KR101309004B1 - 일시적인 힌지구조 이후의 강결을 이용한 모서리부의 부모멘트 경감구조의 라멘교량 및 그 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 교량벽체, 종방향 거더, 및 바닥판을 포함하는 라멘교량을 시공함에 있어서, 교량벽체, 종방향 거더, 및 바닥판을 서로 강결하여 일체화시키는 모서리부에서 발생되는 부모멘트의 크기를 줄이고, 그에 따라 단면을 경제적으로 설계 및 시공할 수 있을 뿐만 아니라, 교량의 구조적인 안정성을 증대시킬 수 있는 라멘교량 및 그 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 교량벽체(2), 종방향 거더(1), 및 바닥판(3)을 포함하며; 종방향 거더(1)의 양단부에는 각각 회전힌지부재(15)가 구비되어 있고, 상기 교량벽체(2)의 상면에는 회전받침(20)이 설치되며, 교량벽체(2)에는 체결봉이 구비되어서, 상기 회전힌지부재(15)는 상기 회전받침(20)에 회전가능하게 놓이고, 이러한 회전가능하게 놓인 상태는 바닥판(3)이 시공되었을 때까지 유지되며; 상기 바닥판(3)의 설치에 의한 자중이 작용하여 종방향 거더(1)의 양단부에서의 변위가 발생된 후에는, 상기 회전힌지부재(15)가 체결봉과 일체 결합되고, 상기 회전힌지부재(15), 체결봉 및 상기 회전받침(20)이 매립되도록 상기 교량벽체(2)의 상부에 콘크리트가 타설되어, 상기 바닥판(3)과 상기 교량벽체(2)가 일체로 강결되도록 모서리부(31)가 형성되어 있는 구성을 가지는 라멘교량 및 그 시공방법이 제공된다.
본 발명에서는 교량벽체(2), 종방향 거더(1), 및 바닥판(3)을 포함하며; 종방향 거더(1)의 양단부에는 각각 회전힌지부재(15)가 구비되어 있고, 상기 교량벽체(2)의 상면에는 회전받침(20)이 설치되며, 교량벽체(2)에는 체결봉이 구비되어서, 상기 회전힌지부재(15)는 상기 회전받침(20)에 회전가능하게 놓이고, 이러한 회전가능하게 놓인 상태는 바닥판(3)이 시공되었을 때까지 유지되며; 상기 바닥판(3)의 설치에 의한 자중이 작용하여 종방향 거더(1)의 양단부에서의 변위가 발생된 후에는, 상기 회전힌지부재(15)가 체결봉과 일체 결합되고, 상기 회전힌지부재(15), 체결봉 및 상기 회전받침(20)이 매립되도록 상기 교량벽체(2)의 상부에 콘크리트가 타설되어, 상기 바닥판(3)과 상기 교량벽체(2)가 일체로 강결되도록 모서리부(31)가 형성되어 있는 구성을 가지는 라멘교량 및 그 시공방법이 제공된다.
Description
본 발명은 교량벽체와 종방향 거더를 이용하여 시공되는 라멘교량 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 교량의 지간에 맞추어서 종방향(교축방향)으로 간격을 두고 배치된 교량벽체 사이에 종방향 거더를 거치하고 상기 종방향 거더의 상부에는 교량 바닥판을 설치하여 라멘교량을 시공함에 있어서, 교량 바닥판의 구축을 위하여 종방향 거더의 상부에 교량 바닥판 시공용 현장 타설 콘크리트를 타설하였을 때에는, 교량벽체와 종방향 거더의 단부 사이의 모서리를 회전이 허용되는 힌지구조로 유지하여, 종방향 거더의 자중과 교량 바닥판용 콘크리트의 자중을 종방향 거더가 단순지지보 형태로 지지하도록 함으로써, 교량 바닥판 시공용 콘크리트 타설 후 모서리에서 발생되는 부모멘트의 크기를 줄이고 구조적인 안정성을 증대시키게 되는 새로운 구성의 라멘교량 및 그 시공방법에 관한 것이다.
대한민국 등록특허 제10-0966144호에는 라멘교량을 시공하는 종래 기술의 일예가 개시되어 있다. 상기한 종래 기술을 비롯하여, 라멘교량을 시공함에 있어서, 중요한 고려사항 중의 하나는 교량의 사용상태에서 우각부 즉, 교량벽체 상부의 모서리에서의 부모멘트를 경감시키는 것이다. 이를 위하여 종래에는 다양한 형태의 라멘교량의 모서리 구성을 제시하고 있지만, 만족스러울 만큼 라멘교량 사용상태일 때 모서리에 발생하는 부모멘트 경감효과를 발휘하는 종래 기술은 아직 제시되고 있지 아니한 실정이다.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 종방향 거더를 교량벽체 사이에 거치하고, 종방향 거더에 의해 지지되도록 바닥판을 형성하며, 상기 종방향 거더의 단부가 놓인 교량벽체의 상부 모서리에 현장 타설 콘크리트를 타설하여, 교량벽체와 바닥판, 그리고 종방향 거더의 단부를 서로 일체로 강결시키는 모서리부를 형성함으로써 라멘교량을 시공함에 있어서, 모서리부에서 발생되는 부모멘트의 크기를 줄이고, 그에 따라 단면을 경제적으로 설계 및 시공할 수 있을 뿐만 아니라, 교량의 구조적인 안정성을 증대시킬 수 있는 라멘교량 시공기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 교량의 종방향으로 이격된 상태로 구축되어 배치되는 교량벽체; 상기 교량벽체 사이에 거치되어 양단이 각각 교량벽체의 상면에 놓이게 되는 종방향 거더; 상기 종방향 거더 위에 설치되는 바닥판; 및 상기 종방향 거더의 단부와 상기 바닥판과 상기 교량벽체를 일체로 강결시키도록 상기 교량벽체의 상면에 형성되는 모서리부를 포함하여 구성되는 라멘교량으로서; 상기 종방향 거더의 양단부에서 횡방향 양측면에는 각각 회전힌지부재가 돌출된 형태로 구비되어 있고, 상기 교량벽체의 상면에는 회전받침이 설치어 있어, 상기 종방향 거더의 양단부가 교량벽체의 상면에 놓일 때 상기 회전힌지부재는 상기 회전받침에 회전가능하게 놓이고, 상기 회전힌지부재 및 상기 회전받침은 상기 모서리부의 콘크리트에 매립되지만, 모서리부의 콘크리트가 타설되지 아니한 상태 또는 모서리부의 콘크리트가 경화되지 아니한 상태에서는 상기 바닥판의 콘크리트에 의한 자중이 종방향 거더에 작용하여 상기 종방향 거더의 양단부에서의 휨변위가 발생될 때까지는 상기 회전힌지부재가 상기 회전받침에서 회전가능한 상태를 유지하고 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 라멘교량이 제공된다.
