KR101013009B1 - 정착판 연결장치와 이를 이용한 피에스씨 거더교의 연속화 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PSC 거더교의 상부구조를 연속화하는 정착판 연결장치와 이를 이용한 PSC 거더교의 연속화 시공방법에 관한 것으로, 그 구성은 교량 하부구조에 설치되는 거더의 단부에 고정되고, 거더의 긴장재가 정착되는 홀을 형성하며, 적어도 하나의 연결홀을 관통형성한 정착판; 및 상기 연결홀에 끼워져서 인접한 거더의 장착판들을 서로 일체로 연결시키는 고정볼트와 너트를 포함하는 연결구;를 포함하여 지점부에서 거더들의 단부를 교축 방향으로 일체로 연결시키는 정착판 연결장치와 이를 이용한 PSC 거더교의 연속화 시공방법을 제공한다.

본 발명에 의하면 교량 시공속도가 대폭 향상되어 공기가 단축되고, 직선으로 제작된 거더를 이용하여 곡선교에 선형에 대응하는 연속교량을 간편하게 시공할 수 있으며, 지점부 바닥판의 균열 발생원인이 근본적으로 제거되고, 거더의 형고 감소나 지간장의 증가가 가능하여 구조적인 효율성이 향상된다. 뿐만 아니라 교량 건설에 필요한 재료 및 제작비용이 최소화되고, 공기단축에 따른 공사비용 절감이 가능한 우수한 효과가 얻어진다.

PSC 거더교, 정착판 연결장치, 긴장재, 정착판, 곡선교

Description

정착판 연결장치와 이를 이용한 피에스씨 거더교의 연속화 시공방법{APPARATUS HAVING A GIRDER CONNECTION ANCHOR PLATE AND THE CONTINUOUS CONSTRUCTION METHOD FOR A PSC GIRDER BRIDGE BY USING THE SAME APPARATUS}

본 발명은 단순지지 상태로 제작된 프리캐스트 PSC(Pre-Stressed Concrete) 거더를 이용하여 다경간 연속교량을 시공하는 공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 거더 제작시 단부에 구비된 정착판 연결장치에 긴장재를 정착하고, 거더를 교각 위에 거치한 후 지점부 거더 양쪽 정착판을 연결 시공함으로써 교량 상부구조(거더 및 슬래브)를 연속화하는 정착판 연결장치와 이를 이용한 PSC 거더교의 연속화 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 교량 공사현장 인근 제작장에서 단순지지 상태로 제작된 PSC 거더를 이용하여 다경간 연속교량 시공시 지점부 연속화의 목적은 크게 두 가지이다.

첫째는, 지점부 상부에 신축이음장치를 생략하여 차량 주행성을 확보하고 누수 또는 균열 등으로부터 지점부가 열화 또는 손상되는 것을 방지하여 교량의 내구성을 향상시키는 것이고,

둘째는, 교량 상부구조의 구조적인 연속화를 통하여 지점부에 작용하는 휨 부모멘트의 일부를 지지시켜 거더의 형고를 낮추거나 지간장을 증가시켜 구조적 효율성과 경제성을 향상시키기 위함이다.

도 1a, 도 1b, 도 1c는 종래 PSC 거더의 지점부 연속화 시공방법을 도시하였다.

먼저, 도 1a에서와 같이 단순지지로 제작장에서 제작된 PSC 거더(1)를 교각(10)에 거치한 후 지점부 상면 바닥판(30)에 교축방향(차량진행방향)으로 철근(15)을 배근하고 콘크리트(20)를 타설 및 양생하여 바닥판(30)을 연속화하는 방법이 있다.

이 방법은 시공이 간편하고 별도의 연속화 장치 등이 필요 없어 가장 경제적인 공법이나, 구조적으로 바닥판(30)을 연속화시키는 것이므로 PSC 거더(1)는 연속화되지 않아 구조적으로 비효율적이라는 단점이 있다.

또한 바닥판(30)에 배근하는 상기 철근(15)이 지점부 단면에 발생하는 휨 부모멘트로 인한 인장 응력을 저항하도록 설계하고는 있으나, 실제로는 바닥판 콘크리트(20)의 타설 직후에는 바닥판(30)은 고정하중으로만 작용하므로 바닥판(30)에 배근된 철근(15)이 지점부 교축방향 인장력을 지지할 수 없어 바닥판의 연속화 효과가 크게 저하되어, 바닥판(30)의 시공 후 포장 자중 등 2차 고정하중과 활하중 작용시, 지점부 상면 바닥판(30)에 인장균열이 발생할 수 있다는 단점이 있다.

또한 도 1b에 도시된 바와 같이, 단순지지로 제작된 거더(1)를 교각(10) 위에 거치한 후, 지점부 거더(10)의 상단 및 바닥판(30)에 지점부 연속화를 위한 강연선, 강봉, 정착구(35) 등을 별도로 설치하고, 긴장력을 도입하여 거더(1) 및 바 닥판(30)을 교축방향으로 연속화하는 방법도 소개되어 있다.

이 방법은 구조적으로 연속화 효과는 우수하나 연속화를 위한 바닥판뿐만 아니라 거더에 별도의 강연선, 강봉, 정착구(35) 등을 구비하여야 하기 때문에 공사비가 증가되고, 공정이 복잡하고 공기가 길어진다는 문제점이 있었다.

그리고 도 1c에 도시된 바와 같이, 단순지지로 제작되는 PSC 거더(1)의 내부에 2차 긴장을 위한 쉬스(38,sheath)를 배치하고, PSC 거더(1)를 교각(10) 위에 거치한 후 쉬스(38) 내부에 긴장재(40)를 연속으로 삽입하고 바닥판(30)을 타설한 후, 양 거더(1)의 측면 또는 상부에 형성된 정착구(미 도시)에서 긴장을 실시하는 방법이다.

