KR101547629B1 - 단부 다이아프램을 구비한 강거더 및 이를 이용한 반일체식 교량 시공방법 - Google Patents
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Abstract
반일체식 교량에 있어서, 교대 단부가로보와 거더의 단부를 간단하게 연결 시공할 수 있으면서도 합성성능을 충분히 확보할 수 있는 단부다이아프램을 구비한 거더 및 이를 이용한 반일체식 교량 시공방법에 관한 것으로서, 상기 단부다이아프램을 구비한 강거더는 강거더 단부에, 강거더 단면과 동일한 단면으로 연장 형성된 다이아프램 강거더와 상기 다이아프램 강거더와 일체로 합성된 콘크리트부로 이루어진 단부다이아프램이 형성된다.
Description
본 발명은 단부 다이아프램을 구비한 강거더 및 이를 이용한 반일체식 교량 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 반일체식 교량에 있어서, 단부격벽과 강거더를 간단하게 연결 시공할 수 있으면서도 합성성능을 충분히 확보할 수 있는 단부 다이아프램을 구비한 강거더 및 이를 이용한 반일체식 교량 시공방법에 관한 것이다.
도 1a 및 도 1b는 종래 반일체식 교량의 시공도 및 발췌단면도를 도시한 것이다.
교대의 성토 작업을 실시하고 말뚝(10)을 시공한 다음 교대 기초의 린콘크리트(lean concrete,20)를 타설하고 말뚝머리 보강을 실시하는 제1단계와, 확대기초(30)를 시공하고 교대 흉벽(41) 및 날개벽(42) 시공을 완료한 다음 교량받침(50)을 설치하는 제2단계와, 공장제작하여 현장으로 운반된 강박스거더(60)를 거치시키고 강박스거더(60)와 가로보의 현장이음을 실시한 다음 강박스거더(60)와 단부격벽(70) 연결을 위한 횡방향 연결철근(71)을 배근하는 제3단계와, 단부격벽(70)과 날개벽이 분리되도록 그들의 접합면에 신축이음채움재(74)를 설치하는 제4단계와, 교량 바닥판 철근과 동시에 스티프너(72)와 단부격벽 철근(73)을 배근하고 교량 바닥판(80,슬래브 콘크리트)과 단부격벽(70)을 일체로 타설하는 제5단계와, 교대 배면에 뒷채움(A, B, C)을 실시하는 제6단계, 뒷채움이 완료된 후 제1, 2 받침슬래브(91,92)를 시공한 다음 제1 받침슬래브 상면에 교량 바닥판(80)과 연결되는 접속슬래브(92)와 본선 포장부(94)와 접속되는 완충슬래브(93)를 시공하고 제2 받침슬래브 상면에 완충슬래브(93)와 본선포장부(94)를 시공하는 제7단계와, 접속슬래브와 완충슬래브 사이에 신축조절장치(95)를 설치하고 교면을 포장하는 제8단계를 포함하는 강박스거더를 이용한 반일체식 교대 교량의 시공방법이 제공된다.
이때 상기 강박스거더(60)에는 횡방향 연결철근(71)과 스티프너(72)와 단부격벽 철근(73)이 배근하게 되는데 이를 도시한 것이 도 1c이다.
즉, 강박스거더(60)에는 횡방향 연결철근(71)와 단부격벽 철근(73)을 배근하기 위하여 다수의 통공(61)을 형성시키게 된다.
하지만 이러한 통공 설치는 작업성이 매우 떨어지고 가공비용도 고가일 뿐만 아니라 스티프너(72)와 같은 부자재가 소요되므로 경제성도 떨어질 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.
또한 단부격벽(70) 시공을 위하여 과도한 강박스 거더 자체의 단면손실이 예상되어 구조적으로도 불리하다는 문제점이 지적되었다.
이에 본 발명은 강박스 거더와 같은 강거더에 있어 단면손실을 고려하지 않아도 되고 단부격벽을 시공함에 있어서도 간단하게 콘크리트와의 합성성능을 기대할 수 있으며 부자재 설치와 같은 공종을 배제하여 보다 경제적이고 효율적인 단부 다이아프램을 구비한 강거더 및 이를 이용한 반일체식 교량 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
첫째, 반일체식 교량시공에 있어서, 강재로 제작되는 강거더(폐합된 강박스 거더, 개구제형 강박스 거더, 강재 플레이트 거더 등)에 있어 단부에 콘크리트와 일체로 합성된 단부다이아프램을 별도 형성시키고, 이러한 단부다이아프램을 단부격벽과의 연결부로 이용하게 된다.
이러한 단부다이아프램은 강거더 단부에, 강거더 단면과 동일한 단면으로 연장 형성된 다이아프램 강거더와 상기 다이아프램 강거더에 일체로 합성된 콘크리트부로 이루어지도록 하였다.
이로서 본 발명은 단부다이아프램과 강거더를 서로 구분하여 제작함으로서 단부다이아프램은 강거더를 보강하면서, 단부격벽 시공에 이용되는 부위로 이용하고, 강거더 자체는 본연의 기능에 적합하게 제작한 것을 이용하도록 하여 반일체식 교량시공의 유연성을 확보하도록 한 것이다.
