KR101641837B1 - 교량 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조적인 안정성을 확보한 상태에서, 하부구조의 단면증설을 최소화하여 자중을 경감시켜 기둥, 기초 및 지반 등의 보강을 최소화하며, 이와 더불어 시공성 및 경제성을 도모할 수 있는 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법은, 교량의 통수단면이나 하부 공간을 확장시키기 위해 교량의 상부구조물을 인상한 후 하부구조물의 단면을 증설하는 공법에 있어서, (a) 상부구조물의 인상 후 하부구조물의 상면에 교축직각방향을 따라 기존 교량받침 위치에 매립빔을 설치하고, 배열된 매립빔간의 사이에 교축직각방향으로 수평연결강관을 연결하고 교축방향으로 복수의 연결강봉을 각기 연결하는 단계와; (b) 하부구조물의 상면을 치핑한 후 교축 및 교축직각방향으로 1차 철근을 배근하고, 동시에 매립빔의 주위에 수직방향으로 입설된 2차 철근연결용 케미컬 앵커철근을 시공하는 단계와; (c) 하부구조물 상면에 1차 철근이 매설되도록 1차 콘크리트를 타설하는 단계와; (d) 매립빔의 둘레로 2차 철근연결용 케미컬 앵커철근에 2차 철근을 철근연결재를 매개로 연결시켜 배근하는 단계와; (e) 시공될 콘크리트 블럭의 바닥면과 접하게 될 1차 콘크리트와의 타설면 접촉영역을 치핑한 후, 매립빔을 에워싼 영역에 2차 콘크리트를 타설하여 직육면체 형태의 콘크리트 블럭을 시공하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

Description

교량 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법{Section formation method for weight reduction at section building of bridge lower structure}

본 발명은 교량의 통수 단면 확보나 하부 공간을 확장시키기 위한 교량 하부구조물의 단면 증설을 위한 방법에 관한 것으로, 특히 구조적인 안정성을 확보한 상태에서, 하부구조의 단면증설을 최소화하여 자중을 경감시켜 기둥, 기초 및 지반 등의 보강을 최소화하며, 이와 더불어 시공성 및 경제성을 도모할 수 있는 교량 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법에 관한 것이다.

하천 상에 건설된 교량이 공용중 통수단면이 부족하게 되거나 도시에 건설된 교량이 주변 도시계획의 변경으로 교량 하부 공간이 부족한 경우, 기존교량의 철거 후 재신설하거나, 상부구조를 인상한 후 하부구조를 단면증설하여 기존교량을 활용하는 방안 등이 알려져 있다.

재신설하는 경우는 공용중인 교량을 철거한 후 재신설하는 동안에 교통 민원발생과 더불어 경제적 및 시간적인 손실이 과대하게 발생할 수밖에 없다.

따라서, 기존교량의 내구성 및 구조적 안정성이 확보되어 있는 상태라면, 상부구조를 인상한 후 하부구조를 단면증설하여 기존교량을 활용하는 경우가 점차 증가하고 있다.

이러한 단면증설공법의 경우 하부구조 단면형상에 맞추어 수직으로 증설하는데, 이는 자중의 증가로 이어져 일정 이상의 높이가 인상되면, 하부구조의 교각, 기초 및 지반 등의 보강이 필수적이며, 이로 인한 우회도로 확보, 추가적인 가설교량 설치 등의 경제적 비용의 증가 및 공사기간이 장기화될 수밖에 없다.

기존의 일반적인 공법이나 특허공법들은 단순히 철근콘크리트 단면으로 인상높이만큼 하부구조를 증설하거나 기존 교량받침 하부에 빔이나 원형강관 등을 매립한 후 철근 콘크리트 단면으로 증설하고 있다.

본 발명의 배경기술이 되는 특허 제10-0500143호(통수단면 확보를 위한 교각의 중공 단면확대 시공방법 및 그 구조)의 경우, 도 15와 같이 상부구조물(2)을 인상한 후 교각(1) 주변에 강판을 덧씌운 후 인상된 높이만큼 중공의 단면을 형성시켜 자중을 감소시키는 공법이지만, 기존 교각 콘크리트 면에 앵커볼트(41)를 이용하여 강판(52)을 덧씌우기 때문에 증설되는 단면과의 이질적인 재료와의 부착으로 인한 구조적인 일체거동을 확보하기 어렵고 중공의 단면증설은 시공 자체가 극히 어려울 뿐만 아니라, 중공의 단면 형성부가 매립되는 강재로 된 부재와 후타설되는 콘크리트와의 부착면이 극히 일부분이기 때문에 구조적 거동이 불명확한 단점을 지니고 있다.

