KR101546951B1 - Construction method of continuous bridge using precast panel and steel box girder - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연속 지점부에서 프리캐스트 패널과 바닥판 콘크리트가 작용 하중에 저항할 수 있도록 구성한 연속교의 시공 방법을 제공한다. 본 발명에 의한 연속교의 시공 방법은, ⅰ) 전단 포켓, 길이 방향을 따라 내부에 설치되는 긴장재, 및 긴장재의 양 단부를 노출 및 정착시키는 정착구를 구비하는 프리캐스트 패널을 제작하는 단계와, ⅱ) 긴장재를 1차로 긴장하여 프리캐스트 패널에 압축 응력을 도입하는 단계와, ⅲ) 프리캐스트 패널과 개단면 강박스 거더를 합성하여 연속 지점부 거더를 제작하는 단계와, ⅳ) 연속 지점부 거더를 교각 위에 가설하고 정모멘트 거더와 연결하며, 프리캐스트 패널의 단부가 노출되도록 연속 지점부 거더와 정모멘트 거더 위에 바닥판 콘크리트를 타설하는 단계와, ⅴ) 긴장재를 2차로 긴장 후 정착시켜 바닥판 콘크리트에 압축 응력을 도입하는 단계를 포함한다.The present invention provides a continuous bridge construction method in which a precast panel and a bottom plate concrete at a continuous point portion can resist an operating load. The method for continuous bridge construction according to the present invention comprises the steps of: i) fabricating a precast panel having i) shear pockets, a tension member disposed inside along the longitudinal direction, and a fixture for exposing and fixing both ends of the tension member, ii) Tensioning the prestressing material first to introduce compressive stress to the precast panel; iii) fabricating the continuous-post section girder by combining precast panel and open section steel box girder; and iv) Placing the bottom plate concrete on the continuous point section girder and the longitudinal section girder so as to expose the ends of the precast panel, and v) fixing the tension member to the bottom plate concrete after the second tension, And introducing a compressive stress.

연속교, 강박스 거더, 프리캐스트 패널, 바닥판 콘크리트, 긴장재, 전단포켓 Continuous bridge, steel box girder, precast panel, bottom plate concrete, tension material, shear pockets

Description

프리캐스트 패널과 강박스 거더를 이용한 연속교의 시공 방법 {CONSTRUCTION METHOD OF CONTINUOUS BRIDGE USING PRECAST PANEL AND STEEL BOX GIRDER}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pre-cast panel and a steel box girder,

본 발명은 프리캐스트 패널과 박스 거더를 이용한 연속교의 시공 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속 지점부에서 프리캐스트 패널과 바닥판 콘크리트가 작용 하중에 저항할 수 있도록 구성한 연속교의 시공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous bridge construction method using a precast panel and a box girder, and more particularly, to a continuous bridge construction method in which a precast panel and a bottom plate concrete can resist a working load at a continuous point portion .

일반적으로 연속교의 시공 과정에서 교각 위에 강주형을 설치한 후 바닥판 콘크리트를 타설하면 연속 지점부에 부모멘트가 집중된다.Generally, when a steel plate is installed on a bridge pier during the construction of a continuous bridge and then a bottom plate concrete is laid, the parentheses are concentrated on the continuous point portion.

도 2는 연속교에 작용하는 하중에 의한 모멘트 분포를 나타낸 개략도로서, 교각 위에 강주형(50)을 설치하면 강주형(50)의 자중이 작용하고, 강주형(50) 위에 바닥판 콘크리트(52)를 타설하면 바닥판 콘크리트(52)의 자중과 활하중이 작용한다. 그 결과 연속교에는 정모멘트와 부모멘트가 복합적으로 발생하며, 특히 연속 지점부(P)에 부모멘트가 집중된다.FIG. 2 is a schematic view showing a moment distribution due to a load acting on the continuous bridge. When the steel pipe 50 is installed on the bridge pier, the weight of the steel pipe 50 acts and the bottom plate concrete 52 is placed on the steel pipe 50 The bottom weight concrete 52 has its own weight and live load. As a result, there is a combination of moment and moment in the continuous bridge. Especially, the moment is concentrated in the continuous point part (P).