둘째, 단부격벽을 시공하기 위해서는 단부격벽 콘크리트를 타설해야 하는데 이러한 단부격벽 콘크리트와 단부다이아프램의 합성능력을 확보하기 위하여 단부다이아프램의 외주면에는 커플러와 같은 횡방향연결철근 연결구를 일체로 형성시켜 단부다이아프램을 서로 간단하게 연결시킬 수 있도록 하였다. 나아가 단부다이아프램을 관통하여 측방으로 돌출시킨 횡방향 연결철근을 이용하여 간단하게 단부격벽 시공이 이용될 수 있도록 하였다.
셋째, 단부격벽을 형성시키기 위한 단부격벽 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집은 조립식 거푸집을 이용할 수 있도록 함으로서 시공성 및 작업성을 충분히 확보할 수 있도록 하였다.
본 발명에 의한 반일체식 교량은 교대에 설치한 교량 받침에 지지되도록 하되 단부 다이아프램이 일체로 형성된 강거더를 이용하여 단부다이아프램을 서로 일체화시키는 단부격벽 콘크리트를 이용하여 강거더의 단면손실 없이 간단하게 반일체식 교량시공이 가능하도록 하게 된다.
이때 상기 단부 다이아프램이 형성된 강거더는 강거더 단부에 별도로 형성시키기 때문에 교대 배면으로부터 작용하는 토압을 효과적으로 분담하도록 하되, 단부 다이아프램은 제작 시 미리 강거더 단부에 형성시켜 현장에서의 단부다이아프램 형성을 위한 작업이 최소화될 수 있도록 있게 된다.
또한 단부다이아프램을 서로 연결하기 위한 횡방향 연결철근도 간단하게 배근할 수 있어 현장작업성 증진에 따른 시공성 및 경제성 확보가 가능하게 된다.
또한 조립식거푸집은 양 복부와 저판을 서로 간단한 체결구 형태로 조립 설치할 수 있도록 하고 내부에 타설되는 콘크리트에 의하여 조립식거푸집 및 단부 다이아프램이 형성된 강거더가 서로 일체로 합성되도록 함으로서 반일체식 교량 시공에 있어 효율적인 거더 단부처리가 가능하도록 하게 된다.
또한 상기 조립식거푸집은 양 복부가 저판 양측방 상면에 지지되도록 한 상태에서 볼트와 같은 체결구로 간단하게 서로 조립 설치할 수 있도록 강거더에 단부격벽을 간단하게 형성시킬 수 있게 된다.
도 1a 및 도 1b는 종래 반일체식 교량의 시공도 및 발췌단면도,
도 1c는 종래 반일체식 교량에 사용되는 강박스 거더의 단부 구성도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 실시예 1에 의한 단부 다이아프램을 구비한 강거더의 조립사시도 및 단부격벽 완성사시도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 실시예 2에 의한 단부 다이아프램을 구비한 강거더의 조립사시도 및 단부격벽 완성사시도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 실시예 3에 의한 단부 다이아프램을 구비한 강거더의 조립사시도 및 단부격벽 완성사시도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예 3에 의한 단부 다이아프램을 구비한 강거더의 시공순서도이다.
도 1c는 종래 반일체식 교량에 사용되는 강박스 거더의 단부 구성도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 실시예 1에 의한 단부 다이아프램을 구비한 강거더의 조립사시도 및 단부격벽 완성사시도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 실시예 2에 의한 단부 다이아프램을 구비한 강거더의 조립사시도 및 단부격벽 완성사시도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 실시예 3에 의한 단부 다이아프램을 구비한 강거더의 조립사시도 및 단부격벽 완성사시도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예 3에 의한 단부 다이아프램을 구비한 강거더의 시공순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 본 발명의 단부다이아프램(200)을 구비한 거더(100) ]
본 발명에 의한 단부다이아프램(200)을 구비한 강거더는 실시예 1,2,3으로 구분한다.
상기 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3은 강거더로서 강재플레이트거더, 폐합된 단면의 강박스거더 및 개구제형 강박스거더인 경우에 있어 단부다이아프램이 형성방법에 차이가 있으며 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
[ 실시예 1에 의한 단부다이아프램(200)을 구비한 강거더(100) ]
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예 1에 의한 단부다이아프램(200)을 구비한 강거더(100)의 사시도이다.
먼저 도 2a와 같이 상기 강거더(100)는 교량용 강거더로서 I형 단면의 강재플레이트임을 알 수 있다.
이러한 강거더(100)는 I형 단면의 형태로서 하부플랜지(110), 복부(120), 상부플랜지(130)를 이루고 있다.
이러한 강거더(100)는 교량 연장에 따른 일정한 연장길이(L)를 가지게 되는데 본 발명은 강거더(100)의 양 단부에 단부다이아프램(200)이 추가 형성되고 있음을 알 수 있다.
이때 단부다이아프램(200) 자체의 연장길이(L1)에 의하여 본 발명에 의한 강거더(100)는 연장길이가 (L+L1)이 됨을 알 수 있다.
이러한 단부다이아프램(200)은 추가 연장길이(L1)에 해당하는 다이아프램 강거더(210)와 콘크리트부(220)가 일체로 합성되도록 형성시키게 됨을 알 수 있다.
즉, 강거더(100) 단부에, 강거더 단면과 동일한 단면으로 연장 형성된 다이아프램 강거더(210)와 상기 다이아프램 강거더(210)에 일체로 합성된 콘크리트부(220)로 이루어진 단부다이아프램(200)이 형성된다.