일반적인 단면증설의 경우 하부구조 단면형상에 맞추어 수직으로 증설하는데, 자중의 증가로 이어져 일정이상의 높이가 인상되면, 하부구조의 교각, 기초 및 지반 등의 보강이 필수적이며, 경제적인 측면에서도 하부구조 전단면에 대한 철근배근 및 콘크리트 타설 시행에 따른 공사비의 증가와 시공기간도 장기화가 수반될 수 밖에 없다.

또한, 상부구조 인상 후 철근배근의 편리성 도모 및 구조적 안정성을 확보하기 위하여 매립되는 빔 또는 강관 등의 부재는, 구조적으로 교량의 인상 전후 상부구조의 자중을 그대로 지지하게 된다. 즉, 도 16 및 도 17과 같이 상부구조의 추가적인 고정하중과 활하중이 빔 또는 강관 등의 매립부재(3)에 의하여 기존 하부구조의 주철근(1)에 전달되기 때문에, 증설되는 단면의 자중 및 활하중은 기존단면의 주철근(1)에 하중으로 작용한다.

상기와 같은 시공법에서는 약간만의 하부구조 단면증설만으로도 자중의 증가로 인한 기존 하부구조 주철근(1)의 구조적 안정성이 부족해지는 경우가 많다.

따라서, 증설되는 단면에 의한 자중을 최소화하면서 추가적인 하중에 대해 저항할 수 있는 철근의 효율적인 배근과 단면의 최적화가 필요하게 된다.

특허 제10-0500143호(통수단면 확보를 위한 교각의 중공 단면확대 시공방법 및 그 구조)

본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 창안된 것으로, 구조적인 안정성을 확보한 상태에서, 하부구조의 단면증설을 최소화하여 자중을 경감시켜 기둥, 기초 및 지반 등의 보강을 최소화하며, 이와 더불어 시공성 및 경제성을 도모할 수 있는 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법은,

교량의 통수단면이나 하부 공간을 확장시키기 위해 교량의 상부구조물을 인상한 후 하부구조물의 단면을 증설하는 공법에 있어서,

(a) 상부구조물의 인상 후 하부구조물의 상면에 교축직각방향을 따라 기존 교량받침 위치에 매립빔을 설치하고, 배열된 매립빔간의 사이에 교축직각방향으로 수평연결강관을 연결하고 교축방향으로 복수의 연결강봉을 각기 연결하는 단계와;

(b) 하부구조물의 상면을 치핑한 후 교축 및 교축직각방향으로 1차 철근을 배근하고, 동시에 매립빔의 주위에 수직방향으로 입설된 2차 철근연결용 케미컬 앵커철근을 시공하는 단계와;

(c) 하부구조물 상면에 1차 철근이 매설되도록 1차 콘크리트를 타설하는 단계와;

(d) 매립빔의 둘레로 2차 철근연결용 케미컬 앵커철근에 2차 철근을 철근연결재를 매개로 연결시켜 배근하는 단계와;

(e) 시공될 콘크리트 블럭의 바닥면과 접하게 될 1차 콘크리트와의 타설면 접촉영역을 치핑한 후, 매립빔을 에워싼 영역에 2차 콘크리트를 타설하여 직육면체 형태의 콘크리트 블럭을 시공하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 바람직한 제 2실시예에 따른 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법은,

교량의 통수단면이나 하부 공간을 확장시키기 위해 교량의 상부구조물을 인상한 후 하부구조물의 단면을 증설하는 공법에 있어서,

(a) 상부구조물의 인상 후 하부구조물의 상면에 교축직각방향을 따라 기존 교량받침 위치에 1차적으로 매립빔을 설치하고, 교축직각방향으로 배열된 매립빔간의 사이에 발포폴리스트렌 블럭을 설치하고, 교축방향으로 배열된 매립빔간에 연결강봉을 연결하는 단계와;

(b) 매립빔의 주위와 하부구조물의 상면 둘레에 각기 내측 케미컬 앵커철근 및 외측 케미컬 앵커 철근을 시공하는 단계와;

(c) 하부구조물의 상면으로 외측 케미컬 앵커철근에 철근연결재를 매개로 1차 철근(29)을 연결시켜 횡과 종방향으로 배근하는 단계와;

(d) 하부구조물의 상면에 배근된 1차 철근이 매설되고 내측 케미컬 앵커철근의 상단부가 일정량 노출되는 두께로 1차 콘크리트를 타설하는 단계와;

