KR101090451B1 - 사장교 주탑 시공 방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 사장교 주탑 시공 방법에 관한 것으로서, 사장교의 시공에 사용되며, 탑하부와 탑상부를 구비하는 경사진 형태의 주탑을 시공하는 방법으로서, 상기 탑하부를 완공시의 자세로 설치하는 탑하부 설치 단계; 상기 탑상부를 눕힌 상태로 배치한 후, 상기 탑상부를 회전 이동 가능하게 상기 탑하부에 결합하는 탑상부 결합 단계; 상기 탑상부를 회전 이동시킴으로써 완공시의 자세로 일으켜 세우는 탑상부 회전 단계; 상기 완공시의 자세로 일으켜 세워진 탑상부를 상기 탑하부에 회전 불가능하게 고정하는 탑상부 고정 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 탑상부를 회전 이동 가능하게 상기 탑하부에 결합하는 탑상부 결합 단계와 상기 탑상부를 회전 이동시킴으로써 완공시의 자세로 일으켜 세우는 탑상부 회전 단계 및 상기 완공시의 자세로 일으켜 세워진 탑상부를 상기 탑하부에 회전 불가능하게 고정하는 탑상부 고정 단계를 구비함으로써, 상기 탑상부를 교량의 상판 위에서 눕힌 상태로 조립한 후 회전시켜 완공시의 자세로 일으켜 세울 수 있으므로, 경사진 형태의 주탑에 사용되는 경우에도 장고의 벤트나 고소에 위치하는 가설 비계를 설치할 필요가 없어, 공사 기간이 단축되고 인건비와 장비비가 감소하며, 작업자의 추락 위험도 감소하는 효과가 있다.

Description

사장교 주탑 시공 방법. {method for constructing main tower of cable-stayed girder bridge.}

본 발명은 사장교 주탑 시공 방법에 관한 것으로서, 특히 경사진 형태의 주탑에 사용되는 경우에도 높은 벤트나 고소에 위치하는 가설 비계를 설치할 필요가 없어, 공사 기간이 단축되고 인건비와 장비비가 감소되며 작업자의 추락 사고 위험도 감소하는 사장교 주탑 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 사장교(cable-stayed girder bridge)의 주탑(main tower)은, 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 수직형으로 시공되는 경우가 많았으며, 이러한 수직형 주탑(1)은 시공 현장에서 크레인(5)을 이용하여 탑기부(2)와, 중간부(3)와, 상단부(4)를 단계적으로 쌓아 올리는 시공 방법으로 시공되는 것이 보통이었다.

그러나 종래의 주탑 시공 방법은, 수직형 주탑의 경우에는 크레인을 이용하여 비교적 용이하게 사용될 수 있으나, 주탑이 수직이 아닌 경우에는 단순히 크레인만을 사용하여 시공하기 어려워지는 문제점이 있다.

