KR101765846B1 - 강합성라멘교, 그 제작 및 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 강합성라멘교는 한 쌍의 벽체(100); 한 쌍의 벽체(100) 외측으로 돌출된 돌출부(210)가 형성되도록 벽체(100) 상부에 결합되는 강재거더(200); 콘크리트를 타설하여 강재거더(200)와 합성되도록 형성되는 콘크리트바닥판(300); 콘크리트바닥판(300) 형성시 강재거더(200)의 양단부에 일체로 결합되도록 형성되는 접속슬래브(400);를 포함한다.
기존 라멘교는 우각부(벽체와 상부구조물의 결합부)에 최대 모멘트가 발생하기 때문에 벽체의 두께가 두꺼워지고, 우각부 거더의 형고가 높아지게 된다.
뿐만아니라 라멘교와 접속슬래브가 일체화 구조가 아니기 때문에 접속슬래브와 라멘교의 결합부에서 접속슬래브의 부분침하 및 아스팔트 포장의 반사균열 등의 손상이 발생한다.
그러나 본 발명의 강합성라멘교는 벽체(100) 외측으로 돌출된 돌출부(210)가 형성되어 있기 때문에 우각부에 발생하는 모멘트를 줄일 수 있다.
또한, 접속슬래브(400)가 콘크리트바닥판(300)형성을 위한 콘크리트 타설 시, 강재거더(200)의 양 단부에 결합되기 때문에 접속부의 손상을 방지한다.

Description

강합성라멘교, 그 제작 및 시공방법{STEEL-CONCRETE COMPOSITE RAHMEN BRIDGE AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}

본 발명은 건설분야에 관한 것으로, 상세하게는 강합성라멘교, 그 제작 및 시공방법에 관한 것이다.

현재 가장 폭넓게 사용되는 교량공법은 거더교와 라멘교이다.

우선 거더교는 강재 또는 콘크리트로 제작된 거더를 교대위에 설치된 교좌장치(B)에 거치하고 신축이음장치를 설치한후 바닥판 콘크리트를 타설하는 공정을 갖는다.

거더교는 신축이음장치와 교좌장치에 의해 신축거동이 가능해 진다.

그러나 신축이음장치와 교좌장치는 사용하중(차량, 도보하중 등)에 의해 일정시간 사용 후 교체가 필요한 소모성 재품으로 지속적인 유지관리가 필요하다.

또한, 집중호우와 홍수로 인한 하천범람과 범람시 발생한 부유물질에 의해서 신축이음장치와 교좌장치가 파손되는 문제가 있다.

상기와 같은 유지관리의 불편함을 극복하고자 개발된 것이 라멘교형식의 교량이다.

라멘교는 신축이음장치와 교좌장치를 없애고, 벽체와 상부구조물(거더+바닥판 콘크리트)을 일체화시키는 구조이다.

그러나 라멘교는 벽체와 상부구조물을 일체화시켜 구조물의 유지관리가 용이하지만 대신 우각부(벽체와 상부구조물의 결합부)에 최대 모멘트가 발생하기 때문에 벽체의 두께가 두꺼워지고, 우각부 거더의 형고가 높아지게 된다.

거더의 형고가 높아지면 다리 밑 공간의 확보가 어려워지고, 다리 밑 공간확보가 어려워지는 것은 하천의 통수 단면이 줄어드는 문제를 유발하게 된다.

또한 기존 라멘교는 라멘교와 접속슬래브가 일체화 구조가 아니기 때문에 접속슬래브와 라멘교의 결합부에서 접속슬래브의 부분침하 및 아스팔트포장부 반사균열 등의 손상이 발생한다.

