KR101576865B1 - 역 t형 주형보를 이용한 교량 슬래브의 무지보 시공 방법 - Google Patents

역 t형 주형보를 이용한 교량 슬래브의 무지보 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 역 T형 주형보를 이용한 교량 슬래브의 무지보 시공 방법에 관한 것으로서, 강재나 프리캐스트 콘크리트로 이루어진 역 T형의 주형보를 병렬 접합하여 거치하고 그 상부에 콘트리트를 타설 및 양생하는 것을 포함하는 교량 슬래브의 무지보 시공 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 교량 슬래브 시공 방법은 거푸집과 지보공을 사용하지 않고도 시공이 가능하여 공정이 간단하고 작업이 안전하며, 주형보가 그대로 구조체로 남아 있으므로 구조적 안정성도 우수한 동시에, 거푸집 및 지보공 설치와 해체에 시간과 비용이 들지 않으므로 공사비와 공사 기간을 대폭 절감할 수 있는 장점이 있다.

Description

역 T형 주형보를 이용한 교량 슬래브의 무지보 시공 방법{Construction method of slab for bridge without support bar using converse T-type beams}
본 발명은 역 T형 주형보를 이용한 교량 슬래브의 무지보 시공 방법에 관한 것으로서, 강재나 프리캐스트 콘크리트로 이루어진 역 T형의 주형보를 이용하여 교량 슬래브를 시공함으로써 슬래브 제작을 위한 거푸집과 지보공(동바리) 등의 설치가 필요 없어 공사비와 공사 기간을 대폭 절감할 수 있는 교량 슬래브의 무지보 시공 방법에 관한 것이다.
일반적인 교량의 시공은 바닥의 기초 공사, 기초 공사 위에 교대 또는 교각을 시공하는 하부 공사 및 교대 또는 교각 위에 슬래브를 시공하는 상부 공사의 순으로 진행된다.
이와 같은 교량 구조는 차량 등 외부 하중에 재하되는 철근 콘크리트 슬래브와 상기 슬래브의 하부에 소정 간격으로 배치되어 슬래브를 지지하며 교량의 주형보를 이루는 하나 이상의 빔으로 구성된다.
종래에는 교량 상부 슬래브를 설치하여 위하여 교각 및 교대에 설치된 빔 상에 거푸집을 설치하면서 상기 거푸집을 지지하기 위한 지보공을 설치한 다음, 콘크리트를 타설하여 교량 상부 슬래브를 설치하게 되는데, 이 때 지보공을 설치하게 되는 지형이 계곡이거나 하상인 경우 지보공 설치 자체가 곤란하여 교량 상부 슬래브 설치에 많은 지장을 주게 된다.
또한, 거푸집을 지지하는 지보공을 설치할 수 있는 지형인 경우에도 거푸집의 자중 또는 타설되는 콘크리트의 자중을 견디지 못하여 지보공을 포함한 거푸집이 붕괴되어 인명 손상 및 공사기간 연장, 공사비 상승 등 문제가 상존하고 있었다.
또한, 거푸집 및 지보공의 운반 조달과 연결핀, 못, 철사 등으로 고정시켜 설치하는 데도 많은 인력과 시간이 소요되며, 거푸집과 지보공의 해체시에도 상기 고정된 연결핀, 못 등을 제거한 후에만 해체가 가능하므로 해체시에도 많은 시간과 비용이 소모되는 문제가 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 거푸집과 지보공 없이 교량 슬래브를 시공하기 위한 방법들이 많이 연구되고 있으며 관련 특허도 많이 출원되고 있다.