위와 같은 본 발명의 라멘교량에서, 상기 종방향 거더는, 강재 빔의 하부 플랜지에 프리스트레스트 콘크리트 패널이 결합되어 있고 프리스트레스트 콘크리트 패널의 종방향 단부에는 강재로 이루어져서 프리스트레스트 콘크리트 패널 단부의 종방향 측면 및 횡방향 양측면을 피복하는 정착구가 구비되어 있는 강합성 거더로 이루어지고; 상기 회전힌지부재는, 곡선진 하면을 가지는 강재로 제작되어 프리스트레스트 콘크리트 패널 단부의 횡방향 양측면에서 상기 정착구에 일체로 결합되어 구비되어 있는 구성을 가질 수도 있다.
또한, 본 발명의 라멘교량에서, 상기 교량벽체의 상면에는 상기 회전받침을 관통하여 체결봉이 돌출되어 구비되어 있고; 상기 회전힌지부재에는 상기 체결봉이 관통되는 연직방향의 관통공이 형성되어 있어, 상기 종방향 거더의 양단부가 상기 교량벽체의 상면에 놓여 상기 회전힌지부재가 상기 회전받침 위에 놓일 때, 상기 체결봉은 상기 회전힌지부재의 관통공에 삽입되어 관통하며; 상기 종방향 거더 위에 바닥판이 시공되어 상기 바닥판의 자중으로 인하여 상기 종방향 거더의 양단부에서의 변위가 발생될 때까지는 상기 체결봉이 상기 회전힌지부재의 관통공에 삽입된 상태로, 상기 회전힌지부재가 상기 회전받침에 회전가능하게 놓인 상태를 유지하며; 상기 바닥판의 자중으로 인한 상기 종방향 거더의 양단부에서의 변위 발생이 완료된 후에는 상기 회전힌지부재를 관통한 상기 체결봉의 단부에 체결마감부재가 결합되어 상기 회전힌지부재가 상기 회전받침에서 회전가능하지 않도록 고정된 상태에서, 상기 교량벽체의 상부에 콘크리트가 타설되어 모서리부가 형성되어 있는 구성을 가질 수도 있다. 특히, 이 경우, 상기 교량벽체의 상면에서, 상기 체결봉이 존재하는 위치에는 오목부가 형성되어 있어, 상기 체결봉의 하단부는 상기 오목부에 삽입되어 있어서, 종방향 거더가 교량벽체 상부에 거치될 때에는 체결봉이 아직 교량벽체에 고정되지 아니한 상태로 있게 되고, 상기 교량벽체의 상부에 콘크리트가 타설되어 모서리부가 형성될 때, 모서리부의 콘크리트가 상기 오목부에 채워져서 상기 체결봉이 교량벽체의 상면에 고정되는 구성을 가질 수도 있다.
이와 달리, 본 발명의 라멘교량은, 상기 종방향 거더가 상부 플랜지를 가지는 강재 빔을 포함하는 구성을 가지고 있고, 상기 교량벽체의 상면에는 판 연결부가 돌출되어 구비되어 있고; ㄱ자로 절곡된 형태의 연결판의 일단은 상기 판 연결부와 결합되고, 상기 연결판의 타단은 상기 강재 빔의 상부 플랜지와 결합되는데, 상기 종방향 거더 위에 바닥판이 시공되어 상기 바닥판의 자중으로 인하여 상기 종방향 거더의 양단부에서의 변위가 발생될 때까지는 상기 연결판의 일단과 상기 판 연결부 사이 또는 상기 연결판의 타단과 상기 상부 플랜지 사이는 서로에 대해 상대이동이 허용되는 상태로 있게 되고; 상기 바닥판의 자중으로 인한 상기 종방향 거더의 양단부에서의 변위 발생이 완료된 후에는, 상기 연결판의 일단과 상기 판 연결부 사이 및 상기 연결판의 타단과 상기 상부 플랜지 사이는 체결부재가 관통결합되어 상대이동이 허용되지 않도록 서로 고정 결합된 상태에서, 상기 교량벽체의 상부에 콘크리트가 타설되어 모서리부가 형성되어 있는 구성을 가질 수도 있다.
또한 본 발명에서는 상기한 발명의 목적을 달성하기 위하여 위와 같은 라멘교량을 시공하는 방법이 제공된다. 구체적으로 본 발명에 따른 라멘교량의 시공방법은, 교량의 종방향으로 이격된 상태로 교량벽체를 구축하는 단계; 및 상기 종방향 거더의 양단이 각각 교량벽체의 상면에 놓이도록 종방향 거더를 상기 교량벽체 사이에 거치하는 단계를 포함하되; 상기 종방향 거더의 양단부에서 횡방향 양측면에는 각각 회전힌지부재가 돌출된 형태로 구비되어 있고, 상기 교량벽체의 상면에는 회전받침이 설치되어 있어서, 상기 종방향 거더의 거치 단계에서 상기 종방향 거더의 양단부가 상기 교량벽체의 상면에 놓일 때, 상기 회전힌지부재는 상기 회전받침에 대해 회전가능하게 되도록 거치하게 되며, 상기 회전힌지부재가 상기 회전받침에 회전가능하게 놓인 상태는 상기 종방향 거더 위에 바닥판이 시공되었을 때까지 유지되도록 하며; 상기 종방향 거더의 거치 단계에 후속해서는, 상기 종방향 거더의 상부에 바닥판을 설치하는 단계를 수행하며; 상기 바닥판의 설치 단계에 의해 상기 바닥판의 자중이 작용하여 종방향 거더의 양단부에서의 변위가 발생된 후에는, 상기 회전힌지부재 및 상기 회전받침이 매립되도록 상기 교량벽체의 상부에 콘크리트를 타설하여 상기 바닥판과 상기 교량벽체가 일체로 강결되도록 모서리부를 형성하는 단계를 수행하는 구성을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 라멘교량에서는, 모서리에서의 콘크리트 타설에 의한 모서리부 형성이 완료되기 전까지, 종방향 거더의 단부에 형성된 회전힌지부재가, 교량벽체의 상면에 돌출된 회전받침에 의해 회전가능하게 지지되어 있고, 바닥판의 콘크리트 타설 과정에서는 계속하여 회전가능한 상태를 유지하고 있으므로, 바닥판의 콘크리트 타설에 의한 하중이 작용하더라도 종방향 거더는 단순지지 형태를 유지하게 되고, 그에 따라 바닥판의 자중 및 종방향 거더의 자중에 의한 휨모멘트가 모서리에서는 발생하지 않게 된다. 따라서 바닥판이 시공이 완료되어 사용하중이 작용하게 되더라도 본 발명에서는 모서리에서 발생하는 부모멘트의 크기를 줄일 수 있게 되고, 부모멘트의 크기 감소된 만큼 단면의 크기를 줄이거나 또는 강성을 줄일 수 있게 되어, 경제적인 단면의 설계를 통한 공사비 절감 효과를 발휘할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따라 교량벽체 사이에 종방향 거더가 거치된 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 원 A 부분의 개략적인 확대사시도이다.
도 3은 도 2의 화살표 B 방향에서 바라본 모서리의 개략적인 종방향 정면도이다.
도 4는 도 2의 화살표 C 방향에서 바라본 모서리의 개략적인 횡방향 측면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 상태에 후속하여 종방향 거더의 상부에 바닥판을 시공한 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 상태에 후속하여 모서리부를 형성한 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 7은 일반적인 종래의 라멘 교량에 대한 바닥판 시공단계 및 사용하중 단계에서의 개략적인 휨모멘트이다.
