KR101055361B1 - 교량 상판의 중앙분리대 시공용 데크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교각의 상부에 다수의 거더를 거치하고, 그 거더의 사이에 다수의 데크를 거치한 후 콘크리트를 타설하여 교량 상판을 시공하되 그 중심에 중앙분리대를 구성함에 있어서, 교각 상부에 거치되는 상기 다수의 거더 중 중심쪽 거더의 사이에 대향하도록 한 쌍의 데크바디를 설치하며; 상기 데크바디 제작시 내부에 삽입되어 한 몸체로 성형되어서 대향하는 데크바디로 일부가 삽입되도록 돌출 형성된 단부를 갖는 연결부재를 구성하며; 상기 연결부재의 단부쪽에 봉삽입구를 형성하고; 상기 데크바디에서 대향 돌출된 한 쌍의 연결부재의 단부를 겹쳐 2개의 상하 봉삽입구가 맞춰지도록 배치하고; 상기 봉삽입구를 관통하여 삽입 또는 해체 가능하도록 연결봉을 결합하여 이루어짐을 특징으로 하는 교량 상판의 중앙분대 시공용 데크를 제안한다.

교량, 중앙분리대, 데크, 거더, 연결부재, 봉삽입구, 연결봉

Description

교량 상판의 중앙분리대 시공용 데크{DECK FOR CONSTRUCTING MEDIAN STRIP OF BRIDGE UPPER STRUCTURE}

본 발명은 교량 상판의 중앙분리대를 시공하기 위한 것으로서, 특히 캔틸레버(cantilever) 가설재나 거푸집을 사용하지 않으면서, 공정을 간소화하고 용이하며 안전시공이 가능하도록 데크(또는 PC slab) 공법을 실현할 수 있도록 하는 교량 상판의 중앙분대 시공용 데크에 관한 것이다.

교량은 하천, 해협, 만, 운하, 계곡 또는 다른 교통로나 구축물 위를 건너갈 수 있도록 만든 고가 구조물로서, 그 형식에 따라 거더교, 트러스트교, 아치교, 현수교, 라멘교 등이 있다.

이 중에서 거더교는 거더를 주체로 하는 것으로서, 교각의 상부에 거치된 거더에 의해 상판슬라브가 지지되는 구조이고, 시공시 교각과 교각 사이에 다수의 거더를 거치한 후 거더 상부면에 콘크리트를 타설하여 거더의 상부면에 상판슬라브가 일체화되어 형성되는 구조로 이루어진다.

그러나, 교량의 상판슬라브를 현장에서 콘크리트 타설 시공하는 경우에는 거푸집 제작, 동바리 설치 등의 작업이 필요하고, 그 작업자를 위한 캔틸레버 가설 재, 비계 등의 시설이 필요함으로써, 시공비용 및 시공시간이 많이 소요되며 작업자의 안전상의 문제가 발생하게 되었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래에는 거푸집 및 캔틸레버 가설재 등의 설치 및 해체에 따른 문제점을 해소하고 이를 대체하기 위한 피씨플레이트 또는 데크(deck) 공법이 개발 및 시공되고 있다.

예를 들어, 국내 특허등록공보 제0588350호(2006. 06. 02)에는 교량 슬라브의 중앙분리대측 측단부 시공방법 및 그에 적용되는 상부브래킷에 관한 것으로, 양 교량 슬라브간 인접 측단부의 시공시, 종전의 거푸집 대신에 슬라브와 합성되는 고 강도 피씨플레이트를 적용함과 아울러, 후행 슬라브의 인접 측단부쪽 피씨플레이트를 추후 슬라브 상부에서 해체 가능한 상부브래킷으로 지지되도록 함으로써, 공정상의 번거로움과 사고의 위험성 및 구조적 취약성 등을 확실히 해소할 수 있도록 하였다.

또한, 국내 특허등록공보 제0635138호(2006. 10. 10)에는 교량 슬라브의 중앙분리대측 측단부 시공용 상부브래킷에 관한 것으로, 인접하여 축조될 두 개의 교량 중 선 시공된 어느 한쪽 교량 슬라브의 인접 측단부에 고정되어 후 시공될 나머지 교량의 슬라브 측단부를 형성할 수 있도록 해주는 착탈 가능한 지지수단으로서, 선 시공 교량 슬라브의 인접 측단부 상면에 고정부재를 설치하고, 현수부재와 고정구를 포함하여 구성함으로써, 시공완료 후 가설재의 분해된 일부 부품을 교량 하방의 지면 쪽으로 자유 낙하시켜 제거할 수밖에 없었던 문제점을 개량하고, 그 전부품에 대한 교량 상방으로의 제거가 가능토록 하였다.

