KR101768056B1 - 교량용 거더의 제작 방법 및 이를 이용한 교량의 시공 방법 - Google Patents

교량용 거더의 제작 방법 및 이를 이용한 교량의 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 교량용 거더의 제작 방법 및 이를 이용한 교량의 시공 방법에 관한 것으로, 상기 거더의 중립축 상측의 측면에 상하 방향으로 연장된 강재부재와, 상기 강재부재로부터 교축 직각 방향으로 돌출되게 연장된 연장부재가 구비된 형태로 거더를 형성하여, 거더의 중립축 상측에 상하 방향으로 연장된 강재부재와 연장부재에 의하여 적은 강재 사용량으로도 거더의 단면 계수를 보다 높여 휨 강성을 효율적으로 보강할 수 있을 뿐만 아니라, 연장부재에 의하여 콘크리트 바닥판을 시공하기 위한 거푸집의 설치를 보다 용이하게 하고, 프리캐스트 반단면 바닥판의 두께를 보다 줄여 경량화된 반단면 바닥판을 이용하여 보다 용이하게 교량을 시공할 수 있게 하는 교량용 거더의 제작 방법 및 이를 이용한 교량의 시공 방법을 제공한다.

Description

교량용 거더의 제작 방법 및 이를 이용한 교량의 시공 방법 {MANUFACTURING METHOD OF PRESTRESSED CONCRETE GIRDER FOR BRIDGE AND CONSTRUCTING METHOD OF BRIDGE USING SAME}
본 발명은 교량용 거더의 제작 방법 및 이를 이용한 교량의 시공 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 콘크리트 거더나 강박스 거더의 교량 시공을 보다 저렴하고 용이하게 시공할 수 있으면서 교량 형고를 낮출 수 있는 교량용 거더의 제작 방법 및 이를 이용한 교량의 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로 교량은 바닥판에 작용하는 하중을 거더에 의하여 지지하도록 시공된다. 거더는 교량의 경간 길이에 따라 콘크리트, 강재 또는 강재와 콘크리트의 합성 단면으로 형성되며, 강재에 비하여 저렴한 콘크리트 거더가 널리 사용되고 있다.
도1a에 도시된 바와 같이, 일반적으로 교량을 시공하는 과정은 제작된 거더(10)를 교각이나 교대 등의 하부 구조(7, 8)에 거치시킨 상태에서, 바닥판 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집(50)을 동바리(49)에 지지하도록 설치한 후, 거푸집(50)에 바닥판 콘크리트(30)를 타설하여 바닥판 콘크리트(30)와 거더(10)를 합성시키는 것에 의해 이루어진다.
이 과정에서, 바닥판 콘크리트를 타설하기 위한 바닥판 콘크리트 거푸집(50)을 지지하는 동바리(49)는 지면이나 거더(10)에 의해 지지되게 설치되므로, 공중에서 바닥판 콘크리트 거푸집(50)을 시공하는 것이 매우 까다롭고 오랜 시간과 높은 비용이 소요되는 문제가 있었다.
한편, 도면에 도시되지 않았지만, 바닥판 콘크리트의 타설을 위하여 바닥판 콘크리트(30)의 일부 두께에 해당하는 프리캐스트 반단면 바닥판을 거더(10)에 거치시키는 방식으로 바닥판 콘크리트 거푸집(50)을 시공하는 방식이 알려져 있지만, 거더(10) 사이의 간격(w1)에 비하여 보다 더 긴 폭의 프리캐스트 반단면 바닥판을 설치하여야 하므로 프리캐스트 반단면 바닥판의 두께가 증가하여야 하고, 이에 따른 비용이 증가하고 중량이 커짐에 따른 시공성이 저하되는 문제가 야기되는 문제가 있었다.
더욱이, 프리캐스트 반단면 바닥판은 바닥판 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집의 시공을 보다 간편하게 하는 측면이 있지만, 거더(10)의 상면에 거치되는 프리캐스트 반단면 바닥판을 정해진 위치에 정확히 위치시키는 것이 까다로우며, 이에 따라 프리캐스트 반단면 바닥판 사이의 간극을 조밀하게 메운 상태로 배치시키는 것도 까다로운 문제가 있었다.
더욱이, 프리캐스트 반단면 바닥판을 이용하여 바닥판 콘크리트 거푸집(50)을 시공하더라도, 거더 사이의 거푸집(51)은 용이하게 설치하는 것이 가능하지만, 최외측으로부터 교축 직각 방향으로 외팔보 형태로 돌출되는 가장자리 거푸집(52)을 설치하는 것은 여전히 까다로운 한계가 있었다.
한편, 교량(1)에 사용되는 거더(10)가 콘크리트 거더인 경우에는, 도1b에 도시된 바와 같이, 철근이 내부에 배근된 상태로 콘크리트가 타설되어 거더(10)가 형성되며, 보다 높은 내하 능력을 구현하기 위하여 거더 경간 중앙부의 중립축 하측을 통과하는 형태로 다수의 긴장재(20)를 내설하고, 긴장재(20)에 긴장력(P)을 도입한 상태로 정착하는 것에 의하여, 도1c에 도시된 바와 같이 콘크리트 거더(10)에 압축 프리스트레스(Pc)를 도입하게 된다.
이 때, 긴장재(20)가 거더 경간 중앙부의 중립축 하측을 통과하는 형태로 배치됨에 따라 긴장재(20)에 긴장력(P)이 도입되면, 도1c에 도시된 바와 같이 거더 중앙부 상측(10U)이 상측(10d)으로 볼록해지는 변형(d)이 발생된다. 그러나, 콘크리트는 재료의 특성상 인장 응력에 취약하므로, 긴장재(20)에 도입되는 긴장력(P)이 커지면 콘크리트 거더(10)의 중앙부 상연에서 균열(88)이 발생되는 문제가 야기된다. 따라서, 종래에는 콘크리트 거더(10)에 도입되는 긴장력(P)의 크기를 충분히 크게 도입하지 못하는 한계도 있었다.
또 한편, 상기와 같이 제작된 거더(10)는 교량의 하부 구조(7, 8) 상에 거치된 상태로 그 상측에 바닥판 콘크리트(30)를 합성하여 교량(1)을 시공하는 데 사용된다. 이 때, 교량의 콘크리트 바닥판(30)의 최소 두께는 관련 규정에 의하여 정해져 있으므로, 콘크리트 거더(10)의 높이에 의하여 형고(Hx)가 정해진다.
따라서, 교량의 형고를 낮추기 위해서는 거더의 제작 단계에서부터 콘크리트 거더 높이를 작게 제작해야 하는데, 콘크리트 거더 높이를 작게 형성하면 단면계수가 낮아져 저항 능력이 낮아지므로, 교량 형고를 낮추는 데 한계가 있었다.
특히, 교량(1')이 곡선 형태로 배열되는 경우에는 도1d에 도시된 바와 같이 바닥판(30)이 소정의 각도(ang)를 이루는 형태로 설치되어야 한다. 이 때, 거더(10)와 바닥판(30) 사이에 높이 편차(y)가 발생되는 데, 거더(10)와 바닥판(30) 사이의 높이 편차(y)를 수용할 수 있도록 바닥판(30)을 합성할 때에 거더(10)와의 사이에 헌치부(30x1, 30x2, 30x3, 30x4)를 형성한다. 그러나, 헌치부(30x1, 30x2, 30x3, 30x4)를 합성하기 위하여 거푸집을 설치하여 시공하는 것은 매우 까다로운 문제가 있었다.
이 뿐만 아니라, 교축 방향으로 다수의 열로 연결되는 거더(10)의 사이 간격을 정해진 길이로 유지하고, 일부의 거더(10)에 작용하는 하중을 다른 거더(10)들이 분배하여 함께 지지하기 위하여 거더(10)를 교축 직각 방향으로 연결하는 가로보(18)가 설치된다. 그러나, 가로보(18)를 시공하기 위해서는, 가로보(18)가 연결되는 위치에서의 콘크리트 거더(10)의 단면이 보다 더 크게 형성되어야 하고, 가로보(18)와 연결하기 위한 철근이 노출되게 시공해야 하므로, 콘크리트 거더(10)의 시공이 매우 까다로운 문제가 있었다. 또한, 콘크리트 거더(10)를 하부 구조(7, 8) 상에 거치한 상태에서 가로보(18)를 시공하기 위한 거푸집(미도시)을 설치해야 하므로, 가로보 거푸집의 시공이 매우 까다로운 문제도 있었다.
