KR101129911B1 - 프리스트레스트 콘크리트 거더 연속 교량 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다경간 연속 교량 시공방법에 관한 것으로서, PSC 거더의 직접적인 연속화를 이루고, 거더와 슬래브의 합성구조시스템에 대하여 한 경간씩 연속적인 프리스트레싱으로 상부구조 전체를 연속화 함으로서 구조적 효율을 크게 높일 수 있는 PSC 거더 및 이를이용한 다경간 연속 교량의 시공방법에 관한 것으로 ; 본 발명은 제1경간 시공 후 제1경간의 연속정착부에서 텐던커플러를 이용하여 제2경간을 연속화하며, 이와 같이 한 경간씩 차례로 시공하여 한 경간씩(Span-by-Span) 연속화함으로서 원하는 경간 수만 큼을 자유롭게 연속교량으로 시공할 수 있으며, 프리스트레싱작업도 바닥판의 블록아웃부(51)에서 수행하게 되므로 다경간 연속교량을 용이하게 시공하는 효과를 발휘한다.

Description

프리스트레스트 콘크리트 거더 연속 교량 및 그 시공방법{Continuous Prestressed Concrete Girder Bridges and Construction Method of Such Bridges}

본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 거더 연속 교량 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 프리스트레스트 콘크리트 거더(Prestressed Concrete Girder, 이하, "PSC 거더"라고 약칭함)와 바닥판의 합성구조시스템을 가지는 교량에서, 교량의 한 경간씩 연속적인 프리스트레싱으로 교량의 상부구조 전체를 연속화함으로써, 구조적 효율을 크게 높일 수 있는 PSC 거더 연속 교량 및 그 시공방법에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 부재단면을 가장 효율적으로 활용하기 위하여 PSC 거더의 제작과 거치단계별로 강선(텐던)의 1차 프리스트레싱을 실시하고, PSC 거더와 바닥판이 시공된 합성단면에 대해서는 추가 사하중과 활하중(차량하중)에 저항하는 2차 프리스트레싱을 실시함으로서 부재의 사용성과 구조적 단면효율을 극대화하며, 2차 프리스트레싱의 도입에 의해 한 경간씩 자동적으로 연속화되는 PSC 거더를 이용한 다경간 연속 교량 및 그 시공방법에 관한 것이다.

도 1a에는 종래 기술에 의해 PSC 거더 교량을 시공하는 상태를 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있는데, 종래의 PSC 거더 교량의 가장 전통적인 시공방법은 도 1a에 도시된 것과 같이 거더를 각각 단순 거더(1)로 설계 제작하여, 제작장소에서 사하중과 활하중에 저항하기 위한 프리스트레싱의 도입을 각각의 단순 거더(1)에 대해 모두 완료한 후에, 현장으로 이송하여 단순 거더(1)를 교대(10)와 교각(20) 사이에 거치한 다음, 단순 거더(1)와 일체를 이루도록 콘크리트를 타설하여 바닥판(50)을 시공하여 교량을 완료하는 것이다. 2경간 연속으로 시공하는 경우에도 거더는 각각 단순 거더로 설계, 제작 및 거치한 후 바닥판만 2경간 연속해서 시공하여 왔다. 참고로 위와 같이 거더가 교대(10)와 교각(20) 사이에 거치되거나 또는 교각(20)과 교각(20) 사이에 거치되는 것을 모두 통칭하여 본 명세서에서는 "교각에 거치된다"는 표현으로 설명한다.

도 1a에 도시된 것처럼 제작장에서 제작된 PSC 거더의 형태로 단순 거더(1)를 제작하여 교각(20)에 각각 거치한 후, 교축방향으로 단순 거더(1) 사이에 콘크리트격벽(21)을 가설하고, 연속지점부 상면에 교축방향으로 보강철근(15)을 배근한 후 콘크리트를 타설 및 양생하여 바닥판(50)을 연속화된 형태로 시공하는 방법이다. 그런데 이와 같은 종래 기술에 의한 교량 시공방법은, 바닥판이 연속된 형태를 가짐에도 불구하고, 거더는 연속화되어 있지 않게 되어, 거더 단면의 활용이 매우 비경제적일 뿐만이 아니라, 실제적인 연속교의 형태가 아니므로 연속지점부의 부모멘트에 제대로 저항할 수가 없어 바닥판에 횡방향(교축직각방향)으로 균열을 유발하는 문제를 발생시켜 왔다.

최근 들어 이와 같은 문제점들을 일부 해결하기 위하여 단계별 프리스트레싱이나 연속화에 대한 개발들이 이루어져 왔다. 도 1b와 도 1c는 각각 도 1a에 대응되는 개략적인 측면도로서, 도 1b는 연속지점부에서만 단순 거더(1)를 연속화하는 종래 기술을 보여주는 것이고, 도 1c는 교축방향으로 두 개의 단순 거더(1)에 대해 전체적으로 긴장재를 배치하여 연속화하는 종래 기술을 보여주는 것이다. 즉, 종래에는 위와 같은 연속교에서의 거더 불연속 문제를 해결하기 위하여, 거더의 교량받침은 각각 원래의 단순교의 형태로 그대로 놓아두고 거더 윗부분에 짧은 강선(35)만을 연결하는 방식(도 1b의 경우)을 이용하였다. 그런데 이러한 종래 기술 역시 거더의 진정한 연속화가 이루어져 있지 않고 구조적 거동에도 여러 가지 문제점들을 가지고 있다. 즉, 도 1b에 도시된 종래 기술의 경우, 연속 지점부 위의 거더 상단에 설치되는 제한된 길이의 짧은 강선(35)으로 프리스트레싱하게 되므로 프리스트레스의 손실이 크게 되고, 또한 바닥판을 위한 콘크리트 타설하기 전에는, 거더(1)에만 프리스트레스가 도입되고 바닥판 슬래브(30)에는 프리스트레스가 도입되지 않는다는 문제가 있으며 거더(1) 자체도 완전한 연결형태가 아니라는 문제가 있다.

