KR101630312B1

KR101630312B1 - 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법

Info

Publication number: KR101630312B1
Application number: KR1020150161294A
Authority: KR
Inventors: 조준상; 길홍배; 김병구
Original assignee: 한국도로공사
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2016-06-24

Abstract

양 측면빔과 가로보를 포함하는 하로교 거더세그먼트를 필요한 경간장에 맞추어 신속하게 조립하여 손상된 부위에 바로 압출시켜 설치한 후 복공판을 설치할 수 있는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법에 관한 것이다. 상기 방법은 교량복구용 거더는 압출방식을 이용하되 교량 주변에서 신속하게 압출시킬 수 있도록 하기 때문에 보다 경제적인 교량복구가 가능하게 된다. 또한, 서로 연결조립된 하로교 거더세그먼트는 받침빔과 철골과 같은 효율적으로 제작 및 설치할 수 있는 하강장치를 이용하여 보다 경제적으로 교량복구용 거더의 하강에 따른 시공이 가능하게 된다.

Description

교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법{RAPID BRIDGE REPLACEMENT CONSTRUCTION METHOD USING THROUGH BRIDGE GIRDER SEGMENT}

본 발명은 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 양 측면강재빔과 강재가로보를 포함하는 하로교 거더세그먼트를 필요한 경간장에 맞추어 신속하게 조립하여 교량의 복구경간에 바로 압출시켜 설치한 후 복공판을 설치할 수 있는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법에 관한 것이다.

최근 부천고가교 화재로 서울외곽순환도로 93일간 교통 우회해야 하는 사고가 발생된 바 있는데 이러한 사고에 의하여 사회적 손실 비용 약 2,160억원(직접복구비, 통행료, 지정체 비용등) 발생한 바 있고,

이에 고속도로 교량에서의 광역 고속도로 네트워크 단절시 사회적 혼란을 경험한바, 이를 극복하기 위한 긴급 복구교량(가설기간 3일(72hr)이내, 주말이용) 가설교량 및 공법개발의 필요성이 발생하게 된다.

한편 교량형식상 하로교 방식이 소개되어 있다. 즉, 하로교(THROUGH BRIDGE)는 슬래브의 위치에 따른 교량형식으로서 슬래브(노면)가 종방향 거더 하부에 위치되도록 한 교량이다.

이러한 하로교 방식으로 최근 적용된 교량이 경전철 시공에 사용된 바 있는 UCB(U-TYPE CHANNEL BRIDGE, 채널브리지)이다.

도 1a는 상기 하로교인 채널브리지(10,UCB)와 PSC 거더교(20)의 시공단면도를 비교 도시한 것인데, PSC 거더교 보다 형고가 낮아 주행 중 시야확보에 유리하고, 슬래브 접속구간의 토공량 감소에 의하여 시공성 및 공사비가 절감될 수 있다는 장점이 있다.(하로교의 형고가 낮아 형하고는 상로교인 거더교와 대비하여 매우 커질 수 있음을 알 수 있다.)

이러한 채널브리지의 종래 시공공법으로서 채널브리지용 U형 세그먼트를 풀-스테이징 방법이 이용되는데 이럴 경우 동바리와 같은 가시설 시스템을 반드시 설치해야 하므로 현장여건상 이를 설치할 수 없는 경우도 있고, 가시설 시스템의 시공비가 너무 큰 비중을 차지하는 경우가 많았다.

나아가 도 1b와 같은 하로교도 소개된 바 있다. 즉, 양 측면빔(60)을 횡방향으로 이격시켜 설치하고, 일정 횡방향 길이를 가진 횡방향 슬래브(70)를 종방향으로 다수 연속하여 설치되도록 한 것이다.

이에 횡방향 슬래브(70)의 하중을 양 측면빔(60)이 부담하도록 하기 위하여 측면빔(60)은 상부지지체(61)와 횡방향 슬래브(70)의 양 단부가 지지될 수 있도록 상부지지체(61) 하부에 내측으로 더 연장되어 지지턱(63)이 형성되도록 하게 된다.

이에 종래 하로교 방식은 가시설 부담이 크거나, 양 측면빔과 슬래브를 서로 별도로 현장에서 연결시공 해야 하므로 장경간 교량 복구에 이용하기에는 부적합하고, 철근콘크리트로 제작된 측면빔을 이용하는 방식이라 자중이 크기 때문에 신속한 긴급공사에는 부적합할 수밖에 없게 된다.

도 1c는 종래 거더설치용 런처(23)가 도시되어 있다.

즉, 교각(21)을 서로 이격 설치하고, 교각(21) 상부에 횡방향 지지대(23)를 설치한 후 횡방향 지지대(23) 상부를 종방향으로 자주식으로 이동할 수 있는 거더설치용 런처(23)를 설치하고 있음을 알 수 있다.

이러한 거더설치용 런처(23)는 교량용 거더(22)를 인양할 수 있는 장비로서 신속한 가설이 가능하기는 하지만 이러한 거더설치용 런처(23)는 제작, 운반 및 시공에 있어 소규모(1경간)로 진행되는 신속한 긴급공사에는 다소 비경제적이라는 한계가 있었다.

