KR101591303B1 - 박스형 지하차도를 이용한 고가도로 시공방법 - Google Patents

박스형 지하차도를 이용한 고가도로 시공방법 Download PDF

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Abstract

터널부와 접속부로 구분되는 박스형 지하차도의 터널부 상부를 횡방향으로 가로지르는 고가도로를 시공함에 있어서 고가도로의 하부로서 박스형 지하차도를 이용하여 시공할 수 있어 보다 경제적인 고가도로와 박스형 지하차도의 병합 시공이 가능한 박스형 지하차도를 이용한 고가도로 시공방법에 대한 것으로서, 상기 시공방법은 터널부와 접속부는 지반(GL) 아래로 U형 세그먼트 박스를 이용하여 종방향으로 서로 연결시켜 가면서 시공하도록 하는 단계; 및 상기 터널부에 시공된 U형 세그먼트 박스의 양 측벽부 상면에 지반(GL) 위쪽으로 고가도로의 양 교대부가 일체로 시공되도록 하고, 양 교대부 사이에 슬래브를 시공한 후 상기 슬래브에 접속도로를 시공하는 단계;를 포함한다.

Description

박스형 지하차도를 이용한 고가도로 시공방법{OVERPASS BRIDGE CONSTRUCTION METHOD USING BOX TYPE UNDERPASS STRUCTURE}
본 발명은 박스형 지하차도를 이용한 고가도로 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 터널부와 접속부로 구분되는 박스형 지하차도의 터널부 상부를 횡방향으로 가로지르는 고가도로를 시공함에 있어서 고가도로의 하부로서 박스형 지하차도를 이용하여 시공할 수 있어 보다 경제적인 고가도로와 박스형 지하차도의 병합 시공이 가능한 박스형 지하차도를 이용한 고가도로 시공방법에 대한 것이다.
종래 고가도로를 예시한 사진이 도 1a이다.
이러한 고가도로(10)는 길이방향으로 교량 및 접속부를 시공하도록 하되 교량의 중간부분은 상방으로 만곡 되도록 하여 하부 공간은 도로로 이용되도록 하고 있다.
이에 교량에 접속하는 접속부가 고가도로 시점과 종점에 위치하게 되는데 이러한 접속부는 경사도(구배)를 완만하게 하기 위하여 그 연장길이가 길어짐에 따라 고가도로 시공구간이 길어지는 경우가 많았다.
또한, 상방으로 만곡 되는 교량 구간은 교각 등을 시공하고 교각 상부에 슬래브를 시공하게 되는데 안전을 위하여 하부 공간 높이를 5m 정도 확보해야 하므로 고가도로를 시공하는 경우 주변 건물의 시야를 가리게 되어 민원이 많이 발생하였고 최근에는 고가도로 시공이 꼭 필요한 경우를 제외하고는 기존 고가도로를 철거하는 일이 많아졌다.
이에 이러한 고가도로를 대체할 수 있는 수단이 도 1b와 같은 지하차도(20)이다. 이러한 지하차도는 고가도로 대신에 도로 하부에 터널부와 접속부를 시공하여 차량이 지하차도의 접속부를 통해 터널부로 다시 접속부로 진입하도록 하는 방법이라 할 수 있다.
이때 상기 터널부 상부는 지상구간으로서 지하차도를 횡단하는 도로 또는 철도로 이용하는 예가 많다.
하지만 이러한 지하차도의 경우에도 터널부의 양 측방은 교대부로 시공함에 있어 보강토 옹벽을 시공하는 경우가 많고, 역시 터널부의 형하 공간을 개략 5m정도 확보해야 하므로 터널부 시공에 비용과 시간이 많이 소요될 수밖에 없다는 문제점이 있었다.
도 1c는 도로(30)와 지하차도(20)를 일체화시켜 시공하는 예가 소개되어 있다.
즉, 지하차도 상부에 도로가 횡단하도록 시공하는 예라 할 수 있는데 역시 터널부를 시공하도록 하되 터널부 상면을 고가도로의 도로가 횡단하도록 시공하는 방법이라 할 수 있다. 하지만 역시 터널부와 접속부를 시공하는 지하차도 자체는 종래 방법 그대로를 이용하기 때문에 지하차도 시공상의 종래 문제점 즉 교대부 시공에 따른 보강토옹벽 시공 및 형하공간을 확보하기 위하여 터널부 시공에 비용이 많이 소요되는 문제점을 그대로 가지고 있을 수밖에 없었다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 박스형 지하차도와 고가도로가 서로 교차하도록 시공하도록 함에 있어서, 고가도로의 접속부도 지면(GL)으로부터의 높이를 충분히 낮출 수 있도록 함으로서 주변의 미관 및 민원제기를 방지할 수 있고, 박스형 지하차도를 시공함에 있어서도 굴착깊이를 최소화하면서도 단면높이(H)는 충분히 확보할 수 있어 박스형 지하차도 및 고가도로를 보다 경제적으로 시공할 수 있는 박스형 지하차도를 이용한 고가도로 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
첫째, 박스형 지하차도는 길이방향(종방향)으로 U형 세그먼트 박스 형태로 접속부와 터널부를 구분하여 시공하게 된다.
이때 상기 U형 세그먼트 박스로 시공된 터널부 상면에 고가도로의 양 고대부가 일체로 시공된다.