(e) 상부구조물을 재인상시킨 후 1차측 매립빔에 추가적으로 2차측 매립빔을 수직방향으로 연결시키고, 교축직각방향으로 이웃한 2차측 매립빔간의 사이에 수평연결강관 연결하고, 교축방향으로 배열된 2차측 매립빔간의 사이에 복수의 연결강봉을 각기 연결시켜 놓는 단계와;

(f) 노출된 내측 케미컬 앵커철근에 철근연결재를 매개로 2차 철근을 연결시켜 배근하는 단계와;

(g) 2차 콘크리트가 타설 접촉될 1차 콘크리트의 타설 면을 치핑한 후, 1차 콘크리트의 타설면에 각각의 2차측 매립빔을 에워싸서 2차 콘크리트를 타설하여 직육면체 형태의 콘크리트 블럭을 시공하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 매립빔은 더블 H형 단면 구조를 갖는 매립빔 몸체, 매립빔 몸체의 상,하단에 접합된 마구리판, 하단 마구리판에 고정앵커와 연결되기 위한 다수개의 앵커 삽입홀을 갖는 접합플랜지, 매립빔 몸체의 강성을 보강하기 위한 스티프너 및 타설 콘크리트와의 합성력을 높이기 위해 매립빔 몸체에 접합되어 있는 다수의 스터드볼트로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 수평연결강관은 강관 몸체, 강관 몸체의 양단부에 접합되어 있는 강관 플랜지, 강관 몸체와 강관 플랜지의 접합부를 보강하는 보강리브로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 제1 실시 예의 (b) 단계에서, 1차 철근의 배근시 확실한 고정을 위하여 일정 간격마다 1차 철근 고정용 케미칼 앵커 철근이 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 제1 실시 예의 (c) 단계에서, 1차 콘크리트의 타설 높이는 1차 철근의 피복이 확보되도록 15~20cm로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 제1 실시 예의 (d) 단계에서, 2차 철근은 2차 철근연결용 케미컬 앵커철근에 철근연결재를 매개로 연결시켜 배근되어 그의 높이가 매립빔의 상단 가까이 이루어지며, 역 U자 형태로 구성되어 설치되고, 사각 띠철근이 부가적으로 설치되어 시공되는 것을 특징으로 한다.

다른 한편, 제2 실시 예의 (a) 단계에서, 발포폴리스트렌 블럭의 길이가 교축직각방향으로 이웃한 매립빔간의 배치 간격보다 작고, 발포폴리스트렌 블럭의 폭은 교축방향으로 이웃한 매립빔간의 배열 중심 간격보다 크며, 발포폴리스트렌 블럭의 높이는 매립빔의 높이 보다 작은 높이를 가지고 시공되는 것을 특징으로 한다.

또한, 제2 실시 예의 (b) 단계에서, 내측 케미컬 앵커철근은 매립빔의 높이보다 낮고 발포폴리스트렌 블럭보다 높게 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 제2 실시 예의 (c) 단계에서, 1차 철근의 높이는 내측 케미컬 앵커철근의 높이보다 낮게 설치되며, 1차 철근은 역 U자 형태로 구성되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 제2 실시 예의 (f) 단계에서, 2차 철근의 높이가 2차측 매립빔의 상단 가까이 이루어지며, 사각 띠철근이 부가적으로 설치되고, 역 U자 형태로 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법은, 자중의 감소로 하부구조(교대, 교각)의 추가적인 보강이 필요치 않아, 경제적인 측면 뿐만 아니라 시공기간의 단축이 가능하다.

또한, 기존 교량의 철거 및 신설에 따른 시공중 우회가교가 불필요하고 시공기간이 기존교량 인상에 비하여 단축되므로 이에 따른 각종 민원 발생소지를 최소화시킬 수 있다.