즉, 종래의 주탑 시공 방법을 V자형으로 경사진 형태의 주탑을 시공하는 경우에 사용할 경우, 시공 중에 경사진 형태의 주탑을 지지하기 위한 벤트(bent)를 설치할 필요가 있으며, 작업자가 각종 연결 작업을 할 수 있도록 하는 작업공간을 확보하기 위하여 가설 비계도 설치해야 하며, 가설된 벤트와 가설 비계를 시공 후에 해체하는 작업도 추가로 필요하다. 따라서, 종래의 주탑 시공 방법은, 경사진 형태의 주탑에 사용될 경우, 공사 기간이 증가되고 인건비와 장비비가 증가되며, 작업자의 추락과 같은 안전 사고의 위험도 증가한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 경사진 형태의 주탑에 사용되는 경우에도 높은 벤트나 고소에 위치하는 가설 비계를 설치할 필요가 없어, 공사 기간이 단축되고 인건비와 장비비가 감소되며 작업자의 추락 사고 위험이 감소될 수 있도록 개선된 사장교 주탑 시공 방법을 제공하기 위함이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 사장교 주탑 시공 방법은, 사장교의 시공에 사용되며, 탑하부와 탑상부를 구비하는 주탑을 시공하는 방법으로서, 상기 탑하부를 완공시의 자세로 설치하는 탑하부 설치 단계; 상기 탑상부를 눕힌 상태로 배치한 후, 상기 탑상부를 회전 이동 가능하게 상기 탑하부에 결합하는 탑상부 결합 단계; 상기 탑상부를 회전 이동시킴으로써 완공시의 자세로 일으켜 세우는 탑상부 회전 단계; 상기 완공시의 자세로 일으켜 세워진 탑상부를 상기 탑하부에 회전 불가능하게 고정하는 탑상부 고정 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 탑상부 결합 단계에서는, 상기 탑상부가, 상기 탑하부에 결합된 제1 브라켓과 상기 탑상부에 결합된 제2 브라켓과 상기 제1 브라켓과 상기 제2 브라켓을 회전 운동 가능하게 연결하는 회전핀을 구비하는 회전장치에 의하여, 상기 탑하부에 회전 이동 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 탑상부 고정 단계에서는, 상기 탑상부가, 상기 탑하부에 결합된 제3 브라켓과 상기 탑상부에 결합된 제4 브라켓과 상기 제3 브라켓과 상기 제4 브라켓을 결합하는 고정핀을 구비하는 고정장치에 의하여, 상기 탑하부에 회전 불가능하게 고정되며, 상기 고정장치에 의하여 상기 탑상부가 상기 탑하부에 회전 불가능하게 고정된 상태에서, 상기 탑상부가 상기 탑하부에 용접으로 고정되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 탑상부가 상기 탑하부에 용접으로 고정된 후, 상기 탑상부 및 탑하부의 표면에 존재하는 불필요한 돌출부를 제거하는 돌출부 제거 단계를 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 탑상부 회전 단계에서, 상기 탑상부는, 상기 사장교의 상판에 고정된 권양기에 의하여 회전 이동됨으로써, 완공시의 자세로 일으켜 세워지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 탑상부 회전 단계에서는, 상기 탑상부가, 이동식 크레인에 의하여 회전 이동됨으로써, 완공시의 자세로 일으켜 세워지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 탑상부를 회전 이동 가능하게 상기 탑하부에 결합하는 탑상부 결합 단계와 상기 탑상부를 회전 이동시킴으로써 완공시의 자세로 일으켜 세우는 탑상부 회전 단계 및 상기 완공시의 자세로 일으켜 세워진 탑상부를 상기 탑하부에 회전 불가능하게 고정하는 탑상부 고정 단계를 구비함으로써, 상기 탑상부를 교량의 상판 위에서 눕힌 상태로 조립한 후 회전시켜 완공시의 자세로 일으켜 세울 수 있으므로, 경사진 형태의 주탑에 사용되는 경우에도 장고의 벤트나 고소에 위치하는 가설 비계를 설치할 필요가 없어, 공사 기간이 단축되고 인건비와 장비비가 감소하며, 작업자의 추락 위험도 감소하는 효과가 있다.

도 1a 내지 도 1c는 수직형 주탑을 시공하는 종래의 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 사장교 주탑 시공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 교각 위에 탑하부가 완공시의 자세로 설치되어 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 눕힌 상태로 배치된 탑상부가 회전 이동 가능하게 탑하부에 결합되어 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 시공중인 주탑의 A부분 확대도이다.
도 6은 탑상부에 크레인의 와이어 및 권양기의 와이어가 연결되어 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 시공중인 주탑의 평면도이다.
도 8은 크레인에 의하여 탑상부가 인양되어 회전하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 크레인 및 권양기에 의하여 탑상부를 인양하면서 크레인이 전진 이동하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 완공시의 자세로 일으켜 세워진 탑상부를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 시공중인 주탑의 B부분 확대도이다.
도 12는 도 11에 도시된 시공중인 주탑의 C부분 확대도이다.
도 13은 크레인에 의하여 반대편 탑상부가 인양되어 회전하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 14는 크레인 및 권양기에 의하여 반대편 탑상부를 인양하면서 크레인이 전진 이동하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 15는 2개의 탑상부가 완공시의 자세로 일으켜 세워져 탑하부에 용접된 상태를 나타내는 도면이다.
도 16은 탑상부 및 탑하부의 표면에 존재하는 불필요한 돌출부가 제거됨으로써 주탑이 완공된 상태를 나타내는 도면이다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예인 사장교 주탑 시공 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 3은 교각 위에 탑하부가 완공시의 자세로 설치되어 있는 상태를 나타내는 도면이다. 도 4는 눕힌 상태로 배치된 탑상부가 회전 이동 가능하게 탑하부에 결합되어 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사장교 주탑 시공 방법은, 사장교(cable-stayed girder bridge)의 주탑을 시공하기 위하여 사용되는 시공 방법으로서, 탑하부 설치 단계(S100)와, 탑상부 결합 단계(S200)와, 탑상부 회전 단계(S300)와, 탑상부 고정 단계(S400)와, 돌출부 제거 단계(S500)를 포함하여 구성된다. 이하에서는, 4개의 탑하부(10)와 2개의 말굽형 탑상부(20)를 구비하며, V자형으로 경사진 형태의 주탑(100)의 시공에 본 발명의 일 실시예인 사장교 주탑 시공 방법을 적용하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 교각(6)과 상판(7)이 시공된 상태에서, 한 쌍의 탑하부(10)가 완공시의 자세와 같이 V자형이 될 수 있도록, 도 7에 도시된 바와 같이 두 쌍의 탑하부(10)를 상기 교각(6) 위 양쪽에 각각 설치한다. (탑하부 설치 단계, S100)