그리고 도 1c에 도시된 종래의 기술은, 단순지지로 제작되는 거더(1)의 내부에 연속화를 위한 별도의 쉬스(38)를 배치하고, 거더(1)를 교각(20)에 거치한 후 쉬스(38) 내부에 긴장재를 연속으로 삽입하고 주로 바닥판(50)을 가설하기 전에 양 거더(1)의 측면 또는 단부나 상부에 형성된 정착구에서 긴장을 실시하는 방법으로서, 교량받침이 단순교의 형태 그대로 놓여 있어 진정한 하나의 연속교로서의 거동을 하지 못한다는 문제가 있다. 이에 더하여, 연속화를 위한 정착구를 거더 단부에 형성하는 경우 바로 뒤에 설치된 교대 윗벽으로 인하여 긴장작업에 필요한 작업공간을 확보하는데 어려움이 있고, 정착구를 거더 측면에 구비하는 경우, 긴장재 및 정착구를 거더 양측면에 구비해야 하므로 별도의 보강 단면 형성이 더 필요할 뿐만 아니라, 거더 바로 위에 있는 바닥판의 간섭때문에 구조적으로 유리한 위치에서는 프리스트레싱 작업이 불가능하며, 또한 정착구가 외부로 노출되어 교량의 경관과 관리에도 불리한 문제가 있으며, 더욱이 연속 지점부에서 양측 거더 단부가 직접적으로 완전한 연결이 되어 있지 않다는 문제가 있다.

따라서, 위와 같은 종래 기술들의 문제점들을 해결하기 위해서는, 진정한 의미에서의 연속교를 이룰 수 있으면서도, 연속지점부에서 양측 거더가 직접적으로 연결됨과 동시에 콘크리트 거더의 제작과 거치단계별로 프리스트레싱을 합리적으로 실시하되 콘크리트 거더와 바닥판 슬래브가 합성되어 만들어진 합성단면을 가지는 교량 상부구조의 구조적 단면효율을 극대화하고 일체성을 증가시키며 시공성 또한 매우 양호한 경제적이고 합리적인 새로운 프리스트레스트 콘크리트 연속교량의 개발과 그 시공방법의 개발이 절실히 필요하다.

위와 같은 종래의 기술의 일예가 선행기술문헌 대한민국 등록특허 제 10-0256511호(2000. 05. 15. 공고)에 개시되어 있다.

대한민국 등록특허 제 10-0256511호(2000. 05. 15. 공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, PSC 거더를 이용한 교량 즉, PSC 거더 교량에서 단순히 단순 거더를 조합한 것에 그치지 않고, PSC 거더가 교축방향으로 구조적으로 완전하게 연속화되는 진정한 의미의 연속교가 되도록 구성하며, PSC 거더를 교각에 거치한 후 PSC 거더와 바닥판의 합성단면에 대하여 프리스트레싱을 실시하여 교량 상부구조의 구조적 단면효율을 극대화하고, 한 경간씩 차례로 시공하여 연속화함으로써 원하는 경간 수만큼을 자유롭게 연속교량으로 시공할 수 있는 PSC 거더 연속 교량과 그 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, PSC 거더 연속 교량의 구조적 효율을 높이기 위하여 본 발명에서는, 제작된 PSC 거더를 교각에 거치하기 전과 거치한 후로 나누어서 프리스트레싱(긴장작업)을 수행하되, 바닥판에 작용하는 추가사하중(포장) 및 활하중(차량하중)에 저항하기 위한 2차 프리스트레싱을 수행함으로써 가장 효율적인 PSC 거더와 바닥판의 합성단면이 되게 하는 것을 목적으로 한다.