이에 본 발명은 교량의 복구구간(복구경간)에 거더와 슬래브를 긴급 시공할 수 있도록 하면서, 파손된 교량부위(슬래브, 거더등)를 철거하는 동안 바로 복구용 거더와 슬래브를 바로 조립하여 전방으로 압출시켜 설치할 수 있는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

또한, 복구경간에 거더와 슬래브를 보다 안정적이면서도 간단하게 현장에서 교량하부구조물에 안적으로 하강 설치할 수 있도록 함으로서 보다 신속한 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

첫째, 서로 연결 조립된 하로교 거더세그먼트(교량복구용 거더)는 복구되어야 교량의 1경간에 압출노즈 및 카운터웨이트를 이용하여 압출시키되, 교량 슬래브 위에서 와이어로프 등을 이용하여 간단한 현장장비로 시공이 가능하도록 하게 된다. 이때 최소한의 장비로 교량복구용 거더를 전방으로 압출시킬 수 있도록 교량복구용 거더의 저면에는 이동롤러를 일체화시키고 복구경간의 일측 교량 슬래브 상면(B)에 레일을 설치하여 교량복구용 거더가 이동롤러와 와이어로프의 견인에 의하여 전방으로 바로 압출될 수 있도록 하였다.

둘째, 상기 교량복구용 거더는 복구되어야 교량의 1경간에 압출된 상태에서 하강시켜 안착시키게 되는데 본 발명은 간단하면서도 안정적인 받침빔과 하강장치를 이용하여 신속하게 복구될 수 있도록 함으로서 신속하고 경제저인 교량복구가 가능하도록 하게 된다.

셋째, 교량의 경간장은 차이가 있으나 대부분 60M이하인 경우가 대부분이므로 미리 상기 하로교 거더세그먼트를 제작해둔 상태에서 필요한 길이만큼 서로 연결하여 소요의 경간장에 대응하는 교량복구용 거더를 제작하게 된다. 이러한 교량복구용 거더는 상기 교량의 복구경간에 있어 철거작업과 동시에 이루어지게 된다.

이때 하로교 거더세그먼트는 슬래브를 복공판으로 대체하도록 하게 되므로 양 측면빔으로서 양 측면강재빔을 서로 횡방향으로 구속하는 강재가로빔을 미리 볼트등과 같은 연결구로 일체화시키게 된다.

이와 같이 하로교 거더세그먼트 제작에 강재빔들을 이용하는 이유는 자중이 크지 않으며 가공이 용이하고 복공판을 바로 강재가로빔 상면에 설치할 수 있기 때문이다.

넷째, 교량복구용 거더는 전체 연장길이에 걸쳐 중앙부분이 가장 큰 가설하중을 부담하게 된다. 이에 본 발명은 미리 제작된 하로교 거더세그먼트를 이용하기 때문에 상기 중앙부분에 위치하는 하로교 거더세그먼트는 조정된 강재두께로 제작된 것을 이용하여 복구경간의 경간장에 따른 대응이 용이하도록 하였다.

다섯째, 상기 하로교 거더세그먼트는 미리 제작되어 길이가 정해져 있으므로 필요한 경간에 맞추어 조립 연결시키다 보면 교량복구용 거더의 경간장에 딱 맞도록 하로교 거더세그먼트를 연결하지 못할 수가 있다. 이에 길이조정용 소켓거더를 별도로 이용하게 된다. 즉, 길이조정을 위하여 서로 이격되도록 배치된 하로교 거더세그먼트 사이에 길이조정용 소켓거더를 배치하여 서로를 연결시키게 된다. 이때 연결은 서로 이격된 양 측면강재빔의 인접한 복부 및 상,하부플랜지를 종방향으로 서로 연결하는 채널부재를 이용하게 된다. 이때, 강재가로빔은 상부플랜지를 확장하여 복공판을 지지할 수 있는 지지단면을 확장시켜 복공판 지지가 용이해지도록 할 수 있다.

이를 위해 본 발명은

(a) 복구경간 주위의 교량 슬래브(B) 상면에서, 양 측면강재빔과 강재가로빔을 조립시켜 제작된 하로교 거더세그먼트를 종방향으로 서로 연결 조립하여 교량복구용 거더(A)를 제작함과 더불어 손상된 교량 일부를 철거하는 단계;

(b) 상기 교량복구용 거더(A) 전면에 압출노즈(A1)를 설치하고 교량복구용 거더(A)를 와이어로프(W)의 견인력을 이용하여 상기 교량 슬래브(B) 일측으로부터 전방의 교각(B2)에 도달하도록 압출시키는 단계;

(c) 압출과정에서 상기 교량복구용 거더(A)가 수평으로 평형상태를 유지되도록, 교량복구용 거더(A)의 배면에 하로교 거더세그먼트들을 추가로 연결하고, 추가 연결된 하로교 거더세그먼트들 상면에 카운터웨이터를 설치하는 단계; 및

