KR101165572B1 - 중경간 판형 거더교량 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중경간 판형 거더교량 및 그 시공방법에 관한 것으로, I자형 단면을 갖는 강재거더가 종방향으로 연속되도록 양측에 거치되는 중간교각에서는 상기 중간교각과 일체가 되는 주탑을 설치하고, 상기 중간교각과 종방향 양측으로 이격된 위치에 교대를 설치하여 하부구조를 시공하는 하부구조 시공단계와; 상기 하부구조 상에 다수의 열로 상기 강재거더를 거치하고, 상기 교대를 포함하는 위치에서 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 작은 강재가로보를 설치하는 강재거더 거치단계와; 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 한 쌍의 큰 강재가로보를 상기 중간교각으로부터 종방향으로 이격된 경간부에 설치하되, 상기 강재거더의 최외측에는 상기 큰 강재가로보와 일직선이 되도록 지지브라켓을 설치하는 큰 강재가로보 설치단계와; 공용 중 부모멘트가 발생되는 지점부의 상기 강재거더의 사잇 공간과 상기 한 쌍의 큰 강재가로보의 사이공간에 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 채움콘크리트를 합성하는 채움콘크리트 합성단계와; 상기 주탑의 종방향 양측에 대해 상기 지지브라켓과 상기 주탑을 경사지게 연결하는 사장케이블 연결단계와; 상기 채움콘크리트 합성단계 이후에, 상기 강재거더에 바닥판 콘크리트를 합성하는 바닥판 합성단계와; 상기 바닥판 합성단계 이후에, 상기 사장케이블을 긴장 정착하여 상기 사장케이블에 프리스트레스를 도입하는 사장케이블 프리스트레스 도입단계를 포함하도록 구성되어, 바닥판 타설 하중에 의해 야기되는 정모멘트의 크기를 줄이고 지점부에 작용하는 부모멘트를 효과적으로 지지하여 구조적 안전성을 향상시키며, 한 쌍의 큰 강재가로보 및 채움콘크리트에 의한 강재거더의 견고한 결속으로 사장케이블의 긴장력 도입에 따른 프리스트레스를 인접한 거더로 원활하게 분배되도록 하여 활하중에 의해 발생하는 단면력을 상쇄시킴으로써 I형 강재거더를 이용하더라도 70m의 중경간 교량을 시공할 수 있어서 보다 경제적으로 시공할 수 있는 판형교량 및 그 시공방법을 제공한다.

Description

중경간 판형 거더교량 및 그 시공방법 {MIDDLE SPAN PLATE GIRDER BRIDGE AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}

본 발명은 중경간 판형 거더교량 및 그 시공방법에 관한 것으로, 바닥판 타설하중에 의해 야기되는 정모멘트의 크기를 줄이고 지점부에 작용하는 부모멘트를 효과적으로 지지하여 구조적 안전성을 향상시키며, 횡방향으로 인접한 강재거더의 견고한 결속으로 사장케이블의 긴장력 도입에 따른 프리스트레스를 인접한 거더로 원활하게 분배하여 활하중에 의해 발생하는 단면력을 상쇄시킴으로써, I형 단면의 개단면을 상부구조 형식으로 사용하더라도 70m 내외의 중경간 교량을 보다 경제적으로 시공할 수 있으면서, 부수적으로 세련된 미관도 얻을 수 있는 중경간 판형 거더교량 및 그 시공방법에 관한 것이다.

종래 중경간(경간장 70m 내외) 규모의 교량 시공 시 주로 사용되는 교량 상부구조의 대표적인 형식으로는 Steel Box나 PC Box가 있으며, 다양한 시공실적을 가지고 있다.

그러나 재료비의 상승에 따라 Steel Box는 적용에 한계가 있고, PC Box는 적용경간이 일정규모 이상을 갖춘 경우에 경쟁력을 갖춘 것으로 알려져 있다. 특히 폐단면이 갖는 구조적 장점에도 불구하고 형고가 상대적으로 높아 형하공간 확보에 불리한 점 등은 큰 문제점으로 인식되고 있다.

따라서 경간 중간부에 교각을 두고 PSC 거더나 강합성 거더 등 경간장 50m 이내의 상부구조를 사용하는 경우가 대부분이나, 최근 국민들의 삶의 질 향상과 더불어 미관이 강조되고 있는 점을 감안할 때 미관을 고려한 새로운 형식의 중경간 교량구조 개발에 대한 필요성이 대두되고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-006870호

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0004067호 일본 공개특허공보 제2004-360337호

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 바닥판 타설 하중에 의해 야기되는 정모멘트의 크기를 줄이고 지점부에 작용하는 부모멘트를 효과적으로 지지하여 구조적 안전성을 향상시키며, 인접한 강재거더의 견고한 결속으로 사장 케이블의 긴장력 도입에 따른 프리스트레스를 인접한 거더로 원활하게 분배되도록 하여 활하중에 의해 발생하는 단면력을 상쇄시킬 수 있는 중경간 판형 거더교량 및 그 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명은 바닥판 콘크리트의 자중에 의한 강재거더의 모멘트 부담을 감소시켜 보다 높은 지지 능력을 구현할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 박스거더를 이용하지 않고 I형 강재거더를 이용하더라도 70m의 중경간 교량을 시공할 수 있도록 하여, 보다 경제적으로 시공할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 주탑 및 케이블에 의해 경간장을 크게 하여 개방감을 향상시키고 세련된 미관을 구현하여 교량을 통행하는 사람들에게 세련된 미감을 발휘하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, I자형 단면을 갖는 강재거더가 종방향으로 연속되도록 양측에 거치되는 중간교각에서는 상기 중간교각과 일체가 되는 주탑을 설치하고, 상기 중간교각과 종방향 양측으로 이격된 위치에 교대를 설치하여 하부구조를 시공하는 하부구조 시공단계와; 상기 하부구조 상에 다수의 열로 상기 강재거더를 거치하고, 상기 교대를 포함하는 위치에서 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 작은 강재가로보를 설치하는 강재거더 거치단계와; 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 한 쌍의 큰 강재가로보를 상기 중간교각으로부터 종방향으로 이격된 경간부에 설치하되, 상기 강재거더의 최외측에는 상기 큰 강재가로보와 일직선이 되도록 지지브라켓을 설치하는 큰 강재가로보 설치단계와; 공용 중 부모멘트가 발생되는 지점부의 상기 강재거더의 사잇 공간과 상기 한 쌍의 큰 강재가로보의 사이공간에 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 채움콘크리트를 합성하는 채움콘크리트 합성단계와; 상기 주탑의 종방향 양측에 대해 상기 지지브라켓과 상기 주탑을 경사지게 연결하는 사장케이블 연결단계와; 상기 채움콘크리트 합성단계 이후에, 상기 강재거더에 바닥판 콘크리트를 합성하는 바닥판 합성단계와; 상기 바닥판 합성단계 이후에, 상기 사장케이블을 긴장 정착하여 상기 사장케이블에 프리스트레스를 도입하는 사장케이블 프리스트레스 도입단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 판형교량의 시공방법을 제공한다.

이는, 채움콘크리트에 의해 연속하는 지점부에서 강재거더가 횡방향으로 견고하게 결합되어 강성이 증가된 상태에서 바닥판콘크리트를 타설하여 바닥판이 합성됨에 따라, 바닥판 타설하중에 의해 발생되는 정모멘트의 크기를 크게 줄이기 위함이다.