특히, 바닥판 시공 후 시행되는 2차 프리스트레싱용 연속강선의 정착부위를 PSC 거더의 단부 부위 측면이 아니라 PSC 거더의 단부 부위의 윗면에 형성함으로써, 콘크리트에 의해 바닥판을 시공할 때 남겨놓은 블록아웃(Block-out)부를 활용하여 바닥판 위에서 프리스트레싱 작업을 수행할 수 있도록 하여 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에서는 2차 프리스트레싱용 연속강선을 연속지점부(교각)에서는 거더 위 바닥판내의 윗쪽에 설치하여 연속효과를 높이면서도 연속지점에 작용하는 부모멘트에 대한 단면의 저항능력을 극대화시켜 가장 경제적이고 합리적인 단면이 되도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 상기 목적을 달성하기 위하여, 양 측면에 1차 강선용 정착부가 구비되어 있고, 교대측 상부에는 2차 강선용 비연속정착부가 구비되어 있으며, 교각측 상부에는 텐던커플러가 구비되는 2차 강선용 연속정착부가 형성되어 있고, 1차 강선쉬스와 2차 강선쉬스가 매설되어 있으며, 교각측 단부에는 돌출 주철근과 단부 하부에 거더연결강판이 구비되는 PSC 거더를 제작하는 단계; 거더 자중과 바닥판 사하중에 저항하도록 상기 PSC 거더에 구비된 1차 강선쉬스에 1차 강선을 배치하여 프리스트레싱함으로써 1차 프리스트레스가 도입된 제1경간용 PSC 거더를 준비한 후, 상기 제1경간용 PSC 거더를 제1경간에 거치하되 연속지점부인 교각에는 연속교 거동을 위한 단일 교량받침 위에 거더연결강판을 거치하며, 2차 연속강선의 긴장을 위한 바닥판의 블록아웃부를 남겨놓고 콘크리트를 상기 제1경간용 PSC 거더 위에 타설하여 바닥판을 시공하는 단계; 상기 바닥판의 시공 후, 제1경간용 PSC 거더에 배치한 2차 연속강선을 바닥판 블록아웃부를 이용하여 긴장하고 제1경간 비연속정착부와 제1경간 연속정착부에 정착하여 제1경간용 PSC 거더에 2차 프리스트레스를 도입하여 제1경간을 완성하고, 후속하여 1차 프리스트레싱에 의한 1차 프리스트레스가 도입된 제2경간용 PSC 거더를 제2경간에 거치하는 단계; 상기 제1경간용 PSC 거더의 단부 돌출 주철근과 제2경간용 PSC 거더의 단부 돌출 주철근을 연결하고, 양측 PSC 거더의 하부 단부를 거더연결강판에 고정하여 일체화한 후에 거더 연결부에 콘크리트를 타설하여 양측 경간의 PSC 거더를 연속 일체화시키는 단계; 거더 연결부의 위치에서는 바닥판내의 상부를 통과하고 제2경간용 PSC 거더의 중앙에서는 아래쪽에 위치하도록 2차 연속강선을 제2경간용 PSC 거더에 배치하되, 상기 제2경간용 PSC 거더의 2차 연속강선의 일측 단부는 제1경간용 PSC 거더의 연속정착부에서 텐던커플러에 연결한 후, 제2경간용 PSC 거더의 위에 바닥판을 시공하는 단계; 및 상기 제2경간용 PSC 거더 위에 바닥판을 시공한 후 제2경간용 PSC 거더에 배치된 2차 연속강선을 비연속정착부에서 긴장하고 정착한 후, 각각의 정착부를 방수모르터로 보호하고 블록아웃부에 콘크리트를 타설하여 마감하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PSC 거더 다경간 연속 교량 시공방법이 제공된다.

위와 같은 본 발명에서는, 상기 제2경간용 PSC 거더의 제작시에는, 제3경간 방향의 단부에 돌출 주철근을 갖도록 상기 제2경간용 PSC 거더를 제작하고; 제1경간용 PSC 거더와 동일한 구성을 가지는 제3경간용 PSC 거더를 제작하여, 제3경간용 PSC 거더의 돌출 주철근이 상기 제2경간용 PSC 거더와 마주하도록, 제2경간용 PSC 거더에 후속하여 제3경간에 제3경간용 PSC 거더를 거치하되, 제2경간용 PSC 거더와 제3경간용 PSC 거더의 마주하는 단부 하단에는 거더연결강판을 설치하여, 돌출 주철근 간의 연결 및 거더연결강판에서의 고정에 의해 양측 경간의 PSC 거더를 서로 연결하고, 제2경간용 PSC 거더와 제3경간용 PSC 거더의 마주하는 단부 사이의 거더 연결부에 콘크리트를 타설하여 양측 경간의 PSC 거더를 연속 일체화시키는 단계; 거더 연결부의 위치에서는 바닥판 내의 상부를 통과하고 제3경간용 PSC 거더의 중앙에서는 아래쪽에 위치하도록 2차 연속강선을 제3경간용 PSC 거더에 배치하되, 상기 제3경간용 PSC 거더의 2차 연속강선의 일측 단부는 제2경간용 PSC 거더의 연속정착부에서 텐던커플러에 연결한 후, 제3경간용 PSC 거더의 위에 바닥판을 시공하는 단계; 및 상기 제3경간용 PSC 거더 위에 바닥판을 시공한 후 제3경간용 PSC 거더에 배치된 2차 연속강선을 비연속정착부에서 긴장하고 정착한 후, 각각의 정착부를 방수모르터로 보호하고 블록아웃부에 콘크리트를 타설하여 마감하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