도 8은 본 발명에 따라 라멘교량을 시공할 때의 작용하게 되는 바닥판 시공단계 및 사용하중 단계에서의 개략적인 휨모멘트이다.
도 9는 도 2에 대응되는 도면으로서, 회전힌지부재와 회전받침을 체결봉에 의해 직접 강결할 수 있는 구성을 가진 본 발명의 실시예에 대한 모서리의 개략적인 확대도이다.
도 10은 본 발명의 또다른 실시예의 모서리에 대한 도 9에 대응되는 개략적인 확대도이다.
도 11은 본 발명의 또다른 실시예의 모서리에 대한 도 9에 대응되는 개략적인 확대도이다.
도 2는 도 1의 원 A 부분의 개략적인 확대사시도이다.
도 3은 도 2의 화살표 B 방향에서 바라본 모서리의 개략적인 종방향 정면도이다.
도 4는 도 2의 화살표 C 방향에서 바라본 모서리의 개략적인 횡방향 측면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 상태에 후속하여 종방향 거더의 상부에 바닥판을 시공한 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 상태에 후속하여 모서리부를 형성한 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 7은 일반적인 종래의 라멘 교량에 대한 바닥판 시공단계 및 사용하중 단계에서의 개략적인 휨모멘트이다.
도 8은 본 발명에 따라 라멘교량을 시공할 때의 작용하게 되는 바닥판 시공단계 및 사용하중 단계에서의 개략적인 휨모멘트이다.
도 9는 도 2에 대응되는 도면으로서, 회전힌지부재와 회전받침을 체결봉에 의해 직접 강결할 수 있는 구성을 가진 본 발명의 실시예에 대한 모서리의 개략적인 확대도이다.
도 10은 본 발명의 또다른 실시예의 모서리에 대한 도 9에 대응되는 개략적인 확대도이다.
도 11은 본 발명의 또다른 실시예의 모서리에 대한 도 9에 대응되는 개략적인 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 따라 라멘교량을 시공하기 위하여 양측의 교량벽체(2) 사이에 복수개의 종방향 거더(1)가 거치된 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 교량벽체(2)의 상부에 종방향 거더(1)의 단부가 놓여 있는 모서리부의 구성을 상세히 보여주는 도 1의 원 A 부분의 확대사시도가 도시되어 있다. 도 3에는 도 2의 화살표 B 방향에서 바라본 모서리의 개략적인 종방향 정면도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 2의 화살표 C 방향에서 바라본 모서리의 개략적인 횡방향 측면도가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 라멘교량은, 교량의 종방향으로 이격된 상태로 구축되어 배치되는 교량벽체(2)와, 상기 교량벽체(2) 사이에 거치되어 양단이 각각 교량벽체(2)의 상단부에 놓이게 되는 종방향 거더(1)와, 상기 종방향 거더(1) 위에 설치되는 바닥판(3)로 구성된다. 참고로 도 1 내지 도 4는 아직 바닥판(3)이 구축되기 전의 상태를 도시한 것이므로 바닥판(3)의 도시가 생략되어 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에서는, 종방향 거더(1)가 강합성 거더로 이루어진 것으로 도시되어 있다. 즉, 강재 빔(12)의 하부 플랜지에 프리스트레스트 콘크리트 패널(11)이 결합되어 있는 구조를 가지도록 종방향 거더(1)가 제작되어 있는 것이다. 이와 같이 강재 빔과 프리스트레스트 콘크리트 패널이 합성되어 있는 강합성 거더의 일예로는 상표명 "MSP" 거더라고 불리는 것이 있다. 이러한 MSP 거더의 경우, 프리스트레스트 콘크리트 패널의 종방향 단부에는 프리스트레스에 의한 지압력을 지지하기 위한 강재로 이루어져서 프리스트레스트 콘크리트 패널(11)의 단부에서 종방향 측면 및 횡방향 양측면을 피복하는 정착구(13)가 구비되어 있으므로, 후술하는 회전힌지부재(15)를 강재(鋼材)로 만들어서 정착구(13)에 용접 등의 방법에 의해 용이하게 설치할 수 있게 되는 장점이 있다. 그러나 본 발명에서 종방향 거더(1)는 이러한 MSP 거더를 포함한 강합성 거더로 한정되지 아니하며, 단순히 강재 빔으로 이루어진 강재거더일 수도 있고, 콘크리트만으로 이루어진 프리스트레스트 콘크리트 거더일 수도 있다. 다만, 아래의 설명에서는 편의상 강재의 정착구(13)가 프리스트레스트 콘크리트 패널(11)에 구비되어 있는 MSP 거더를 예시하여 본 발명의 구성을 서술한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 것처럼, 라멘교량의 시공을 위해서, 종방향 거더(1)는 그 단부가 교량벽체(2)의 상단부에 걸쳐져 놓이게 되는데, 이와 같이 교량벽체(2)의 상면에 놓이게 되는 종방향 거더(1)의 단부에서 횡방향 양측면에는 각각 회전힌지부재(15)가 돌출된 형태로 구비된다. 상기 회전힌지부재(15)는 그 하면이 곡선진 면으로 이루어진 부재로서, 횡방향에서 볼 때 원형의 형상을 가지는 원형부재로 이루어지거나 또는 도면에 도시된 것처럼 횡방향에서 볼 때 아래쪽이 곡선을 이루는 반원형 형상의 반원형부재로 이루어진다.
앞서 언급한 것처럼, 종방향 거더(1)가, 프리스트레스트 콘크리트 패널(11)이 거더의 하부 플랜지를 형성하고 있는 MSP 거더로 이루어진 경우, 상기 프리스트레스트 콘크리트 패널(11)의 단부에서 종방향 측면 및 횡방향 양측면에는 강재로 이루어진 박스형상의 정착구(13)가 피복하고 있으므로, 상기 회전힌지부재(15)를 강재로 제작하여 상기 정착구(13)의 횡방향 측면에 용접 등의 방법에 의해 외측으로 돌출되도록 부착하여 구비할 수 있게 되어, 회전힌지부재(15)의 설치가 매우 용이하게 되며, 특히 종방향 거더(1)를 관통하는 등의 손상을 가하지 않은 상태로 회전힌지부재(15)를 구비할 수 있게 되는 장점이 있다.
그러나 만일 종방향 거더(1)가 강합성 거더로 이루어지되 위와 같은 강재의 정착구를 구비하지 않거나 또는 콘크리트로만 이루어진 콘크리트 거더인 경우에는, 상기 회전힌지부재(15)의 단부를 콘크리트에 매립함으로써 횡방향 측면으로 돌출되도록 일체로 구비할 수 있다. 물론 종방향 거더(1)가 강재로만 이루어진 강재거더인 경우에는 상기 회전힌지부재(15)를 강재로 제작하여 강재거더의 복부에 용접 등의 방법에 의해 외측으로 돌출되도록 용이하게 부착하여 구비할 수 있다. 도 2에서 부재번호 110은 모서리에 콘크리트가 타설되었을 때, 콘크리트에 매립되어 일체성을 보강하는 전단연결재(110)로서, 각각 강재 빔(12), 정착구(13) 및 회전힌지부재(15)에 구비될 수 있다. 도 2에서 부재번호 120은 종방향 거더(1)에 프리스트레스를 도입하기 위한 긴장재를 정착하기 위한 정착장치(120)이다.
