KR101260863B1 - 아치형 피에스씨빔을 이용한 라멘교 및 그 시공방법 - Google Patents

아치형 피에스씨빔을 이용한 라멘교 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 발명의 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교는, 하부에 기초를 갖고 지반 위에 설치되는 복수 개의 벽체와; 벽체 상부에 설치되는 무수축콘크리트와; 상기 무수축콘크리트 상부에 설치되고, 지점부 선단에는 "ㄷ"자형상의 매입철근 일부가 돌출형성되며, 지점부에는 하부에 배치되고 중앙부에는 상부에 배치된 플랜지가 압축부위에 형성되어 상부슬래브 가설시 동바리와 비계가 필요 없어 시공이 간단하며 긴장력이 도입된 아치형 PSC빔과; 상기 아치형 PSC빔 위로 타설되는 상부슬래브와; 상기 무수축콘크리트와 벽체의 상단부에 타설되는 벽체콘크리트를 포함하여서 이루어지고, 또한, 본 발명의 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 시공방법은, 지점부 선단에는 "ㄷ"자형상의 매입철근 일부가 돌출형성되고, 지점부에는 하부에 배치되고 중앙부에는 상부에 배치된 플랜지가 형성되며, 긴장력이 도입된 아치형 PSC빔을 제작하는 단계와; 하부에 기초를 갖고 지반 위에 복수 개의 벽체를 설치하는 단계와; 지반 위에 설치된 벽체 상부에 무수축콘크리트를 설치하는 단계와; 긴장력이 도입된 아치형 PSC빔을 상기 벽체 상부의 무수축콘크리트 위에 설치하는 단계와; 상기 아치형 PSC빔 위로 상부슬래브를 타설하는 단계와; 상기 무수축콘크리트와 벽체의 상단부에 벽체콘크리트를 타설하는 단계를 포함하여서 이루어지는 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교 및 그 시공방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 강합성 거더 대신에 아치(반달)형 형태로 제작된 PSC 빔을 사용함으로써 상부자중을 최소화하고 상부슬래브와 벽체가 만나는 우각부의 응력전달을 확실하게 하여 경제성과 구조적 효율성을 동시에 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

아치형 피에스씨빔을 이용한 라멘교 및 그 시공방법{Rhamen bridge having prestressed concrete girder of arch-shaped and construction method thereof}
본 발명은 아치형 피에스씨빔(이하, PSC빔이라 함)을 이용한 라멘교 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강합성 거더 대신에 아치(반달)형 형태로 제작된 PSC 빔을 사용함으로써 상부자중을 최소화하고 상부슬래브와 벽체가 만나는 우각부의 응력전달을 확실하게 하여 경제성과 구조적 효율성을 동시에 확보할 수 있는 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 근래에 들어 집중호우나 국지성 호우로 인해 홍수가 빈번하게 발생하게 됨에 따라 하천의 계획홍수량 및 홍수위가 높아져 경간이 길면서도 형고가 낮은 장경간 저형고의 교량형식이 요구되고 있다.
그러나, 현재의 교량 형식으로는 이러한 요구사항을 충족시킬 수 없기 때문에, 부득이 형고를 낮추기 위해 다경간 교량을 사용하거나 필요한 형고에 맞추어 도로의 계획고를 높여 불필요한 성토를 하고 있는 실정이다.
종래의 교량 형식 중에서 라멘교는 자중이 크기 때문에 장경간의 교량에는 거의 사용되지 않고 있으며, 주로 경간의 길이가 15m 이내의 도로나 소하천 등의 짧은 단경간 교량에 주로 적용되고 있다. 특히, 라멘교의 경간이 길어지게 되면 지점부에서의 부모멘트와 기초부 상단의 정모멘트가 급격하게 증가되어 슬래브 및 기초의 단면이 커지는 단점으로 15m 이상의 장경간 교량에는 실질적으로 적용하기가 매우 어렵게 된다.
