KR101632911B1 - 단부 종방향빔을 이용한 교량 및 그 시공방법 - Google Patents

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Abstract

장경간의 라멘교를 보다 경제적으로 시공할 수 있으면서도 품질관리 및 유지관리가 효율적인 단부 종방향빔을 이용한 교량 및 그 시공방법에 관한 것이다. 상기 교량은 양 교대부에 횡방향으로 서로 이격 거치된 거더; 상기 교대부 상면에 지지되도록 하며 거더 양 단부 측면에 일체화되도록 하되, 거더의 양 단부 횡방향 사이사이 공간에 종방향으로 연장 형성되는 단부 종방향빔; 및 상기 양 교대부 배면 상부에 형성되어 상기 단부 종방향빔으로부터 연장되는 긴장재가 긴장 후, 정착되어 거더에 프리스트레스가 도입되도록 하는 배면정착블록;을 포함한다.

Description

단부 종방향빔을 이용한 교량 및 그 시공방법{BRIDGE USING END PRESTRESSED BEAM AND THE CONSTRUCTION METHOD THEREWITH}
본 발명은 단부 종방향빔을 이용한 교량 및 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 장경간의 교량을 보다 경제적으로 시공할 수 있으면서도 품질관리 및 유지관리가 효율적인 단부 종방향빔을 이용한 교량 및 그 시공방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 라멘교(10)의 일예를 사시도로 도시한 것이다.
상기 라멘교(10)는 크게 저판(13)과 저판 중앙 상부면에 수직방향으로 연장돌출 되도록 설치된 저판 벽체부(12) 및 상기 저판벽체부(12)의 양 단부 상부면에 일체로 형성된 슬래브(11)로 구성된다.
상기 저판(13)은 지반을 터파기 하여 거푸집을 이용 직육면체 형태의 철근콘크리트 구조물로 제작하며 역시 저판벽체부(12)도 거푸집을 이용하여 소정의 높이(H)를 가진 철근콘크리트 구조물로 제작하게 된다.
나아가 상기 슬래브(11) 역시 저판벽체부(12) 사이에 동바리를 지반에 설치하고 동바리 위에 거푸집을 설치하여 역시 철근콘크리트 구조물로 시공하게 된다.
이러한 슬래브(11)는 A-A 절단면도와 같이 소정의 두께(t)를 가지게 되며 그 단면 형태는 종방향 및 횡방향으로 연장되어 종방향으로 소정의 길이(L) 및 두께(t)를 가지도록 사각단면형태로서 전체적으로는 장방형 부재로 형성되도록 함을 알 수 있다.
또한 이러한 라멘교(10)는 시공이 간편하고 비교적 짧은 지간(개략 10-15m)에서는 효율적이고 경제적인 교량이라 할 수 있으며 거더교에 설치되는 교량받침과 신축이음장치를 배제할 수 있어 단경간 소교량에서 많이 이용되고 있다.
나아가 도 1b와 같은 라멘교도 소개되어 있다. 말하자면 도 1a와 같은 라멘교에 있어 슬래브(11)에 종방향으로 긴장재(14)를 이용하여 프리스트레스가 도입되도록 한 것이다.
즉, 슬래브(11)의 배면에 정착블록(40)을 더 형성시키고, 긴장재(14)를 정착블록(40)에서 정착되도록 하되, 정착블록(50)의 상부에는 유지관리용 정착블록(15)을 더 설치하여 긴장재(14) 일부를 유지관리용 정착블록(15)으로 연장 배치시켜 추후 프리스트레스가 도입될 수 있도록 한 것이다.
이에 긴장재(14)를 사용하여 프리스트레스를 도입함으로서 종래 단경간 소교량에 사용되는 라멘교의 경간장을 장경간화 할 수 있다는 장점은 있지만 정착블록들을 형성시킨 슬래브 시공을 전제로 한다는 점에서, 단부에서 중앙부에 이르는 교량 전체 길이에 대하여 일정 두꺼운 단면을 유지해야 하므로 형고가 높아지며, 이로 인한 사하중의 증가를 유발시키며, 슬래브 시공을 위한 가설공사 등은 역시 비효율적이라는 한계가 있었다.
이에 도 1c와 같이 약 20~40m내외의 라멘교에 사용할 수 있도록 H형강 및 PREFLEX 거더를 이용한 강합성형 라멘교도 소개되어 있다.
즉, 도 1c와 같이, 저판벽체부(12)에 받침강재(62, ㄱ자형태)를 설치하고, 받침강재(62)사이에 PREFLEX 거더(91)를 연결강재(30a)를 이용하여 연결하고, 슬래브(11)을 시공하는 방식이다.
이에 거더를 이용하여 라멘교의 슬래브를 시공한다는 점에서 종래 라멘교와 대비하여 보다 장경화된 라멘교 시공이 가능하다는 장점이 있음을 알 수 있다.