그러나 이 방법은 바닥판(30) 타설 및 양생이 완료된 후에 긴장이 가능하나, 정착구를 거더 단부에 형성하는 경우 긴장작업에 필요한 작업공간을 확보하는데 어려움이 있고,

또한 정착구를 거더(1) 측면에 구비하는 경우, 보강 단면과 정착구가 외부로 노출되어 교량의 외관을 해칠 수 있다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 간단한 거더 연속화 장치를 이용하여 경제성을 확보하면서 구조적으로 견고한 PSC 거더교 지점부 연속화 시공을 이룰 수 있는 정착판 연결장치와 이를 이용한 PSC 거더교의 연속화 시공방법을 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 PSC 거더 제작 시 거더 단부에 정착구와 정착판 연결장치를 동시에 구비한 후 긴장력을 도입하여 정착시키고, 거더를 교각에 거치한 후 지점부 양쪽 거더에 구비된 정착판을 서로 맞대어 연결구인 볼트와 너트로 교축 방향으로 연결하여 거더와 거더를 연속화시키고,

연속화 공정이후 바닥판과 지점부 격벽(지점부의 거더 사이 콘크리트 구조체)을 일괄적으로 가설할 수 있도록 하여 시공속도가 매우 빠른 거더 및 상부구조 연속화 기술을 제공하고,

직선교는 물론 곡선교를 효과적으로 연속화하여 시공할 수 있는 정착판 연결장치와 이를 이용한 PSC 거더교의 연속화 시공방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 다경간 연속교량의 상부구조를 연속화하는 장치에 있어서,

교량하부구조에 설치되는 거더의 단부에 고정되고, 긴장재가 정착되는 홀이 형성되며, 적어도 하나의 연결홀이 관통형성된 정착판; 및

상기 연결홀에 끼워져서 인접한 거더의 정착판들을 서로 일체로 연결시키는 고정볼트와 너트를 포함하는 연결구;를 포함하여 지점부에서 거더들의 단부를 교축 방향으로 일체로 연결시키는 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 정착판은 인접한 거더의 상단부를 서로 연결하여 지점부에 발생하는 휨 부모멘트를 지지하는 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치를 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 정착판은 인접한 거더의 하단부를 서로 연결하여 지점부에 발생하는 휨 정모멘트를 지지하는 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 정착판은 그 사이에 연결판(105a,쉼 플레이트, shim plate)를 구비한 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치를 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 정착판은 그 배면에 정착판을 거더 콘크리트와 일체화시키기 위해서 적어도 1개 이상의 스터드가 구비된 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 정착판은 곡선형의 하면을 갖는 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치를 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 정착판은 그 하단에 솔플레이트를 구비하여 "L"형의 단면으로 형성되고, 그 배면에는 정착구와 스터드가 형성되며 또한 상기 솔플레이트가 1개의 받침 상부플레이트에 직접 고정된 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 정착판은 정착구의 형성각도에 대응하도록 경사진 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 정착판과 솔플레이트는 그 양측에 각각 하나씩 1조의 강판절곡 형성에 의한 연결작업공간이 형성되며, 상기 연결작업공간은 그 측면과 하면에 타측 거더와 연결하기 위한 수평방향 연결홀과 하부의 받침 상부플레이트와 연결하기 위한 수직방향 연결홀이 각각 형성된 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치를 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 정착판은 상기 긴장재가 정착되는 홀은 오목홈이 함께 일체로 형성된 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 정착판은 그 상단 및 하단에 2조 이상의 연결홀을 형성하여 연결구를 통해 연결된 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 다경간 곡선 연속교량의 상부구조를 연속화하는 장치에 있어서,

교량상부구조에 설치되는 거더의 단부에 고정되고, 거더의 긴장재가 정착되는 홀을 형성하며, 적어도 하나의 연결홀을 관통형성한 정착판;

서로 인접한 거더의 정착판들 사이에 배치되는 곡선교 축선에 대응하도록 소정의 각도를 갖는 웨지(Wedge) 형상의 곡선용 연결판; 및

상기 연결홀에 끼워져서 서로 인접한 거더의 정착판들과 웨지(Wedge) 형상의 연결판을 일체로 연결시키는 고정볼트와 너트를 포함하는 연결구;를 포함하여 곡선 교의 지점부에서 거더들의 단부를 교축 방향으로 연결시키는 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치를 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 정착판은 상기 고장력볼트 및 너트와의 사이에서 소정의 각도를 갖도록 제작된 1조의 웨지(Wedge) 형태의 쐐기판을 추가 포함하여 상기 고장력볼트의 머리와 너트에 정착판이 직각으로 맞대어 질 수 있도록 구성된 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 정착판과 연결판은 그 접지면에 각각 엠보싱이 형성된 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다경간 연속교량의 상부구조를 연속화하는 방법에 있어서,

본 발명에 따른 정착판 연결장치의 정착판을 PSC 거더 제작시 거더 한쪽 또는 양쪽 상단에 구비하고, 상기 정착판에 긴장재를 긴장 및 정착하는 단계;

상기 정착판이 지점부에서 서로 마주보게 거더를 교각 위에 거치하는 단계;

상기 정착판의 연결홀에 볼트를 삽입하고 너트로 체결하여 연결구로 거더를 연속화 하는 단계; 및

지점부 바닥판에 철근을 배근하고 바닥판과 지점부 격벽을 동시에 시공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PSC 거더교의 연속화 시공방법을 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다경간 곡선 연속교량의 상부구조를 연속화하는 방법에 있어서,

본 발명에 따른 정착판 연결장치의 정착판을 PSC 거더 제작시 거더 한쪽 또 는 양쪽 상단에 구비하고, 상기 정착판에 긴장재를 긴장 및 정착하는 단계;

상기 정착판이 지점부에서 서로 마주보게 거더를 교각 위에 거치하는 단계;

상기 정착판의 연결홀에 곡선교 축선에 대응하도록 소정의 각도를 갖는 웨지(Wedge) 형상의 곡선용 연결판을 삽입하고, 볼트 및 너트로 체결하는 단계; 및

지점부 바닥판에 철근을 배근하고 바닥판과 지점부 격벽을 동시에 시공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PSC 거더교의 연속화 시공방법을 제공한다.

