KR101096170B1 - 충전강관 트러스거더교의 연속화 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충전강관 트러스거더교의 연속화 시공방법에 관한 것으로서, 특히 하현재를 코핑부에 매립함으로써 아치형상의 거더 설계로 지점부에 발생하는 수직, 수평방향 분력으로 인한 휨, 비틀림의 거동을 효과적으로 제어할 수 있고, 상현재를 일체화시켜 교량에 작용하는 합성 하중에 의한 수축, 팽창에 대응하여 구조적으로 일체화 거동을 유도할 수 있으며, 코핑부 상면에 탄성 받침대를 설치하여 충격하중 감소 및 지점침하 등에 대응할 수 있고, 바닥판을 연속화 시공으로 신축이음을 제거하도록 하는 것을 특징으로 한다.

충전강관, 트러스거더교, 아치, 압축력, 하현재, 매립

Description

충전강관 트러스거더교의 연속화 시공방법{METHOD FOR CONSTRUCTING CONTINUOUS FILLED STEEL TUBE GIRDER BRIDGE}

본 발명은 충전강관 트러스거더교의 연속화 시공방법에 관한 것으로서, 상세하게는 하현재를 코핑부에 매립함으로써 아치형상의 거더 설계로 지점부에 발생하는 수직, 수평방향 분력으로 인한 휨, 비틀림의 거동을 효과적으로 제어할 수 있고, 상현재를 일체화시켜 교량에 작용하는 합성 하중에 의한 수축, 팽창에 대응하여 구조적으로 일체화 거동을 유도할 수 있도록 하는 충전강관 트러스거더교의 연속화 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 교량형식은 재료적 측면에서 크게 강교량과 콘크리트교량으로 구분된다. 강교량은 재료가 고가이면서 부재요소를 용접 또는 볼트 이음을 해야 하는 등의 제작공정이 복합하고, 압축하중에 의한 좌굴에 취약하므로 많은 보강재가 필요하다는 점에서 단점을 가지고 있다. 또한, 콘크리트 교량은 자중이 크므로 과대 단면설계가 불가피하고 거푸집 제작공정 등의 추가 공사비가 부담이 되며 품질관리 및 유지관리가 어렵다는 단점이 있다. 이러한 단점을 상호보완하고 각각의 구조재료가 갖는 장점을 극대화하기 위하여 부재의 거동특성에 부합하도록 합성 및 복합 구조를 활발히 적용하고 있다.

이러한 요건을 만족하는 구조형식 중의 하나로서 제안된 콘크리트 충전강관 부재는 강관 내부를 콘크리트계 재료로 충전함으로써 강관과 충전재료 간의 상호구속효과로 인해 부재의 변형성능과 강성 및 내력을 향상시킬 수 있는 구조부재이다.

콘크리트 충전강관 구조는 축압축력이 주하중으로 작용하는 기둥부재에 대해서 내력 및 연성도 증대를 목적으로 개발되었으나, 콘크리트 충전강관 부재가 갖는 우수한 내력, 탁월한 변형성능, 소음 및 진동 억제 효과 등의 장점에 착안하여 교량 거더로 활용하는 방안을 모색하기 시작하였으며, 단일 강관 구조 또는 동일 단면의 철근콘크리트구조에 비해 내력증대, 변형성능 향상, 강성 증대 등의 우수한 역학적 효과를 얻을 수 있다.

충전강관 트러스거더교는 아치효과를 이용하여 거더의 효율을 높이는 이점을 갖는다.

이러한 충전강관 트러스거더교는 도 1에 도시된 바와 같이 교각(10)의 상부에 형성된 코핑부(11)에 탄성 받침대(13)에 상현재(21)와 하현재(23) 및 보강재(25)로 이루어지는 단위 충전강관 트러스거더(20)를 거치시키고, 단위 충전강관 트러스거더(20)를 상호 연결한 후 단위 충전강관 트러스거더(20)의 상면에 바닥판(30)을 설치하는 구조로 이루어진다.

