체(2)와 기초(1)와의 이음수단(3)과;
    상기 벽체(2) 상부에 설치되는 연결강형(4)과;
    상기 연결강형(4)에 연결되는 상부빔(7)과;
    상기 상부빔(7)과 연결강형(4)을 피복하도록 타설되는 피복 콘크리트(8);를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교.
  2. 지반에 세워지는 기초(1)와;
    상기 기초(1) 위에 상기 기초(1) 위에 콘크리트 단면은 분리된 채 설치되는 벽체(2)와;
    상기 벽체(2)와 기초(1)의 분리부 단면에 배치되어, 상기 벽체(2)의 전도에 저항하는 한편 상기 기초(1)로 상부하중에 대한 모멘트가 일부만 전달되도록 하는 상기 벽체(2)와 기초(1)와의 이음수단(3)과;
    상기 벽체(2) 상부에 설치되는 받침부재와;
    상기 받침부재에 거치되는 상부빔(7)과;
    상기 상부빔(7)과 받침부재를 피복하도록 타설되는 피복 콘크리트(8);를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이음수단(3)은 상기 기초(1)와 벽체(2) 하단부를 연결하도록 설치되는 이음강봉(300a)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이음수단(3)은, 상기 이음강봉(300a)이 상하로 관통설치되며 기초(1) 형성을 위한 콘크리트 타설시 기초(1)의 일부분을 이루도록 매설되는 강판 재질의 분리판(310)을 더 포함하되,
    상기 분리판(310)은, 이음강봉(300a)이 관통하게 되는 이음강봉홀(310a)을 구비한 곡면부와 상기 곡면부 양단으로부터 상측으로 절곡 연장형성된 측면부를 포함하여 단면상 대략 'U'자형에 가깝게 형성되는 것을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 분리판(310)의 측면부 하부에는 분리판을 떠받치는 받침철근(340a) 및 레일철근(340b)이 구비되되, 상기 받침철근(340a)은 분리판(310) 하부방향을 향하도록 설치되고, 상기 레일철근(340b)은 받침철근(340a)을 상호 연결하도록 수평방향으로 설치됨을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 분리판(310) 상면에는 단면상 상기 분리판과 동형(同形)인 'U'자형 패드(320)가 설치됨을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 'U'자형 패드(320) 내측에는 벽체(2) 하단부 외측면과의 접촉시 쿠션작용을 위한 측면패드(330)가 구비됨을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 'U'자형 패드(320)는 폴리우레탄 또는 고무재질로 이루어짐을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 측면패드(330)는 폴리우레탄 또는 고무재질로 이루어짐을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이음수단(3)은 상기 기초(1)와 벽체(2) 하단의 분리부를 연결하도록 배근되는 이음철근(300b)임을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 이음철근(300b)은 대략 "∩" 형태로 배근됨을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기초(1)에는, 횡방향으로 배근되는 기초주철근(100a)과, 종방향으로 배근되는 기초전단철근(100b)과, 상기 이음수단(3)을 좌우 양측에서 감싸는 전단블럭(110) 형성을 위한 전단블럭철근(100d)이 배근됨을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결강형(4)은 'ㄱ'자 형태를 이루며, 벽체(2)와의 연결을 위한 중간강봉(9)이 지나는 홀을 구비한 것을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 받침부재는, 받침강형(5)으로서,
    벽체(2)와의 연결을 위한 중간강봉(9)이 관통하는 홀을 구비한 하부판(500a)과, 상기 하부판(500a)에 직교하게 세워지는 수직보강재(500b)와, 상기 수직보강재(500b) 상부에 결합되는 상부판(500c)과, 상기 상부판(500c) 상에 교축방향으로 설치되며 상단면이 곡률을 갖도록 형성된 둥근받침판(500d)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 받침부재는, 받침판(6)으로서,
    상면에 교축방향으로 상단면이 곡률을 갖도록 형성된 둥근받침판(600b)이 형성된 지압판(600a)과,
    상기 지압판(600a) 하부에 형성되는 앵커(600c)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 상부빔(7)은, 긴장력이 도입된 PSC 합성형이거나, 프리플렉션 하중에 의해 하부 플랜지의 콘크리트 부분에 압축력이 도입된 PF 합성형이거나, 긴장재를 통해 콘크리트빔에 압축응력을 도입한 PSC빔이거나, 경간 및 솟음에 맞게 연결되도록 제작된 강거더임을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교.
