KR101287923B1 - 해상교량 기초 슬래브 설치공법 - Google Patents

해상교량 기초 슬래브 설치공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해상교량 기초 슬래브 설치공법에 관한 것으로, 파일이 일정 높이로 수면 위에 노출되도록 하여 가설 부재를 조립하되 내부에 콘크리트를 타설하여 해상교량 기초 슬래브를 제작하되, 해상교량 기초 슬래브 제작단계가 완료되면 설치한 가설 부재를 철거하고 유압장치로 제작한 해상교량 기초 슬래브를 하강시켜 파일의 외주 연에 부착시킨 밴드에 거치시킨 다음 해상교량 기초 슬래브의 내측에 위치하는 파일을 절단하여 내부에 푸팅 콘크리트를 타설한 후 해상교량 기초 슬래브를 완성시키는 것으로서, 해수의 영향 없이 신속하고 효율적으로 공사를 시행할 수 있을 뿐만 아니라 고가의 해상기중기 사용을 배제하므로 해상 기중기의 수급에 따른 공사지연 및 고입 임차료의 발생을 원천적으로 방지하여 전체 공사비용을 획기적으로 줄이고 신속하고 공사를 수행할 수 있도록 것이다.

Description

해상교량 기초 슬래브 설치공법{The Construction method for foundation slab of marine bridge}
본 발명은 해상교량 기초 슬래브 설치공법에 관한 것으로, 상세하게는 유압장치 및 리프팅 프레임을 이용하여 교각용 파일에 해상교량 기초 슬래브를 효율적으로 설치할 수 있도록 하는 해상교량 기초 슬래브 설치공법에 관한 것이다.
일반적으로, 이러한 종래의 교각은 철도, 차량, 보행자가 통행할 수 있는 교량 상판을 수상에서 일정한 높이로 위치시키기 위해 수중에 교각 기초를 시공하였다.
여기서 교각기초는 주로 교각보다 큰 직경으로 제작하고 수중의 바닥면에 일정깊이로 매설되도록 시공하여 고정하는 힘을 부여하도록 하므로, 필연적으로 교각공사는 수상에서 공사를 수행하므로 작업에 제약조건이 많고 수중공사에 따른 공사비가 크게 소요되었다.
더욱이 최근에는 수중공사를 최소화하기 위해 교각 간의 길이를 길게 하므로 교각의 하부 기초 규모가 점점 커지는 추세이고 이로 인하여 교각의 공사비를 더욱 더 증가시키는 원인이 되고 있다.
이러한 수상 및 해상 장대교량의 기초 공사는 다양하나 비교적 수심이 깊고 연약 지반층이 큰 경우에 보편적으로 희생 파일을 이용한 대구경 현장타설 콘크리트 말뚝기초 즉, RCD 파일과 파일 캡(pile cap : PC house, steel house)을 적용하고 있으며, 국내에서는 서해대교(PC house)와 광안대교(steel house) 등 다수의 시공실적이 있다.
또한, 상기 파일 캡의 시공시 콘크리트 타설을 위한 폼워크 시스템(formwork system)이 설치되어야 하는데, 이때 상기 폼워크 시스템의 경우 피씨 하우스 방식과 스틸 하우스 방식이 있으며, 이 중 상기 피씨 하우스 방식의 경우 시공성, 경제성, 미관 및 유지관리 등의 측면에서 널리 사용되고 있다.
더불어 교각기초를 형성하기 위한 공법 중 하나로 말뚝기초와 피씨 하우스(PC house)를 이용하는 방법이 있다.
여기서 피씨 하우스란 육상에서 미리 제작된 프리캐스트 콘크리트 조립체를 해상으로 운반하여 조립함으로써 설치하는 구조물을 의미한다.
나아가 말뚝기초에 피씨 하우스를 조립하기 위해서는 용접을 이용하여 말뚝기초에 브래킷을 연결하거나 분할된 피씨 하우스와 피씨 하우스를 서로 조립하는 공정이 필요하고 이로 인하여 말뚝기초에 브래킷을 연결하기 위해서는 말뚝기초의 상단을 수면 밖으로 노출한 상태에서 용접 작업을 실시하였다.
그러나 조수간만 차에 의해 수심이 변화하는 지역이나 말뚝기초의 상단이 수면 밖으로 노출되지 않는 경우에는 말뚝기초에 브래킷을 연결시키는 작업이 매우 까다로와 공사비가 매우 커지는 문제점이 있었다.