한편, 이러한 충전강관 트러스거더교의 구조는 구조형태상 트러스 구조와 유사하나, 인장재와 압축재로 구성되는 트러스 부재와 달리 휨과 비틀림 등의 부재력이 추가로 발생하는 것이 특징이다.

특히, 하현재(23)의 경우 휨 성분 등에 의한 인장력 및 아치형상으로 집중되는 압축력에 충분히 대응할 수 있는 지지 형식이 요구되는 실정이다.

그러나, 일반적인 직선형 거더에 적용되는 탄성받침형식의 지점부 처리로는 충전강관 트러스 거더교의 아치형상으로 인해 발생하는 상기의 작용력 등을 충분히 처리할 수 없고, 아치형상의 역학적인 이점을 반영할 수 없는 등 구조적으로 다소 불리한 점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하현재를 코핑부에 매립함으로써 아치형상의 거더 설계로 지점부에 발생하는 수직, 수평방향 분력으로 인한 휨, 비틀림의 거동을 효과적으로 제어할 수 있고, 상현재를 일체화시켜 교량에 작용하는 합성 하중에 의한 수축, 팽창에 대응하여 구조적으로 일체화 거동을 유도할 수 있으며, 코핑부 상면에 탄성 받침대를 설치하여 충격하중 감소 및 지점침하 등에 대응할 수 있고, 바닥판을 연속화 시공으로 신축이음을 제거하도록 하는 충전강관 트러스거더교의 연속화 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

교각의 상부에 코핑부를 타설하되, 상기 코핑부의 양측면 상단부에 각각의 연결 부재를 일체로 형성하는 코핑부 타설 공정과; 상현재, 하현재, 수직 보강재 및 사 보강재로 이루어지는 단위 충전강관 트러스거더를 상기 교각의 코핑부를 중심으로 교축 방향으로 상호 이격되어 대칭되도록 설치하되, 각각의 상기 단위 충전강관 트러스거더의 하현재를 상기 코핑부의 연결 부재에 고정시키는 트러스 설치 공정; 및 상기 각각의 단위 충전강관 트러스거더의 상면에 바닥판을 형성하는 바닥판 형성 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 연결 부재는 내부에 무수축 몰탈과 같은 채움재가 충전되도록 중공상의 강관과; 상기 강관의 내부에 무수축 몰탈과 같은 채움재가 원활히 충전되도록 상기 강관의 외측면에 형성되는 복수의 충전홀과; 상기 코핑부와 일체화되도록 상기 강관의 외측면에 결합되는 복수의 앵커; 및 상기 단위 충전강관 트러스거더의 하현재가 앵커 볼트에 의해 결합되도록 상기 강관의 일단에 형성되는 플랜지로 이루어진다.

여기에서 또한, 상기 코핑부는 타설시 상기 연결 부재가 일체로 형성되되, 상기 연결 부재의 플랜지가 노출되도록 상기 연결 부재의 플랜지 부분을 블록 아웃시킨다.

여기에서 또, 상기 코핑부는 상기 연결 부재와 단위 충전강관 트러스거더의 하현재가 연결되는 블록 아웃 부분에 무수축 몰탈과 같은 채움재를 충전한다.

여기에서 또, 상기 코핑부는 타설시 상기 연결 부재가 일체로 형성되되, 상기 연결 부재의 플랜지를 외부로 돌출시킨다.

여기에서 또, 각각의 상기 단위 충전강관 트러스거더는 끝단에 형성된 수직 보강재가 상기 코핑부에 설치된 탄성 받침대에 거치된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명인 충전강관 트러스거더교의 연속화 시공방법에 따르면, 하현재를 코핑부에 매립함으로써 아치형상의 거더 설계로 지점부에 발생하는 수직, 수평방향 분력으로 인한 휨, 비틀림의 거동을 효과적으로 제어할 수 있고, 상현재를 일체화시켜 교량에 작용하는 합성 하중에 의한 수축, 팽창에 대응하여 구조적으로 일체화 거동을 유도할 수 있으며, 코핑부 상면에 탄성 받침대를 설치하여 충격하중 감소 및 지점침하 등에 대응할 수 있고, 바닥판을 연속화 시공으로 신축이음을 제거할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 충전강관 트러스거더교의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 충전강관 트러스거더교의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 측단면도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전강관 트러스거더교의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 측단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 충전강관 트러스거더교중 연결 부재의 구성을 나타낸 사시도이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 충전강관 트러스거더교(100)는 교각(110)과, 연결 부재(120)와, 단위 충전강관 트러스거더(130)와, 바닥판(140)으로 구성된다.

