KR101436298B1 - 교량용 신축이음장치 및 이를 이용한 교량의 신축이음 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량의 누수를 방지하고, 용이하게 시공할 수 있도록 한 교량용 신축이음장치 및 이를 이용한 교량의 신축이음 시공방법에 관한 것으로서,
교량의 두 상판에서 이들이 마주하는 각 단부에 각각 배치되는 전방프레임 및 후방프레임, 그리고 신축을 위한 유간(遊間)을 사이에 두고 상기 전방프레임 및 후방프레임의 상부에 각각 설치되는 전방플레이트 및 후방플레이트를 포함하는 조인트유닛; 상기 전방프레임과 후방프레임을 연결하도록 상기 조인트유닛의 길이방향을 따라 배치된 배수부재; 및 상기 배수부재의 양단부를 각각 상기 전방프레임과 후방프레임에 탈착 가능하게 고정하는 탈착수단;을 포함하여 이루어진 교량용 신축이음장치 및 이를 이용한 신축이음 시공방법을 제공한다.

Description

교량용 신축이음장치 및 이를 이용한 교량의 신축이음 시공방법{EXPANSION JOINT FOR CONNECTING SLABS OF A BRIDGE STRUCTURE, AND CONSTRUCTION METHOD FOR USING THE SAME}

본 발명은 교량의 신축이음 시공 시 차로별로 교통차단을 할 수 있으며, 교량용 신축이음장치의 교체를 위한 유지보수공사 시 신축이음장치의 누수방지를 위한 배수용 고무시트 또는 배수부재를 단절 없이 일체로 설치하여 용이하게 시공할 수 있도록 한 교량용 신축이음장치 및 이를 이용한 교량의 신축이음 시공방법에 관한 것이다.

교량의 누수를 방지할 수 있도록 한 신축이음장치에 관한 기술로는 [대한민국 등록특허공보 제10-1006492호(2011.01.06.공고, 이하 '선행기술'이라고 함) "신축이음 구조"]가 제시되어 있다.

상기 선행기술은

"다수의 교각과 다수의 교량 상판으로 구성된 교량과;

상기 교량의 교량 상판 사이에 형성되는 공간부와;

상기 공간부에 배치되며 수평부재와 수직부재 및 배수용 부틸고무시트로 구성된 다수의 신축이음장치와;

상기 다수의 교량 상판 사이에 신축이음장치를 고정시키기 위한 초속경 콘크리트;로 이루어지되,

상기 신축이음장치의 상기 배수용 부틸고무시트는 부틸고무 26.2 ∼ 28.7중량%, 탄산칼슘 43.9 ∼ 46.4중량%, 점착수지 3.4 ∼ 5.5중량%, 카본블랙 1 ∼ 1.6중량%, 점착제 23 ∼ 25.1중량%로 이루어진 부틸고무시트지와, 상기 부틸고무시트지에 부착하는 이형지와, 상기 이형지가 형성된 부틸고무시트지의 반대방향에 형성된 TPO필름층으로 구성된 것"을 특징으로 하는 것으로서,

배수시 발생하는 누수를 차단하고, 신축이음장치의 제작 작업을 간소화할 수 있도록 한 기술이다.

상기 선행기술은 배수용 부틸고무시트가 구비된 신축이음장치를 제공함으로써 배수시 발생하는 누수를 차단할 수 있도록 하고는 있으나,

교량의 폭을 따라 다수의 신축이음장치의 시공시, 각각의 신축이음장치에 구비된 배수용 부틸고무시트를 상호 연결해야하는 불편이 있으며, 상호 연결된 각 배수용 부틸고무시트 사이의 틈을 완벽하게 차단하기에는 무리가 있어 누수를 완전히 차단하기에는 어려운 문제가 있다.

또한, 교량 및 신축이음장치가 노후화됨에 따라 상호 다른 재질로 이루어진 신축이음장치의 수직부재와 초속경 콘크리트 사이에 틈이 발생하게 되는데, 상기 선행기술의 경우 이 틈으로 인해 발생하는 누수를 차단하지 못하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

교량용 신축이음장치의 누수방지용 배수고무시트 또는 배수부재를 연결부 없이 일체로 시공할 수 있도록 하고, 재질이 상호 다른 신축이음장치와 초속경 콘크리트 사이의 틈으로 인해 발생하는 누수가 배수고무시트 또는 배수부재로 유도 배출되도록 시공하는 교량용 신축이음장치 및 이를 이용한 교량의 신축이음 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 교량용 신축이음장치는,