예로서, 대한민국 공개특허 제10-2006-0117642호는 무지보 교량 시공 방법으로서 완성된 단위 슬래브를 공장 등에서 미리 제작하여 양측 교대에서부터 내측 방향으로 동시에 주형보 상부에 슬래브를 시공함으로써 공정이 간단하고 가시설의 설치 및 해체 작업이 필요 없어 시공 시간과 비용이 절감되며, 거푸집을 비롯한 가시설을 운반하는데 비용 및 시간이 들지 않는 시공 방법을 제안하고 있다. 이 기술에서는 교대와 교각을 입성하는 하부 공사와는 별도로 단위 슬래브를 공장 등에서 제작 완성하고, 교대 또는 교각 상면에서 주형보를 병렬 배치하여 설치한 다음에 양측 교대 또는 교각의 내측 방향으로 기 제작된 단위 슬래브를 주형보의 상면에 순차적으로 위치시키고 서로 인접시킨 다음 단위 슬래브 간을 접착제 등을 이용하여 강결시킴에 의해 가설 거푸집과 지보공 없이 교량 슬래브를 제조할 수 있음을 설명하고 있다. 그러나 이 기술은 단위 슬래브를 크레인 등을 이용하여 주형보 상부로 이동시켜야 하고 주형보의 상면에 단위 슬래브를 고정시키기 위해 주형보의 구조를 변경해야 하며 주형보와 단위 슬래브를 연결하는 공정과 많은 단위 슬래브를 서로 강결하게 접합시키는 공정이 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제0983861호는 교량 경간장이 15~30 미터에 이르는 중경간 교량에 적용하기 위한 무교대, 무받침 및 무신축 이음의 일체식 복합 슬래브 교량 시공 방법에 관한 기술을 제안하며, 압연강재종빔 또는 프리캐스트 콘크리트 빔을 교량 빔으로 사용함과 동시에, 외력의 응력과 변형을 상쇄 및 회복할 수 있는 프리스트레스를 도입하고 향후 내하력이 저하될 경우 내하력 증가가 가능한 유지 관리를 위한 PS 강선을 배치하여 긴장 및 정착하고, 상기 압연강재종빔 또는 프리캐스트 콘크리트 빔 내부에 콘크리트를 타설하여 복합 슬래브를 형성한 교량 상부 슬래브를 성치하고 교량 시종점부에 현장 타설 세미리지드 파일 기초로 설치된 단주 파일에 강결된 상부 슬래브 거더로서 일체화시키고 교각에서도 교각의 구조와 상부 슬래브가 강결 연결되도록 일체화하는 방법으로 무교대, 무받침 및 무신축 이음의 일체식 복합 슬래브 교량 설치 방법을 제안하고 있다. 이 기술에서는 압연강재종빔 또는 프리캐스트콘크리트 빔의 하부 플랜지를 포함한 복부의 일부를 외부로 노출시키고 슬래브를 구축하거나 전부 슬래브 내에 매입되거나 일부 복부 단면을 프리캐스트화한 다음, 그 위에 슬래브 콘크리트를 타설하는 방법으로 거푸집과 동바리 없이 무지보 시공이 가능함을 설명하고 있으나 상기 압연강재종빕 또는 프리캐스트콘크리트 빔이 서로 이격되어 있으므로 하부를 폐쇄하기 위해 하부 플랜지 간에 프리캐스트 콘크리트 패널을 거치시키거나 거푸집 겸용 강판을 접합시키는 방법을 사용하여야 하므로 이러한 설비를 갖추는데 시간과 비용이 많이 들고 공정이 복잡해지는 문제가 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제0928166호는 무지보 교량 상부 슬래브 시공 방법으로서, 교각 및 교대에 거치된 I형 콘크리트 빔의 하부 플랜지 위에 지지대를 거치하고 그 위에 패널을 설치한 거푸집을 설치하고 거푸집 상부에 철근을 배근한 다음, 콘크리트를 타설 양생하여 교량 상부 슬래브를 시공하는 무지보 교량 슬래브 시공 방법을 제안한다. 이 기술은 거푸집을 지지하는 지보를 사용하지 않음으로써 거푸집과 그 상부에 타설되는 콘크리트 하중에 의해 거푸집이 붕괴되는 사고를 방지할 수 있으며 지보공 설치 공정을 생략함으로써 공사 기간을 단축할 수 있고 공사비를 절감시킬 수 있음을 장점으로 설명하고 있다. 그러나, 이 기술에서는 지보를 사용하지 않을 뿐 콘크리트 타설을 위한 거푸집이 설치되어야 하며, 슬래브 제작 이후에는 다시 거푸집을 해체하여야 하므로 거푸집 설치와 해체에 따른 시간과 비용이 많이 드는 문제가 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제 0727172호는 교량 슬래브 난간 및 중앙분리대의 캔틸레버부를 별도의 가설 거푸집과 지보공 설치 없이 상부공 작업을 할 수 있도록 제작되는 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 교량 슬래브 캔틸레버부 무지보 시공 방법을 제안한다. 