이에 상기 다이아프램 강거더(210)는 상부플랜지(211), 복부(212), 하부플랜지(213)로 형성되도록 하되 콘크리트 내부 충진을 위한 전면 및 후면 마감판(미도시)을 이용하여 다이아프램 강거더(210) 내측에 콘크리트부(220)가 합성되도록 하고 있음을 알 수 있다. 이때 상기 합성을 위하여 다이아프램 강거더(210) 내측면에는 전단연결재를 형성시킬 수 있다.
이러한 콘크리트부(220)는 콘크리트 블록체로서 다이아프램 강거더(210)에 일체로 다이아프램 강거더의 복부(212) 양 측방으로 돌출하는 폭을 가지며, 상부 및 하부플랜지(211, 213) 사이에 형성되고 있음을 알 수 있다.
상기 단부다이아프램(200)은 강거더(100) 제작 시 공장에서 형성시키게 되므로 현장에서 별도로 본 발명의 단부다이아프램(200)을 위한 작업이 필요없거나 최소화되어 품질관리에 매우 유리하게 된다.
또한 단부다이아프램(200) 추가 형성에 의하여 후술되는 횡방향 연결철근(310) 배근을 위하여 강거더(100) 자체에는 통공 형성과 같은 단면손실 요구되지 않으므로 연장길이(L)의 강거더(100) 설계에 있어 단면손실을 고려하지 않아도 된다는 장점이 있게 된다.
또한, 강거더(100)의 단부에 다이아프램 강거더(210)와 콘크리트부(220)를 합성시켜 단부다이아프램(200)을 형성시키기 때문에 장경간 교량 거치 시 강거더(100)의 좌굴 및 비틀림에도 매우 유리하게 되고,
단부다이아프램(200)이 단부격벽(300) 시공 후 교대 배면으로부터 전달되는 하중(토압)을 부담할 수 있기 때문에 교대 설계에 있어서도 단면을 최적화시킬 수 있게 된다.
나아가 단부다이아프램(200)은 다이아프램 강거더(210)로 형성되기 때문에 제작에 어려움이 없고 새로운 기술이 요구되지도 않기 때문에 매우 효율적이고 경제적이게 된다.
또한 반일체식 교량 시공에 있어 단부격벽(300)은 횡방향으로 교대 상면에 이격된 단부다이아프램(200)을 서로 일체화시키는 콘크리트 타설 작업으로 이루어지기 때문에 단부다이아프램(200)을 서로 횡방향으로 연결시켜 주기 위한 횡방향 연결철근(310)을 배근하게 된다.
이러한 횡방향 연결철근(310)은 현장에서 작업이 이루어지게 되므로 횡방향 연결철근(310)과 단부다이아프램(200)의 연결 작업의 번거로움을 해결하기 위하여 2가지 방법을 제시하게 된다.
첫째는 콘크리트부(220)의 외주면에 미리 볼트홀이 내측에 형성된 커플러와 같은 횡방향연결철근 연결구(230)를 일체로 형성시키게 된다.
이에 횡방향 연결철근(310)의 단부에 형성된 볼트부를 횡방향연결철근 연결구(230)에 체결시켜 횡방향 연결철근(310)을 간단하게 배근할 수 있도록 하게 된다.
이때, 커플러는 콘크리트부(220)의 양 측방 표면으로 노출되도록 하고 커플러 사이에는 미리 내부철근(240)이 횡방향으로 관통하도록 하게 된다.
둘째, 미리 콘크리트부(220) 내부에 상기 내부철근(240)을 형성되도록 하되 내부철근(240)이 콘크리트부(220) 양 측방으로 돌출되도록 하고, 돌출된 내부철근(240)과 횡방향 연결철근(310)을 서로 연결시키는 방식을 이용해도 된다.
나아가 현장에서 상기 단부격벽 콘크리트(C) 타설을 통해 단부격벽(300)을 시공하기 때문에 조립식거푸집(400)을 이용할 수 있도록 하여 단부격벽 콘크리트(C) 타설작업의 효율성도 확보할 수 있도록 하게 된다.
즉, 현장에서 단부격벽 콘크리트(C) 타설용 거푸집을 설치하려면 작업공간 확보를 위해 가시설 등을 별도로 설치해야 하는 경우가 발생하게 되지만 본 발명의 조립식거푸집(400)은 인양 후 하강시켜 조립 연결하는 방식으로 조립식거푸집(400)을 바로 설치할 수 있도록 하여 작업성과 가시설 시공비용을 절감할 수 있도록 한 것이다.
예컨대 조립식거푸집(400)은 저판(410)과 양 복부(420)로 구성되도록 하되 양 복부(420)을 저판(410) 상면 측방에 간단하게 볼트와 너트와 같은 체결구를 역시 이용하여 조립 설치할 수 있도록 하고 단부격벽(300)이 완성되면 해체 후 재사용도 가능하게 되므로 매우 효과적이고 경제적이며 해체하지 않아도 된다.
이에 최종 실시예 1에 의하여 조립식거푸집(400)을 이용하여 단부격벽(300)이 시공된 단부다이아프램(200)이 형성된 강거더(100)의 단부 시공도를 도 2b에서 확인할 수 있다.
즉, 단부다이아프램(200)이 단부에 형성된 강거더(100)는 횡방향 연결철근(310)에 의하여 서로 연결되도록 하고 있음을 알 수 있으며 이러한 횡방향 연결철근(310)이 매립되도록 단부격벽(300)이 형성되고, 단부격벽 콘크리트(C)는 횡방향연결철근(310) 및 횡방향연결철근 연결구(230)에 의하여 단부다이아프램(200)과 서로 일체성을 확보할 수 있도록 하고 있음을 알 수 있다.