이어서, 2개의 탑상부(20)가 상기 상판(7) 위에 눕힌 상태로 배치될 수 있도록, 시공 현장에 미리 설치되어 있는 벤트(9) 위에서 상기 탑상부(20)를 조립하여 완성한다. 이때, 먼저 상기 탑상부(20)의 양단을 후술할 회전장치(30)에 의하여 상기 각 쌍의 탑하부(10) 끝단에 각각 회전 이동 가능하게 결합한 후, 상기 탑상부(20)의 나머지 부분을 조립함으로써 상기 탑상부(20)를 완성시킨다. 여기서, 상기 회전장치(30)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 탑하부(10)의 끝단에 용접으로 결합된 제1 브라켓(31)과 상기 탑상부(20)의 끝단에 용접으로 결합된 제2 브라켓(32)과 상기 제1 브라켓(31)과 상기 제2 브라켓(32)을 회전 운동 가능하게 연결하는 회전핀(33)을 구비한다. (탑상부 결합 단계, S200)

이렇게 상기 탑상부(20)를 상기 탑하부(10)에 결합시킨 후, 위치 이동 가능한 2대의 이동식 크레인(5)을 탑상부(20) 상단부 근처로 이동시킨 후, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 이동식 크레인(5)의 와이어(W)는 상기 탑상부(20)의 상단부의 상부 플래지에 용접된 롤업 러그(21)에 감아서 결합시키고, 상기 상판(7) 위에 고정된 권양기(8)의 와이어(W)는 상기 탑상부(20)의 상단부의 하부 플랜지에 용접된 가잉 러그(22)에 연결시킨다. 이어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 이동식 크레인(5)이 교각(6) 방향으로 이동하면서 이동식 크레인(5)의 와이어(W)를 감아 올리게 되면, 상기 탑상부(20)가 상기 회전핀(33)을 중심으로 시계 반대 방향으로 회전하면서 인양되기 시작한다. 이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 탑상부(20)가 상기 이동식 크레인(5)에 의하여 1차적으로 약 40도 가량 회전되기 전까지는 상기 권양기(8)가 가동하지 않으며, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 탑상부(20)가 약 40도 가량 회전된 시점부터 상기 권양기(8)가 가동된다. 결국, 상기 탑상부(20)는, 상기 이동식 크레인(5) 및 상기 권양기(8)에 의하여 2차적으로 인양됨으로써, 도 10에 도시된 바와 같이 완공시의 자세로 일으켜 세워진다. 이러한 상기 탑상부(20)의 인양 작업은, 도 13에 도시된 바와 같이 반대편 탑상부(20)에 대해서도 수행된다. (탑상부 회전 단계, S300)

한편, 이렇게 완공시의 자세로 일으켜 세워진 상기 탑상부(20)는, 후술할 고정장치(40)에 의하여 상기 탑하부(10)에 회전 불가능하게 고정되며, 상기 권양기(8) 및 상기 고정장치(40)에 의하여 상기 탑상부(20)가 상기 탑하부(10)에 회전 불가능하게 고정된 상태에서, 상기 탑상부(20)가 상기 탑하부(10)에 용접으로 고정된다. 여기서, 상기 고정장치(40)는, 상기 탑하부(10)에 용접으로 결합된 제3 브라켓(41)과, 상기 탑상부(20)에 용접으로 결합된 제4 브라켓(42)과, 상기 제3 브라켓(41)과 상기 제4 브라켓(42)을 관통한 상태로 서로 결합시키는 고정핀(43)을 구비한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 고정핀(43)의 양단부에는 수나사부가 형성되어 있고, 상기 수나사부에 고정나사(44)가 각각 체결되어 상기 제3 브라켓(41)과 상기 제4 브라켓(42)이 서로 결합됨으로써, 상기 탑상부(20)가 상기 탑하부(10)에 회전 불가능하게 고정된다. 이러한 상기 탑상부(20)의 고정 작업은, 도 14에 도시된 바와 같이 반대편 탑상부(20)에 대해서도 수행된다. (탑상부 고정 단계, S400)