이를 위해 상부자중이 가벼운 강합성 거더와 철근콘크리트 벽체를 강결하는 형식의 강합성 라멘교를 개발하여 15m이상에 적용하고 있으나, 거더에 강재를 사용함으로 공사비가 비싸지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 강합성 거더 대신에 아치(반달)형 형태로 제작된 PSC 빔을 사용함으로써 상부자중을 최소화하고 상부슬래브와 벽체가 만나는 우각부의 응력전달을 확실하게 하여 경제성과 구조적 효율성을 동시에 확보할 수 있는 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교 및 그 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교는, 하부에 기초를 갖고 지반 위에 설치되는 복수 개의 벽체와;
벽체 상부에 설치되는 무수축콘크리트와;
상기 무수축콘크리트 상부에 설치되고, 지점부 선단에는 "ㄷ"자형상의 매입철근 일부가 돌출형성되며, 지점부에는 하부에 배치되고 중앙부에는 상부에 배치된 플랜지가 압축부위에 형성되어 상부슬래브 가설시 동바리와 비계가 필요 없어 시공이 간단한 긴장력이 도입된 아치형 PSC빔과;
상기 아치형 PSC빔 위로 타설되는 상부슬래브와;
상기 무수축콘크리트와 벽체의 상단부에 타설되는 벽체콘크리트를 포함하여서 이루어지는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 시공방법은, 지점부 선단에는 "ㄷ"자형상의 매입철근 일부가 돌출형성되고, 지점부에는 하부에 배치되고 중앙부에는 상부에 배치된 플랜지가 형성되며, 긴장력이 도입된 아치형 PSC빔을 제작하는 단계와;
하부에 기초를 갖고 지반 위에 복수 개의 벽체를 설치하는 단계와;
지반 위에 설치된 벽체 상부에 무수축콘크리트를 설치하는 단계와;
긴장력이 도입된 아치형 PSC빔을 상기 벽체 상부의 무수축콘크리트 위에 설치하는 단계와;
상기 아치형 PSC빔 위로 상부슬래브를 타설하는 단계와;
상기 무수축콘크리트와 벽체의 상단부에 벽체콘크리트를 타설하는 단계를 포함하여서 이루어지는 특징이 있다.
이와 같이, 본 발명은 강합성 거더 대신에 아치(반달)형 형태로 제작된 PSC빔을 사용함으로써 상부자중을 최소화하고 상부슬래브와 벽체가 만나는 우각부의 응력전달을 확실하게 하여 경제성과 구조적 효율성을 동시에 확보할 수 있는 효과가 있다.
기존의 RC 라멘교에서 불필요한 단면적을 제거한 PSC빔을 적용하여 상부자중의 경량화로 경제성을 확보하고, PSC빔의 플랜지를 압축부(지점부는 하부에 배치하고 중앙부는 상부에 배치)에 배치하여 구조효율성을 극대화하였으며, 상부슬래브 가설 시 동바리와 비계가 불필요하여 시공성이 우수한 장점이 있다.
또한, 경간장이 커짐으로 인하여 기초규모가 과다할 경우 기초와 벽체가 만나는 점에 가동판(강판, 탄성고무 등)을 설치하여 힌지지점을 형성시킴으로써 상부 및 벽체에서 발생하는 모멘트를 기초에 전달하지 않도록 하여 기초규모를 최소화하는 방안을 강구하였다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 모습을 보인 것으로 좌우측으로 양분되어 좌측은 강선이 하나이고 우측은 강선이 두 개로 중앙부에 하부플랜지가 형성된 아치형 PSC빔을 각각 적용된 모습을 보인 정면도 및 요부절취 단면도,
도 2는 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 강선이 하나인 아치형 PSC빔의 모습을 보인 요부절취 사시도,
도 3은 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 강선이 두 개로 중아부에 하부플랜지가 형성된 아치형 PSC빔의 모습을 보인 요부절취 사시도,
도 4는 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 매입철근의 모습을 보인 요부확대 정면도,
도 5는 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 벽체를 시공한 모습을 보인 시공상태 정면도,
도 6은 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 아치형 PSC빔 설치모습을 보인 시공상태 정면도,
도 7은 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 벽체콘크리트 시공으로 라멘교가 완성된 모습을 보인 시공상태 정면도,
도 8은 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교로 좌측에는 강선이 하나이고 우측에는 강선이 두 개로 중앙부에 하부플랜지가 형성된 아치형 PSC빔의 지점부와 중앙부의 설치된 모습을 각각 보인 설명도,
도 9는 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 좌우측에 프리캐스트패널을 이용한 연속 시공모습을 보인 설명도.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 모습을 보인 것으로 좌우측으로 양분되어 좌측은 강선이 하나이고 우측은 강선이 두 개로 중앙부에 하부플랜지가 형성된 아치형 PSC빔을 각각 적용된 모습을 보인 정면도 및 요부절취 단면도이고, 도 2는 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 강선이 하나인 아치형 PSC빔의 모습을 보인 요부절취 사시도이며, 도 3은 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 강선이 두 개로 중아부에 하부플랜지가 형성된 아치형 PSC빔의 모습을 보인 요부절취 사시도이고, 도 4는 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 매입철근의 모습을 보인 요부확대 정면도이며, 도 5는 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 벽체를 시공한 모습을 보인 시공상태 정면도이고, 도 6은 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 아치형 PSC빔 설치모습을 보인 시공상태 정면도이며, 도 7은 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 벽체콘크리트 시공으로 라멘교가 완성된 모습을 보인 시공상태 정면도이고, 도 8은 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교로 좌측에는 강선이 하나이고 우측에는 강선이 두 개로 중앙부에 하부플랜지가 형성된 아치형 PSC빔의 지점부와 중앙부의 설치된 모습을 각각 보인 설명도이며, 도 9는 본 발명 실시 예인 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교의 좌우측에 프리캐스트패널을 이용한 연속 시공모습을 보인 설명도이다.
