KR101028869B1 - 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치 - Google Patents

Abstract

교량의 측경간(End Segment)을 가설할 때 측경간이 거치 될 위치를 용이하고 정밀하게 조절할 수 있는 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치에 관한 것이다.

본 발명의 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치는, 측경간을 임시로 거치하기 위하여 교각에 설치되는 브래킷, 상기 브래킷에 설치되어 측경간이 놓여져 지지되는 지지부재를 포함하는 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치를 제공한다.

상기 지지부재는 측경간이 1차적으로 놓여지는 제1지지부재와, 측경간이 2차적으로 놓여지는 제2지지부재로 구성되고, 제1지지부재에는 하중을 완충시키는 완충부가 제공되고, 제2지지부재에는 측경간을 상하좌우 방향으로 위치를 조절할 수 있도록 위치조절부재가 제공된다.

교량, 측경간, 브래킷, 지지부재, 완충부, 위치조절부재

Description

교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치{TEMPORARY STRUCTURE APPARATUS PRECAST END SEGMENT FOR BRIDGE}

본 발명은 교량 가설장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교량의 측경간(End Segment)을 가설할 때 측경간이 거치 될 위치를 용이하고 정밀하게 조절할 수 있는 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치에 관한 것이다.

일반적으로 교량은 교량이 설치되는 주변의 여러 상황을 고려하여 설계 및 시공되고 있으며, 교량의 시공 방법도 여러 가지가 알려져 있다.

교량을 시공하는 공법의 일례로서, FCM(Free Cantilever Method) 공법이 있다.

FCM 공법은 상부구조를 지보공 없이 이동식 작업차(Form Traveler) 혹은 이동식 크레인을 이용하여 주두부(Pier Table, 대 블록)로부터 좌우평형을 유지하면서 3-5m의 분절 거더(Segment, 소 블록)를 순차적으로 시공하는 공법으로 동바리 설치가 어려운 깊은 계곡, 해상, 하천 등에 건설되는 장 경간의 교량 시공에 적합한 공법이다.

FCM 공법은 세그먼트 시공을 현장에서 하는 현장 타설 FCM 공법과, 세그먼트 를 별도의 제작장에서 제작하여 운반/가설하는 프리캐스트 FCM 공법으로 나눌 수 있다.

현장타설 FCM 공법과 프리케스트 FCM 공법은 모두 각각의 교각에서 시공되어 오는 제1, 제2 캔틸레버를 서로 연결하는 연결 단계를 필요로 한다.

또한, 현장타설 FCM 공법과 프리케스트 FCM 공법은 일반적으로 모두 제1캔틸레버와 제2캔틸레버 사이에 직접 거푸집을 설치하고, 철근을 배근한 후, 콘크리트를 타설하는 현장타설 키 세그먼트 시공 방법을 적용한다.

이와 같은 교량의 시공 중 교각의 큰 기둥과 기둥사이에 형성되는 장경간의 양쪽 단부에는 측경간(End Segment)이 각각 설치된다. 이 측경간은 프리캐스트 또는 현장 타설로 제작하여 교각에 거치 후, 키 세그먼트 등을 이용하여 주경간과 접합으로 연결한다.

이때 측경간을 설치하기 위하여 측경간을 임시로 거치하기 위한 가설장치(End Segment Bracket, 이후 "브래킷" 이라 함)를 교각에 설치한 다음, 크레인 등을 이용하여 측경간을 인양하여 설치된 브래킷의 상부 및 교각에 측경간을 임시로 거치 시킨다.

그리고 임시로 거치된 측경간의 위치를 최종적으로 설치될 위치에 맞추어 조절하고 키 세그먼트 등을 이용하여 측경간을 주경간과 접합으로 연결한다.

이와 같은 측경간과 같은 프리캐스트 세그먼트를 가설 시 최종설치 위치에 맞추어 그 위치를 조정하기 위하여 수평과 수직 방향으로 조정하는 것이 일반적이다. 대부분의 경우 프리캐스트 세그먼트를 가설 시 3-4지점을 지지하여 작업한다.