즉, 지점부에서의 채움콘크리트에 의해 지점부에서의 강재거더가 상호 연결된 상태에서 바닥판콘크리트가 타설됨에 따라, 지점부의 강성이 경간부의 강성에 비하여 월등하게 커진 상태에서 바닥판콘크리트의 자중을 지점부에 분담시키므로, 경간부의 정모멘트를 대폭적으로 감소시킬 수 있게 된다. 이를 통해, 교량의 경간 중앙부에서 발생되는 휨 응력이 훨씬 줄어들기 때문에, 경간 중앙부에서 줄어든 휨 응력에 해당하는 만큼 경간부를 보다 길게 연장할 수 있게 되어, 종래에 비하여 보다 긴 경간에 대해 효과적으로 지지할 수 있는 연속 경간의 판형교량을 시공할 수 있게 된다.

그리고, 상기와 같이 경간부의 큰 강재가로보와 채움콘크리트에 의하여 다수의 열로 배열된 강재거더를 횡방향으로 연결 구속시킴에 따라, 사장케이블이 다수의 열로 배열된 강재거더 중 최외측 강재거더로부터 외측으로 돌출된 지지브라켓에 연결되더라도, 사장케이블에 도입되는 프리스트레스를 횡방향으로 배열된 다수의 강재거더에 균일하게 작용시킬 수 있게 된다. 따라서, 다수의 강재거더는 자중 및 활하중에 대하여 하나의 판과 유사한 거동을 하므로 보다 외력에 효과적으로 지지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 판형교량의 시공방법에서 사장케이블의 설치는 채움 콘크리트를 구비한 큰 강재가로보의 설치 이후에 언제든지 할 수 있다. 즉, 본 특허청구범위에 기재된 각 단계는 다른 구성의 단계가 전제되는 것이 아니라면 각 단계의 순서가 뒤바뀌어 구성되는 것을 포함한다.

다만, 사장케이블을 긴장 정착하여 프리스트레스를 도입하는 공정은 바닥판 콘크리트의 타설 이후에 행하는 것이 바람직하다. 이는 사장케이블 긴장 시 수직분력이 강재거더의 자중을 초과하는 것이 일반적임을 감안할 때 사장케이블을 긴장하는 공정에서 강재거더가 상방향으로 들리는 것을 방지하기 위함이다.

이와 같이, 사장케이블에 의해 상부구조에 외력과 반대되는 프리스트레스가 도입됨에 따라, 상기와 같이 시공된 연속경간의 판형교량은 단면이 작은 I자형 강재거더를 이용하여 70m 내외의 긴 경간으로 설치되는 것이 가능해진다.

상기와 같은 잇점은 본 발명에 따른 연속 경간의 판형 교량의 다음 해석 결과를 통해서도 확인할 수 있다.

해석 대상의 교량은 한 경간의 길이가 70m인 2경간 연속 판형교로서, 강재거더의 제원은 H1600x450x12x28, 교폭은 12.15m, 강재거더의 간격은 1.74m(총 7개의 강재거더로 구성), 지점부 채움 콘크리트의 합성은 중간교각을 중심으로 양측으로 10m 구간에 이루어지며, 사장케이블에 도입된 긴장력은 총 1200kN/ea인 것으로 가정하여 구조해석을 수행하였다.

아래표에서 '경우 1'은 연속지점부에 채움콘크리트를 갖지 않으면서 동시에 사장케이블에 긴장력을 도입하지 않은 경우이며, '경우 2'는 바닥판콘크리트 합성 이전에 연속지점부에 채움콘크리트가 합성되고, 바닥판콘크리트 합성 이후에 사장케이블에 긴장력이 도입된 경우(후술되는 이 건 특허발명의 제1실시예)에 대한 구조해석 결과(휨모멘트)이다. 또한, 표에서 단계3의 사장케이블 설치단계는 사장케이블이 팽팽하게 유지되도록 설치된 상태로서, 긴장력은 전혀 도입하지 않은 상태이다.

상기 구조해석 결과에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 연속경간의 판형교량은, 바닥판 합성 시 그 자중에 의해 발생되는 단면력은 연속지점부에서의 채움콘크리트의 강성기여도와 사장케이블의 설치에 따른 처짐제어 기능에 의해 현저하게 절감되는 효과(경간부 : 3,535kN.m에서 1,083kN.m로 약 69% 감소; 연속지점부 : 6,293kN.m에서 2,773kN.m로 56% 감소)가 나타남을 확인할 수 있으며, 사장케이블의 긴장력 도입이 이루어진 후의 공용상대에서의 단면력(경간부 : 9,848kN.m에서 3,463kN.m로 역 65% 감소, 13,672kN.m에서 9,177kN.m로 약 33% 감소) 또한 큰 폭으로 감소되는 탁월할 효과가 나타남을 확인할 수 있다.

이러한 효과는, 사장케이블의 설치(긴장력이 도입되지 않은 상태) 이전에 큰 강재가로보의 설치 및 채움콘크리트의 합성이 종료되어 바닥판 합성 시 발생되는 단면력을 연속지점부의 채움콘크리트가 저항단면으로 작용하게 하면서 동시에 사장케이블이 경간부의 처짐을 제어할 수 있도록 하는 것과, 바닥판 콘크리트의 합성이 종료된 후 사장케이블에 긴장력을 도입함으로써 공용 중 발생되는 외력과 상반되는 프리스트레스를 교량 상부구조에 도입함에 따른 효과로, 이 건 특허발명의 구성요소들의 상승작용에 기인하여 얻어지는 것이다.

한편, 경간부에 설치된 큰 강재가로보 및 채움콘크리트의 횡방향 하중 분배능력을 평가하기 위하여, 상기한 경우 2의 단계 5, 즉 사장케이블의 긴장단계에서 각 거더에 도입되는 휨모멘트의 크기(큰 강재 가로보 위치)를 비교한 결과는 다음과 같다.

여기서, G1, G2, G3, ..., G7는 외측부터 총 7열의 강재거더에 대하여 부여한 기호를 나타내는 것이다. 위 해석결과에서 알 수 있는 바와 같이 경간부에 설치된 큰 강재가로보 및 채움콘크리트의 횡방향 강성 기여로 인하여, 강재거더의 최외측에 횡방향으로 돌출된 지지브라켓에 연결된 사장케이블에 긴장력을 도입한 경우, 7개의 모든 거더에는 거의 동일한 수준의 외력과 상반되는 단면력이 도입됨을 확인할 수 있다.