이러한 종래의 피씨 하우스는 육상에서 미리 제작된 콘크리트 조립체를 해상으로 운반하여 조립하므로 해안 인근의 피씨 하우스의 제작 등에 따른 부지와 물량장 및 현장 조립을 위한 대형 해상기중기가 필요로 하고 이로 인하여 임대 및 해상 기중기의 수급 문제로 인한 공기 지연이 종종 발생할 뿐만 아니라 고입차료로 인한 전체 경비의 상승을 초래하는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 주목적은 교각 기초용 파일에 수중 피씨 하우스를 직접 설치하되 해수의 영향 없이 신속하고 효율적으로 공사를 시행할 수 있도록 하는 해상교량 기초 슬래브 설치공법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 해안에서의 제작에 따른 부지 및 물량장을 최소화하여 임대비용을 줄일 수 있도록 하는 해상교량 기초 슬래브 설치공법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 고가의 해상 기중기 사용을 배제하므로 해상 기중기의 수급에 따른 공사지연 및 고임차료의 발생을 원천적으로 방지하여 전체 공사비용을 획기적으로 줄이고 신속하게 공사를 수행할 수 있도록 하는 해상교량 기초 슬래브 설치공법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 조수간만의 차를 이용하여 차수를 간편하게 해결할 수 있도록 하는 해상교량 기초 슬래브 설치공법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 해상교량 기초 슬래브의 규격과 관계없이 가설자재와 각종 장비 및 장치를 사용할 수 있도록 하는 해상교량 기초 슬래브 설치공법을 제공하는 데 있다.
상기한 문제점을 해소하기 위하여 본 발명의 해상교량 기초 슬래브 설치공법은 교각설치위치에 다수개의 파일을 설치하되 파일이 수면 위로 노출하도록 설치하고, 파일의 외주 연에 해상교량 기초 슬래브 거치용 밴드를 부착시키며, 수면에 근접하여 가설 부재를 조립하여 설치한 다음 설치된 가설 부재 내부에 콘크리트를 타설하여 해상교량 기초 슬래브를 제작하되, 파일의 상단에 유압장치를 설치하여 해상교량 기초 슬래브에 연결하고, 해상교량 기초 슬래브의 콘크리트를 양생시킨 후 가설 부재를 철거하며, 이후 유압장치로 해상교량 기초 슬래브를 하강시켜 파일의 밴드에 거치시키고, 유압장치 철거가 완료되면 해상교량 기초 슬래브의 내측에 위치하는 파일을 제거하여 그 공간에 푸팅 콘크리트를 타설하여 시공함을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
따라서 본 발명의 해상교량 기초 슬래브 설치공법은 교각설치위치에 다수개의 파일을 일정 간격으로 설치하되 파일이 일정 높이로 수면 위에 노출되도록 하고, 수면에 근접하여 파일에 바닥 가설 부재를 조립한 다음 리프팅 프레임이나 측벽 가설 거푸집을 조립하여 내부에 콘크리트를 타설하여 해상교량 기초 슬래브 제작하므로, 해수의 영향 없이 신속하고 효율적으로 해상교량 기초 슬래브 설치 공사를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 고가의 해상기중기 사용을 배제하므로 해상기중기의 수급에 따른 공사지연 및 고임차료의 발생을 원천적으로 방지하여 전체 공사비용을 획기적으로 줄일 수 있고, 특히 해상교량 기초 슬래브 제작단계가 완료되면 설치한 가설 부재를 철거하고 유압장치로 제작한 해상교량 기초 슬래브를 하강시켜 파일의 외주 연에 부착시킨 밴드에 거치시킨 다음 해상교량 기초 슬래브의 내측에 위치하는 파일을 절단하고 내부에 푸팅 콘크리트를 타설하는 해상교량 기초 슬래브를 설치하는 것으로서, 파일에 해상교량 기초 슬래브를 직접 콘크리트를 타설하여 해상교량 기초 슬래브를 일체형으로 형성하므로, 교각 기초의 대형화로 인한 프리캐스트형 조립 작업이 불필요하고 해안에서의 제작에 따른 부지 및 물량장을 최소화하여 임대 비용을 줄일 수 있도록 하며 조수간만의 차를 이용하여 차수를 간편하게 해결할 수 있도록 하되 해상교량 기초 슬래브의 규격과 관계없이 가설자재와 각종 장비 및 장치를 사용할 수 있도록 함과 동시에 신속하고 정확하며 안전하게 저비용으로 해상교량 기초 슬래브의 설치할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 해상교량 기초 슬래브 설치공법을 설명하기 위해 나타낸 파일 설치상태 정면도.
도 2 는 본 발명에 따른 해상교량 기초 슬래브 설치공법을 설명하기 위해 나타낸 파일 밴드 설치상태 정면도.