한편, 상기 종방향 거더(1)의 단부가 놓이게 되는 교량벽체(2)의 상면에는 상기 회전힌지부재(15)가 회전가능하게 놓이게 되는 회전받침(20)이 설치된다. 앞서 설명한 것처럼, 회전힌지부재(15)는 원형 또는 반원형으로 이루어져 아래쪽이 곡선진 면을 가지게 되는데, 이러한 회전힌지부재(15)의 곡선진 하면을 지지하는 회전받침(20)이 교량벽체(2)의 상면에 돌출되어 구비되는 것이다. 회전힌지부재(15)가 종방향 거더(1)의 횡방향 양측에 각각 형성되어 있으므로, 상기 회전받침(20) 역시 종방향 거더(1)의 횡방향 양측에 각각 위치하게 구비된다.
이와 같이, 종방향 거더(1)의 종방향 양단부에서 종방향 거더(1)의 횡방향 양측면에 각각 회전힌지부재(15)가 돌출된 형태로 구비되고, 이러한 회전힌지부재(15)가 교량벽체(2)의 상면에 돌출되어 구비된 회전받침(20)에 의해, 곡선진 하면이 지지된 상태로 놓이게 되면, 종방향 거더(1)가 교량벽체(2) 사이에 거치되었을 때, 종방향 거더(1)의 종방향 양단부는 교량벽체(2)의 상부에서 회전이 가능한 상태로 놓이게 되는 것이다. 즉, 교량벽체(2) 사이에 거치된 종방향 거더(1)는 양단에 휨모멘트가 발생하지 않는 단순지지보 형태로 배치되는 것이다.
이러한 상태에서 종방향 거더(1)의 상부에 현장타설 콘크리트에 의해 바닥판(3)을 시공하게 된다. 도 5에는 도 1에 도시된 상태에 후속하여 종방향 거더(1)의 상부에 바닥판(3)을 시공한 상태가 도시되어 있다. 도 5에서 바닥판(3)은 회색으로 음영처리하여 도시하였다.
도 5에 도시된 것처럼, 교량벽체(2)에 걸쳐서 종방향 거더(1)가 설치되면 종방향 거더(1) 위에 바닥판(3)을 설치한다. 교량벽체(2)의 상부 모서리에는 아직 콘크리트가 타설되지 않고, 경간 구간에서 콘크리트 타설에 의해 바닥판(3)을 종방향 거더(1) 위에 구축하는 것이다. 도 5에 도시된 실시예의 경우, 교량벽체(2) 사이의 경간에서는 바닥판(3)의 콘크리트가 타설되었지만 교량벽체(2)의 상부 위치의 모서리에는 콘크리트가 타설되지 아니한 상태이므로, 종방향 거더(1) 단부의 회전힌지부재(15)와 교량벽체(2) 상면의 회전받침(20)은 아직 모서리부의 콘크리트에 매립되지 아니한 상태가 된다.
바닥판(3)의 시공을 위한 콘크리트의 타설이 완료되면, 바닥판(3)의 콘크리트 자중에 의한 하중이 종방향 거더(1)에 작용하게 되어 종방향 거더(1)에는 휨변형이 발생하게 되는데, 앞서 설명한 것처럼, 본 발명에서는 종방향 거더(1)의 단부에 형성된 회전힌지부재(15)가, 교량벽체(2)의 상면에 돌출된 회전받침(20)에 의해 회전가능하게 지지되어 있고, 바닥판(3)의 콘크리트 타설 과정에서는 계속하여 회전가능한 상태를 유지하고 있다. 따라서 바닥판(3)의 콘크리트 타설에 의한 하중이 작용하더라도 종방향 거더(1)는 단순지지 형태를 유지하게 된다. 즉, 종방향 거더(1)는 양단이 교량벽체(2)에 의해 단순지지되는 형태로 배치되어 있고, 이러한 종방향 거더(1) 위에 바닥판(3)이 설치되지만, 아직 모서리에 콘크리트가 타설되지 아니한 상태이므로, 종방향 거더(1)는 단순지지 형태를 유지하게 되고, 그에 따라 바닥판(3)의 자중 및 종방향 거더(1)의 자중에 의한 휨모멘트가 교량벽체(2)의 상부 즉, 모서리에서는 발생하지 않게 되는 것이다.
바닥판(3)의 콘크리트 자중에 의해 작용하는 하중으로 인하여 종방향 거더(1)에 휨변형이 발생한 상태에서도 바닥판(3)의 콘크리트는 완전히 경화되지 않은 채 존재하게 되는데, 이와 같이 자중의 작용에 의한 종방향 거더(1)의 휨변형이 일어난 후에는, 바닥판(3)의 콘크리트가 완전히 경화되기 전에 모서리에 콘크리트를 타설하여 바닥판(3)과 교량벽체(2)를 일체화시키게 된다. 즉, 종방향 거더(1)의 상면에 형성된 바닥판(3)의 단부와 교량벽체(2)의 상부에 콘크리트를 타설하여, 종방향 거더(1) 단부의 회전힌지부재(15) 및 교량벽체(2) 상면의 회전받침(20)이 콘크리트에 매립되도록 모서리부(31)를 형성하는 것이다. 도 6에는 도 5에 도시된 상태에 후속하여 모서리부(31)를 형성한 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 상기 모서리부(31)의 콘크리트가 양생됨으로써, 강결된 모서리부를 가지는 라멘교량이 완성되는 것이다. 도면에는 도시되지 아니하였지만, 모서리부(31)를 형성함에 있어서, 필요에 따라서는 교량벽체(2)의 상면으로 연장된 연결철근과, 바닥판(3) 또는 종방향 거더(1)에 배치되는 수평철근을 상기 모서리에서 서로 연결하여 모서리부(31)에 연결된 철근이 매립되도록 하여 모서리부(31)를 더 보강할 수도 있다.
다음에서는 이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 장점을 다시 살펴본다. 도 7에는 일반적인 종래의 라멘 교량에 대한 바닥판 시공단계 및 사용하중 단계에서의 개략적인 휨모멘트가 도시되어 있는데, 도 7의 (a)는 바닥판을 타설하여 시공하는 단계에 대한 것이고 도 7의 (b)는 라멘교량이 완성되어 사용되는 사용하중 단계에 대한 것이다. 도 8에는 본 발명에 따라 라멘교량을 시공할 때의 작용하게 되는 바닥판 시공단계 및 사용하중 단계에서의 개략적인 휨모멘트가 도시되어 있는데, 도 8의 (a)는 바닥판을 타설하여 시공하는 단계에 대한 것이고 도 8의 (b)는 라멘교량이 완성되어 사용되는 사용하중 단계에 대한 것이다.