그런데 강주형에 합성되는 바닥판 콘크리트에는 인장 응력이 발생하게 되므로, 연속 지점부의 세그먼트는 정모멘트부의 세그먼트보다 높은 형고를 가지는 변단면의 형태를 취하게 된다. 따라서, 연속교의 전체 형고가 연속 지점부의 세그먼 트 형고와 같아지게 되므로 저형고 구현이 불가능하고, 강재량이 증가하는 단점이 있다.However, since the tensile stress is generated in the bottom plate concrete synthesized in the steel column type, the segment at the continuous point portion takes the form of a cross section having a height higher than that of the segment at the moment point portion. Therefore, the total height of the continuous bridge is equal to the segment deformity of the continuous point portion, so that it is impossible to realize a low tension and the amount of steel is increased.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 연속 지점부에서 바닥판 콘크리트가 인장 응력에 저항하도록 함으로써 구조 효율을 높이고 강재량을 절감할 수 있는 연속교의 시공 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a continuous bridge construction method capable of increasing the structural efficiency and reducing the amount of steel by allowing the bottom plate concrete to resist tensile stress at the continuous point portion .

본 발명의 일 실시예에 따른 연속교의 시공 방법은, ⅰ) 전단 포켓, 길이 방향을 따라 내부에 설치되는 긴장재, 및 긴장재의 양 단부를 노출 및 정착시키는 정착구를 구비하는 프리캐스트 패널을 제작하는 단계와, ⅱ) 긴장재를 1차로 긴장하여 프리캐스트 패널에 압축 응력을 도입하는 단계와, ⅲ) 프리캐스트 패널을 개단면 강박스 거더 위에 설치하고, 프리캐스트 패널과 개단면 강박스 거더를 합성하여 연속 지점부 거더를 제작하는 단계와, ⅳ) 연속 지점부 거더를 교각 위에 가설하고 정모멘트 거더와 연결하며, 프리캐스트 패널의 단부가 노출되도록 연속 지점부 거더와 정모멘트 거더 위에 바닥판 콘크리트를 타설하는 단계와, ⅴ) 긴장재를 2차로 긴장 후 정착시켜 바닥판 콘크리트에 압축 응력을 도입하는 단계를 포함한다.A method for continuous bridge construction according to an embodiment of the present invention includes the steps of: i) fabricating a precast panel having a shear pocket, a tension member disposed inside along the longitudinal direction, and a fixture for exposing and fixing both ends of the tension member And ii) introducing compressive stress to the precast panel by first tensioning the tension members, iii) installing the precast panel on the open section steel box girder, composing the precast panel and open section steel box girder, And iv) placing the continuous post part girder on the bridge pier and connecting it to the moment frame girder and placing the bottom part concrete on the continuous post part girder and the straight moment frame girder so that the end part of the precast panel is exposed. And v) introducing a compressive stress to the bottom plate concrete by fixing the tensioning material secondarily after straining.

정착구는 프리캐스트 패널의 상면 위로 돌출되어 긴장재의 양 단부가 긴장재의 중앙부보다 높게 위치할 수 있다. 개단면 강박스 거더는 전단 연결재가 고정된 한 쌍의 상부 플랜지 패널을 포함할 수 있으며, 프리캐스트 패널은 전단 포켓이 전단 연결재를 둘러싸도록 개단면 강박스 거더 위에 설치될 수 있다.The anchorage may protrude above the top surface of the precast panel such that both ends of the tension member are positioned higher than the central portion of the tension member. The open section steel box girder may comprise a pair of upper flange panels to which shear connectors are fixed and the precast panel may be installed on open section steel box girders so that shear pockets surround the shear connectors.

프리캐스트 패널과 개단면 강박스 거더의 합성은 전단 포켓에 무수축 모르타 르를 채운 후 건조시키는 과정으로 이루어질 수 있다. 연속교의 시공 방법은, 긴장재를 2차로 긴장 및 정착시킨 다음 프리캐스트 패널의 정착구 부분을 무수축 모르타르로 마감하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.The synthesis of precast panel and open section steel box girder can be made by filling the shear pockets with non-shrinkable mortar and then drying. The method of continuous bridge construction may further include the step of secondarily tautening and fixing the tension material, and then finishing the fastener portion of the precast panel with non-shrinkage mortar.