교량의 두 상판에서 이들이 마주하는 각 단부에 각각 배치되는 전방프레임 및 후방프레임, 그리고 신축을 위한 유간(遊間)을 사이에 두고 상기 전방프레임 및 후방프레임의 상부에 각각 설치되는 전방플레이트 및 후방플레이트를 포함하는 조인트유닛;

상기 전방프레임과 후방프레임을 연결하도록 상기 조인트유닛의 길이방향을 따라 배치된 배수부재; 및

상기 배수부재의 양단부를 각각 상기 전방프레임과 후방프레임에 탈착 가능하게 고정하는 탈착수단;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 탈착수단은 상기 전방프레임 및 후방프레임의 하단부에 결합된 후크면, 그리고 상기 후크면에 탈착되도록 상기 배수부재의 양단부에 결합된 루프면을 포함하는 벨크로로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조인트유닛은 길이방향을 따라 둘 이상으로 분할된 구조로 이루어지고,

상기 배수부재는 유연성 재질의 시트로 이루어지되, 분할된 각 조인트유닛을 연결하는 일체형 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 분할된 각 조인트유닛은 교량의 각 차로 폭과 상응하는 길이로 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 신축이음장치를 이용한 본 발명의 신축이음 시공방법은,

상기 배수부재의 일측을 분할된 상기 조인트유닛 중 제1조인트유닛에 부착하는 단계;

상기 제1조인트유닛을 교량의 제1차로에 배치되도록 상기 두 상판 사이에 배치하는 단계;

교량의 제1차로에서 상기 두 상판의 마주하는 각 단부에 콘크리트를 타설 및 양생하여 상기 제1조인트유닛을 고정하는 단계;

상기 배수부재의 타측을 교량의 제2차로에 배치되도록 상기 두 상판 사이에 배치하는 단계;

분할된 상기 조인트유닛 중 제2조인트유닛을 상기 배수부재의 타측 상부에 배치하는 단계;

상기 배수부재의 타측을 상기 제2조인트유닛에 부착하는 단계; 및

교량의 제2차로에서 상기 두 상판의 마주하는 각 단부에 콘크리트를 타설 및 양생하여 상기 제2조인트유닛을 고정하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 교량용 신축이음장치 및 이를 이용한 교량의 신축이음 시공방법은,

배수부재가 탈착수단에 의해 전방프레임 및 후방프레임에 탈착 가능하게 고정됨에 따라 시공이 용이한 효과가 있다.

또한, 벨크로로 이루어진 탈착수단에 의하여, 조인트유닛의 고정을 위해 타설된 콘크리트와 전방프레임 및 후방프레임 사이의 틈으로 유입된 누수가 벨크로의 후크면과 루프면 사이로 유입되어 배수부재의 내측으로 흘러가게 됨으로써, 교량의 누수를 완벽하게 차단할 수 있는 효과가 있다.

또한, 교량의 폭을 따라 둘 이상의 조인트유닛이 설치되더라도 각 조인트유닛이 하나의 배수부재에 연결되는 구조를 가짐에 따라, 시공이 용이할 뿐만 아니라, 배수부재에 발생할 수 있는 틈새를 원천적으로 제거함으로써 교량의 누수를 더욱 완벽하게 차단할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 교량용 신축이음장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 교량용 신축이음장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 교량의 신축이음 시공방법의 흐름도.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 의한 교량의 신축이음 시공방법을 단계적으로 도시한 공정 순서도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

'도 1' 및 '도 2'에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 교량용 신축이음장치는 크게 조인트유닛(100), 배수부재(200) 및 탈착수단(300)으로 이루어진다.

조인트유닛(100)은 상호 마주하는 교량의 두 상판(10) 사이에 설치되어 두 상판(10)을 신축적으로 이어주는 것으로서,

교량의 두 상판(10)에서 이들이 마주하는 각 단부에 각각 배치되는 전방프레임(110) 및 후방프레임(120), 그리고 신축을 위한 유간(遊間, 130)을 사이에 두고 상기 전방프레임(110) 및 후방프레임(120)의 상부에 각각 설치되는 전방플레이트(140) 및 후방플레이트(150)를 포함하여 이루어진다.

전방프레임(110) 및 후방프레임(120)은 판재 형태로 이루어져 두 상판(10)의 내측면에 각각 고정되며, 전방프레임(110) 및 후방프레임(120)의 외측면에는 이들을 상판(10)에 고정하기 위한 앵커(111)(121)가 각각 형성된다.