참고로 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것임은 물론이다.
본 발명의 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교는, 하부에 기초(11)를 갖고 지반 위에 설치되는 복수 개의 벽체(10)와, 상기 벽체(10) 상부에 설치되는 무수축콘크리트(20)와, 상기 무수축콘크리트(20) 상부에 설치되고 지점부 선단에는 "ㄷ"자형상의 매입철근(31) 일부가 돌출형성되며 지점부에는 하부에 배치되고 중앙부에는 상부에 배치된 플랜지(32)가 압축부위에 형성되어 상부슬래브(40) 가설시 동바리와 비계가 필요 없어 시공이 간단한 긴장력이 도입되는 아치형 PSC빔(30)과, 상기 아치형 PSC빔(30) 위로 타설되는 상부슬래브(40)와, 상기 무수축콘크리트(20) 등 잔여 벽체(10)에 타설되는 벽체콘크리트(50)를 구비한다.
이때, 상기 기초(11)와 벽체(10)가 만나는 곳에 설치되어 경간장이 커짐으로 인해 기초규모가 과다할 경우 상부슬래브(40)와 아치형 PSC빔(30)의 자중 및 상부활하중에 의해 벽체(10)에서 발생하는 모멘트를 기초(11)에 전달하지 않도록 기초(11) 규모를 최소화할 수 있는 강판이나 탄성고무 등을 이용한 가동판(12)을 더 구비할 수도 있음은 물론이다.
또한, 본 발명의 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교 시공방법은, 먼저, 지점부 선단에는 "ㄷ"자형상의 매입철근(31) 일부가 돌출형성되고 지점부에는 하부에 배치되고 중앙부에는 상부에 배치된 플랜지(32)가 형성되며 긴장력이 도입된 아치형 PSC빔(30)을 제작한다.
제작되는 아치형 PSC빔(30)은 운반 차량 등에 의해 현장으로 운반되어지고, 현장으로 운반된 아치형 PSC빔(30)들은 전경간에 걸쳐 긴장재를 삽입하고 이를 긴장 및 정착시켜 아치형 PSC빔(30)에 프리스트레싱을 도입하고, 이어 쉬스관 내부를 몰탈로 채우는 그라우팅을 행하게 된다.
여기서, 프리스트레싱 하는 방법은 포스트텐션 부재을 사용할 수도 있고, 프리텐션 부재를 사용할 수도 있다.
그 다음, 하부에 기초(11)를 갖고 지반 위에 복수 개의 벽체(10)를 설치한다. 이때, 상기 기초(11)와 벽체(10)가 만나는 곳에 설치되어 경간장이 커짐으로 인해 기초규모가 과다할 경우 상부슬래브(40)와 아치형 PSC빔(30)의 자중 및 상부 활하중에 의해 벽체(10)에서 발생하는 모멘트를 기초(11)에 전달하지 않도록 기초(11) 규모를 최소화할 수 있는 강판이나 탄성고무 등을 이용한 가동판(12)을 더 구비할 수도 있음은 물론이다.
그 상태에서 지반 위에 설치된 벽체(10) 상부에 무수축콘크리트(20)를 설치하고, 그 무수축콘크리트(20) 위에는 긴장력이 도입된 아치형 PSC빔(30)을 설치한다.
상기 아치형 PSC빔(30) 위로는 상부슬래브(40)를 타설하게 되고, 그 이후에는 상기 무수축콘크리트(20) 등 잔여 벽체(10)의 상단부에 벽체콘크리트(50)를 타설하여서 본 발명의 라멘교를 완성하게 된다.
그 후, 마지막으로 방호벽·포장 등을 시공하면 된다.
이러한 본 발명의 라멘교는, 강합성 거더 대신에 아치(반달)형 형태로 제작된 PSC빔을 사용함으로써 상부자중을 최소화하고, 상부슬래브(40)와 벽체(10)가 만나는 우각부의 응력전달을 확실하게 하여, 경제성과 구조적 효율성을 동시에 확보하게 된다.