이때 상기 단부격벽 콘크리트(C)는 슬래브 시공 시 타설되는 슬래브 콘크리트와 일체로 타설하여도 상관은 없다.
미도시 하였지만 단부다이아프램(200)의 측방으로 돌출된 내부철근(240)을 횡방향연결철근(310)과 연결시켜 단부격벽(300)을 시공해도 상관은 없다.
[ 실시예 2에 의한 단부다이아프램(200)을 구비한 강거더(100) ]
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 실시예 2에 의한 단부 다이아프램을 구비한 강거더의 조립사시도 및 단부격벽 완성사시도를 도시한 것이다.
먼저 도 3a와 같이 상기 강거더(100)는 교량용 강거더로서 폐합된 단면의 강박스 거더임을 알 수 있다.
이러한 강거더(100)는 사각박스체 형태로서 하부플랜지(110), 양 복부(120), 상부플랜지(130)가 사각 폐합단면을 이루고 있으며, 내측면에는 종방향 및 횡방향 보강리브(140)가 형성되고, 길이에 따른 내부격벽(150)이 형성되고, 내부격벽에는 개구부(160)가 형성되는 형태로 형성된다.
이러한 강거더(100)는 교량 연장에 따른 일정한 연장길이(L)를 가지게 되는데 본 발명은 강거더(100)의 양 단부에 단부다이아프램(200)이 추가 형성되고 있음을 알 수 있다.
이때 단부다이아프램(200) 자체의 연장길이(L1)에 의하여 본 발명에 의한 강거더(100)는 연장길이가 (L+L1)이 됨을 알 수 있다.
이러한 단부다이아프램(200)은 추가 연장길이(L1)에 해당하는 다이아프램 강거더(210)와 콘크리트부(220)가 일체로 합성되도록 형성시키게 됨을 알 수 있다.
즉, 강거더(100) 단부에, 강거더 단면과 동일한 단면으로 연장 형성된 다이아프램 강거더(210)와 상기 다이아프램 강거더(210) 내부에 일체로 합성된 콘크리트부(220)로 이루어진 단부다이아프램(200)이 형성된다.
이에 상기 다이아프램 강거더(210)는 상부플랜지(211), 양 복부(212), 하부플랜지(213)로 형성되도록 하되 콘크리트 내부 충진을 위한 전면 및 후면 마감판(미도시)을 이용하여 다이아프램 강거더(210) 내측에 콘크리트부(220)가 합성되도록 하고 있음을 알 수 있다.
이때 상기 합성을 위하여 다이아프램 강거더(210) 내측면에는 전단연결재를 형성시킬 수 있다.
상기 단부다이아프램(200)은 강거더(100) 제작 시 공장에서 형성시키게 되므로 현장에서 별도로 본 발명의 단부다이아프램(200)을 위한 작업이 필요없거나 최소화되어 품질관리에 매우 유리하게 된다.
또한 단부다이아프램(200) 추가 형성에 의하여 후술되는 횡방향 연결철근(310) 배근을 위하여 강거더(100) 자체에는 통공 형성과 같은 단면손실 요구되지 않으므로 연장길이(L)의 강거더(100) 설계에 있어 단면손실을 고려하지 않아도 된다는 장점이 있게 된다.
또한, 강거더(100)의 단부에 다이아프램 강거더(210)와 콘크리트부(220)를 합성시켜 단부다이아프램(200)을 형성시키기 때문에 장경간 교량 거치 시 강거더(100)의 좌굴 및 비틀림에도 매우 유리하게 되고,
단부다이아프램(200)이 단부격벽(300) 시공 후 교대 배면으로부터 전달되는 하중(토압)을 부담할 수 있기 때문에 교대 설계에 있어서도 단면을 최적화시킬 수 있게 된다.
나아가 단부다이아프램(200)은 달리 강거더(100)와 같이 종방향 및 횡방향 보강리브를 형성시키지 않아도 되기 때문에 제작에 어려움이 없고 새로운 기술이 요구되지도 않기 때문에 매우 효율적이고 경제적이게 된다.
또한 반일체식 교량 시공에 있어 단부격벽(300)은 횡방향으로 교대 상면에 이격된 단부다이아프램(200)을 서로 일체화시키는 콘크리트 타설 작업으로 이루어지기 때문에 단부다이아프램(200)을 서로 횡방향으로 연결시켜 주기 위한 횡방향 연결철근(310)을 배근하게 된다.
이러한 횡방향 연결철근(310)은 현장에서 작업이 이루어지게 되므로 횡방향 연결철근(310)과 단부다이아프램(200)의 연결 작업의 번거로움을 해결하기 위하여 역시 2가지 방법을 제시하게 된다.
첫째는 다이아프램 강거더(210)의 외주면에 미리 볼트홀이 내측에 형성된 커플러와 같은 횡방향연결철근 연결구(230)를 일체로 형성시키게 된다.
이에 횡방향 연결철근(310)의 단부에 형성된 볼트부를 횡방향연결철근 연결구(230)에 체결시켜 횡방향 연결철근(310)을 간단하게 배근할 수 있도록 하게 된다.
이때, 커플러는 다이아프램 강거더(210)의 양 측방 표면으로 노출되도록 하고 커플러 사이에는 미리 내부철근(240)이 횡방향으로 관통하도록 하게 된다.