본 발명에 의하면 정착판 연결장치 구조 및 연결부 시공방법이 간단하여 시공성 측면에서 종래의 공법에 비하여 시공이 매우 간편하다.

특히 정착판 연결장치가 제작장에서 거더 제작시 구비되고, 지점부에 거더 거치 후 간단한 볼트체결에 의한 연결만으로 거더의 연속화 구조가 완성되며, 연결부 시공 후 즉시 후속공정인 바닥판 및 지점부 격벽 시공공정이 진행될 수 있어 종래 공법에 비하여 시공속도가 대폭 향상되어 공기가 단축된다.

그리고 종래의 공법에서는 직선으로 제작된 거더를 이용하여 연속 곡선교를 시공하는 것은 극히 제한적으로 적용이 가능하였고, 지점부에 연속화를 위하여 긴장력을 도입하는 경우 편심력이 발생하여 교량에 불리한 응력을 발생할 수밖에 없었다. 그렇지만 본 발명의 정착판 연결장치에 곡선교 축선에 대응하도록 소정의 각도를 갖는 웨지(Wedge) 형상의 곡선용 연결판을 추가로 구비하면, 직선으로 제작된 거더를 이용하여 곡선교에 선형에 대응하는 연속교량을 간편하게 시공할 수 있는 장점이 있다.

뿐만 아니라 본 발명의 정착판 연결장치를 이용한 PSC 거더의 연속화 시공방법은 구조적인 측면에서 단순지지로 제작된 거더의 긴장재를 기계적인 연결장치로 완벽하게 연결하고, 연결부 시공 후 바닥판이 시공되므로 지점부 바닥판의 균열 발생원인이 근본적으로 제거되며, 거더 자중을 제외한 고정하중과 활하중에 의해 발생되는 지점부 부모멘트를 지지할 수 있어 거더의 형고 감소나 지간장의 증가가 가능하여 구조적인 효율성이 향상된다.

또한 본 발명의 정착판 연결장치는 경제적인 측면에서 긴장재를 정착시키기 위한 기본적인 구성을 이용하면서도 후판, 고장력볼트 등 당해 업자가 현업에서 쉽게 확보할 수 있는 재료로 구성되고 대량생산이 가능한 구조이므로 재료 및 제작비용이 최소화되고, 시공방법이 간단하며 시공속도가 크게 향상되므로 노무비가 크게 절감되고 공기단축에 따른 공사비용 절감이 가능한 우수한 효과가 얻어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 정착판 연결장치와 이를 이용한 프리캐스트 거더교 연속화 시공방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 본 발명의 정착판 연결장치(100)는 도 2a에 도시한 바와 같이 판형의 정착판(110) 상에 긴장재가 정착될 수 있는 다수의 홀(112)이 형성되어 있고,

교각 위에 거더 거치 후 정착판(110)과 정착판(110)을 맞대어 연결할 수 있도록 정착판(110)을 관통하는 1개 이상의 연결홀(116)이 형성되며, 정착판(110) 배 면에는 정착판(110)을 거더 콘크리트와 일체화시키기 위해서 1개 이상의 스터드(120)가 구비될 수 있다.

또한, 도 2b에 도시한 바와 같이 정착판(110)의 하면(110a)을 완만한 곡선을 갖도록 제작할 수 있는데, 이는 지점부 격벽 콘크리트 타설시 정착판 하면(110a)에 콘크리트가 밀실하게 타설될 수 있도록 하기 위함이다.

이와 같은 본 발명의 정착판 연결장치(100)는 고강도 금속재질로 제작할 수 있으며, 정착판 연결장치(100)의 제원이나 연결홀(116)의 규격 및 수량은 거더에 도입되는 긴장력, 지점부에 작용하는 부모멘트에 의한 연결부의 축력 및 모멘트 등에 따라 결정된다.

그림에는 도시하지 않았으나, 연결작업 후 정착판(110)에 작용하는 휨모멘트에 의한 변형을 방지하기 위하여 정착판(110) 배면에는 보강용 스티프너(Stiffner)가 형성될 수 있다.

본 발명의 정착판 연결장치(100)는 제작후 아연도금 등 방식처리를 할 수도 있으나 연결시공 후, 콘크리트 내부에 매립되므로 별도의 방식처리가 필요 없다.

또한 본 발명의 정착판 연결장치(100)는 연결시공 후, 바닥판, 가로보, 지점부의 격벽, 방호울타리, 포장의 자중과 활하중에 의해서 발생되는 지점부 휨 부모멘트에 저항할 수 있도록 단면이 설계된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 정착판 연결장치(100)가 구비된 거더(200)의 측면도와 정면도를 참조하여 거더(200)를 제작하는 단계를 설명한다.

본 발명의 정착판 연결장치(100)는 지점부에서 거더(200)의 단부를 교축방향 으로 연결하여 지점부에 발생하는 휨 부모멘트를 지지할 목적으로 설치되므로 거더(200)의 최상단에 설치하는 것이 구조적으로 유리하다.

한편, 교량 시공 특성이나 지점부 침하 등으로 인하여 지점부에 휨 정모멘트가 발생할 우려가 있는 경우, 후술되는 실시예에 따라 본 발명의 정착판 연결장치(100)를 지점부 거더(200) 하단에 별도로 형성하고 지점부 휨 정모멘트에 대한 연속화 시공을 할 수도 있다.