또한, 인상되는 높이만큼 증설되는 추가적인 하부구조의 단면을 최적화하여 이로 인한 경제성이 높아진다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법의 시공 공정도로서,
도 1a 내지 도 1c는 시공 제 1단계에서의 사시도 및 정면도 및 횡단면도이고,
도 2a 내지 도 2c는 시공 제 2단계에서의 사시도 및 정면도 및 횡단면도이고,
도 3a 내지 도 3c는 시공 제 3단계에서의 사시도 및 정면도 및 횡단면도이고,
도 4a 내지 도 4c는 시공 제 4단계에서의 사시도 및 정면도 및 횡단면도이고,
도 5a 내지 도 5c는 시공 제 5단계에서의 사시도 및 정면도 및 횡단면도이고,
도 6 내지 도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법의 시공 공정도로서,
도 6a 내지 도 6c는 시공 제 1단계에서의 사시도 및 정면도 및 횡단면도이고,
도 7a 내지 도 7c는 시공 제 2단계에서의 사시도 및 정면도 및 횡단면도이고,
도 8a 내지 도 8c는 시공 제 3단계에서의 사시도 및 정면도 및 횡단면도이고,
도 9a 내지 도 9c는 시공 제 4단계에서의 사시도 및 정면도 및 횡단면도이고,
도 10a 내지 도 10c는 시공 제 5단계에서의 사시도 및 정면도 및 횡단면도이고,
도 11a 내지 도 11c는 시공 제 5단계에서의 사시도 및 정면도 및 횡단면도이고,
도 12a 내지 도 12c는 시공 제 5단계에서의 사시도 및 정면도 및 횡단면도이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명에 적용되는 매립빔의 사시도 및 도 13a의 A-A선 단면도.
도 14a 및 도 14b는 본 발명에 적용되는 수평연결강관의 사시도 및 도 14a의 B-B선 단면도.
도 15는 본 발명의 배경기술인 특허 제10-0500143호의 대표도이고,
도 16은 일반적인 하부구조 단면 증설 공법에 따라 시공된 사진이고,
도 17은 도 14의 단면 증설된 하부구조를 설명하기 위한 구성도이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 교량 하부구조물의 단면 증설 공법은, 교량의 통수단면이나 하부 공간을 확장시키기 위해 교량의 상부구조물(12)을 인상한 후 하부구조물(14)의 단면을 증설하는 공법에 적용된다. 본 발명은 교량 상부구조물의 인상 높이에 따라 2가지 형태로 실시될 수 있다. 즉, 상부구조물의 인상높이가 낮은 경우와 인상 높이가 높은 경우 각각에 대한 공법을 설명한다. 이때 동일 또는 동등 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.

본 명세서에서, 교축방향은 교량의 길이 방향을 의미하고, 교축직각방향은 교축방향에 직각인 방향을 의미하다. 또한 종방향은 교축방향을 의미하고, 횡방향은 교축직각방향을 의미한다.

<제1 실시 예>

도 1 내지 도 5는 상부구조물(12)의 인상높이가 낮은 경우에 적용되는 공법 순서도이다.

먼저, 제1 단계로 도 1과 같이 상부구조물(12)의 인상 후 하부구조물(14)의 상면에 신설 구조체의 완성 후 종방향간 구조적 거동의 일체성을 확보하기 위해 교축직각방향을 따라 기존 교량받침 위치에 매립빔(16)을 설치한다. 매립빔(16)은 하부구조물(14)의 상면에 설치된 고정앵커(17)로 연결시켜 고정한다.

이후, 배열된 매립빔(16) 사이에는 신설 구조체의 완성 후 횡방향간 구조적 거동의 일체성을 확보하기 위해 교축직각방향으로 수평연결강관(18)을 연결하고, 교축방향으로는 복수의 연결강봉(20)을 각기 연결한다.

여기서, 매립빔(16)은 강재로 제작된다. 도 13a 및 도 13b와 같이 매립빔(16)은 지지하중 및 휨강성을 높이기 위해 더블 H형 단면 구조를 갖는 매립빔 몸체(161), 매립빔 몸체(161)의 상,하단에 접합된 마구리판(162a,162b), 하단 마구리판(162b)에 고정앵커(17)와 연결되기 위한 다수개의 앵커 삽입홀(16a)을 갖는 접합플랜지(162), 매립빔 몸체(161)의 강성을 보강하기 위한 스티프너(163)로 이루어져 있다. 바람직하게 매립빔(16)은 타설 콘크리트와의 합성력을 높이기 위해 매립빔 몸체(161)에 다수의 스터드볼트(164)가 접합되어 설치됨이 바람직하다.

도 14a 및 도 14b와 같이 수평연결강관(18)은 강관 몸체(181), 강관 몸체(181)의 양단부에 접합되어 있는 강관 플랜지(182), 강관 몸체(181)와 강관 플랜지(182)의 접합부를 보강하는 보강리브(183)로 구성된다.

연결강봉(20)은 고강도 강재로 제작되어 외주면에 나사산이 형성되어 있다. 연결강봉(20)은 교축 방향으로 배열된 매립빔(16과 16)간의 사이에 양단이 삽입되어 너트에 의해 체결 조립된다.