상기와 같이 공지된 종래기술들은 교량 슬라브의 중앙분리대를 시공함에 있어, 피씨플레이트(혹은 데크)를 상부브래킷을 이용하여 지지함으로써 거푸집 및 가설재의 설치 및 해체에 따른 문제점을 어느 정도 해결하고 있다.

그러나 종래기술의 구조들은 거푸집 및 가설재의 설치 및 해체에 따른 문제점을 일부 개선하고 있기는 하지만, 여전히 거푸집 및 가설재를 사용하고 있기 때문에 그 거푸집 및 가설재의 제거 공정이 필요하게 되고, 그에 따라 교량 시공 공정이 불편하게 되며 시간 및 비용이 많이 소요되는 문제점이 있고, 특히 안전상의 위험성이 잔존하고 있는 실정이다.

이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 캔틸레버 가설재나 거푸집을 전혀 사용하지 않으면서, 교량 시공 공정이 용이하고 간소하며 안전상의 위험성을 해소할 수 있도록 함에 그 목적을 두고 있다.

상기 목적에 따라, 본 발명에서는 교각의 상부에 다수의 거더를 거치하고, 그 거더의 사이에 다수의 데크를 거치한 후 콘크리트를 타설하여 교량 상판을 시공하되 그 중심에 중앙분리대를 구성함에 있어서, 교각 상부에 거치되는 상기 다수의 거더 중 중심쪽 거더의 사이에 대향하도록 한 쌍의 데크바디를 설치하며; 상기 데크바디 제작시 내부에 삽입되어 한 몸체로 성형되고, 대향하는 데크바디로 일부가 삽입되도록 돌출 형성된 단부를 갖는 연결부재를 구성하며; 상기 연결부재의 단부쪽에 봉삽입구를 형성하고; 상기 데크바디에서 대향 돌출된 한 쌍의 연결부재의 단부를 겹쳐 상하의 봉삽입구가 맞춰지도록 배치하고; 상기 봉삽입구를 관통하여 삽입 또는 해체 가능하도록 연결봉을 결합하여 이루어짐을 특징으로 하는 교량 상판의 중앙분대 시공용 데크를 제안한다.

여기서, 연결부재는 결합력을 향상시키기 위하여, 상하로 적어도 2개 이상을 설치하고 평면을 기준으로 일정간격으로 2-4열로 설치하는 것이 좋으며, 후단부에 꺽임부를 형성하여 구성할 수 있다.

또한, 콘크리트를 타설하여 교량 상판을 시공한 후, 연결봉의 해체를 용이하게 실현하기 위하여, 연결봉의 형태를 단면이 장측 및 단측을 갖는 라운드바 또는 타원바로 형성하고, 연결부재와 평행한 방향으로 장측이 위치된 상태에서 삽입 결합되도록 하며, 90도 회전시켜 연결부재와 형행한 방향으로 단측이 위치된 상태에서 해체되도록 구성한다.

상기 과제 해결 수단을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 교량 상판의 중앙분리대 시공용 데크는 캔틸레버 가설재나 거푸집을 전혀 사용하지 않으면서, 교량 상판 특히 중앙분리대의 시공 공정이 용이하고 간소하게 이루어지는 효과를 얻을 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 표준구간과 중앙분리대 구간의 상판 시공 공정이 1회 작업으로 완성됨으로써, 종래기술에 의한 시공원가의 20-40% 정도로 투입되므로 50% 이상의 원가 절감을 실현할 수 있으며, 캔틸레버 가설재나 거푸집이 필요 없어 인원 및 자재 절감 효과가 더욱 상승될 수 있는 것이다.

일반적으로 상판 슬라브 콘크리트 타설은 상하행선을 구분하여 공정을 계획하지만 본 발명의 경우에는 상하행선을 동시 타설이 가능하므로 구분할 필요가 없는 것이다.