한편, 본 발명의 정착판 연결장치(100)는 거더(200) 최상단에 1개만 형성할 수도 있다.

즉, 거더(200)의 지간장을 증가시키거나 형고를 감소시키기 위하여 거더(200) 상단에 2개 이상의 쉬스(210)와 정착구(215)가 형성되는 경우, 도 3a, 도 3b 및 도 3c에 도시한 바와 같이 1개의 정착판 연결장치(100)를 설치하여 거더를 서로 연속화시킬 수 있다.

본 발명의 정착판 연결장치(100)가 구비되지 않는 정착구(215)를 이용한 긴장재(미 도시) 긴장 및 정착방법은 종래 공법과 동일하게 설치하면 된다.

본 발명의 정착판 연결장치(100)는 거더(200) 제작시 거더 콘크리트 타설시 동시에 형성할 수도 있고, 통상적인 PC 콘(Cone) 정착구를 거더에 형성시킨 후 긴장력 도입 직전에 설치할 수도 있다.

도 4는 지점부 연속화를 위하여 본 발명의 정착판 연결장치(100)가 구비된 거더(200)가 교각(205) 위 지점부에서 정착판 연결장치(100)가 서로 마주보게 거치되고, 정착판 연결장치(100)에 형성된 연결홀(116)에 고장력 볼트(142)를 삽입하 고, 너트(144)로 고정하는 단계가 도시되어 있다(상기 고장력 볼트 및 너트를 연결구라 한다).

통상적으로 지점부에 거치되는 거더(200)와 거더(200) 사이 간격은 약 100mm 정도이므로 본 발명을 적용하는 경우 지점부에서 거더(200)와 거더(200)를 더 밀착 시공할 수 있고, 교량 받침(207)과 받침(207) 사이 또한 감소되므로 종래 공법에 비하여 교각(205)의 코핑부폭을 대폭 감소시킬 수 있어 교각 공사비도 절감할 수 있는 장점이 있다.

상기한 정착판 연결장치(100)의 연결방법은 정착판(110)과 정착판(110)을 틈새 없이 맞대어 시공하는 것이 바람직하며, 연결부의 정밀시공을 위해서는 정착판(110)과 정착판(110) 틈새에 후술되는 바와 같이 도 6과 같이 연결판(105a,쉼 플레이트, shim plate)를 삽입한 후 고장력볼트(142)와 너트(144)를 체결할 수도 있다.

본 발명의 정착판 연결장치(100)는 도 4에 도시한 바와 같이 정착판(110) 상단에 형성된 연결홀(116)에만 고장력볼트(142)를 삽입하고 너트(144) 체결해도 충분한 연속화 시공이 가능한데, 이는 바닥판 콘크리트를 타설 직후부터 지점부에 휨 부모멘트가 발생하여, 정착판 연결장치(100) 하단에는 압축력이 작용하므로 별도의 연결 없이도 정착판(110) 하단이 압축력을 지지할 수 있기 때문이다.

상기와 같이 교각(205) 위 지점부에서 정착판 연결장치(100)를 서로 마주보게 거치하는 단계에서, 정착판(110)과 정착판(110) 사이를 소정의 간격으로 이격시킨 후 고장력 볼트(142)를 체결하게 되면 볼트(142)와 너트(144)의 체결력으로 인 하여 도입되는 인장력으로 인하여 볼트(142) 체결 직후부터 지점부 거더(200) 상단에는 추가적인 긴장력이 도입되어 거더(200)의 자중에 의한 지점부 휨 부모멘트의 일부를 저항할 수 있는 효과가 발휘됨을 알 수 있다.

도 5에는 본 발명의 정착판 연결장치(100)를 이용하여 지점부에서 거더(200)와 거더(200)를 교축 방향으로 연결하여 거더(200)를 연속화 시공한 후, 거더(200) 상면 바닥판에 교축 방향으로 철근(230)을 추가로 배근하고 지점부 격벽과 바닥판 콘크리트(240)를 동시에 타설 및 양생하여 교량이 완성된 단계가 도시되어 있다.

본 발명의 정착판 연결장치(100)를 이용하여 거더(200)를 연속화 시공한 직후부터 거더(200) 제작시 삽입 및 긴장된 긴장재가 지점부에서 기계적인 방법으로 연속화되므로 후속 공정부터 상부구조에 추가되는 하중을 견고하게 지지할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

<실시예 1>

도 6은 본 발명에 따른 정착판 연결장치(100)의 제 1 실시예로서, 긴장재로서 일반적으로 적용되고 있는 PC 강연선과 웨지를 이용하여 정착하는 경우, 외부로 노출되는 정착판 연결장치(100) 전면에는 긴장재가 돌출될 수 있어 정착판(110)과 정착판(110)을 틈새 없이 맞대어 시공할 수 없게 될 수 있다.

이에 정착판(110)과 정착판(110) 사이에 소정의 연결판(150a)(150b)를 상단 및 하단에 삽입하고, 정착판 연결장치(100)를 고장력 볼트(142)와 너트(144)로 체결하는 시공 예가 도시되어 있다.

이때 상단에 삽입하는 연결판(150a)에는 연결홀(152)이 형성되고, 하단에 삽입되는 연결판(150b)의 한쪽 또는 양쪽 정착판(110)에 스폿 용접을 실시하여 고정시킬 수 있다.

특히, 이 방법은 거더(200)의 제작 오차나 교각(205) 위 거치과정에서 약간의 시공오차에 의한 연결공종시 문제가 발생하더라도 연결공정에서 연결판(150a)(150b)의 두께를 조절하여 연결판을 서로 볼트 및 너트로 연결시킬 수 있게 된다.

<실시예 2>

도 7a, 도 7b 및 도 7c를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예를 설명한다.