도 3 은 본 발명에 따른 해상교량 기초 슬래브 설치공법을 설명하기 위해 나타낸 가설재 설치상태 정면도.
도 4 는 본 발명에 따른 해상교량 기초 슬래브 설치공법을 설명하기 위해 나타낸 해상교량 기초 슬래브 제작상태 정면도.
도 5 는 은 본 발명에 따른 해상교량 기초 슬래브 설치공법을 설명하기 위해 나타낸 유압장치 설치상태 정면도.
도 6 은 본 발명에 따른 해상교량 기초 슬래브 설치공법을 설명하기 위해 나타낸 가설 부재 제거상태 정면도.
도 7 은 본 발명에 따른 해상교량 기초 슬래브 설치공법을 설명하기 위해 나타낸 해상교량 기초 슬래브 정면도.
도 8 은 본 발명에 따른 해상교량 기초 슬래브 설치공법을 설명하기 위해 나타낸 유압 장치 제거상태 정면도.
도 9 는 본 발명에 따른 해상교량 기초 슬래브 설치공법을 설명하기 위해 나타낸 해상교량 기초 슬래브 정면도.
이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 9 에 나타낸 바와 같이, 해상교량 기초 슬래브 설치공법은 교각설치위치에 다수개의 파일(20)을 설치하되 파일(20)이 수면 위로 돌출시켜 노출하도록 설치하는 파일 설치단계와, 상기 파일 설치단계가 완료되면 파일(20)의 외주 연에 해상교량 기초 슬래브(100) 거치용 밴드(21)를 파일(20)의 외주 연에 부착시키는 밴드 설치단계와, 상기 밴드 설치단계가 완료되면 수면에 근접하여 해상교량 기초 슬래브(100)의 제작을 위한 가설 부재(30)를 조립하여 설치하는 가설 부재 설치단계와, 상기 가설 부재 설치단계가 완료되면 설치된 가설 부재(30)의 내부에 콘크리트를 타설하는 해상교량 기초 슬래브 제작단계와, 상기 해상교량 기초 슬래브 제작단계가 완료되면 파일(20)의 상단에 유압장치(40)를 설치하되 유압장치(40)를 해상교량 기초 슬래브(100)에 연결하는 유압장치 설치단계와, 상기 유압장치 설치단계가 완료되면 해상교량 기초 슬래브(100)의 양생시킨 다음 가설 부재(20)를 분리하여 철거하는 가설 부재 제거단계와, 상기 가설 부재 제거단계가 완료되면 유압장치(40)를 구동하여 해상교량 기초 슬래브(100)를 서서히 하강시키되 해상교량 기초 슬래브(100)의 하단을 파일(20)의 외주 연에 부착시킨 밴드(21)에 거치시키는 해상교량 기초 슬래브 거치단계와, 상기 해상교량 기초 슬래브 거치 단계가 완료되면 유압장치(40)를 분리하여 철거하는 유압장치 제거단계, 및 상기 유압장치 제거단계가 완료되면 해상교량 기초 슬래브(100)의 내측에 위치하는 파일(20)의 헤드를 절단하고 해상교량 기초 슬래브 설치 완료단계를 포함하여 구성한다.
상기 파일 설치단계는 바지선(1)에서 천공장비 등을 이용하여 다수 개의 강관을 수중으로 박아 입설하되 B/P(barcher plants)선(2)에서 강관 내부로 콘크리트를 타설하여 다수개의 파일(20)을 설치한다.
특히, 파일(20)의 강관은 수면 위로 돌출시켜 노출하도록 하되, 돌출 정도는 설치하고자 하는 해상교량 기초 슬래브(100)의 높이 보다 약간 높게 돌출시켜 노출되도록 함이 바람직하다.
여기서 파일(20)의 강관은 수중 바닥의 토사층을 지나 기반암 등에 적당한 깊이로 압입되어 견고하게 세워질 수 있도록 하고 강관의 내부에는 철근 등을 엮어 크레인(10)으로 삽입한 다음 강관의 내부로 콘크리트를 타설하여 파일(20)의 지지력을 강화하도록 함이 일반적이다.
상기 밴드 설치단계는 입설시킨 파일(20)의 외주 연에 밴드(21)를 부착하여 일체화시키되 설정된 해상교량 기초 슬래브(100)의 저면 위치에 부착하여 파일(20)과 해상교량 기초 슬래브(100)가 정확한 위치에 설치할 수 있도록 유도한다.
여기서 파일(20)에 일체로 부착하는 밴드(21)는 다양한 형상의 밴드나 브래킷 또는 통상의 받침 부재 등을 사용할 수 있는 것으로 이를 한정하는 것은 아니다.