본 발명에서는 긴장재의 1차 긴장을 통해 프리캐스트 패널에 미리 압축 응력을 도입하고, 긴장재의 2차 긴장을 통해 바닥판 콘크리트에도 압축 응력을 도입할 수 있다. 따라서 연속 지점부에서 프리캐스트 패널과 바닥판 콘크리트 모두 작용 하중에 저항할 수 있다. 그 결과 본 발명에 의해 시공된 연속교는 구조 효율이 높아지고, 강재량을 절감하여 경제성을 높일 수 있다.In the present invention, compressive stress can be introduced to the precast panel through primary tension of the tension member, and compressive stress can be introduced to the bottom plate concrete through secondary tension of the tension member. Therefore, both the precast panel and the bottom plate concrete at the continuous point can resist the working load. As a result, the continuous bridge constructed by the present invention can increase the structural efficiency, reduce the amount of steel, and improve the economical efficiency.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속교의 시공 방법을 설명하기 위해 도시한 각 시공 단계에서의 개략도이다.FIGS. 1A to 1F are schematic views at each construction stage to illustrate a construction method of a continuous bridge according to an embodiment of the present invention.

도 1a를 참고하면, 전단 포켓(12)과 긴장재(14)를 구비하는 프리캐스트 패널(10)을 제작한다. 프리캐스트 패널(10)은 소정의 폭과 길이를 가지는 직사각형으로 이루어지며, 긴장재(14)는 프리캐스트 패널(10)의 길이 방향(A 화살표 방향)을 따라 프리캐스트 패널(10)의 내부를 관통하도록 설치된다.Referring to FIG. 1A, a precast panel 10 having a shear pocket 12 and a tension member 14 is fabricated. The precast panel 10 has a rectangular shape having a predetermined width and a length and the prestressing material 14 penetrates the precast panel 10 along the longitudinal direction of the precast panel 10 .

프리캐스트 패널(10)의 길이 방향에 따른 양 단부에는 긴장재(14)의 단부를 노출 및 정착시키는 정착구(16)가 구비된다. 정착구(16)는 프리캐스트 패널(10)의 상면 위로 돌출되어 긴장재(14)의 양 단부가 긴장재(14)의 중앙부보다 높게 위치하도록 한다.At both ends along the longitudinal direction of the precast panel 10, there is provided a fixing port 16 for exposing and fixing the end portion of the tension member 14. [ The fixture 16 protrudes above the top surface of the precast panel 10 such that both ends of the tension member 14 are positioned higher than the central portion of the tension member 14. [

긴장재(14)는 프리캐스트 패널(10) 내부에서 소정의 원호를 그리도록 배치될 수 있으며, 복수의 긴장재(14)가 프리캐스트 패널(10)의 폭 방향(B 화살표 방향)을 따라 등간격으로 위치한다.The prestressing material 14 may be arranged to draw a predetermined arc within the precast panel 10 and a plurality of the prestressing materials 14 may be arranged at regular intervals along the width direction of the precast panel 10 Located.

전단 포켓(12)은 프리캐스트 패널(10)에 형성된 개구 영역으로서, 긴장재(14)와 간섭이 일어나지 않도록 긴장재(14)의 외측으로 프리캐스트 패널(10)의 가장자리에 위치할 수 있다. 전단 포켓(12)은 프리캐스트 패널(10)의 폭 방향을 따라 서로 마주하도록 한 쌍으로 구비되며, 프리캐스트 패널(10)의 길이 방향을 따라서도 복수개로 구비된다.The shear pockets 12 may be located at the edges of the precast panel 10 to the outside of the sheath 14 to prevent interference with the sheath 14, The front pockets 12 are provided in a pair so as to face each other along the width direction of the precast panel 10 and are provided in plural along the longitudinal direction of the precast panel 10.

전술한 구성의 프리캐스트 패널(10)을 제작한 다음, 긴장재(14)를 1차로 긴장하여 프리캐스트 패널(10)에 압축 응력을 도입한다. 따라서 프리캐스트 패널(10)은 자중에 대한 인장 응력에 저항할 수 있다.After the precast panel 10 of the above-described configuration is manufactured, the stresses 14 are first tensioned to introduce compressive stresses into the precast panel 10. Thus, precast panel 10 can resist tensile stress on its own weight.