또한 위와 같은 구성에서 제2경간용 PSC 거더에 후속하여 제3경간용 PSC 거더를 설치하여 연속화시키기에 앞서서, 제2경간용 PSC 거더에 후속하여 제2경간용 PSC 거더와 동일한 후속경간용 PSC 거더를 거치하고, 제2경간용 PSC 거더와 후속경간용 PSC 거더 간의 돌출 주철근 간의 연결, 거더연결강판에서의 고정 및 거더 연결부에서의 콘크리트 타설에 의한 양측 경간의 PSC 거더를 연속 일체화 작업을 수행하고, 후속경간용 PSC 거더에서의 2차 연속강선 배치 및 제2경간용 PSC 거더의 연속정착부에서의 텐던커플러에 의한 연속강선의 연결 및 후속경간용 PSC 거더 위의 바닥판 시공 작업을 수행한 후, 후속경간용 PSC 거더에 배치된 2차 연속강선을 비연속정착부에서 긴장하고 정착한 후, 각각의 정착부를 방수모르터로 보호하고 블록아웃부에 콘크리트를 타설하여 마감하는 과정을 반복하여 복수개의 경간을 가지는 다경간 연속 교량을 시공할 수도 있다.

또한 본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 상기한 방법에 의해 시공된 PSC 거더 다경간 연속 교량이 제공된다.

본 발명은 양측 PSC 거더의 단부를 직접 연결하여 연속화하고, 이렇게 PSC 거더가 연속화된 지점의 중앙에 단일 교량받침을 설치하여 연속교가 되도록 함으로서 각 교각에 좌?우 두 개씩의 교량받침이 단일 교량받침으로 줄어들고, 교각의 종방향 단면두께도 줄어들게 되어 공사 비용절감의 효과가 발휘된다.

또한, 본 발명은 PSC 거더를 교각에 거치 전과 거치 후로 나누어 단계별 프리스트레싱을 하되, 바닥판이 시공된 후 거더와 바닥판의 합성단면에 대하여 추가사하중(포장) 및 활하중(차량하중)에 저항하기 위한 2차 프리스트레싱을 연속지점부에서는 2차 연속강선을 바닥판 내의 윗쪽에 설치하여 연속효과를 높이면서도 연속지점에 작용하는 부모멘트에 대한 단면의 저항능력을 극대화시켜 단면효율이 매우 높고 가장 경제적인 단면효과가 있다.

본 발명은 무엇보다도 제1경간 시공 후 제1경간의 연속정착부에서 텐던커플러를 이용하여 연속강선을 배치하여 긴장함으로써, 제2경간을 제1경간과 연속화하며 이와 같이 한 경간씩 차례로 시공하여 한 경간씩(Span-by-Span) 연속화함으로써 원하는 경간 수만 큼을 자유롭게 연속교량으로 시공할 수 있게 되고, 프리스트레싱 작업도 바닥판의 블록아웃(Block-out)부에서 수행하게 되므로 다경간 연속교량을 용이하게 시공할 수 있게 되는 효과를 발휘한다.

도 1a 내지 도 1c는 각각 종래 기술에 의한 PSC 거더 연속 교량의 연속화 시공방법을 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 PSC 거더 다경간 연속 교량의 시공방법에 있어서 2차 프리스트레싱을 위한 거더 단부의 정착부와 바닥판의 블록아웃(Block-out)부를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 연속지점부에서 PSC 거더 단부의 하단에 설치되는 거더연결강판의 사시도이다.
도 4a 내지 도 4d는 각각 본 발명의 실시예에 따른 PSC 거더 교량을 2경간 연속으로 시공하는 각 단계별 과정을 나타낸 측면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 각각 본 발명의 실시예에 따른 PSC 거더 교량을 3경간 연속으로 시공하는 각 단계별 과정을 나타낸 측면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 2에는 본 발명에 따른 교량의 시공방법에 있어서 교각 위에 거치된 PSC 거더(40)의 상면에 바닥판(50)을 시공한 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 따른 연속지점부에서 PSC 거더(40)의 단부 하단에 설치되는 거더연결강판(49)의 개략적인 사시도가 도시되어있다.

도 4a 내지 도 4d에는 각각 본 발명의 PSC 거더 연속 교량에 대한 제1실시예로서 2경간 연속교로 이루어진 교량을 시공하는 각 단계별 과정을 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있으며, 도 5a 내지 도 5d에는 각각 본 발명의 PSC 거더 연속 교량에 대한 제2실시예로서 3경간 연속교로 이루어진 교량을 시공하는 각 단계별 과정을 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있다.

본 명세서 전반에 걸쳐, 첨부도면에서 볼 때 좌측 교대(10)로부터 첫 번째 경간을 "제1경간", 두 번째 경간을 "제2경간", 세 번째 경간을 "제3경간"이라고 각각 명칭한다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 PSC 거더(40)는 박스형 단면 또는 I형 단면으로 되어 있는 거더이다. 도 2에서는 PSC 거더(40)를 박스형 단면을 가지는 것으로 도시하였으나, 단부에서는 박스형 그리고 거더 중앙부에서는 위와 같이 I형 단면을 가질 수 있기 때문에, 박스형 단면 내에 점선으로 I형 단면을 함께 도시하였다. 그러나 첨부된 도면에서는 도시의 편의를 위하여 거더 중앙부에서도 박스형 단면을 가지는 것으로 도시하였다.