하지만 종래 강합성형 라멘교는 우각부에 발생되는 부재력을 받침 및 연결강재(62,30a)가 받도록 계획하며, PREFLEX 거더(91)와 저판벽체부(12)는 강봉을 이용하거나 또는 다량의 철근을 배치하여 서로 결합시키고 있어 거더와 거더 사이에 가로빔 만을 설치하여 단지 횡방향 하중 분배만을 유도하고 있으며, ㄱ형 연결강재(30a)와 받침강재(62)가 설치되지 않은 거더와 거더 사이는 응력의 흐름이 불균일하게 작용한다는 문제점이 있었다.
특히 농어촌 도로에 설치되는 라멘교에서는 사용재료가 강재이므로 공사비는 개략 일반 철근콘크리트 라멘교의 1.5~2배 소요되며 비경제적이라 할 수 있다.
이에 경제성 확보를 위하여 강합성 또는 강재 거더가 아닌 철근콘크리트 거더 또는 프리스트레스 거더를 이용한 라멘교도 소개되어 있으며, 이러한 철근콘크리트 거더 및 프리스트레스 거더는 I형 거더가 주로 사용되어져 왔다.
즉, 철근콘크리트 거더(프리스트레스 거더)는 강합성 또는 강재 거더와 대비하여 제작비용 및 유지관리에 유리한 장점이 있으므로 이러한 재질적 특징을 이용한 것이라 할 수 있다.
하지만 이러한 철근콘크리트 거더 및 프리스트레스 거더를 이용한 라멘교는 우각부 휨 부모멘트에 저항하기 위한 우각부 보강이 반드시 필요하므로 우각부에 다량의 우각부 철근, 수직강봉등을 설치하는 경우가 많아 설계 및 시공에 있어 품질관리가 용이하지 않다는 문제점이 있었다.
또한 철근콘크리트 거더(프리스트레스 거더) 또한 단순히 횡방향 하중분배를 위하여 가로빔을 설치하는데 횡방향 하중분배의 목적이 유일하다고 할 수 있다. 따라서 라멘교의 경우, 부재력이 집중되는 우각부가 매우 취약하다는 문제점은 이미 널리 알려진 사실이다.
또한 도 1d는 종래 교량의 가각부(16)를 도시한 것이다.
즉, 교량의 단부에 있어 차량이 교량으로 진입할 때, 안정적인 회전이 가능하도록 교량의 양 단부를 횡방향으로 확폭시킨 것인데 통상은 슬래브(11)를 확장하여 가각부를 형성시키고 있음을 알 수 있다. 이에 가각부 시공을 위한 동바리 설치와 같은 가설공사가 별도로 필요한데 역시 추가적인 공사비 증가로 이어질 수밖에 없다는 한계가 있게 된다.
또한 기존 거더에 연결되는 가각부 거더는 기존 거더에 직접 연결, 설치되므로 기존 거더에 영향을 줄 뿐만 아니라, 시공완료 후 필요에 따라서 가각부 거더를 설치시 정착구 부분을 천공해야 하므로 단부 파괴가 발생할 수 있어 거더에 미치는 영향이 매우 크다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 거더를 이용한 거더교에 있어서는 고가의 강재 거더, 강합성 거더를 사용하지 않고서도, 특히 라멘교에 있어서는 우각부에 H형강 등의 형강 및 수긱강봉을 사용하지 않아 고가의 강재 사용량을 현저하게 줄일 수 있어 보다 경제적이며, 거더와 교대부의 연결부위에 있어 응력흐름을 균등하게 처리할 수 있어 균열 등을 방지할 수 있으며, 긴장재를 이용하되 정착부위를 분산시킬 수 있어 라멘교 상부 공간을 효과적으로 사용할 수 있으며, 단부 종방향 빔을 설치하여 종래 횡방향 가로빔의 역할인 하중분배의 역할을 하며, 라멘교량에 있어 우각부를 통한 하부구조의 응력전달을 매우 자연스럽게 할 수 있으며, 제작된 거더의 연장길이는 그대로 이용하되 경간장에 따른 대응이 용이하도록 할 수 있으며, 유지관리도 용이한 단부 종방향빔을 이용한 교량 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 해결과제를 위하여 본 발명은
첫째, 양 교대부를 시공하고, 양 교대부 상면에 거더(철근콘크리트 거더가 바람직하며 프리스트레스 거더, 강박스거더, I형강 ,H형강 거더도 상관은 없다)를 거치하고, 상기 거더에 슬래브를 시공하는 거더교에 있어서, 상기 거더의 양 단부 사이사이에 단부 종방향빔을 일체화시키게 된다.
상기 단부 종방향빔은 거더의 양 단부를 횡방향으로 확장하는 역할을 하게 되며 긴장재를 추가로 배치할 수 있는 정착블록 역할을 하게 되면 양 교대부 상부 배면에 형성된 배면정착블록으로 연장되는 긴장재를 이용하여 프리스트레스 도입이 가능하도록 하게 된다.