(d) 상기 압출노즈가 전방교각(B2)을 통과하도록 하여, 하로교 거더세그먼트(100)가 연결된 교량복구용 거더(A)를 복구경간(B1~B2)에 위치시키고 카운터웨이터와 압출노즈(A1)를 제거한 후, 카운터웨이터와 압출노즈(A1)가 제거된 교량복구용 거더(A)를 복구경간에 하강 설치하는 단계;를 포함하는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 (d)단계 이후에, 복공판(200)을 교량복구용 거더(A)의 강재가로빔 상면에 설치하는 단계;를 포함하는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 (b) 단계의 교량복구용 거더(A)의 압출이 교량복구용 거더(A)의 저면에 이동롤러를 일체화시키고, 이동롤러가 일체화된 교량복구용 거더(A)를 교량 슬래브(B)에 설치된 레일을 포함하는 거더이동장치를 이용하여 와이어로프(W)에 의한 견인력에 의하여 전방 교각(B2)에 도달하도록 하는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 (d) 단계에서, 교량복구용 거더(A)의 하강 설치는

(d-1) 복구경간의 양 교각(B2,B1)에 설치된 높이조절빔의 지지잭에 교량복구용 거더(A)의 강재가로빔이 지지되도록 세팅하며, 상기 높이조절빔의 측방에 지지잭이 상면에 설치된 받침빔이 높이조절빔보다 낮은 위치에 세팅되도록 하는 단계; (d-2) 상기 높이조절빔의 지지잭을 하방으로 작동시켜 교량복구용 거더(A)는 받침빔의 지지잭에 의하여 양 측면강재빔이 지지되도록 하는 단계; (d-3) 높이조절빔의 높이를 줄이면서 상면에 지지잭을 설치한 뒤, 받침빔의 지지잭을 하방으로 작동시켜, 교량복구용 거더(A)가 높이가 줄어든 높이조절빔의 지지잭에 의하여 강재가로빔이 지지되도록 하는 단계; (d-4) 상기 받침빔의 지지잭을 제거하고, 높이조절빔 상면에 지지잭을 하강시켜 상기 받침빔에 교량복구용 거더(A)의 양 측면강재빔의 저면이 접하면서 최종 하강이 완료되도록 하는 단계;를 포함하도록 이루어지는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법을 제공한다.

본 발명은 복구교량에 따른 경간장에 맞추어 하로교 거더세그먼트를 연결하여 교량복구용 거더를 제작하는 동안 복구교량 시공을 위해 필요한 철거작업을 진행할 수 있어 보다 신속한 교량복구 시공이 가능하게 된다.

또한, 상기 하로교 거더세그먼트는 강재빔을 이용하여 자중이 크지 않고 슬래브를 복공판으로 신속하게 대체할 수 있게 된다. 이때, 교량복구용 거더는 길이조정용 소켓거더를 이용하여 원하는 길이로 교량복구용 거더를 제작할 수 있으므로 경간장에 따른 교량 복구가 가능하게 된다.

또한, 교량복구용 거더는 압출방식을 이용하되 교량 주변에서 신속하게 압출시킬 수 있도록 하기 때문에 보다 경제적인 교량복구가 가능하게 된다.

또한, 서로 연결조립된 하로교 거더세그먼트는 받침빔과 철골과 같은 효율적으로 제작 및 설치할 수 있는 하강장치를 이용하여 보다 경제적으로 교량복구용 거더의 하강에 따른 시공이 가능하다.

도 1a는 종래 하로교와 거더교의 비교도
도 1b는 종래 양 측면빔과 횡방향 슬래브로 분리되어 제작되는 하로교 시공사시도,
도 1c는 종래 교량용 거더 설치용 런쳐장비 시공사진,
도 2a는 본 발명의 교량복구용 거더(A)를 구성하는 하로교 거더세그먼트의 구성사시도,
도 2b 및 도 2c는 본 발명의 교량복구용 거더(A) 연결상태도 및 종단면도,
도 2d는 본 발명의 교량복구용 거더(A)의 단부에 위치한 길이조정용 소켓거더를 이용한 연결구성도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 교량복구용 거더(A)의 압출 구성도 및 정면도,
도 4는 본 발명의 교량복구용 거더(A)를 이용한 긴급교량복구방법의 순서도,
도 5는 본 발명에 의한 교량복구용 거더(A)의 하강설치 방법도,
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 본 발명에 의한 교량복구용 거더(A)의 하강설치 순서도,
도 6d는 본 발명의 받침빔 구성도이다.

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 교량복구용 거더(A) ]

도 2a는 본 발명의 교량복구용 거더(A)를 구성하는 하로교 거더세그먼트(100)의 구성사시도를 도시한 것이다.

이때 상기 하로교 거더세그먼트(100)는 도 2a와 같이 양 측면강재빔(110) 및 강재가로빔(120)을 포함하여 구성된다.

이러한 하로교 거더세그먼트(100)는 도 2b와 같이 다수개를 서로 종방향으로 서로 연결하여 교량복구용 거더(A)를 제작하게 되는데 그 특징은 일정한 길이를 가진 하로교 거더세그먼트(100)를 미리 제작한 상태에서 필요한 길이만큼 서로 연결시켜 교량복구용 거더(A)를 조립 연결시켜 제작한다는 것이다.

예컨대, 10M의 교량복구용 거더(A)가 필요하다면 미리 1M,2M,3M 등과 같은 하로교 거더세그먼트(100)를 서로 덧댐판, 볼트와 너트등과 같은 연결구를 이용하여 바로 연결하여 원하는 길이로 연결시켜 제작 할 수 있도록 한다는 것이다.

이때, 상기 하로교 거더세그먼트(100)를 구성하는 양 측면강재빔(110)은 도 2a와 같이 스틸플레이트로서 상부플랜지(111), 복부(112) 및 하부플랜지(113)로 구성되는 I형 단면으로 강재빔으로 형성되고 있음을 알 수 있다.