통상적으로 측경간과 같이 면적이 넓고 고중량인 구조물의 경우 4지점을 지지하며, 수직 방향 조정 중에 일시적으로 3지점 만 지지하는 상황이 비주기적으로 가설 전체공정에 발생한다.

그러나 이와 같이 측경간과 같은 비대칭 구조물 또는 불균등 구조물의 4지점 지지 시, 위치조절 중 발생하는 고정 3지점 상태에 대해 3지점에 안정하도록 브래킷 구조물을 크게 만들거나, 지지점 위치를 이동하는 방식으로 조절 시간이 오래 걸리고, 목적 위치로 이동시키기가 매우 어려운 단점이 있다.

또 측경간의 위치 조절시 다발적으로 발생하는 3지점 상태에서 견디기 위해 지지점을 구성하는 구조물의 크기도 커지고 연결방식도 복잡하여 연결부가 많아지는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 교량의 측경간(End Segment)을 설치하기 위하여 브래킷에 거치된 측경간의 위치를 용이하고 정밀하게 조절할 수 있는 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 제안하는 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치는, 측경간을 임시로 거치하기 위하여 교각에 설치되는 브래킷, 상기 브래킷에 설치되어 측경간이 놓여져 지지되는 지지부재를 포함하는 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치를 제공한다.

상기 지지부재는 측경간이 1차적으로 놓여지는 제1지지부재와, 측경간이 2차적으로 놓여지는 제2지지부재로 구성되고, 제1지지부재에는 하중을 완충시키는 완충부가 제공되고, 제2지지부재에는 측경간을 상하좌우 방향으로 위치를 조절할 수 있도록 위치조절부재가 제공된다.

본 발명에 의한 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치는, 수평방향 및 수직방향으로 측경간의 위치를 조절할 수 있으므로, 측경간 가설 시 일시적이지만 다발성으로 발생하는 운동하중을 완화하여 측경간의 설치작업을 쉽게 할 수 있다.

또한 브래킷에 거치된 측경간을 위치조절부재를 이용하여 수직 및 수평방향으로 쉽게 조절할 수 있으므로 측경간을 설치될 위치에 용이하게 위치시킬 수 있으며, 이로 인하여 측경간 설치시간을 단축할 수 있어 교량시공비용을 절감할 수 있다.

또한 측경간을 지지하는 지지부재는 전방향 회전이 가능한 구면 조인트(Spherical Joint) 구조로 이루어져 콘크리트 구조물의 극소 부위의 집중하중을 제거하며, 방향조절 장치가 지지부재의 중앙에 위치하여 수직과 수평방향의 조절을 매우 간편하게 할 수 있다.

또한 지지부재에는 완충장치가 제공되어 거치된 측경간의 수직방향 위치 조절 중에 일시적으로 고정 3지점+감쇄 1지점을 형성하게 하여 시공 안전성을 높이고 구조 안전성을 확보할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 본 발명에 의한 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치를 설명하기 위하여, 교량을 시공하는 하나의 실시 예로서 FCM(Free Cantilever Method) 공법으로 교량을 시공하는 것을 측면에서 바라본 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치에 측경간이 거치된 상태를 나타낸다.

도시된 바와 같이 FCM 공법은 별도로 제작된 프리캐스트 대 블록(2)을 해상 크레인 등을 이용하여 교각(100) 상단에 가설하고, 대 블록(2) 상부에 도시되지 않은 데릭 크레인 등을 설치하여 대 블록(2)에 소 블록(4)들을 연속적으로 붙여 이어나가면서 캔틸레버(6)를 형성한다.

대 블록(2)과 소 블록들(4)을 연속적으로 붙여 이어나가는 방법은 교량시공 시 통상적으로 사용되는 프리캐스트 키 세그먼트(8)를 이용하거나 또는 현장타설 키 세그먼트 공법 등을 이용할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

이와 같은 교량의 시공 중 교각의 큰 기둥과 기둥사이에 형성되는 장경간의 캔틸레버(6) 끝단부에는 측경간(End Segment)(10)이 각각 설치된다. 이 측경간(10)은 프리캐스트 또는 현장 타설로 제작하여 일측은 캔틸레버(6)의 끝단부와 연결하고 타측은 교각(100)에 거치하여 설치할 수 있다.