본 발명에 따른 L형상의 정착판 정착장치(300)를 이용하여 지점부에서 작용하는 휨 부모멘트 및 휨 정모멘트에 저항하는 연속화 시공방법을 설명한다.

상기 실시예 2에 의한 연속화시공방법은 지점부 거더(200) 상단은 앞서 설명한 정착판 연결장치(100)를 이용하여 연속화시키되, 거더(200) 단부 하단에는 솔플레이트(sole plate)(310a)와 정착판(310)이 동시에 형성되는 도 7a와 같은 L형상의 정착판 정착장치(300)를 형성시키고 이를 이용하여 완벽한 연속화 구조를 제공한다.

즉, 도 7a에 도시한 바와 같이 대략 L형상의 정착판 정착장치(300)에는 스터드(305), 정착판(310), 솔플레이트(310a), 정착구(315)가 구비되고, 연결작업공간(330)이 형성된다.

상기 정착판(310)에는 긴장재를 정착할 수 있는 다수의 홀(312)이 형성되어 있고, 정착판(310)은 정착구(315)의 형성각도에 대응하도록 소정의 각도를 갖도록 경사지게 제작된다.

상기 연결작업공간(330)은 강판을 절곡하여 정착판과 솔플레이트의 접합부 외측에 형성시킨 것으로 정착판 하부에서 후술되는 연결홀들에 의한 정착판의 볼트 및 너트의 체결을 위한 작업공간을 형성시키기 위한 것이라 할 수 있다.

또한 상기 연결작업공간(330)은 거더(200) 단부를 관통하도록 1개만 형성할 수도 있고, 도 7a의 평면도에 도시한 바와 같이 양측에 각각 하나씩 1조로 형성할 수도 있으며, 상기 연결작업공간(330)에 있는 측면과 하면에는 타측 거더(200)와 연결하기 위한 수평방향 연결홀(317a)과 하부의 받침 상부플레이트(340a)와 연결하기 위한 수직방향 연결홀(317b)이 각각 형성되어 있다.

본 발명의 L형상의 정착판 정착장치(300)는 강재 후판으로 제작할 수도 있는데 시공후 측면과 하면이 외기에 노출되므로 부식방지를 위하여 용융아연도금을 실시하는 것이 바람직하다.

상기 L형상의 정착판 정착장치(300)는 거더(200) 제작시 거푸집(미 도시) 안에 삽입하여 거더(200)와 일체화 제작하고, 정착판(310)에 긴장재를 미리 삽입한 후 콘크리트를 타설하여 거더(200)를 제작하면 된다.

한편 교각(205) 위에서는 도 7c에 도시한 바와 같이, 거더(200)의 거치 이전에 2개 거더(200) 단부를 동시에 수용할 수 있는 용량의 교량받침(340)이 구비되어 있으며, 상기 L형상의 정착판 정착장치(300)가 형성된 거더(200)가 거치되면 상단 및 하단에 형성된 정착판(110)(310)을 볼트(142)(342) 및 너트(144)(344)로 연결하 는데, 먼저 도 7b를 참조하여 상단 연결방법을 설명한다.

먼저 거더(200)의 상면에 구비되는 정착판(110)의 상단을 거더(200) 상면 높이와 일치시키되, 거더(200)를 교각(205) 위에 거치한 후, 연결볼트(142) 삽입하고 너트(144)의 체결이 가능한 작업공간을 확보할 수 있도록 거더(200)의 단부 상단에는 노치부(일종의 블록아웃공간)나, 그림에 도시한 바와 같이 공간(157)을 형성시킨다.

이러한 구조는 본 발명의 정착판 연결장치(100)가 시공 후에도 거더(200) 상면 상부로 노출되지 않기 때문에 바닥판 시공시 배근되는 철근과 본 발명의 정착판 연결장치(100) 간에 간섭이 발생하지 않는다.

그리고 이와 같은 상태에서 연결홀(116)에 볼트(142)를 삽입하고 너트(144)를 체결하여 일측 정착판(110)과 타측 거더(200)의 정착판(110)을 수평방향으로 연결한다.

다음으로는 거더(200)의 하면에 구비되는 정착판(310)의 연결이 이루어진다.

이는 도 7c에 도시된 바와 같이, 거더(200)의 하면 L형상의 정착판 정착장치(300) 내부에 형성된 연결작업공간(330)에 구비된 연결홀(317a)에 볼트(342)를 삽입하고 너트(344) 체결하여 일측 정착판(310)과 타측 정착판(310)을 수평방향으로 연결한다.

다음으로는, L형상의 정착판 정착장치(300)의 하단에 형성된 연결홀(317b)을 이용하여 볼트(342)를 삽입하고 너트(344) 체결하여 교좌장치(340a)와 연결한다.

이와 같이 연결작업이 완료되면 바닥판 및 지점부 격벽(거더와 거더 사이공간)을 시공하여 교량을 완성한다.

따라서, 상기 실시예2의 경우 단순지지로 제작된 프리캐스트 거더(200)를 이용하여 지점부 교량 받침이 1개만 설치 될 수 있는 완벽한 연속구조가 제공될 수 있음을 알 수 있으며, 교각의 코핑부 폭을 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한 거더(200)의 지점부에는 수직응력, 파열응력 등 복잡한 응력이 발생하는데 솔 플레이트(310a)와 정착판(310)에 교좌장치(340a)가 일체화 시공되어 거더 단부에 형성되므로 집중되는 응력의 일부를 상기 L형상의 정착판 정착장치(300)와 이에 형성된 보강재가 부담할 수 있어서 응력집중에 의한 지점부 손상원인을 제거할 수 있다.