이때 서로 횡방향으로 이격되어 배치된 양 측면강재빔(110) 사이에는 도 2a와 같이 강재가로빔(120)이 형성되어 서로 일체화되게 된다.

이러한 강재가로빔(120) 상면에는 도 2a와 같이 슬래브기능을 가진 복공판(200)이 얹어져 설치된다.

이때 상기 강재가로빔(120) 상면에 설치한 슬래브인 복공판(200)의 상면이 양 측면강재빔(110)의 내측 하부에 위치하도록 함으로서 도 2b와 같이 하로교 방식으로 제작된 교량복구용 거더(A)로 이용하게 됨을 알 수 있다.

상기 강재가로빔(120)도 스틸플레이트로서 도 2a와 같이 상부플랜지(121), 복부(122) 및 하부플랜지(123)로 구성되는 I형 단면으로 형성되고 있음을 알 수 있으며 상부플랜지는 복공판(200)의 단부가 지지될 수 있는 단면적을 가지도록 하게 된다.

이때 상기 강재가로빔(120)은 양 단부를 양 측면강재빔(110)의 복부(112) 하단 내측 사이에 세팅하고 볼트와 너트등과 같은 연결구를 이용하여 연결하게 되면 연결부위에 하중에 의한 응력이 집중되어 하자발생 여지가 발생하게 되므로 양 측면강재빔(110)의 하부플랜지 내측상면에 양 단부 저면이 지지되도록 하게 된다.

이에 복공판으로부터 전달되는 하중이 강재가로빔(120)의 양 단부에 전달되고 양 단부가 얹어져 설치된 양 측면강재빔(110)에 의하여 안정적인 하중 전달이 가능하면서 강재가로빔(120)의 단면을 최적화시킬 수 있게 된다.

이에 상기 강재가로빔(120)의 양 단부는 중앙부 단면높이 보다 큰 단면높이를 가지도록 하게 됨을 알 수 있다. 이러한 강재가로빔(120)의 연장길이에 따라 스티프너등과 같은 보강재(미도시)를 이용하여 단면을 보강할 수 있다.

또한 슬래브로 설치되는 복공판(200)의 고정을 위해 강재가로빔(120) 상면에는 양 단부 측면 상부에 지지블록(미도시)을 더 설치하여 복공판(200)의 위치 구속이 가능하도록 하는 것이 바람직하며,

이러한 강재가로빔(120)은 양 측면강재빔(110)의 양 단부에 각각 설치하도록 하되 양 측면강재빔(110)의 연장길이에 따라 다수를 양 측면강재빔 연장방향으로 서로 이격 설치하게 된다.

[ 하로교 거더세그먼트(100)의 연결 ]

도 2b 및 도 2c는 다수의 하로교 거더세그먼트(100)를 서로 종방향으로 연결시킨 상태 및 종단면도를 도시한 것이다.

이에 전체 하로교 거더세그먼트(100)는 교량복구용 거더(A)의 연장길이(L)에 따라 연결개수가 정해지게 되며, 이에 서로 횡방향으로 이격되어 배치된 양 측면강재빔(110)과 상기 양 측면강재빔(110)의 내측 하부를 서로 연결시켜 주기 위한 강재가로빔(120)을 포함하는 하로교 거더세그먼트(100)를 종방향으로 서로 연결 조립하여 형성시켜 제작하여, 상기 강재가로빔 상면에 설치한 복공판(200)의 상면이 양 측면강재빔의 내측 하부에 위치하도록 하게 됨을 알 수 있다.

이러한 각각의 하로교 거더세그먼트(100)들은 도 2c와 같이 상부플랜지, 복부 및 하부플랜지의 강재두께를 서로 달리한 것들이 연결할 수 있음을 알 수 있다.

즉, 교량복구용 거더(A)의 종방향 연장길이가 길어지게 되면 중앙부에 가장 큰 휨 모멘트가 발생하게 되고 이는 가설중의 안전문제와 연관될 수 있으므로 교량복구용 거더(A)의 중앙부에 위치한 하로교 거더세그먼트(100)는 강재 두께를 두껍게 형성시키는 등의 방법으로 교량의 경간장에 따른 대응을 할 수 있게 되고,

물론 하부플랜지, 복부 및 상부플랜지의 강재두께도 서로 다르게 형성시킨 하로교 거더세그먼트(100)를 이용할 수 있다.

이는 하부플랜지에 인장응력이 크게 발생하므로 두께를 더 크게 하는 방식이라 할 수 있다.(도 2c에서는 하부플랜지의 두께가 t1>t2으로 중앙부위가 더 두껍게 형성됨이 도시되어 있다.)

[ 교량복구용 거더(A)의 연장길이 조정방법 ]

나아가 도 2d는 교량복구용 거더(A)의 단부에 위치한 길이조정용 소켓거더(300)를 이용하여 연장길이 조정방법을 도시한 것이다.

즉, 하로교 거더세그먼트(100)는 제작 길이가 정해져 있으므로 교량복구용 거더(A)의 연장길이에 맞추어 연결하는 경우 최종 원하는 연장길이에 정확하게 맞추기가 어려운 경우가 있게 된다.