본 발명에서 상기 PSC 거더(40)에는 1차 강선쉬스와 2차 강선쉬스가 거더의 길이방향(종방향)으로 매설되어 있고, PSC 거더(40)의 종방향(교축방향) 양측 단부 측면에는 1차 강선의 정착부(41)가 구비되고, 종방향 양측 단부의 상면에는 각각 2차 연속강선의 정착부(42, 43)가 구비되어 있다. 여기서 2차 연속강선의 정착부 중 교대 방향으로 위치하는 2차 연속강선의 정착부(42)는 연속되지 않는 비연속정착부이고, 이와 반대쪽에 위치하는 2차 연속강선의 정착부(43)는 후속 경간의 거더와의 연속을 위하여 텐던커플러가 설치되는 연속정착부이다. 따라서 2차 연속강선의 정착부는 각각 "비연속정착부(42)"와 "연속정착부(43)"로 구분된다. PSC 거더(40)의 종방향 양측 단부 측면 중에서, 후속 경간의 거더와 마주하게 되는 단부 측면에는 후속 경간의 거더와의 직접 연결을 위하여 돌출 주철근(48)이 돌출된 상태로 구비되어 있다.

상기 PSC 거더(40)는 지간길이에 따라 종방향으로 단일 거더로 만들어질 수도 있지만, 전단키를 가진 복수 개의 세그먼트들을 결합하고 1차 프리스트레싱하여 복수개의 세그먼트들을 종방향으로 일체화시켜서 하나의 부재로 만든 거더일 수도 있다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 PSC 거더 교량을 시공함에 있어서는, 상기 PSC 거더(40)를 교각(10)에 거치하기 전에 PSC 거더(40)의 자중과 바닥판(50)의 사하중에 저항하기 위하여 1차 강선(45)의 프리스트레싱에 의해 1차 프리스트레스를 PSC 거더(40)에 도입하며, PSC 거더(40)를 교각(10)에 거치하고 바닥판(50)이 시공된 뒤에는 추가되는 포장하중과 활하중에 저항하도록 PSC 거더(40)와 바닥판(50)의 합성단면에 대하여 최대의 단면효과를 얻기 위해 2차 연속강선(47)의 프리스트레싱에 의해 2차 프리스트레스를 도입하게 된다.

도 4a 내지 도 4d는 각각 본 발명의 제 1실시예로서, 2경간 연속 교량일 경우에 본 발명에 따른 시공방법에 의해 교량을 시공하는 것을 단계별로 도시한 것이다. 우선 도 4a에 도시된 것처럼, 상기 PSC 거더(40)를 교대와 그에 이웃하는 교각 사이 즉, 제1경간에 거치하게 되는데, 상기 PSC 거더(40)를 제1경간에 거치하기에 앞서, PSC 거더(40)의 제작시에 매립해둔 1차 강선쉬스에 1차 강선(45)을 삽입하고 프리스트레싱하여 1차 강선의 정착부(41)에 정착시킴으로써, 1차 프리스트레스를 PSC 거더(40)에 도입한다.

이와 같이 1차 프리스트레스가 도입된 PSC 거더를 제1경간에 거치한 후, 상기 제1경간용 PSC 거더 위에 바닥판(50)을 시공한다. 상기 바닥판(50)을 시공할 때에는, 후술하는 것처럼 2차 연속강선(47)을 프리스트레싱하기 위한 블록아웃부(51)를 바닥판(50)에 미리 형성해둔다. 편의상, 후술하는 것처럼 경간을 구분하여 제1경간용 PSC 거더와 제2경간용 PSC 거더로 각각 언급할 필요가 있을 때에는 첨부도면과 본 명세서에서는 각각 "제1경간용 PSC 거더(40a)", "제2경간용 PSC 거더(40b)", 및 "제3경간용 PSC 거더(40c)"라고 기재하지만, 이러한 각각의 경간에 대한 PSC 거더를 모두 통칭할 때에는 부재번호 40을 이용하여 "PSC 거더(40)"라고 기재한다.

이와 같이 제1경간에 제1경간용 PSC 거더(40a)가 거치되고 그 위에 바닥판(50)을 시공한 후에는, 도 4b에 도시된 것처럼, 곡선 형태로 제1경간용 PSC 거더(40a)에 미리 배치되어 있던 2차 강선쉬스에 2차 연속강선(47)을 삽입하여 하향 곡선 형태로 배치하고, 2차 연속강선(47)을 블록아웃부(51)에서 긴장하여 양단을 각각 비연속정착부(42)와 연속정착부(43)에 정착한다. 후속하여 제2경간용 PSC 거더(40b)를 제2경간에 거치한다.

상기 제2경간에 거치되는 제2경간용 PSC 거더(40b) 역시 앞서 설명한 제1경간용 PSC 거더(40a)와 마찬가지로 거더의 제작장에서 미리 1차 강선(45)에 의한 1차 프리스트레스가 도입된 상태로 제작한다.

제1경간에 후속하여 제2경간용 PSC 거더(40b)를 제2경간에 거치함에 있어서, 연속지점부인 교각위에서 양측 경간의 PSC 거더를 서로 연결하기 위하여, 연속지점부의 교각 위에는 거더연결강판(49)을 위치시키고, 서로 마주하게 되는 방향으로 상기 제1경간용 PSC 거더(40a)의 단부 하단과 제2경간용 PSC 거더(40b)의 단부 하단을 각각 상기 거더연결강판(49)에 끼우게 된다. 상기 거더연결강판(49)은 ㄷ자 형태의 단면을 가지는 부재로 이루어져서, PSC 거더의 단부가 각각 거더연결강판(49)의 상부로부터 끼워지게 된다.