바닥판을 시공할 단계에서부터 모서리에서 종방향 거더와 교량벽체가 일체화되어 있는 종래 기술의 경우에는, 도 7의 (a)에 도시된 것처럼, 바닥판의 콘크리트 타설단계에서부터 모서리에는 (-)M1이라는 부모멘트가 발생하게 된다. 이러한 상태에서 바닥판의 시공이 완료되고 차량 등이 통행하여 사용하중이 작용하게 되는 사용하중 상태에 이르게 되면, 도 7의 (b)에 도시된 것처럼, 모서리부에는 (-)M1보다 더 큰 부모멘트 (-)M2가 작용하게 된다.
그러나 본 발명에 의하면, 바닥판이 종방향 거더 위에 타설될 때에도 단순지지 형태를 유지하게 되므로, 도 8의 (a)에 도시된 것처럼 종방향 거더 위에 바닥판이 타설되더라도 모서리에는 부모멘트가 발생하지 않게 된다. 따라서 바닥판이 시공이 완료되어 사용하중이 작용하게 되더라도 본 발명에서는 도 8의 (b)에 도시된 것처럼, 모서리부에서 발생하는 부모멘트 (-)M3의 크기는 앞서 도 7의 (b)와 관련하여 살펴본 종래의 라멘교량에서 발생하는 사용하중 상태의 모서리 부모멘트 (-)M2보다 월등히 작은 크기를 갖게 된다. 이와 같이 모서리에 발생하는 부모멘트의 크기가 감소되면 그만큼 단면의 크기를 줄이거나 또는 강성을 줄일 수 있게 되어, 경제적인 단면의 설계를 통한 공사비 절감 효과를 발휘할 수 있게 된다.
앞서 살펴본 것처럼, 본 발명에서는 종방향 거더(1)의 종방향 단부가 교량벽체(2)의 상부에서 회전가능하게 놓이게 하는 구성을 형성하는 것이 매우 용이하다. 즉, 종방향 거더(1)를 관통하거나 손상시키지 아니하고, 종방향 거더(1)의 횡방향 측면에, 하면이 곡선진 형상의 회전힌지부재(15)를 용접 등의 방법을 통하여 일체로 구비하고, 교량벽체(2)의 상면에는 회전받침(20)만을 설치하여, 상기 회전힌지부재(15)가 상기 회전받침(20) 위에 놓으면 되기 때문이다.
도 5 및 도 6에서는 교량벽체(2) 사이의 경간에서 바닥판(3)을 먼저 시공한 후, 교량벽체(2)의 상부와 바닥판(3) 사이의 모서리에는 콘크리트를 나중에 타설하여, 모서리부(31)를 바닥판(3)의 설치 이후에 형성하는 것으로 설명하였으나, 도 2에 도시된 실시예의 경우에는, 바닥판(3)의 콘크리트와 모서리부(31)의 콘크리트를 동시에 타설하여도 무방하다. 즉, 종방향 거더(1)에 의해 지지되는 바닥판(3)을 형성하기 위한 콘크리트의 타설과 동시에 모서리부(31)의 형성하기 위한 콘크리트를 동시에 타설하는 것이다. 바닥판(3)의 콘크리트가 타설되어 하중이 종방향 거더(1)에 작용하게 되면, 앞서 설명한 것처럼, 모서리에서는 회전힌지부재(15)와 회전받침(20) 간의 회전변형이 유발되는데, 모서리부(31)의 형성을 위한 콘크리트가 아직 굳지 않은 상태이므로, 회전힌지부재(15)는 회전받침(20)에 지지된 상태에서 회전이 가능하게 되어 종방향 거더(1)는 단순지지된 상태에서, 바닥판(3)의 자중에 의한 휨변형이 일어나게 된다. 이와 같이 종방향 거더(1)의 양단부에서 바닥판(3)의 자중에 의한 휨변형 발생이 완료된 후에 모서리부(31)가 경화됨으로써, 종방향 거더(1)의 단부와 바닥판(3)의 단부와 교량벽체(2)가 모서리부(31)에 의해 강결된 구조의 라멘교량이 완성된다.
한편, 앞서 도 5 및 도 6에서 살펴본 것처럼, 교량벽체(2) 사이의 경간에서 바닥판(3)을 먼저 시공한 후 모서리부(31)를 시공하는 경우에는, 모서리부(31)의 콘크리트가 완전히 경화되기 전까지는 바람이나 기타 작업 중에 가해지는 충격 등으로 인하여 회전힌지부재(15)와 회전받침(20) 사이에 회전이 일어나거나 또는 회전힌지부재(15)가 이동하여 회전받침(20)으로부터 벗어나게 될 수도 있다. 또한 바닥판(3)과 모서리부(31)의 콘크리트를 동시에 타설하는 경우에도, 위와 마찬가지로 모서리부(31)의 콘크리트가 완전히 경화되기 전까지는, 바닥판(3)의 자중에 의한 종방향 거더(1)의 휨변형이 완료된 후에 추가적으로 회전힌지부재(15)와 회전받침(20) 사이에 회전이 일어나거나 또는 회전힌지부재(15)가 이동하여 회전받침(20)으로부터 벗어나는 현상이 유발될 수도 있다. 이 경우, 안전사고가 발생될 수도 있다. 그러므로 바닥판(3)의 콘크리트 타설에 의한 종방향 거더(1)의 휨변형이 일어난 후에는, 종방향 거더(1)의 단부가 교량벽체(2)의 상부에서 더 이상 회전하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 특히, 모서리부(31)의 형성을 위한 콘크리트의 타설 후 종방향 거더(1)의 휨변형이 완료되고 모서리부(31)의 콘크리트 경화가 진행되고 있는 상태에서, 예상하지 못한 충격 등으로 인하여 회전힌지부재(15)와 회전받침(20) 사이에 추가적인 회전이 발생하게 되면, 그로 인하여 모서리에 타설되었지만 아직 충분한 강도를 발휘하지 못하는 모서리부(31)의 콘크리트에 균열이 발생할 수도 있다.
이와 같이 모서리에 콘크리트를 타설하여 모서리부(31)를 형성하는 작업이 수행되기 전까지 또는 모서리부(31)의 콘크리트가 완전히 경화되기 전의 상태에서 예상하지 못한 충격이나 외력의 작용으로 인하여 회전힌지부재(15)와 회전받침(20) 사이에 회전이 일어나거나 또는 회전힌지부재(15)가 회전받침(20)으로부터 벗어나지 못하게 함으로써, 안전사고가 발생하거나 콘크리트 균열이 발생하는 것을 예방하기 위하여, 본 발명에서는 다음에 설명하는 실시예와 같은 구성을 더 구비할 수도 있다.