캔틸레버(6)와 측경간(10)의 연결은 위에서 설명한 대 블록(2)과 소 블록들(4)을 연속적으로 붙여 이어나가는 방법을 이용하거나 또는 다른 공지의 방법으로 연결하여 연속화 할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

교량의 측경간(10)을 설치하기 위하여 측경간(10)을 임시로 거치하기 위한 브래킷(200)을 바지선(300) 등으로 운반하여 양중 이송장치(400) 또는 크레인 등을 이용하여 인상하여 교각(100)에 설치한다.

그리고 크레인 등을 이용하여 측경간(10)을 인상하여 브래킷(200)에 거치 시킨 다음, 측경간(10)의 위치를 상하좌우 방향으로 조절하여 설치될 정확한 위치로 이동시킨 후, 캔틸레버(6)와 연속화 작업을 행하여 교량을 시공하게 된다.

본 발명은 이와 같이 측경간(10)을 거치하기 위한 가설장치를 제공하는 것으 로서, 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치는, 측경간(10)을 임시로 거치하기 위하여 교각에 설치되는 브래킷(200)과, 상기 브래킷(200)에 설치되어 측경간(10)이 놓여져 지지되는 지지부재(12)를 포함한다.

상기 브레킷(200)은 교각(100)에 고정된 고정부재(110)를 통하여 교각(100)에 분리 가능하게 고정 설치된다. 고정부재(110)는 통상적으로 강봉이 사용된다.

그리고 교각(100)의 상부면에는 측경간(10)의 일측면이 놓여지는 2개의 고정지점(120)이 설치되며, 이 고정지점(120)으로부터 거리를 유지하며 지지부재(12)가 위치한다.

고정지점(120)은 통상적으로 사용되는 스크류 잭으로 이루어질 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 지지부재(12)는 브래킷(200)에 간격을 유지하며 2개가 각각 설치되며, 각각의 지지부재(12)는 동일한 구조로 이루어지므로 편의상 하나의 부재만 설명한다.

본 발명에 제공된 지지부재(12)는 측경간(10)이 1차적으로 놓여지는 제1지지부재(14)와, 측경간(10)이 2차적으로 놓여지는 제2지지부재(16)로 구성된다.

상기 제1지지부재(14)는 측경간(10)이 거치되는 제1지지면(18)과, 상기 제1지지면(18)에 가해지는 하중을 완충시키는 완충부(20)와, 상기 완충부(20)의 완충강도를 조절하는 완충력 조절장치(22)로 구성된다.

완충부(20)는 제1지지면(18)과 완충력 조절장치(22) 사이에 설치되며, 이러 한 완충부(20)는 코일스프링으로 이루어질 수 있다. 이 코일스프링은 다수개가 병렬로 배치되어 충분한 완충력을 발휘할 수 있도록 되어있다.

상기 완충력 조절장치(22)는 일반적으로 사용되는 스크류 잭이 이용될 수 있으며, 이 스크류 잭의 전체 길이를 조절하여 완충부(20)의 감쇄량을 조절할 수 있도록 형성된다.

따라서 측경간(10)의 하중에 따라서 완충력이 적합하게 발휘될 수 있도록 완충부(20)의 완충력을 그에 맞추어 조절할 수 있다.

상기 제2지지부재(16)는 브래킷(200)에 고정되는 프레임(24)과, 이 프레임(24)에 조절노브(26)를 통하여 승강 가능하게 설치되는 복수의 지지기둥(28)과, 이 지지기둥과 조인트(30)로 연결되며 측경간(10)이 놓여 지지되는 제2지지면(32)을 포함한다.

상기 지지기둥(28)의 외주면에는 나사부가 형성되어 조절노브(26)와 나사체결로 조립되며, 조절노브(26)를 정방향이나 역방향으로 회전시키면 지지기둥(28)이 상하 방향으로 길이가 조절되어 제2지지면(32)의 높낮이를 조절할 수 있도록 형성된다.