한편, 상기와 같은 문제점은 콘크리트를 주재료로 제작된 거더(10)에 국한하여 발생되지 아니하며, 강재를 주재료로 제작된 거더(10')에 대해서도 동일하게 문제된다.
도1e에 도시된 바와 같이, 하부 플랜지(16)와 이로부터 상방으로 연장된 2개의 복부(17)로 이루어진 강박스 거더(10')를 이용하여 교량(2)을 시공하는 경우에는, 바닥판 콘크리트(30)의 타설시에 상부 플랜지(18)에 작용하는 압축 응력이 매우 커지므로, 바닥판 콘크리트(30)의 타설 시에 상부 플랜지(18)의 좌굴을 방지하기 위하여 상부 플랜지(18)의 두께(Ht)를 과도하게 큰 두께로 형성해야 시공이 가능해지는 문제가 있었다. 이로 인하여, 강박스 거더 교량(2)의 형고(Hx)가 높아지며, 강재의 사용량이 과도해져 경제성이 저하되는 문제가 야기된다.
이와 같은 배경 하에서, 강박스 거더(10')를 이용하여 교량(2)을 시공하는 때에 상부 플랜지(18)에 작용하는 압축 응력을 적은 양의 강재를 이용하여 효과적으로 지지할 수 있는 방안이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 교량의 시공 시에 교량용 바닥판의 시공과 거더를 교축 직각 방향으로 연결하는 가로보의 시공을 용이하게 할 수 있는 교량용 거더의 제작 방법 및 이를 이용한 교량의 시공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 강박스 거더에 의하여 교량을 시공하는 경우에, 바닥판 콘크리트를 타설하는 과정에서 강박스 거더의 상부 플랜지에 과도한 압축 응력을 보다 적은 강재 사용량에 의해서도 효과적으로 지지하는 것을 목적으로 한다.
무엇보다도, 본 발명은 형고를 최소화하는 교량의 시공을 구현하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 압축 프리스트레스가 도입된 콘크리트 거더를 제작함에 있어서, 교량용 콘크리트 거더를 제작하는 데 필요한 거푸집을 콘크리트 거더의 중립축 상측에 영구 고정되는 보강 부재로 이용하여, 콘크리트 거더에 압축 프리스트레스의 도입하기 위한 긴장재를 극대화함으로써, 보다 높은 내하 능력을 갖는 교량용 콘크리트 거더를 제작하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 거더의 콘크리트부를 제작하기 위한 거푸집을 분리되는 메인 거푸집과 합성된 콘크리트부를 보강하는 합성 거푸집으로 이원화하여 구성함에 따라, 거푸집에서 콘크리트 거더를 합성하면서 보강 부재로 사용되는 합성 거푸집을 콘크리트 거더에 보다 견고하게 일체로 고정시키는 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 콘크리트 거더에 합성되는 합성 거푸집이 거더 중립축으로부터 멀리 이격되게 배치되면서 강재로 형성되어, 콘크리트 거더의 휨 강성을 효율적으로 보강하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 콘크리트 거더의 휨 강성을 보강하는 합성 거푸집이 콘크리트 거더의 상면에 위치하지 아니하고 측면에 배치되게 콘크리트 거더에 합성됨에 따라, 교량의 시공 시에 바닥판 콘크리트와 합성되는 데 합성 거푸집에 의하여 바닥판 콘크리트와의 합성 공정을 보조하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 교량의 바닥판이 경사진 형태로 시공되더라도 바닥판의 헌치부의 시공을 복잡한 바닥판 거푸집이 없이 간편하게 바닥판 콘크리트를 시공하게 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 콘크리트 거더의 중립축의 상측에 구조 부재로 고정되는 합성 거푸집의 연결부재를 교량의 바닥판 콘크리트와 합성 시에 스터드나 연결 철근의 역할을 하여 별도의 연결부재를 설치하지 않더라도 무방해지는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 교량용 거더의 제작 방법으로서, 상기 거더의 중립축 상측의 측면에 상하 방향으로 연장된 강재부재와, 상기 강재부재로부터 교축 직각 방향으로 돌출되게 연장된 연장부재가 구비된 형태로 거더를 형성하는 것을 특징으로 하는 교량용 거더의 제작 방법을 제공한다.
이는, 거더를 시공하는 당시에 거더의 중립축 상측에 상하 방향으로 연장된 강재부재를 구비하여, 중립축으로부터 이격되어 적은 강재 사용량으로도 거더의 단면 계수를 보다 높여 휨 강성을 효율적으로 보강할 수 있을 뿐만 아니라, 강재부재의 외측에 교축 직각 방향으로 연장부재가 돌출 형성되어, 콘크리트 바닥판을 시공하기 위한 거푸집의 설치를 보다 용이하게 할 수 있다.
즉, 거더의 교축 직각 방향으로 연장부재가 돌출 형성되므로, 프리캐스트 반단면 바닥판을 연장부재에 단순 거치시키는 공정이 용이해지고, 연장부재의 돌출길이만큼 반단면 바닥판의 폭을 줄일 수 있으므로, 프리캐스트 반단면 바닥판의 두께를 보다 줄여 경량화된 반단면 바닥판을 이용하여 보다 용이하게 바닥판 콘크리트를 타설 시공하는 공정을 행하는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 상기 거더는, 하부 플랜지와, 상기 하부 플랜지로부터 상방으로 연장된 복부와, 상기 복부의 상단에 형성된 상부 플랜지로 이루어지는 I자형 단면, U자형 단면, H형 단면 등 다양한 단면을 갖는 상부 플랜지를 구비한 강재 거더이거나, 이 강재 거더에 케이싱 콘크리트가 합성된 강합성 거더일 수 있다. 거더가 강재 거더인 경우에 상기 강재부재는 상기 상부 플랜지의 측면에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 강재부재는 상기 거더의 상면보다 더 높게 연장될 수 있다. 이를 통해, 거더의 중립축으로부터 강재부재가 보다 멀리 이격되어 강재의 사용량에 비하여 휨 강성의 보강 효과를 극대화할 수 있을 뿐만 아니라, 제1강재부재와 제2강재부재의 사이에 공간이 형성되어, 상부 플랜지의 상면을 보다 낮게 형성하더라도 높은 저항 능력을 구현할 수 있으며, 상부 플랜지의 상면으로부터 상방 돌출된 강재부재가 교량의 바닥판 콘크리트에 매립되면서, 강재부재 사이의 빈 공간이 바닥판 콘크리트에 의해 메워지면서 저항 능력이 향상됨과 동시에 교량의 시공 시에 거더의 형고를 낮추는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이 때, 상기 상부 플랜지의 상면에 보강 부재가 형성되어, 바닥판 콘크리트의 타설 시에 강재 거더 및 연장부재와 협력하여 상부 플랜지에 작용하는 압축 응력을 지지하여 상부 플랜지에 발생되는 좌굴을 방지한다.
한편, 상기 거더는 콘크리트를 주재료로 하여 제작된 콘크리트 거더일 수 있다. 즉, 본 발명은, 교량용 콘크리트 거더의 제작 방법으로서, 상기 거더의 형상을 콘크리트로 형성하기 위한 거푸집을 준비하되, 상기 거푸집은 상기 거더와 분리되는 메인 거푸집과 상기 교량용 거더에 합성되어 일체화되는 합성 거푸집으로 이루어지고, 상기 합성 거푸집은 상기 교량용 거더의 중립축 상측의 일부 이상을 형성하는 강재로 상기 거더의 종방향을 따라 정해진 길이로 연장되게 형성되는 상기 거푸집을 준비하는 거푸집 준비단계와; 상기 거더의 내부에 배치되는 위치에 보강 철근을 배근하는 철근 배근 단계와; 상기 거더의 경간 중앙부에서 중립축 하측을 통과하는 배치로 긴장재를 내설하기 위한 쉬스관을 설치하는 쉬스관 설치단계와; 상기 거푸집에 굳지 않은 콘크리트를 타설하여 양생시켜 콘크리트 거더를 형성하는 거더형성단계와; 상기 거푸집을 상기 콘크리트 거더로부터 제거시키되, 상기 거푸집 중에 상기 메인 거푸집은 상기 콘크리트 거더로부터 제거하지만 상기 합성 거푸집은 상기 콘크리트 거더에 부착되어 상기 콘크리트 거더의 구조 부재로 사용되는 상태로 유지시키는 거푸집 제거 단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량용 거더의 제작 방법을 제공한다.
