KR101542198B1 - 강재교량상부구조물 및 이를 이용한 강재교량 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 강재파일 하부구조와 강재거더 상부구조로 구성되는 강재교량에 사용되는 강재교량상부구조물에 있어서, 상기 강재교량상부구조물은 병렬로 배치되어 상기 강재파일이 끼워지는 다수의 파일캡; 상기 파일캡의 상부 일측에 교축방향으로 설치되는 I형거더; 상기 파일캡의 사이사이에 배치되어 상기 파일캡 간을 연결하는 제1가로보; 상기 I형거더의 사이사이에 배치되어 상기 I형거더 간을 연결하는 제2가로보;를 포함하는 강재교량상부구조물에 관한 것이다.
본 발명을 통해, 하천, 호수, 해안 등 크레인의 착지가 어려운 지형에도 구애받지 않고 교량을 시공할 수 있으며, 거더연결접합장치를 이용하여 연결지점의 연결 강성을 증대시켜 경간장이 긴 강재교량상부구조물을 용이하게 연결하는 효과를 제공할 수 있다.

Description

강재교량상부구조물 및 이를 이용한 강재교량 시공방법{The upper structure of steel bridge and method for constructing steel bridge using the same}

본 발명은 강재교량상부구조물 및 이를 이용한 강재교량 시공방법에 관한 것이다.

하천, 호수, 해상 등 작업용 크레인의 착지가 어려운 지형에서 상, 하부 구조 모두 강재를 사용하는 강재교량은 크레인 항타기에 의해서 강재파일을 지반에 항타하고, 상기 강재파일을 브레이싱에 의해 격자형으로 구성하여 강재 하부벤트를 형성하며, 상기 강재 하부벤트 상부에 강재거더를 교축방향으로 설치하고, 상기 강재거더 상면에 복공판이나 슬래브를 설치하는 구조이다.

상기 종래기술은 파일항타가 정밀하지 못하여 강재 하부벤트를 형성할 때 항타된 파일의 수직도가 고르지 않으므로 추가로 유압잭 등으로 밀고, 당기고를 해야 하는 등 그 설치가 매우 번잡하다. 또한 강재 하부벤트의 상부에 설치되는 강재거더도 설치과정이 매우 합리적이지 못하여 장비의 가동시간이 많으므로 인력과 장비의 운영이 효율적이지 못하고 시공단가가 올라가는 등 비경제적인 요인들이 매우 많다. 또한 교량 구조가 규격화, 획일화 되지 못하여 반복 재사용이 불가능하거나 반복 재사용 횟수가 적어 매우 비경제적이다.

따라서, 강재교량의 시공 시에 파일의 정밀하고 간편한 시공이 가능하고 사용자재의 반복 재사용 횟수가 많은 기술의 개발이 요구된다.

특허 1 : 대한민국 등록특허 10-0555250 특허 2 : 대한민국 공개특허 10-2012-0020219

상기한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 강재교량상부구조물을 이용하여 강재파일을 정밀하게 항타하므로 시공이 간편한 강재교량상부구조물 및 이를 이용한 강재교량 시공방법을 제공하고자 한다.

또한, 강재파일, 파일캡, 제1가로보, I형거더, 제2가로보 등을 볼트와 너트에 의해 조립하여 교량을 시공하므로 반복적으로 사용할 수 있어 경제성이 증대되는 강재교량상부구조물 및 이를 이용한 강재교량 시공방법을 제공하고자 한다.

또한, 교량을 구성하는 강재파일, 파일캡, 제1가로보, I형거더, 제2가로보 등이 표준화, 모듈화가 되어 있어 시공속도가 빠르고 효율적인 강재교량상부구조물 및 이를 이용한 강재교량 시공방법을 제공하고자 한다.

또한, 하천, 호수, 해안 등 크레인의 착지가 어려운 지형에도 구애받지 않고 교량을 시공할 수 있어 적용범위가 매우 넓은 강재교량상부구조물 및 이를 이용한 강재교량 시공방법을 제공하고자 한다.