마지막으로, 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 권양기(8) 및 상기 고정장치(40)에 의하여 상기 탑상부(20)가 상기 탑하부(10)에 회전 불가능하게 고정된 상태에서, 상기 2개의 탑상부(20)를 상기 탑하부(10)에 용접으로 고정한 후, 상기 탑상부(20) 및 탑하부(10)의 표면에 존재하는 불필요한 돌출부인 상기 회전장치(30) 및 고정장치(40)를 제거하여 상기 탑상부(20) 및 탑하부(10)의 표면을 매끈하게 만들고, 상기 권양기(8)의 와이어(W)를 상기 탑상부(20)로부터 분리하고 상기 권양기(8)를 상기 상판(7)으로부터 분리함으로써, 도 16에 도시된 바와 같이 상기 주탑(100)의 시공이 완료된다. (돌출부 제거 단계, S500)

상술한 사장교 주탑 시공 방법은, 상기 탑상부(20)를 회전 이동 가능하게 상기 탑하부(10)에 결합하는 탑상부 결합 단계(S200)와 상기 탑상부(20)를 회전 이동시킴으로써 완공시의 자세로 일으켜 세우는 탑상부 회전 단계(S300) 및 상기 완공시의 자세로 일으켜 세워진 탑상부(20)를 상기 탑하부(10)에 회전 불가능하게 고정하는 탑상부 고정 단계(S400)를 구비하고 있으므로, 상기 탑상부(20)를 상기 상판(7) 위에서 눕힌 상태로 조립한 후 회전시켜 완공시의 자세로 일으켜 세울 수 있다. 따라서, 상기 사장교 주탑 시공 방법은, 경사진 형태의 주탑(100)의 시공에 사용되는 경우에도, 주탑(100)의 조립을 위한 장고의 벤트나 고소에 위치하는 가설 비계를 설치할 필요가 없으므로, 공사 기간이 단축되어 인건비와 장비비 등 전체적인 시공비가 감소하며, 고소에서의 작업이 감소함으로써 작업자의 추락 위험도 감소하는 장점이 있다.

그리고, 상기 사장교 주탑 시공 방법은, 상기 탑하부(10)에 결합된 제1 브라켓(31)과 상기 탑상부(20)에 결합된 제2 브라켓(32)과 상기 제1 브라켓(31)과 상기 제2 브라켓(32)을 회전 운동 가능하게 연결하는 회전핀(33)을 구비하는 회전장치(30)를 사용하고 있으므로, 시공 현장에서 상기 탑상부(20)를 상기 탑하부(10)에 회전 이동 가능하게 결합하는 것이 용이하다는 장점이 있다.

또한, 상기 사장교 주탑 시공 방법은, 상기 탑하부(10)에 결합된 제3 브라켓(41)과 상기 탑상부(20)에 결합된 제4 브라켓(42)과 상기 제3 브라켓(41)과 상기 제4 브라켓(42)을 결합하는 고정핀(43)을 구비하는 고정장치(40)를 사용하고 있으므로, 시공 현장에서 상기 탑상부(20)를 상기 탑하부(10)에 회전 불가능하게 고정하는 것이 용이하다는 장점이 있다.

한편, 상기 사장교 주탑 시공 방법은, 상기 고정장치(40)에 의하여 상기 탑상부(20)가 상기 탑하부(10)에 회전 불가능하게 고정된 상태에서, 상기 탑상부(20)가 상기 탑하부(10)에 용접으로 고정되므로, 상기 고정장치(40)가 제거되더라도 상기 탑하부(10)와 상기 탑상부(20)가 서로 영구적으로 결합될 수 있다는 장점이 있다.