이와 같이 거더연결강판(49)에 양측 경간의 PSC 거더 단부 하단을 끼워서 고정하고, 제1경간용 PSC 거더(40a)의 연속지점부 돌출 주철근(48)과 제2경간용 PSC 거더(40b)의 돌출 주철근(48)을 용접이나 기계적 이음으로 연결한 후에, 양측 경간의 PSC 거더 단부면이 마주하게 되는 간격에 해당하는 거더 연결부(60)에 콘크리트를 타설하여 양측 경간의 PSC 거더를 서로 일체화시킨다.

후속하여 도 4c에 도시된 것처럼, 제2경간용 PSC 거더(40b)에 설치될 2차 연속강선(47)을 제1경간용 PSC 거더(40a)의 연속정착부(43)에 위치하는 제1경간용 PSC 거더(40a)의 2차 연속강선 단부와 텐던커플러 등의 공지의 커플러 장치를 이용하여 서로 일체로 연결한다. 이와 같이 제2경간용 PSC 거더(40b)에 설치될 2차 연속강선(47)을 제1경간용 PSC 거더(40a)에 이미 설치되어 정착되어 있는 2차 연속강선의 단부와 연결시킨 후에는, 교량 상부구조의 단면 저항능력과 프리스트레스효과를 최대화하기 위하여, 연속지점부인 거더 연결부(60)의 위치에서 상기 제2경간용 PSC 거더(40b)에 설치될 2차 연속강선(47)을 바닥판(50) 내의 상부를 통과하도록 배치한 후, 제2경간용 PSC 거더(40b)에 미리 곡선 배치되어 있던 2차 강선쉬스 내에 삽입한다.

도 4d에 도시된 것처럼 제2경간용 PSC 거더 위에 바닥판(50) 시공 후, 제2경간용 PSC 거더에 배치한 상기 2차 연속강선(47)을 제2경간용 PSC 거더의 비연속정착부(42a)에서 긴장하고 정착한다. 이와 같이 2차 연속강선(47)의 단부가 정착된 후에는, 각각의 정착부에 보호 방수모르터를 타설하고 블록아웃부(51)에는 콘크리트를 타설한다. 후속하여 바닥판(50)의 상면에 포장을 하면 2경간 연속 PSC 거더 교량의 시공이 완료된다. 도면에서 부재번호 31은 교대(10) 위에 놓이는 교대용 교량받침(31)이고, 부재번호 32는 교각(20) 위에 놓이는 교각용 교량받침(32)이다.

도 5a 내지 도 5d는 각각 제 2실시예로, 3경간 연속 교량일 경우에 본 발명에 따른 시공방법을 단계별로 도시한 것으로서, 우선 제2경간까지의 시공과정은 상기의 제1실시예의 2경간 연속교량과 시공방법과 동일한데, 제2경간용 PSC 거더(40b)는 교축방향 양단이 서로 대칭되도록 동일한 구성을 가지며, 제2경간용 PSC 거더(40b)에 후속하여 제3경간에는 제1경간용 PSC 거더(40a)와 동일한 구성을 가지는 제3경간용 PSC 거더(40c)가 배치되어 제2경간용 PSC 거더(40b)와 연속화된다.

즉, 도 5a에 도시된 것처럼, 제1경간용 PSC 거더(40a)와 동일하게 제작되어 1차 긴장이 완료된 제3경간용 PSC거더(40c)를 제2경간용 PSC 거더(40b)에 후속하여 거치한다. 이 때, 제2경간과 제3경간의 거더를 연속지점부인 교각위에서 서로 연결하기 위하여 상기 제2경간용 PSC 거더(40b)의 우측하단과 제3경간용 PSC 거더(40c)의 좌측 하단이 거더연결강판(49)에 위치하도록 하고, 제2경간용 PSC 거더(40b)의 연속지점부 돌출 주철근(48)과 제3경간용 PSC 거더(40c)의 돌출 주철근(48)을 용접이나 기계적 이음으로 연결하고 거더 하단의 거더연결강판(49)을 고정한 후에 거더 연결부(60)에 콘크리트를 타설하여 일체화시킨다. 후속하여 제1실시예와 마찬가지로, 제3경간의 2차 연속강선(47)을 제2경간 연속정착부(43b)의 텐던커플러에 연결하여 단면의 저항능력과 프리스트레스효과를 최대화하기 위하여 연속지점부인 거더 연결부(60)의 위치에서는 바닥판(50)내의 상부를 통과하고 제3경간용 PSC 거더(40c)의 중앙에서는 아래쪽에 위치한 2차 강선쉬스 내에 설치되는 2차 연속강선(47)을 제2경간 연속정착부(43b)의 텐던커플러에 연결하고 제3경간의 바닥판(50)을 시공한다. 제3경간의 바닥판(50)을 시공한 후 2차 연속강선(47)을 제3경간 비연속정착부(42b)에서 긴장하고 정착한 후 각각의 정착부에 보호 방수모르터와 블록아웃부(51)에 콘크리트를 타설하고 포장을 하면 3경간 연속 PSC 거더 교량의 시공이 완료된다. 즉, 제1경간용 PSC 거더(40a)와 제2경간용 PSC 거더(40b)를 연결한 방식과 동일하게 제2경간용 PSC 거더(40b)와 제3경간용 PSC 거더(40c)를 서로 연결하여 일체화시키는 것이다.