즉, 먼저 시공된 박스형 지하차도의 U형 세그먼트 박스가 고가도로의 양 교대부를 지지하는 구조물 말하자면 파일(PILE)의 역할을 하도록 한 것이다.
이에 고가도로와 박스형 지하차도의 교차부는 박스형 지하차도 U형 세그먼트 박스의 양 측벽부와 교대부가 일체로 시공되어 고가도로의 양 측벽부 높이(H1)에 더하여 고가도로의 교대부 높이(H2)에 의한 박스형 지하차도 전체 단면높이(H)를 확보할 수 있어 박스형 지하차도 터널부의 굴착깊이를 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라,
박스형 지하차도의 양 교대부 단면높이도 최소화시킬 수 있어 접속부 연장길이 역시 최소화 시킬 수 있어 신속하고도 경제적인 박스형 지하차도를 이용한 고가도로 시공방법 제공이 가능하게 된다.
본 발명에 의하여 박스형 지하차도 및 고가도로를 각각 별개로 시공하는 것과 대비하여 박스형 지하차도에 있어 챠량이 안전하게 진입하여 통과할 수 있는 단면높이(H)를 충분히 확보할 수 있으면서도,
박스형 지하차도 터널부 시공을 위한 굴착깊이를 최소화시킬 수 있어 접속부의 시공연장길이도 최소화시킬 수 있으므로 보다 경제적인 박스형 지하차도 시공이 가능하게 된다.
또한 본 발명은 박스형 지하차도를 구성하는 U형 세그먼트 박스와 고가도로의 양 교대부를 일체화시키기 때문에 상기 양 교대부이 단면높이를 감소시킬 수 있으면서도 필요한 교대부 지지성능을 확보할 수 있어 고가도로의 높이를 최소화 시킬 수 있기 때문에 역시 양 교대부 상단에 시공되는 슬래브와 연결되는 접속도로의 연장길이를 최소화시킬 수 있어 고가도로가 시공되는 주변 건물에 있어 시야를 방해하는 요인을 없앨 수 있어, 보다 효과적이고 경제적인 고가도로 시공이 가능하게 된다.
도 1a는 종래 고가도로 사진이다.
도 1b는 종래 박스형 지하차도 사진이다.
도 1c는 종래 박스형 지하차도와 횡단도로의 일체화 시공도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 박스형 지하차도를 이용한 고가도로의 개념도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 박스형 지하차도를 이용한 고가도로의 구성사시도이다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 박스형 지하차도를 이용한 고가도로 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 박스형 지하차도를 이용한 고가도로의 개념도 ]
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 박스형 지하차도를 이용한 고가도로의 개념도를 도시한 것이다.
먼저, 도 2a와 같이 박스형 지하차도(100)는 통상 지반(GL)을 기준으로 하방으로 일정한 깊이까지 굴착하고, 상기 굴착된 지반에 터널부(110)를 시공한 후, 상기 터널부(110)의 양 측방으로 접속부(120)를 시공하게 된다.
이때 터널부(110)는 예컨대 양 측벽부, 상판 및 저판 및 내부기둥(미도시)을 포함하는 구조물로 시공하게 되는데 이때 저판과 상판 사이의 단면높이(H)는 대형 차량등의 진입 등을 고려하여 지반(GL)을 기준으로 하방으로 개략 4.5~5m 이상 확보해야 한다.
이에 터널부(110) 시공을 위한 지반의 굴착은 상기 단면높이를 고려한 굴착깊이가 될 수밖에 없고, 이에 따라 접속부(120)도 안정적인 차량 진입을 위해 구배를 충분히 확보하기 때문에 단면높이(H)가 커질수록 접속부(120) 연장길이(L)도 함께 길게 연장되어 공사비가 증가될 수밖에 없고, 부지를 확보해야 함에 따른 민원이 많이 발생할 수밖에 없게 된다.
이에 본 발명은 지반(GL)을 기준으로 하방으로 일부 단면높이(H1)를 확보하고 지반(GL)을 기준으로 상방으로도 단면높이(H2)를 확보할 수 있도록 하여 전체적(H1+H2)으로는 필요한 개략 4.5~5m 이상의 터널부 단면높이(H=H1+H2)를 충족할 수 있도록 하는 방법을 채택하게 된다.
말하자면 지반(GL)을 기준으로 상방으로 상기 단면높이(H2)를 확보할 수 있도록 한 것이다. 하지만 이와 같이 시공을 하게 되면 지반(GL)을 기준으로 상방으로 터널부의 양 측벽부, 상판이 상방 돌출되도록 시공해야 한다.
이에 이러한 돌출된 터널부는 고가도로(200)로 시공하게 된다.
즉, 도 2b와 같이 지하차도의 터널부는 지반(GL)의 표면까지만 시공하고 그 상부로 돌출되는 부위는 고가도로(200)의 양 교대부와 슬래브로 대체하고, 상기 슬래브는 접속도로(230)와 연결되도록 하게 된다.
이에 박스형 지하차도의 터널부(110)에 있어 단면높이(H)는 양 측벽부의 단면높이(H1)과 상기 양 교대부(210)의 단면높이(H2)로서 충분히 확보할 수 있게 된다.