그러나, 이 기술은 교량의 난간이나 중앙분리대의 캔틸레버부를 시공하는 방법에 관한 것으로서 인장주철근, 전단연결재, 연결고리 및 연결고정용 철근 등이 부착된 “ㄴ”자 형태의 프리캐스트 콘크리트 패널을 미리 제작하여 교량의 거더에 용접이음 및 턴버클 체결 등으로 견고하게 고정하여 영구 거푸집 및 하중 지지 브라켓 역할을 수행하도록 하고 그 위에 콘크리트를 타설하여 슬래브를 시공하는 방법으로서, 거더에 프리캐스트 콘크리트 패널을 고정하는 것이 쉽지 않고, 턴버클에 의한 고정시 안전성에 문제가 있는 등 실제 적용 가능성은 크지 않은 기술이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 내지 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 교량 상부 슬래브를 시공함에 있어 거푸집과 지보공을 사용하지 않고 시공이 가능하여 공정이 간단하고 안전하며, 주형보가 그대로 남아 있으므로 구조적 안정성도 우수한 동시에, 거푸집 및 지보공 설치와 해체에 시간과 비용이 들지 않으므로 공사비와 공사 기간을 대폭 절감할 수 있는 신개념의 교량 슬래브 무지보 시공 방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
소정 간격으로 입설된 교대 또는 교각의 상면에 복수의 역 T형 주형보를 병렬로 접합 거치하는 공정;
상기 거치된 역 T형 주형보의 중심 기둥 사이 공간에 상기 역 T형 주형보에서 노출된 전단 연결재에 철근을 연결하여 배근하고 슬래브 측벽 방향으로는 측벽용 거푸집을 설치하는 공정; 및
상기 배근된 철근에 콘크리트를 타설하고 양생하는 공정
을 포함하는 역 T형 주형보를 이용한 교량 슬래브의 무지보 시공 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 역 T형 주형보를 이용한 교량 슬래브의 무지보 시공 방법의 특징 및 장점을 설명하면 다음과 같다.
1. 우선, 종래의 교량 상부 슬래브 시공 방법에서 요구되는 거푸집 설치 및 하부 지보공(동바리)의 설치와 같은 가시설의 설치가 필요 없으므로 시간과 비용을 절감할 수 있으며, 현장에서의 사고 발생 가능성이 줄어드는 등 작업자들의 안전성도 증대시킬 수 있고, 하천용 교량을 설치할 경우에는 교량 하부 하천의 통수 기능도 그대로 유지할 수 있는 장점이 있다.
2. 또한, 역 T형 주형보를 그대로 구조체로 이용하므로 가시설의 해체 작업이 필요 없고, 시공되는 교량 슬래브가 하나의 일체화된 구조체로 형성되므로 구조적 안정성도 우수하다.
3. 또한, PC 강연선 및 쉬쓰(sheath)관 등을 이용하여 세그먼트 간을 긴장 정착시켜 연결하여 프리스트레스를 도입함으로써 하중과 모멘트에 대한 저항성을 증대시킬 수 있다.
4. 또한, 역 T형 주형보를 복수개 접합하여 세그먼트 간을 연결할 경우에 15~25 미터의 중경간용 교량의 설치가 가능하며, 일반 단순교 뿐만 아니라 라멘교에도 적용될 수 있는 장점이 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무지보 시공 방법에 의해 제조되는 교량 슬래브를 포함하는 교량을 측면에서 나타낸 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무지보 시공 방법에 의해 제조되는 교량 슬래브를 차량이 이동하는 방향에서 바라본 정단면도를 나타내는 도면이다.
도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 무지보 시공 방법에 사용되는 역 T형 주형보의 단면을 나타내는 도면(a, b)과 쉬쓰(sheath)관을 확대하여 나타낸 도면(c)이다.