둘째, 미리 콘크리트부(220) 내부에 상기 내부철근(240)을 형성되도록 하되 내부철근(240)이 콘크리트부(220) 양 측방으로 돌출되도록 하고, 돌출된 내부철근(240)과 횡방향 연결철근(310)을 서로 연결시키는 방식을 이용해도 된다.
이러한 횡방향 연결철근(310)은 현장에서 작업이 이루어지게 되므로 횡방향 연결철근(310)과 단부다이아프램(200)의 연결 작업의 번거로움을 해결하기 위하여 다이아프램 강거더(210)의 외주면에 미리 볼트홀이 내측에 형성된 커플러와 같은 횡방향연결철근 연결구(230)를 일체로 형성시키게 된다.
이에 횡방향 연결철근(310)의 단부에 형성된 볼트부를 횡방향연결철근 연결구(230)에 체결시켜 횡방향 연결철근(310)을 간단하게 배근할 수 있도록 하고, 상기 횡방향연결철근 연결구(230)는 단부격벽 콘크리트(C)를 타설함에 있어 전단연결재 역할도 하기 때문에 합성성능 증진에 매우 효과적이게 된다.
나아가 현장에서 상기 단부격벽 콘크리트(C) 타설을 통해 단부격벽(300)을 시공하기 때문에 조립식거푸집(400)을 이용할 수 있도록 하여 단부격벽 콘크리트(C) 타설작업의 효율성도 확보할 수 있도록 하게 된다.
즉, 현장에서 단부격벽 콘크리트(C) 타설용 거푸집을 설치하려면 작업공간 확보를 위해 가시설 등을 별도로 설치해야 하는 경우가 발생하게 되지만 본 발명의 조립식거푸집(400)은 인양 후 하강시켜 조립 연결하는 방식으로 조립식거푸집(400)을 바로 설치할 수 있도록 하여 작업성과 가시설 시공비용을 절감할 수 있도록 한 것이다.
예컨대 조립식거푸집(400)은 저판(410)과 양 복부(420)로 구성되도록 하되 양 복부(420)을 저판(410) 상면 측방에 간단하게 볼트와 너트와 같은 체결구를 역시 이용하여 조립 설치할 수 있도록 하고 단부격벽(300)이 완성되면 해체 후 재사용도 가능하게 되므로 매우 효과적이고 경제적이며 해체하지 않아도 된다.
이에 최종 실시예 1에 의하여 조립식거푸집(400)을 이용하여 단부격벽(300)이 시공된 단부다이아프램(200)이 형성된 강거더(100)의 단부 시공도를 도 3b에서 확인할 수 있다.
즉, 단부다이아프램(200)이 단부에 형성된 강거더(100)는 횡방향 연결철근(310)에 의하여 서로 연결되도록 하고 있음을 알 수 있으며 이러한 횡방향 연결철근(310)이 매립되도록 단부격벽(300)이 형성되고, 단부격벽 콘크리트(C)는 횡방향연결철근(310) 및 횡방향연결철근 연결구(230)에 의하여 단부다이아프램(200)과 서로 일체성을 확보할 수 있도록 하고 있음을 알 수 있다.
이때 상기 단부격벽 콘크리트(C)는 슬래브 시공 시 타설되는 슬래브 콘크리트와 일체로 타설하여도 상관은 없다.
미도시 하였지만 역시 단부다이아프램(200)의 측방으로 돌출된 내부철근(240)을 횡방향연결철근(310)과 연결시켜 단부격벽(300)을 시공해도 상관은 없다.
[ 실시예 3에 의한 단부다이아프램(200)을 구비한 강거더(100) ]
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 실시예 3에 의한 단부 다이아프램을 구비한 강거더의 조립사시도 및 단부격벽 완성사시도이다.
실시예 2와의 차이는 강거더의 단면형식에 따른 차이라 할 수 있다.
즉 도 4a와 같이 상기 강거더(100)는 교량용 강거더로서 상면이 개방된 개구제형 강박스 거더임을 알 수 있다.
이러한 강거더(100)는 U형단면 형태로서 하부플랜지(110), 양 복부(120)으로 상부플랜지 상단 사이가 개방된 단면을 이루고 있으며, 내측면에는 역시 종방향 및 횡방향 보강리브(140)가 형성되고, 길이에 따른 내부격벽(150)이 형성되고, 내부격벽에는 개구부(160)가 형성되는 형태로 형성될 수 있다.
이러한 강거더(100)는 역시 교량 연장에 따른 일정한 연장길이(L)를 가지게 되는데 본 발명은 강거더(100)의 양 단부에 단부다이아프램(200)이 추가 형성되고 있음을 알 수 있다.
이때 단부다이아프램(200) 자체의 연장길이(L1)에 의하여 본 발명에 의한 강거더(100)는 연장길이가 (L+L1)이 됨을 알 수 있다.
역시, 강거더(100) 단부에, 강거더 단면과 동일한 단면으로 연장 형성된 다이아프램 강거더(210)와 상기 다이아프램 강거더(210) 내부에 일체로 합성된 콘크리트부(220)로 이루어진 단부다이아프램(200)이 형성됨을 알 수 있다.
이에 단부다이아프램(200)은 추가 연장길이(L1)에 해당하는 다이아프램 강거더(210)와 콘크리트부(220)가 일체로 합성되도록 형성시키게 됨을 알 수 있다. 이에 상기 다이아프램 강거더(210)는 상부플랜지(211), 양 복부(212)으로 형성되도록 하되 콘크리트 내부 충진을 위한 역시 전면 및 후면 마감판(미도시)을 이용하여 다이아프램 강거더(210) 내측에 콘크리트부(220)가 합성되도록 하고 있음을 알 수 있다.