먼저, 교각(110)은 통상의 방식인 현장 타설 또는 프리캐스트 방식으로 제작된다. 여기에서, 교각(110)의 상단에는 코핑부(111)가 형성되는 데, 코핑부(111)의 양측면 상단부에 하기에서 설명할 연결 부재(120)가 각각 일체로 형성된다. 여기에서 또한, 코핑부(111)는 연결 부재(120)의 해당 부분을 블록 아웃시키거나 연결 부재(120)의 플랜지(127)를 외부로 돌출시키고, 연결 부재(120)와 하기에서 설명할 단위 충전강관 트러스거더(130)가 결합되면 블록 아웃 부분에 무수축 몰탈을 충전한다. 여기에서 또한, 코핑부(111)의 상면에는 탄성 받침대(113)가 설치된다.

그리고, 연결 부재(120)는 내부에 무수축 몰탈과 같은 채움재가 충전되도록 중공상의 강관(121)과, 강관(121)의 내부에 무수축 몰탈과 같은 채움재가 원활히 충전되도록 강관(121)의 외측면에 형성되는 복수의 충전홀(123)과, 코핑부(111)와 일체화되도록 강관(121)의 외측면에 결합되는 복수의 앵커(125)와, 단위 충전강관 트러스거더(130)가 앵커 볼트(101)에 의해 결합되도록 강관(121)의 일단에 형성되는 플랜지(127)로 구성된다.

또한, 단위 충전강관 트러스거더(130)는 경사를 가지며 아치 형태로 형성되는 하현재(131)와, 하현재(131)에서 상방향으로 수직으로 결합되는 수직 보강재(133)와, 수직 보강재(133)와 수직 보강재(133) 사이에 결합되는 사 보강재(135)와, 수직 보강재(133) 및 사 보강재(135)의 상단에 설치되는 상현재(137)로 이루어 진다. 여기에서, 단위 충전강관 트러스거더(130)는 2개조가 한 쌍을 이루며 형성되고, 선택에 따라 2개조를 수평 보강재(미도시)를 통해 상호 연결시킬 수도 있다. 여기에서 또한, 단위 충전강관 트러스거더(130)의 상현재(137)는 상면에 하기에서 설명할 바닥판(140)과 결합되도록 복수의 앵커(139)가 돌출 형성되는 것이 바람직하다. 여기에서 또, 단위 충전강관 트러스거더(130)는 교각(110)의 코핑부(111)와 대응되는 부분에 수직 보강재(133)가 위치한다.

또, 바닥판(140)은 통상의 방식인 현장 타설 또는 프리캐스트 방식으로 단위 충전강관 트러스거더(130)의 상현재(137)에 설치된다.

이하, 본 발명에 따른 충전강관 트러스거더교의 연속화 시공방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명에 따른 충전강관 트러스거더교의 연속화 시공방법을 설명하기 위한 공정도이다.

먼저, 설계에 따라 교각(110)을 설치하고, 각각의 교각(110)의 상부에 코핑부(111)를 타설한다(S100). 이때, 코핑부(111)의 양측면 상단부에 각각의 연결 부재(120)를 일체로 형성하는 데, 연결 부재(120)의 해당 부분을 블록 아웃시키거나 연결 부재(120)의 플랜지(127)를 외부로 돌출시킨다. 한편, 코핑부(111)의 상면에는 탄성 받침대(113)에 설치된다.