도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 무지보 시공 방법에 의해 제조되는 교량 슬래브를 사선에서 나타낸 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무지보 시공 방법에 의해 제조되는 교량 슬래브에서 교대 단부 연결 상태를 나타내는 측단면도(도 1b에서의 B-B 단면)이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무지보 시공 방법에 의해 제조되는 교량 슬래브에서 교대 중간부 연결 상태를 나타내는 측단면도(도 1b에서의 C-C 단면)이다. 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무지보 시공 방법에 의해 제조되는 교량 슬래브에서 교각 단부 연결 상태를 나타내는 측단면도(도 1b에서의 B-B 단면)이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무지보 시공 방법에 의해 제조되는 교량 슬래브에서 교각 중간부 연결 상태를 나타내는 측단면도(도 1b에서의 C-C 단면)이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무지보 시공 방법에 의해 제조되는 교량 슬래브에서 교대(교각 포함) 단부 연결 상태를 나타내는 측단면도(도 1b에서의 B-B 단면)이다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무지보 시공 방법에 의해 제조되는 교량 슬래브에서 교대(교각 포함) 중간부 연결 상태를 나타내는 측단면도(도 1b에서의 C-C 단면)이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무지보 시공 방법에서 측벽용 거푸집을 이용하여 슬래브 측벽을 시공하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무지보 시공 방법에서 L자형 주형보를 이용하여 슬래브 측벽을 시공하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 무지보 교량 슬래브 시공 방법에서 복수의 역 T형 주형보를 연결함에 있어 각 주형보 세그먼트 간을 접합하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 무지보 교량 슬래브 시공 방법에서 복수의 역 T형 주형보를 연결함에 있어 각 주형보 세그먼트 간을 접합하는 방법의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 무지보 교량 슬래브 시공 방법에서 흄관(hume pipe)을 이용하여 타설 콘크리트의 중량을 감소시키는 것을 나타내는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 다만 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술자가 본 발명을 용이하게 이해하고 실시할 수 있도록 설명하는 것일 뿐이고 본 발명의 범위가 하기 실시예의 범위로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명에 따른 교량 슬래브의 무지보 시공 방법은 역 T형 주형보(beam)을 이용한 시공 방법으로서, 하기의 공정으로 이루어진다. 즉,
소정 간격으로 입설된 교대 또는 교각의 상면에 복수의 역 T형 주형보를 병렬로 접합 거치하는 공정과, 상기 거치된 역 T형 주형보의 중심 기둥 사이 공간에 상기 역 T형 주형보에서 노출된 전단 연결재에 철근을 연결하여 배근하고 슬래브 측벽 방향으로는 측벽용 거푸집을 설치하는 공정과, 상기 배근된 철근에 콘크리트를 타설하고 양생하는 공정을 포함하여 이루어진다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무지보 시공 방법에 의해 제조되는 교량 슬래브를 포함하는 교량을 측면에서 나타낸 도면이고, 도 1b는 차량이 이동하는 방향에서 바라본 정단면도를 나타내는 도면이며, 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 무지보 시공 방법에 사용되는 역 T형 주형보의 단면을 나타내는 도면(a, b)과 쉬쓰(sheath)관을 확대하여 나타낸 도면(c)이다. 또한, 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 무지보 시공 방법에 의해 제조되는 교량 슬래브를 사선에서 나타낸 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 무지보 시공 방법은 먼저 기초 공사와 하부 공사에 의해 파일(10)과 교량 기초(11)를 설치하고 그 위에 교대(12) 또는 교각(13)을 소정 간격으로 입설하는 하부 공사를 진행한 다음, 상기 교대 또는 교각의 상면에 복수의 역 T형 주형보(14)를 병렬로 접합하여 거치한다.
이후 상기 거치된 역 T형 주형보(14)의 가운데 부분에 형성된 중심 기둥(14-1) 사이 공간 및 상부 공간에 상기 역 T형 주형보(14)에서 노출된 전단 연결재(15, 15-1)에 슬래브 철근(16)을 연결하여 배근하고 슬래브 측벽 방향으로 측벽용 거푸집(17)을 설치한 다음, 상기 배근된 슬래브 철근(16)에 콘크리트(18)를 타설하고 양생하는 순서로 진행된다.