이때 상기 합성을 위하여 다이아프램 강거더(210) 내측면에는 전단연결재를 형성시킬 수 있음은 동일하다.
역시 상기 단부다이아프램(200)은 강거더(100) 제작 시 공장에서 형성시키게 되므로 현장에서 별도로 본 발명의 단부다이아프램(200)을 위한 작업이 필요없거나 최소화되어 품질관리에 매우 유리함은 동일하다.
또한 역시 단부다이아프램(200) 추가 형성에 의하여 후술되는 횡방향 연결철근(310) 배근을 위하여 강거더(100) 자체에는 통공 형성과 같은 단면손실 요구되지 않으므로 연장길이(L)의 강거더(100) 설계에 있어 단면손실을 고려하지 않아도 된다는 장점이 있게 된다.
또한, 강거더(100)의 단부에 다이아프램 강거더(210)와 콘크리트부(220)를 합성시켜 단부다이아프램(200)을 형성시키기 때문에 장경간 교량 거치 시 강거더(100)의 좌굴 및 비틀림에도 매우 유리하게 되고, 역시 단부다이아프램(200)이 단부격벽(300) 시공 후 교대 배면으로부터 전달되는 하중(토압)을 부담할 수 있기 때문에 교대 설계에 있어서도 단면을 최적화시킬 수 있게 됨은 동일하다.
나아가 단부다이아프램(200)은 달리 강거더(100)와 같이 종방향 및 횡방향 보강리브를 형성시키지 않아도 되기 때문에 제작에 어려움이 없고 새로운 기술이 요구되지도 않기 때문에 매우 효율적이고 경제적임도 동일하다.
또한 반일체식 교량 시공에 있어 단부격벽(300)은 횡방향으로 교대 상면에 이격된 단부다이아프램(200)을 서로 일체화시키는 콘크리트 타설 작업으로 이루어지기 때문에 단부다이아프램(200)을 서로 횡방향으로 연결시켜 주기 위한 횡방향 연결철근(310)을 배근하게 된다.
이러한 횡방향 연결철근(310)은 현장에서 작업이 이루어지게 되므로 횡방향 연결철근(310)과 단부다이아프램(200)의 연결 작업의 번거로움을 해결하기 위하여 역시 2가지 방법을 제시하게 된다.
첫째는 다이아프램 강거더(210)의 외주면에 미리 볼트홀이 내측에 형성된 커플러와 같은 횡방향연결철근 연결구(230)를 일체로 형성시키게 된다.
이에 횡방향 연결철근(310)의 단부에 형성된 볼트부를 횡방향연결철근 연결구(230)에 체결시켜 횡방향 연결철근(310)을 간단하게 배근할 수 있도록 하게 된다.
이때, 커플러는 다이아프램 강거더(210)의 양 측방 표면으로 노출되도록 하고 커플러 사이에는 미리 내부철근(240)이 횡방향으로 관통하도록 하게 된다.
둘째, 미리 콘크리트부(220) 내부에 상기 내부철근(240)을 형성되도록 하되 내부철근(240)이 콘크리트부(220) 양 측방으로 돌출되도록 하고, 돌출된 내부철근(240)과 횡방향 연결철근(310)을 서로 연결시키는 방식을 이용해도 된다.
이러한 횡방향 연결철근(310)은 현장에서 작업이 이루어지게 되므로 횡방향 연결철근(310)과 단부다이아프램(200)의 연결 작업의 번거로움을 해결하기 위하여 다이아프램 강거더(210)의 외주면에 미리 볼트홀이 내측에 형성된 커플러와 같은 횡방향연결철근 연결구(230)를 일체로 형성시키게 된다.
이에 횡방향 연결철근(310)의 단부에 형성된 볼트부를 횡방향연결철근 연결구(230)에 체결시켜 횡방향 연결철근(310)을 간단하게 배근할 수 있도록 하고, 상기 횡방향연결철근 연결구(230)는 단부격벽 콘크리트(C)를 타설함에 있어 전단연결재 역할도 하기 때문에 합성성능 증진에 매우 효과적이게 된다.
나아가 현장에서 상기 단부격벽 콘크리트(C) 타설을 통해 단부격벽(300)을 시공하기 때문에 조립식거푸집(400)을 이용할 수 있도록 하여 단부격벽 콘크리트(C) 타설작업의 효율성도 확보할 수 있도록 하게 된다.
즉, 현장에서 단부격벽 콘크리트(C) 타설용 거푸집을 설치하려면 작업공간 확보를 위해 가시설 등을 별도로 설치해야 하는 경우가 발생하게 되지만 본 발명의 조립식거푸집(400)은 인양 후 하강시켜 조립 연결하는 방식으로 조립식거푸집(400)을 바로 설치할 수 있도록 하여 작업성과 가시설 시공비용을 절감할 수 있도록 한 것이다.
예컨대 조립식거푸집(400)은 저판(410)과 양 복부(420)로 구성되도록 하되 양 복부(420)을 저판(410) 상면 측방에 간단하게 볼트와 너트와 같은 체결구를 역시 이용하여 조립 설치할 수 있도록 하고 단부격벽(300)이 완성되면 해체 후 재사용도 가능하게 되므로 매우 효과적이고 경제적이며 해체하지 않아도 된다.