이러한 지지기둥(28)과 제2지지면(32)을 연결하는 조인트(30)는 모든 방향으로 회전이 가능한 구면 조인트(Spherical Joint) 구조로 이루어져 콘크리트 구조물인 측경간(10)이 제2지지면(32)에 놓여질 때 기울기에 대응하여 국소 부위에 작용할 수 있는 집중하중을 제거할 수 있도록 하여준다.

실질적으로 측경간(10)은 제1지지부재(14)를 거쳐 제2지지부재(16)에 함께 놓여지는데, 그 이전에 측경간(10)이 놓여지는 위치를 정확하게 조절할 수 있도록 하기 위하여 제2지지부재(16)에는 위치조절부재가 제공되어 있다.

위치조절부재는 수직방향 조절장치(34)와 수평방향 조절장치(36)로 이루어지며, 측경간(10)이 제2지지부재(16)에 놓여지기 전 또는 놓여진 후에 그 위치를 조절할 수 있도록 구성된다.

이를 좀더 상세히 설명하자면, 수직방향 조절장치(34)를 제2지지면(32) 보다 상부로 위치시켜 측경간(10)의 어느 한 지점을 안착시키고, 수직방향 조절장치(34)와 수평방향 조절장치(36)로 측경간(10)을 상하좌우 방향으로 이동하여 위치를 조절한 상태에서 조절노브(26)를 이용하여 지지기둥(28)을 상승시켜 제2지지면(32)에 위치 조절된 상태로 있는 측경간(10)을 안착시키면 된다.

그리고 측경간(10)이 위치 조절된 상태로 제2지지부재(16)에 놓여지면, 수직방향 조절장치(34)의 상부를 아래쪽으로 이동시켜 측경간(10)에서 이탈되도록 한다.

상기 수직방향 조절장치(34)와 수평방향 조절장치(36)는 잘 알려진 유압 잭이 사용될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

도 7 및 도 8은 상기와 같은 본 발명의 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치를 이용하여 브래킷에 측경간이 거치된 상태의 측면도 및 사시도로서, 브래킷(200)이 교각(100)에 설치된 상태에서 해상 크레인 등과 같은 대형 양중장비를 이용하여 측경간(10)을 양중하여 이 측경간(10)의 하부면을 교각(100)에 설치된 2개의 고정지점(120) 및 지지부재(12)에 거치 시킨다.

이러한 가설작업 시 측경간(10)은 가설지점보다 더 높게 양중한 상태에서 크레인의 케이블을 풀어 측경간(10)을 하부로 하강시키면서 가설하게 되며, 이러한 가설 시 측경간(10)은 4지점이 동시에 안착되는 경우보다 3지점이 안착된 후 다른 1지점이 그 이후에 안착되는 경우가 대부분이다.

즉, 측경간(10)의 거치 작업 시 측경간(10)의 하부 3지점이 2개의 고정지점(120) 및 2개의 제1지지부재(12) 중에서 임의의 3개의 지점에 먼저 안착된 후, 계속하여 다른 하나의 고정지점(120) 또는 제1지지부재(12)에 안착된다.

이때 측경간(10)의 어느 한 부분이 제1지지부재(12)을 구성하는 제1지지면(18)에 놓여지면 코일스프링으로 이루어진 완충부(20)를 압축하여 완충작용이 이루어지면서 제1지지면(18)이 하부로 이동하게되고, 제1지지면(18)이 제2지지부재(16)의 제2지지면(32)과 같은 높이로 이동하면 측경간(10)은 제1,2지지면(18)(32)에 같이 놓여져 지지된다.

이와 같은 과정을 통하여 측경간(10)의 4지점이 고정지점(120) 및 제1지지부재(12)에 모두 놓여지면, 제2지지부재(16)에 제공된 수직방향 조절장치(34)를 상승시켜 여기에 측경간(10)이 지지되도록 하고 조절노브(26)를 이용하여 지지기둥(28)을 아래쪽으로 이동시켜 제2지지면(32)을 측경간(10)에서 이탈시킨다. 그리고 이 상태에서 수직방향 조절장치(34) 및 수평방향 조절장치(36)로 측경간(10)을 상하좌우 방향으로 이동하여 위치를 조절한 다음, 조절노브(26)를 이용하여 지지기둥(28)의 높이를 상승시켜 제2지지면(32)이 측경간(10)에 지지되도록 조절하면 측경간(10)은 제2지지면(32) 및 수직방향조절장치(34)에 지지된다.