본 발명에서 상기 역 T형 주형보(14)는 강재 또는 프리캐스트 콘크리트로 제조된 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 역 T형 주형보(14)는 강성 향상 및 외력에 대한 저항력 향상을 위하여 압연 강재 주형보 또는 프리캐스트 콘크리트 주형보를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 역 T형 주형보(14)의 하부 플랜지(14-2) 및 중심 기둥(14-1)의 내부에 PC 강연선(19) 또는 쉬쓰(sheath)관(20)을 포함하도록 하고 이를 긴장시켜 정착콘을 포함한 정착 장치(21)로 고정시킴으로써 프리스트레스가 도입되도록 하는 것이 바람직하다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 사용되는 상기 역 T형 주형보(14)는 하부 플랜지(14-2)와 중심 기둥(14-1)으로 이루어져 있고, 상기 하부 플랜지와 중심 기둥 사이에는 보강부(14-3)가 추가로 포함되어 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 보강부(14-3)와 중심 기둥(14-1) 내부에는 프리스트레스 도입을 위한 PC 강연선(19) 및/또는 쉬쓰관(20)이 매입되는 것이 바람직하다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 역 T형 주형보(14)는 교량의 폭에 따라 복수개가 구비되며 상기 복수개의 역 T형 주형보는 하부 플랜지(14-2)를 서로 맞댄 상태에서 병렬로 접합되고 슬래브 측벽(22)은 측벽용 거푸집(17)을 이용하여 슬래브를 제조한다.
도 1c에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 사용되는 상기 역 T형 주형보(14)가 프리캐스트 콘크리트 주형보인 경우에는 내부에 주철근(23)과 배력 철근(24)을 이용하여 제작하고 상기 주철근(23) 및 배력 철근(24)에 “ ”형상 또는 “I" 형상 등으로 된 전단 연결재(15, 15-1)를 연결하여 이를 외부로 노출시키고 여기에 슬래브용 철근(16)을 연결 및 배근한 후 슬래브 콘크리트(18)를 타설한다.
또한, 상기 역 T형 주형보(14)는 강재 주형보 및 프리캐스트 콘크리트 주형보에 PC 강연선(19) 또는 쉬쓰관(20)을 상기 중심 기둥(14-1) 및 보강부(14-3)에 매입하는 것이 바람직하며, 매입 후 포스트텐션 방식에 의해 긴장력이 도입되도록 하는 것이 바람직하다.
특히, 도 1c의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같이 쉬쓰(sheath)관이 매립된 상태로 프리캐스트 콘크리트에 도입되는 경우, 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 등의 플라스틱관(20-1)을 매립한 후 그 내부의 PC 강선(20-2)에 프리스트레스를 가한 상태에서 그라우트재(20-3)로써 경화시킬 수 있으므로 복수의 역 T형 주형보(14)를 종 방향으로 길게 연결할 경우 전체적으로 하나의 긴장력을 부여할 수 있어 일체화된 강결 구조의 형성이 가능하고 이에 따라 하중이나 모멘트에 대한 저항력을 강화할 수 있으므로 더욱 바람직하다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무지보 시공 방법에 의해 제조되는 교량 슬래브에서 교대 단부 연결 상태를 나타내는 측단면도(도 1b에서의 B-B 단면)이고, 도 2b는 교대 중간부 연결 상태를 나타내는 측단면도(도 1b에서의 C-C 단면)이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 교대용 교량 슬래브에서 그 단부는 역 T형 주형보의 중앙 기둥(14-1) 상부에서 외부로 노출된 전단 연결재(15-1)에 상부 주철근(구속철근)(16-1)을 연결하고 이를 교대의 주철근(25)과 연결할 수 있다. 또한, 도 2b에 도시된 바와 같이 교대용 교량 슬래브에서 그 중간부는 역 T형 주형보(14)의 하부 플랜지(14-2) 및 보강부(14-3)에서 외부로 노출된 전단 연결재(15)에 슬래브 중간부 주철근(구속철근)(16-2)을 연결하고 이를 교대의 주철근(25)과 연결할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무지보 시공 방법에 의해 제조되는 교량 슬래브에서 교각 단부 연결 상태를 나타내는 측단면도(도 1b에서의 B-B 단면)이고, 도 3b는 교각 중간부 연결 상태를 나타내는 측단면도(도 1b에서의 C-C 단면)이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 교각용 교량 슬래브에서 그 단부는 역 T형 주형보(14)의 중앙 기둥(14-1) 상부에서 외부로 노출된 전단 연결재(15-1)에 상부 주철근(구속철근)(16-1)을 연결하고 이를 교각(13)의 주철근(26)과 연결할 수 있다. 또한, 도 3b에 도시된 바와 같이 교각용 교량 슬래브에서 그 중간부는 역 T형 주형보(14)의 하부 플랜지(14-2) 및 보강부(14-3)에서 외부로 노출된 전단 연결재(15)에 슬래브 중간부 주철근(구속철근)(16-2)을 연결하고 이를 교각(13)의 주철근(26)과 연결할 수 있다.