더욱 본 발명에 의하면 후속 공정에서 연결봉의 철거가 용이하고 간편함으로써, 고소 작업에 따른 작업자의 위험성을 원천적으로 해소하는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 교량 상판의 전체 구조를 보여주고 있으며, 도 2는 본 발명의 교량 상판의 중앙분리대 시공용 데크를 확대 도시한 것으로, 그 제작 상태를 단계별로 구분하여 보여주고 있다.

도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 교량 공사는 표준구간일 경우 교각(도시생략)의 상부에 다수의 거더(1)를 거치하고, 그 거더(1)의 사이에 다수의 주행데크(또는 PC슬라브)(3)를 거치한 후 콘크리트를 타설하여 시공하게 된다.

본 발명에서는 상기 교량 상판 공사의 표준구간의 주행데크(3)와 함께 동시에, 중앙분리대 구간에도 1회 작업으로 데크(또는 PC슬라브)(5)를 설치하여 공정을 마감함으로써, 콘크리트 타설 이후의 후속 공정을 용이하고 간소하며 안전하도록 함에 특징을 두고 있다.

본 발명의 데크(5)는 공장이나 현장 부근의 일정 장소에서 사전 제작된 후, 현장으로 옮겨져 시공된다. 더욱 구체적으로, 본 발명에서는 교량 상판의 중앙분리대 구간에 해당하는 거더(1)의 사이에, 크레인 등의 장비를 이용하여 사전 제작된 데크(5)를 운반 설치한다.

데크(5)는 상호 대향하도록 배치된 한 쌍의 데크바디(7)를 포함하여 지칭하고, 각각의 데크바디(7)는 내부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 제작되는 것이다.

한 쌍의 데크바디(7)를 연결하여 데크(5)를 제조하기 위하여, 데크바디(7)의 제작 단계에서 그 내부에 연결부재를 삽입하여 일체로 성형한다. 연결부재는 구조적인 안정성을 고려하여 적어도 상하로 2개소를 한조로 설치하는 것이 바람직하고, 그 이상을 설치할 수도 있다. 즉, 본 발명에서는 도 3에 도시한 바와 같이, 바람직한 실시예로서 상부연결부재(9)와 하부연결부재(11)를 구성하여 이루어진다.

또한, 한조의 상부연결부재(9) 및 하부연결부재(11)는 도 4(도 3의 평면 구성도)에 도시한 바와 같이, 수평 방향으로 2열 내지 4열로 구성하여 구조적인 안전성 및 결합력을 향상시킬 수 있다.

각각의 연결부재(9)(11)들은 그 단부(13)가 돌출되어 대향하는 데크바디(7)쪽으로 삽입된다.

대향하는 쪽의 데크바디(7)에는 상기 단부의 연장선 상에 백업부재(15)를 설치하여, 향후 온도 변화에 따른 연결부재(9)(11)의 열변형에 적절히 대응할 수 있도록 구성한다. 이를 위하여 백업부재(15)는 스치로폼과 같이 소프트한 재질로 형성하는 것이 좋다. 통상, 교량의 상판 및 데크는 열에 의해 신축 및 수축 작용을 하게 되는데, 이때 발생하는 변이량을 연결부재(9)(11)가 받아 변형되도록 하기 위하여, 설계 변이량의 120-150% 정도의 여유공간(gap)을 확보하고, 여기에 백업부재(15)를 설치한 것이다.

한편, 열변형시에는 한 쌍의 데크바디(7)도 상호 근접하는 쪽으로 신장 및 수축된다. 이를 고려하여 데크바디(7)의 사이에는 설계시 신축이음공간을 마련하고, 여기에 신축부재(8)(도 4 참조)를 설치하여 열변형에 대응할 수 있도록 구성한다. 신축부재(8)는 데크바디(7)의 신장시 수축되고, 반대로 데크바디(7)의 수축시 신장되는 가변소재이며, 그 예로서 스치로폼이나 스폰지, 우레탄 등을 사용할 수 있다.

한 쌍의 데크바디(7)에서 대향 돌출된 연결부재(9)(11)의 단부(13)는 도 3과 같이, 서로 겹쳐지고 이는 운반중 유동을 방지하기 위하여 실리콘 등으로 접착 고정되며, 수직 하중에 대하여 저항할 수 있도록 겹침이음 상부 즉, 상부연결부재(9)는 도면의 우측 연결부재가 아래쪽이고, 겹침이음 하부 즉, 하부연결부재(11)는 도면의 우측 연결부재가 위쪽으로 위치되어 상하가 대칭으로 이루어지며, 이에 따라 상호 간섭 작용으로 양측 데크 간에 발생할 수 있는 수직 변이를 방지한다.