우선 도 9는 도 2에 대응되는 도면으로서, 회전힌지부재(15)와 회전받침(20)을 체결봉(23)에 의해 직접 강결할 수 있는 구성을 가진 실시예에 대한 모서리의 개략적인 확대도이다. 도 9에 도시된 실시예에서는 교량벽체(2)의 상면에 체결봉(23)이 돌출되어 있되, 상기 체결봉(23)은 상기 회전받침(20)을 관통하여 상기 회전힌지부재(15)와 체결되어 회전힌지부재(15)가 고정되도록 하는 구성을 가진다. 구체적으로 회전받침(20)에는 연직방향으로의 관통공이 형성되고, 회전힌지부재(15)에도 연직방향의 관통공이 형성되어 있다. 그리고 교량벽체(2)의 상면으로 돌출된 상태로 교량벽체(2)에 일체로 구비된 체결봉(23)이, 상기 회전받침(20)의 관통공과 회전힌지부재(15)의 관통공을 순차적으로 관통된 상태에서, 체결봉(23)의 상단부에 너트 등의 체결마감부재(24)를 결합하여 고정됨으로써, 회전힌지부재(15), 회전받침(20) 및 체결봉(23)이 서로 일체화되는 구성을 가진다.
좀 더 상세히 살펴보면, 교량벽체(2) 위에, 회전받침(20)과, 이를 관통하여 연직배치되는 체결봉(23)을 고정설치한 후, 종방향 거더(1)의 단부를 교량벽체(2) 위에 거치할 때, 체결봉(23)의 상단부가 회전힌지부재(15)의 관통공에 끼워지도록 한다. 바닥판(3)의 콘크리트 타설이 이루어질 때에는 회전힌지부재(15)와 회전받침(20)이 서로에 대해 회전을 허용하고 있어야 하므로, 종방향 거더(1)의 양단이 교량벽체(2) 위에 놓일 때에는, 상기 체결봉(23)이 단지 회전힌지부재(15)의 관통공에 끼워져 있을 뿐이고, 아직 체결마감부재(24)에 의해 완전히 결속되지 않은 상태가 된다. 회전의 허용과 체결봉(23)의 용이한 삽입을 위하여 상기 회전힌지부재(15)에 형성된 관통공은 종방향으로 길게 형성된 장공형상을 가지는 것이 바람직하다.
도 9에 도시된 실시예의 경우에는, 바닥판(3)을 먼저 시공한 후에 모서리부(31)를 형성하는 것이 필요한데, 우선 바닥판(3)의 형성을 위하여 콘크리트를 타설하여, 바닥판(3)의 자중에 의한 하중이 작용하도록 함으로써, 종방향 거더(1)에 휨변형이 발생하게 만든다. 이와 같이 회전힌지부재(15)와 회전받침(20) 사이에서의 힌지 작동에 의해 종방향 거더(1)의 휨변형이 진행된 후에는, 앞서 언급한 것처럼, 체결봉(23)의 상단부에 볼트 등의 체결마감부재(24)를 결합하여 결속함으로써, 회전힌지부재(15)가 회전받침(20)에서 더 이상 회전가능하지 않게 고정시키고, 후속하여 모서리에 콘크리트를 타설하여 바닥판(3)과 교량벽체(2)와 종방향 거더(1)를 일체로 강결시키는 모서리부(31)를 완성하게 된다.
도 10에는 바닥판(3)의 시공에 의한 종방향 거더(1)의 휨변형이 일어난 후에 종방향 거더(1)의 단부가 교량벽체(2)의 상부에서 더 이상 회전하지 않도록 하는 구성을 가지는 본 발명의 또다른 실시예에 대한 도 9에 대응되는 도면이 도시되어 있다.
도 10에 도시된 실시예는 특별히 종방향 거더(1)가 강합성 거더로 제작된 경우에 매우 유리한 것인데, 교량벽체(2)의 상면에 판재로 이루어진 판 연결부(25)가 돌출되도록 설치하고, ㄱ자로 절곡된 형태의 연결판(40)의 일단을 상기 판 연결부(25)와 결합하고, 상기 연결판(40)의 타단을 종방향 거더(1)를 이루는 강재 빔(12)의 상부 플랜지와 결합함으로써, 회전힌지부재(15)와 회전받침(20) 사이가 더 이상 회전되지 않은 상태로 고정시키는 것이다. 상기 연결판(40)과 강재 빔(12)의 상부 플랜지 간의 결합 및 연결판(40)과 판 연결부(25) 간의 결합은 볼트 등의 체결부재(26)를 이용하여 이루어질 수 있는데, 강재 빔(12)의 상부 플랜지, 연결판(40) 및 판 연결부(25)에 형성된 볼트 결합용 관통공을 종방향으로 긴 형상의 장공으로 만들어 두게 되면, 볼트를 상기 결합용 관통공에 삽입한 상태에서도 장공의 유격으로 인하여, 상기 연결판(40)의 타단과 강재 빔(12) 사이 또는 상기 연결판(40)의 일단과 상기 판 연결부(25) 사이는 서로에 대해 상대이동이 허용되므로, 마치 연결판(40)에 의해 강재 빔(12)과 판 연결부(25)가 아직 결합되지 아니한 것처럼 되며, 따라서 회전힌지부재(15)와 회전받침(20)이 서로에 대해 회전을 허용하는 상태에 있게 된다. 한편, 상기 연결판(40)에는 모서리부(31)의 형성을 위한 콘크리트가 타설되었을 때, 연결판(40)의 내면에도 콘크리트가 용이하게 채워질 수 있도록 콘크리트 소통구멍(41)을 관통 형성해둘 수 있다.
바닥판(3)의 타설 콘크리트 자중에 의해 작용하는 하중으로 인하여 종방향 거더(1)에 휨변형이 발생한 후에는, 상기 장공에 끼워진 볼트 등의 체결부재(26)를 조여서, 연결판(40)에 의해 판 연결부(25)와 강재 빔(12)을 서로 견고하게 연결시키게 되면, 이제 회전힌지부재(15)가 회전받침(20)에서 더 이상 회전가능하지 않게 고정되며, 이러한 상태에서 후속하여 모서리에 콘크리트를 타설하여 모서리부(31)를 형성하게 된다. 즉, 도 10에 도시된 실시예의 경우도, 도 9에 도시된 실시예와 마찬가지로, 바닥판(3)을 먼저 시공한 후에 모서리부(31)를 형성하게 되는 것이다.
위에서 살펴본 것처럼, 도 9 및 도 10에 도시된 실시예의 경우, 바닥판(3)의 시공을 위한 콘크리트를 타설하여 바닥판(3)의 자중에 의한 하중이 작용할 때에는 회전힌지부재(15)와 회전받침(20)이 서로에 대해 회전을 허용할 수 있는 상태에 있게 되므로, 앞서 설명한 것처럼 모서리에서의 부모멘트 경감효과를 충분히 발휘하게 되지만, 종방향 거더(1)에 휨변형이 발생한 이후에는 앞서 언급한 것처럼, 체결봉(23)의 상단부에 볼트 등의 체결마감부재(24)를 결합하여 결속하거나(도 9의 실시예) 또는 체결부재(26)를 조여서 연결판(40)에 의해 판 연결부(25)와 강재 빔(12)을 서로 견고하게 고정 연결시킴으로써(도 10의 실시예) 회전힌지부재(15)가 회전받침(20)에서 더 이상 회전가능하지 않게 고정시키고, 후속하여 모서리에 콘크리트를 타설하여 모서리부(31)를 형성함으로써 바닥판(3)과 교량벽체(2)를 일체화시키게 된다.