이에 본 발명은 최종 연장길이(L)에 맞추어 교량복구용 거더(A)의 연장길이에 맞추어 하로교 거더세그먼트(100)를 세팅하고 서로 인접한 교량복구용 거더(A)들을 서로 길이조정용 소켓거더(300)를 이용하여 연결시키게 된다.

이때 인접한 양 측면강재빔(110)은 종방향으로 양 측면강재빔의 복부와 상부 및 하부플랜지를 채널부재로 구성된 소켓거더(300)를 이용하여 연결시키게 된다.

즉, 종방향으로 인접한 상부플랜지 저면과 복부와 하부플랜지 상면에 접하도록 배치된 ㄷ자형 채널부재(310)를 덧대고 볼트와 너트와 같은 체결구로 ㄷ자형 채널부재(310)와 양 측면강재빔(110)을 서로 연결시키는 방식이다.

이러한 ㄷ자형 채널부재(310)는 좌우 대칭으로 설치되어 있으므로 연결판인 삽입연결판(320, 양 측면강재빔의 복부 두께에 해당)을 인접한 ㄷ자형 채널부재(310) 사이에 삽입 설치하여 체결구를 이용하여 횡방향으로 결속되도록 하게 된다.

이에 강재가로빔(120)도 서로 종방향으로 이격 배치되어 있어 복공판 지지를 위하여 강재가로빔의 상부플랜지(121)는 종방향 폭을 더 연장시키고 보강판(124)을 저면과 복부사이에 설치하여 복공판(200) 지지에 문제가 없도록 하게 됨을 알 수 있다.

이때 상기 길이조정용 소켓거더(300)가 설치되는 복공판(200)과 강재가로빔(120)은 서로 종방향으로 인접하는 복공판(200)은 필러(125)를 이용하여 서로 이격틈을 메워주게 되고, 강재가로빔 상부플랜지(121)에 용접하여 고정시킨 볼트(126)를 이용하여 복공판(200)의 고정을 보완하게 된다.

[ 교량복구용 거더(A)의 압출방법 ]

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 교량복구용 거더(A)의 압출 구성도 및 정면도를 도시한 것이다.

먼저, 교량복구용 거더(A)를 하로교 거더세그먼트(100)를 서로 연결시켜 제작하는 장소는 복구경간의 주변 교량 슬래브 상면이다.

이러한 주변 교량 슬래브(B)에서 손상된 슬래브, 거더를 철거함과 동시에 교량복구용 거더(A)를 제작한 후에는 복구경간에 교량복구용 거더(A)를 가설해야 하는데 이러한 가설을 위해 중장비를 이용할 경우 접근이 어렵고, 설사 접근이 가능하더라도 중장비를 인용하기 위한 작업공간을 충분히 확보하기 어려워 차량 통행을 상당기간 통제해야 한다.

이에 본 발명은 접근이 어려운 중장비를 이용하지 않고, 제작된 교량복구용 거더(A)를 복구경간 일측으로부터 전방으로 압출시키는 방식을 이용하게 된다.

이에 도 1c와 같이 교량복구용 거더(A)를 자주식으로 인양하여 런칭할 수 있는 런쳐 장비를 이용할 수도 있지만 이럴 경우 역시 장비운용 및 가설기간이 장시간 소요될 수밖에 없게 된다.

이에 본 발명은 도 3a와 같이 교량복구용 거더(A)의 저면에 일체로 이동롤러(410)를 설치하고, 이러한 이동롤러(410)가 유도되어 슬라이딩 될 수 있도록 레일(420)을 복구경간 주위의 교각(B1)에 지지 설치된 교량 상면(B)에 설치하게 된다.(상기 이동롤러와 레일을 도 5와 같이 본 발명에서는 거더이동장치(400)이라 한다.)

이로서 교량복구용 거더(A)는 레일(420)을 따라 전방으로 압출시키게 되는데 전방 교각(미도시)의 주위 교량 슬래브에서 백호우와 같은 상시운용장비(미도시)에 와이어로프(W)를 이용하여 간단하게 견인력에 의한 압출이 가능하도록 하게 된다.

이때 교량복구용 거더(A)의 전방에는 압출노즈(A1)를 미리 연결시켜 놓고 와이어로프를 이용하여 전방으로 압출시켜 교량복구용 거더(A)가 복구경간 상방에 위치하도록 하게 된다.

이에 도 3b에 의하면 교량복구용 거더(A)의 전면에는 일정한 연장길이를 가지는 압출노즈(A1)가 설치되어 있고, 압출 시 복구경간 하방으로 교량복구용 거더(A)가 전도되지 않도록 교량복구용 거더(A)의 배면 상면에는 카운터웨이트(A3)가 얹어져 설치되도록 하고 있음을 알 수 있다.

이러한 카운터웨이트(A3)는 철골, 콘크리트 블록등을 이용(블록 1,2,3,4로 표시된 하로교 거더세그먼트(100) 상면에 설치됨)하면 되고, 압출 시 마다 필요한 만큼 카운터웨이트(A3)를 설치하게 된다.

이로서 압출노즈(A1)의 연장길이를 최소화시킬 수 있고 보다 안전하고 경제적인 교량복구용 거더(A) 압출이 가능하게 된다.