<실시예 3>

도 8은 본 발명의 제 3 실시예로서, 정착판 연결장치(400)를 제작할 때 정착판(410)의 한쪽 면을 기계 가공하거나 주물 몰드를 이용하여 정착 후, 강연선 및 정착용 웨지(Wedge) 단부(미 도시)가 정착판(410) 내부에서 수용될 수 있도록 오목홈(420)을 제작하고, 볼트(442) 및 너트(444)를 이용하여 연결 시공하는 예라 할 수 있다.

말하자면, 도 8에 있어 2개의 정착판이 오목홈들에 의하여 내부에 작업공간이 형성되므로 이러한 오목홈에 의한 작업공간에서 강연선 및 정착용 웨지(Wedge)를 설치할 수 있도록 한 것이다.

이 방법을 이용하여 별도의 연결판(쉼 플레이트)를 삽입하지 않고 정착판 연결장치(400)를 맞대어 시공할 수도 있고, 거더(200)의 제작 및 시공 오차가 있는 경우 앞서 기술한 바와 같이 소정의 연결판(쉼 플레이트)를 사용할 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 경우, 정착판(410)에 마련된 연결홀(416)에는 볼트(442)를 삽입하고 너트(444)로 체결하고, 일측 정착판(410)과 타측 정착판(410)을 수평방향으로 연결한다.

<실시예 4>

도 9a, 도 9b에는 본 발명의 제 4 실시예로서, 지점부 양쪽 거더(200)에 구비된 긴장재 및 정착구를 더욱 완벽한 기계적 연결방법에 의해 연속화시키기 위하여, 본 발명에 따른 정착판 연결장치(500)는 정착판(510)의 상단 및 하단에 2조 이상의 연결홀(516)을 형성하고,

거더(200) 제작시 본 발명의 정착판(510)을 이용하여 거더(200) 상단에 구비된 긴장재를 긴장 및 정착을 실시하되, 상기 정착판(510)은 거더(200)에 일체화시키지 않고, 거더(200) 제작 후 교각(205) 위에 거더(200)를 거치할 때 설치함에 특징이 있다.

이때 거더(200)와 거더(200) 사이는 소정의 간격만큼 이격시켜 거치한 후, 거더(200) 측면에서 정착판 연결장치(500)에 고장력볼트(542)를 삽입하고, 너트(544)로 체결하여 연결부에 추가적인 긴장력을 도입하는 시공방법이다.

이 때 상기 고장력볼트(542)의 체결력으로 도입되는 연결부의 최대 인장력은 거더(200) 제작시 도입된 긴장재의 유효 긴장력이 될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 정착판 연결장치(500)를 거더(200) 측면에서 고 장력볼트(542)와 너트(544)를 체결하기 위해서는 정착판(510)의 폭을 거더(200) 폭보다 크게 제작할 수도 있으나, 통상적으로 거더(200) 폭이 600mm 정도인 것을 고려할 때 정착판(510)의 폭을 확폭하는 경우 비경제적이고 긴장력 도입으로 인하여 정착판(510)에 휨 변형이 발생할 우려가 있다.

따라서 도 9a에 도시한 바와 같이 거더(200)의 측면에서 고장력볼트(542) 및 너트(544)를 삽입 및 체결할 수 있는 작업공간을 확보하기 위해서, 거더(200) 제작시 거더(200) 단부의 측면을 블록 아웃시켜 공간(550)을 형성시키거나, 고장력볼트(542)를 삽입 및 체결할 수 있도록 거더(200)의 측면에 소정의 노치 부(미 도시)만 형성시키는 것이라 할 수 있다.

상기한 제 4 실시예의 경우, 본 발명의 정착판 연결장치(500)가 시공 후에도 거더(200) 상단으로 노출되지 않기 때문에 바닥판 시공시 배근되는 철근과 본 발명의 정착판 연결장치(500) 간에 간섭이 발생하지 않으며, 거더(200) 상단에 구비되는 긴장재가 완벽하게 기계적인 연결구조로 연결되고, 더욱이 연결부에 도입되는 긴장력으로 인하여 추가적인 긴장재 배치 없이도 지점부에 발생하는 부 모멘트에 완벽하게 저항할 수 있게 된다.

<실시예 5>

도 10a 및 도 10b를 참조하여 본 발명의 정착판 연결장치(600)를 이용한 곡선교 시공방법을 설명한다.

통상적으로 PSC 거더(200)를 이용한 곡선교량 시공에서는 직선으로 제작된 거더(200)를 곡선교 선형에 대응하도록 교각(205) 위에 거치한 후 바닥판을 시공하 여 완성하므로, 양쪽 거더(200)의 축선은 지점부에서 동일선상 위치하지 않고 소정의 각도를 갖게 된다.

종래의 시공방법을 이용하여 곡선교 지점부를 연속화시키기 위해서는 지점부에 격벽을 미리 시공하고 거더(200) 양쪽 면에 긴장용 긴장재, 정착구 등을 구비하여 긴장력을 도입하고 있었으나, 이 경우 도입되는 긴장력에 의해서 상부구조 측면으로 편심력이 발생하여 교량 지점부에 불리한 응력이 발생되고 지점부 격벽 콘크리트에 균열이 발생할 우려가 있었다.

본 발명에 따른 정착판 연결장치(600)는 곡선교 축선에 대응하도록 소정의 각도를 갖는 웨지(Wedge) 형상의 곡선용 연결판(605a)(650b) 만 추가로 구비하면, 직선으로 제작된 거더(200)를 이용하여 곡선교에 선형에 대응하는 연속교량을 견고하면서 간편하게 시공할 수 있다.