또한, 거더연결접합장치를 이용하여 연결지점의 연결 강성을 증대시켜 경간장이 긴 강재교량상부구조물을 용이하게 연결하는 강재교량상부구조물 및 이를 이용한 강재교량 시공방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일례에 따른 강재교량상부구조물은, 강재파일 하부구조와 강재거더 상부구조로 구성되는 강재교량에 사용되는 강재교량상부구조물에 있어서, 상기 강재교량상부구조물은 병렬로 배치되어 상기 강재파일이 끼워지는 다수의 파일캡; 상기 파일캡의 상부 일측에 교축방향으로 설치되는 I형거더; 상기 파일캡의 사이사이에 배치되어 상기 파일캡 간을 연결하는 제1가로보; 상기 I형거더의 사이사이에 배치되어 상기 I형거더 간을 연결하는 제2가로보;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 파일캡은 강관, 상기 강관의 상측 둘레를 따라 외측으로 돌출된 테두리, 상기 강관의 상측에 결합되는 덮개, 상기 강관의 양측면에 교축방향으로 결합되는 변단면 겹보를 포함하고, 상기 강관, 테두리, 및 덮개는 원형 또는 사각형 형상이고, 상기 변단면 겹보는 상기 강관에서 멀어질수록 상하 폭이 상부로 좁아지는 형상일 수 있다.

본 발명의 일례에 따른 강재교량상부구조물을 이용한 강재교량 시공방법은, 상기 강재교량상부구조물들을 준비하는 1단계; 상기 강재교량상부구조물을 하천 또는 계곡의 일측에 설치하는 2단계; 상기 강재교량상부구조물의 덮개가 제거된 상태에서 상기 강관의 내측에 상기 강재파일을 삽입하여 항타 시공하는 3단계; 상기 항타 시공된 강재파일의 두부를 정리하고 상기 덮개를 상기 강관의 상측에 볼트 또는 용접 결합하는 4단계; 상기 시공된 강재교량상부구조물의 전방에 새로운 강재교량상부구조물을 연결하여 설치하는 5단계; 상기 새로 설치된 강재교량상부구조물의 덮개가 제거된 상태에서 강관의 내측에 강재파일을 삽입하여 항타 시공하는 6단계; 및 상기 항타 시공된 강재파일의 두부를 정리하고 상기 덮개를 상기 강관의 상측에 볼트 또는 용접 결합하는 7단계;를 포함하고, 상기 5단계 내지 7단계를 반복 시행하여 하천 또는 계곡의 타측까지 진행하며, 상기 강재파일은 원형강관파일 또는 H형강파일일 수 있다.

또한, 상기 5단계의 강재교량상부구조물의 연결은 거더연결접합장치를 이용하며, 상기 거더연결접합장치는 연결 지점의 전후의 상기 I형거더의 상측에 교축방향으로 구비되는 상부 연결접합용거더, 상기 상부 연결접합용거더 및 상기 I형거더를 상호 연결하는 것으로 양측에 나사가 형성된 강봉, 상기 강봉의 나사에 결합되는 너트를 포함할 수 있다.

또한, 상기 거더연결접합장치는 상기 상부 연결접합용거더와 상기 I형거더 사이에 구비되는 간격유지가로빔을 더 포함할 수 있다.

본 발명을 통해, 강재교량상부구조물을 이용하여 강재파일을 정밀하게 항타하므로 시공이 간편한 효과를 제공할 수 있다.

또한, 강재파일, 파일캡, 제1가로보, I형거더, 제2가로보 등을 볼트와 너트에 의해 조립하여 교량을 시공하므로 반복적으로 사용할 수 있어 경제성이 증대되는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 교량을 구성하는 강재파일, 파일캡, 제1가로보, I형거더, 제2가로보 등이 표준화, 모듈화가 되어 있어 시공속도가 빠르고 효율적인 효과를 제공할 수 있다.

또한, 하천, 호수, 해안 등 크레인의 착지가 어려운 지형에도 구애받지 않고 교량을 시공할 수 있어 적용범위가 매우 넓은 효과를 제공할 수 있다.