[ 본 발명의 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법의 순서도 ]

도 4는 본 발명의 교량복구용 거더(A)를 이용한 긴급교량복구방법의 순서도를 도시한 것이다.

먼저, 1단계에서와 같이, 교량복구용 거더(A, 예컨대 연장길이가 다른 하로교 거더세그먼트(100) 9개 연결 조립됨)를 복구경간 주위의 교량 슬래브(B)에서 제작함과 더불어 손상된 슬래브, 거더 등은 함께 철거시키게 된다.

이에 교량복구용 거더(A)는 다수의 하로교 거더세그먼트(100)가 서로 연결된 상태에서 전면에는 압출노즈(A1)가 연결되어 있고, 하로교 거더세그먼트(100) 저면에는 도 3a와 같이 이동롤러가 일체로 설치되어 있으며 상기 교량 슬래브(B) 상면에는 전방으로 연장된 레일을 설치해놓게 된다.

이에 압출시작점(S1, 교각 B1 위치)에 있어 압출노즈(A1)와 교량복구용 거더(A)는 서로 좌,우로 무게가 대칭되어 수평으로 평형상태를 유지하고 있음을 알 수 있으며, 이에 압출노즈(A1)를 전방교각(B2)에 도달시키고 이러한 도달과정에서 교량복구용 거더(A)의 배면에 하로교 거더세그먼트(100a,100b,100c)를 추가로 연결하고, 카운터웨이터(A31,A32,A33)를 이용하여 무게가 대칭되어 수평으로 평형상태를 유지되도록 하게 된다.

즉, 2단계에서는 교량 슬래브(B) 상면에서 복구경간장보다 작은 연장길이를 가진 교량복구용 거더(A)의 배면에 제 1추가 하로교 거더세그먼트(100a)를 연결시키고, 제 1추가 하로교 거더세그먼트(100a) 상면에 제 1카운터웨이터(A31)를 설치하고 있음을 알 수 있다. 즉, 압출준비를 하게 된다.

이에 3단계에서는 제 1추가 하로교 거더세그먼트(100a)와 제 1카운터웨이터(A31)에 의하여 교량복구용 거더(A)가 전방으로 전도되지 않을 정도로 1차 압출시키게 되며, 10m 압출로 표시되어 있음을 알 수 있다.

다음으로 4단계에서는 교량 슬래브(B) 상면에서 제 1추가 하로교 거더세그먼트(100a)의 배면에 제 2추가 하로교 거더세그먼트(100b)를 연결시키고, 제 2추가 하로교 거더세그먼트(100b) 상면에 제 2카운터웨이터(A32)를 설치하고 있음을 알 수 있다. 즉, 다시 압출준비를 하게 된다.

이에 5단계에서는 제 1,2추가 하로교 거더세그먼트(100a,100b)와 제 1,2카운터웨이터(A31,32)에 의하여 교량복구용 거더(A)가 전방으로 전도되지 않을 정도로 2차 압출시키게 되며, 5m 압출로 표시되어 있음을 알 수 있다.

다음으로 6단계에서는 교량 슬래브(B) 상면에서 제 2추가 하로교 거더세그먼트(100b)의 배면에 제 3추가 하로교 거더세그먼트(100c)를 연결시키고, 제 3추가 하로교 거더세그먼트(100c) 상면에 제 3카운터웨이터(A33)를 설치하고 있음을 알 수 있다. 즉, 또 다시 압출준비를 하게 된다.

이에 7단계에서는 제 1,2,3추가 하로교 거더세그먼트(100a,100b, 100c)와 제 1,2,3카운터웨이터(A31,A32,A33)에 의하여 교량복구용 거더(A)가 전방으로 전도되지 않을 정도로 3차 압출시키게 되며, 역시 5m압출로 표시되어 있음을 알 수 있다.

다음으로 8단계에서는 압출된 교량복구용 거더(A)를 전방으로 추가로 압출시켜 압출노즈(A1)가 전방 교각(B2)에 도달되도록 하게 된다.

다음으로 9단계에서는 압출노즈가 전방교각(B2)를 통과하여 압출되도록 하여, 예컨대 총 13개의 하로교 거더세그먼트(100)가 연결된 교량복구용 거더(A)가 복구경간에 위치되도록 하고 있음을 알 수 있으며 제 1 내지 제 3카운터웨이터(A31,A32,A33)는 제거하게 된다.

이에 최종 10단계에서 압출노즈(A1)도 제거하고, 복공판(200)을 시공하여 교량복구용 거더(A)가 복구경간(B2~B1)에 위치하도록 하게 된다.

[ 교량복구용 거더(A)의 하강설치 ]

도 5는 본 발명에 의한 교량복구용 거더(A)의 하강설치 방법구성도, 도 6a, 도 6b 및 도 6c는 본 발명에 의한 교량복구용 거더(A)의 하강설치 순서도, 도 6d는 본 발명의 받침빔(630)을 도시한 것이다.

즉, 앞서 살펴본 것과 같이 압출노즈(A1)를 사용하여 복구경간에 교량복구용 거더(A)의 압출이 완료되면 전방교각(B2)과 교각(B1) 사이에 교량복구용 거더(A)를 하강시켜 안착시켜야 하는데 이러한 하강 안착을 본 발명에서 교량복구용 거더(A)의 하강설치라 한다.

