KR101312759B1

KR101312759B1 - 강가로보를 이용한 피에스씨 곡선형 거더의 전도방지 시공 방법

Info

Publication number: KR101312759B1
Application number: KR1020130084961A
Authority: KR
Inventors: 김대윤; 박찬
Original assignee: 효진건설 (주)
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2013-09-27

Abstract

본 발명은 거더 거치 후 별도의 가로보 시공을 위한 거푸집 조립 및 철근 배근 공정이 불필요하고, 별도의 임시전도방지장치의 제거 공정이 불필요하며, 전도방지장치 지지를 위한 임시브라켓의 설치가 필요없고, 전도방지 설치를 위한 코핑부 폭을 증가시킬 필요가 없도록 한 강가로보를 이용한 피에스씨 곡선형 거더의 전도방지 시공 방법을 제공한다. 본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 거더 지점부에 인서트를 매입하여 선형 PSC 거더의 거푸집을 조립한 후 콘크리트 타설 양생시키고, 거푸집 탈형 후 연결플레이트를 인서트에 볼트 접합으로 연결하고, 곡선반경 외측방향으로 높낮이 조절가능한 임시받침대가 연결된 강가로보를 상기 연결플레이트와 결합하고, 프리스트레스를 도입하여 제작된 곡선형 거더를 n개 구비하는 단계와; 평면선형상 1번 곡선형 거더를 교대나 교각에 가설하는 단계와; 1번 곡선형 거더와 인접한 위치에 2번 곡선형 거더부터 n-1번 곡선형 거더에 이르기까지 반복적으로 곡선형 거더를 가설하되, 강가로보를 연결플레이트와 접합시켜 곡선형 거더간 일체성 및 전도방지를 확보하는 단계와; 평면 곡선상 최외측에 배치되는 n번 곡선형 거더는 연결플레이트를 이용하여 n-1번 곡선형 거더의 강가로보에 접합시키는 단계와; 가설된 곡선형 거더에 바닥판 콘크리트를 타설 양생시켜 바닥슬래브를 시공하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

Description

강가로보를 이용한 피에스씨 곡선형 거더의 전도방지 시공 방법{Safety construction method against overturning of steel cross beam using PSC curved girder}

본 발명은 평면선형이 곡선인 교량구간에 설치되는 곡선형 거더의 전도방지 시공 방법에 관한 것으로, 특히 강가로보와 임시받침대를 통해 가설시 전도를 방지하고, 임시받침대를 제거한 후 강가로보에 의해 상호 거더간의 일체성을 확보할 수 있어 설계된 긴장력의 도입이 이루어지도록 한 강가로보를 이용한 피에스씨 곡선형 거더의 전도방지 시공 방법에 관한 것이다.

피에스씨(PSC) 공법은 강연선을 이용하여 콘크리트 거더에 프리스트레스를 도입하는 교량공법으로 매우 경제적이고 일반적으로 널리 사용되고 있다.

종래 사용되고 있는 피에스씨 거더는 단면형상에 따라 크게 아이-타입(I-type)과 박스(Box) 또는 유-타입(U-type)으로 구분할 수 있으며, 피에스씨 거더는 직선으로 제작하여 설치하는 방식이다.

평면선형이 곡선인 교량에서 기존 피에스씨 거더의 경우 제작상의 어려움 및 도입되는 긴장력 관리상의 문제 등으로 인해 직선으로 제작되었으나, 이 경우 배수 시설 설치가 어렵고 바닥판 지간이 위치에 따라 변화됨에 따라 시공이 복잡하거나 최대 지간장을 기준으로 보강하여 과다설계가 되는 문제가 발생하였다. 또한 곡선반경이 작은 램프(ramp) 교량 등에서는 소요되는 지간에서 거더의 배치가 불가능하여 고가의 스틸박스 거더를 적용하여 공사비 증가의 원인이 되고 있는 상황이다.

토목기술의 발전으로 인해 정밀한 거푸집 제작이 가능해 졌으며 프리스트레스 관리 등이 가능함에 따라 피에스씨 거더기술이 발전한 유럽 등에서는 곡선형 피에스씨 거더를 시공하고 있으며, 국내에서도 이에 대한 연구와 개발이 이루어지고 있는 추세이다.

그러나 곡선거더의 경우 프리스트레스 도입과 동시에 거더 자중에 의한 편심모멘트가 작용하게 되고 이 하중은 거더를 전도시키려는 전도모멘트로 작용하게 된다.