한편, 상기와 같은 장점을 갖는 연속경간의 판형교량은 단경간 교량에 대해서도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명은, 일측 교대에서는 상기 일측 교대와 일체가 되는 주탑을 설치하고, 상기 일측 교대와 이격된 위치의 전면과 후면에는 각각 타측 교대와 케이블지지대를 설치하여 하부구조를 시공하는 하부구조 시공단계와; 상기 하부구조 상에 다수의 열로 I자형 단면을 갖는 강재거더를 거치하고, 상기 타측 교대를 포함하는 위치에서 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 작은 강재가로보를 설치하는 강재거더 거치단계와; 상기 일측 교대로부터 종방향으로 이격된 경간부에 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 한 쌍의 큰 강재가로보를 설치하되, 상기 강재거더의 최외측에는 상기 큰 강재가로보와 일직선이 되도록 지지 브라켓을 설치하는 큰 강재가로보 설치단계와; 공용 중 부모멘트가 발생되는 상기 일측 교대 위치에서 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 채움콘크리트를 상기 일측 교대와 일체가 되도록 합성하고 동시에 상기 한 쌍의 큰 강재가로보의 사이공간에 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 채움콘크리트를 합성하는 채움콘크리트 합성단계와; 상기 주탑과 상기 지지브라켓 및 상기 케이블지지대 사이를 각각 경사지게 연결하는 사장케이블 연결단계와; 상기 채움콘크리트 합성단계 이후에, 상기 강재거더에 바닥판 콘크리트를 합성하는 바닥판 합성단계와; 상기 바닥판 합성단계 이후에, 상기 사장케이블을 긴장 정착하여 상기 사장케이블에 프리스트레스를 도입하는 사장케이블 프리스트레스 도입단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 판형교량의 시공방법을 제공한다.

이를 통해, 바닥판 타설하중에 의해 발생되는 경간부의 정모멘트의 크기를 크게 줄일 수 있으므로, 경간부를 보다 길게 연장할 수 있게 되어, 종래에 비하여 보다 긴 경간의 단경간 판형 교량을 시공할 수 있다.

상기 연속경간의 판형교량과 상기 단경간 판형교량을 시공함에 있어서, 상기 경간부의 채움콘크리트에 미리 설치된 강연선을 긴장 정착하여, 상기 채움콘크리트에 횡방향으로의 압축 프리스트레스를 도입함으로써, 다수의 열로 배열된 강재거더가 보다 횡방향으로 일체 거동할 수 있게 되어, 사장케이블의 프리스트레스 도입에 따른 효과를 인접한 거더로 원활하게 분배하는 것이 가능하게 된다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 높게 형성된 주탑과 일체되도록 시공된 중간교각과, 상기 중간교각으로부터 종방향 양측으로 이격된 위치에 설치된 교대로 이루어진 하부구조와; 상기 중간교각의 종방향으로의 양측으로 상기 하부구조 상에 다수의 열로 거치된 I자형 단면의 강재거더와; 상기 중간교각으로부터 종방향으로 이격된 경간부에 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 한 쌍의 큰 강재가로보와; 상기 큰 강재가로보와 일직선이 되도록 상기 강재거더의 최외측에 돌출되도록 설치되는 지지브라켓과; 공용 중 부모멘트가 발생되는 지점부 및 상기 한 쌍의 큰 강재가로보에 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하도록 상기 강재거더에 합성된 채움콘크리트와; 상기 채움콘크리트가 합성된 이후에 상기 강재거더의 상측에 합성된 콘크리트 바닥판과; 상기 중간교각을 중심으로 종방향 양측에 대해 상기 지지브라켓과 상기 주탑을 경사지게 연결하고, 상기 바닥판 합성 이후에 긴장 정착되어 프리스트레스가 도입된 사장케이블을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연속경간의 판형교량을 제공한다.

그리고, 본 발명은, 높게 형성된 주탑과 일체가 되도록 시공된 일측 교대와, 상기 일측 교대와 이격된 위치의 전면과 후면에 각각 설치된 타측 교대 및 케이블지지대로 이루어진 하부구조와; 상기 일측 교대와 상기 타측 교대 상에 다수의 열로 거치된 I자형 단면의 강재거더와; 상기 일측 교대로부터 종방향으로 이격된 경간부에 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 한 쌍의 큰 강재가로보와; 상기 큰 강재가로보와 일직선이 되도록 상기 강재거더의 최외측에 돌출되도록 설치되는 지지브라켓과; 상기 강재거더와 상기 일측 교대를 일체가 되도록 하여 상기 강재거더의 종방향 강성을 증가시키면서, 동시에 상기 한 쌍의 큰 강재가로보의 횡방향 강성을 증가시키도록 상기 강재거더에 합성된 채움콘크리트와; 상기 채움콘크리트가 합성된 이후에 상기 강재거더의 상측에 합성된 콘크리트 바닥판과; 상기 주탑과 상기 지지브라켓 및 상기 케이블지지대 사이를 각각 경사지게 연결하고, 상기 바닥판 합성 이후에 긴장 정착되어 프리스트레스가 도입된 사장케이블을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 판형교량을 제공한다.

이 때, 경간부에서의 채움콘크리트에 내설되어 긴장 정착됨으로써 강재거더를 횡방향으로 연결하는 채움콘크리트에 압축 프리스트레스를 횡방향으로 도입하는 긴장재를 더 포함하여, 강재거더의 횡방향의 거동을 확실하게 일체화시킬 수 있다.

한편, 본 명세서 및 특허청구범위 전반에 걸쳐 사용된 '지점부' 및 이와 유사한 용어는 교축방향으로 연속되어 시공된 거더를 양끝단이 아닌 내측위치에서 지지하는 지점을 의미하는 것으로서, 판형 연속교의 상부구조에서 부모멘트가 발생되는 지점부를 의미하는 용어로 사용된 것이다.

그리고, 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 '종방향'라는 용어는 일반적으로 교량을 통행하는 길이 방향으로서 교축방향으로 정의하며, 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 '횡방향'라는 용어는 '종방향'에 수직한 방향으로서 교축 직각방향으로 정의하기로 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 바닥판 합성 이전 부모멘트가 작용하는 영역의 일부 이상에서 강재거더의 횡방향으로의 사이 공간을 저렴한 콘크리트로 채우면서, 동시에 경간부에서 채움콘크리트에 의하여 다수의 열로 배열된 강재거더를 횡방향으로 연결 구속시키고, 바닥판 합성 후 사장케이블로 프리스트레스를 도입함에 따라, 종래에 비해 휨 강성이 증대되어 박스형 거더에 비하여 저렴한 I자형 강재거더로도 70m 내외의 중경간 구조에 적용할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 바닥판 콘크리트를 타설하기 이전에 부모멘트가 발생하는 위치의 강재거더의 횡방향 사이공간에 채움콘크리트를 합성함으로써 강재거더와 채움콘크리트의 합성단면이 바닥판 콘크리트의 자중을 저항하도록 하여, 바닥판 콘크리트의 자중에 의한 강재거더의 모멘트 부담을 줄임으로써, 이에 따른 여유분만큼 경간을 더 길게 하거나 지지능력을 더 크게 확보할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있으며, 부모멘트 구간의 강성의 증가로 차량의 통행 시에 발생되는 진동을 낮출 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 사장케이블이 횡방향 외측의 지지브라켓과 연결되더라도, 사장케이블에 도입되는 프리스트레스를 횡방향으로 배열된 다수의 강재거더에 균일하게 작용시킬 수 있는 효과가 있으며, 특히 사장케이블을 긴장 정착하여 프리스트레스를 도입하는 공정을 바닥판 콘크리트의 타설 이후에 이루어지도록 함으로써 사장케이블 긴장 시 수직분력이 강재거더의 자중을 초과하여 발생하는 강재거더의 들림 현상을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 강재거더의 단면이 지점부와 경간부에서 모두 일정하므로, 강재거더가 경간부와 지점부에 발생되는 휨모멘트에 적합하도록 단면을 변화시켜 구성되었던 시공상 번거로움으로부터 자유로우며, 형하 공간의 확보가 곤란했던 곳에서도 형하 공간의 확보가 유리하므로 시공이 가능한 장점이 얻어진다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 연속경간 판형교량의 구성을 도시한 사시도
도2는 도1의 측면도
도3a 내지 도3f는 도1의 연속경간의 판형교량을 시공하는 순서에 따른 구성으로서, 도3a, 도3b, 도3e, 도3f는 측면도이고 도3c 및 도3d는 평면도
도4는 도3d의 절단선 A-A, B-B에 따른 횡단면도
도5a 내지 도5f는 본 발명의 제2실시예에 따른 단경간의 판형교량을 시공하는 순서에 따른 구성으로서, 도5a, 도5b, 도5e, 도5f는 측면도이고 도5c 및 도5d는 평면도