또한, 거더연결접합장치를 이용하여 연결지점의 연결 강성을 증대시켜 경간장이 긴 강재교량상부구조물을 용이하게 연결하는 효과를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일례에 따른 강재교량상부구조물 및 이를 이용한 강재교량 시공방법을 도시하는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 측면도이다.
도 3은, 도 1의 단면도이다.
도 4a 및 4b는, 본 발명의 일례에 따른 원형 강관의 파일캡과 제1가로보를 도시하는 사시도 및 강재파일에 설치하는 모습을 도시하는 도면이다.
도 5a 및 5b는, 본 발명의 일례에 따른 사각형 강관의 파일캡과 제1가로보를 도시하는 사시도 및 강재파일에 설치하는 모습을 도시하는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 일례에 따른 거더연결접합장치가 설치된 모습을 도시하는 사시도이다.
도 7은, 도 6의 측면도이다.
도 8은, 도 6의 단면도이다.
도 9 및 10은, 본 발명의 일례에 따른 거더연결접합장치의 다른 실시예를 도시하는 측면도 및 단면도이다.
도 11a 내지 11i는, 본 발명의 일례에 따른 강재교량상부구조물을 이용한 강재교량 시공방법을 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 일례에 따른 강재교량상부구조물 및 이를 이용한 강재교량 시공방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일례에 따른 강재교량상부구조물 및 이를 이용한 강재교량 시공방법을 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도 3은 도 1의 단면도이다. 도 4a 및 4b는 원형 강관의 파일캡과 제1가로보를 도시하는 사시도 및 강재파일에 설치하는 모습을 도시하는 도면이고, 도 5a 및 5b는 사각형 강관의 파일캡과 제1가로보를 도시하는 사시도 및 강재파일에 설치하는 모습을 도시하는 도면이다. 도 6은 거더연결접합장치가 설치된 모습을 도시하는 사시도이고, 도 7은 도 6의 측면도이며, 도 8은 도 6의 단면도이고, 도 9 및 10은 거더연결접합장치의 다른 실시예를 도시하는 측면도 및 단면도이다. 도 11a 내지 11i는 강재교량상부구조물을 이용한 강재교량 시공방법을 도시하는 도면이다.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일례에 따른 강재교량상부구조물 및 이를 이용한 강재교량 시공방법은, 하부구조는 강재파일(10)로 구성되고, 상부구조는 강재거더로 구성되는 강재교량을 하천의 일측에서 타측으로 순차적으로 설치하기 위해서, 교량의 상부구조인 파일캡(210), 제1가로보(220), I형거더(230), 제2가로보(240)가 일체화된 강재교량상부구조물(20)을 제작하여 설치하고, 파일캡(210)을 관통하여 강재파일(10)을 항타함으로써 교량의 하부구조인 강재파일(10)을 시공한다.

강재교량상부구조물(20)은 파일캡(210), 제1가로보(220), I형거더(230), 제2가로보(240)로 구성된다.

파일캡(210)은 강재교량상부구조물(20)의 일측 하부에 결합된 것으로서, 시공되는 강재파일(10)의 가이드판넬 역할을 하며, 강재파일(10)의 형태에 따라 원형 강관(211)의 파일캡(210)이나 사각형 강관(211)의 파일캡(210)을 사용한다. 통상의 경우 강관 자체가 원형을 의미하나, 여기서는 강관(211)을 원형 강관, 사각형 강관 등으로 통칭하는 개념으로 사용한다.

강재파일(10)이 원형강관파일인 경우에는 도 4a 내지 4b에 도시된 바와 같이, 원형 강관(211)의 파일캡(210)을 사용하며, 원형 강관(211)의 파일캡(210)은 원형 강관(211), 테두리(215), 덮개(217), 변단면 겹보(213)로 구성된다.

원형 강관(211)은 상부가 개구되어 원형강관파일이 삽입되고, 테두리(215)는 원형 강관(211)의 상측에 둘레를 따라 외측으로 돌출되어 용접 등으로 결합된다. 덮개(217)는 원형 강관(211)의 상측에 결합되며, 테두리(215) 및 덮개(217)는 원형 또는 사각형 어느 것도 가능하다. 변단면 겹보(213)는 원형 강관(211)의 양측면에 교축방향으로 결합되며, 원형 강관(211)에서 멀어질수록 상하 폭이 상부로 좁아지는 형상이다. 본 발명의 강재교량상부구조물(20)은 상측에 I형거더(230)가 결합되는 변단면 겹보(213)가 강재교량의 연결지점의 강성을 증대시켜 경간장이 긴 교량에도 적용을 할 수 있다.