특히, 도 9 및 도 10의 실시예의 경우, 위와 같이 바닥판(3)의 콘크리트 타설부터 모서리부(31)의 형성 과정에서 회전힌지부재(15)가 회전받침(20)에서 더 이상 회전가능하지 않게 고정시킬 수 있게 되므로, 바람이나 기타 작업 중에 가해지는 충격 등으로 인한 회전힌지부재(15)와 회전받침(20) 사이의 회전 때문에 야기되는 문제점 즉, 안전사고의 발생, 모서리에 타설된 콘크리트의 균열 발생 등을 원천적으로 방지할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
도 9 및 도 10의 실시예에서 회전힌지부재(15)와 회전받침(20)이 서로 회전하지 않도록 고정시키는 작업은, 바닥판(3)의 타설 콘크리트 자중에 의한 하중이 작용하여 종방향 거더(1)의 양단이 자유단으로서 회전변위가 모두 일어난 상태로서, 아직 바닥판(3)의 콘크리트가 완전히 굳지 않은 상태에서 수행하는 것이 바람직하다. 회전힌지부재(15)와 회전받침(20)이 서로 회전하지 않도록 고정시킨 후에는 모서리의 콘크리트 타설에 의해 모서리부(31)를 바닥판(3)과 일체화시켜야 하는데, 이 때 바닥판(3)의 콘크리트가 완전히 굳지 않은 상태에서 모서리의 콘크리트가 타설되는 것이 콘크리트 간의 콜드조인트 생성을 최소화시키는데 바람직하기 때문이다.
도 9 및 도 10에 도시된 실시예의 경우, 위에서 언급한 효과 즉, 회전받침(20) 위에 놓인 회전힌지부재(15)의 원하지 않는 회전에 의해 야기되는 문제점과 그로 인한 안전사고를 예방하는 효과 이외에도 교량벽체(2)와 종방향 거더(1)의 단부 사이의 추가적인 일체화가 이루어지게 되는 효과가 더 발휘된다. 즉, 도 9에 도시된 실시예의 경우, 교량벽체(2)에 고정되어 있는 체결봉(23)이, 종방향 거더(1)의 단부에 일체 결합된 회전힌지부재(15)를 관통하여 결속되므로, 체결봉(23)에 의해 교량벽체(2)와 종방향 거더(1)의 단부 간의 추가적인 일체화가 이루어지게 되며, 도 10에 도시된 실시예의 경우에는, 교량벽체(2)에 고정되어 있는 판 연결부(25)가 연결판(40)에 의해 종방향 거더(1)의 강재 빔(12)과 일체로 결합되므로, 결국 교량벽체(2)와 종방향 거더(1)의 단부 간의 추가적인 일체화가 이루어지게 되는 것이다. 따라서 모서리가 더욱 강화된 라멘교량을 시공할 수 있게 된다.
도 11은 도 9에 대응되는 도면으로서, 도 9에 도시된 실시예의 장점에 더하여 바닥판(3)과 모서리부(31)의 콘크리트를 함께 타설할 수 있는 장점을 추가로 가지고 있는 실시예에 대한 모서리의 개략적인 확대도이다. 앞서 설명한 것처럼, 도 9에 도시된 실시예의 경우, 종방향 거더(1)의 단부에서 바닥판(3)의 자중에 의한 휨변형이 완료된 후에 체결봉(23)과 회전힌지부재(15)를 견고하게 결속시켜야 하므로, 모서리부(31)의 콘크리트는, 바닥판(3)의 콘크리트 타설이 완료되고, 체결봉(23)과 회전힌지부재(15) 간의 결속이 완료된 후에야 타설될 수 있었다.
그러나 도 11에 도시된 실시예의 경우에는, 도 9에 도시된 실시예가 가지는 장점을 모두 가지고 있으며, 더 나아가 바닥판(3)과 모서리부(31)의 콘크리트를 타설할 수 있는 장점을 추가로 가지고 있다.
구체적으로 살펴보면, 도 11에 도시된 실시예에서는, 체결봉(23)의 하단이 미리 교량벽체(2)의 상면에 고정되어 있지 않다. 도 11에 도시된 것처럼, 체결봉(23)의 하단이 위치하게 되는 교량벽체(2)의 상면에는 오목부(28)가 형성되어 있는데, 바닥판(3)의 콘크리트가 타설되기 전의 상태에서 체결봉(23)의 하단은 단순히 상기 오목부(28)에 삽입되어 있는 상태에 있다. 즉, 종방향 거더(1)의 양단부가 각각 교량벽체(2)의 상면에 놓이고, 체결봉(23)이 회전받침(20)과 회전힌지부재(15)를 관통하고 있지만, 체결봉(23)의 하단은 단순히 오목부(28)에 삽입되어 있을 뿐, 체결봉(23)의 하단이 교량벽체(2)에 완전히 고정되어 있지 아니한 상태에 있는 것이다.
이러한 상태에서 바닥판(3)의 콘크리트와 모서리부(31)의 콘크리트가 동시에 타설되면, 모서리부(31)의 콘크리트는 상기 오목부(28)에도 채워지는데, 모서리부(31)의 콘크리트가 아직 경화되지 아니한 상태에서 바닥판(3)의 자중이 종방향 거더(1)에 가해지므로, 앞서 이미 설명한 도 2 및 도 9의 실시예와 마찬가지로, 회전힌지부재(15)와 회전받침(20) 사이에서의 힌지 작동에 의해 종방향 거더(1)의 휨변형이 진행된다. 그렇지만, 체결봉(23)이 오목부(28)에 끼워져 있는 상태이므로, 도 9의 실시예와 마찬가지로, 외력 등의 예상하지 못한 원인으로 인하여 종방향 거더(1)의 단부가 교량벽체(2)의 상면에서 종방향으로 또는 횡방향으로 불리하게 움직이는 것은 방지된다. 오목부(28)에 채워진 콘크리트 및 모서리부(31)의 콘크리트가 완전히 경화되면 도 9의 실시예와 마찬가지로 강결된 모서리를 가지는 라멘교량이 완성된다.
이와 같이, 도 11에 도시된 실시예는, 도 9에 도시된 실시예의 장점을 가지고 있으면서도 더 나아가, 바닥판(3)과 모서리부(31)를 분할 형성할 수 있음은 물론이고 바닥판(3)과 모서리부(31)의 콘크리트를 동시에 타설할 수도 있게 되는 장점을 추가로 더 가지는 것이다.