이때 측경간(10)의 기울기에 따라서 지지기둥(28)의 높이를 서로 다르게 조절하여 제2지지면(32)이 경사면으로 이루어질 수도 있는데, 이럴 경우에도 각각의 지지기둥(28)과 제2지지면(32)을 연결하는 조인트(30)는 모든 방향으로 회전이 가능한 구면 조인트(Spherical Joint)로 이루어지므로 측경간(10)의 기울기에 대응하여 제2지지면(32)에 고르게 하중이 작용하면서 위치할 수 있게된다.

이러한 방법으로 2개의 지지부재(12)를 각각 조절하여 측경간(10)을 설치될 위치에 맞추어 거치 시키면 된다.

측경간(10)이 설치될 위치에 거치되면 키 세그먼트 등을 이용하여 주경간과 접합으로 연결하고, 브래킷(200)은 양중 이송장치(400)를 이용하여 조립된 상태 그대로 철거하여 재 사용하면 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예가 예시를 목적으로 설명되어 있으나 이에 제한되지는 않으며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것도 가능하다

도 1은 본 발명에 따른 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치를 설명하기 위하여 FCM 공법으로 교량을 시공하는 것을 측면에서 바라본 도면.

도 2는 본 발명에 의한 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치에 측경간이 거치된 상태를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 의한 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치가 교각에 설치된 것을 나타낸 사시도.

도 4는 도 3의 주요부분 확대도.

도 5는 도 3의 주요부분 확대 단면도.

도 6은 본 발명에 의한 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치의 주요 구성요소인 지지부재의 구조를 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 발명에 의한 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치에 측경간이 거치된 상태를 나타낸 측면도.

도 8은 본 발명에 의한 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치에 측경간이 거치된 상태를 나타낸 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2: 대 블록 4: 소블록 6: 캔틸레버

8: 키 세그먼트 10: 측경간 12: 지지부재

14: 제1지지부재 16: 제2지지부재 18: 제1지지면

20: 완충부 22: 완충력 조절장치 24: 프레임

26: 조절노브 28: 지지기둥 30 : 조인트

32: 제2지지면 34: 수직방향 조절장치 36: 수평방향 조절장치

100: 교각 110: 고정부재 120: 고정지점

200: 브래킷 300: 바지선 400: 양중 이송장치

Claims (10)

1. 삭제
2. 측경간을 임시로 거치하기 위하여 교각에 설치되는 브래킷;

   상기 브래킷에 설치되어 측경간이 놓여져 지지되는 지지부재;

   를 포함하고,

   상기 지지부재는 측경간이 1차적으로 놓여지는 제1지지부재와, 측경간이 2차적으로 놓여지는 제2지지부재로 구성된 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 제1지지부재는 측경간이 거치되는 제1지지면과, 상기 제1지지면에 가해지는 하중을 완충시키는 완충부와, 상기 완충부의 완충강도를 조절하는 완충력 조절장치로 구성된 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 완충부는 다수개가 병렬로 배치된 코일스프링으로 이루어진 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 완충력 조절장치는 스크류 잭으로 이루어진 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치.
6. 청구항 2에 있어서,

   상기 제2지지부재는 프레임과, 이 프레임에 조절노브를 통하여 승강 가능하게 설치되는 복수의 지지기둥과, 이 지지기둥과 조인트로 연결되며 측경간이 놓여 지지되는 제2지지면을 포함하는 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 조인트는 모든 방향으로 회전이 가능한 구면 조인트(Spherical Joint)로 이루어진 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치.
8. 청구항 2 또는 청구항6에 있어서,

   상기 제2지지부재에는 측경간의 위치를 조절할 수 있도록 위치조절부재가 제공되는 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 위치조절부재는 수직방향 조절장치 및 수평방향 조절장치로 이루어진 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 수직방향 조절장치 및 수평방향 조절장치는 유압 잭으로 이루어진 교량의 프리캐스트 세그먼트 측경간 가설장치.

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