또한, 추가로 버팀대를 용접 등으로 설치하여 원형 강관(211)의 외측면과 테두리(215)의 하부를 연결할 수도 있으며, 원형 강관(211)의 측면에 구멍을 형성하고 너트를 상기 구멍에 일치하도록 용접 등으로 결합한 후 상기 너트에 볼트를 결합하여 파일캡(210)과 강재파일(10)을 결합 고정할 수도 있다.

즉, 강재교량상부구조물(20)을 설치한 후에 파일캡(210)의 덮개(217)가 제거된 상태에서 원형 강관(211)의 내부로 원형강관파일을 삽입 항타하고, 고정된 원형강관파일의 상부를 테두리(215)의 상면과 수평을 맞추어 두부정리를 한 후에 덮개(217)로 덮어 용접 또는 볼트로 고정한다. 또한 추가로 파일캡(210)의 측면에 용접 부착된 너트에 볼트를 삽입 체결하여 강재교량상부구조물(20)의 파일캡(210)과 원형강관파일을 일체로 고정할 수도 있다.

파일캡(210)은 덮개(217)가 설치되어 고정되기 전까지는 항타 시공될 강재파일(10)의 가이드판넬 역할을 하고, 강재파일(10)의 시공이 완료되고 덮개(217)가 설치된 후에는 강재파일(10)의 상부에서 강재교량상부구조물(20)이 강재파일에 지지되게 하는 역할을 한다.

강재파일(10)이 H형강파일인 경우에는 도 5a 내지 5b에 도시된 바와 같이, 사각형 강관(211)의 파일캡(210)을 사용하며, 사각형 강관(211)의 파일캡(210)은 사각형 강관(211), 테두리(215), 덮개(217), 변단면 겹보(213)로 구성된다.

사각형 강관(211)은 상부가 개구되어 강재파일(10)이 삽입되고, 테두리(215)는 사각형 강관(211)의 상측에 둘레를 따라 외측으로 돌출되어 용접 등으로 결합된다. 덮개(217)는 사각형 강관(211)의 상측에 결합되며, 테두리(215) 및 덮개(217)는 원형 또는 사각형의 어느 것도 가능하다. 변단면 겹보(213)는 사각형 강관(211)의 양측면에 교축방향으로 결합되며, 사각형 강관(211)에서 멀어질수록 상하 폭이 상부로 좁아지는 형상이다. 본 발명의 강재교량상부구조물(20)은 상측에 I형거더(230)가 설치되는 변단면 겹보(213)가 강재교량의 연결지점의 강성을 증대시켜 경간장이 긴 교량에도 적용을 할 수 있다.

또한, 추가로 버팀대를 용접 등으로 설치하여 사각형 강관(211)의 외측면과 테두리(215)의 하부를 연결할 수도 있으며, 사각형 강관(211)의 측면에 구멍을 형성하고 너트를 상기 구멍에 일치하도록 용접 등으로 결합한 후 상기 너트에 볼트를 결합하여 파일캡(210)과 강재파일(10)을 일체로 결합 고정할 수도 있다.

즉, 강재교량상부구조물(20)을 설치한 후에 파일캡(210)의 덮개(217)가 제거된 상태에서 사각형 강관(211)의 내부로 H형강파일을 삽입 항타하고, 고정된 H형강파일의 상부를 테두리(215)의 상면과 수평을 맞추어 두부정리를 한 후에 상측을 덮개(217)로 덮어 용접 또는 볼트로 고정한다. 또한 추가로 파일캡(210)의 측면에 용접 부착된 너트와 볼트를 이용하여 파일캡(210)과 H형강파일을 결합할 수도 있다.

파일캡(210)은 덮개(217)가 설치되어 고정되기 전까지는 항타 시공될 강재파일(10)의 가이드판넬 역할을 하고, 강재파일(10)의 시공이 완료되고 덮개(217)가 설치된 후에는 강재교량상부구조물(20)이 강재파일에 지지되게 하는 역할을 한다.

상기 원형 또는 사각형 강관(211)의 파일캡(210)은 해상이나 하천, 호수, 해안, 계곡부 등의 지형 조건에 구애없이 강재파일(10)을 용이하게 항타 시공할 수 있게 하며, 강재파일(10)을 정확하게 설계상의 정위치에서 변위없이 항타 시공이 되도록 고정해준다. 또한 파일캡(210)의 변단면 겹보(213)에 의해 강재교량을 장경간으로 구성할 수 있으며, 미관이 우수해진다.