말하자면 거더의 사이사이의 공간을 활용하여 긴장재를 추가로 설치하여 거더에 종방향으로 추가 프리스트레스가 도입될 수 있도록 하되, 긴장재 정착부위를 분산시킬 수 있도록 한 것이다.
둘째, 상기 거더와 단부 종방향 빔은 거더 거치후 단부 측면으로 연장된 연결철근과 일체로 형성시켜 구조적 일체성을 확보할 수 있어 시공도 용이하고 그 종방향 연장길이를 조정할 수 있으므로 거더의 연장길이에 상관없이 프리스트레스 도입효과를 증대시켜 보다 장경간의 교량 시공이 가능하게 된다.
또한 상기 단부 종방향 빔과 배면정착블록은 시공상 함께 양 교대부 상면에서 일체로 제작함으로서 시공성을 증진시킬 수 있도록하게 된다.
셋째, 상기 단부 종방향 빔은 교량의 양 단부에 있어 시공되는 가각부를 추가로 형성시킬 수 있는 가각부지지빔의 연결부위로 이용함으로서 가각부 시공에 보다 유리한 구조로 교량을 시공할 수 있도록 할 수 있게 된다.
이를 위하여 본 발명은
양 교대부에 횡방향으로 서로 이격 거치된 거더; 상기 교대부 상면에 지지되도록 하며 거더 양 단부 측면에 일체화되도록 하되, 거더의 양 단부 횡방향 사이사이 공간에 종방향으로 연장 형성되는 단부 종방향빔; 및 상기 양 교대부 배면 상부에 형성되어 상기 단부 종방향빔으로부터 연장되는 긴장재가 긴장 후, 정착되어 거더에 프리스트레스가 도입되도록 하는 배면정착블록;을 포함하는 단부 종방향빔을 이용한 교량 및 그 시공방법을 제공하게 된다.
본 발명에 의한 교량은 장경간의 교량 시공을 위해 종래 교량에 있어 우각부에 강재(수직강봉, 우각부 철근등)를 많이 이용하는 한계를 극복할 수 있으며, 긴장재를 사용함에 있어서도 정착부위를 분산시킬 수 있어 효율적인 공간 활용이 가능하며, I형, U형 단면의 거더와 강재거더, H형강거더와 상관없이 단부 종방향 빔을 형성시킬 수 있어 시공성 및 확장성에 매우 유리하게 된다.
예컨대, 형고가 여유가 있고 공사비를 낮춰야 하는 경우 PSC거더를 사용하고, 형고의 여유가 없이 낮게 가야하는 경우 강재거더를 사용하고, PF거더 및 강봉을 이용한 거더는 우각부에 라멘교량에 있어 종래 ㄱ자 형강 및 받침 형강을 사용하였으나, 본 발명에서는 우각부 부분을 강재를 사용하지 않고 단부 종방향 빔을 사용함으로써 우각부 응력을 균일하게 함으로 균열을 억제하고, 기 설치된 거더에 추가 프리스트레스를 도입시킬 수 있게 된다.
또한, 교량의 가각부 시공도 단부 종방향 빔을 이용할 경우 별도의 가시설이 필요없어 보다 효과적이고 경제적인 라멘교량 시공이 가능하게 된다.
도 1a는 종래 라멘교의 사시도,
도 1b는 종래 프리스트레스가 도입된 라멘교의 시공단면도,
도 1c는 종래 강합성 라멘교 시공도,
도 1d는 종래 교량의 가각부 시공도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 단부 종방향빔을 이용한 교량의 구성사시도 및 발췌구성도,
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 거더의 종류에 따른 단부 종방향빔을 이용한 교량의 구성사시도,
도 3d는 본 발명의 배면정착블록과 단부 종방향빔을 일체로 제작함에 따른 교량의 구성사시도,
도 4a는 본 발명의 단부 종방향빔을 이용한 교량(A)의 사시도,
도 4b는 본 발명의 단부 종방향빔을 이용한 라멘교(B)의 사시도,
도 4c는 본 발명의 단부 종방향빔을 이용한 가각부가 형성된 교량의 사시도,
도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 본 발명의 단부 종방향빔을 이용한 교량(A)의 시공순서도,
도 6은 본 발명의 단부 종방향빔을 이용한 교량(A)의 다른 시공도이다.
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.
< 단부 종방향빔(200)과 거더(100) >
도 2a는 단부 종방향빔(200)의 구성사시도 도 2b는 단부 종방향빔(200)과 거더(100)의 긴장재(400)의 배치도, 도 3a 내지 도 3d는 거더(100)의 종류에 따른 단부 종방향빔(200)와 거더의 연결단면도 및 단부 종방향빔과 배면정착블록의 일체화에 의한 시공도를 도시한 것이다.
먼저, 도 2a와 같이 본 발명의 단부 종방향빔(200)은 교량(A)에 있어 거더(100)의 양 단부에 일체로 형성되는 빔(Beam) 부재이다.