이와 같은 방법으로 시공함으로써 교대, 교각 및 슬래브가 하나로 연결된 구조가 형성될 수 있으므로 라멘교와 같은 일체화된 구조의 형성이 가능하다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무지보 시공 방법에 의해 제조되는 교량 슬래브에서 교대 단부 연결 상태를 나타내는 측단면도(도 1b에서의 B-B 단면)이고, 교대 중간부 연결 상태를 나타내는 측단면도(도 1b에서의 C-C 단면)이다. 도 4a 및 도 4b는 교대 또는 교각과 슬래브가 일체화되지 않은 구조, 즉 일반 단순교에 적용되는 예를 나타낸다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 일반 단순교 교대용(교각용 포함) 교량 슬래브에서 그 단부는 역 T형 주형보(14)의 중앙 기둥(14-1) 상부에서 외부로 노출된 전단 연결재(15-1)에 상부 주철근(구속철근)(16-1)을 연결하여 구성된다. 또한, 도 4b에 도시된 바와 같이 일반 단순교 교대용(교각용 포함) 교량 슬래브에서 그 중간부는 역 T형 주형보(14)의 하부 플랜지(14-2) 및/또는 보강부(14-3)에서 외부로 노출된 전단 연결재(15)에 슬래브 중간부 주철근(구속철근)(16-2)을 연결하여 구성된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무지보 시공 방법에서 측벽용 거푸집(17)을 이용하여 슬래브 측벽(22)을 시공하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 교량 슬래브 시공 방법에서 하부와 내부는 역 T형 주형보(14)와 배근된 철근에 의해 형성할 수 있으므로 측벽은 측벽용 거푸집(17)을 설치하여 콘크리트(18)를 타설한다. 이 때 측벽용 거푸집(17)은 상기 역 T형 주형보(14)의 중간 기둥 상부(14-1)에 노출된 전단 연결재(15-1)에 강선이나 턴버클(미도시) 등을 이용하여 연결함으로써 콘크리트의 타설 및 양생 동안에 지지되도록 할 수 있다. 따라서 거푸집을 최소한으로 사용할 수 있으며 주보공은 사용할 필요가 없다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무지보 시공 방법에서 L자형 주형보(28)를 이용하여 슬래브 측벽(22)을 시공하는 것을 나타내는 단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 슬래브 측벽(22)을 시공하기 위해 위와 같은 측벽용 거푸집을 사용하지 않고 L자형 종형 주형보(28)를 사용하여 시공할 수도 있다. 즉, L자형 주형보(28)의 하부 플랜지(28-1)와 역 T형 주형보(14)의 하부 플랜지(14-2)를 서로 맞대어 접합한 상태에서 콘크리트를 타설 및 양생하여 교량 슬래브를 시공할 수 있다. 이 때 L자형 종형 주형보 또한 강재나 프리캐스트 콘크리트로 형성될 수 있고 그 내부에 PC 강연선, 쉬쓰관 등을 구비하는 것은 상기 역 T형 주형보와 같다. 또한, 상기 L자형 종형 주형보의 주기둥(28-2) 상부에도 전단 연결재가 노출되어 여기에 상기 역 T형 주형보의 중간 기둥 상부에 노출된 전단 연결재(15-1)에 턴버클(미도시) 등을 통해 연결하여 콘크리트의 타설 및 양생 동안에 지지되도록 할 수 있다. 이와 같은 방법을 이용할 경우 측벽용 거푸집조차도 사용하지 않게 되므로 공정이 더욱 간단해지고 구조적 안정성은 더욱 향상될 수 있다.