이에 최종 실시예 1에 의하여 조립식거푸집(400)을 이용하여 단부격벽(300)이 시공된 단부다이아프램(200)이 형성된 강거더(100)의 단부 시공도를 도 4b에서 확인할 수 있다.
즉, 단부다이아프램(200)이 단부에 형성된 강거더(100)는 횡방향 연결철근(310)에 의하여 서로 연결되도록 하고 있음을 알 수 있으며 이러한 횡방향 연결철근(310)이 매립되도록 단부격벽(300)이 형성되고, 단부격벽 콘크리트(C)는 횡방향연결철근(310) 및 횡방향연결철근 연결구(230)에 의하여 단부다이아프램(200)과 서로 일체성을 확보할 수 있도록 하고 있음을 알 수 있다.
이때 상기 단부격벽 콘크리트(C)는 슬래브 시공 시 타설되는 슬래브 콘크리트와 일체로 타설하여도 상관은 없다.
미도시 하였지만 역시 단부다이아프램(200)의 측방으로 돌출된 내부철근(240)을 횡방향연결철근(310)과 연결시켜 단부격벽(300)을 시공해도 상관은 없다.
[ 단부다이아프램을 구비한 강거더를 이용한 반일체식 교량 시공방법 ]
도 5a 및 도 5b는 단부다이아프램을 구비한 강거더를 이용한 반일체식 교량 시공방법의 순서도이다. 특히 실시예 1을 기준으로 살펴본 것이나 이는 실시예 2,3에 의한 강거더도 시공방법으로 차이는 없기 때문이다.
먼저 도 5a와 같이 교대(500)를 시공하게 된다.
이러한 교대(500)는 벽체부(510)와 날개벽(520)으로 시공되고 있음을 알 수 있으며, 교량받침(530)이 벽체부(510) 상면에 설치되고 있음을 알 수 있다.
이에 앞서 살펴본 실시예 1에 의한 단부다이아프램(200)이 형성된 강거더(100)를 공장에서 반입하여 미도시된 인양장치(크레인등)를 이용하여 교대 상면에 상기 단부다이아프램(200)이 교량받침(530)에 지지되도록 거치하게 된다.
이에 단부다이아프램(200)이 형성된 강거더(100)를 교대(500) 상면에 복수개 횡방향으로 이격되도록 배치한 이후에는 조립식거푸집(400)을 저판(410)을 먼저 인양하여 하강시키는 방식으로 설치하고, 양 복부(420)을 역시 인양하여 하강시켜 저판(410)에 조립시키게 된다.
이에 조립식거푸집(400) 설치가 완료되면 횡방향 연결철근(310)을 배근하여 단부다이아프램(200)을 서로 연결시키게 되며 이는 횡방향연결철근 연결구(230)를 이용하게 됨은 살펴본 바와 같다.
이러한 조립식거푸집(400)와 횡방향 연결철근(310)은 강거더(100) 사이사이에 설치하고, 도 5b와 같이 조립식거푸집(400) 내부에 다이아프램 콘크리트(C)를 타설하여 양생되면 조립식거푸집(400)을 영구존치 또는 해체하여 단부격벽(300)을 최종 완성시키게 된다.
다음으로는 미도시하였지만 교대와 단부격벽 배면을 뒷채움하고, 뒷채움 상면에 접속슬래브(600)를 단부다이아프램(200)과 슬래브를 서로 연결시키는 방식으로 최종 반일체식 교량을 완성시키게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 강거더
200: 단부다이아프램 210: 다이아프램 강거더
220: 콘크리트부 230: 횡방향연결철근 연결구
240: 내부철근
300: 단부격벽 400: 조립식거푸집
410: 저판 420: 양 복부
500: 교대 510: 벽체부
520: 날개벽 530: 교량받침
200: 단부다이아프램 210: 다이아프램 강거더
220: 콘크리트부 230: 횡방향연결철근 연결구
240: 내부철근
300: 단부격벽 400: 조립식거푸집
410: 저판 420: 양 복부
500: 교대 510: 벽체부
520: 날개벽 530: 교량받침
Claims (8)
- 교량연장에 따른 연장길이(L)의 강거더(100) 단부에, 연장길이(L1)을 가지는 단부다이아프램(200)을 추가로 형성되도록 하며, 상기 단부다이아프램(200)은 강거더(100) 제작 시 상기 강거더(100) 단면과 동일한 단면으로 연장 형성된 다이아프램 강거더(210)와 상기 다이아프램 강거더(210)와 일체로 합성된 콘크리트부(220)로 이루어져, 상기 단부다이아프램(200)에 의하여 강거더(100) 연장길이가 (L+L1)이 되도록 하며,
상기 강거더(100)는 하부플랜지(110), 복부(120), 상부플랜지(130)를 포함하는 I형 단면의 강재플레이트 거더로서 연장길이(L)를 가지며, 상기 강거더(100)의 양 단부에 연장길이 L1인 단부다이아프램(200)이 형성되도록 하되, 상기 단부다이아프램(200)은 상부플랜지(211), 복부(212), 하부플랜지(213)를 포함하는 I형 단면의 다이아프램 강거더(210); 및 상기 다이아프램 강거더(210)의 복부(212) 양 측방으로 돌출하는 폭을 가지며, 상부 및 하부플랜지(211, 213) 사이에 형성된 콘크리트 블록체인 콘크리트부(220);가 일체로 합성되도록 형성되며,
상기 단부다이아프램을 구비한 강거더의 단부다이아프램(200) 사이에는 조립식거푸집(400)이 설치되어 조립식거푸집 내부에 단부격벽 콘크리트가 타설되어 단부격벽(300)이 형성되도록 하되,