도 1b와 도 1c를 참고하면, 긴장재(14)의 1차 긴장으로 압축 응력이 도입된 프리캐스트 패널(10)을 개단면 강박스 거더(20) 위에 설치하고, 프리캐스트 패널(10)과 개단면 강박스 거더(20)를 합성한다.1B and 1C, a precast panel 10 having a compressive stress introduced by the first tension of the tensile member 14 is installed on the open section steel box girder 20 and the precast panel 10 and the open Section steel box girder 20 is synthesized.

개단면 강박스 거더(20)는 상면에 전단 연결재(22)가 고정된 한 쌍의 상부 플랜지 패널(24)과, 상부 플랜지 패널(24)을 지지하는 한 쌍의 복부 패널(26)과, 한 쌍의 복부 패널(26)을 연결하는 하부 플랜지 패널(28)을 포함한다. 전단 연결재(22)는 스터드 볼트로 이루어질 수 있다.The open section steel box girder 20 includes a pair of upper flange panels 24 on which a shear connection member 22 is fixed on the upper surface, a pair of abdominal panels 26 for supporting the upper flange panel 24, And a lower flange panel 28 connecting the pair of abdominal panels 26. The shear connector 22 may be formed of a stud bolt.

압축 응력이 도입된 프리캐스트 패널(10)은 전단 포켓(12)이 전단 연결재(22)를 둘러싸도록 개단면 강박스 거더(20) 위에 배치된다. 이후 전단 포켓(22)에 채움재(30)를 넣고 건조시켜 프리캐스트 패널(10)과 개단면 강박스 거더(20)의 합성 단면을 형성함으로써 프리캐스트 패널(10)과 개단면 강박스 거더(20)를 합성한다. 채움재(30)로는 무수축 모르타르가 사용될 수 있다.The pre-cast panel 10 into which the compressive stress is introduced is placed on the open end steel box girder 20 so that the front end pocket 12 surrounds the shear connection member 22. [ The fillet 30 is then inserted into the shear pockets 22 and dried to form a composite section of the precast panel 10 and the open section steel box girder 20 so that the precast panel 10 and open section steel box girder 20 ). As the filler 30, a non-shrinkable mortar may be used.

압축 응력이 도입된 프리캐스트 패널(10)과 개단면 강박스 거더(20)를 합성하여 연속 지점부 거더(40)를 제작한다.The precast panel 10 into which the compressive stress is introduced and the open section steel box girder 20 are combined to produce the continuous point section girder 40. [

도 1d와 도 1e를 참고하면, 연속 지점부 거더(40)를 교각 위에 가설하고, 정모멘트 거더(42)와 연결한다. 그리고 프리캐스트 패널(10)의 정착구(16)가 노출되도록 연속 지점부 거더(40)와 정모멘트 거더(42) 위에 바닥판 콘크리트(44)를 타설 후 양생한다. 이때, 프리캐스트 패널(10)은 미리 압축 응력이 도입되어 있으므로, 자중에 대한 인장 응력에 저항할 수 있다.1D and 1E, a continuous fulcrum girder 40 is laid on the pier and connected to the moment girder girder 42. The floor plate concrete 44 is placed on the continuous point portion girder 40 and the moment frame girder 42 so that the fixing port 16 of the precast panel 10 is exposed and then cured. At this time, since the precast panel 10 is introduced with the compressive stress in advance, it can resist the tensile stress against its own weight.

이어서 프리캐스트 패널(10)에 설치된 긴장재(14)를 2차로 긴장 후 정착시키고, 도 1f에 도시한 바와 같이 정착구(16)가 형성된 프리캐스트 패널(10)의 단부를 채움재(30)로 마감하여 연속교 시공을 완료한다. 이때의 채움재(30)로도 무수축 모르타르가 사용될 수 있다.Next, the tension member 14 installed on the precast panel 10 is fixed after the second tension, and the end portion of the precast panel 10 on which the fixing port 16 is formed is closed with the filler 30 as shown in FIG. 1F Continuous bridge construction is completed. As the filler 30 at this time, non-shrinkable mortar can be used.