또한, 기존의 RC 라멘교에서 불필요한 단면적을 제거한 아치형 PSC빔(30)을 적용함으로서, 상부자중의 경량화로 경제성을 확보하고, 아치형 PSC빔(30)의 플랜지(32)를 압축부(지점부는 하부에 배치하고, 중앙부는 상부에 배치)에 배치하여 구조효율성을 극대화하였으며, 상부슬래브(40) 가설시 동바리와 비계가 불필요하여 시공성이 우수하게 된다.
또한, 경간장이 커짐으로 인하여 기초(11)의 규모가 과다할 경우, 기초(11)와 벽체(10)가 만나는 점에 가동판(강판, 탄성고무 등)(12)을 설치하여 힌지지점을 형성함으로써 상부시설물 및 벽체(10)에서 발생하는 모멘트를 기초(11)에 전달하지 않도록 하여 기초(11)의 규모를 최소화할 수 있게 된다.
만약, 상기 라멘교의 좌우측 아치형 PSC빔(30) 간격이 넓을 경우에는, 상기 도 9와 같이, 좌우측 일정간격으로 이격되어 위치된 아치형 PSC빔(30) 상면에 프리캐스트패널(60)을 연속적으로 위치시켜 시공할 수도 있음 물론이다.
10 : 벽체 11 : 기초
12 : 가동판
20 : 무수축콘크리트
30 : 아치형 PSC빔(prestressed concrete girde)
31 : 매입철근 32 : 플랜지
40 : 상부슬래브
50 : 벽체콘크리트
60 : 프리캐스트패널

Claims (4)

  1. 하부에 기초(11)를 갖고 지반 위에 설치되는 복수 개의 벽체(10)와;
    상기 벽체(10) 상부에 설치되는 무수축콘크리트(20)와;
    상기 무수축콘크리트(20) 상부에 설치되고, 지점부 선단에는 "ㄷ"자형상의 매입철근(31) 일부가 돌출형성되며, 지점부에는 하부에 배치되고 중앙부에는 상부에 배치된 플랜지(32)가 압축부위에 형성되어 상부슬래브(40) 가설시 동바리와 비계가 필요 없어 시공이 간단하고, 긴장력이 도입되는 아치형 PSC빔(30)과;
    상기 아치형 PSC빔(30) 위로 타설되는 상부슬래브(40)와;
    상기 무수축콘크리트(20)와 벽체(10)의 상단부에 타설되는 벽체콘크리트(50)를 포함하여서 이루어지는 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교.
  2. 제 1 항에 있어서;
    상기 기초(11)와 벽체(10)가 만나는 곳에 설치되어 경간장이 커짐으로 인해 기초규모가 과다할 경우 상부슬래브(40)와 아치형 PSC빔(30)의 자중 및 상부 활하중에 의해 벽체(10)에서 발생하는 모멘트를 기초(11)에 전달하지 않도록 기초(11) 규모를 최소화할 수 있는 강판이나 탄성고무를 이용한 가동판(12)을 더 구비함을 특징으로 하는 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교.
  3. 제 1 항에 있어서;
    싱기 라멘교의 좌우측 아치형 PSC빔(30) 간격이 넓을 경우에는, 좌우측 일정간격으로 이격되어 위치된 아치형 PSC빔(30) 상면에 프리캐스트패널(60)을 연속적으로 위치시켜 시공함을 특징으로 하는 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교.
  4. 지점부 선단에는 "ㄷ"자형상의 매입철근(31) 일부가 돌출형성되고, 지점부에는 하부에 배치되고 중앙부에는 상부에 배치된 플랜지(32)가 형성되며, 긴장력이 도입된 아치형 PSC빔(30)을 제작하는 단계와;
    하부에 기초(11)를 갖고 지반 위에 복수 개의 벽체(10)를 설치하는 단계와;
    지반 위에 설치된 벽체(10) 상부에 무수축콘크리트(20)를 설치하는 단계와;
    긴장력이 도입된 아치형 PSC빔(30)을 상기 벽체(10) 상부의 무수축콘크리트(20) 위에 설치하는 단계와;
    상기 아치형 PSC빔(30) 위로 상부슬래브(40)를 타설하는 단계와;
    상기 무수축콘크리트(20)와 벽체(10)의 상단부에 벽체콘크리트(50)를 타설하는 단계를 포함하여서 이루어지는 아치형 PSC빔을 이용한 라멘교 시공방법.
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