이에 본 발명은 도 5와 같이 교량복구용 거더(A)를 복구경간 주위의 교량 슬래브 상면(B)에서 교량복구용 거더(A)를 먼저 조립 제작하고, 이동롤러와 레일을 포함하는 거더이동장치(400)를 이용하여 전방으로 카운터웨이터 및 추가 하로교 거더세그먼트를 연결시켜 가면서 교량복구용 거더(A)를 압출시킨 상태에서 기존의 교량하부구조의 상면(교각(B1,B2) 상면)에 설치된 받침빔(630)에 최종 지지되도록 하강시켜 안착시키고, 최종 복공판(200)을 설치하는 방법을 이용하고 있음을 알 수 있다.

도 6a 내지 도 6c는 이러한 교량복구용 거더(A)의 하강설치방법을 순서대로 도시한 것이다.

먼저 도 6a에 의하면, 복구경간에 최종 압출된 교량복구용 거더(A)는 양 교각(B2,B1)에 설치된 높이조절빔(610)의 지지잭(620)에 의하여 세팅되어 있음을 알 수 있으며, 상기 높이조절빔(610)의 외측방에는 지지잭(620)이 상면에 설치된 받침빔(630)이 높이조절빔(610)보다 낮은 위치에 세팅되어 있음을 알 수 있다.

이에 높이조절빔(610)의 지지잭(620)은 강재가로빔(120) 저면을 지지한 상태로 복구경간에 최종 압출된 교량복구용 거더(A)가 세팅되고 있음을 알 수 있다. 또한, 양 측면강재빔(110)의 저면이 기준 높이(h)로 표시되어 있음을 알 수 있다.

이때 상기 높이조절빔(610)은 철골을 상,하로 적층시켜 설치하되 도 6a에서는 3단으로 형성되어 있고, 받침빔(630)의 지지잭(620)의 높이는 높이조절빔(610)의 상면보다는 상방에 위치하고, 양 측면강재빔(110)의 하부에 위치하도록 하고 있음을 알 수 있다.

다음으로 높이조절빔(610)의 지지잭(620)을 하방으로 작동시키게 되면 최종 압출된 교량복구용 거더(A)는 받침빔(630)의 지지잭(620)에 의하여 양 측면강재빔(110)이 지지되는 상태가 변경됨을 알 수 있다.

다음으로 도 6b에 의하면 3단의 높이조절빔(610)에 있어 1단을 제거하고, 2단 높이의 높이조절빔(610) 상면에 지지잭(620)을 설치한 뒤, 받침빔(630)의 지지잭(620)을 하방으로 작동시켜, 최종 압출된 교량복구용 거더(A)는 2단 높이의 높이조절빔(610)의 지지잭(620)에 의하여 강재가로빔(120)이 지지되도록 다시 변경되고 있음을 알 수 있다.

다음으로 도 6c에 의하면 받침빔(630)의 지지잭(620)을 제거하고, 2단 높이의 높이조절빔(610) 상면에 지지잭(620)을 하강시켜 상기 받침빔(630)에 최종 압출된 교량복구용 거더(A)의 양 측면강재빔(110)의 저면이 접하면서 최종 하강 설치가 완료되도록 하게 된다. 이에 2단 높이의 높이조절빔(610)의 지지잭(620)은 최종 제거됨을 알 수 있다.

이로서 상기 받침빔(630)은 도 6d와 같이 교량복구용 거더(A)의 자중을 지지할 정도의 강성을 가지도록 제작하게 되는데 바람직하게는 양 측면강재빔(110)과 동일한 단면크기의 I형 단면의 강재(631)를 이용하되 보강판(632)으로 수직하중의 저항에 유리한 단면으로 형성되도록 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: 하로교 거더세그먼트
110: 양 측면강재빔
120: 강재가로빔
200: 복공판
300: 길이조정용 소켓거더
310: ㄷ자형 채널부재
320: 연결판
400: 거더이동장치
410: 이동롤러
420: 레일
610: 높이조절빔
620: 지지잭
630: 받침빔