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연속경간의 판형교량(100)은, 주탑(12)과 일체로 형성된 중간교각(10')과 이로부터 종방향 양측으로 이격된 위치에 교각이나 교대(10)가 설치되어 이루어진 하부구조(10, 10')와, 하부구조(10, 10')상의 교좌장치(10a, 10a')에 다수의 열로 거치된 강재거더(110)와, 강재거더(110)를 횡방향으로 연결하는 강재가로보(120, 115)와, 공용 중 부모멘트가 발생되는 지점부 및 정모멘트가 발생되는 경간부에 각각 강재거더(110)를 횡방향으로 연결하는 채움콘크리트(130, 140)와, 채움콘크리트(130, 140)가 강재거더(110)에 합성된 이후에 강재거더(110)의 상측에 합성되는 콘크리트 바닥판(150)과, 최외측 강재가로보로부터 외측으로 돌출된 지지브라켓(128)과 주탑(12)을 경사지게 연결하고 프리스트레스가 도입된 사장케이블(160)과, 채움콘크리트(130, 140)에 횡방향으로 배열되어 프리스트레스를 도입하는 긴장재(170)로 구성된다.

도1 내지 도3f에는 2경간 연속 판형교량을 도시하였지만, 주탑(12)이 일체로 형성된 중간교각(10')이 종방향으로 연속하거나 하나 건너서 위치함으로써, 3경간 이상의 연속경간 판형교량을 시공할 수도 있다.

상기 강재거더(110)는 연속 지점부를 형성하는 중간교각(10')에서 연속하는 형태로 종방향 배열된다. 강재거더(110)는 중간교각(10')의 종??항 양측에 위치한 교대(10)를 연속한 형태로 거치되도록 연결 플레이트(111, 112)에 의해 다수가 연결 결합된 형태일 수 있다. 연결 플레이트(111, 112)에 의한 연결부는 중간교각(10')의 상측에 위치할 수도 있고, 경간부에 위치할 수도 있다.

상기 경간부에서 한 쌍으로 설치되는 강재가로보(120)는 사장케이블(160)이 고정되는 경간부 위치에 다수의 강재거더(110)를 횡방향으로 연결하는 형태로 견고하게 설치된다. 큰 강재가로보(120)는 하나의 열로만 형성될 수도 있지만, 경간부에서의 채움콘크리트(140)와 결합되어 횡방향 강성을 크게 증가시키기 위하여 한 쌍으로 이루어진 2열로 형성되는 것이 좋다. 강재거더(110)의 상측에 콘크리트 바닥판(150)이 시공되므로, 최외측 강재거더로부터 횡방향 외측으로 돌출된 지지브라켓(128)이 구비되어, 사장케이블(160)을 지지브라켓(128)에 연결함으로써 설치를 보다 용이하게 할 수 있다.

필요에 따라 경간부에서의 채움콘크리트(140)의 합성과 별개로 강재거더(110)를 횡방향으로 연결하는 작은 강재가로보(115)가 외측 지점부를 포함하는 위치에서 추가적으로 설치된다.

큰 강재가로보(120)는 도4에 도시된 바와 같이 다수의 열로 배열된 강재거더(110)의 상부 플랜지와 하부 플랜지 사이에 결합된 보강 플레이트(121)와, 강재거더(110)의 보강 플레이트(121)를 연결 플레이트(123, 123')로 I자 단면의 연결 가로보(122)와 결합시키는 것에 의해 설치될 수 있으며(도4는 도면의 복잡함을 피하기 위하여 개념적인 것만을 나타낸 것이 불과하며, 실제 큰 강재가로보와 강재거더는 휨접합이 될 수 있도록 견고하게 결합되며, 통상의 방법에 따른다), 이외 큰 가로보의 위치에서 상부구조의 횡방향 강성이 담보될 수 있는 다양한 연결방법이 가능하다.

지점부에서의 상기 채움콘크리트(130)는 중간교각(10')의 상측을 포함하여 공용 중 부모멘트가 발생되는 지점부에 강재거더(110)를 횡방향으로 연결하도록 합성된다. 지점부에서의 채움콘크리트(130)는 콘크리트 바닥판(150)을 타설하기 이전에 미리 합성시켜둠으로써, 경간부에 작용하는 정모멘트의 부담을 완화시킬 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.

경간부에서의 상기 채움콘크리트(140)는 강재거더(110)를 횡방향으로 연결하는 한 쌍의 큰 강재가로보(120)의 사이에 합성되며, 도4에 도시된 바와 같이 한 쌍의 강재가로보(120)의 하부 플랜지에 데크 플레이트를 거치시켜놓고 굳지 않은 콘크리트를 타설하여 쉽게 합성될 수 있다. 경간부 채움콘크리트(140)에 의하여 경간부에서도 강재거더(110)들이 횡방향으로 일체거동하게 되므로, 주탑(12)과 지지브라켓(128)과 연결되는 사장케이블(160)에 의한 지지능력이 강재거더(110)에 균등하게 작용된다.

경간부에서의 채움콘크리트(140)에는 강도를 보강하기 위한 철근(145)이 배근되며, 횡방향으로의 보강을 위해 쉬스관(미도시)에 내설된 긴장재(170)를 긴장 정착하여 횡방향으로의 압축프리스트레스가 도입된다.

상기 콘크리트 바닥판(150)은 차량 등이 통행하기 위하여 강재거더(110)의 상측에 합성된다. 콘크리트 바닥판(150)은 채움콘크리트(130, 140)가 합성된 이후에 합성한다. 이를 통해, 강재거더(110)와 지점부 채움콘크리트(130)의 합성단면이 바닥판 콘크리트(150)의 자중에 저항하므로, 바닥판 콘크리트(150)의 자중에 의한 강재거더(110)의 모멘트 부담을 줄일 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.

상기 사장케이블(160)은 주탑(12)의 상측과 지지브라켓(128)를 연결하도록 설치되고, 긴장 정착되는 것에 의해 교량 경간부에 작용하는 정모멘트를 부담한다. 도1에는 사장 케이블(160)이 외측 강재거더(110)의 바깥으로 돌출된 지지브라켓(128)에 연결된 구성을 도시하였지만, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면 사장케이블(160)이 외측 강재거더(110)나 그 주변의 가로보(120)에 직접 연결될 수도 있다.