그리고, 상현재(137), 하현재(131), 수직 보강재(133) 및 사 보강재(135)로 이루어지는 단위 충전강관 트러스거더(130)를 크레인과 같은 인양 장비를 이용하여 교각(110)의 코핑부(111)를 중심으로 상호 이격시키되, 교축 방향으로 대칭되도록 한 다음, 각각의 단위 충전강관 트러스거더(130)의 하현재(131)를 코핑부(111)의 연결 부재(120)에 고정시킨다(S110). 이때, 코핑부(111)가 블록 아웃된 경우 해당 부분에 무수축 몰탈과 같은 채움재를 충전한다.

한편, 단위 충전강관 트러스거더(130)의 하현재(131)가 코핑부(111)의 연결 부재(120)에 고정되면 상현재(137)는 서로 일정 거리 이격된 상태를 유지하고, 단위 충전강관 트러스거더(130)의 끝단에 형성된 수직 보강재(133)는 코핑부(111)에 설치된 탄성 받침대(113)에 거치된다.

그런 다음, 각각의 단위 충전강관 트러스거더(130)의 상면에 신축이음을 제거하도록 바닥판(140)을 연속화 시공한다(S120).

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래의 충전강관 트러스거더교의 구성을 나타낸 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 충전강관 트러스거더교의 구성을 나타낸 사시도,

도 3은 도 2의 측단면도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전강관 트러스거더교의 구성을 나타낸 사시도,

도 5는 도 4의 측단면도,

도 6은 본 발명에 따른 충전강관 트러스거더교중 연결 부재의 구성을 나타낸 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 충전강관 트러스거더교의 연속화 시공방법을 설명하기 위한 공정도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10, 110 : 교각 20, 130 : 단위 충전강관 트러스거더

30, 140 : 바닥판 120 : 연결 부재

Claims (6)

1. 교각의 상부에 코핑부를 타설하되, 상기 코핑부의 양측면 상단부에 각각의 연결 부재를 일체로 형성하는 코핑부 타설 공정과;

   상현재, 하현재, 수직 보강재 및 사 보강재로 이루어지는 단위 충전강관 트러스거더를 상기 교각의 코핑부를 중심으로 교축 방향으로 상호 이격되어 대칭되도록 설치하되, 각각의 상기 단위 충전강관 트러스거더의 하현재를 상기 코핑부의 연결 부재에 고정시키는 트러스 설치 공정; 및

   상기 각각의 단위 충전강관 트러스거더의 상면에 바닥판을 형성하는 바닥판 형성 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 충전강관 트러스거더교의 연속화 시공방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 연결 부재는,

   내부에 무수축 몰탈과 같은 채움재가 충전되도록 중공상의 강관과;

   상기 강관의 내부에 무수축 몰탈과 같은 채움재가 원활히 충전되도록 상기 강관의 외측면에 형성되는 복수의 충전홀과;

   상기 코핑부와 일체화되도록 상기 강관의 외측면에 결합되는 복수의 앵커; 및

   상기 단위 충전강관 트러스거더의 하현재가 앵커 볼트에 의해 결합되도록 상 기 강관의 일단에 형성되는 플랜지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 충전강관 트러스거더교의 연속화 시공방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 코핑부는,

   타설시 상기 연결 부재가 일체로 형성되되, 상기 연결 부재의 플랜지가 노출되도록 상기 연결 부재의 플랜지 부분을 블록 아웃시키는 것을 특징으로 하는 충전강관 트러스거더교의 연속화 시공방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 코핑부는,

   상기 연결 부재와 단위 충전강관 트러스거더의 하현재가 연결되는 블록 아웃 부분에 무수축 몰탈과 같은 채움재를 충전하는 것을 특징으로 하는 충전강관 트러스거더교의 연속화 시공방법.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 코핑부는,

   타설시 상기 연결 부재가 일체로 형성되되, 상기 연결 부재의 플랜지를 외부로 돌출시키는 것을 특징으로 하는 충전강관 트러스거더교의 연속화 시공방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   각각의 상기 단위 충전강관 트러스거더는,

   끝단에 형성된 수직 보강재가 상기 코핑부에 설치된 탄성 받침대에 거치되는 것을 특징으로 하는 충전강관 트러스거더교의 연속화 시공방법.

Images