그 다음, 제2 단계로 도 2와 같이 하부구조물(14)의 상면을 치핑한 후 교축 및 교축직각방향으로 1차 철근(22)을 배근하고, 매립빔(16)의 주위에 수직방향으로 입설된 2차 철근연결용 케미컬 앵커철근(24)을 시공하는 단계를 갖는다.

1차 철근(22)의 배근시 확실한 고정을 위하여 일정 간격마다 1차 철근 고정용 케미칼 앵커 철근(22a)이 설치될 수 있다.

이같이 1차 철근(22)의 배근은 인상 높이만큼의 지지부재(매립빔, 수평연결관 등)와 후공정에 타설되는 콘크리트 자중에 따른 하중을 분담하게 된다. 또한 1차 철근(22)은 기존 하부구조물에 배근된 주철근과 근접하게 배근됨으로써 일체 거동을 확보하는데 유리하게 된다.

치핑은 예로, 회전 커더 면삭기를 이용하는 회전방식이나 해머드릴을 이용한 타격 방식이 될 수 있다. 치핑 후에는 분진을 제거하기 위해 고압세척 과정을 갖는다.

2차 철근연결용 케미컬 앵커철근(24)은 매립빔(16)의 하단부 둘레를 따라 일정 간격마다 설치된다. 이같이 2차 철근연결용 케미컬 앵커철근(24)이 설치됨으로써 추가로 배근되는 매립빔(16) 주위의 철근 배근을 용이하게 할 수 있다.

여기서, 케미컬 앵커철근(22a,24)은 드릴로 콘크리트에 구멍을 천공한 후 분진을 제거하고 천공홀에 경화재를 주입한 후 철근을 천공홀에 삽입하여 경화재가 경화됨으로써 시공된다.

그 다음, 제3 단계로 도 3과 같이 하부구조물(14)의 상면에 1차 철근(22)이 매설되도록 1차 콘크리트(26)를 타설한다.

1차 콘크리트(26)의 타설층은 매립빔(16) 주위에 타설되는 후공정의 2차 콘크리트 타설로 인한 추가 고정하중에 대하여 추가로 배근된 2차 철근과 기존 주철근과의 일체 거동을 확보할 수 있게 된다.

이때 1차 콘크리트(26)의 타설 높이는 1차 철근(22)의 피복이 확보되는 높이로서 15~20cm가 바람직하다. 이는 15cm 미만이 되면 1차 철근(22)의 피복이 확보되지 못하고 20cm를 초과하게 되면 콘크리트의 타설량이 필요 이상으로 증가하기 때문이다.

그 다음, 제4 단계로 도 4와 같이 매립빔(16)의 둘레로 2차 철근(28)이 배근된다.

2차 철근(28)은 2차 철근연결용 케미컬 앵커철근(24)에 철근연결재(27)를 매개로 연결시켜 배근된다. 2차 철근(28)의 높이는 매립빔(16)의 상단 가까이 이루어지며, 사각 띠철근(28a)이 부가적으로 설치될 수 있다. 2차 철근(28)은 본 실시 예에서 역U자 형태로 구성되어 설치된다.

2차 철근(28)의 배근으로 매립빔(16)과 신설 받침(13)이 상부구조물(12)의 하중을 효과적으로 하부구조물(14)에 전달할 수 있다.

그 다음, 제5 단계로 도 5와 같이 2차 콘크리트(30a)가 타설된다.

이는 시공될 콘크리트 블럭의 바닥면과 접하게 될 1차 콘크리트(26)와의 타설면 접촉영역을 치핑한 후, 매립빔(16)을 에워싼 영역에 2차 콘크리트(30a)를 타설하여 이루어진다. 이때 2차 콘크리트(30a)의 타설 높이가 매립빔(16)의 상단에 이르도록 한다. 2차 콘크리트(30a)를 타설로 직육면체 형태의 콘크리트 블럭(30)이 시공된다.

본 실시 예에서는 하나의 교각구조물에 5개소의 콘크리트 블럭(30)이 시공되어 있으나 본 발명은 상부구조물(12)측 거더의 설치 수량에 따라 증감될 수 있다.

이와 같이 제 1실시 예의 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법에 따르면, 추가적인 콘크리트 및 부자재의 자중 감소 및 안전성으로 인해 하부구조(교대, 교각)의 추가적인 보강이 필요치 않아, 경제적인 측면 뿐만아니라 시공기간의 단축이 가능해진다.

또한, 기존 교량의 철거 및 신설에 따른 시공중 우회가교가 불필요하고 시공기간이 기존교량 인상에 비하여 단축되이므로 이에 따른 각종 민원 발생소지를 최소화시킬 수 있다.