이러한 거더(100)는 교량(A)의 양 교대부(300) 사이에 거치되도록 하되 횡방향으로 미도시된 가로빔을 이용하여 횡방향으로 구속시키게 된다.
이때 본 발명은 양 교대부(300)의 거더(100) 양 단부 횡방향 사이사이 공간에 단부 종방향빔(200)을 일체화시키고 있음을 알 수 있다.
이러한 단부 종방향빔(200)은 최외곽측에 형성되는 단부 종방향빔(200)과 거더 사이사이에 형성되는 단부 종방향빔(200)으로 구분하게 되는데 거더(100)의 양 단부 측면으로부터 연장되는 연결철근(110)을 이용하여 현장타설 콘크리트와 거푸집을 이용하여 종방향으로 일정길이 연장되는 직육면체 형태의 블록형태(구체형태)로 형성시키고 있음을 알 수 있다.
이때, 상기 단부 종방향빔(200)의 단면높이(H)는 거더의 단면높이에 맞추어 형성시키고 종방향 연장길이(L2)는 예컨대 거더의 헌치부 연장길이 정도를 확보하면 되고, 연장길이(L2)는 거더(100)의 연장길이(L1) 및 양 교대부(300)와 거더(100)의 연결부위 보강효과 증진을 위하여 임의 조정이 가능하게 된다.
즉, 교량의 장경간화에 따라 거더(100)의 연장길이도 연장될 수밖에 없는데 본 발명은 거더의 양 단부에 형성된 단부 종방향빔(200)의 연장길이를 거더의 연장길이에 맞추어 조정함으로서 단부 종방향빔(200)과 거더(100)의 양 단부를 일체화시킴에 따른 단면 확장과 연장길이 조정에 따라 거더 제작은 단순화시켜 제작할 수 있으면서도 거더의 양 단부의 단면적을 확장하는 효과를 가질 수 있어 교량의 장경화간에 따른 추가 프리스트레스를 효율적으로 도입할 수 있게 되며 장경간화에 따른 적용성을 확장시킬 수 있게 된다. 나아가, 본 발명은 단부 종방향빔(200)을 설치하여 종래 횡방향 가로빔의 역할인 하중분배의 역할을 하게 된다.
이때 상기 단부 종방향빔(200)은 거더(100)와 동일한 재질로 형성시키는 것이 바람직하지만 강재블록등과 같은 이종의 재질로 제작하는 것을 배제하는 것은 아니다.
또한 상기 단부 종방향빔(200)은 양 교대부(300) 배면에 형성시키는 배면정착블록(500)으로 연장되는 긴장재(400)가 더 설치되도록 하여 프리스트레스를 도입시킬 수 있어 거더(100)에 프리스트레스를 도입시킬 수 있는 긴장재 설치량을 증가시키는 역할을 할 수 있게 된다.
이에 특히 라멘교량에 있어서는 양 교대부(300) 상부 우각부 보강을 위한 수단으로 이용이 가능하게 된다.
이로서 단부 종방향빔(200)은 긴장재(400)의 긴장 및 정착부위로 이용할 수 있어 제한적인 단부 정착단면적을 가진 거더(100)에 한정하여 이용되는 종래 거더교량과 대비하여 보다 효과적이며 교량의 장경간화에 효과적이게 된다.
즉, 거더의 단부에 집중되는 응력을 분산시킴에 따른 거더 단부 균열 등을 효과적으로 방지할 수 있어 품질관리에 유리하게 된다.
또한 유지관리용 긴장재를 설치할 필요가 있을 때 유지관리용 긴장재 정착부위로 이용할 수 있어 교량의 유지관리에 있어 더욱 유리하게 된다.
나아가 도 2b와 같이, 거더(100)의 단부에는 내부로부터 긴장재(400)가 양 교대부 상부에 수평으로 더 연장되도록 하고, 단부 종방향빔(200)에 있어서도 긴장재(400)가 양 교대부 상부에 수평으로 더 연장되도록 하고, 상기 단부 종방향빔(200)의 긴장재(400)를 배면정착블록(500)에서 긴장 및 정착시키고, 상기 거더(100)의 긴장재도 커플러등을 이용하여 배면정착블록(500)에서 긴장 및 정착시켜 재긴장 등이 가능하도록 하여 긴장재에 의한 프리스트레스를 도입효과를 증진시킬 수 있도록 하게 된다.
나아가 거더(100)는 강재 거더가 아닌 PSC 거더를 이용함에 따라 고가의 강재를 이용하지 않으면서도 단부 종방향빔(200)에 의한 프리스트레스 도입이 용이하므로 보다 경제적인 교량 시공이 가능하게 된다. 또한 I형, U형 단면, ㅁ형, T형 또는 ㅠ형과 다양한 단면형태의 거더 이용이 가능하다.