사장케이블(160)은 주탑(12)을 중심으로 종방향 양측으로 설치되어, 양측 경간부의 지지브라켓(128)에 고정된다. 이와 같이 사장케이블(160)이 주탑(12)을 중심으로 종방향으로 대칭으로 배열됨에 따라, 사장케이블(160)에 작용하는 수평 성분의 분력은 서로 상쇄되고, 사장케이블(160)에 작용하는 수직 성분의 분력으로 교량의 활하중 등을 지지한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 연속경간의 판형교량(100)은 지점부를 포함하여 부모멘트가 작용하는 영역(I)의 일부 이상에서 강재거더의 횡방향으로의 사이 공간을 바닥판 합성이 이루어지 이전에 저렴한 지점부 채움콘크리트(130)로 채움으로써, 강재거더(110)가 종방향 전체에 걸쳐 균일한 단면으로 형성되더라도, 지점부의 강성이 경간부의 강성에 비하여 커짐에 따라 바닥판 합성 시 및 활하중 재하 시 정모멘트가 작용하는 영역(II)에서의 정모멘트를 감소시킬 수 있게 되므로, 경간부를 보다 길게 연장하여 종래보다 긴 경간에 대해서도 적용이 가능해지며, 지점부의 강재거더의 횡방향으로의 사잇 공간을 저렴한 콘크리트로 채움으로써 차량의 통행 시에 발생되는 진동을 낮출 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 강재거더(110)의 단면이 지점부와 경간부에서 모두 일정하므로, 시공이 간편해지고 형하 공간의 확보가 보다 쉬워지며, 사장케이블(160)에 의해서도 공용 중 작용하는 정모멘트의 부담을 덜어주므로, 보다 긴 경간을 경제적으로 시공할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다. 또한 사장케이블을 긴장 정착하여 프리스트레스를 도입하는 공정을 바닥판 콘크리트의 타설 이후에 이루어지도록 함으로써 사장케이블 긴장 시 수직분력이 강재거더의 자중을 초과하여 발생하는 강재거더의 들림 현상을 방지할 수 있게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 연속 경간의 판형교량(100)의 시공방법을 2경간 교량을 예로 들어 상술한다.

단계 1: 먼저, 도3a에 도시된 바와 같이 중간교각(10')에는 주탑(12)을 일체로 형성하고, 중간교각(10')으로부터 종방향 양측으로 이격된 위치에 교대(10)를 설치하여 하부구조(10, 10')를 시공한다.

단계 2: 그리고 나서, 도3b에 도시된 바와 같이, 시공된 하부구조(10, 10')의 교좌장치(10a, 10a')에 강재거더(110)를 거치시킨다. 이 때, 강재거더(110)는 중간교각(10')에서 연속 지점부를 형성하므로 종방향으로 분리되지 않고 연속하는 형태로 연결 거치되며, 이를 위해 다수의 강재거더(110)가 연결 플레이트(111, 112)에 의해 상호 연결된다.

단계 3: 그 다음, 도3c에 도시된 바와 같이 거치된 강재거더(110)를 횡방향으로 연결하는 작은 강재가로보(115) 및 큰 강재가로보(120)를 설치한다. 이 때, 연속지점부 위치에서는 채움콘크리트(130)가 후공정으로 시공되므로, 가로보를 반드시 설치하지 않아도 무방하다. 그러나, 경간부에서는 사장케이블(160)이 연결되는 위치에 서로 이웃하게 설치된 강재거더(110)들이 횡방향으로 견고하게 결합되도록 강재거더(110)와 동일한 높이의 큰 강재가로보(120)를 종방향으로 이격되게 한 쌍을 설치한다.

이 때, 사장케이블(160)의 연결을 용이하게 하기 위하여, 강재거더(110)의 최외측 횡방향으로 내민 형태가 되도록 큰 강재가로보(120)로부터 일직선 배열되는 지지브라켓(128)을 최외측 강재거더로부터 연장 설치한다.

한편, 외측의 하부구조(10) 위치를 포함하여 강재거더(110)의 중간에는 작은 강재가로보(115)를 설치한다. 그리고, 교량의 폭이 작은 경우에는, 강재가로보(115, 120) 설치 단계를 지상에서 행한 후에, 강재가로보가 설치된 강재거더(110)를 한꺼번에 인상하여 하부 구조(10, 10')에 거치시킬 수도 있다.

단계 4: 그리고 나서, 도3d에 도시된 바와 같이 부모멘트가 크게 발생되는 지점부에서 강재거더(110)의 횡방향 사잇 공간에 채움콘크리트(130)를 합성하여, 강재 거더(110)를 횡방향으로 상호 연결 구속시킨다.

이에 따라, 강재거더(110)의 지점부에서의 강성이 증가하여 바닥판 콘크리트에 의해 발생되는 큰 정모멘트의 크기를 현저히 줄일 수 있으며, 상대적으로 크게 발생되는 부모멘트는 강재거더(110)와 지점부에서의 채움콘크리트(130)의 합성 단면으로 안전하게 저항할 수 있다.

연속 지점부의 채움 콘크리트(130) 합성과 동시에, 경간부에 설치된 한 쌍의 큰 강재가로보(120)의 사이에도 채움콘크리트(140)를 강재거더(110)에 합성하여, 강재거더(110)가 경간부에서도 횡방향으로 일체 거동하도록 한다. 이를 통해, 강재거더(110)의 최외측 바깥으로 돌출된 지지브라켓(128)에 사장케이블(160)을 연결하여, 사장케이블(160)에 의한 지지력이 강재거더(210)의 전부에 균등하게 작용하게 된다. 그리고, 경간부 채움콘크리트(140)는 긴장재를 내설하여 이를 이용하여 횡방향으로의 압축 프리스트레스가 도입될 수도 있다.

단계 5: 도3e에 도시된 바와 같이 사장케이블(160)을 주탑(12)의 상측으로부터 지지브라켓(128)에 연결시켜, 후속하는 콘크리트 바닥판(150)의 타설 하중을 사장케이블(160)에 분담시킨다. 다만, 사장 케이블(160)을 긴장 정착하는 공정은 콘크리트 바닥판(150)을 합성하기 이전에는 행하지 않는 것이 좋다. 또한, 교량이 짧은 경간으로 시공되는 경우에는 사장케이블(160)의 설치공정은 단계 6 이후에 이루어지는 것도 가능하다.

단계 6: 그리고 나서, 도3f에 도시된 바와 같이, 강재거더(110)의 상측에 거푸집(미도시)를 설치한 후, 강재거더(110)의 상부 플랜지와 채움콘크리트(130, 140) 상부에 콘크리트 바닥판(150)을 합성한다.

콘크리트를 바닥판(150)을 타설하기 이전에, 지점부 채움콘크리트(130)에 의해 강재거더(110)가 중간교각(10')과 일체화되므로, 굳지 않은 바닥판 콘크리트의 자중에 의해 경간부에 작용하는 정모멘트를 크게 줄일 수 있게 된다. 따라서, 정모멘트의 감소분만큼 보다 길게 경간부를 구현할 수 있다.

그리고, 지점부 채움콘크리트(130)를 강재거더(110)에 합성한 이후에 콘크리트 바닥판(150)이 합성됨에 따라, 지점부에서의 바닥판의 시공이 간편해지며, 지점부에서 강재거더(110)와 지점부 채움콘크리트(140)의 합성 단면이 바닥판콘크리트(150)의 자중에 저항하므로, 바닥판콘크리트(150)의 자중에 의한 강재거더(110)의 모멘트 부담을 줄일 수 있게 된다.