전방프레임(110) 및 후방프레임(120)은 필요에 따라 앵글(angle) 형태 등의 다양한 구조로 이루어질 수 있다.

전방플레이트(140) 및 후방플레이트(150)는 공지의 핑거플레이트(finger plate) 형태로 이루어져, 상호 맞물리도록 배치된다.

즉, 도시된 바와 같이 전방플레이트(140)에는 후방프레임(120) 측으로 돌출 형성되되 전방플레이트(140)의 길이방향을 따라 상호 이격 배열된 다수의 전방핑거(141)가 형성되고, 후방플레이트(150)에는 전방프레임(110) 측으로 돌 출 형성되되 후방플레이트(150)의 길이방향을 따라 상호 이격 배열되어 각 전방핑거(141)의 사이사이로 진입하게 되는 다수의 후방핑거(151)가 형성됨에 따라, 전방플레이트(140)와 후방플레이트(150)가 상호 맞물리게 된다.

그러나 전방플레이트(140) 및 후방플레이트(150)는 도시된 핑거플레이트 구조에 한정되지 아니하고, 필요에 따라 모노셀(monocell) 방식 등 공지의 다양한 신축이음 구조가 적용될 수 있을 것이다.

그리고 도시된 바와 같이, 전방프레임(110) 및 후방프레임(120) 사이에는 전방플레이트(140) 및 후방플레이트(150)의 하부에 설치되어 유간(130)으로 유입된 물과 이물질을 일차적으로 걸러주는 방수매트(160)가 구비될 수 있다.

배수부재(200)는 전방프레임(110)과 후방프레임(120)을 연결하도록 조인트유닛(100)의 길이방향을 따라 배치된다.

이에 따라, 배수부재(200)는 유간(130)을 통해 조인트유닛(100)의 하측으로 유입된 물을 교량의 가장자리에 마련된 배수구로 흘려 보내게 된다.

배수부재(200)는 플라스틱필름이나 고무시트 등 유연성 재질의 시트로 이루어지며, 이에 따라 배수부재(200)는 조인트유닛(100)과 분리된 상태에서 접거나 말아 용이하게 보관할 수 있다.

탈착수단(300)은 배수부재(200)의 양단부를 각각 전방프레임(110)과 후방프레임(120)에 탈착 가능하게 고정하는 것이다.

여기서 "탈착 가능하게 고정"이라 함은 작업자가 배수부재(200)를 공구 등의 사용 없이 자유롭게 붙였다 때었다 할 수 있는 것을 의미하는 것으로서, 이에 따라 탈착수단(300)은 볼트와 같은 결합용 기계요소가 아닌, 벨크로(velcro), 자석, 걸고리 등이 같이 탈착이 자유로운 구성으로 이루어진다.

특히, 본 발명의 실시예에서 탈착수단(300)은 전방프레임(110) 및 후방프레임(120)의 하단부에 결합된 후크(hook)면(310), 그리고 후크면(310)에 탈착되도록 배수부재(200)의 양단부에 결합된 루프(loop)면(320)을 포함하는 벨크로로 이루어지는데,

이에 의하면, 배수부재(200)의 탈착이 용이할 분만 아니라, 신축이음장치의 시공시 조인트유닛(100)의 고정을 위해 타설된 콘크리트(20)와 전방프레임(110) 및 후방프레임(120) 사이의 틈으로 유입된 누수가 벨크로의 후크면(310)과 루프면(320) 사이로 유입되어 배수부재(200)의 내측으로 흘러가게 됨으로써, 신축이음장치로 인하여 발생하는 교량의 누수를 완벽하게 차단할 수 있다.

한편, 도시된 바와 같이 조인트유닛(100)은 신축이음장치가 교량에 설치된 상태에서, 신축이음장치의 길이방향을 따라 둘 이상으로 분할된 구조로 이루어지고, 배수부재(200)는 분할된 각 조인트유닛(100A)(100B)을 연결하도록 일체형 구조로 이루어진다.

즉, 조인트유닛(100)은 교량의 폭에 따라 다수가 배열되어 하나의 신축이음장치를 이루게 되고, 이때 배수부재(200)는 교량의 폭을 따라 일체로 배치되는데, 이와 같은 구조에 의하면 하나의 배수부재(200)에 의하여 분할된 각 조인트유닛(100A)(100B)의 하측에 배수로를 마련할 수 있게 됨에 따라 누수의 원인인 틈새의 발생을 원천적으로 방지할 수 있다.