거더가 안정화하기 위한 저항모멘트가 전도모멘트에 대해 충분한 안전율을 확보하지 못하는 경우 전도를 방지하기 위한 방안이 필요하며 기존 공법에서는 거더 제작시 지점부에 전도모멘트에 저항하기 위한 별도의 장치를 설치하고 가설 후 합성이 된 후에 제거하는 등의 방법으로 곡선형 피에스씨 거더를 제작하였다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1065620호로서, 선형 PSC 거더에 압축 프리스트레스를 도입함에 따라 곡선형 PSC 거더의 자중에 의한 비틀림모멘트에 의하여 양 단부가 일측방향으로 회전하여 상향으로 발생되는 솟음을 제어하기 위하여 솟음제어장치를 상기 곡선형 PSC 거더 일측면에 설치하여 제작장 바닥에 상기 솟음제어장치를 고정 설치한 후 곡선형 PSC 거더에 압축 프리스트레스가 도입되도록 하되, 상기 솟음제어장치는 곡선형 PSC 거더 일측면에 부착된 프레임조립체와 상기 프레임조립체와 바닥 사이에 발생된 솟음을 상쇄시켜 주기 위하여 제작장 바닥과 프레임조립체 사이의 이격거리를 조정할 수 있는 길이조정수단이 포함되도록 하여, 상기 압축 프리스트레스 도입에 의해 발생하는 곡선형 PSC 거더 양 단부의 솟음이 상기 솟음제어장치의 길이조정수단에 의하여 상쇄되도록 하는 것을 특징으로 하는 솟음제어장치를 이용한 곡선형 피에스씨 거더 제작방법이 제안되어 있다.

그러나 상기 배경기술은 상부슬래브를 시공한 후 솟음제어장치를 분리해 내야 하므로 제거 공정이 필요하고, 교량 시공 후에는 프리스트레스 도입에 따른 전도모멘트에 저항하는 힘이 제거된다. 또한 교각 및 교대의 코킹부에 솟음제어장치를 연결하기 위한 임시브라켓을 가설해야 하고, 이로 인해 코킹부의 폭을 증가시키는 요인이 된다. 또한 솟음제어장치를 분리해 낸 후에는 별도의 가로보 시공을 위한 거푸집의 조립 및 철근 배근 공정 등으로 공기가 지연될 수 밖에 없다.

한국 등록특허 등록번호 제10-100632816호(아이（Ｉ）형 거더의 전도방지 안전장치) 한국 등록특허 등록번호 제10-1016768호(거더의 전도방지장치)

본 발명은 거더 거치 후 별도의 가로보 시공을 위한 거푸집 조립 및 철근 배근 공정이 불필요하고, 별도의 임시전도방지장치의 제거 공정이 불필요하고, 전도방지장치 지지를 위한 임시브라켓의 설치가 필요없고, 전도방지 설치를 위한 코핑부 폭을 증가시킬 필요가 없도록 한 강가로보를 이용한 피에스씨 곡선형 거더의 전도방지 시공 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 거더 지점부에 인서트를 매입하여 선형 PSC 거더의 거푸집을 조립한 후 콘크리트 타설 양생시키고, 거푸집 탈형 후 연결플레이트를 인서트에 볼트 접합으로 연결하고, 곡선반경 외측방향으로 높낮이 조절가능한 임시받침대가 연결된 강가로보를 상기 연결플레이트와 결합하고, 프리스트레스를 도입하여 제작된 곡선형 거더를 n개 구비하는 단계와;

평면선형상 1번 곡선형 거더를 교대나 교각에 가설하는 단계와;

1번 곡선형 거더와 인접한 위치에 2번 곡선형 거더부터 n-1번 곡선형 거더에 이르기까지 반복적으로 곡선형 거더를 가설하되, 강가로보를 연결플레이트와 접합시켜 곡선형 거더간 일체성 및 전도방지를 확보하는 단계와;

평면 곡선상 최외측에 배치되는 n번 곡선형 거더는 연결플레이트를 이용하여 n-1번 곡선형 거더의 강가로보에 접합시키는 단계와;

가설된 곡선형 거더에 바닥판 콘크리트를 타설 양생시켜 바닥슬래브를 시공하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 곡선형 거더는 박스형, U 자형, I자 자형 중 어느 하나의 단면 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 강가로보와 임시받침대는 현장 작업성이 우수하도록 이음판과 접합판을 이용하여 볼트 체결로 접합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 곡선반경이 작은 최내측 거더를 가장 먼저 교좌장치 및 교대와 코핑부에 미리 설치된 임시받침대에 지지토록 하여 안정성을 확보하고, 이후 인접한 곡선형 거더를 차례로 가설하는 것을 특징으로 한다.