Claims

(a) 복구경간 주위의 교량 슬래브(B) 상면에서, 양 측면강재빔과 강재가로빔을 조립시켜 제작된 하로교 거더세그먼트(100)를 종방향으로 서로 연결 조립하여 교량복구용 거더(A)를 제작함과 더불어 손상된 교량 일부를 철거하는 단계;
(b) 상기 교량복구용 거더(A) 전면에 압출노즈(A1)를 설치하고 교량복구용 거더(A)를 와이어로프(W)의 견인력을 이용하여 상기 교량 슬래브(B) 일측으로부터 전방의 교각(B2)에 도달하도록 압출시키는 단계;
(c) 압출과정에서 상기 교량복구용 거더(A)가 수평으로 평형상태를 유지되도록, 교량복구용 거더(A)의 배면에 하로교 거더세그먼트들을 추가로 연결하고, 추가 연결된 하로교 거더세그먼트들 상면에 카운터웨이터를 설치하는 단계; 및
(d) 상기 압출노즈가 전방교각(B2)을 통과하도록 하여, 하로교 거더세그먼트(100)가 연결된 교량복구용 거더(A)를 복구경간(B1~B2)에 위치시키고 카운터웨이터와 압출노즈(A1)를 제거한 후, 카운터웨이터와 압출노즈(A1)가 제거된 교량복구용 거더(A)를 복구경간에 하강 설치하는 단계;를 포함하는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법.
제 1항에 있어서,
상기 (d)단계 이후에, 복공판(200)을 교량복구용 거더(A)의 강재가로빔(120) 상면에 설치하는 단계;를 더 포함하는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법.
제 1항에 있어서,
상기 (b) 단계의 교량복구용 거더(A)의 압출은
교량복구용 거더(A)의 저면에 이동롤러(410)를 일체화시키고, 이동롤러(410)가 일체화된 교량복구용 거더(A)를 교량 슬래브(B)에 설치된 레일(420)을 포함하는 거더이동장치(400)를 이용하여 와이어로프(W)에 의한 견인력에 의하여 전방 교각(B2)에 도달하도록 하는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법.
제 1항에 있어서,
상기 (d) 단계에서,
교량복구용 거더(A)의 하강 설치는
(d-1) 복구경간의 양 교각(B2,B1)에 설치된 높이조절빔(610)의 지지잭(620)에 교량복구용 거더(A)의 강재가로빔(120)이 지지되도록 세팅하며, 상기 높이조절빔(610)의 측방에 지지잭(620)이 상면에 설치된 받침빔(630)이 높이조절빔(610)보다 낮은 위치에 세팅되도록 하는 단계;
(d-2) 상기 높이조절빔(610)의 지지잭(620)을 하방으로 작동시켜 교량복구용 거더(A)는 받침빔(630)의 지지잭(620)에 의하여 양 측면강재빔(110)이 지지되도록 하는 단계;
(d-3) 높이조절빔(610)의 높이를 줄이면서 상면에 지지잭(620)을 설치한 뒤, 받침빔(630)의 지지잭(620)을 하방으로 작동시켜, 교량복구용 거더(A)가 높이가 줄어든 높이조절빔(610)의 지지잭(620)에 의하여 강재가로빔(120)이 지지되도록 하는 단계; 및
(d-4) 상기 받침빔(630)의 지지잭(620)을 제거하고, 높이조절빔(610) 상면에 지지잭(620)을 하강시켜 상기 받침빔(630)에 교량복구용 거더(A)의 양 측면강재빔의 저면이 접하면서 최종 하강이 완료되도록 하는 단계;를 포함하여 이루어지는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법.
제 4항에 있어서,
상기 (d-1) 단계에서,
상기 받침빔(630)은 양 측면강재빔(110)과 동일한 단면크기의 I형 단면의 강재(631)를 이용하되 보강판(632)으로 수직하중의 저항에 유리한 단면으로 형성된 것을 이용하는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법.
제 1항에 있어서,
상기 (c) 단계에서 추가로 연결되는 하로교 거더세그먼트와 카운터웨이터는 교량복구용 거더(A)의 압출마다 1개씩 설치되도록 하는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법.
제 1항에 있어서,
상기 하로교 거더세그먼트(100)는
서로 횡방향으로 이격되어 배치된 양 측면강재빔(110)과 상기 양 측면강재빔의 내측 하부를 서로 연결시켜 주기 위한 강재가로빔(120);을 포함하는 하로교 거더세그먼트(100)를 종방향으로 서로 연결 조립하여 형성시켜 제작하여,
상기 강재가로빔(120) 상면에 설치한 슬래브인 복공판(200)의 상면이 양 측면강재빔의 내측 하부에 위치하도록 하는 것을 이용하는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법.
제 7항에 있어서,
상기 하로교 거더세그먼트(100)는 강재가로빔(120)의 양 단부 단면높이는 양 단부 사이의 중간부보다 더 큰 단면높이를 형성되며, 강재가로빔의 양 단부 저면이 양 측면강재빔의 하부플랜지 상면에 얹어지도록 한 상태에서 강재가로빔(120)과 양 측면강재빔(110)이 서로 일체화되도록 하는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법.
제 1항에 있어서,
상기 하로교 거더세그먼트(100)는 연장길이가 정해진 하로교 거더세그먼트(100)를 서로 연결하여 제작하되 교량복구용 거더(A)의 전체 연장길이에 맞추어 길이조정용 소켓거더(300)를 하로교 거더세그먼트(100)를 서로 연결하되,
상기 길이조정용 소켓거더(300)는 서로 이격된 하로교 거더세그먼트(100) 사이에 배치하여 길이조정용 소켓거더(300)와 하로교 거더세그먼트(100)는 상부플랜지 저면, 복부와 하부플랜지 상면을 서로 종방향으로 연결하는 ㄷ자형 채널부재(310)를 이용하여 서로 체결구로 서로 연결되도록 하는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법.
제 9항에 있어서,
상기 ㄷ자형 채널부재(310)는 종방향으로 인접한 하로교 거더세그먼트(100)의 상부플랜지 저면과 복부와 하부플랜지 상면에 접하도록 배치된 ㄷ자형 채널부재(310)를 덧대고 체결구로 ㄷ자형 채널부재(310)와 양 측면강재빔(110)을 서로 연결시키되,
인접한 양 측면강재빔(110)에 서로 마주보도록 설치된 ㄷ자형 채널부재(310)는 삽입연결판(320)을 인접한 복부들 사이에 설치하여 체결구를 이용하여 횡방향으로 결속되도록 하는 교량복구용 거더를 이용한 긴급교량복구방법.