그리고, 상기 사장교 주탑 시공 방법은, 상기 탑상부(20)가 상기 탑하부(10)에 용접으로 고정된 후 상기 탑상부(20) 및 탑하부(10)의 표면에 존재하는 불필요한 돌출부를 제거하는 돌출부 제거 단계(S500)를 구비하고 있으므로, 상기 탑상부(20) 및 탑하부(10)의 표면으로부터 상기 회전장치(30)나 고정장치(40)를 말끔하게 제거하여 매끈하고 수려한 미관을 가진 주탑(100)을 시공할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 상기 사장교 주탑 시공 방법은, 상기 탑상부 회전 단계(S300)에서 상기 탑상부(20)가 상기 사장교의 상판(7)에 고정된 권양기(8)에 의하여 회전 이동됨으로써 완공시의 자세로 일으켜 세워지므로, 상기 탑상부(20)의 하중이 상기 이동식 크레인(5)만으로 감당하기 힘들 정도로 무거운 경우에도 상기 탑상부(20)를 용이하게 견인하여 회전시킬 수 있으며, 상기 탑상부(20)가 완공시의 자세로 일으켜 세워졌을 때 상기 권양기(8)를 정지시키면, 상기 권양기(8)의 와이어(W)에 의하여 상기 탑상부(20)가 시계 방향으로 회전하지 못하도록 지지할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 상기 사장교 주탑 시공 방법은, 상기 탑상부 회전 단계(S300)에서 상기 탑상부(20)가 이동식 크레인(5)에 의하여 회전 이동되어 완공시의 자세로 일으켜 세워지므로, 상기 이동식 크레인(5)을 교각(6) 방향으로 이동시키면서 상기 이동식 크레인(5)의 와이어(W)를 감아 올릴 수 있어, 고정식 크레인에 비하여 더 큰 하중의 탑상부(20)를 인양할 수 있는 장점이 있다.

이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.

＊ 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 ＊
100 : 주탑 10 : 탑하부
20 : 탑상부 21 : 롤업 러그
22 : 가잉 러그 30 : 회전장치
31 : 제1 브라켓 32 : 제2 브라켓
33 : 회전핀 40 : 고정장치
41 : 제3 브라켓 42 : 제4 브라켓
43 : 고정핀 44 : 고정나사
1 : 수직형 주탑 2 : 탑기부
3 : 중간부 4 : 상단부
5 : 크레인 6 : 교각
7 : 상판 8 : 권양기
9 : 벤트 W : 와이어

Claims (6)

1. 사장교의 시공에 사용되며, 탑하부와 탑상부를 구비하는 경사진 형태의 주탑을 시공하는 방법으로서,
   상기 탑하부를 완공시의 자세로 설치하는 탑하부 설치 단계;
   상기 탑상부를 눕힌 상태로 배치한 후, 상기 탑상부를 회전 이동 가능하게 상기 탑하부에 결합하는 탑상부 결합 단계;
   상기 탑상부를 회전 이동시킴으로써 완공시의 자세로 일으켜 세우는 탑상부 회전 단계;
   상기 완공시의 자세로 일으켜 세워진 탑상부를 상기 탑하부에 회전 불가능하게 고정하는 탑상부 고정 단계;를 구비하며,
   상기 탑상부 결합 단계에서,
   상기 탑상부는, 상기 탑하부에 결합된 제1 브라켓과 상기 탑상부에 결합된 제2 브라켓과 상기 제1 브라켓과 상기 제2 브라켓을 회전 운동 가능하게 연결하는 회전핀을 구비하는 회전장치에 의하여, 상기 탑하부에 회전 이동 가능하게 결합되며,
   상기 탑상부 고정 단계에서,
   상기 탑상부는, 상기 탑하부에 결합된 제3 브라켓과 상기 탑상부에 결합된 제4 브라켓과 상기 제3 브라켓과 상기 제4 브라켓을 결합하는 고정핀을 구비하는 고정장치에 의하여, 상기 탑하부에 회전 불가능하게 고정되며,
   상기 탑상부 회전 단계에서,
   상기 탑상부는, 위치 이동 가능한 이동식 크레인에 의하여 회전 이동됨으로써 1차적으로 미리 정한 각도만큼 회전된 후, 상기 사장교의 상판에 고정된 권양기 및 상기 이동식 크레인에 의하여 2차적으로 회전 이동됨으로써 완공시의 자세로 일으켜 세워지며,
   상기 탑상부 고정 단계에서,
   상기 권양기 및 상기 고정장치에 의하여 상기 탑상부가 상기 탑하부에 회전 불가능하게 고정된 상태에서, 상기 탑상부가 상기 탑하부에 용접으로 고정되며,
   상기 탑상부가 상기 탑하부에 용접으로 고정된 후, 상기 탑상부 및 탑하부의 표면에 존재하는 불필요한 돌출부를 제거하는 돌출부 제거 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 사장교 주탑 시공 방법.
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