또한, n번째의 최외측 곡선형 거더는 임시받침대가 제작시에만 사용되며 가설시에는 먼저 가설되어 있는 인접한 곡선형 거더의 강가로보에 연결플레이트를 이용하여 결합된 후, 곡선반경 외측방향으로의 강가로보 및 임시받침대는 제거되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 임시받침대에는 제거가 용이하도록 높낮이 조절되는 스크류 잭이 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 강가로보는 H형 단면을 갖는 강재로 제작된 것을 특징으로 한다.

또한, 바닥슬래브를 시공한 후 모든 임시받침대를 제거하는 단계를 더 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 강가로보를 이용한 피에스씨 곡선형 거더의 전도방지 시공 방법에 따르면, 프리스트레스 도입과 동시에 발생하는 곡선형 거더 자중에 의한 비틀림 및 전도모멘트에 의해 발생하는 변위를 시공 후 강가로보에 의해 억제시켜 설계된 계산상의 긴장력이 효과적으로 거더에 도입될 수 있다.

또한, 곡선형 거더의 지점부에 설치되는 가로보를 이용하여 곡선형 거더의 전도를 방지하도록 설계되어 별도의 전도방지 설비가 필요하지 않는 이점을 갖는다.

이로 인해 공정이 단순화되고 경제성이 확보되며 전도방지 장치와 가로보의 간섭으로 인한 작업상의 어려움, 전도방지 장치의 지지점 확보를 위한 하부구조의 확대 등을 방지할 수 있으며, 종래의 방법과 같이 임시로 사용되는 전도방지 장치와 달리 영구구조물인 가로보를 이용하여 전도모멘트에 저항함으로써 효과적인 부재의 사용이 가능하다.

또한 강가로보 적용에 따른 고소작업 감소, 안전사고 감소 및 공기단축 등의 부가적인 장점들도 얻을 수 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 곡선형 거더의 제작 상태도.
도 2는 도 1의 일측면도.
도 3은 도 1의 'A'부 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 곡선형 거더의 다양한 횡단면도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 강가로보를 이용한 피에스씨 곡선형 거더의 전도방지 시공 방법의 순서에 따른 거더의 설치상태도.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

도 1 내지 도 3에서와 같이, 교량에 설치될 곡선형 거더(11,12,13)가 n개로 다수개 제작된다.

이때 곡선형 거더(11,12,13)는 곡선 반경이 다를 뿐 동일한 구조로 제작된다. 본 실시 예에서 곡선형 거더(11,12,13)는 곡선반경이 작은 것에서부터 큰 것의 순으로 설치되어 있다.

따라서 어느 하나의 곡선형 거더(11)의 제작 방법을 살펴보면, 거푸집의 조립시 거더 지점부에 인서트(100)가 매입된다. 인서트(100)는 예로 매입앵커가 될 수 있다. 이때 인서트(100)는 접합 강도를 고려하여 일정 간격을 두고 복수열로 배치된다.

다음, 거푸집의 조립 후 콘크리트를 타설 양생시키고, 거푸집 탈형 후 연결플레이트(110)를 인서트(100)에 볼트로 접합 연결시킨다.

그 다음, 곡선형 거더(11)의 곡선반경 외측방향으로 높낮이 조절가능한 임시받침대(200)가 연결된 강가로보(120)를 연결플레이트(110)와 결합하고, 프리스트레스를 도입하여 제작된다.

이같이 제작된 곡선형 거더(11,12,13)는 도 4와 같이 박스형, U 자형, I자 자형 중 어느 하나의 단면 구조를 갖는다.

이때 강가로보(120)와 임시받침대(200)는 현장 작업성이 우수하도록 이음판(122)과 접합판(202)을 이용하여 볼트 체결로 접합됨이 바람직하다. 임시받침대(200)에는 제거가 용이하도록 높낮이 조절되는 스크류 잭(204)이 포함될 수 있다. 강가로보(120)는 H형 단면을 갖는 강재로 제작된 것이 될 수 있다.