한국특허 10-1178876호 '프리스트레스트 강합성 라멘교 시공방법'은 벽체부 상부에 프리스트레스트 강재거더의 양 단부를 강결시키고, 상기 강재거더와 벽체부를 서로 합성시킨 후, 강재거더 상부에 바닥판(슬래브)을 형성시켜 시공되는 강합성 라멘교 시공방법에 대한 것으로서, 상기 시공방법은 양 벽체부 상면에 상부면이 외측으로 경사지도록 제작된 단부연결강재를 설치하고, 강재빔의 중앙부(C)를 인상하여 강재빔의 자중에 의하여 강재빔이 상방으로 만곡 되도록 하고, 상기 상방으로 만곡된 강재빔의 양 단부와 단부연결강재를 서로 강결시켜 벽체부에 프리스트레스트 강재빔이 설치되도록 하고, 상기 프리스트레스트 강재빔과 벽체부를 서로 합성시키는 단계를 포함한다.(도 1,2 참고)

한국특허 10-1580273호 '라멘교의 강합성 거더와 교대 연결장치 및 이를 이용한 라멘교 시공방법'은 강합성 거더와 교대 연결장치 및 이를 이용한 라멘교 시공 방법에 관한 것으로, 정방형 혹은 직방형으로 된 상부평판과 상기 상부평판의 상면 중앙부에서 상방으로 돌출된 복수의 상부수직판을 구비하고 강합성 거더의 하부 콘크리트 케이싱에 일체로 형성된 상판부를 상기 상부평판과 크기와 형상이 동일한 정방형 혹은 직방형이고 복수의 볼트들이 상방으로 돌출된 하부평판과 상기 하부평판의 하면 중앙부에서 하방으로 돌출된 복수의 하부수직판을 구비하고 상기 강합성 거더가 거치되는 교대의 지점부에 강결되는 하판부와 볼트 결합 방식으로 서로 밀착하여 강결함으로써 강합성 거더와 교대를 서로 연결한 상태에서 상기 강합성 거더의 상부에 콘크리트를 타설하여 슬래브를 형성하고 상기 강합성 거더와 교대의 연결부에 콘크리트를 타설하여 상기 강합성 거더와 교대의 연결부를 일체로 형성한다.

상기 발명은 강합성 거더의 하부 콘크리트 케이싱에 일체로 형성된 상판부를 강합성 거더가 거치되는 교대의 지점부에 강결되는 하판부와 볼트 결합 방식으로 간단하게 강결하므로 강합성 거더와 교대를 서로 연결하는 작업을 용이하게 수행할 수 있다.(도 2, 3 참고)

한국특허 10-1483115호 '라멘교용 강합성빔을 이용한 라멘교 시공방법'은 장경간 시공이 가능한 강합성빔을 제작한 후 벽체구조물과 일체화시킴으로서 형하 공간 확보가 용이하며, 공사기간을 단축시킬 수 있어 경제적인 강합성빔을 이용한 라멘교 시공방법에 관한 것으로서 상기 강합성빔은 프리캐스트 하부케이싱콘크리트와 강재빔을 서로 합성되도록 하되 제작과정에서 하부케이싱콘크리트에는 그 자중에 의한 인장응력이 발생되지 않도록 하여 구조적으로 보다 유리한 강합성빔 이용이 가능하도록 하게 된다.(도 5, 6 참고)

한국특허 10-1178876호, 한국특허 10-1580273호 및 한국특허 10-1483115호는 모두 거더와 벽체부의 연결부에 관한 것으로서, 라멘교와 접속슬래브의 연결부에 손상이 발생할 수 있다.

위 기술들은 우각부의 결합구조를 변경한 기술들이다.

상술한 종래기술의 도면부호는 그 종래기술의 설명에 한정되어 사용한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 우각부 모멘트를 줄이고, 이로 인해 벽체 크기를 줄일 수 있는 강합성라멘교 및 강합성라멘교 시공방법을 제시한다.

또한, 접속슬래브와 라멘교가 일체화 구조로 형성되어 접속슬래브와 라멘교의 결합부에 손상이 발생하지 않는 강합성라멘교 및 강합성라멘교 시공방법을 제시한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명의 강합성라멘교는 한 쌍의 벽체(100); 상기 한 쌍의 벽체(100) 외측으로 돌출된 돌출부(210)가 형성되도록 상기 벽체(100) 상부에 결합되는 강재거더(200); 콘크리트를 타설하여 상기 강재거더(200)와 합성되도록 형성되는 콘크리트바닥판(300); 상기 콘크리트바닥판(300) 형성시 상기 강재거더(200)의 양단부에 일체로 결합되도록 형성되는 접속슬래브(400);를 포함하고, 상기 돌출부(210)는 상기 돌출부(210)의 하부플랜지(201) 상면에 정착부(520)에 의해 고정되고, 상기 벽체(100)의 외측 영역과 상기 돌출부(210)의 하부 영역에 형성된 성토부(10)에 하향으로 삽입고정되는 앵커(500)를 포함한다.