본 발명의 정착판 연결장치(600)를 이용하여 연속화된 곡선교를 시공하는 경우, 직선으로 제작된 거더(200)를 도 10a에 도시한 바와 같이 교각(205) 위에 거치한 후, 정착판(610)과 정착판(610) 사이에는 곡선교 축선에 대응하도록 소정의 각도를 갖는 웨지(Wedge) 형상의 곡선용 연결판(605a)을 설치하며,

고장력볼트(642) 및 너트(644)가 삽입되는 쪽에서는 고장력볼트(642)의 머리와 너트(644)에 정착판(610)이 직각으로 맞대어 질 수 있도록 소정의 각도를 갖도록 제작된 1조의 소정의 각도를 갖도록 제작된 1조의 웨지(Wedge) 형태의 쐐기판(605b)을 설치한 후, 본 발명의 정착판 연결장치(600)를 고장력볼트(642)와 너트(644)로 체결하여 거더(200)의 지점부를 연속화시킨다.

이때 본 발명의 정착판(610)과 웨지(Wedge) 형상의 연결판(605a)(605b) 접지면에는 도 10b에 도시한 바와 같이, 엠보싱(617)을 형성하여 고장력볼트(642)와 너트(644)를 체결 후, 마찰력에 의해 저항할 수 있도록 하여 견고한 연결이 되도록 하는 것이 바람직하다.

도 11에는 본 발명에 따른 정착판 연결장치(600)가 장착된 직선 거더들을 이용하여 연속화 시공된 곡선교의 지점부 평면도가 도시되어 있다.

상기와 같이 본 발명은 정착판 연결장치 구조(100)(300)(400)(500)(600) 및 연결부 시공방법이 간단하여 시공성 측면에서 종래의 공법에 비하여 시공이 매우 간편하다.

특히 본 발명에 따른 정착판 연결장치(100)(300)(400)(500)가 제작장에서 거더(200) 제작시 구비되고, 지점부에 거더(200) 거치 후 간단한 볼트 및 너트체결에 의한 연결만으로 거더(200)의 연속화 구조가 완성되며,

연결부 시공 후 즉시 후속공정인 바닥판 및 지점부 격벽 시공공정이 진행될 수 있어 종래 공법에 비하여 시공속도가 대폭 향상되어 공기가 단축된다.

특히, 종래의 공법에서 직선으로 제작된 거더(200)를 이용하여 연속 곡선교를 시공하는 것은 극히 제한적으로 적용이 가능하였고, 지점부에 연속화를 위하여 긴장력을 도입하는 경우 편심력이 발생하여 교량에 불리한 응력을 발생할 수밖에 없었다.

그렇지만 본 발명의 정착판 연결장치(600)에 웨지(Wedge)형 연결판(605a)(605b) 만 추가로 구비하면, 직선으로 제작된 거더(200)를 이용하여 곡선 교에 선형에 대응하는 연속교량을 간편하게 시공할 수 있는 장점이 있다.

뿐만 아니라 본 발명의 정착판 연결장치(100)(300)(400)(500)(600)를 이용한 PSC 거더(200)의 연속화 시공방법은 구조적인 측면에서 단순지지로 제작된 거더(200)의 긴장재를 기계적인 연결장치로 완벽하게 연결하고, 연결부 시공 후 바닥판이 시공되므로 지점부 바닥판의 균열 발생원인이 근본적으로 제거되며, 거더(200)의 자중을 제외한 고정하중과 활하중에 의해 발생되는 지점부 부모멘트를 지지할 수 있어서 거더(200)의 형고 감소나 지간장의 증가가 가능하여 구조적인 효율성이 향상된다.

그리고 본 발명의 정착판 연결장치(100)(300)(400)(500)(600)는 긴장재 정착을 위하여 구비되는 정착판을 그대로 이용하게 되므로 경제적인 측면에서 후판, 고장력볼트 및 너트 등 당해 업자가 현업에서 쉽게 확보할 수 있는 재료로 구성되고 대량생산이 가능한 구조이므로 재료 및 제작비용이 최소화되고, 시공방법이 간단하며 시공속도가 크게 향상되므로 노무비가 크게 절감되고 공기단축에 따른 공사비용 절감이 가능한 우수한 효과가 얻어진다.

본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명의 실시예를 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 그렇지만 구성부품들의 단순한 형상 또는 설계변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.

도 1a, 도 1b, 도 1c는 종래의 기술에 따른 지점부 연속화 공법을 도시한 설명도;

도 2a, 도 2b는 본 발명에 따른 정착판 연결장치의 정착판을 도시한 사시도 및 측면도;

도 3a, 도 3b는 본 발명에 따른 정착판 연결장치가 구비된 거더의 측면도 및 단부 정면도;

도 4는 본 발명에 따른 정착판 연결장치가 장착된 거더의 연결볼트 체결상태를 도시한 측면도;

도 5는 본 발명에 따른 정착판 연결장치가 장착된 거더에 바닥판 및 지점부 격벽 콘크리트 타설 상태를 도시한 측단면도;

도 6은 본 발명에 따른 정착판 연결장치를 이용한 연결부 시공 제1 실시예를 도시한 상세 단면도;

도 7a는 본 발명에 따른 정착판 연결장치를 이용한 연결부 시공 제2 실시예의 정착판 구조를 도시한 측면도, 정면도, 평면도;

도 7b는 본 발명에 따른 정착판 연결장치를 이용한 연결부 시공 제2 실시예의 거더 상단을 도시한 측단면도;

도 7c는 본 발명에 따른 정착판 연결장치를 이용한 연결부 시공 제2 실시예를 도시한 측면도;

도 8은 본 발명에 따른 정착판 연결장치를 이용한 연결부 시공 제3 실시예를 도시한 측단면 부분 상세도;

도 9a는 본 발명에 따른 정착판 연결장치를 이용한 연결부 시공 제4 실시예를 도시한 분해 사시도;

도 9b는 본 발명에 따른 정착판 연결장치를 이용한 연결부 시공 제4 실시예를 도시한 측면도;

도 10a는 본 발명에 따른 정착판 연결장치를 이용한 연결부 시공 제5 실시예를 도시한 곡선교의 평면도;