제1가로보(220)는 파일캡(210)의 일측 또는 양측면에서 교축직각방향으로 용접 접합되어 파일캡(210) 간을 상호 결속 접합한다. 파일캡(210)과 파일캡(210) 사이에 구비되는 제1가로보(220)는 하나 또는 두개로 구성될 수 있다. 즉, 파일캡(210) 각각에 접합된 가로보들을 용접이나 볼트 등으로 서로 연결하여 구성할 수도 있으며, 파일캡(210) 상호간을 하나의 가로보로 연결하여 구성할 수도 있다.

I형거더(230)는 파일캡(210)의 상부 일측에 교축방향으로 설치되는 교량의 주거더로서, 상부에는 복공판(40) 또는 슬래브가 구성된다. 즉, I형거더(230)는 파일캡(210)의 일측에 결합된 변단면 겹보(213) 상측에 교축방향으로 볼트 등에 의해 결합된다.

제2가로보(240)는 I형거더(230)에서 파일캡(210)이 설치되는 위치의 반대쪽에 교축직각방향으로 설치되어 I형거더(230) 간을 상호 결속한다.

강재파일(10)은 강재교량상부구조물(20)의 파일캡(210)에 의해 목표하는 위치에 정확하게 항타 시공되는 교량구조물의 하부구조로서, 원형강관파일과 H형강파일 등을 사용한다. 강재파일(10)은 덮개(217)가 제거된 상태의 파일캡(210)을 관통하여 지반에 항타되어 고정됨으로써, 교대 및 교각의 역할을 한다. 또한 강재파일(10)들에 강성을 보강하고 좌굴을 줄이기 위해 브레이싱을 설치할 수도 있다.

먼저 하천 또는 계곡의 일측에 비교적 경간이 짧은 강재교량상부구조물(20)을 설치하고, 강재파일(10)을 덮개(217)가 제거된 상태의 파일캡(210)에 삽입한 후에 크레인 항타기를 이용하여 하천 바닥에 설치한다. 항타하여 설치한 강재파일(10)은 파일캡(210)의 테두리(215)의 상면과 수평을 맞추어 두부정리를 한 후에 테두리(215)의 상측을 덮개(217)로 덮어 고정하고, 시공된 강재교량상부구조물(20)에 접하여 새로운 강재교량상부구조물(20)을 설치한다. 이때 새로 설치하는 강재교량상부구조물(20)의 I형거더(230)는 1경간의 길이를 갖게 되며, 기설치한 I형거더(230)와 연결강판, 볼트 및 너트 등으로 결합된다. 새로운 강재교량상부구조물(20)의 파일캡(210)에 새로운 강재파일(10)을 시공한 후에 I형거더(230)들의 상부에 복공판(40)을 시공한다.

상기와 같은 강재교량상부구조물(20)은 설치 및 해체가 용이하며 경간단위로 반복 재사용할 수 있어 시공이 매우 효율적이고 경제적이다. 또한 강재교량상부구조물(20)을 이용하여 강재파일(10)을 정밀하게 항타하므로 시공이 간편하다.

도 6 내지 8을 참조하면, 본 발명의 일례에 따른 강재교량상부구조물을 이용한 강재교량 시공방법은, 경간단위의 강재교량상부구조물(20)의 연결시 거더연결접합장치(30)를 이용할 수 있다.

강재교량상부구조물(20)은 I형거더(230)의 경간장이 짧은 경우에는 특별한 장치 없이 연결강판과 볼트 및 너트 등을 이용하여 I형거더(230)들의 상부플랜지, 하부플랜지 및 복부를 연결하고, I형거더(230)의 경간장이 긴 경우에는 거더연결접합장치(30)를 이용하여 I형거더(230)들의 연결지점 전후를 상호간 고정한 후에 연결강판과 볼트 및 너트 등을 이용하여 연결할 수 있다.

거더연결접합장치(30)는 상부 연결접합용거더(310), 강봉(320), 너트(330), 간격유지가로빔(340)으로 구성된다.