또한, 하부연결부재(11)에는 도 2 및 도 3과 같이 철근(12)을 용접 결합하여 구조적인 강성을 높이는 것이 바람직하다.

각각의 연결부재(9)(11)의 단부(13) 쪽에는 봉삽입구(17)를 형성한다. 대향하는 데크바디(7)에서 돌출된 연결부재(9)(11)의 단부(13)는 상하의 봉삽입구(17)가 겹쳐 맞춰지도록 배치된다. 물론 상부 및 하부 연결부재(9)(11)는 동일한 단 부(13)의 구조를 갖는다. 즉, 4개 단부(13)에 형성된 봉삽입구(17)은 종방향으로 동일선상에 위치되어 그 구멍이 맞춰지는 것이다.

이렇게 구성된 봉삽입구(17)에는 본 발명의 특징적인 구성으로서 연결봉(19)이 결합된다. 연결봉(19)은 한 쌍의 데크바디(7)를 고정시키기 위하여 삽입되고 또한 최종 단계에서 해체된다.

상기 연결봉(19)은 삽입 결합된 상태에서 데크바디(7)에 의한 강한 인장 및 압축 응력을 받게 된다.(도 8 참조) 따라서 상기 연결봉(19)는 콘크리트 타설 이후의 후속 공정에서 해체가 불가능한 문제점이 발생할 수 있다.

본 발명에서는 상기 문제점을 해결하기 위하여, 도 5와 같은 모양으로 연결봉(19)를 제작하고, 도 6 내지 도 7과 같은 모양으로 상부 및 하부 연결부재(9)(11)의 봉삽입구(17)을 형성하고 있다.

즉, 본 발명에 의한 봉삽입구(17)은 단변(도면의 좌우)과 장변(도면의 상하)을 갖는 사각형 모양이며, 여기에 삽입 결합되는 연결봉(19)은 단면의 형태가 장측 및 단측을 갖는 일부 라운드바(원형바의 양측을 절취하여 형성함) 또는 타원바 모양으로 형성함을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따라 본 발명의 연결봉(19)은 상부 및 하부 연결부재(9)(11)와 평행한 방향(도면의 좌우 방향)으로 장측이 위치된 상태(도 8 참조)에서, 봉삽입구(17)로 삽입 결합되어 한 쌍의 데크바디(7)를 조립하게 된다. 조립된 후 연결봉(19)은 데크바디(7)의 자중에 의해 연결부재(9)(11)와 평행한 방향(도면의 좌우 방향)으로 인장 및 압축 응력을 받게 된다. 따라서, 최종 연결봉(19)의 해체 단계 에서는 상기 인장 및 압축 응력에 의해 그대로 제거하는 것이 어렵게 된다.

이를 해소하기 위하여 본 발명에서는 연결봉(19)을 90도 만큼 회전시켜 연결부재(9)(11)와 평행한 방향으로 단측이 위치된 상태(도 9 참조)로 하여, 상기 인장 및 압축 응력에 대해 자유롭게 만들고, 이후 상기 연결봉(19)을 위쪽에서 제거하여 용이하게 철거할 수 있는 것이다.

한편, 연결봉(19)에는 멈춤키(20)를 조립한다. 멈춤키(20)는 연결봉(19)의 조립 작업시 아래쪽으로 빠지는 것을 방지하기 위한 구조로서, 상부연결부재(9)의 상면에 안착되어 걸림으로써, 연결봉(19)의 빠짐을 방지하는 것이다. 이에 따라 연결봉(19)은 데크바디(7)의 제작과 조립 및 크레인 등을 이용한 거더(1) 상부로의 운반시에도 빠짐이 발생되지 않고 결합 상태를 유지할 수 있는 것이다.

또한, 상기한 봉삽입구(17)는 도 8 내지 도 9과 같이 사각형을 기본으로 하지만, 필요상 연결부재를 얇은 두께로 제작할 경우에는 봉삽입구(17)과 연결봉(19)의 접촉 면적이 작아 변형이 우려되는 문제점이 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위한 구조로서, 도 10에서는 봉삽입구(17)에 라운드부(17a)를 형성하여, 접촉 면적을 확대하는 복합 구조의 봉삽입구(17)을 제안하고 있다.