그리고 분할된 각 조인트유닛(100A)(100B)은 신축이음장치의 시공 편의성 및 시공시 원활한 교통 흐름을 위하여 교량의 각 차로(11, '도 4' 참조)(12, '도 4' 참조) 폭과 상응하는 길이로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, '도 3' 내지 '도 10'를 참조하여 상기와 같은 구조로 이루어진 신축이음장치를 이용한 교량의 신축이음 시공방법을 설명한다.

'도 3' 내지 '도 10'에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 교량의 신축이음 시공방법은 크게 1차 배수부재 부착단계(S10), 제1조인트유닛 배치단계(S20), 제1조인트유닛 고정단계(S30), 배수부재 배치단계(S40), 제2조인트유닛 배치단계(S50), 2차 배수부재 부착단계(S60) 및 제2조인트유닛 고정단계(S70)를 포함하여 이루어진다.

참고로, 본 실시예에서 교량은 두 개의 차로(11)(12)를 갖는 형태로 이루어져 있으며, 조인트유닛(100)는 각 차로(11)(12)의 폭에 상응하는 길이를 갖도록 둘 분할된 구조를 갖는다. 따라서 이하에서는 둘로 분할된 각 조인트유닛(100)을 각각 제1 및 제2 조인트유닛(100A)(100B)이라 칭하기로 한다.

1차 배수부재 부착단계(S10)는 '도 4'에 도시된 바와 같이, 배수부재(200)의 일측을 분할된 각 조인트유닛(100) 중 제1조인트유닛(100A)에 부착하는 단계이다.

여기서 배수부재(200)는 제1조인트유닛(100A)와 분리된 상태로 구비된 후 신축이음장치의 시공 현장에서 부착될 수 있으며, 필요에 따라 제1조인트유닛(100A)의 제작시 미리 부착된 상태로 구비된 후 제1조인트유닛(100A)과 함께 신축이음장치의 시공 현장으로 운반될 수 있다.

제1조인트유닛 부착단계(S20)는 '도 5'에 도시된 바와 같이, 제1조인트유닛(100A)을 교량의 제1차로(11)에 배치되도록 두 상판(10) 사이에 배치하는 단계(S20)이다.

즉, 이 단계에서는 제1조인트유닛(100A)을 신축이음장치가 시공될 자리 중 제1차로(11) 측 자리에 배치하게 된다.

그리고 제1조인트유닛(100A)을 배치할 때에 제1조인트유닛(100A)에 비(非) 부착된 배수부재(200)의 타측은 교량의 제2차로(12) 측에 배치되도록 하되, 콘크리트(20)의 양생 기간 동안 거치적거리지 않도록 말아두거나, 두 상판(10) 사이를 통해 하측으로 늘어뜨려 놓는 것이 바람직하다.

제1조인트유닛 고정단계(S30)는 '도 6'에 도시된 바와 같이, 교량의 제1차로(11)에서 두 상판(10)이 마주하는 각 단부에 콘크리트(20)를 타설 및 양생하여 제1조인트유닛(100A)을 고정하는 단계이다.

이 단계에서는 제1조인트유닛(100A)의 전방프레임(110) 및 후방프레임(120)과, 이들에 형성된 각 앵커(111)(121)가 콘크리트에 매립되도록 함으로써 제1조인트유닛(100A)을 고정하게 된다.

배수부재 배치단계(S40)는 '도 7'에 도시된 바와 같이, 배수부재(200)의 타측을 교량의 제2차로(12)에 배치되도록 두 상판(10) 사이에 배치하는 단계이다.

즉, 이 단계에서는 제2조인트유닛(100B)이 배치될 자리에 배수부재(200)의 타측을 펴놓게 된다.

제2조인트유닛 배치단계(S50)는 '도 8'에 도시된 바와 같이, 분할된 조인트유닛(100) 중 제2조인트유닛(100B)을 배수부재(200)의 타측 상부에 배치하는 단계이다.

즉, 이 단계에서는 제2조인트유닛(100B)을 교량의 제2차로(12)에 배치되도록 두 상판(10) 사이에 배치하게 된다.

2차 배수부재 부착단계(S60)는 '도 9'에 도시된 바와 같이, 배수부재(200)의 타측을 제2조인트유닛(100B)에 부착하는 단계이다.

즉, 이 단계에서는 교량의 제2차로(12)에 펼쳐놓은 배수부재(200)의 타측을 제2조인트유닛(100B)에 고정하게 된다.