단계 7: 단계 6을 행하는 과정에서, 바닥판 콘크리트(150)의 자중은 그 이전에 설치된 사장 케이블(160)에 의해서도 분담된다. 따라서, 바닥판을 합성하기 위한 콘크리트의 타설 자중이 사장케이블(160)에 의해 분담되므로, 이에 따른 경간부에서의 정모멘트가 더욱 더 줄어들어, 경간부를 보다 길게 연장하는 것이 가능해진다. 콘크리트 바닥판(150)이 강재거더(110)에 합성되면, 사장케이블(160)을 도면부호 160d로 표시된 방향으로 긴장하여 활하중에 대응하는 수준 또는 그 이상의 프리스트레스를 상부구조에 도입하여 외력에 의해 발생되는 단면력을 상쇄시킨다.

사장케이블(160)의 긴장 공정은 바닥판(150)의 합성 이전에 시행되지 않는 것이 좋은데, 이에 의해 사장케이블(160)의 긴장력 도입 시 그 수직 분력이 상부구조의 자중(강재 거더와 채움콘크리트의 무게를 합산한 값)을 초과하여 상부구조가 하부구조(10, 10')의 교좌장치로부터 이탈되어 상방으로 들리는 문제점을 근본적으로 방지할 수 있다. 따라서, 사장케이블(160)의 긴장력 도입 시점을 이와 같이 조정함에 따라, 지점부 채움콘크리트(130)를 바닥판 타설 이전에 행하는 것과 결합되어, I자형 강재단면을 갖는 개단면의 거더교량을 중경간 규모의 수준에서도 구조적 문제점이 발생되지 않게 시공할 수 있게 된다.

그 다음, 콘크리트 바닥판(150)의 표면에 포장과 난간을 설치하여 연속경간의 판형교량의 시공을 완료한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 판형교량 및 그 시공방법은 교량의 경간부에 작용하는 정모멘트의 크기를 지점부 채움콘크리트(130)를 바닥판 콘크리트의 타설 이전에 미리 합성시키는 것과, 사장케이블(160)에 의해 보다 효율적으로 줄일 수 있으므로, 저렴한 I자형 단면의 개단면 강재거더(110)를 이용하더라도 70m 내외의 중경간 교량을 시공하는 것이 가능해진다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 제2실시예를 설명함에 있어서, 전술한 제1실시예의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 제2실시예의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 판형교량(200)은 단경간 교량이라는 점에서 전술한 실시예와 차이가 있다. 즉, 본 발명의 제2실시예에 따른 단경간의 판형교량(200)은, 주탑(22)이 일체로 형성된 일측 교대(20')와 이로부터 종방향으로 이격된 위치에 있는 교대(10)로 이루어진 하부구조(10, 20')와, 일측 교대(20')를 포함하는 하부구조(10, 20') 상에 다수의 열로 거치된 강재거더(210)와, 일측 교대(20')로부터 종방향으로 이격된 경간부에 강재거더(210)를 횡방향으로 연결하는 큰 강재가로보(220)와, 강재거더(210)를 횡방향으로 연결하도록 강재거더(210)의 일측 교대부와 경간부에서 합성된 채움콘크리트(230, 240)와, 일측 교대부에서의 채움콘크리트(230)가 합성된 이후에 강재거더(210)의 상측에 합성된 콘크리트 바닥판(250)과, 일측 교대(20')의 주탑 상측과 경간부의 최외측 강재거더로부터 횡방향으로 내민 지지브라켓(228)을 경사지게 연결하고 긴장된 상태로 설치되는 사장케이블(260)과, 채움콘크리트(240)에 내설되어 횡방향으로의 압축 프리스트레스를 도입하는 긴장재로 구성된다.

상기 강재거더(210)는 상부 플랜지와 하부 플랜지와 이들을 연결하는 복부로 이루어진 I자형 단면으로 형성되어, 일측 교대(20')와 타측 교대(10)의 교좌장치(10a, 20a') 상에 거치된다. 강재 거더(210)는 다수의 분절 거더를 종방향으로 연결되어 제작될 수도 있다.

상기 큰 강재가로보(220)는 사장케이블(260)이 고정되는 경간부 위치에 다수의 강재거더(210)를 횡방향으로 연결하는 형태로 형성된다. 그리고, 큰 강재가로보(220)와 일직선으로 정렬되는 강재거더(210)의 최외측에는 지지브라켓(228)이 돌출되도록 설치된다.

큰 강재가로보(220)와는 별개로 타측 교대(10)나 경간부에서 강재거더(210)를 횡방향으로 연결하는 작은 강재가로보(215)가 추가적으로 설치한다.

일측 교대(20')부에서의 상기 채움콘크리트(230)는 다수의 열로 배열된 강재 거더(210)를 횡방향으로 연결하면서 일측 교대(20')와 일체로 되도록 합성된다.

경간부에서의 상기 채움콘크리트(240)는 경간부에서 강재거더(210)를 횡방향으로 연결하는 한 쌍의 큰 강재가로보(220)의 사이에 합성된다. 경간부 채움콘크리트(240)에 의하여 경간부에서도 강재거더(210)들이 횡방향으로 일체 거동할 수 있게 되며, 주탑(12)과 지지브라켓(228)과 연결되는 사장케이블(260)에 의한 지지 능력이 내측에 외치하는 강재 거더(210)에까지 균등 작용하게 된다.

상기 콘크리트 바닥판(250)은 차량 등이 통행하기 위하여 강재거더(210)의 상측에 합성된다. 콘크리트 바닥판(250)은 지점부 및 경간부에서 채움콘크리트(230, 240)가 합성된 이후에 굳지 않은 콘크리트를 타설하여 합성한다. 이를 통해, 일측 교대에서 강재거더(210)와 채움콘크리트(230)의 합성 단면이 바닥판 콘크리트(250)의 자중에 저항하므로, 바닥판 콘크리트(250)의 자중에 의한 강재거더(210)의 모멘트 부담을 줄일 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.

상기 사장케이블(260)은 주탑(22)의 상측과 지지브라켓(228)를 연결하도록 경사지게 설치되고, 긴장 정착되는 것에 의해 교량 경간부에 작용하는 정모멘트를 부담한다. 단경간 판형 교량(200)은 주탑(12)이 일측 교대(10')에 설치되므로, 사장케이블(260)이 강재거더(210)를 향하는 일측에 대해서만 필요하다. 그러나, 사장케이블(260)에 작용하는 힘의 수평 분력에 의해 상부구조가 일측교대(20')를 향하여 이동하려는 변위가 발생되므로 이에 따른 구조적인 문제점을 회피하기 위하여 일측 교대는 그 상부구조와 하부구조를 일체화 하였으며, 도5f에 도시된 바와 같이 사장케이블(260')은 주탑(22)의 반대편에 케이블지지대(30a)를 설치하여 지면(30)에서도 고정되도록 하여, 케이블 긴장 시 주탑에 작용되는 구조적인 문제점을 피하도록 하였다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 단경간의 판형교량(200)은 일측 교대(20')가 위치하는 지점부에서 강재거더의 횡방향으로의 사이 공간을 저렴한 채움콘크리트(130)로 바닥판 콘크리트의 타설 이전에 미리 합성시키는 것과, 사장케이블(260)에 의해 상부구조의 하중을 분담시키는 것에 경간부에서의 정모멘트를 대폭적으로 감소시킬 수 있으므로, 경간부를 보다 길게 연장하여 종래보다 긴 경간으로 적용시킬 수 있고, 지점부에서 강재거더의 횡방향으로의 사잇 공간을 저렴한 콘크리트로 채움으로써 차량의 통행 시에 발생되는 진동을 낮출 수 있게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 따른 단경간의 판형 교량(200)의 시공 방법을 상술한다.