상기한 상부 및 하부 연결부재(9)(11) 중에서 적어도 한쪽에는 후단부에 꺽임부(10)를 형성하여 결합력을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 중앙분리대 시공용 데크에 의거하여 교량 상판 특히 중앙분리대의 시공 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 11을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 교량 상판 공사는 표준구간의 거 더(1)의 사이에 일반 주행데크(3)를 설치하고, 동시에 중앙분리대 구간의 거더(1)의 사이에는 상술한 바와 같이 사전 제작된 한 쌍의 데크바디(7)를 운반 설치하여 본 발명의 중앙분리대 시공용 데크(5)를 설치한다. 이때 한 쌍의 데크바디(7)는 크레인 등의 장비로 인양하여 운반 설치한다.

이후 주행데크(3)와 데크(5)와 거더(1)의 상부면에 슬라브 콘크리트(21)를 타설하고, 이를 양생하여 상판 시공을 마감하며, 후속 공정으로 연결봉(19)를 90도 만큼 회전시켜 용이하고 간소하게 연결봉의 철거작업을 마무리하게 되는 것이다.

도 1은 본 발명의 전체 구성을 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 교량 상판의 중앙분리대 시공용 데크를 확대 도시한 것으로, 그 제작 공정을 단계별로 도시한 조립 상태 사시도.

도 3은 본 발명의 교량 상판의 중앙분리대 시공용 데크를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명의 교량 상판의 중앙분리대 시공용 데크를 도시한 평면도.

도 5는 본 발명의 요부인 연결봉을 도시한 사시도.

도 6 내지 도 7은 본 발명의 연결부재를 도시한 평면도.

도 8은 본 발명의 요부인 연결봉 결합구조를 도시한 평면 구성도.

도 9는 본 발명의 요부인 연결봉 해체구조를 도시한 평면 구성도.

도 10은 본 발명의 연결봉 결합구조의 다른 예를 도시한 평면 구성도.

도 11은 본 발명에 의한 교량 상판의 시공 공정을 설명하는 구성도.

Claims (5)

1. 교각의 상부에 다수의 거더를 거치하고, 그 거더의 사이에 다수의 데크를 거치한 후 콘크리트를 타설하여 교량 상판을 시공하되 그 중심에 중앙분리대를 구성함에 있어서,

   교각 상부에 거치되는 상기 다수의 거더 중 중심쪽 거더의 사이에 대향하도록 설치되는 한 쌍의 데크바디;

   상기 데크바디의 제작시 내부에 삽입되어 한 몸체로 성형되고, 대향하는 데크바디로 일부가 삽입되도록 돌출 형성된 단부를 구비하는 연결부재;

   상기 연결부재의 단부 쪽에 형성된 봉삽입구를 포함하고;

   상기 데크바디에서 대향 돌출된 한 쌍의 연결부재의 단부는 서로 겹쳐져 2개의 상하 봉삽입구가 맞춰지도록 배치되고;

   상기 봉삽입구를 관통하여 삽입 또는 해체 가능하게 결합되는 연결봉을 포함하여 이루어지는 교량 상판의 중앙분대 시공용 데크.
2. 제 1 항에 있어서, 연결부재는 상하로 적어도 2개 이상을 설치하고, 수평 방항으로 2열 내지 4열을 설치하여 구성됨을 특징으로 하는 교량 상판의 중앙분대 시공용 데크.
3. 제 1 항에 있어서, 연결부재의 후단부에 형성된 꺽임부를 더 포함하는 교량 상판의 중앙분대 시공용 데크.
4. 제 1 항에 있어서, 연결부재의 단부와 같은 선상에 설치되는 백업부재를 더 포함하는 교량 상판의 중앙분대 시공용 데크.
5. 제 1 항에 있어서, 연결봉은 멈춤키를 포함하고, 단면이 장측 및 단측을 갖는 라운드바 또는 타원바로 이루어지며, 연결부재와 평행한 방향으로 장측이 위치된 상태에서 삽입 결합되고, 90도 회전시켜 연결부재와 평행한 방향으로 단측이 위치된 상태에서 해체되는 구성으로 이루어짐을 특징으로 하는 교량 상판의 중앙분대 시공용 데크.

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