그 다음, 도 5의 (가)와 같이 평면선형상 반경이 가장 작은 위치에 1번 곡선형 거더(11)를 교대나 교각에 가설한다.

그 다음, 도 5의 (나)와 같이 1번 곡선형 거더(11)와 인접한 위치에 2번 곡선형 거더(12)부터 N번 곡선형 거더(13)에 이르기까지 반복적으로 곡선형 거더(12,13)를 가설하되, 강가로보(120)를 연결플레이트(110)와 접합시킨다. 이때 강가로보(120)와 연결플레이트(110)의 연결은 접합면의 둘레로 볼트 접합된 판상의 플레이트를 통해 이루어질 수 있다.

이때 곡선형 거더(12,13)는 각 거더의 지점부 반경 외측에 위치된 임시받침대(200)에 의해 전도 모멘트가 저항됨으로써 안전한 전도방지를 확보하게 된다. 또한 강가로보(120)와 연결플레이트(110)를 통해 이웃한 곡선형 거더가 연결되어 있어 곡선형 거더간의 일체성이 확보한다.

이같이 곡선반경이 작은 최내측(곡선반경 내측) 거더를 가장 먼저 교좌장치 및 교대와 코핑부에 미리 설치된 임시받침대(200)에 지지토록 하여 안정성을 확보하고, 이후 인접한 거더를 차례로 가설함이 바람직하다.

그 다음, 도 5의 (다)와 같이 평면 곡선상 최외측에 배치되는 n번 곡선형 거더(13)는 연결플레이트(110)를 이용하여 n-1번 곡선형 거더(12)의 강가로보(120)에 접합시킨 후 n번 곡선형 거더(13)의 곡선반경 외측에 설치된 강가로보(120)와 임시받침대(200)를 제거한다.

그 다음, 도 6의 (가)와 같이 가설된 곡선형 거더(11,12,13)에 바닥판 콘크리트를 타설 양생시켜 바닥슬래브(130)를 시공한다. 바닥슬래브를 시공한 후 모든 임시받침대(200)를 제거한다.

이후 난간 및 포장 공사를 완료하면 도 6의 (나)와 같이 평면 곡선 교량이 완성된다.

여기서, 최외측 거더(13)의 임시받침대(200)는 제작시에만 사용되며 가설시에는 먼저 가설되어 있는 인접거더의 강가로보(120)에 연결플레이트(110)를 이용하여 결합하므로써, 최외측 곡선형 거더(13)의 곡선반경 외측방향으로의 강가로보 및 임시받침대는 지지되지 않으며 이로인해 전도방지 장치 지지를 위한 지점확보가 필요치 않아 하부구조의 단면확대를 방지할 수 있다.

본 실시 예에서는 3개의 곡선형 거더(11,12,13)를 설치하는 방법을 예를 들어 설명하였으나 곡선형 거더가 n개 설치될 경우 곡선형 거더(11,12,13,...,N-1,N)가 제작 구비된다.

따라서 본 방법에서 최초로 설치되는 것은 최내측의 1번째 곡선형 거더(11)가 되고 최후에 설치되는 것은 n번째 곡선형 거더(N)가 되고, 최후 직전에 설치되는 것은 n-1번째 곡선형 거더(N-1)가 된다. 이 경우 교량의 바닥판 콘크리트를 타설하기 전에 제거되는 임시받침대(200)는 n번째 곡선형 거더(N)측의 강가로보(120)에 연결된 것이 된다.

이같이 본 공법에 따르면, 프리스트레스 도입과 동시에 발생하는 곡선형 거더 자중에 의한 비틀림 및 전도모멘트에 의해 발생하는 변위를 시공 후 강가로보에 의해 억제시켜 설계시 계산상의 긴장력이 효과적으로 거더에 도입될 수 있다.

이로 인해 공정이 단순되고 경제성이 확보되며 전도방지 장치와 가로보의 간섭으로 인한 작업상의 어려움, 전도방지 장치의 지지점 확보를 위한 하부구조의 확대 등을 방지할 수 있으며, 종래의 방법과 같이 임시로 사용되는 전도방지 장치와 달리 영구구조물인 가로보를 이용하여 전도모멘트에 저항함으로써 효과적인 부재의 사용이 가능하다.