이는, 콘크리트 거더를 제작하기 위한 거푸집을 콘크리트 양생 이후에 콘크리트 거더로부터 분리되는 메인 거푸집과, 콘크리트 거더와 일체로 결합되는 합성 거푸집으로 이원화하여 구성됨에 따라, 굳지 않은 콘크리트를 거푸집에 타설하여 콘크리트 거더의 형상을 제작하면서, 콘크리트 거더에 영구적인 구조 부재로 결합하는 합성 거푸집이 콘크리트 거더에 보다 견고하게 일체 결합할 수 있도록 하기 위함이다. 이를 통해, 콘크리트 거더는 금속 재질인 합성 거푸집에 의하여 강성이 보강됨으로써 보다 높은 내하 능력을 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이에 따라, 상기 쉬스관 내에 긴장재를 설치하고, 상기 긴장재에 긴장력을 도입한 상태로 정착하여 상기 콘크리트 거더에 압축 프리스트레스를 도입하는 거더 긴장 단계를; 본 발명이 추가적으로 구비하는 구성에 있어서, 교량용 콘크리트 거더를 제작하는 데 사용되는 합성 거푸집이 콘크리트 거더의 중립축 상측에 영구 고정되는 보강 부재로 견고하게 결합되어 휨 강성을 보강함에 따라, 콘크리트 거더에 내설된 긴장재에 도입하는 긴장력을 보다 크게 도입하더라도, 합성 거푸집에 의하여 보강된 콘크리트 거더의 거더 중앙부 상연에 발생되는 인장 응력이 작게 유지되므로, 종래에 비하여 보다 큰 압축 프리스트레스를 콘크리트 거더에 도입하여 보다 높은 내하 능력을 구현하는 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 보강 부재는 플레이트 형태로 형성되어 콘크리트의 상면에 일부 이상이 노출되는 형태로 형성되며, 보강 효과를 높이기 위하여 상방 돌출된 다수의 보강 플레이트가 포함될 수 있다. 콘크리트 타설 시에 보강 부재를 예정된 위치에 위치시키기 위한 방안으로는, 거더의 중립축 상측의 양측에 배치된 강재부재로부터 보강 부재가 내측으로 연장 형성되는 형태로 위치시킬 수도 있고, 보강 부재를 연결하는 연결부재에 보강 부재가 고정되는 형태로 위치시킬 수도 있다.
여기서, 상기 합성 거푸집은 상기 콘크리트 거더의 중립축 상측의 양측면에 길이 방향을 따라 연장 형성된 제1강재부재와 제2강재부재를 포함하여 구성된다. 이에 의하여, 전술한 강재 거더에서와 유사하게, 콘크리트 거더의 중립축으로부터 멀리 이격된 위치에 제1강재부재와 제2강재부재가 배치되어 작은 단면의 강재부재로도 콘크리트 거더의 휨 강성을 크게 보강할 수 있으며, 콘크리트 거더의 상면에 보강 부재가 결합된 경우에는 거더의 형고가 높아지지만 콘크리트 거더의 양측면에 강재부재가 결합되어 낮은 형고를 유지할 수 있다.
그리고, 상기 합성 거푸집은 상기 콘크리트 거더의 경간 중앙부를 통과하는 형태로 종방향으로 길게 연장 형성되어, 제1강재부재와 제2강재부재에 의하여 콘크리트 거더의 상방으로 볼록해지는 휨 변위를 보다 확실하게 억제할 수 있다.
한편, 상기 합성 거푸집은 상기 콘크리트 거더의 종방향 길이에 대하여 균일한 단면으로 형성될 수도 있지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 상기 콘크리트 거더의 양단부에 비하여 거더 중앙부에서 보다 큰 단면으로 형성되어, 동일한 강재 사용량에 대하여 보다 높은 휨 변형을 억제하는 효과를 얻을 수 있다.
이 때, 합성 거푸집은 거더의 경간 중앙부에서 상측으로 보다 높이 형성된 형태로 형성되어, 거푸집에 의해 합성되는 콘크리트의 상면은 거더의 경간 중앙부에서 상방으로 볼록하게 솟은 형태로 형성될 수 있다. 즉, 경간 중앙부에서 상방으로 솟은 합성 거푸집의 형상에 맞게 콘크리트를 타설하여 (경우에 따라, 합성 거푸집의 사잇 공간의 상면을 덮은 형태로 거푸집이 형성될 수 있음), 거푸집에서 형성된 거더의 콘크리트부는 상면이 상방으로 볼록한 형태로 형성될 수 있다. 이와 같이, 제작된 거더는 완만하게 상방으로 볼록한 형태의 교량이나 고가도로의 시공에 사용됨으로써, 종래에 불필요하게 바닥판을 두껍게 시공하였던 문제를 해소하고 가벼우면서 높은 하중 지지 능력을 구현할 수 있다.
무엇보다도, 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재는 상기 콘크리트 거더의 상면보다 더 높게 상방으로 연장 형성될 수 있다. 이에 의하여, 거푸집에 타설된 콘크리트가 합성되면, 제1강재부재와 제2강재부재의 사이에는 공간이 형성되어 콘크리트 거더의 중립축으로부터 보다 멀리 이격된 위치에 강재부재가 배치되어, 높은 압축 프리스트레스를 콘크리트 거더에 도입할 수 있는 충분한 휨 강성으로 보강할 수 있다.
이 뿐만 아니라, 이에 따라 콘크리트 거더의 상면을 보다 낮게 형성하더라도 높은 저항 능력을 구현할 수 있으며, 콘크리트 거더의 상면으로부터 상방 돌출된 강재부재가 교량의 바닥판 콘크리트에 매립되면서 강재부재 사이의 빈 공간이 바닥판 콘크리트에 의해 메워지면서 강도를 구현하게되어 교량의 시공 시에 거더의 형고를 낮추는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이 때, 거푸집에 콘크리트를 타설하여 양생되면서 합성 거푸집이 콘크리트 거더의 양측면에 결합된 상태로 유지하기 위해서는, 콘크리트 거더의 측면에 부착되는 제1강재부재와 제2강재부재를 서로 연결하는 연결부재를 필요로 한다. 따라서, 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재를 횡방향으로 이으면서 상기 콘크리트 거더의 상면보다 더 높은 위치에 배치된 연결부재를 더 포함하고, 상기 연결부재는 상기 보강 철근과 연결된다. 이와 같이, 연결부재는 보강 철근과 연결되면서 보강재 역할을 하면서 교량의 시공 시 콘크리트 거더의 상측에 타설되는 바닥판 콘크리트와 일체로 결합시키는 스터드 역할을 한다.
그리고, 상기 교량용 거더는 상면에 보강 부재가 상기 콘크리트에 돌출 형성될 수 있다. 이에 의하여, 거더의 중립축으로부터 멀리 이격된 위치에 보강 부재에 의하여 추가적으로 휨 강성이 보강될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 거더는, 상기 강재부재와 상기 연장부재 중 어느 하나 이상에는 브레이싱재나 빔이 연결될 수 있는 제2연결부를 형성하는 제2연결부 형성단계와, 상기 거더의 복부에는 브레이싱재나 빔이 연결될 수 있는 제1연결부를 형성하는 제1연결부 형성단계를; 더 포함하여 구성될 수 있다.
이를 통해, 거더가 교량 하부 구조에 거치된 상태에서 거더를 교축 직각 방향으로 연결하는 가로보를 시공함에 있어서, 가로보를 시공하기 위한 철근 등이 거더의 종방향 중간부에 돌출시키는 까다로운 공정이 없더라도, 미리 준비된 제1연결부를 빔이나 브레이싱재 등의 제1연결재로 연결하는 것에 의하여 가로보를 대체할 수 있게 된다. 또한, 교축 직각 방향으로 배열된 거더를 연결함에 있어서, 거더의 중립축 상측에 위치한 제2연결부와 제1연결재를 잇는 제2연결재를 설치하는 것에 의해서도, 시공이 간편하면서도, 다수의 열로 거치된 거더 사이에 교축 직각 방향으로 힘이 전달되면서 외력에 대한 판형 거동을 보다 확실하게 구현하는 이점을 얻을 수 있다.
한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 교량용 거더로서, 거더의 중립축 상측의 양측면에 상하 방향으로 각각 연장되어 거더의 일부 길이 이상으로 거더 길이 방향을 따라 형성되는 제1강재부재와 제2강재부재를 포함하는 강재부재와, 상기 강재부재로부터 교축 직각 방향으로 돌출된 연장부재를; 구비한 교량용 거더를 제공한다.