  17. 지반에 기초(1)를 시공하는 단계와;
    상기 기초(1) 위로 콘크리트 단면은 상호 분리되게 벽체(2)를 시공하는 단계와;
    상기 벽체(2) 상부에 연결강형(4)을 설치하는 단계와;
    상기 연결강형(4) 사이에 상부빔(7)을 위치시킨 상태에서 상기 상부빔(7)과 연결강형(4)을 연결하는 단계와;
    상기 상부빔(7)과 연결강형(4) 주위에 철근을 배근한 후, 상기 상부빔(7)과 연결강형(4)을 피복하는 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계;를 포함하되,
    상기 기초(1)와 벽체(2) 사이에는 기초(1)로 상부하중에 대한 모멘트가 일부만 전달되도록 상기 기초(1)와 벽체(2)의 일부 단면을 상호 연결하는 이음수단(3)이 시공되는 것을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교 시공방법.
  18. 지반에 기초(1)를 시공하는 단계와;
    상기 기초(1) 위로 콘크리트 단면은 상호 분리되게 벽체(2)를 시공하는 단계와;
    상기 벽체(2) 상부에 받침강형(5) 또는 받침판(6)을 설치하는 단계와;
    상기 받침강형(5) 또는 받침판(6) 위에 상부빔(7)을 거치하는 단계와;
    상기 상부빔(7)과 받침강형(5) 또는 상기 상부빔(7)과 받침판(6) 주위에 철근을 배근한 후, 상기 상부빔(7)과 받침강형(5) 또는 상부빔(7)과 받침판(6)을 피복하는 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계;를 포함하되,
    상기 기초(1)와 벽체(2) 사이에는 기초(1)로 상부하중에 대한 모멘트가 일부만 전달되도록 상기 기초(1)와 벽체(2)를 상호 연결하는 이음수단(3)이 시공되는 것을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교 시공방법.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    기초(1)를 시공하는 단계는,
    지반 위에 기초주철근(100a)과 기초전단철근(100b), 기초배력철근(100c) 및 전단블럭철근(100d)을 조립하고, 기초거푸집을 설치하는 단계와;
    조립된 기초주철근(100a) 위에 이음수단(3)을 설치하는 단계와;
    기초 콘크리트를 타설 및 양생한 다음 기초거푸집을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교 시공방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 이음수단(3)은 상기 기초(1)와 벽체(2)의 단면 일부가 서로 연결되도록 설치되는 이음강봉(300a)과, 상기 이음강봉(300a)이 상하로 관통설치되며 기초(1) 형성을 위한 콘크리트 타설시 기초(1)의 일부분을 이루도록 매설되는 강판 재질의 분리판(310)을 더 포함하되,
    상기 분리판(310)은, 이음강봉(300a)이 관통하게 되는 곡면부와 측면부를 포함하여 단면상 'U'자형을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교 시공방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 분리판(310) 상면에 단면상 상기 분리판과 동형(同形)인 'U'자형 패드(320)가 설치되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교 시공방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 'U'자형 패드(320) 내측에 벽체(2) 하단부 외측면과의 접촉시 쿠션작용을 위한 측면패드(330)를 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교 시공방법.
  23. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 벽체(2)의 시공은,
    벽체 철근을 조립하는 단계와,
    벽체거푸집(210)을 설치한 다음, 중간강봉(9)을 설치하는 단계와;
    벽체 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교 시공방법.
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 상부빔(7)과 연결강형(4)을 연결하는 단계는,
    상기 연결강형(4)과 상부빔(7)의 두 단부를 서로 연결시키기 위해 이음판을 설치하는 단계와,
    상기 이음판에 고장력볼트를 설치하여 상호 연결하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 세미-힌지 라멘교 시공방법.
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KR101447722B1 (ko) * 2013-03-04 2014-10-06 최승희 저형고 합성형 라멘교 및 그 시공방법
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