상기 강재거더(200)는 콘크리트-강 합성거더인 것이 바람직하다.

상기 돌출부(210)에는 성토부(10)에 삽입고정되는 앵커(500)가 형성된 것이 바람직하다.

상기 접속슬래브(400)와 도로부(700)의 사이 구간에는 신축이음부(600)가 형성된 것이 바람직하다.

상기 신축이음부(600)는 상기 접속슬래브(400)의 외측 상면에 결합하여 상기 도로부(700)의 상면을 덮도록 형성된 신축이음판(610); 상기 접속슬래브(400)와 상기 도로부(700)의 사이 구간에 형성된 잡석부(620);를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 접속슬래브(400)의 상면, 상기 도로부(700) 상면 및 상기 신축이음판(610)의 상면은 평평한 구조로 결합된 것이 바람직하다.

상기 접속슬래브(400)는 상기 성토부(10) 외측으로 돌출되도록 형성된 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 강합성라멘교 시공방법은 상기 벽체(100)를 형성하는 벽체형성단계; 상기 벽체(100)외측의 상기 성토부(10)를 다짐형성하는 성토부형성단계; 상기 성토부형성단계 이후, 상기 강재거더(200)를 상기 벽체(100)에 설치하는 강재거더설치단계; 상기 성토부(10)에 상기 앵커(500)를 설치하는 앵커설치단계; 상기 앵커설치단계 이후, 콘크리트를 타설하고 양생하여 상기 콘크리트바닥판(300)과 접속슬래브(400)를 형성하는 콘크리트바닥판-접속슬래브형성단계; 상기 접속슬래브(400)와 상기 도로부(700)의 사이구간에 상기 신축이음부(600)를 설치하는 신축이음부설치단계;를 포함한다.

본 발명의 강합성라멘교는 벽체 외측으로 돌출된 돌출부가 형성되어 있기 때문에 우각부에 발생하는 최대모멘트를 줄일 수 있다.

이로 인해, 벽체의 크기를 줄이고, 거더의 형고를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 강합성라멘교는 접속슬래브와 라멘교가 일체화 구조로 형성되기 때문에 접속슬래브와 라멘교의 결합부에 국부적인 접속슬래브 침하 및 접속슬래브 균열 등의 손상이 발생하지 않는다.

도 1은 한국특허 10-1178876호의 강합성 라멘교 결합 사시도.
도 2는 한국특허 10-1178876호의 중앙연결강재, 중앙벽체부 및 강재빔 결합 사시도.
도 3은 한국특허 10-1580273호의 교대 연결장치 결합도.
도 4는 한국특허 10-1580273호의 교대 연결장치 사시도.
도 5는 한국특허 10-1483115호의 하부케이싱콘크리트가 타설된 강재빔 측면도.
도 6은 한국특허 10-1483115호의 라멘교 측면도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강합성라멘교 측면도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 앵커가 설치된 강재거더 확대도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축이음부 확대도.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽체형성단계 공정도.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 성도부형성단계 공정도
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 강재거더설치단계 공정도
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 앵커설치단계 공정도
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 콘크리트바닥판-접속슬래브형성단계 공정도.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축이음부설치단계 공정도.
도 16은 기존 라멘구조물과 본 발명의 일 실시 예에 따른 강합성라멘교의 휨모멘트 비교도.

본 발명인 강합성라멘교, 그 제작 및 시공방법의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

이하, 첨부 표 및 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 강합성라멘교, 그 제작 및 시공방법에 관하여 상세히 설명한다.