상기 가설 부재 설치단계는 수면 바로 위 파일(20)에 해상교량 기초 슬래브(100) 제작용 바닥 가설 부재(30)를 설치하되 가설 부재(30)를 수면에 근접하게 설치하여 피씨 하우스(100)의 하강에 따른 이동을 최소화함과 동시에 수중작업을 억제할 수 있도록 함이 바람직하다.
더욱이 바닥 가설 부재(30)의 상면에는 파일(20)의 외주 연을 감싸는 관체형상의 부재를 설치하여 매설되도록 하므로 추후 해상교량 기초 슬래브(100)의 제작 후 하강작업이 원활하도록 함이 바람직하다.
또한 콘크리트의 타설 위치에 추후 유압장치(40)에 연결하는 연결 부재를 설치한다.
상기 해상교량 기초 슬래브 제작단계는 리프팅 프레임이나 측벽 가설 거푸집 등을 조립하여 설치하고 내부에 철근 등을 엮은 다음 B/P선(2)으로부터 콘크리트 등을 공급받아 이를 타설하여 양생하므로 해상교량 기초 슬래브(100)를 제작하도록 한다.
상기 유압장치 설치단계는 콘크리트를 타설한 해상교량 기초 슬래브(100)의 상부로 돌출된 파일(20) 상단에 유압장치(40)를 설치하여 견고하게 고정시키고, 유압장치(40)를 해상교량 기초 슬래브(100) 또는 리프팅 프레임을 유압장치(40)의 로드 등에 통상의 연결 수단으로 연결하되, 해상교량 기초 슬래브(100)에 매설시킨 연결 부재에 견고하게 체결하도록 한다.
여기서 유압장치(40)와 해상교량 기초 슬래브(100)는 연결과 분리가 가능하도록 체결함이 바람직하다.
상기 가설 부재 제거단계는 해상교량 기초 슬래브(100)의 양생시켜 경화가 완료되면 가설 부재(20)를 안전하게 분리하여 철거하도록 한다.
상기 해상교량 기초 슬래브 거치단계는 유압장치(40)를 구동하여 유압장치(40)에 연결시킨 해상교량 기초 슬래브(100)를 하향으로 밀어 서서히 하강시킨다.
이때, 파일(20)의 외주 연과 해상교량 기초 슬래브(100)의 관체 내주 연의 틈새를 베어링 척 등의 차단 수단을 결합하되 차단 수단에 패킹 등의 차단 부재를 결합하여 해수가 유입하는 것을 방지하면서 하강시킬 수 있도록 함이 바람직하다.
여기서 해상교량 기초 슬래브(100)는 점진적으로 하강하게 되고 이로 인하여 해상교량 기초 슬래브(100)의 저면이 파일(20)의 외주 연에 부착시켜 밴드(21)에 걸려 정확한 위치에 거치하도록 한다.
따라서 설정된 해상교량 기초 슬래브(100)가 정확한 위치에 고정되어 거치 상태를 견고하게 유지한다.
상기 유압장치 제거단계는 해상교량 기초 슬래브(100)가 정확하고 안전하게 파일(20)의 밴드(21)에 거치한 상태에서 크레인(10)으로 유압장치(40)를 견고하게 결합하여 인양한다.
즉, 크레인(10)을 유압장치(40)에 결합한 상태에서 유압장치(40)와 피씨 하우스(100)의 체결한 연결 수단을 분리하고 파일(20)의 상단에 고정한 유압장치(40)의 고정 상태를 해지하여 크레인(10)으로 인양하여 철거하도록 한다.
상기 해상교량 기초 슬래브 설치 완료단계는 해상교량 기초 슬래브 (100)의 내측에 위치하여 상향으로 돌출된 파일(20) 헤드를 절단한 다음 해상교량 기초 슬래브(100)의 내부에 철근을 엮어 배근한다.
나아가 철근의 배근이 완료되면 B/P선(2)으로부터 푸팅 콘크리트 등을 공급받아 해상교량 기초 슬래브(100)의 내부에 푸팅 콘크리트를 타설하여 양생 경화시키므로 해상교량 기초 슬래브(100)의 제작 및 설치를 마무리한다.
이러한 본 발명에 따른 해상교량 기초 슬래브 설치공법의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 교각설치위치에 다수개의 파일(20)을 일정 간격으로 설치하되 파일(20)이 일정 높이로 수면 위에 돌출되어 노출되도록 하고, 수면에 근접하여 파일(20)에 바닥 가설 부재(30)를 수평으로 조립한 다음 리프팅 프레임이나 측벽 가설 거푸집을 조립하며, 내부에 콘크리트를 타설하여 해상교량 기초 슬래브(100)를 제작한다.