또한, 인상되는 높이만큼 증설되는 추가적인 교량 하부구조의 단면을 최적화하여 이로 인한 경제성이 높아진다.

<제2 실시 예>

제2 실시 예는 상부구조물(12)의 인상높이가 높은 경우에 적용되는 공법이다.

먼저, 제1 단계로 도 6과 같이 상부구조물(12)의 인상 후 하부구조물(14)의 상면에 교축직각방향을 따라 기존 교량받침 위치에 1차 매립빔(16)을 설치하고, 2차적으로 교축직각방향으로 배열된 매립빔(16과 16)간의 사이에 발포폴리스트렌 블럭(40)을 설치하고, 교축방향으로 배열된 매립빔(16과 16)간에 복수의 연결강봉(20)을 연결한다.

발포폴리스트렌 블럭(40)은 발포폴리스트렌(Expandable PolyStrene)으로 제작된 육면체 형태를 갖는다. 발포폴리스트렌 블럭(40)은 중량이 일반토사의 1/100이기 때문에 하중을 크게 절감시킬 수 있고 시공이 간편해진다. 발포폴리스트렌 블럭(40)은 그의 길이가 교축직각방향으로 이웃한 매립빔(16과 16)간의 배치 간격보다 작고, 그의 폭은 교축방향으로 이웃한 매립빔(16과 16)간의 배열 중심 간격보다 약간 크며, 그의 높이는 매립빔(16)의 높이보다 작다. 본 실시 예에서 발포폴리스트렌 블럭(40)의 높이는 매립빔(16)이 갖는 높이의 1/2에 해당한다.

여기서, 매립빔(16) 및 연결강봉(20)은 제1 실시 예와 동일한 방법으로 시공된다.

그 다음, 제2 단계로 도 7과 같이 매립빔(16)의 주위와 하부구조물(14)의 상면 둘레에 각기 내측 케미컬 앵커철근(24a) 및 외측 케미컬 앵커 철근(24b)을 시공한다.

여기서 내측 케미컬 앵커철근(24a)은 매립빔(16)의 높이보다 낮고 발포폴리스트렌 블럭(40)보다 높게 설치된다. 또한, 외측 케미컬 앵커 철근(24b)은 후공정에서의 1차 철근(29)의 연결을 위해 내측 케미컬 앵커철근(24a)보다 낮은 높이로 설치된다.

그 다음, 제3 단계로 도 8과 같이 하부구조물(14)의 상면에 설치된 외측 케미컬 앵커철근(24b)에 철근연결재(27)를 매개로 1차 철근(29)을 연결시켜 횡과 종방향으로 배근한다.

이때 1차 철근(29)의 높이는 내측 케미컬 앵커철근(24a)의 높이보다 낮게 설치되며, 1차 철근(29)은 본 실시 예에서 역 U자 형태로 구성되어 설치된다.

그 다음, 제4 단계로 도 9와 같이 하부구조물(14)의 상면에 배근된 1차 철근(29)이 매설되고 내측 케미컬 앵커철근(24a)의 상단부가 일정량 노출되는 두께로 1차측 콘크리트(26)를 타설한다.

1차측 콘크리트(26)의 타설 후에는 내측 케미컬 앵커철근(24a)의 상단부가 일정량 노출될 뿐만 아니라 매립빔(16)의 상단부 일정 구간도 노출된다.

그 다음, 제5 단계로 도 10과 같이 상부구조물(12)을 재인상시킨 후 1차측 매립빔(16)에 추가적으로 2차측 매립빔(16)을 수직방향으로 연결시키고, 교축직각방향으로 이웃한 매립빔(16과 16)간의 사이에 제1실시 예와 동일한 수평연결강관(18)을 연결하고, 교축방향으로 배열된 매립빔(16과 16)간의 사이에 제1실시 예와 동일한 연결강봉(20)을 각기 연결시켜 놓는다.

1차측 매립빔(16)과 추가된 2차측 매립빔(16)의 연결은 접합측 마구리판을 볼트 및 너트로 체결하여 이루어질 수 있다.

그 다음, 제6 단계로 도 11과 같이 노출된 내측 케미컬 앵커철근(24a)에 철근연결재(27)를 매개로 2차 철근(31)을 연결시켜 배근한다.

2차 철근(31)의 높이는 2차측 매립빔(16)의 상단 가까이 이루어지며, 사각 띠철근(31a)이 부가적으로 설치될 수 있다. 2차 철근(31)은 본 실시 예에서 역U자 형태로 구성되어 설치된다.