이와 같이, 거더의 중립축 상측에 강재부재가 구비됨에 따라, 중립축으로부터 이격되어 적은 강재 사용량으로도 거더의 단면 계수를 보다 높여 휨 강성을 보강할 수 있으며, 강재부재로부터 횡방향으로 돌출된 연장부재에 의하여 교량 시공하는 공정에서 콘크리트 바닥판의 시공을 위한 거푸집의 설치를 보다 용이하게 할 수 있다.
즉, 거더의 교축 직각 방향으로 연장부재가 돌출 형성되므로, 프리캐스트 반단면 바닥판을 연장부재에 단순 거치시키는 공정이 용이해지고, 연장부재의 돌출길이만큼 반단면 바닥판의 폭을 줄일 수 있으므로, 프리캐스트 반단면 바닥판의 두께를 보다 줄여 경량화된 반단면 바닥판을 이용하여 보다 용이하게 바닥판 콘크리트를 타설 시공하는 공정을 행하는 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 상기 교량용 거더는 상부 플랜지와, 상기 상부 플랜지로부터 하방으로 연장된 복부를 포함하는 단면으로 형성된 다양한 형태의 강재 거더일 수 있다. 예를 들어, 복부가 2개로 이루어지는 U자형 단면일 수도 있고, 복부가 1개인 I자형 단면일 수도 있다. 또한, 강재만으로 이루어진 강재 거더일 수도 있고, 강재거더의 일부 이상에 케이싱 콘크리트가 합성된 강합성 거더일 수도 있다. 즉, 상부 플랜지가 형성된 강재 거더 및 강합성 거더가 모두 적용될 수 있다.
상기 강재부재는 상기 상부 플랜지의 양측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 교량용 거더의 제작 방법.
하부 플랜지와, 상기 하부 플랜지의 서로 이격된 위치로부터 상방으로 각각 연장된 복부와, 상기 복부의 상단에 형성된 상부 플랜지로 이루어지는 U자형 강재 거더로 형성될 수 있으며, 상기 강재부재는 상기 상부 플랜지의 측면에 상기 상부 플랜지의 상면보다 더 높게 연장 형성될 수 있다.
한편, 상기 교량용 거더는 콘크리트 거더로서, 콘크리트 단면으로 형성된 콘크리트부와; 상기 콘크리트부를 형성하기 위하여 굳지않은 콘크리트가 타설되는 거푸집의 상부의 일부 이상을 형성하는 합성 거푸집으로서, 상기 콘크리트부가 형성된 상태에서 상기 콘크리트부의 중립축 상측의 측면에 상기 콘크리트부에 일체로 결합 형성되는 제1강재부재 및 제2강재부재와; 상기 제1강재부재 및 상기 제2강재부재를 잇는 연결부재와; 상기 콘크리트부의 내부에 배치되는 위치에 배근되는 보강 철근과; 상기 콘크리트부의 중앙부에서 중립축의 하측을 통과하는 쉬스관에 내설되어 긴장 정착되는 것에 의하여 상기 콘크리트부에 압축 프리스트레스를 도입하는 긴장재를; 포함하여 구성될 수도 있다.
여기서, 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재는 상기 콘크리트부의 상면보다 더 높게 상측으로 연장 형성되어 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재의 사이에 공간이 마련되게 구성될 수 있다.
그리고, 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재는 상기 콘크리트 거더의 양단부에 비하여 거더 중앙부에서 보다 큰 단면으로 형성되어, 상하 방향으로의 하중에 대하여 보다 높은 내하 능력을 구현한다.
또한, 상기 제1강재부재 및 상기 제2강재부재에는 바깥 측방향으로 연장 형성되어 교량 시공 시에 콘크리트 바닥판을 거치시키는 연장부재가 돌출 형성되어, 콘크리트 바닥판을 시공하기 위한 거푸집의 시공을 보다 용이하게 할 수 있다.
그리고, 상기 콘크리트부는 상기 제1강재부재 및 상기 제2강재부재의 상단보다 더 낮은 위치까지 형성되고, 상기 연결부재의 일부 이상은 상기 콘크리트부의 상측에 드러난 형태로 형성되며, 상기 보강 철근은 상기 연결부재와 연결되어 연결부재가 보강재 역할을 하면서 스터드 역할을 동시에 할 수도 있다.
그리고, 상기 강재부재와 상기 연장부재 중 어느 하나 이상에는 브레이싱재나 빔이 연결될 수 있는 제2연결부가 형성되고, 거더의 복부에는 브레이싱재나 빔이 연결될 수 있는 제1연결부가 형성되어, 거더가 교량 하부 구조에 거치된 상태에서 거더를 교축 직각 방향으로 연결하는 가로보를 시공하는 공정을 제1연결부를 빔이나 브레이싱재 등의 제1연결재로 연결하고, 거더의 중립축 상측에 위치한 제2연결부와 제1연결재를 잇는 제2연결재를 설치하는 것에 의해 대체할 수 있다.
한편, 본 발명은, 상기 교량용 거더를 이용한 교량 시공 방법으로서, 교량의 하부 구조에 상기 교량용 거더를 인상하여 횡방향으로 2열 이상 거치시키는 거더 거치 단계와; 상기 연장부재 상에 반단면 바닥판을 포함하여 바닥판 콘크리트를 타설하기 위한 바닥판 거푸집을 설치하는 바닥판 거푸집 설치단계와; 상기 바닥판 거푸집에 굳지 않은 콘크리트를 타설하여 콘크리트 바닥판을 시공하는 바닥판 합성단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량 시공 방법을 제공한다.
이와 같이, 교량용 거더의 중립축 상측의 양측면에 연장부재가 교축 직각 방향으로 연장 형성됨으로써, 바닥판 콘크리트 시공을 위한 반단면 바닥판의 두께를 보다 줄일 수 있어서 시공이 보다 저렴하고 간편해지며, 중립축으로부터 이격된 연장부재와 강재부재에 의하여 적은 강재 사용량으로 단면 계수를 보다 높일 수 있으므로 휨 강성을 보다 향상시키고 바닥판 콘크리트의 타설 시에 좌굴의 발생을 예방하는 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 상기 거더는, 하부 플랜지와, 상기 하부 플랜지의 서로 이격된 위치로부터 상방으로 각각 연장된 복부와, 상기 복부의 상단에 형성된 상부 플랜지로 이루어지는 강재 거더로 형성될 수 있으며, 상기 강재부재는 상기 상부 플랜지의 양측면에 배치되는 것이 효과적이다.
한편, 상기 거더는 콘크리트 거더로 형성될 수 있으며, 콘크리트 거더의 양측면에 상향 연장된 제1강재부재 및 제2강재부재는 상기 콘크리트부의 상면보다 더 높게 상측으로 연장 형성되어 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재의 사이에 공간이 마련되고; 상기 바닥판 합성단계에서 상기 공간이 콘크리트로 채워지도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 콘크리트부는 상기 제1강재부재 및 상기 제2강재부재의 상단보다 더 낮은 위치까지 형성되고, 상기 연결부재의 일부 이상은 상기 콘크리트부의 상측에 드러난 형태로 형성되며, 상기 보강 철근은 상기 연결부재와 연결되고; 상기 바닥판 합성단계에서 상기 연결부재는 상기 콘크리트 바닥판에 매립되어 상기 연결부재가 상기 콘크리트 거더와 상기 콘크리트 바닥판이 연결되는 매개체 역할을 할 수 있다.
이 때, 상기 제1강재부재 및 상기 제2강재부재에는 바깥 측방향으로 연장 형성되어 교량 시공 시에 콘크리트 바닥판의 시공을 위한 반단면 바닥판을 거치시키는 연장부재가 돌출 형성되되, 상기 2열 이상의 상기 콘크리트 부재의 상기 연장부재는 서로 다른 높이에 형성되어, 바닥판을 경사진 형태로 시공하는 경우에도 헌치부의 형성을 보다 용이하게 시공할 수 있는 이점이 얻어진다.
상기 거더는 2열 이상으로 배치되고; 상기 거더의 복부에는 브레이싱재나 빔이 연결될 수 있는 제1연결부가 형성되어, 교축 직각 방향으로 배치된 상기 거더의 제1연결부를 제1연결재로 이어 연결하는 제1연결재 설치단계를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이에 의하여, 콘크리트 거더로 교량을 시공하는 경우에 콘크리트 거더의 중간 중간에 가로보 시공을 위하여 철근이 돌출되게 시공해야 함에 따른 거더 제작의 번거로움과 비용 상승 문제를 해결할 수 있다.