상부 연결접합용거더(310)는 연결지점 전후의 I형거더(230) 상측에 교축방향으로 구비되고, 강봉(320)은 양측에 나사가 형성되며, 상부 연결접합용거더(310) 및 I형거더(230)를 상호 연결하고, 너트(330)는 강봉(320)의 나사에 결합되어 거더연결접합장치(30)를 고정한다. 간격유지가로빔(340)은 상부 연결접합용거더(310)와 I형거더(230) 사이에 구비되어 I형거더(230)의 상부플랜지에 연결강판, 볼트 및 너트를 설치할 수 있는 공간을 확보할 수 있다. 만약 간격유지가로빔(340)을 설치하지 않는 경우에는 상부플랜지의 결합은 거더연결접합장치(30)를 철거한 후에 하게 된다.

먼저 강재교량상부구조물(20)의 연결지점 전후의 I형거더(230) 상측에 다수의 간격유지가로빔(340)을 설치하고, 상기 간격유지가로빔(340)의 상측에 상부 연결접합용거더(310)를 설치한 후에 강봉(320)과 너트(330)로 상부 연결접합용거더(310)와 I형거더(230)를 상호 체결하여 연결지점 전후의 I형거더(230)들을 고정한다.

거더연결접합장치(30)를 이용하여 기설치한 강재교량상부구조물(20)과 새로운 강재교량상부구조물(20)의 I형거더(230)들의 상부플랜지, 하부플랜지, 복부를 용이하게 연결할 수 있으며, 거더연결접합장치(30)에 의해 연결지점의 강성을 증대시켜 경간장이 긴 강재교량상부구조물(20)을 시공할 수 있다. 거더연결접합장치(30)는 강재파일(10)을 항타하기 전 또는 후 어느 때나 설치할 수 있다.

거더연결접합장치(30)는 I형거더(230)의 연결접합 조건에 맞추어 각 구성을 전부 사용하거나 일부를 사용하여 다양하게 구성할 수 있다. 도 9 및 10에 도시된 바와 같이, 거더연결접합장치(30)는 간격유지가로빔(340) 없이 상부 연결접합용거더(310), 강봉(320), 너트(330)로 구성될 수도 있다. 이 구성은 주로 새로 설치한 강재교량상부구조물(20)에 강재파일(10)을 항타하여 시공한 후에 기설치한 강재교량상부구조물(20)과 새로운 강재교량상부구조물(20)의 I형거더(230)들을 연결하는 경우에 사용된다.

도 11a 내지 11i를 참조하면, 본 발명의 일례에 따른 강재교량상부구조물을 이용한 강재교량 시공방법은, 강재교량상부구조물(20)들을 준비하는 1단계, 강재교량상부구조물(20)을 설치하는 2단계(도 11a 참조), 강재파일(10)을 시공하는 3단계(도 11b 참조), 강관(211)의 상측에 덮개(217)를 결합하는 4단계(도 11c 참조), 새로운 강재교량상부구조물(20)을 설치하는 5단계(도 11d 참조), 새로운 강재파일(10)을 시공하는 6단계(도 11e 참조), 및 5단계 강재교량상부구조물(20)의 강관(211)의 상측에 덮개(217)를 결합하는 7단계(도 11f 참조)를 포함하고, 상기 5단계 내지 7단계를 반복하여 하천 또는 계곡의 타측까지 진행한다. 상기 강재파일(10)은 원형강관파일 또는 H형강파일일 수 있다.

1단계는 강재교량상부구조물(20)들을 준비하는 단계로서, 병렬로 배치된 다수의 파일캡(210)의 측면에 교축직각방향으로 제1가로보(220)를 설치하여 용접 등으로 파일캡(210)들 상호간을 연결하고, 파일캡(210)의 상부 일측에 교축방향으로 I형거더(230)를 설치하여 볼트 등으로 결합하고, 파일캡(210)이 설치되는 위치의 반대쪽의 I형거더(230) 측면에 교축직각방향으로 제2가로보(240)를 설치하여 용접 등으로 I형거더(230) 상호간을 연결함으로써 일체화된 강재교량상부구조물(20)을 경간단위로 준비한다.