나아가 라멘교량에 있어서는 거더들 사이에 단부 종방향빔을 설치하여 프리스트레스를 단부 종방향빔에 도입하므로 우각부에 전달되는 응력흐름을 균등하게 전달하고, 종래 양 벽체부에 H형강이나 수직강봉을 설치하지 않은 만큼 경제적이라 할 수 있고, 우각부에 철근이 다량으로 설치되지 않기 때문에 저렴하게 시공할 수 있게 된다.
또한 라멘교량에 있어서 연속교가 아닌 단경간의 경우 장지간(30~40m이상)인 경우 일 때 철근콘크리트 거더 및 PSC거더의 경우는 형고도 높고 자중이 무겁기 때문에 이러한 경우에는 거더를 H형강이나 강재를 사용하면 자중이 가볍기에 형고도 낮출 수 있으며 가볍게 시공이 가능하게 된다.
이때 단부 종방향빔(200)의 양 측면으로 수평 연장되는 가각부지지빔(210)을 더 연장시키고, 이러한 가각부지지빔(210)을 이용하여 가각부 슬래브(600a)를 시공할 수 있도록 하게 된다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c에 의하면 거더(100)로서 U형 거더(100a), I형 거더(100b) 및 박스거더(100c)에 있어 양 단부 측면에 일체로 형성된 단부 종방향빔(200)의 단면도가 도시되어 있다.
즉, 도 3a와 같이 상기 거더는 U형 거더(100a)로서 상부가 개방되도록 형성된 상부플랜지, 양 측벽 및 하부플랜지로 구성되어 있음을 알 수 있으며, 양 측벽(112)에 형성된 연결철근(110)에 의하여 단부 종방향빔(200)이 일체로 형성되어 있음을 알 수 있다.
또한 상기 거더는 도 3b와 같이 박스거더(100b)로서 상부가 폐쇄되고 형성된 상부플랜지, 양 측벽 및 하부플랜지로 구성되어 있음을 알 수 있으며, 양 측벽(112)에 형성된 연결철근(110)에 의하여 단부 종방향빔(200)이 일체로 형성되어 있음을 알 수 있다.
즉, 본 발명의 단부 종방향빔(200)은 도 3c와 같이 거더(100)의 종류 및 단면형태에 관계없이 다양한 형태로 적용할 수 있는 장점이 있음을 알 수 있다. 즉, 단부 종방향빔(200)은 횡방향으로 서로 이격되어 있는 경우 양 교대부 상면에서 횡방향으로 서로 연결하는 단부연결빔(220)을 더 형성시켜 ㄷ자형으로 형성시킬 있음을 알 수 있어 일종의 단부가로빔 역할도 하게 됨을 알 수 있다.
또한 상기 거더는 I형 거더(100c)로서 상부플랜지, 복부 및 하부플랜지로 구성되어 있음을 알 수 있으며, 복부(113)에 형성된 연결철근(110)에 의하여 단부 종방향빔(200)이 일체로 형성되어 있음을 알 수 있다.
나아가 도 3d와 같이, I형 거더(100c)로서 상부플랜지, 복부 및 하부플랜지로 구성되어 있음을 알 수 있으며, 복부(113)에 형성된 연결철근(110)에 의하여 단부 종방향빔(200)이 일체로 형성되도록 하되, 단부 종방향빔(200)과 배면정착블록(500)을 양 교대부(300) 상면에서 일체로 형성되도록 할 수 있음을 알 수 있다.
이에 단부연결빔(220)을 더 형성시켜 ㄷ자형으로 형성시킬 있음을 알 수 있어 일종의 단부가로빔 역할을 하면서 배면정착블록(500)은 횡방향으로 연속하여 연장되도록 함으로서 배면정착블록(500)에 긴장재(400) 정착부위를 충분히 확보하면서 단부 종방향빔(200)과 배면정착블록(500)을 일체화시켜 구조적 일체화를 이루게 되어 배면 토압지지에 유리하도록 할 수 있음을 알 수 있다.
< 단부 종방향빔(200)을 이용한 교량(A) >
도 4a는 단부 종방향빔(200)을 이용한 교량(A)의 사시도, 도 4b는 본 발명의 거더를 이용한 라멘교(B)의 사시도, 도 4c는 본 발명의 단부 종방향빔(200)을 이용한 가각부가 형성된 교량(A)의 사시도를 도시한 것이다.
먼저 도 4a와 같이, 본 발명의 단부 종방향빔(200)을 이용한 교량(A)은 양 교대부(300) 상면에 거더(100) 양 단부가 지지되도록 거치되어 있음을 알 수 있다.
이에 거더(100) 양 단부 횡방향 사이사이 및 최 외곽측에는 거더(100) 제작 시 미리 연장되도록 형성된 연결철근(110)과 일체화된 단부 종방향빔(200)이 형성되어 있음을 알 수 있다.
또한 상기 양 교대부(300) 배면에는 배면정착블록(500)이 더 형성되어 있어 단부 종방향빔(200)을 관통하도록 배치된 긴장재(400)에 의하여 프리스트레스가 도입되도록 하게 되며,
상기 단부 종방향빔(200)은 거더(100)와 일체로 형성되므로 거더에 프리스트레스가 도입되는 효과를 가질 수 있게 되며 양 교대부(300)와 같은 지점부, 라멘교에 있어 우각부 보강에 효과적이게 된다.