상기 조립식거푸집(400)은 저판(410)을 단부다이아프램(200) 사이에 하강 삽입한 후, 상기 저판(410)의 양 측방 상면에 양 복부(420) 저면이 접하도록 하강 삽입 하되 양 복부(420)과 저판(410)을 서로 조립하여 이루어지도록 하는 단부다이아프램을 구비한 강거더. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 강거더(100)는 하부플랜지(110), 양 복부(120), 상부플랜지(130)를 포함하는 사각단면의 강박스 거더로서 연장길이(L)를 가지며, 상기 강거더(100)의 양 단부에 연장길이 L1인 단부다이아프램(200)이 형성되도록 하되, 상기 단부다이아프램(200)은
상부플랜지(211), 양 복부(212), 하부플랜지(213)를 포함하는 사각단면의 다이아프램 강거더(210); 및 상기 다이아프램 강거더(210) 내부에 일체로 합성된 콘크리트부(220);가 일체로 합성되도록 형성된 단부다이아프램을 구비한 강거더. - 제 1항에 있어서,
상기 강거더(100)는 하부플랜지(110), 양 복부(120)를 포함하는 상부가 개방된 U형 단면의 강박스 거더임로서 연장길이(L)를 가지며, 상기 강거더(100)의 양 단부에 연장길이 L1인 단부다이아프램(200)이 형성되도록 하되, 상기 단부다이아프램(200)은
상부플랜지(211) 및 양 복부(212)를 포함하는 상부가 개방된 U형 단면의 다이아프램 강거더(210); 및 상기 다이아프램 강거더(210) 내부에 일체로 합성된 콘크리트부(220);가 일체로 합성되도록 형성된 단부다이아프램을 구비한 강거더. - 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
상기 단부다이아프램(200)의 측면에는 횡방향연결철근 연결구(230)가 일체로 형성되어 횡방향 연결철근(310)이 직접 체결될 수 있도록 하거나,
상기 단부다이아프램(200)의 측면으로 돌출 형성되는 내부철근(240)에 횡방향 연결철근(310)이 체결될 수 있도록 하는 단부다이아프램을 구비한 강거더. - 제 1항에 있어서,
상기 저판(410)과 양 복부(420)로 구성된 조립식거푸집(400)은 양 복부(420)을 저판(410) 상면 측방에 간단하게 볼트와 너트와 같은 체결구를 이용하여 조립 설치할 수 있도록 하는 단부다이아프램을 구비한 강거더. - (a) 교량받침(530)이 상면에 설치된 교대(500)를 설치하고,
(b) 상기 교량받침(530)에 지지되도록 단부다이아프램을 구비한 강거더(100)를 횡방향으로 다수 이격 거치하고,
(c) 상기 단부다이아프램을 구비한 강거더(100)의 단부다이아프램 사이에 조립식거푸집(400)을 설치하고, 설치된 조립식거푸집(400) 내부에 다이아프램 콘크리트(C)를 타설하여 단부격벽(300)을 시공하는 단계;를 포함하며,
상기 단부다이아프램(200)의 측방에는 횡방향연결철근 연결구(230)가 일체로 형성되어 횡방향 연결철근(310)이 직접 체결된 횡방향 연결철근(310)이 매립되도록 다이아프램 콘크리트(C)를 타설하며,
상기 (b) 단계의 단부다이아프램을 구비한 강거더(100)는, 교량연장에 따른 연장길이(L)의 강거더(100) 단부에, 연장길이(L1)을 가지는 단부다이아프램(200)을 추가로 형성되도록 하며, 상기 단부다이아프램(200)은 강거더(100) 제작 시 상기 강거더(100) 단면과 동일한 단면으로 연장 형성된 다이아프램 강거더(210)와 상기 다이아프램 강거더(210)와 일체로 합성된 콘크리트부(220)로 이루어져, 상기 단부다이아프램(200)에 의하여 강거더(100) 연장길이가 (L+L1)이 되도록 하며, 상기 강거더(100)는 하부플랜지(110), 복부(120), 상부플랜지(130)를 포함하는 I형 단면의 강재플레이트 거더로서 연장길이(L)를 가지며, 상기 강거더(100)의 양 단부에 연장길이 L1인 단부다이아프램(200)이 형성되도록 하되, 상기 단부다이아프램(200)은 상부플랜지(211), 복부(212), 하부플랜지(213)를 포함하는 I형 단면의 다이아프램 강거더(210); 및 상기 다이아프램 강거더(210)의 복부(212) 양 측방으로 돌출하는 폭을 가지며, 상부 및 하부플랜지(211, 213) 사이에 형성된 콘크리트 블록체인 콘크리트부(220);가 일체로 합성되도록 형성되도록 하며,
상기 (c)단계에서 조립식거푸집(400)의 하강 삽입은 저판(410)을 단부다이아프램(200) 사이에 하강 삽입한 후, 상기 저판(410)의 양 측방 상면에 양 복부(420) 저면이 접하도록 하강 삽입 하되 양 복부(420)과 저판(410)을 서로 조립하여 이루어지도록 하는 단부다이아프램을 구비한 강거더를 이용한 반일체식 교량 시공방법. - 삭제
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