한편, 본 발명은 이와 같이 3경간 연속교에 한정되지 아니하며, 4경간 이상의 복수개의 경간을 가지는 연속교를 시공하는데 적용될 수 있다. 즉, 제2경간용 PSC 거더(40b)와 제3경간용 PSC 거더(40c)를 일체화하여 연속화시키기에 앞서, 제2경간용 PSC 거더(40b)와 동일한 구성을 가지는 후속경간용 PSC 거더를 필요한 갯수만큼 제작하여, 위에서 설명한 방식 즉, 제1경간용 PSC 거더(40a)와 제2경간용 PSC 거더(40b) 간에 연결한 방식과 동일한 방식으로 제2경간용 PSC 거더(40b)와 후속경간용 PSC 거더를 연결하고, 후속경간용 PSC 거더 사이도 이와 동일한 방식으로 필요한 회수만큼 반복하여 연결한 후 최종적으로 제3경간용 PSC 거더(40c)와 같은 방식으로 최종 경간용 PSC 거더를 연결함으로써, 복수개의 경간을 가지는 연속교량을 시공할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 양측 거더의 단부를 직접 연결하여 연속화하고, 연속화 된 지점의 중앙에 단일 교량받침을 설치하여 연속교가 되도록 함으로서 매 교각에 좌?우 두 개씩의 교량받침이 단일 교량받침으로 줄어들고, 교각의 종방향 단면두께도 줄어들게 되어 공사 비용절감의 효과가 발휘된다.

또한, 본 발명은 PSC 거더(40)를 교각에 거치 전과 거치 후로 나누어 단계별 프리스트레싱을 하되, 바닥판이 시공된 후 PSC 거더(40)와 바닥판(50)의 합성단면에 대하여 추가사하중(포장) 및 활하중(차량하중)에 저항하기 위한 2차 프리스트레싱을 연속지점부에서는 2차 연속강선을 바닥판 내의 윗쪽에 설치하여 연속효과를 높이면서도 연속지점에 작용하는 부모멘트에 대한 단면의 저항능력을 극대화시켜 단면효율이 매우 높고 가장 경제적인 단면효과가 있다.

본 발명은 무엇보다도 제1경간 시공 후 제1경간의 연속정착부에서 텐던커플러를 이용하여 제2경간을 연속화하며 이와 같이 한 경간씩 차례로 시공하여 한 경간씩(Span-by-Span) 연속화함으로서 원하는 경간 수만 큼을 자유롭게 연속교량으로 시공할 수 있으며, 프리스트레싱작업도 바닥판의 블록아웃부(51)에서 수행하게 되므로 다경간 연속교량을 용이하게 시공하는 효과를 발휘한다.

40: PSC 거더
41: 1차 강선용 정착부
42: 2차 강선용 비연속정착부
43: 2차 강선용 연속정착부
45: 1차 강선
47: 2차 연속강선
48: 돌출 주철근
49: 거더연결강판
50: 바닥판
51: 블록아웃부(Block-out)
60: 거더 연결부

Claims (4)