본 발명에서 시공 과정에서의 구조적 안정성을 위하여 상기 역 T형 주형보(14) 상호간 및 상기 역 T형 주형보(14)와 L자형 주형보(28)를 서로 병렬로 접합할 필요가 있는데, 이와 같이 접합하는 것은 상기 역 T형 주형보(및 L자형 주형보)의 하부 플랜지를 서로 밀착시킨 상태에서 용접이나 조인트를 이용하여 접합하고, 틈새 공간은 무수축 모르타르, 무수축 수지 또는 콘크리트 등의 충전재를 이용하여 충전하며, 접착제를 주입하여 접속부를 보강함으로써 강결하게 접합할 수 있다. 이 때 접착제로는 실란트 등을 사용할 수 있다.
또한, 경간장이 15 미터를 초과하는 중경간장 또는 장경간장의 교량에 사용하기 위해서는 상기 역 T형 주형보(14)는 복수의 세그먼트가 종 방향으로 연결될 필요가 있는데, 위에 설명한 바와 같이 PC 강연선 등을 이용하는 방법과 더불어, 주형보 간을 더욱 강결하게 접합할 필요성이 있다.
본 발명에서는 이와 같은 주형보의 종방향 접합을 위하여 도 7 또는 도 8에 도시된 방법을 사용할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 무지보 교량 슬래브 시공 방법에서 복수의 역 T형 주형보를 연결함에 있어 각 주형보 세그먼트 간을 접합하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 8은 접합하는 방법의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 복수의 세그먼트를 종방향으로 접합함에 있어, 접합하고자 하는 일 세그먼트의 일단에 돌기(29)를 구비하고 타 세그먼트의 일단에 상기 돌기와 대응되는 요홈(30)을 구비하여 이를 합치시킴에 의해 연결하는 것을 나타낸다.
도 8은 복수의 세그먼트를 종방향으로 접합함에 있어, 접합하고자 하는 양 세그먼트의 하부 플랜지 하면에 결합공(31)을 구비하고 이 결합공에 볼트/너트 등을 이용하여 연결부재(32)를 결합함에 의해 연결하는 것을 나타낸다.
도 7 및 도 8의 방법에서 접합되는 두 세그먼트의 접합면의 틈새에 접착제(33)를 주입하여 더욱 강결하게 보강할 수 있으며, 접합제로는 실란트 등을 사용할 수 있다.
이와 같은 복수 세그먼트의 종 방향 연결 방법에 의해 상기에서 설명된 PC 강연선에 의한 접합과 더불어, 종 방향 접합을 더욱 강결하게 할 수 있어 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 무지보 교량 슬래브 시공 방법에서 흄관(hume pipe) 등의 중공관(34)을 이용하여 타설 콘크리트의 중량을 감소시키는 것을 나타내는 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 거치된 역 T형 주형보의 중심 기둥 사이 공간에 흄관 등의 중공관(34)을 설치하고 콘크리트를 타설함에 의해 슬래브를 시공할 수 있다. 이 때 흄관 등의 중공관은 상기 역 T형 주형보 상부에 타설되는 콘크리트의 하중을 줄이는 역할을 하는 것으로서, 조직이 치밀하고 강도가 뛰어나며 외부나 내부의 압력에 강한 특성을 보이는 흄관을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 다른 형태의 중공관을 사용할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 교량 슬래브 시공 방법은 역 T형 주형보를 병렬 접합하여 거치시키고 그 상부에 콘크리트를 타설 및 양생하여 교량 슬래브를 시공하므로 종래와 같은 거푸집과 지보공을 사용하지 않고도 시공이 가능하여 공정이 간단하고 작업이 안전하며, 주형보가 그대로 구조체로 남아 있으므로 구조적 안정성도 우수한 동시에, 거푸집 및 지보공 설치와 해체에 시간과 비용이 들지 않으므로 공사비와 공사 기간을 대폭 절감할 수 있는 장점이 있다.