1: 종방향 거더
2: 교량벽체
3: 바닥판
2: 교량벽체
3: 바닥판
Claims (4)
- 교량의 종방향으로 이격된 상태로 구축되어 배치되는 교량벽체(2); 상기 교량벽체(2) 사이에 거치되어 양단이 각각 교량벽체(2)의 상면에 놓이게 되는 종방향 거더(1); 상기 종방향 거더(1)에 의해 지지되도록 설치되는 바닥판(3); 및 상기 종방향 거더(1)의 단부와 상기 바닥판(3)과 상기 교량벽체(2)를 일체로 강결시키도록 상기 교량벽체(2)의 상면에 형성되는 모서리부(31)를 포함하여 구성되는 라멘교량으로서;
상기 종방향 거더(1)는, 강재 빔(12)의 하부 플랜지에 프리스트레스트 콘크리트 패널(11)이 결합되어 있고 프리스트레스트 콘크리트 패널(11)의 종방향 단부에는 강재로 이루어져서 프리스트레스트 콘크리트 패널(11) 단부의 종방향 측면 및 횡방향 양측면을 피복하는 정착구(13)가 구비되어 있는 강합성 거더로 이루어지고;
상기 종방향 거더(1)의 양단부에서 횡방향 양측면에는 각각 회전힌지부재(15)가 돌출된 형태로 구비되어 있고;
상기 교량벽체(2)의 상면에는 회전받침(20)이 설치되어 있는데, 상기 회전받침(20)을 관통하도록 체결봉(23)이 상기 교량벽체(2)의 상면으로부터 돌출되어 구비되어 있고;
상기 회전힌지부재(15)는, 곡선진 하면을 가지는 강재로 제작되어 프리스트레스트 콘크리트 패널(11) 단부의 횡방향 양측면에서 상기 정착구(13)에 일체로 결합되어 구비되어 있으며;
상기 회전힌지부재(15)에는 상기 체결봉(23)이 관통되는 연직방향의 관통공이 형성되어 있고;
상기 종방향 거더(1)의 양단부가 교량벽체(2)의 상면에 놓였을 때, 상기 회전힌지부재(15)는 상기 회전받침(20)에 회전가능한 상태로 놓이되, 상기 체결봉(23)은 상기 회전힌지부재(15)의 관통공에 삽입되어 관통하며;
상기 바닥판(3)이 시공되어 상기 바닥판(3)의 자중으로 인하여 상기 종방향 거더(1)의 양단부에서의 휨변위가 발생되기 전까지는 상기 체결봉(23)이 상기 회전힌지부재(15)의 관통공에 삽입된 상태로, 상기 회전힌지부재(15)가 상기 회전받침(20)에서 회전가능한 상태를 유지하고 있으며;
상기 바닥판(3)의 자중이 가해져서 상기 회전힌지부재(15)가 상기 회전받침(20)에서 회전함으로써 상기 종방향 거더(1)의 양단부에서의 휨변위 발생이 완료된 후에는, 상기 회전힌지부재(15)를 관통한 상기 체결봉(23)의 단부에 체결마감부재(24)가 결합되어 상기 회전힌지부재(15)가 상기 회전받침(20)에서 회전가능하지 않도록 고정된 상태에서, 상기 교량벽체(2)의 상부에 콘크리트가 타설되어, 상기 회전힌지부재(15) 및 상기 회전받침(20)이 콘크리트에 매립된 상태로 모서리부(31)가 형성되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 라멘교량.
- 제1항에 있어서,
상기 교량벽체(2)의 상면에서, 상기 체결봉(23)이 존재하는 위치에는 오목부(28)가 형성되어 있어, 상기 체결봉(23)의 하단부는 상기 오목부(28)에 삽입되어 있고;
상기 교량벽체(2)의 상부에 콘크리트가 타설되어 모서리부(31)가 형성될 때, 모서리부(31)의 콘크리트가 상기 오목부(28)에 채워져서 상기 체결봉(23)이 교량벽체(2)의 상면에 고정되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 라멘교량.
- 교량의 종방향으로 이격된 상태로 교량벽체(2)를 구축하고, 상기 종방향 거더(1)의 양단이 각각 교량벽체(2)의 상면에 놓이도록 종방향 거더(1)를 상기 교량벽체(2) 사이에 거치하며, 상기 종방향 거더(1)에 의해 지지되는 바닥판(3)과 상기 교량벽체(2)의 상면 모서리의 모서리부(31)를 구축하여 라멘교량을 시공하는 방법으로서;
상기 종방향 거더(1)의 양단부에서 횡방향 양측면에는 각각 회전힌지부재(15)가 돌출된 형태로 구비되도록 상기 종방향 거더(1)를 제작하고;
상기 교량벽체(2)의 상면에는 회전받침(20)을 설치하며;
상기 교량벽체(2)의 상면으로는 상기 회전받침(20)을 관통하여 체결봉(23)이 돌출되어 구비되도록 하고;
상기 회전힌지부재(15)에는 상기 체결봉(23)이 관통되는 연직방향의 관통공을 형성하여;
상기 종방향 거더(1)를 상기 교량벽체(2) 사이에 거치할 때에, 상기 종방향 거더(1)의 양단이 상기 교량벽체(2)의 상면에 놓여서 상기 회전힌지부재(15)가 상기 회전받침(20) 위에 위치하도록 만들되, 상기 체결봉(23)이 상기 회전힌지부재(15)의 관통공에 삽입되어 관통한 상태에서 상기 회전힌지부재(15)는 상기 회전받침(20)에 대해 회전가능한 상태를 유지하게 되며;
상기 종방향 거더(1)의 양단이 상기 교량벽체(2)의 상면에 놓인 상태에서, 상기 바닥판(3)과 상기 모서리부(31)를 구축하기 위하여 상기 바닥판(3)의 콘크리트 타설을 타설하는데, 상기 바닥판(3)의 구축을 위한 콘크리트를 타설한 후부터 상기 바닥판(3)의 콘크리트 자중으로 인하여 상기 종방향 거더(1)의 양단에서의 휨변위가 발생될 때까지는 상기 체결봉(23)이 상기 회전힌지부재(15)의 관통공에 삽입된 상태로 상기 회전힌지부재(15)가 상기 회전받침(20)에 대해 회전가능하게 놓인 상태를 유지하기 때문에 상기 바닥판(3)의 콘크리트 타설 자중으로 인하여 종방향 거더(1)의 양단에서의 휨변위가 발생하게 되며;
상기 바닥판(3)의 자중으로 인하여 상기 종방향 거더(1)의 양단에서의 휨변위 발생이 완료되면, 상기 회전힌지부재(15)를 관통한 상기 체결봉(23)의 단부에 체결마감부재(24)를 결합하여 상기 회전힌지부재(15)가 상기 회전받침(20)에서 회전가능하지 않도록 고정시킨 후에, 상기 모서리부(31)의 콘크리트를 타설하여 경화시킴으로써, 상기 모서리부(31)의 콘크리트 내에 상기 회전힌지부재(15) 및 상기 회전받침(20)이 매립된 상태로 상기 바닥판(3)과 상기 종방향 거더(1)와 상기 교량벽체(2)를 일체로 강결하는 상기 모서리부(31)가 완성되도록 하는 것을 특징으로 하는 라멘교량의 시공방법.
- 제3항에 있어서,
상기 교량벽체(2)의 상면에서, 상기 체결봉(23)이 존재하는 위치에는 오목부(28)가 형성되어 있어, 상기 체결봉(23)의 하단부는 상기 오목부(28)에 삽입되어 있고;
상기 교량벽체(2)의 상부에 상기 모서리부(31)의 콘크리트를 타설할 때, 상기 오목부(28)에도 상기 모서리부(31)의 콘크리트를 채워서 상기 체결봉(23)을 교량벽체(2)의 상면에 고정시키는 것을 특징으로 하는 라멘교량의 시공방법.
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