이에 본 발명에 의해 곡선형 피에스씨 거더를 제작하는 경우 종래의 직선거더를 평면선형이 곡선인 교량구간에 사용할 때의 문제점을 극복할 수 있고, 일반적으로 스틸박스가 적용되는 램프교와 같이 곡선반경이 작은 교량에도 적용이 가능하여 공사비를 대폭 절감할 수 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

11,12,13: 곡선형 거더
110: 연결플레이트
120: 강가로보
122: 이음판
130: 바닥슬래브
200: 임시받침대
202: 접합판
204: 스크류잭

Claims

거더 지점부에 인서트(100)를 매입하여 선형 PSC 거더의 거푸집을 조립한 후 콘크리트 타설 양생시키고, 거푸집 탈형 후 연결플레이트(110)를 인서트(100)에 볼트 접합으로 연결하고, 곡선반경 외측방향으로 높낮이 조절가능한 임시받침대(200)가 연결된 강가로보(120)를 상기 연결플레이트(110)와 결합하고, 프리스트레스를 도입하여 제작된 곡선형 거더(11,12,13,...N-1,N)를 n개 구비하는 단계와;
평면선형상 1번 곡선형 거더(11)를 교대나 교각에 가설하는 단계와;
1번 곡선형 거더(11)와 인접한 위치에 2번 곡선형 거더(12)부터 n-1번 곡선형 거더(N-1)에 이르기까지 반복적으로 곡선형 거더(11,12,13,...,N-1)를 가설하되, 강가로보(120)를 연결플레이트(110)와 접합시켜 곡선형 거더간 일체성 및 전도방지를 확보하는 단계와;
평면 곡선상 최외측에 배치되는 n번 곡선형 거더(N)는 연결플레이트(110)를 이용하여 n-1번 곡선형 거더(N-1)의 강가로보(120)에 접합시키는 단계와;
가설된 곡선형 거더(11,12,13,...N-1,N)에 바닥판 콘크리트를 타설 양생시켜 바닥슬래브(130)를 시공하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 하는 강가로보를 이용한 피에스씨 곡선형 거더의 전도방지 시공 방법.
제 1항에 있어서,
상기 곡선형 거더(11,12,13,...N-1,N)는 박스형, U 자형, I자 자형 중 어느 하나의 단면 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 강가로보를 이용한 피에스씨 곡선형 거더의 전도방지 시공 방법.
제 1항에 있어서,
강가로보(120)와 임시받침대(200)는 현장 작업성이 우수하도록 이음판(122)과 접합판(202)을 이용하여 볼트 체결로 접합되는 것을 특징으로 하는 강가로보를 이용한 피에스씨 곡선형 거더의 전도방지 시공 방법.
제 1항에 있어서,
곡선반경이 작은 최내측 거더를 가장 먼저 교좌장치 및 교대와 코핑부에 미리 설치된 임시받침대(200)에 지지토록 하여 안정성을 확보하고, 이후 인접한 곡선형 거더를 차례로 가설하는 것을 특징으로 하는 강가로보를 이용한 피에스씨 곡선형 거더의 전도방지 시공 방법.
제 1항에 있어서,
n번째의 최외측 곡선형 거더는 임시받침대(200)가 제작시에만 사용되며 가설시에는 먼저 가설되어 있는 인접한 곡선형 거더의 강가로보(120)에 연결플레이트(110)를 이용하여 결합된 후, 곡선반경 외측방향으로의 강가로보(120) 및 임시받침대(200)는 제거되는 것을 특징으로 하는 강가로보를 이용한 피에스씨 곡선형 거더의 전도방지 시공 방법.
제 1항에 있어서,
상기 임시받침대(200)에는 제거가 용이하도록 높낮이 조절되는 스크류 잭(204)이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 강가로보를 이용한 피에스씨 곡선형 거더의 전도방지 시공 방법.
제 1항에 있어서,
강가로보(120)는 H형 단면을 갖는 강재로 제작된 것을 특징으로 하는 강가로보를 이용한 피에스씨 곡선형 거더의 전도방지 시공 방법.
제 1항에 있어서,
바닥슬래브(130)를 시공한 후 모든 임시받침대(200)를 제거하는 단계를 더 포함하여 시공되는 것을 특징으로 하는 강가로보를 이용한 피에스씨 곡선형 거더의 전도방지 시공 방법.