단계 1: 먼저, 도5a에 도시된 바와 같이 일측 교대(20')에는 주탑(22)을 일체로 형성하고, 일측 교대(20')로부터 종방향으로 이격된 위치에 타측 교대(10)를 설치하여 하부구조(10, 20')를 시공한다.

단계 2: 그리고 나서, 도5b에 도시된 바와 같이, 시공된 하부구조(10, 20')의 교좌장치(10a, 20a')에 강재거더(210)를 거치시킨다.

단계 3: 그 다음, 도5c에 도시된 바와 같이 거치된 강재거더(210)를 횡방향으로 연결하는 가로보(215, 220)를 설치한다. 이 때, 일측 교대(20') 위치에서는 지점부 채움콘크리트(230)가 후공정으로 시공되므로 가로보를 설치하지 않아도 무방하지만, 경간부에서는 사장케이블(260)이 연결되는 위치에 서로 이웃하게 설치된 강재거더(210)들이 횡방향으로 견고하게 결합되도록 강재거더(210)와 동일한 높이의 큰 강재가로보(220)를 종방향으로 이격되게 한 쌍을 설치한다.

그리고, 사장케이블(260)의 연결을 용이하게 하기 위하여, 강재거더(210)의 외측 횡방향으로 내민 형태가 되도록 큰 강재가로보(220)로부터 일직선으로 배열되는 위치에 지지브라켓(228)을 연장 설치한다.

단계 4: 그리고 나서, 도5d에 도시된 바와 같이 일측 교대(20')부에서 강재거더(210)의 횡방향 사잇 공간에 채움콘크리트(230)를 합성하여 강재거더(210)를 일측 교대(20')와 일체화시키면서 강재거더(210)를 횡방향으로 상호 연결 구속시킨다. 이에 따라, 일측 교대(20')에서 작용하는 부모멘트는 크지만, 경간부에서 작용하는 정모멘트는 훨씬 작아진다.

이와 같이, 일측 교대(20')는 상부 구조와 일체시키고 타측 교대(10)는 단순지지시키는 이유는 사장케이블(260)의 긴장력 도입 시 그 수평 분력에 의해 교좌장치에 과도한 수평력이 작용하는 구조적인 문제점을 해소하기 위함이며, 일측 교대에는 배면에 작용하는 토압과 반대되는 힘을 사장케이블(260)에 의해 도입시키기 위함이다. 이와 같이 일측 교대(20')가 위치한 우각부에서 지점부 채움콘크리트(230)가 강재거더(210)와 일체로 합성됨에 따라, 우각부 강성이 크게 증가하여 바닥판 콘크리트에 의해 발생되는 정모멘트의 크기를 줄이는 것이 가능해지고, 상대적으로 크게 작용하는 우각부의 큰 모멘트는 강재거더(210)와 지점부 채움콘크리트(230)의 합성 단면이 안전하게 저항할 수 있다.

일측 교대(20')부에서의 채움콘크리트(230) 합성과 동시에, 경간부에 설치된 한 쌍의 큰 강재가로보(220)의 사이에도 채움콘크리트(240)를 강재거더(210)와 합성하여, 강재거더(210)가 경간부에서도 횡방향으로 일체 거동하도록 한다. 이를 통해, 강재거더(210)의 외측 바깥으로 돌출된 지지브라켓(228)에 사장케이블(260)을 연결하여, 사장 케이블(260)에 의해 지지되는 효과가 강재거더(210)의 전부에 균등하게 작용된다.

경간부 채움 콘크리트(240)는 긴장재를 내설하여 이를 이용하여 횡방향으로의 압축 프리스트레스가 도입될 수도 있다.

단계 5: 도5e에 도시된 바와 같이 사장케이블(260)을 주탑(22)의 상측으로부터 지지브라켓(228)에 이르도록 연결시키고, 동시에 사장케이블(260')의 반대편 끝단은 지면(30)의 케이블지지대(30a)에 고정시킨다. 이 때, 콘크리트 바닥판(250)을 합성하기 이전에 사장케이블(260)을 설치함으로써 콘크리트 바닥판(150)의 타설 자중을 사장 케이블(260)로 분담시킬 수 있으나, 교량이 짧은 경간으로 시공되는 경우에는 사장케이블(160)의 설치공정은 단계 6 이후에 이루어지는 것도 가능하다.

단계 6: 그리고 나서, 도5f에 도시된 바와 같이, 강재거더(210)의 상측에 거푸집(미도시)를 설치한 후, 강재거더(210)의 상부 플랜지와 채움콘크리트 상부에 콘크리트 바닥판을 합성한다. 콘크리트를 타설하기 이전에, 지점부에서 채움콘크리트(230)에 의해 강재거더(210)가 일측 교대(20')와 일체화되므로, 바닥판의 시공을 위해 타설되는 콘크리트의 자중에 의한 경간부에서의 정모멘트 크기를 줄일 수 있게 되어, 정모멘트의 감소분만큼 보다 긴 경간부를 구현할 수 있다.

단계 7: 단계 6을 행하는 과정에서, 바닥판 콘크리트의 자중은 미리 설치되어 있는 사장케이블(260)에 의해서도 분담된다. 그리고 콘크리트 바닥판(250)이 강재거더(210)에 합성되면, 사장케이블(260)을 긴장하여 도면부호 260d로 표시된 방향으로 활하중에 대응하는 수준 또는 그 이상의 프리스트레스를 도입하여, 외력에 의해 발생되는 상부구조의 단면력을 상쇄시킨다. 이와 동시에, 지면(30)에 고정되는 사장 케이블(260')에 대해서도 도면부호 260d'로 표시된 방향으로 프리스트레스를 도입한다.

그 다음, 콘크리트 바닥판(250)의 표면에 포장과 난간을 설치하여 단경간의 판형교량의 시공을 완료한다.

한편, 제1실시예 및 제2실시예의 단계6에서 바닥판 콘크리트 타설 시 부모멘트가 커짐에 따라 부모멘트부(제1실시예의 연속지점부 및 제2실시예의 일측 교대부)를 채우도록 미리 시공된 채움콘크리트(130, 230)의 상연에 인장 균열이 발생될 가능성이 있지만, 인장 균열이 발생된다고 하더라도 굳지 않은 바닥판 콘크리트가 채움콘크리트(130, 230)의 균열을 자연스럽게 보수하게 되므로, 균열에 따른 유지 관리 측면에서의 문제는 발생되지 않는다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 다시 말하면, 본 발명의 실시예에서는 2연속 경간의 판형교량(100)을 예로 들어 설명하였지만, 위 실시 예를 참조하여 이를 3경간 이상의 연속 판형교량에 적용하는 것은 당해 기술 분야의 당업자가 명확히 이해할 수 있으며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 3경간 이상의 판형 연속교에 적용하는 것도 당연히 본 발명의 범주에 속하는 것이다.