즉, 콘크리트 거더로 교량을 시공하는 경우에 교축 직각 방향으로 배열된 콘크리트 거더 사이를 연결하는 가로보를 시공하기 위해서는, 콘크리트 거더의 제작 단계에서부터 가로보의 연결 위치에 철근이 노출되는 형태로 제작되어야 하는 데, 가로보 연결 위치에 철근을 노출시키기 위해서는 콘크리트 거더의 거푸집의 형상이 복잡해지고 굳지 않은 콘크리트를 타설할 때에도 거푸집의 누수를 방지하는 형상을 마련해야 하며, 교량의 시공 단계에서도 가로보를 시공하기 위한 거푸집 시공이 매우 복잡해지는 문제가 있다.
그러나, 상기와 같이, 브레이싱재나 빔 등의 연결재를 연결할 수 있는 연결부(예를 들어, 볼트나 용접으로 연결재를 연결부에 결합하는 경우에는 결합 플레이트)를 형성해둠으로써, 콘크리트 거더의 가로보 연결 위치에 철근을 노출시키지 않아도 되므로 콘크리트 거더의 제작 단계가 훨씬 단순화되고, 하부 구조 상에 거더를 거치시킨 상태에서 연결재의 시공도 보다 짧은 시간 내에 저렴하고 간편하게 행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 강재부재와 상기 연장부재 중 어느 하나 이상에는 브레이싱재나 빔이 연결될 수 있는 제2연결부가 형성되어, 상기 상기 제1연결재와 상기 제2연결부를 잇는 제2연결재가 구비되어, 횡방향으로 인접한 거더를 잇는 제1연결재와 제2연결재에 의하여 보다 안정된 판 거동을 확보할 수 있다.
그리고, 상기 바닥판 거푸집 설치단계는, 교축 직각 방향으로 최외측에 위치한 거더에 대하여 외팔보 형태로 뻗은 가장자리 거푸집을 상기 최외측 거더의 상기 연장부재에 지지되는 형태로 설치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '종방향' 및 이와 유사한 용어는 거더의 길이 방향 또는 교축 방향을 지칭하며, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '횡방향' 및 이와 유사한 용어는 거더의 길이 방향에 수직한 방향 또는 교축 직각 방향을 지칭하는 것으로 정의한다.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '내측' 및 이와 유사한 용어('내면'을 포함)는 콘크리트 거더의 횡방향으로의 중심축을 향하는 방향을 지칭하며, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '외측' 및 이와 유사한 용어('외면'을 포함)는 콘크리트 거더로부터 멀어지는 방향을 지칭하는 것으로 정의한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 거더를 시공하는 당시에 거더의 중립축 상측에 상하 방향으로 연장된 강재부재를 구비하여, 중립축으로부터 이격되어 적은 강재 사용량으로도 거더의 단면 계수를 보다 높여 휨 강성을 효율적으로 보강할 수 있는 효과가 얻어진다.
그리고, 본 발명은, 강재부재에 교축 직각 방향으로 연장부재가 돌출 형성되어, 콘크리트 바닥판을 시공하기 위한 거푸집의 설치가 보다 용이해지며, 연장부재의 돌출 길이만큼 반단면 바닥판의 폭을 줄일 수 있으므로, 프리캐스트 반단면 바닥판의 두께를 보다 줄여 경량화된 반단면 바닥판을 이용하여 보다 용이하게 바닥판 콘크리트를 타설 시공하는 공정을 행하는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명은, 교량용 거더가 U자 형태의 강재 거더인 경우에, 바닥판 콘크리트를 타설하는 과정에서 U자형 강재 거더의 상부 플랜지에 작용하는 압축 응력에 의한 좌굴 현상을 연장부재와 강재부재에 의하여 억제됨으로써, 교량의 안전한 시공을 보장할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 본 발명은, 교량용 거더가 콘크리트 거더인 경우에는, 콘크리트 거더 제작을 위한 거푸집을 콘크리트 양생 이후에 콘크리트 거더로부터 분리되는 메인 거푸집과, 콘크리트 거더와 일체로 결합되는 합성 거푸집으로 이원화하여 구성됨에 따라, 거푸집에 굳지 않은 콘크리트를 타설하여 콘크리트 거더의 형상을 제작할 수 있도록 하면서, 이와 동시에 강재로 형성된 합성 거푸집이 콘크리트 거더에 견고하게 일체 결합되어 콘크리트 거더의 저항 능력을 보강하는 영구적인 구조 부재(강재부재)로 결합되게 함으로써 보다 높은 내하 능력을 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 콘크리트 거더의 중립축 상측의 양측면에 강재부재로 이루어진 합성 거푸집이 콘크리트 양생 단계에서부터 견고하게 결합되어, 콘크리트 거더에 내설된 긴장재에 도입하는 긴장력을 보다 크게 작용시키더라도 콘크리트 거더의 상방으로의 휨 변형량을 정해진 크기 이하로 유지시킬 수 있으므로, 콘크리트 거더의 중앙부 상연의 손상없이 보다 높은 압축 프리스트레스를 도입하는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명은, 콘크리트 거더에 합성되는 합성 거푸집이 거더 중립축으로부터 멀리 이격되게 배치되면서 강재로 형성되어, 콘크리트 거더의 휨 강성을 효율적으로 보강할 수 있으며, 합성 거푸집이 콘크리트 거더의 상면에 부착되는 대신에 양측면에 부착됨으로써 합성 거푸집의 두께에 따른 형고 상승의 문제를 해소할 수 있는 이점이 얻어진다.
또한, 본 발명은 합성 거푸집의 강재부재의 양측면에 강재로 형성된 연장부재가 형성되어 있어서, 연장부재에 의하여 콘크리트 거더의 휨 강성이 높아져 저항 능력이 향상될 뿐만 아니라, 교량의 시공 시에 연장부재에 반단면 바닥판을 거치시키는 것에 의하여 바닥판 콘크리트 시공을 위한 바닥판 거푸집의 시공이 보다 용이해지는 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 본 발명은, 콘크리트 거더의 중립축 상측 양측에 결합된 합성 거푸집의 제1강재부재 및 제2강재부재의 상단부가 타설되어 형성되는 콘크리트부의 상면보다 더 높게 연장 형성됨에 따라, 콘크리트부의 단면을 보다 낮게 형성하더라도 종래에 비하여 보다 높은 저항 능력을 구현할 수 있다.
이 뿐만 아니라, 본 발명은, 콘크리트 거더의 중립축 상측 양측에 결합된 합성 거푸집의 제1강재부재 및 제2강재부재의 상단부가 타설되어 형성되는 콘크리트부의 상면보다 더 높게 연장 형성됨에 따라, 거푸집에 타설된 콘크리트가 합성된 상태에서 제1강재부재와 제2강재부재의 사이에는 공간이 마련되고, 교량 시공 시의 바닥판 콘크리트가 상기 공간을 메움으로써, 콘크리트 거더의 낮은 형고를 유지하면서 높은 저항 능력을 구현할 수 있다.