이로서 박스형 지하차도의 터널부와 연결되는 접속부(120)는 터널부(110)의 단면높이(H1)를 기준으로 시공해도 되기 때문에 그 연장길이(L1)를 줄일 수 있게 되고,
또한 고가도로(200)의 경우에도 양 교대부(210)의 하부가 터널부에 의하여 지지되도록 시공할 수 있으므로 양 교대부 하부를 지지하는 터널부(110)의 양 측벽부가 파일 역할을 할 수 있어 양 교대부 단면높이(H2)를 최소화시킬 수 있게 된다. 이로서 역시 고가도로의 높이도 줄일 수 있어 접속도로(230)의 연장길이(L3)를 줄일 수 있게 된다.
결국, 본 발명은 고가도로(200)의 양 교대부와 지하차도(100)의 양 측벽부를 서로 일체화시켜 박스형 지하차도의 단면높이를 충분히 확보할 수 있으면서도 박스형 지하차도의 접속부와 고가도로의 접속도로의 연장길이도 줄일 수 있도록 한 것임을 알 수 있다.
[본 발명의 박스형 지하차도(100)와 고가도로(200)]
도 3a 및 도 3는 본 발명의 박스형 지하차도(100)와 고가도로(200)의 구성사시도이다.
먼저 상기 박스형 지하차도(100)는 터널부(110)와 접속부(120)로 구분되는데 통상 터널부는 지반 굴착 후 앞서 살펴본 것과 같이 양 측벽부, 상판 및 저판및 내부기둥에 의한 철근콘크리트 구조물로 시공하게 된다.
하지만 이와 같은 철근콘크리트 구조물로 시공하게 되면 프리캐스트 방식으로 시공한다고 할지라도 시공성 및 공사기간을 줄이는데 한계가 있다.
이에 본 발명은 도 3a와 같이 터널부(110)와 접속부(120)를 U형 세그먼트 박스(100a)들로 제작하여 종방향으로 서로 연결되도록 시공하게 된다.
이에 양 접속부(120)에서는 U형 세그먼트 박스(100a)의 양 측벽부가 터널부로 갈수록 커지도록 제작하여 종방향으로 연결되도록 하고, 터널부(110)에서는 단면높이를 H1으로 하여 제작된 것을 이용하여 종방향으로 연결시킨 것을 이용함으로서 간단하게 박스형 지하차도 시공이 가능하도록 하게 된다.
이에 도 3b와 같이 상기 터널부(110)의 U형 세그먼트 박스(100a)의 상면에는 고가도로(200)의 양 교대부(210)가 일체로 시공되도록 하고, 상기 양 교대부 상단 사이에 슬래브(220)가 형성되도록 하여,
최종 고가도로와 박스형 지하차도의 교차부에 있어 단면높이(H=H1+H2)를 확보하도록 하게 된다.
이에 상기 슬래브(220)와 연결되도록 접속도로(230)를 시공하게 되면 최종 고가도로의 시공도 간단하게 완성될 수 있게 됨을 알 수 있다.
이에 상기 고가도로의 양 교대부와 박스형 지하차도의 터널부 U형 세그먼트 박스(100a)가 상하로 일체화된 상태를 박스형 지하차도(100)라 지칭하게 된다.
[본 발명의 박스형 지하차도(100)와 고가도로(200) 시공방법]
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 본 발명의 박스형 지하차도(100)와 고가도로(200) 시공방법을 순서대로 도시한 것이다.
먼저, 본 발명의 박스형 지하차도(100)는 U형 세그먼트 박스(100a)를 이용하여 터널부(110)와 접속부(120)를 시공하게 된다.
즉, 도 4a와 같이 접속부에 있어 단면높이가 터널부로 갈수록 커지는 형태로 U형 세그먼트 박스(100a)를 제작하여 굴착된 지반에 종방향으로 연결시켜 가면서 상기 접속부를 시공하게 된다.
이때 터널부(110)는 단면높이(H1)를 가진 U형 세그먼트 박스(100a)를 서로 연결시켜 그 상면이 지반(GL)의 표면과 일치하도록 시공하게 된다.
다음으로는 도 4b와 같이 고가도로용 양 교대부(210)를 예컨대 현장타설 방식으로 상기 터널부의 U형 세그먼트 박스(100a) 상면에 일체로 미도시된 거푸집등을 이용하여 시공하게 된다.
이에 설사 U형 세그먼트 박스(100a)를 프리캐스트 방식으로 시공하였다고 하더라도 양 교대부(210)의 일체화에는 별 문제가 없으며, 프리캐스트 방식으로 양 교대부를 시공하더라도 기계적 연결방식으로 인한 양 측벽부 연결은 달리 문제가 없다.
이에 상기 양 교대부(210) 시공이 완료되면 양 측벽부 상부에 슬래브(220)를 시공하게 되는데 이는 현장타설 방식을 이용하여 시공할 수 있을 것이며 슬래브(220)가 시공되면 접속도로(230)를 시공하여 고가도로(200)의 시공도 완성될 수 있도록 하게 된다.
다음으로는 도 4c와 같이 박스형 지하차도에 있어 접속부와 터널부 내부를 포장하고, 역시 양 교대부 주위는 보강토옹벽을 처리하는 방식으로 최종 본 발명의 박스형 지하차도(100)와 고가도로(200) 시공을 완성할 수 있도록 하게 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: 박스형 지하차도
100a: U형 세그먼트 박스
110: 터널부
120: 접속부
200: 고가도로
210: 양 교대부
220: 슬래브
230: 접속도로