이러한 배면정착블록(500)은 양 교대부(300)의 흉벽(또는 단부가로빔) 배면에 형성(단부 종방향빔과 분리)시킬 수도 있고, 단부 종방향빔(200)에 직접 양 교대부 상면에서 일체로 형성시킬 수 있음을 알 수 있다.
이에 상기 배면정착블록(500)은 양 교대부(300) 상면의 단턱(310)에 걸쳐지도록 형성시키되 배면은 긴장재(400) 정착작업에 유리한 구체 형태로 형성시키고 있음을 알 수 있다.
도 4b는 특히 거더를 이용한 라멘교량(B)에 있어서 본 발명의 단부 종방향빔(200)을 이용한 경우를 도시한 것이다.
라멘교는 특성상 양 교대부(300) 상부에서 거더(100)와 양 교대부(300)가 서로 구조적으로 강결되도록 하여 우각부에 휨 부모멘트가 발생되므로 이를 줄이고자 하는 노력을 강구하게 된다.
이에 본 발명은 상기 단부 종방향빔(200)과 배면정착블록(500)에 설치되는 긴장재(400)에 의한 프리스트레스를 우각부 보강에 이용함으로서 보다 효율적인 라멘교 시공이 가능하도록 할 수 있음을 알 수 있다.
이에 라멘교량(B)은 양 교대부(300) 상면으로부터 우각부철근(320)이 연장되어 슬래브(600)와 거더(100)의 일체화가 유리하도록 하고 있음을 알 수 있다.
도 4c는 양 교대부(300)에 거치된 거더(100)에 있어 가각부를 형성시킬 필요가 있는 경우 본 발명은 단부 종방향빔(200)의 양 측면으로 수평 연장되는 가각부지지빔(210)을 더 연장시키고, 이러한 가각부지지빔(210)를 이용하여 가각부 슬래브(600a)를 시공함으로서 간단하게 교량 가각부(C) 시공이 가능하게 됨을 알 수 있다.
이러한 가각부지지빔(210)은 단부 종방향빔(200)과 일체로 시공하는 것이 바람직하지만 프리캐스트로 제작한 것을 단부 종방향빔(200)에 양 교대부에 지지되도록 하면서 연결 설치해도 상관은 없다.
또한 추후 가각부지지빔을 설치한다 가정하였을 경우, 기존 거더가 아닌 종방향 빔에 설치하므로 단부 파괴를 유도하는 기존 거더를 천공하거나 압축력이 도입되어 있는 거더 단부에 직접적으로 미치는 영향은 없으므로 손쉽게 확장 시킬 수 있다.
< 단부 종방향빔(200)을 이용한 교량(A) 시공방법 >
도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 일반적인 거더교의 시공순서도를 도시한 것이고, 도 5d는 특히 단부 종방향빔(200)을 이용한 라멘교량(B)의 완성사시도를 도시한 것이다.
먼저 도 5a와 같이, 양 교대부(300)를 시공하게 된다.
이러한 양 교대부(300)는 수직벽체 구조물로서 상면에 흉벽(330)이 형성된 경우가 도시되어 있다.
다음으로는 미리 제작된 거더(100)를 상기 양 교대부(300) 상면의 내측 상면에 거치시키게 된다.
이러한 거더(100)는 도 5a의 경우 I형 거더가 도시되어 있는데 U형 거더(100b) 및 박스거더(100c)가 이용될 수 있고 강재를 사용한 강합성 거더가 이용될 수 있다.
이러한 거더(100)의 측면에는 연결철근(110)이 돌출 형성되어 있음을 알 수 있다.
다음으로는 도 5b와 같이, 거더(100) 양 단부 사이사이 및 최 외곽 거더(100)의 측면에 양 교대부(300)에 지지되도록 단부 종방향빔(200)을 일체로 형성시키게 된다. 이른 미도시된 거푸집을 이용하여 현장 타설콘크리트로 시공하면 된다.
이러한 단부 종방향빔(200)에는 미리 쉬스를 매립시켜 긴장재(400) 삽입 설치가 가능하도록 하게 된다.
또한 흉벽(330) 배면에는 역시 배면정착블록(500)을 형성시키게 되며 상기 긴장재(400)가 배면정착블록(500)으로 연장될 수 있도록 역시 쉬스를 매립시켜 놓게 된다.
이때, 단부 종방향빔(200)의 양 측면으로 도 3c와 같이, 수평 연장되는 가각부지지빔(210)을 더 형성시킬 수 있다.
다음으로는 거더(100)와 일체화된 단부 종방향빔(200)으로부터 긴장재(400)가 배면정착블록(500)으로 연장되어 배면정착블록(500)의 전면에서 긴장재(400)가 긴장 후 정착되도록 하여 1차적으로는 배면정착블록(500), 단부 종방향빔(200)에 프리스트레스가 도입되도록 하면서 결국 거더(100)의 단부에도 종방향으로 프리스트레스가 도입되도록 하게 된다.