그리고, 본 발명은 콘크리트 거더의 양측면에 결합되는 제1강재부재와 제2강재부재를 잇기 위해 필요한 연결부재를 콘크리트부에 드러나도록 설치되어 교량의 시공 시에 콘크리트 거더의 상측에 타설되는 바닥판 콘크리트에 매립됨에 따라, 연결부재가 콘크리트 거더의 보강 철근에 연결되어 보강 철근과 함께 내하 능력을 향상시키는 구조부재로 작용할 수 있을 뿐 아니라, 콘크리트 거더와 바닥판 콘크리트의 결합력을 향상시키는 역할을 하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 교량의 바닥판이 경사진 형태로 시공됨에 따라 콘크리트 거더의 상면으로부터 서로 다른 높이에 바닥판 콘크리트가 타설되어야 하는 경우에도, 제1강재부재와 제2강재부재의 사이의 빈 공간에 의하여 바닥판 콘크리트의 타설 높이를 각 콘크리트 거더별로 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 강재부재로부터 연장된 연장부재의 높이를 교량의 배치 위치에 따라 서로 다른 높이로 배치하는 것에 의하여 경사진 바닥판 콘크리트의 헌치부 시공을 연장부재의 높이 조절을 보다 용이하게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명은, 교량용 거더의 복부에 미리 연결부를 형성해둠으로써, 거더의 제작 단계에서 가로보와의 연결을 위한 철근을 노출시키지 않아도 되므로, 거더의 제작 공정이 용이해지고, 교량 시공 중에 가로보 대신에 연결부를 빔이나 브레이싱재 등의 연결재로 잇는 간단한 공정으로 가로보를 대체할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도1a는 일반적인 교량의 횡단면도를 도시한 도면,
도1b은 긴장재가 내설된 일반적인 콘크리트 거더에 긴장력을 도입하는 구성을 도시한 개략도,
도1c는 도1b에 도시된 콘크리트 거더의 긴장재에 도입된 긴장력에 의하여 상방으로 볼록하게 휨 변형이 발생되는 구성을 도시한 도면,
도1d는 콘크리트 거더를 이용하여 시공된 교량의 횡단면도,
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 교량용 콘크리트 거더 및 이를 이용한 교량 시공 방법을 순차적으로 도시한 순서도,
도3a는 도2의 거푸집 설치단계에서의 거푸집 형상을 도시한 분해 사시도,
도3b는 도3a의 거푸집의 결합 사시도,
도4는 거푸집 내에 철근과 쉬스관이 설치된 상태를 도시한 절단선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 횡단면도,
도5는 도4의 거푸집에 굳지 않은 콘크리트를 타설하여 콘크리트부를 형성하는 구성을 도시한 횡단면도,
도6은 도5에 의하여 콘크리트부가 형성된 이후에 메인 거푸집을 제거한 상태를 도시한 횡단면도,
도7a는 도6의 콘크리트 거더의 쉬스관에 긴장재를 내설한 상태를 도시한 사시도,
도7b는 도7a의 정면도,
도7c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 합성 거푸집의 형태를 도시한 정면도,
도7d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 합성 거푸집의 형태를 도시한 정면도,
도7e는 도7a의 'A'부분의 확대도,
도7f는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 보강 부재가 구비된 구성을 도시한 도면,
도8은 도7a의 긴장재에 긴장력을 도입하여 콘크리트부에 압축 프리스트레스를 도입하는 구성을 도시한 도면,
도9는 제작된 콘크리트 거더를 인상하여 교량의 하부 구조 상에 거치시키는 구성을 도시한 도면,
도10은 도9의 절단선 X-X에 따라 하부 구조 상에 거치된 콘크리트 거더에 바닥판 거푸집을 설치한 구성을 도시한 횡단면도,
도11은 바닥판 거푸집에 굳지않은 콘크리트를 타설하여 콘크리트 바닥판을 형성하는 구성을 도시한 횡단면도,
도12a는 거더를 교축 직각 방향으로 연결한 연결재 설치 상태를 도시한 횡단면도,
도12b 및 도12c는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 연결재의 설치 상태를 도시한 횡단면도,
도13는 경사진 형태로 콘크리트 바닥판을 시공한 구성을 도시한 횡단면도,
도14는 도11의 'B'부분의 확대도,
도15는 본 발명의 제2실시예에 따른 교량용 강재 거더를 도시한 사시도,
도16은 도15의 교량용 거더를 이용한 교량의 구성을 도시한 횡단면도,
도17은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 교량용 거더를 이용한 교량의 구성을 도시한 횡단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도7a 및 도7b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 교량용 거더(100)는, 콘크리트 단면으로 형성된 콘크리트부(110)와, 콘크리트부(110)를 형성하기 위한 거푸집(도3a의 90)의 일부로서 콘크리트부(110)에 일체로 결합되는 합성 거푸집(901)과, 콘크리트부(110)의 내부에 배근된 보강 철근(70)과, 콘크리트부(110)의 종방향을 하방으로 볼록하게 배치된 쉬스관(80)과, 쉬스관(80) 내에 설치되어 긴장력이 도입되어 정착되는 긴장재(130)를 포함하여 구성된다.
상기 콘크리트부(110)는 이미 공지된 콘크리트 거더의 형태로 종방향으로 연장 형성되며, 도3a 및 도3b에 도시된 거푸집(90)에 굳지 않은 콘크리트(110a)를 타설하여 양생되는 것에 의하여 형성된다. 콘크리트부(110)의 단면은 도면에 도시된 바와 같이 길이 방향을 따라 일정하게 형성될 수도 있지만, 길이 방향을 따라 변동되는 형태로 형성될 수도 있다.
상기 보강 철근(70)은 콘크리트부(110)의 내부에 배근되며, 도4에 도시된 바와 같이 횡단면 내에서 배근되는 횡방향 루프 철근(71)과, 종방향을 따라 배근되는 종방향 철근(72)과, 합성 거푸집(901)의 연결부재(125)와 연결되는 연결 철근(73)을 포함한다. 이에 의하여, 콘크리트 거더(100)에 작용하는 외력에 의하여 콘크리트부(110)에 인장 응력이 작용하는 것을 최소화한다.
상기 쉬스관(80)은 도7b에 도시된 바와 같이 내부에 긴장재(130)를 설치하기 위하여, 콘크리트부(110)의 형성 이전에 미리 설치된다. 쉬스관(80)은 거더(100) 중앙부에서는 중립축(NL)의 하연을 통과하도록 배치된다.
상기 합성 거푸집(901)은 콘크리트부(110)를 형성하기 위한 거푸집(90)의 일부로서, 콘크리트부(110)에 견고하게 일체 결합되어 교량에 시공된 상태에서 구조 부재로 작용한다. 도3a에 도시된 바와 같이 합성 거푸집(901)은 메인 거푸집(902)과 함께 콘크리트부(110)를 형성하는 틀 역할을 하지만, 굳지않은 콘크리트(110a)가 양생되어 충분한 강도를 발현하게 되면, 콘크리트부(110)에 일체로 결합되어 거더(100)의 휨 강도를 보강한다.
즉, 거푸집(90)은 콘크리트부(110)를 형성하기 위한 틀 역할을 하며, 중립축의 하측영역과 중립축 상측영역 일부의 콘크리트부(110)를 형성하기 위한 메인 거푸집(902)과, 중립축 상측 일부의 콘크리트부(110)를 형성하기 위한 합성 거푸집(901)으로 이루어지며, 경우에 따라 콘크리트부(110)의 바닥면을 형성하는 바닥 거푸집(903)이 포함될 수 있다.
여기서, 합성 거푸집(901)은 거더의 콘크리트부(110) 양측면에 거더 중앙부를 통과하는 형태로 종방향으로 길게 형성되어 결합되는 제1강재부재(121) 및 제2강재거더(122)와, 강봉이나 강재 플레이트 등의 형태의 강재로 제1강재거더(121) 및 제2강재거더(122)를 서로 연결하는 연결부재(125)와, 강재로 형성되어 제1강재거더(121) 및 제2강재거더(122)의 외측(콘크리트부의 반대쪽)으로 돌출되게 연장된 연장부재(127)로 이루어진다.
그리고, 합성 거푸집(901)의 강재부재(121, 122; 120) 내벽에는 콘크리트부(110)를 향하여 내측으로 돌출된 결합 돌기(93)가 형성되어, 거푸집(90)에 굳지않은 콘크리트(110a)를 타설하여 양생되면, 콘크리트부(110)는 합성 거푸집(901)과 일체로 견고하게 결합된 형태가 된다.
편의상, 도면에는 결합 돌기(93)의 돌출 길이(93e)를 편의상 작은 크기로 도시되어 있지만, 결합 돌기(93)의 돌출 길이(93e)는 강재부재(120)와 콘크리트부(110)를 결합시키는 데 충분한 길이(예를 들어, 콘크리트 거더의 상부 플랜지 폭의 1/4 내지 1/2의 길이)로 형성되며, 연결부재(125)와 마찬가지로 제1강재부재(121)와 제2강재부재(122)를 연결하는 형태로 형성될 수도 있다.
그리고, 강재부재(120)의 외측면에는 교량의 바닥판 콘크리트를 타설하기 위한 바닥판(150, 150')을 거치시키는 연장부재(127)가 연장 형성된다. 연장부재(127)도 강재부재(120)와 마찬가지로 강재로 형성되는 것이 바람직하며, 거더(100)의 중립축(NL)으로부터 멀리 이격된 위치에 배치되므로, 거더(100)의 휨 변형을 억제하는 강성 보강에 효과적이다.
또한, 연장부재(127)가 거더의 외측으로 연장 형성됨에 따라, 교량의 시공시에 바닥판 타설을 위한 바닥판 거푸집(150, 150')을 연장부재(127)에 간단히 거치시키면 되므로, 바닥판 타설을 위한 바닥판 거푸집(150, 150')의 설치 및 시공이 보다 간편해지는 효과를 얻을 수 있다.
더욱이, 연장부재(127)는 콘크리트부(110)의 제작 당시에 미리 합성 거푸집(901)에 형성되어 있으므로, 연장부재(127)의 강재부재(120)에 대한 높이를 조절하는 것에 의하여, 바닥판 콘크리트(160)의 높이를 점점 높게 경사진 형태로 제작하는 것도 용이해지는 이점을 얻을 수 있다.