본 발명의 강합성라멘교는 한 쌍의 벽체(100); 한 쌍의 벽체(100) 외측으로 돌출된 돌출부(210)가 형성되도록 상기 벽체(100) 상부에 결합되는 강재거더(200); 콘크리트를 타설하여 강재거더(200)와 합성되도록 형성되는 콘크리트바닥판(300); 콘크리트바닥판(300) 형성시 강재거더(200)의 양단부에 일체로 결합되도록 형성되는 접속슬래브(400);를 포함하고, 돌출부(210)는 돌출부(210)의 하부플랜지(201) 상면에 정착부(520)에 의해 고정되고, 벽체(100)의 외측 영역과 돌출부(210)의 하부 영역에 형성된 성토부(10)에 하향으로 삽입고정되는 앵커(500)를 포함한다.

상술한 바와 같이 기존 라멘교는 우각부(벽체와 상부구조물의 결합부)에 최대 모멘트가 발생하기 때문에 벽체가 두꺼워지고, 거더의 형고가 높아지게 된다.

뿐만아니라 라멘교와 접속슬래브는 일체화 구조가 아니기 때문에 접속슬래브와 라멘교의 결합부에서 접속슬래브의 부분침하가 발생할 수 있고, 아스팔트 포장의 반사균열이 발생할 수 있다.

본 발명의 강합성라멘교는 벽체(100) 외측으로 돌출된 돌출부(210)가 형성되어 있기 때문에 우각부에 발생하는 모멘트를 줄일 수 있다.

또한, 접속슬래브(400)가 강재거더(200) 양 단부에 일체로 결합되는 구조이기 때문에 접속슬래브의 손상을 방지한다.

강재거더(200)는 콘크리트-강 합성거더인 것이 바람직하다.

이 경우, 강재거더(200)는 콘크리트-강 합성거더를 사용하여 긴 경간길이를 확보할 수 있다.

또한 콘크리트-강 합성거더를 사용하여 거더의 형고를 줄일 수 있기 때문에 다리 밑 공간을 확보하여 통수단면을 최대화할 수 있다.

돌출부(210)에는 성토부(10)에 삽입고정되는 앵커(500)가 형성된 것이 바람직하다.

이 경우, 돌출부(210)에는 성토부(10)에 삽입고정되는 앵커(500)가 형성되기 때문에 콘크리트바닥판(300) 형성을 위한 콘크리트를 타설 시에 돌출부(210)의 들림현상(상부를 향하여 단부가 휘어지는 현상)을 방지할 수 있다.

접속슬래브(400)와 도로부(700)의 사이 구간에는 신축이음부(600)가 형성된 것을 특징으로 하는 강합성라멘교.

이 경우, 접속슬래브(400)의 단부에 신축이음부(600)가 형성되어 있기 때문에 교량의 주행성능이 우수하고, 유지관리가 용이하다.

신축이음부(600)는 접속슬래브(400)의 외측 상면에 결합하여 도로부(700)의 상면을 덮도록 형성된 신축이음판(610); 접속슬래브(400)와 상기 도로부(700)의 사이 구간에 형성된 잡석부(620);를 포함하는 것이 바람직하다.

이 경우, 온도, 활하중 및 사용하중에 대하여 강합성라멘교의 구속응력이 발생하지 않는다.

또한, 도로부(700)와 접속슬래브(400)의 결합부에 발생하는 침하 및 균열을 방지할 수 있다.

접속슬래브(400)의 상면, 상기 도로부(700) 상면 및 상기 신축이음판(610)의 상면은 평평한 구조로 결합된 것이 바람직하다.

이 경우, 도로 주행성능이 우수하다.

접속슬래브(400)는 성토부(10) 외측으로 돌출되도록 형성된 것이 바람직하다.