Claims (4)

  1. 지반(GL) 아래로 터널부와 접속부를 포함하여 시공되는 지하차도에 양 교대부, 슬래브 및 접속도로를 포함하여 이루어진 고가도로가 횡단하도록 시공되는 고가도로 시공방법에 있어서,
    상기 터널부(110)와 접속부(120)는 지반(GL) 아래로 터널부 일부 단면높이 (H1)를 확보할 수 있도록 U형 세그먼트 박스(100a)를 이용하여 종방향으로 서로 연결시켜 가면서 시공하도록 하는 단계; 및
    상기 지반(GL)을 기준으로 상방으로도 돌출된 단면높이(H2)를 확보하여 터널부 단면높이(H=H1+H2)를 충족할 수 있도록, 터널부(110)에 시공된 U형 세그먼트 박스(100a)의 양 측벽부 상면에 지반(GL) 위쪽으로 고가도로(200)의 양 교대부(210)가 일체로 시공되도록 하고, 양 교대부 사이에 슬래브(220)를 시공한 후 상기 슬래브에 접속도로(230)를 시공하는 단계;를 포함하여,
    상기 지반(GL)을 기준으로 상방으로 단면높이(H2)로 돌출된 지하차도의 터널부가 고가도로(200)로 시공되도록 하며,
    상기 터널부(110)는 단면높이(H1)를 확보할 수 있도록 제작된 다수의 U형 세그먼트 박스로 이루어지고, 상기 접속부(120)의 각 U형 세그먼트 박스의 측벽부는 상기 터널부(110)에서 종방향으로 상기 지반(GL)으로 갈수록 그 높이가 점점 작아지며, 상기 터널부(110) 및 접속부(120)의 각 U형 세그먼트 박스(100a)의 최상단은 상기 지반(GL) 높이와 동일하며,
    상기 U형 세그먼트 박스(100a)는 프리캐스트 U형 세그먼트 박스(100a)로 제작된 것을 이용하고, 상기 양 교대부와 슬래브는 현장타설 콘크리트로 상기 U형 세그먼트 박스(100a)와 일체로 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 박스형 지하차도를 이용한 고가도로 시공방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 U형 세그먼트 박스(100a)는
    양 측벽부; 및 양 측벽부 하단을 서로 연결하는 저판을 포함하여 형성된 것으로서 종방향으로 연결되어 지하차도가 시공되도록 하는 것을 특징으로 하는 박스형 지하차도를 이용한 고가도로 시공방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 고가도로(200)는
    상기 U형 세그먼트 박스(100a)의 양 측벽부와 양 교대부(210)가 상하로 서로 일체화되도록 하고, 상기 양 교대부 상단 사이에 슬래브(220)가 일체로 형성됨으로서 지하차도와 고가도로의 교차부에서 서로 박스형으로 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 박스형 지하차도를 이용한 고가도로 시공방법.
  4. 삭제
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