무엇보다도, 연장부재(127)는 콘크리트부(110)의 상면(110s)에 비하여 더 낮게 배치되어, 교량의 시공 시에 바닥판 콘크리트의 저면이 콘크리트부(110)의 상면(110s)에 비하여 보다 더 낮게 시공하는 것이 가능해지므로, 콘크리트부(110)의 상면(110s)으로부터 연장부재(127)의 상면까지의 거리만큼 교량의 형고를 보다 더 낮출 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 연결부재(125)는 강봉이나 형강으로 형성되어 서로 이격 배치되어 있는 제1강재부재(121)와 제2강재부재(122)를 연결한다. 제1강재부재(121)와 제2강재부재(122)가 결합 돌기(93)에 의해 콘크리트부(110)에 일체로 결합되지만, 타설된 콘크리트(110a)가 양생되는 과정에서도 제1강재부재(121)와 제2강재부재(122) 사이의 간격 및 이들의 위치가 연결부재(125)에 의하여 안정되게 유지된다.
이 때, 연결부재(125)는 콘크리트부(110)의 내부에 배근되는 보강 철근(70)에 연결된다. 즉, 보강 철근(70)의 연결 철근(73)이 연결부재(125)에 연결됨으로써, 연결부재(125)의 하중이 보강 철근(70)에 의하여 지지되고, 연결부재(125)에 연결된 강재부재(120)가 제 위치에 유지되어, 콘크리트가 타설되어 양생되는 동안에 콘크리트부(110)가 정확한 형상으로 형성될 수 있도록 한다. 또한, 연결부재(125)는 콘크리트부(110)의 상면(110s)보다 일부 이상이 드러나는 높이에 설치되어, 콘크리트 거더(100)가 교량 하부 구조(7, 8)에 거치된 상태에서 바닥판 콘크리트(160)와 합성 시에 상호 연결 결합되는 매개체 역할을 한다.
필요에 따라, 강재부재(127)에는 내측으로 연장된 보강 부재(128)가 돌출 형성되어, 거푸집(90)에 타설되어 형성되는 콘크리트부(110)의 상면에 합성된다. 도면에는 보강 부재(128)가 플레이트 형태로 연장 형성된 구성이 예시되어 있지만, 보강 부재(128)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
보강 부재(128)는 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 도면에 예시된 바와 같이 플레이트 형태로 형성될 수 있다. 이 때, 보강 부재(128)를 형성하는 플레이트의 상면이 콘크리트부(110)의 상면에 드러나는 형태로 일체 결합된다. 그리고 보강 부재(128)의 상면에는 다수로 상방 돌출된 보강 플레이트(128a)가 구비되어 보강 부재(128)의 일부를 형성할 수 있다. 보강 부재(128)에는 연결 스터드(128b)가 하방으로 돌출 형성되어, 콘크리트부(110)가 양생됨에 따라 보강 부재(128)는 콘크리트부(110)와 일체로 결합된다.
보강 부재(128)는 거푸집(90)에 콘크리트를 타설하는 때에 정해진 위치에 고정되어야 하므로, 도7e에 도시된 바와 같이, 합성 거푸집을 형성하는 강재부재(121, 122)로부터 내측으로 연장된 형태로 설치될 수도 있고, 도7f에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 강재부재(121, 122)를 연결하는 연결부재(225)에 고정 설치될 수도 있다. 여기서, 보강 부재(228)가 연결부재(225)에 고정되는 경우에는, 연결부재(225)가 강봉으로 형성되는 것 보다는 플레이트 형태로 형성되는 것이 보강 부재(228)의 설치를 용이하게 할 수 있다는 점에서 유리하다. 마찬가지로, 보강 부재(228)가 콘크리트부(110)의 중앙부에 위치하는 경우에도 상방으로 돌출된 다수의 보강 플레이트(228a)가 형성될 수 있다.
따라서, 콘크리트 거더(100)는 보강 부재(128)에 의해서도 휨 강성이 보다 높아지므로, 긴장재(130)에 긴장력을 도입하는 동안에 상방으로 볼록해지는 휨 변위를 효과적으로 억제하여, 긴장재(130)에 의해 보다 높은 압축 프리스트레스를 콘크리트부(110)의 중립축의 하측에 도입할 수 있게 된다.
한편, 도3a 및 도7에 도시된 바와 같이, 굳지 않은 콘크리트를 거푸집(90)에 타설하여 콘크리트부(110)를 형성할 때에, 거더(100)의 길이 방향으로의 중간부(가로보가 설치되는 위치)에 빔이나 브레이싱재 등의 연결재(170, 171)를 설치할 수 있는 제1연결부(701)가 함께 일체 성형된다.
이를 위하여, 제1연결부(701)가 설치되는 위치의 메인 거푸집(902)에는 관통공(902x)이 마련되고, 제1연결부(701)가 메인 거푸집(902)의 관통공(902x)을 메우는 형태로 형성되며, 제1연결부(701)의 결합 돌기(701b)에 의하여 콘크리트부(110)가 양생되면 제1연결부(701)는 콘크리트부(110)와 일체로 결합된다. 즉, 제1연결부(701)는 콘크리트부(110)를 성형할 때에는 거푸집의 일부로 사용되며, 콘크리트부(110)가 양생되어 메인 거푸집(902)을 해체할 때에는 콘크리트부(110)에 일체화된다.
제1연결부(701)는 거더(100)를 횡방향으로 연결하는 제1연결재의 형태나 재료 및 사양에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있는데, 제1연결재(170)가 빔으로 형성되어 제1연결재(170)가 볼트 체결로 제1연결부(701)에 결합되는 경우에는, 빔과 체결을 위한 다수의 체결공이 배열 형성된 결합 플레이트(701a)가 제1연결부(701)에 일체로 미리 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 도12b에 도시된 바와 같이, 거더(100) 사이에 보다 긴밀한 연결 상태를 구현하고자 하는 경우에는, 강재부재(120)와 연장부재(127) 중 어느 하나에 제2연결부(702)를 설치해두고, 제2연결부(702)로부터 제1연결재(171)를 연결하는 제2연결재(172)를 추가로 설치할 수 있다. 특히, 브레이싱재와 같은 부재를 제1연결재(171)로 하여 거더(100) 간을 횡방향으로 연결하는 경우에는, 제2연결재(172)의 설치에 의하여 다수의 열로 거치된 거더(100)가 하나의 판 형태로 거동할 수 있도록 하는 것을 확실하게 보장할 수 있게 된다.
상기 긴장재(130)는 콘크리트부(110)의 중앙부에서 중립축 하측을 통과하는 쉬스관(80)의 내부에 설치되고, 유압잭(미도시)에 의하여 긴장력(P)이 작용한 상태로 정착되어, 도8에 도시된 바와 같이 콘크리트부(110)에 압축 프리스트레스(Pc)를 도입한다.
여기서, 긴장재(130)에 의하여 도입하는 압축 프리스트레스(Pc)의 크기는 콘크리트부(110)의 단면 계수에 비례하지만, 콘크리트부(110)의 단면 계수를 높이기 위해서는 콘크리트부(110)의 높이가 높아져야 하므로 형고가 높아지는 문제가 발생된다. 그러나, 본 발명은 합성 거푸집(901)의 강재부재(120)가 콘크리트부(110)의 중립축 상측의 양측에 결합되어, 콘크리트 거더(100)의 휨 강성을 보다 향상시킬 수 있으므로, 보다 높은 긴장력(P)이 도입되더라도 콘크리트부(110)의 중앙부 상연에서 균열이 발생되는 것을 억제할 수 있다.
더욱이, 도6에 도시된 바와 같이, 콘크리트부(110)의 상면(110s)으로부터 합성 거푸집(901)의 강재부재(121, 122)는 상단부가 더 높게 형성되면, 중립축(NL)으로부터 보다 멀리 이격된 강재부재(120)에 의하여 교량용 콘크리트 거더(100)의 휨 강성은 보다 크게 향상될 수 있으므로, 더욱 더 큰 긴장력(P)에도 콘크리트부(110)의 손상없이 큰 압축 프리스트레스(Pc)를 도입할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 콘크리트부(110)의 상면(110s)에 비하여 상방 돌출된 강재부재(121, 122)에 의해 채워지지 않는 공간(120c)은 교량용 콘크리트 거더(100)가 하부 구조(7, 8) 상에 거치된 상태에서, 도11 및 도13에 도시된 바와 같이 교량(9)의 바닥판 콘크리트(160)에 의해 채워지고, 거더(100)의 상방 돌출된 강재부재(121, 122)는 바닥판 콘크리트(160)에 묻히게 되므로, 거더(100)의 상방 돌출된 강재부재(121, 122)에 의하여 거더 형고가 높아지지 않는다.