2차 철근(31)의 배근으로 2차측 매립빔(16)과 신설 받침(13)이 상부구조물(12)의 하중을 효과적으로 하부구조물(14)에 전달할 수 있게 된다.

그 다음, 제7 단계로 도 12와 같이 2차 콘크리트(30a)가 타설 접촉될 1차 콘크리트(26)의 타설 면을 치핑한 후, 1차 콘크리트(26)의 타설면에 각각의 2차측 매립빔(16)을 에워싸서 2차 콘크리트(30a)를 타설한다. 이때 2차 콘크리트(30a)의 타설 높이가 매립빔(16)의 상단에 이르도록 한다. 2차 콘크리트(30a)의 타설로 직육면체 형태의 콘크리트 블럭(30)이 다수개로 시공된다.

본 실시 예에서는 하나의 교각구조물에 5개소의 콘크리트 블럭(30)이 시공되어 있으나 본 발명은 상부구조물측 거더의 수량에 따라 증감될 수 있다.

이와 같이 제2 실시 예의 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법에 따르면, 제1 실시 예의 이점을 모두 포함함은 물론이고 매립빔(16)을 2단으로 적층하여 인상 높이를 높게 할 수 있고, 발포폴리스트렌 블럭(40)이 적용되어 단면 증설 부피에 비해 상대적으로 자중 감소를 대폭 꾀할 수 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

16: 매립빔
18: 수평연결강관
20: 연결강봉
22: 1차 철근
24: 2차 철근 연결용 케미컬 앵커철근
24a: 내측 케미컬 앵커철근
24b: 외측 케미컬 앵커철근
26: 1차 콘크리트
27: 철근연결재
29: 1차 철근
30: 콘크리트 블럭
30a: 2차 콘크리트
40: 발포폴리스트렌 블럭

Claims (10)