1. 양 측면에 1차 강선용 정착부(41)가 구비되어 있고, 교대측 상부에는 2차 강선용 비연속정착부(42)가 구비되어 있으며, 교각측 상부에는 텐던커플러가 구비되는 2차 강선용 연속정착부(43)가 형성되어 있고, 1차 강선쉬스와 2차 강선쉬스가 매설되어 있으며, 교각측 단부에는 돌출 주철근(48)과 단부 하부에 거더연결강판(49)이 구비되는 PSC 거더를 제작하는 단계;
   거더 자중과 바닥판 사하중에 저항하도록 상기 PSC 거더에 구비된 1차 강선쉬스에 1차 강선(45)을 배치하여 프리스트레싱함으로써 1차 프리스트레스가 도입된 제1경간용 PSC 거더(40a)를 준비한 후, 상기 제1경간용 PSC 거더(40a)를 제1경간에 거치하되 연속지점부인 교각(20)에는 연속교 거동을 위한 단일 교량받침(32) 위에 거더연결강판(49)을 놓고 거치하며, 2차 연속강선(47)의 긴장을 위한 바닥판의 블록아웃부(51)를 남겨놓고 콘크리트를 상기 제1경간용 PSC 거더(40a) 위에 타설하여 바닥판(50)을 시공하는 단계;
   상기 바닥판(50)의 시공 후, 제1경간용 PSC 거더(40a)에 배치한 2차 연속강선(47)을 바닥판 블록아웃부(51)를 이용하여 긴장하고 제1경간 비연속정착부(42)와 제1경간 연속정착부(43)에 정착하여 제1경간용 PSC 거더(40a)에 2차 프리스트레스를 도입하여 제1경간을 완성하고, 후속하여 1차 프리스트레싱에 의한 1차 프리스트레스가 도입된 제2경간용 PSC 거더(40b)를 제2경간에 거치하는 단계;
   상기 제1경간용 PSC 거더(40a)의 단부 돌출 주철근(48)과 제2경간용 PSC 거더(40b)의 단부 돌출 주철근(48)을 연결하고, 양측 PSC 거더의 하부 단부를 거더연결강판(49)에 고정하여 일체화한 후에 거더 연결부(60)에 콘크리트를 타설하여 양측 경간의 PSC 거더를 연속 일체화시키는 단계;
   거더 연결부(60)의 위치에서는 바닥판(50)내의 상부를 통과하고 제2경간용 PSC 거더(40b)의 중앙에서는 아래쪽에 위치하도록 2차 연속강선(47)을 제2경간용 PSC 거더(40b)에 배치하되, 상기 제2경간용 PSC 거더(40b)의 2차 연속강선(47)의 일측 단부는 제1경간용 PSC 거더(40a)의 연속정착부(43)에서 텐던커플러에 연결한 후, 제2경간용 PSC 거더(40b)의 위에 바닥판(50)을 시공하는 단계; 및
   상기 제2경간용 PSC 거더(40b) 위에 바닥판(50)을 시공한 후 제2경간용 PSC 거더(40b)에 배치된 2차 연속강선(47)을 비연속정착부(42a)에서 긴장하고 정착한 후, 각각의 정착부를 방수모르터로 보호하고 블록아웃부(51)에 콘크리트를 타설하여 마감하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PSC 거더 다경간 연속 교량 시공방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제2경간용 PSC 거더(40b)의 제작시에는, 제3경간 방향의 단부에 돌출 주철근(48)을 갖도록 상기 제2경간용 PSC 거더(40b)를 제작하는 단계;
   제1경간용 PSC 거더(40a)와 동일한 구성을 가지는 제3경간용 PSC 거더(40c)를 제작하여, 제3경간용 PSC 거더(40c)의 돌출 주철근(48)이 상기 제2경간용 PSC 거더(40b)와 마주하도록, 제2경간용 PSC 거더(40b)에 후속하여 제3경간에 제3경간용 PSC 거더(40c)를 거치하되, 제2경간용 PSC 거더(40b)와 제3경간용 PSC 거더(40c)의 마주하는 단부 하단에는 거더연결강판(49)을 설치하여, 돌출 주철근(48) 간의 연결 및 거더연결강판(49)에서의 고정에 의해 양측 경간의 PSC 거더를 서로 연결하고, 제2경간용 PSC 거더(40b)와 제3경간용 PSC 거더(40c)의 마주하는 단부 사이의 거더 연결부(60)에 콘크리트를 타설하여 양측 경간의 PSC 거더를 연속 일체화시키는 단계;
   거더 연결부(60)의 위치에서는 바닥판(50)내의 상부를 통과하고 제3경간용 PSC 거더(40c)의 중앙에서는 아래쪽에 위치하도록 2차 연속강선(47)을 제3경간용 PSC 거더(40c)에 배치하되, 상기 제3경간용 PSC 거더(40c)의 2차 연속강선(47)의 일측 단부는 제2경간용 PSC 거더(40b)의 연속정착부(43b)에서 텐던커플러에 연결한 후, 제3경간용 PSC 거더(40c)의 위에 바닥판(50)을 시공하는 단계; 및
   상기 제3경간용 PSC 거더(40c) 위에 바닥판(50)을 시공한 후 제3경간용 PSC 거더(40c)에 배치된 2차 연속강선(47)을 비연속정착부(42b)에서 긴장하고 정착한 후, 각각의 정착부를 방수모르터로 보호하고 블록아웃부(51)에 콘크리트를 타설하여 마감하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PSC 거더 다경간 연속 교량 시공방법.
   
3. 제2항에 있어서,
   제2경간용 PSC 거더(40b)에 후속하여 제3경간용 PSC 거더(40c)를 설치하여 연속화시키기에 앞서서,
   제2경간용 PSC 거더(40b)에 후속하여 제2경간용 PSC 거더(40b)와 동일한 후속경간용 PSC 거더를 거치하고,
   제2경간용 PSC 거더(40b)와 후속경간용 PSC 거더 간의 돌출 주철근(48) 간의 연결, 거더연결강판(49)에서의 고정 및 거더 연결부(60)에서의 콘크리트 타설에 의한 양측 경간의 PSC 거더를 연속 일체화 작업을 수행하고,
   후속경간용 PSC 거더에서의 2차 연속강선(47) 배치 및 제2경간용 PSC 거더의 연속정착부에서의 텐던커플러에 의한 연속강선의 연결 및 후속경간용 PSC 거더 위의 바닥판(50) 시공 작업을 수행한 후, 후속경간용 PSC 거더에 배치된 2차 연속강선(47)을 비연속정착부에서 긴장하고 정착한 후, 각각의 정착부를 방수모르터로 보호하고 블록아웃부(51)에 콘크리트를 타설하여 마감하는 과정을 반복하여 3경간 이상 복수개의 경간을 가지는 다경간 연속 교량을 시공하는 것을 특징으로 하는 PSC 거더 다경간 연속 교량 시공방법.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 의한 시공방법에 의하여 시공된 것을 특징으로 하는 PSC 거더 다경간 연속 교량.

Images