다음으로는 도 5c와 같이 거더(100) 상면에 슬래브(600)를 시공하게 되며 이러한 슬래브(600)는 가각부 슬래브(600a)와 함께 형성시켜 교량의 가각부(C)를 함께 시공하고 있음을 알 수 있다.
나아가 단부 종방향빔(200)을 이용한 라멘교량(B)의 경우도 도 5d와 같이,
먼저 양 교대부(300)를 시공하게 된다. 이러한 양 교대부(300)는 역시 수직벽체 구조물이다.
다음으로는 미리 제작된 거더(100)를 역시 상기 양 교대부 상면의 내측 상면에 거치시키게 된다.
이러한 거더(100)는 역시 I형 거더, U형 거더, 박스거더가 사용될 수 있다.
다음으로는 거더(100) 양 단부 사이사이 및 최 외곽 거더(100)의 측면에 양 교대부(300)에 지지되도록 단부 종방향빔(200)을 형성시키게 된다. 이는 역시 미 도시된 거푸집을 이용하여 현장 타설콘크리트로 시공하면 된다.
이러한 단부 종방향빔(200)에는 미리 쉬스를 매립시켜 긴장재(400) 삽입 설치가 가능하도록 하게 됨은 동일하다.
또한 양 교대부 외측 상면에는 역시 배면정착블록(500)을 형성시키게 되며 상기 긴장재(400)가 배면정착블록(500)으로 연장될 수 있도록 역시 쉬스를 매립시켜 놓게 된다.
또한 양 교대부 중앙 상면에는 우각부 철근(320, 도 4b참조)가 상방으로 연장되어 수평으로 절곡되어 있음을 알 수 있다.
이때, 단부 종방향빔(200)의 양 측면으로 수평 연장되는 가각부지지빔(210)이 역시 더 형성시키고 있음을 알 수 있다.
다음으로는 거더(100)와 일체화된 단부 종방향빔(200)으로부터 긴장재(400)가 배면정착블록(500)으로 연장되어 배면정착블록(500)의 전면에서 긴장재(400)가 긴장 후 정착되도록 하여 1차적으로는 배면정착블록(500), 단부 종방향빔(200)에 프리스트레스가 도입되도록 하면서 결국 거더(100)의 단부에도 종방향으로 프리스트레스가 도입되도록 하게 된다. 이러한 프리스트레스는 라멘교량에 있어 우각부 보강에 이용되며, 거더(100)의 중앙부에 인장 및 압축력을 추가로 도입할 수 있다.
다음으로는 양 교대부(300), 거더(100) 상면에 슬래브(600)를 시공하게 되며 이러한 슬래브(600)는 가각부 슬래브(600a)와 함께 형성시켜 라멘교량의 가각부를 함께 시공하고 있음을 알 수 있다.
결국, 본 발명은 거더교 또는 라멘교에 있어 단부 종방향빔을 이용하여 양 교대부와 거더의 연결부를 이용하여 거더에 프리스트레스를 도입시키거나, 라멘교에 있어 우각부 보강이 가능하도록 함을 알 수 있다.
나아가 본 발명은 형고가 여유가 있고 공사비를 낮춰야 하는 경우 PSC거더를 적용하고, 형고의 여유가 없이 낮게 가야하는 경우 강재거더 사용을 계획할 수 있으며, 라멘교에 있어 종래 PF거더 및 수직강봉을 이용하고 있었으나 본 발명에서는 우각부 부분을 달리 강재를 사용하지 않고 단부 종방향 빔을 사용함으로써 우각부 응력을 균일하게 함으로 균열을 억제하고, 기 설치된 거더에 추가 프리스트레스를 도입시킬 수 있게 된다.
나아가 도 6은 앞서 살펴본 도 3d와 같이 배면정착블록(500)과 단부 종방향빔(200)을 일체로 형성시키는 방식으로 교량을 시공하는 순서도를 도시한 것이다.
즉, 양 교대부(300)을 시공하고, 거더(100)를 양 교대부(300) 사이에 거치시킨 후, 단부 종방향빔(200)과 배면정착블록(500)을 일체로 양 교대부(300) 상면에 일체로 형성시킨 후, 슬래브(600)를 시공하되, 배면정착블록(500)에 있어 긴장재(400)를 긴장 후 정착시키고 있음을 알 수 있다.
이때 상기 긴장재(400)는 거더로부터 연장되는 긴장재와 단부횡방향빔(200)으로부터 연장되는 긴장재 모두를 긴장 후 정착시킬 수 있음을 알 수 있다.