1. 교량의 통수단면이나 하부 공간을 확장시키기 위해 교량의 상부구조물(12)을 인상한 후 하부구조물(14)의 단면을 증설하는 공법에 있어서,
   (a) 상부구조물(12)의 인상 후 하부구조물(14)의 상면에 교축직각방향을 따라 기존 교량받침 위치에 강재 매립빔(16)을 설치하고, 배열된 매립빔(16) 사이에 교축직각방향으로 수평연결강관(18)을 설치하여 매립빔(16)들을 서로 연결시키는 단계와;
   (b) 하부구조물(14)의 상면을 치핑한 후 교축 및 교축직각방향으로 1차 철근(22)을 배근하고, 동시에 매립빔(16)의 주위에 수직방향으로 입설된 2차 철근연결용 케미컬 앵커철근(24)을 시공하는 단계와;
   (c) 하부구조물(14)의 상면에 1차 철근(22)이 매설되도록 1차 콘크리트(26)를 타설하는 단계와;
   (d) 매립빔(16)의 둘레로 2차 철근연결용 케미컬 앵커철근(24)에 2차 철근(28)을 철근연결재(27)를 매개로 연결시켜 배근하는 단계와;
   (e) 시공될 콘크리트 블럭(30)의 바닥면과 접하게 될 1차 콘크리트(26)와의 타설면 접촉영역을 치핑한 후, 매립빔(16)을 에워싼 영역에 2차 콘크리트(30a)를 타설하여 직육면체 형태의 콘크리트 블럭(30)을 형성하되, 콘크리트 블럭(30) 사이에 공간이 형성되고 이 공간을 통해 매립빔(16)을 연결하는 수평연결강관(18)이 노출되도록 단면을 증설하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법.
2. 교량의 통수단면이나 하부 공간을 확장시키기 위해 교량의 상부구조물(12)을 인상한 후 하부구조물(14)의 단면을 증설하는 공법에 있어서,
   (a) 상부구조물(12)의 인상 후 하부구조물(14)의 상면에 교축직각방향을 따라 기존 교량받침 위치에 1차적으로 강재 매립빔(16)을 설치하고, 교축직각방향으로 배열된 매립빔(16과 16)간의 사이에 발포폴리스티렌 블럭(40)을 설치하고, 교축방향으로 배열된 매립빔(16과 16)간에 연결강봉(20)을 연결하는 단계와;
   (b) 매립빔(16)의 주위와 하부구조물(14)의 상면 둘레에 각기 내측 케미컬 앵커철근(24a) 및 외측 케미컬 앵커 철근(24b)을 시공하는 단계와;
   (c) 하부구조물(14)의 상면으로 외측 케미컬 앵커철근(24b)에 철근연결재(27)를 매개로 1차 철근(29)을 연결시켜 발포폴리스티렌 블럭(40)의 상부에 횡과 종방향으로 배근하는 단계와;
   (d) 하부구조물(14)의 상면에 배근된 발포폴리스티렌 블럭(40)과 1차 철근(29)이 매설되고 내측 케미컬 앵커철근(24a)의 상단부가 일정량 노출되는 두께로 1차 콘크리트(26)를 타설하는 단계와;
   (e) 상부구조물(12)을 재인상시킨 후 1차측 매립빔(16)에 추가적으로 2차측 매립빔(16)을 수직방향으로 연결시키고, 교축직각방향으로 이웃한 2차측 매립빔(16과 16)간의 사이에 수평연결강관(18)을 연결하고, 교축방향으로 배열된 2차측 매립빔(16과 16)간의 사이에 복수의 연결강봉(20)을 각기 연결시켜 놓는 단계와;
   (f) 노출된 내측 케미컬 앵커철근(24a)에 철근연결재(27)를 매개로 2차 철근(31)을 연결시켜 배근하는 단계와;
   (g) 2차 콘크리트(30a)가 타설 접촉될 1차 콘크리트(26)의 타설 면을 치핑한 후, 1차 콘크리트(26)의 타설면에 각각의 2차측 매립빔(16)을 에워싸서 2차 콘크리트(30a)를 타설하여 직육면체 형태의 콘크리트 블럭(30)을 시공하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 하는 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 매립빔(16)은 더블 H형 단면 구조를 갖는 매립빔 몸체(161), 매립빔 몸체(161)의 상,하단에 접합된 마구리판(162a,162b), 하단 마구리판(162b)에 고정앵커(17)와 연결되기 위한 다수개의 앵커 삽입홀을 갖는 접합플랜지(162), 매립빔 몸체(161)의 강성을 보강하기 위한 스티프너(163) 및 타설 콘크리트와의 합성력을 높이기 위해 매립빔 몸체(161)에 접합되어 있는 다수의 스터드볼트(164)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   수평연결강관(18)은 강관 몸체(181), 강관 몸체(181)의 양단부에 접합되어 있는 강관 플랜지(182), 강관 몸체(181)와 강관 플랜지(182)의 접합부를 보강하는 보강리브(183)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법.
5. 제 1항에 있어서,
   (c) 단계에서, 1차 콘크리트(26)의 타설 높이는 1차 철근(22)의 피복이 확보되도록 15~20cm로 이루어지는 것을 특징으로 하는 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법.
6. 제 1항에 있어서,
   (d) 단계에서, 2차 철근(28)은 2차 철근연결용 케미컬 앵커철근(24)에 철근연결재(27)를 매개로 연결시켜 배근되어 상기 2차 철근(28)의 높이가 매립빔(16)의 상단 가까이 이루어지며, 역 U자 형태로 구성되어 설치되고, 사각 띠철근(28a)이 부가적으로 설치되어 시공되는 것을 특징으로 하는 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법.
7. 제 2항에 있어서,
   (a) 단계에서, 발포폴리스트렌 블럭(40)의 길이가 교축직각방향으로 이웃한 매립빔(16과 16)간의 배치 간격보다 작고, 발포폴리스트렌 블럭(40)의 폭은 교축방향으로 이웃한 매립빔(16과 16)간의 배열 중심 간격보다 크며, 발포폴리스트렌 블럭(40)의 높이는 매립빔(16)의 높이 보다 작은 높이를 가지고 시공되는 것을 특징으로 하는 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법.
8. 제 2항에 있어서,
   (b) 단계에서, 내측 케미컬 앵커철근(24a)은 매립빔(16)의 높이보다 낮고 발포폴리스트렌 블럭(40)보다 높게 설치되는 것을 특징으로 하는 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법.
9. 제 2항에 있어서,
   (c) 단계에서,
   1차 철근(29)의 높이는 내측 케미컬 앵커철근(24a)의 높이보다 낮게 설치되며, 1차 철근(29)은 역 U자 형태로 구성되어 설치되는 것을 특징으로 하는 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법.
10. 제 2항에 있어서,
    (f) 단계에서,
    2차 철근(31)의 높이가 2차측 매립빔(16)의 상단 가까이 이루어지며, 사각 띠철근(31a)이 부가적으로 설치되고, 역 U자 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 교량의 하부구조물의 단면 증설시 자중 경감을 위한 단면 형성 방법.

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