제2조인트유닛 고정단계(S70)는 '도 10'에 도시된 바와 같이, 교량의 제2차로(12)에서 두 상판(10)의 마주하는 각 단부에 콘크리트(20)를 타설 및 양생하여 제2조인트유닛(100B)을 고정하는 단계이다.

이 단계에서는 제2조인트유닛(100B)의 전방프레임(110) 및 후방프레임(120)과, 이들에 형성된 각 앵커(111)(121)가 콘크리트에 매립되도록 함으로써 제2조인트유닛(100B)을 고정하게 된다.

결국, 상기와 같은 단계로 이루어진 본 발명의 신축이음 시공방법에 의하면,

신축이음장치의 최초시공 또는 교체시공 시 제1차로(11)의 시공 작업 및 제2차로(12)의 시공 작업을 순차적으로 진행할 수 있어, 공사기간 동안 일부 차로(11)(12)를 교대로 개방할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 하나의 배수부재(200)를 이용하여 분할된 각 조인트유닛(100A)(100B)의 하측에 배수로를 마련할 수 있게 됨으로써, 시공이 용이하고, 틈새의 발생을 원천적으로 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "교량용 신축이음장치 및 이를 이용한 교량의 신축이음 시공방법"을 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

100 ; 조인트유닛
110 ; 전방프레임
111 ; 앵커
120 ; 후방프레임
121 ; 앵커
130 ; 유간
140 ; 전방플레이트
141 ; 전방핑거
150 ; 후방플레이트
151 ; 후방핑거
160 ; 방수매트
200 ; 배수부재
300 ; 탈착수단
310 ; 후크면
320 ; 루프면

Claims (5)

1. 교량의 두 상판(10)에서 이들이 마주하는 각 단부에 각각 배치되는 전방프레임(110) 및 후방프레임(120), 그리고 신축을 위한 유간(遊間, 130)을 사이에 두고 상기 전방프레임(110) 및 후방프레임(120)의 상부에 각각 설치되는 전방플레이트(140) 및 후방플레이트(150)를 포함하는 조인트유닛(100);
   상기 전방프레임(110)과 후방프레임(120)을 연결하도록 상기 조인트유닛(100)의 길이방향을 따라 배치된 배수부재(200); 및
   상기 전방프레임(110) 및 후방프레임(120)의 하단부에 결합된 후크면(310), 그리고 상기 후크면(310)에 탈착되도록 상기 배수부재(200)의 양단부에 결합된 루프면(320)을 포함하는 벨크로로 이루어져, 상기 배수부재(200)의 양단부를 각각 상기 전방프레임(110)과 후방프레임(120)에 탈착 가능하게 고정하는 탈착수단(300);을 포함하되,
   상기 조인트유닛(100)은 길이방향을 따라 둘 이상으로 분할된 구조로 이루어지고,
   상기 배수부재(200)는 유연성 재질의 시트로 이루어지되, 분할된 각 조인트유닛(100)을 연결하는 일체형 구조로 이루어지며,
   분할된 각 조인트유닛(100)은 교량의 각 차로 폭과 상응하는 길이로 이루어진 신축이음장치를 이용한 교량의 신축이음 시공방법에 있어서,
   상기 배수부재(200)의 일측을 분할된 상기 조인트유닛(100) 중 제1조인트유닛(100A)에 부착하는 단계(S10);
   상기 제1조인트유닛(100A)을 교량의 제1차로(11)에 배치되도록 상기 두 상판(10) 사이에 배치하는 단계(S20);
   교량의 제1차로(11)에서 상기 두 상판(10)의 마주하는 각 단부에 콘크리트(20)를 타설 및 양생하여 상기 제1조인트유닛(100A)을 고정하는 단계(S30);
   상기 배수부재(200)의 타측을 교량의 제2차로(12)에 배치되도록 상기 두 상판(10) 사이에 배치하는 단계(S40);
   분할된 상기 조인트유닛(100) 중 제2조인트유닛(100B)을 상기 배수부재(200)의 타측 상부에 배치하는 단계(S50);
   상기 배수부재(200)의 타측을 상기 제2조인트유닛(100B)에 부착하는 단계(S60); 및
   교량의 제2차로(12)에서 상기 두 상판(10)의 마주하는 각 단부에 콘크리트(20)를 타설 및 양생하여 상기 제2조인트유닛(100B)을 고정하는 단계(S70);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 교량의 신축이음 시공방법.
   
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