이상 본 발명의 바람직한 첨부 도면을 참조하여 설명하였으나 해당 기술 분야의 통상의 기술자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 파일 11: 교량 기초
12: 교대 13: 교각
14: 역 T형 주형보 14-1: 중심 기둥
14-2: 하부 플랜지 14-3: 보강부
15, 15-1: 전단 연결재 16: 슬래브 철근
16-1: 상부 주철근(구속철근) 16-2: 중간부 주철근(구속철근)
17: 측벽용 거푸집 18: 콘크리트
19: PC 강연선 20: 쉬쓰관
20-1: 플라스틱관 20-2: PC강선
20-3: 그라우트재 21: 정착장치
22: 슬래브 측벽 23: 주철근
24: 배력 철근 25: 교대 주철근
26: 교각 주철근 27: 슈
28: L자형 주형보 28-1: L자형 주형보 하부 플랜지
28-2: L자형 주형보 주기둥 29: 돌기
30: 요홈 31: 결합공
32: 연결부재 33: 접착제
34: 중공관

Claims (15)

  1. 소정 간격으로 입설된 교대 또는 교각의 상면에 복수의 역 T형 주형보를 병렬로 접합 거치하는 공정;
    상기 거치된 역 T형 주형보의 중심 기둥 사이 공간에 상기 역 T형 주형보에서 노출된 전단 연결재에 철근을 연결하여 배근하고 슬래브 측벽 방향으로는 측벽용 거푸집을 설치하는 공정; 및
    상기 배근된 철근에 콘크리트를 타설하고 양생하는 공정
    을 포함하는 역 T형 주형보를 이용한 교량 슬래브의 무지보 시공 방법으로서,
    상기 역 T형 주형보는 프리캐스트 콘크리트로 제조된 것으로서, 상기 역 T형 주형보의 하부 플랜지 및 중심 기둥의 내부에 PC 강연선 또는 쉬쓰관을 포함하도록 하고 이를 긴장시켜 정착 장치로 고정시킴으로써 프리스트레스가 도입되도록 하며,
    상기 역 T형 주형보의 하부 플랜지 및 중심 기둥 사이에는 보강부가 구비되고, 상기 보강부 내부에 프리스트레스 도입을 위한 PC 강연선 또는 쉬쓰관이 매입되며,
    상기 역 T형 주형보는 내부에 주철근과 배력 철근을 이용하여 제작하고 상기 주철근 및 배력 철근에 전단 연결재를 연결하여 이를 외부로 노출시키고 여기에 슬래브용 철근을 연결 및 배근한 후 슬래브 콘크리트를 타설하는 것을 특징으로 하며,
    상기 역 T형 주형보를 구성하는 프리캐스트 콘크리트에 쉬쓰관이 매입되어 도입됨에 있어 고밀도폴리에틸렌(HDPE)로 이루어진 플라스틱관을 매립한 후 그 내부의 PC 강선에 프리스트레스를 가한 상태에서 그라우트재로써 경화시킴에 의해 복수의 역 T형 주형보를 종방향으로 일체화시키는 것을 특징으로 하는
    역 T형 주형보를 이용한 교량 슬래브의 무지보 시공 방법.
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  6. 청구항 1에 있어서, 상기 측벽용 거푸집은 상기 역 T형 주형보의 중간 기둥 상부에 노출된 전단 연결재에 강선이나 턴버클을 이용하여 연결함으로써 콘크리트의 타설 및 양생 동안에 지지되도록 하는 것을 특징으로 하는 역 T형 주형보를 이용한 교량 슬래브의 무지보 시공 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 슬래브 측벽을 시공하기 위해 측벽용 거푸집을 사용하지 않고 L자형 종형 주형보를 사용하는 것을 특징으로 하는 역 T형 주형보를 이용한 교량 슬래브의 무지보 시공 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 L자형 종형 주형보의 주기둥 상부에 노출된 전단 연결재에 상기 역 T형 주형보의 중간 기둥 상부에 노출된 전단 연결재를 연결하여 콘크리트의 타설 및 양생 동안에 지지되도록 하는 것을 특징으로 하는 역 T형 주형보를 이용한 교량 슬래브의 무지보 시공 방법.
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  15. 청구항 1에 있어서, 상기 교량은 단순교 또는 라멘교인 것을 특징으로 하는 역 T형 주형보를 이용한 교량 슬래브의 무지보 시공 방법.
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