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: 거더 100a: U형 거더
100b: 박스거더 100c: I형 거더
110: 연결철근 200: 단부 종방향빔
210: 가각부지지빔 220: 단부연결빔
300: 양 교대부 310: 단턱
320: 우각부철근 330: 흉벽
400: 긴장재 500: 배면정착블록
600: 슬래브 600a: 가각부 슬래브
A: 단부 종방향빔을 이용한 교량
B: 단부 종방향빔을 이용한 라멘교량

Claims (10)

  1. 양 교대부(300)에 횡방향으로 서로 이격 거치된 거더(100);
    상기 교대부 상면에 지지되도록 하며 거더 양 단부 측면에 일체화되도록 하되, 거더(100)의 양 단부 횡방향 사이사이 공간에 종방향으로 연장 형성되는 단부 종방향빔(200);
    상기 양 교대부 배면 상부에 형성되어 상기 단부 종방향빔(200)으로부터 연장되는 긴장재(400)가 긴장 후, 정착되어 거더(100)에 프리스트레스가 도입되도록 하는 배면정착블록(500);을 포함하는 단부 종방향빔을 이용한 교량.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 거더(100)는 I형, U형 단면, ㅁ형, T형 또는 ㅠ형의 거더로서, 양 단부 측면에 형성된 연결철근(110)에 단부 종방향빔(200)이 서로 일체로 형성되도록 하는 단부 종방향빔을 이용한 교량.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 양 교대부(300)는 단면에 흉벽(330)이 더 형성되어 양 교대부 상면 내측에 거더(100)가 거치되도록 하고, 상면 외측의 단턱(310)에 배면정착블록이 형성되도록 하여 긴장재(400)가 단부 종방향빔으로부터 배면정착블록으로 연장되어 배면정착블록에 긴장후 정착되도록 하는 단부 종방향빔을 이용한 교량.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 단부 종방향빔(200)은 콘크리트 또는 강재로 제작되어 종방향으로 연장길이를 조정하여 형성되도록 하되, 최외곽 거더의 양 측방에 위치한 거더의 단부 종방향빔(200)의 양 측면으로 수평 연장되는 가각부지지빔(210)을 더 연장시키고, 상기 가각부지지빔(210)을 이용하여 가각부 슬래브(600a)를 시공하도록 하는 단부 종방향빔을 이용한 교량.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 거더(100)에 형성되는 단부 종방향빔(200)은 배면정착블록(500)과 일체로 함께 형성되며, 상기 거더(100)가 거치되는 교량은 양 교대부 상면에 거더가 거치되는 거더교(A) 또는 양 교대부 상면에 거더가 강결되는 라멘교량(B)인 단부 종방향빔을 이용한 교량.
  6. (a) 양 교대부(300)에 횡방향으로 거더(100)를 서로 이격 거치하는 단계;
    (b) 상기 교대부 상면에 지지되도록 하며 거더 양 단부 측면에 일체화되도록 하되, 거더(100)의 양 단부 횡방향 사이사이 공간에 단부 종방향빔(200)을 종방향으로 연장 형성시키는 단계; 및
    (c) 상기 양 교대부 배면 상부에 단부 종방향빔(200)으로부터 연장되는 긴장재(400)를 긴장 후, 정착될 수 있도록 배면정착블록(500)을 형성시키고, 상기 긴장재에 의하여 거더에 프리스트레스가 도입되도록 하는 단계;를 포함하는 단부 종방향빔을 이용한 교량 시공방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 (c) 단계 이후에, 거더 상부에 슬래브를 더 형성시켜 거더교를 완성시키거나, 양 교대부 상면으로부터 연장되는 우각부 철근(320)이 슬래브에 매립되도록 하여 거더와 양 교대부가 강결되는 라멘교량을 완성시키는 단계가 더 포함되는 단부 종방향빔을 이용한 교량 시공방법.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 거더(100)는 I형 또는 U형,ㅁ형, T형, ㅠ형의 단면의 거더로서, 양 단부 측면에 형성된 연결철근(110)에 단부 종방향빔(200)을 서로 일체로 형성시켜 거더 양 단부 측면에 단부 종방향빔(200)이 일체화 되도록 하는 단부 종방향빔을 이용한 교량 시공방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 단부 종방향빔(200)은 콘크리트 또는 강재로 제작되어 종방향으로 연장길이를 조정하여 형성되도록 하되, 최외곽 거더의 양 측방에 위치한 거더의 단부 종방향빔(200)의 양 측면으로 수평 연장되는 가각부지지빔(210)을 더 연장시켜 상기 가각부지지빔(210)을 이용하여 가각부 슬래브(600a)를 시공할 수 있도록 하는 단부 종방향빔을 이용한 교량 시공방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 상기 양 교대부(300)는 단면에 흉벽(330)이 더 형성되어 양 교대부 상면 내측에 거더(100)가 거치되도록 하고, 상면 외측의 단턱(310)에 배면정착블록이 형성되도록 하여 긴장재(400)가 단부 종방향빔으로부터 배면정착블록으로 연장되어 배면정착블록에 긴장후 정착되도록 하는 단부 종방향빔을 이용한 교량 시공방법.


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