또한, 본 발명의 단경간 판형교량에 대한 실시예에서는 일측 교대는 하부구조와 일체화 된 상태이고 타측 교대는 하부구조와 분리된 것을 예로 들었지만, 양측의 교대가 모두 하부구조와 일체로 시공되는 것이 포함되는 것도 특허청구범위에 기재된 범주 내에서의 본 발명의 범주에 속하는 것이다.

10: 교대 10': 중간 교각
12: 주탑 100: 연속경간 판형교량
200: 단경간 판형교량 110, 210: 강재 거더
120, 220: 가로보 130, 230: 지점부 채움콘크리트
140, 240: 경간부 채움콘크리트 150, 250: 바닥판
160, 260: 사장 케이블 170: 긴장재

Claims (7)

1. I자형 단면을 갖는 강재거더가 종방향으로 연속되도록 양측에 거치되는 중간교각에서는 상기 중간교각과 일체가 되는 주탑을 설치하고, 상기 중간교각과 종방향 양측으로 이격된 위치에 교대를 설치하여 하부구조를 시공하는 하부구조 시공단계와;
   상기 하부구조 상에 다수의 열로 상기 강재거더를 거치하고, 상기 교대를 포함하는 위치에서 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 작은 강재가로보를 설치하는 강재거더 거치단계와;
   상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 한 쌍의 큰 강재가로보를 상기 중간 교각으로부터 종방향으로 이격된 경간부에 설치하되, 상기 강재거더의 최외측에는 상기 큰 강재가로보와 일직선이 되도록 지지브라켓을 설치하는 큰 강재가로보 설치단계와;
   공용 중 부모멘트가 발생되는 지점부의 상기 강재거더의 사잇 공간과 상기 한 쌍의 큰 강재가로보의 사이공간에 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 채움콘크리트를 합성하는 채움콘크리트 합성단계와;
   상기 주탑의 종방향 양측에 대해 상기 지지브라켓과 상기 주탑을 경사지게 연결하는 사장케이블 연결단계와;
   상기 채움콘크리트 합성단계 이후에, 상기 강재거더에 바닥판 콘크리트를 합성하는 바닥판 합성단계와;
   상기 바닥판 합성단계 이후에, 상기 사장케이블을 긴장 정착하여 상기 사장케이블에 프리스트레스를 도입하는 사장케이블 프리스트레스 도입단계를;
   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 판형교량의 시공방법.
   
2. 일측 교대에서는 상기 일측 교대와 일체가 되는 주탑을 설치하고, 상기 일측 교대와 이격된 위치의 전면과 후면에는 각각 타측 교대와 케이블지지대를 설치하여 하부구조를 시공하는 하부구조 시공단계와;
   상기 하부구조 상에 다수의 열로 I자형 단면을 갖는 강재거더를 거치하고, 상기 타측 교대를 포함하는 위치에서 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 작은 강재가로보를 설치하는 강재거더 거치단계와;
   상기 일측 교대로부터 종방향으로 이격된 경간부에 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 한 쌍의 큰 강재가로보를 설치하되, 상기 강재거더의 최외측에는 상기 큰 강재가로보와 일직선이 되도록 지지브라켓을 설치하는 큰 강재가로보 설치단계와;
   공용 중 부모멘트가 발생되는 상기 일측 교대 위치에서 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 채움콘크리트를 상기 일측 교대와 일체가 되도록 합성하고 동시에 상기 한 쌍의 큰 강재가로보의 사이공간에 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 채움콘크리트를 합성하는 채움콘크리트 합성단계와;
   상기 주탑과 상기 지지브라켓 및 상기 케이블지지대 사이를 각각 경사지게 연결하는 사장케이블 연결단계와;
   상기 채움콘크리트 합성단계 이후에, 상기 강재거더에 바닥판 콘크리트를 합성하는 바닥판 합성단계와;
   상기 바닥판 합성단계 이후에, 상기 사장케이블을 긴장 정착하여 상기 사장케이블에 프리스트레스를 도입하는 사장케이블 프리스트레스 도입단계를;
   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 판형교량의 시공방법.
   
3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 한 쌍의 큰 강재가로보의 사이공간에 시공된 채움콘크리트에는 횡방향으로 미리 내설된 강연선을 긴장 정착하여, 상기 채움콘크리트에 횡방향으로의 압축 프리스트레스가 도입되는 것을 특징으로 하는 판형교량의 시공방법.
   
4. 삭제
5. 높게 형성된 주탑과 일체되도록 시공된 중간교각과, 상기 중간교각으로부터 종방향 양측으로 이격된 위치에 설치된 교대로 이루어진 하부구조와;
   상기 중간교각의 종방향으로의 양측으로 상기 하부구조 상에 다수의 열로 거치된 I자형 단면의 강재거더와;
   상기 중간교각으로부터 종방향 양측으로 이격된 경간부에 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 한 쌍의 큰 강재가로보와;
   상기 큰 강재가로보와 일직선이 되도록 상기 강재거더의 최외측에 돌출되도록 설치되는 지지브라켓과;
   공용 중 부모멘트가 발생되는 지점부 및 상기 한 쌍의 큰 강재가로보에 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하도록 상기 강재거더에 합성된 채움콘크리트와;
   상기 채움콘크리트가 합성된 이후에, 상기 강재거더의 상측에 합성된 콘크리트 바닥판과;
   상기 중간교각을 중심으로 종방향 양측에 대해 상기 지지브라켓과 상기 주탑을 경사지게 연결하고, 상기 바닥판 합성 이후에 긴장 정착되어 프리스트레스가 도입된 사장케이블을;
   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 판형교량.
   
6. 높게 형성된 주탑과 일체가 되도록 시공된 일측 교대와, 상기 일측 교대와 이격된 위치의 전면과 후면에 각각 설치된 타측 교대 및 케이블지지대로 이루어진 하부구조와;
   상기 일측 교대와 상기 타측 교대 상에 다수의 열로 거치된 I자형 단면의 강재거더와;
   상기 일측 교대로부터 종방향으로 이격된 경간부에 상기 강재거더를 횡방향으로 연결하는 한 쌍의 큰 강재가로보와;
   상기 큰 강재가로보와 일직선이 되도록 상기 강재거더의 최외측에 돌출되도록 설치되는 지지브라켓과;
   상기 강재거더와 상기 일측 교대를 일체가 되도록 하여 상기 강재거더의 종방향 강성을 증가시키면서, 동시에 상기 한 쌍의 큰 강재가로보의 횡방향 강성을 증가시키도록 상기 강재거더에 합성된 채움콘크리트와;
   상기 채움콘크리트가 합성된 이후에, 상기 강재거더의 상측에 합성된 콘크리트 바닥판과;
   상기 주탑과 상기 지지브라켓 및 상기 케이블지지대 사이를 각각 경사지게 연결하고, 상기 바닥판 합성 이후에 긴장 정착되어 프리스트레스가 도입된 사장케이블을;
   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 판형교량.
   
7. 제 5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 한 쌍의 큰 강재가로보의 사이공간에 시공된 채움콘크리트에 내설되어 긴장 정착됨으로써 상기 채움콘크리트에 횡방향의 압축 프리스트레스를 도입하는 긴장재를;
   더 포함하는 판형교량.

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