도 10b는 본 발명에 따른 정착판 연결장치를 이용한 연결부 시공 제5 실시예를 도시한 곡선교의 측면도;

도 11은 본 발명에 따른 정착판 연결장치가 장착된 직선거더들을 이용하여 연속화 시공된 곡선교의 지점부 평면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1..... PSC 거더 10..... 교각

15.... 철근 20..... 콘크리트

30.... 바닥판 35..... 정착구

38.... 쉬스 40.... 긴장재

100,400,500,600.... 정착판 연결장치

110,310,410,510,610.... 정착판 110a.... 하면

112,312.... 홀 116,416,516.... 연결홀

120,305.... 스터드 142,342,442,542,642.... 볼트

144,344,444,544,644.... 너트 150a,150b.... 쉼(Shim) 플레이트

200.... 거더 205.... 교각

207,340.... 거더 받침 210.... 쉬스

215,315.... 정착구 230.... 철근

300.... L형상의정착판 정착장치 310a.... 솔플레이트(sole plate)

317a,317b... 연결홀 330.... 연결작업공간

340a.... 교좌장치 420.... 오목 홀

605a,650b... 연결판 617.... 엠보싱

Claims (13)

1. 삭제
2. 다경간 곡선 연속교량의 상부구조를 연속화하는 방법에 있어서,

   교량상부구조에 설치되는 거더의 단부에 고정되고, 거더의 긴장재가 정착되는 홀을 형성하며, 적어도 하나의 연결홀을 관통형성한 정착판; 서로 인접한 거더의 정착판들 사이에 배치되는 곡선교 축선에 대응하도록 소정의 각도를 갖는 웨지(Wedge) 형상의 곡선용 연결판; 및 상기 연결홀에 끼워져서 서로 인접한 거더의 정착판들과 웨지(Wedge) 형상의 연결판을 일체로 연결시키는 고정볼트와 너트를 포함하는 연결구;를 포함하여 곡선교의 지점부에서 거더들의 단부를 교축 방향으로 연결시키는 정착판 연결장치에 있어서, 상기 정착판을 PSC 거더 제작시 거더 한쪽 또는 양쪽 상단에 구비하고, 상기 정착판에 긴장재를 긴장 및 정착하는 단계;

   상기 정착판이 지점부에서 서로 마주보게 거더를 교각 위에 거치하는 단계;

   상기 정착판의 연결홀에 곡선교 축선에 대응하도록 소정의 각도를 갖는 웨지(Wedge) 형상의 곡선교 시공용 연결판을 삽입하고, 볼트 및 너트로 체결하는 단계; 및

   지점부 바닥판에 철근을 배근하고 바닥판과 지점부 격벽을 동시에 시공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PSC 거더교의 연속화 시공방법.
3. 다경간 연속교량의 상부구조를 연속화하는 장치에 있어서,

   교량하부구조에 설치되는 거더의 단부에 고정되고, 긴장재가 정착되는 홀이 형성되며, 적어도 하나의 연결홀이 관통형성된 정착판; 및

   상기 연결홀에 끼워져서 인접한 거더의 정착판들을 서로 일체로 연결시키는 고정볼트와 너트를 포함하는 연결구;를 포함하며, 상기 정착판은 그 하단에 솔플레이트를 구비하여 "L"형의 단면으로 형성되고, 그 배면에는 정착구와 스터드가 형성된 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 정착판은 인접한 거더의 상단부 또는 하단부를 서로 연결하여 지점부에 발생하는 휨 부모멘트 또는 휨 정모멘트를 지지하도록 하는 것 을 특징으로 하는 정착판 연결장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 정착판은 그 사이에 연결판(쉼 플레이트)를 더 구비한 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 정착판은 곡선형의 하면을 갖는 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치.
7. 삭제
8. 제3항에 있어서, 상기 정착판은 솔플레이트가 거더의 교좌장치에 고정되도록 하여 정착판이 거더의 하부에 설치되도록 하는 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 정착판과 솔플레이트의 연결부 외측에는 강재 절곡에 의한 연결작업공간이 형성되며, 상기 연결작업공간은 그 측면과 하면에 타측 거더와 연결하기 위한 연결홀과 하부의 교좌장치와 연결하기 위한 연결홀이 각각 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 정착판 연결장치.
10. 제3항에 있어서, 상기 정착판은 상기 긴장재가 정착되는 홀에 인접하여 일체로 오목홈이 더 형성되도록 함을 특징으로 하는 정착판 연결장치.
11. 다경간 곡선 연속교량의 상부구조를 연속화하는 장치에 있어서,

    교량상부구조에 설치되는 거더의 단부에 고정되고, 거더의 긴장재가 정착되는 홀을 형성하며, 적어도 하나의 연결홀을 관통형성한 정착판;

    서로 인접한 거더의 정착판들 사이에 배치되는 곡선교 축선에 대응하도록 소정의 각도를 갖는 웨지(Wedge) 형상의 곡선용 연결판; 및

    상기 연결홀에 끼워져서 서로 인접한 거더의 정착판들과 웨지(Wedge) 형상의 연결판을 일체로 연결시키는 고정볼트와 너트를 포함하는 연결구;를 포함하여 곡선교의 지점부에서 거더들의 단부를 교축 방향으로 연결시키는 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 정착판은 상기 연결구인 고장력볼트 및 너트와의 사이에서 소정의 각도를 갖도록 제작된 1조의 웨지(Wedge) 형태의 쐐기판을 추가 포함하여 상기 고장력볼트의 머리와 너트에 정착판이 직각으로 맞대어 질 수 있도록 구성된 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 정착판과 연결판은 그 접지면에 각각 엠 보싱이 더 형성된 것임을 특징으로 하는 정착판 연결장치.

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