특히, 해상교량 기초 슬래브 제작단계가 완료되면 설치한 가설 부재(20)를 철거하고 유압장치(40)로 해상교량 기초 슬래브(100)를 하강시켜 파일(20)의 외주 연에 부착시킨 밴드(21)에 거치시킨 다음 해상교량 기초 슬래브(100)의 내측에 위치하는 파일(20)을 절단하고 내부에 푸팅 콘크리트를 타설하여 해상교량 기초 슬래브 설치를 완성시키는 것으로, 교각 기초용 파일(20)의 수면 위에서 해상교량 기초 슬래브(100)를 직접 콘크리트를 타설한 다음 이를 하강시켜 설치하므로 해수의 영향 없이 신속하고 효율적으로 공사를 시행할 수 있을 뿐만 아니라 고가의 해상 기중기 사용을 배제하므로 해상 기중기의 수급에 따른 공사지연 및 고입 임차료의 발생을 원천적으로 방지하여 전체 공사비용을 획기적으로 줄이고 신속하고 공사를 수행할 수 있도록 하는 것이다.
1 : 바지선 2 : B/P(barcher plants)선
10 : 크레인 20 : 파일
21 : 파일 밴드 30 : 가설 부재
40 : 유압장치 100 : 해상교량 기초 슬래브

Claims (6)

  1. 교각설치위치에 다수개의 파일(20)을 설치하되 파일(20)이 수면 위로 돌출되어 노출하도록 설치하는 파일 설치단계와,
    상기 파일 설치단계가 완료되면 파일(20)의 외주 연에 해상교량 기초 슬래브(100) 거치용 밴드(21)를 파일(20)의 수중 외주 연에 부착시키는 밴드 설치단계와,
    상기 밴드 설치단계가 완료되면 수면에 근접하도록 해상교량 기초 슬래브(100)의 제작을 위한 가설 부재(30)를 조립하여 설치하되 바닥 가설 부재(30)의 상면에 파일(20)의 외주 연을 감싸는 관체 형상의 부재를 설치하여 해상교량 기초 슬래브(100) 제작을 후 관체 형상의 부재로 인하여 해상교량 기초 슬래브(100)의 하강이 원활하도록 하고, 콘크리트의 타설 위치에 유압장치(40)에 연결하는 연결 부재를 설치한 가설 부재 설치단계와,
    상기 가설 부재 설치단계가 완료되면 설치된 가설 부재(30) 내부에 콘크리트를 타설하는 해상교량 기초 슬래브 제작단계와,
    상기 해상교량 기초 슬래브 제작단계가 완료되면 파일(20)의 상단에 유압장치(40)를 설치하되 유압장치(40)를 해상교량 기초 슬래브(100)에 연결하는 유압장치 설치단계와,
    상기 유압장치 설치단계가 완료되면 해상교량 기초 슬래브(100)을 양생시킨 다음 가설 부재(20)를 분리하여 철거하는 가설 부재 제거단계와,
    상기 가설 부재 제거단계가 완료되면 유압장치(40)를 구동하여 해상교량 기초 슬래브(100)를 하강시키되 해상교량 기초 슬래브(100)의 하단을 파일(20)의 외주 연에 부착시킨 밴드(21)에 거치시키는 해상교량 기초 슬래브 거치단계와,
    상기 해상교량 기초 슬래브 거치 단계가 완료되면 유압장치(40)를 분리하여 철거하는 유압장치 제거단계, 및
    상기 유압장치 제거단계가 완료되면 해상교량 기초 슬래브(100)의 내측에 위치하는 파일(20)의 헤드를 절단하고 푸팅 콘크리트를 타설하는 해상교량 기초 슬래브 설치 완료단계를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 해상교량 기초 슬래브 설치공법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유압장치 설치단계는 유압장치(40)와 해상교량 기초 슬래브(100)를 유압장치(40)의 로드에 연결 수단으로 연결하되 해상교량 기초 슬래브(100)의 연결 부재나 리프팅 프레임에 체결하여 연결하고, 유압장치(40)는 해상교량 기초 슬래브(100)와 리프팅 프레임에 연결 및 분리되도록 구성한 것을 특징으로 하는 해상교량 기초 슬래브 설치공법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100823005B1 (ko) * 2001-12-05 2008-04-16 주식회사 포스코 부두 시공방법
KR101117927B1 (ko) * 2011-10-14 2012-02-24 현대건설주식회사 해상구조물 가설 공법

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