이와 같이 바닥판 콘크리트(44)를 타설한 다음 프리캐스트 패널(10)의 긴장재(14)를 2차로 긴장시킴에 따라, 연속 지점부에서 바닥판 콘크리트(44)에 압축 응 력을 도입할 수 있다. 따라서 프리캐스트 패널(10)과 더불어 바닥판 콘크리트(44) 또한 작용 하중, 즉 인장 응력에 저항할 수 있다.Compression stress can be introduced into the bottom plate concrete 44 at the successive fulcrum portions by tensioning the tension members 14 of the precast panel 10 in the second order after the bottom plate concrete 44 is laid in this way . Thus, in addition to the precast panel 10, the bottom plate concrete 44 can also resist an applied load, i. E. Tensile stress.

그 결과, 본 실시예에 따라 제작된 연속교는 구조 효율이 높아지고, 사용되는 강재량을 절감하여 경제성을 높일 수 있다.As a result, the continuous bridge manufactured according to the present embodiment can increase the structural efficiency, reduce the amount of steel used, and improve the economical efficiency.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.

도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속교의 시공 방법을 설명하기 위해 도시한 각 시공 단계에서의 개략도이다.FIGS. 1A to 1F are schematic views at each construction stage to illustrate a construction method of a continuous bridge according to an embodiment of the present invention.

도 2는 연속교에 작용하는 하중에 의한 모멘트 분포를 나타낸 개략도이다.2 is a schematic view showing a moment distribution due to a load acting on a continuous bridge.

Claims (5)

전단 포켓, 길이 방향을 따라 내부에 설치되는 긴장재, 및 상기 긴장재의 양 단부를 노출 및 정착시키는 정착구를 구비하는 프리캐스트 패널을 제작하는 단계;Fabricating a precast panel having a shear pocket, a tension member disposed along the longitudinal direction, and a fixture for exposing and fixing both ends of the tension member; 상기 긴장재를 1차로 긴장하여 상기 프리캐스트 패널에 압축 응력을 도입하는 단계;Tensioning the tensioning material primarily to introduce compressive stress to the precast panel; 상기 프리캐스트 패널을 개단면 강박스 거더 위에 설치하고, 상기 프리캐스트 패널과 상기 개단면 강박스 거더를 합성하여 연속 지점부 거더를 제작하는 단계;Casting the precast panel on an open section steel box girder, composing the precast panel and the open section steel box girder to produce a continuous section girder; 상기 연속 지점부 거더를 교각 위에 가설하고 정모멘트 거더와 연결하며, 상기 프리캐스트 패널의 단부가 노출되도록 상기 연속 지점부 거더와 상기 정모멘트 거더 위에 바닥판 콘크리트를 타설하는 단계; 및Placing the continuous plate section girder on the bridge pier and connecting the plate section concrete to the continuous point section girder and the square section girder so that the ends of the precast panel are exposed; And 상기 긴장재를 2차로 긴장 후 정착시켜 상기 바닥판 콘크리트에 압축 응력을 도입하는 단계;Introducing a compressive stress into the bottom plate concrete by fixing the tension member after the second tension; 를 포함하고,Lt; / RTI > 상기 정착구는 상기 프리캐스트 패널의 상면 위로 돌출되어 상기 긴장재의 양 단부가 상기 긴장재의 중앙부보다 높게 위치하며, 상기 개단면 강박스 거더는 전단 연결재가 고정된 한 쌍의 상부 플랜지 패널을 포함하고, 상기 프리캐스트 패널은 상기 전단 포켓이 상기 전단 연결재를 둘러싸도록 상기 개단면 강박스 거더 위에 설치되는 연속교의 시공 방법.Wherein the fixing port is protruded from an upper surface of the precast panel so that both end portions of the tension member are located higher than a central portion of the tension member and the open end steel box girder includes a pair of upper flange panels to which a shear connection member is fixed, Wherein the precast panel is installed on the open section steel box girder so that the front end pocket surrounds the shear connector. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 프리캐스트 패널과 상기 개단면 강박스 거더의 합성은 상기 전단 포켓에 무수축 모르타르를 채운 후 건조시키는 과정으로 이루어지는 연속교의 시공 방법.Wherein the composite of the precast panel and the open end steel box girder comprises the step of filling the shear pockets with non-shrinkable mortar and then drying. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 긴장재를 2차로 긴장 및 정착시킨 다음, 상기 프리캐스트 패널의 정착구 부분을 무수축 모르타르로 마감하는 단계를 더욱 포함하는 연속교의 시공 방법.Further comprising tensioning and fixing the tension material secondarily and then closing the fastener portion of the precast panel with non-shrinkage mortar.
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