2단계는 강재교량상부구조물(20)을 설치하는 단계로서, 강재교량상부구조물(20)을 하천 또는 계곡의 일측에 설치한다. 강재교량상부구조물(20)의 파일캡(210)은 원형 강관(211) 또는 사각형 강관(211)을 사용하며, 강재파일(10)의 항타 시공시에는 파일캡(210)의 덮개(217)가 제거된 상태로 강재파일(10)의 정밀시공을 위한 가이드판넬 역할을 하고, 강재파일(10)의 항타 완료 후에는 파일캡(210)의 상측에 덮개(217)를 결합하여 강재교량상부구조물(20)을 강재파일(10) 상부 부분에서 지지되게 하는 역할을 한다. 이 최초의 강재교량상부구조물(20)은 I형거더(230)의 길이가 짧을 수 있고, 아울러 제2가로보(240)가 필요하지 않을 수도 있다.

3단계는 강재파일(10)을 시공하는 단계로서, 강재교량상부구조물(20)의 파일캡(210)의 덮개(217)가 제거된 상태에서 파일캡(210)의 강관(211) 내측에 강재파일(10)을 삽입하여 항타 시공한다. 강재파일(10)은 파일캡(210)의 형상에 따라 원형강관파일 또는 H형강파일 등을 사용하며, 파일캡(210)에 의해 일정한 간격으로 설계상의 정위치에 정확하게 시공될 수 있다.

4단계는 강관(211)의 상측에 덮개(217)를 결합하는 단계로서, 항타 시공된 강재파일(10)의 두부를 정리하고 덮개(217)를 테두리(215)의 상측에 볼트 또는 용접 결합한다. 이때 추가로 강관(211)의 측면에 구멍을 형성하여 상기 구멍과 일치하도록 너트를 용접 부착하고, 너트에 볼트를 삽입 체결하여 파일캡(210)과 강재파일(10)을 더 견고하게 결합 고정할 수도 있다.

5단계는 새로운 강재교량상부구조물(20)을 설치하는 단계로서, 시공된 강재교량상부구조물(20)의 변단면 겹보(213) 상측에서 시공된 강재교량상부구조물(20)과 접하도록 새로운 강재교량상부구조물(20)을 설치한다. 새로운 강재교량상부구조물(20)의 하부플랜지와 먼저 시공된 강재교량상부구조물(20)의 변단면 겹보(213)는 볼트와 너트 등으로 결합되고, 새로운 강재교량상부구조물(20)의 경간장이 짧은 경우에는 특별한 장치 없이 연결강판과 볼트 및 너트 등을 이용하여 기 시공된 강재교량상부구조물(20)과 새로운 강재교량상부구조물(20)의 I형거더(230)들의 상부플랜지, 하부플랜지 및 복부를 연결하고, 경간장이 긴 경우에는 거더연결접합장치(30)를 이용하여 기 시공된 강재교량상부구조물(20)과 새로 설치한 강재교량상부구조물(20)의 연결지점 전후를 상호간 고정한 후에 연결강판과 볼트 및 너트 등을 이용하여 연결한다. 거더연결접합장치(30)는 I형거더(230)의 연결접합 조건에 맞추어 다양하게 구성되어 사용될 수 있다.

6단계는 새로운 강재파일(10)을 시공하는 단계로서, 새로 설치된 강재교량상부구조물(20)의 파일캡(210)의 덮개(217)가 제거된 상태에서 파일캡(210)의 강관(211) 내측에 강재파일(10)을 삽입하여 항타 시공한다.

7단계는 5단계 강재교량상부구조물(20)의 파일캡(210)의 상측에 덮개(217)를 결합하는 단계로서, 항타 시공된 강재파일(10)의 두부를 정리하고 덮개(217)를 테두리(215)의 상측에 볼트 또는 용접 결합한다. 이때 추가로 강관(211)의 측면에 구멍을 형성하여 상기 구멍과 일치하도록 너트를 용접 부착하고, 너트에 볼트를 삽입 체결하여 파일캡(210)과 강재파일(10)을 더 견고하게 결합 고정할 수도 있다.

강재파일(10)과 파일캡(210)을 결합하여 고정한 후에 5단계에서 거더연결접합장치(30)를 사용하였을 경우 거더연결접합장치(30)를 해체하고 상기 단계들에 의해 설치한 I형거더(230)들의 상부에 경간단위로 복공판(40)을 설치한다. 그리고 상기 5단계 내지 7단계를 반복 시행(도 11g 및 11h 참조)하여 강재교량의 시공을 하천 또는 계곡의 타측까지 진행함으로써 시공이 완료(도 11i 참조)된다.