이 경우, 접속슬래브(400)는 성토부(10) 외측까지 연장되도록 형성되기 때문에 성토부에 부분 침하가 발생해도 접속슬래브(400)가 침하되지 않는다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 강합성라멘교 시공방법은 벽체(100)를 형성하는 벽체형성단계; 벽체(100) 외측의 성토부(10)를 다짐형성하는 성토부형성단계; 성토부형성단계 이후, 강재거더(200)를 벽체(100)에 설치하는 강재거더설치단계; 성토부(10)에 앵커(500)를 설치하는 앵커설치단계; 앵커설치단계 이후, 콘크리트를 타설하고 양생하여 콘크리트바닥판(300)과 접속슬래브(400)를 형성하는 콘크리트바닥판-접속슬래브형성단계; 접속슬래브(400)와 도로부(700)의 사이구간에 신축이음부(600)를 설치하는 신축이음부설치단계;를 포함한다.

이 경우, 돌출부(210)가 형성된 강재거더(200) 설치 전에 성토부를 다짐하기 때문에 다짐작업이 용이하다.

또한, 콘크리트바닥판(300)과 접속슬래브(400)를 형성하기 위한 콘크리트 타설전에 앵커(500)를 이용하여 강재거더(200)를 고정시키기 때문에 콘크리트 타설하중에 의한 강재거더(200)와 벽체(100)의 변형을 최소화할 수 있다.

콘크리트 타설에 의해 강재거더(200)에 변형이 발생하면 벽체부에 변형을 전달시키고, 이로 인해 성토부의 다짐력이 저하되는 문제가 있다.

그러나 본 발명의 강합성라멘교는 상기와 같은 문제가 발생하지 않는다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시 예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시 예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

10 : 성토부 100 : 벽체
200 : 강재거더 210 : 돌출부
300 : 콘크리트바닥판 400 : 접속슬래브
500 : 앵커 600 : 신축이음부
610 : 신축이음판 620 : 잡석부
700 : 도로부

Claims (8)

1. 한 쌍의 벽체(100);
   상기 한 쌍의 벽체(100) 외측으로 돌출된 돌출부(210)가 형성되도록 상기 벽체(100) 상부에 결합되는 강재거더(200);
   콘크리트를 타설하여 상기 강재거더(200)와 합성되도록 형성되는 콘크리트바닥판(300);
   상기 콘크리트바닥판(300) 형성시 상기 강재거더(200)의 양단부에 일체로 결합되도록 형성되는 접속슬래브(400);를 포함하되,
   상기 돌출부(210)는 상기 돌출부(210)의 하부플랜지(201) 상면에 정착부(520)에 의해 고정되고, 상기 벽체(100)의 외측 영역과 상기 돌출부(210)의 하부 영역에 형성된 성토부(10)에 하향으로 삽입고정되는 앵커(500)를 포함하며,
   상기 접속슬래브(400)는 상기 성토부(10) 외측으로 돌출되도록 형성되며,
   상기 접속슬래브(400)와 도로부(700)의 사이 구간에는 신축이음부(600)가 형성되되,
   상기 신축이음부(600)는
   상기 접속슬래브(400)의 외측 상면에 결합하여 상기 도로부(700)의 상면을 덮도록 형성된 신축이음판(610);
   상기 접속슬래브(400)와 상기 도로부(700)의 사이 구간에 형성된 잡석부(620);를 포함하고,
   상기 접속슬래브(400)의 상면, 상기 도로부(700) 상면 및 상기 신축이음판(610)의 상면은 평평한 구조로 결합되는 강합성라멘교 시공방법으로서,
   상기 벽체(100)를 형성하는 벽체형성단계;
   상기 벽체(100) 외측의 상기 성토부(10)를 다짐형성하는 성토부형성단계;
   상기 성토부형성단계 이후, 상기 강재거더(200)를 상기 벽체(100)에 설치하는 강재거더설치단계;
   상기 성토부(10)에 상기 앵커(500)를 설치하는 앵커설치단계;
   상기 앵커설치단계 이후, 콘크리트를 타설하고 양생하여 상기 콘크리트바닥판(300)과 접속슬래브(400)를 형성하는 콘크리트바닥판-접속슬래브형성단계;
   상기 접속슬래브(400)와 상기 도로부(700)의 사이구간에 상기 신축이음부(600)를 설치하는 신축이음부설치단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 강합성라멘교 시공방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 강재거더(200)는 콘크리트-강 합성거더인 것을 특징으로 하는 강합성라멘교 시공방법.
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