강재교량상부구조물(20)을 이용한 강재교량 시공방법은 하천, 해상, 호수, 계곡부 등 지반조건이 열악하여 항타 크레인이 지반에 착지하지 못하는 지형에서도 시공 중인 교량구조물의 상부에서 단계적으로 강재파일(10)을 항타하여 교량구조물을 시공할 수 있으며, 시공된 강재파일(10)이 강재교량상부구조물(20)을 지지하게 한 후 그 상부에 복공판(40)이나 슬래브를 시공함으로써 경간단위로 교량구조물을 시공하여 순차적으로 간편하게 교량을 시공할 수 있다. 또한 강재교량상부구조물(20)을 공장이나 현장 제작장에서 미리 제작하고 시공 단계에 따라 간단하게 설치만 하면 되므로 경제성과 시공성이 매우 뛰어나다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 강재파일
20 : 강재교량상부구조물
210 : 파일캡
211 : 강관
213 : 변단면 겹보
215 : 테두리
217 : 덮개
220 : 제1가로보
230 : I형거더
240 : 제2가로보
30 : 거더연결접합장치
310 : 상부 연결접합용거더
320 : 강봉
330 : 너트
340 : 간격유지가로빔
40 : 복공판

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 강재파일 하부구조와 강재거더 상부구조로 구성되는 강재교량에 사용되는 강재교량상부구조물에 있어서,
   상기 강재교량상부구조물은 병렬로 배치되어 상기 강재파일이 끼워지는 다수의 파일캡;
   상기 파일캡의 상부 일측에 교축방향으로 설치되는 I형거더;
   상기 파일캡의 사이사이에 배치되어 상기 파일캡 간을 연결하는 제1가로보;
   상기 I형거더의 사이사이에 배치되어 상기 I형거더 간을 연결하는 제2가로보;를 포함하고,
   상기 파일캡은 강관, 상기 강관의 상측 둘레를 따라 외측으로 돌출된 테두리, 상기 강관의 상측에 결합되는 덮개, 상기 강관의 양측면에 교축방향으로 결합되는 변단면 겹보를 포함하고,
   상기 강관, 테두리, 및 덮개는 원형 또는 사각형 형상이고,
   상기 변단면 겹보는 상기 강관에서 멀어질수록 상하 폭이 상부로 좁아지는 형상인 강재교량상부구조물을 이용한 강재교량 시공방법에 있어서,
   상기 강재교량상부구조물들을 준비하는 1단계;
   상기 강재교량상부구조물을 하천 또는 계곡의 일측에 설치하는 2단계;
   상기 강재교량상부구조물의 덮개가 제거된 상태에서 상기 강관의 내측에 상기 강재파일을 삽입하여 항타 시공하는 3단계;
   상기 항타 시공된 강재파일의 두부를 정리하고 상기 덮개를 상기 강관의 상측에 볼트 또는 용접 결합하는 4단계;
   상기 시공된 강재교량상부구조물의 전방에 새로운 강재교량상부구조물을 연결하여 설치하는 5단계;
   상기 새로 설치된 강재교량상부구조물의 덮개가 제거된 상태에서 강관의 내측에 강재파일을 삽입하여 항타 시공하는 6단계; 및
   상기 항타 시공된 강재파일의 두부를 정리하고 상기 덮개를 상기 강관의 상측에 볼트 또는 용접 결합하는 7단계;를 포함하고,
   상기 5단계 내지 7단계를 반복 시행하여 하천 또는 계곡의 타측까지 진행하며,
   상기 5단계의 강재교량상부구조물의 연결은 거더연결접합장치를 이용하며,
   상기 거더연결접합장치는 연결 지점의 전후의 상기 I형거더의 상측에 교축방향으로 구비되는 상부 연결접합용거더, 상기 상부 연결접합용거더 및 상기 I형거더를 상호 연결하는 것으로 양측에 나사가 형성된 강봉, 상기 강봉의 나사에 결합되는 너트를 포함하고,
   상기 강재파일은 원형강관파일 또는 H형강파일인 강재교량 시공방법.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 거더연결접합장치는 상기 상부 연결접합용거더와 상기 I형거더 사이에 구비되는 간격유지가로빔을 더 포함하는 강재교량 시공방법.

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