오히려, 콘크리트부(110)의 상면(110s)에 비하여 보다 높게 돌출 형성된 강재부재(120)에 의하여 콘크리트부(110)의 휨 강성이 보다 크게 보강되므로, 콘크리트부(110)의 단면을 종래에 비하여 보다 더 낮게 형성하면서도 보다 더 큰 저항 능력을 구현할 수 있게 되어, 교량의 형고(Hx)를 줄일 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 교량의 시공에 관한 규정에 따르면, 거더가 배치되지 아니한 영역의 바닥판(160) 자체의 두께(T1)는 240mm 이상이어야 하고, 거더 상측 영역의 바닥판(160)의 두께(T2)는 150mm 이상이어야 한다. 도1d에 도시된 종래의 거더 구조에서는 거더의 상면으로부터 바닥판의 높이가 정해지므로, 거더의 상측 영역의 바닥판(30)의 두께를 240mm 이상으로 시공해야만 했다.
이에 반하여, 본 발명에 따른 교량용 거더(100)는, 도14에 도시된 바와 같이, 콘크리트부 상면(110s)이 강재부재(120)의 상단에 비하여 더 낮게 배치되고, 동시에 바닥판이 거치되는 연장부재(127)의 상면이 콘크리트부 상면(110s)에 비하여 더 낮게 배치되므로, 교량의 바닥판 자체의 두께(T1)에 비하여 거더 상측 영역의 바닥판(160)의 두께(T2)를 더 작게 형성하는 것이 가능해진다. 즉, 콘크리트부 상면(110s)과 연장부재(127)의 상면까지의 두께(T3)를 90mm로 형성하는 경우에는, 거더가 배치되지 아니한 영역의 바닥판(160) 자체의 두께(T1)를 240mm으로 만족하면서도, 거더 상측 영역의 바닥판(160)의 두께(T2)는 150mm으로 형성하는 것이 가능해져, 바닥판 두께에 관한 규정을 모두 만족하면서, 거더(100)의 저면으로부터 바닥판 저면까지의 형고(Hx)를 보다 작게 형성할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 교량용 프리스트레스트 콘크리트 거더(100)의 제작 방법 및 이를 이용한 교량(9)의 시공 방법(S100)을 상술한다.
단계 1: 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 굳지 않은 콘크리트(110a)를 타설하여 콘크리트부(110)를 형성하기 위한 거푸집(90)을 설치한다(S110).
거푸집(90)은, 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 콘크리트부(110)의 중립축 하측 및 중립축 상측의 일부를 감싸도록 형성되어 콘크리트부(110)의 양생 이후에 콘크리트부(110)와 분리되는 메인 거푸집(902)과, 콘크리트부(110)의 양생 이후에 콘크리트부(110)와 일체로 결합되어 메인 거푸집 (902)으로부터 분리되는 합성 거푸집(901)과, 필요에 따라 콘크리트부(110)의 바닥면을 형성하는 바닥 거푸집(903)으로 구성된다.
합성 거푸집(901)과 메인 거푸집(902)은 서로 분리되지만 상호 간에 정확한 위치에서 조립되도록 맞물림 돌기(91a)와 맞물림 홈(92a)이 맞닿는 위치에 형성될 수 있다. 그리고, 합성 거푸집(901)과 메인 거푸집(902)은 연결 플레이트(99)를 매개로 볼트 체결되는 형태로 분리 가능하게 결합된 상태로 조립된다.
여기서, 합성 거푸집(901)은 콘크리트부(110)의 양측면의 일부 이상을 형성하는 형태의 제1강재부재(121)와 제2강재부재(122)를 포함하며, 제1강재부재(121) 및 제2강재부재(122)는 콘크리트 거더(100)의 경간 중앙부를 연속하여 통과하는 긴 형태로 형성되어 긴장재(130)에 긴장력(P)을 도입할 때에 휨 강성을 보강할 수 있게 한다. 제1강재부재(121) 및 제2강재부재(122)는 경간 중앙부를 통과하는 형태로 길게 연장 형성되어 상방으로 볼록해지는 휨 변형에 효과적으로 저항할 수 있게 형성된다.
강재부재(120)는 거더의 길이 방향을 따라 일정한 단면으로 형성될 수도 있지만, 도7c에 도시된 바와 같이, 강재부재(121', 122')는 거더의 경간 중앙부에서 보다 더 큰 단면으로 형성되어 보다 높은 휨 변형에 대한 저항 능력을 확보할 수도 있다. 한편, 도7d에 도시된 바와 같이, 강재부재(121", 122")는 거더의 경간 중앙부에서의 단면(Ho)이 단부에서의 단면(He)에 비하여 보다 더 크게 형성되되, 거더의 경간 중앙부에서 상방으로 볼록한 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 강재부재(121", 122")가 합성 거푸집이 되어 이에 둘러싸여 합성되는 콘크리트의 상면은 거더의 경간 중앙부에서 상방으로 볼록하게 솟은 형태로 형성될 수 있다. 이를 위하여, 합성 거푸집(121", 122")의 사잇 공간의 상면을 덮은 형태의 커버 거푸집(미도시)이 형성될 수도 있다.
그리고, 경간 중앙부에서 상방으로 솟은 합성 거푸집의 형상에 맞게 콘크리트를 타설하여, 거푸집에서 형성된 거더의 콘크리트부(110)는 상면이 상방으로 볼록한 형태로 형성될 수 있다. 이를 통해 제작된 거더는 완만하게 상방으로 볼록한 형태의 교량이나 고가도로의 시공에 사용됨으로써, 종래에 불필요하게 바닥판을 두껍게 시공하였던 문제를 해소하고 가벼우면서 높은 하중 지지 능력을 구현할 수 있다.
그리고, 제1강재부재(121)와 제2강재부재(122)의 내면에는 결합 돌기(93)가 콘크리트부(110)와의 결합에 충분한 길이로 돌출되며, 제1강재부재(121)와 제2강재부재(122)의 외면에는 연장부재(127)가 타설되어 형성되는 콘크리트부(110)의 상면(110s)보다 낮은 위치에 외측으로 돌출 형성된다. 그리고, 콘크리트부(110)의 상면(110s)보다 높은 위치에 제1강재부재(121)와 제2강재부재(122)를 연결하는 연결부재(125, 225)가 강봉이나 강재 플레이트 등 다양한 형상으로 종방향을 따라 이격되게 배치된다.
그리고, 콘크리트 거더(100)의 휨 강성을 추가로 보강할 필요가 있는 경우에는, 강재부재(120)의 내측으로 보강 부재(128)가 연장된 형태로 결합될 수 있다. 보강 부재(128)는 콘크리트 거더(100)의 상면에 드러나는 플레이트 형태로 연장 형성되며, 수직 방향으로 다수 세워진 형태의 보강 플레이트(128a)가 추가로 형성될 수 있다.
그리고, 교량용 콘크리트 거더(100)를 횡방향으로 연결하는 위치에는, 도3a에 도시된 바와 같이, 메인 거푸집(902)의 관통공(902x)에 제1연결부(701)가 설치된다.
단계 2: 단계 1이 행해지기 이전이나 행해진 다음에, 콘크리트부(110)가 형성되는 위치에 도4에 도시된 바와 같이 보강 철근(70)을 배근하고 쉬스관(80)을 설치한다(S120). 이 때, 쉬스관(80)은 콘크리트 거더(100)의 중앙부 하연을 통과하도록 종방향으로 배치되며, 보강 철근(70)은 합성 거푸집(901)의 연결부재(125)에 연결되는 형태로 설치된다.
단계 3: 단계 1과 단계 2가 행해진 다음에, 도5에 도시된 바와 같이 타설기(60)로부터 굳지 않은 콘크리트(110a)를 거푸집(90) 내에 타설하여 콘크리트부(110)를 양생한다(S130). 이와 같이, 콘크리트(110a)의 타설에서 양생에 이르는 과정에서 합성 거푸집(901)이 콘크리트부(110)에 결합되므로, 합성 거푸집(901)은 결합 돌기(93)를 매개로 양생된 콘크리트부(110)의 중립축 상측의 양측면에 일체로 견고하게 결합된다.
이와 함께, 콘크리트(110a)의 타설에서 양생에 이르는 과정에서, 제1연결부(701)도 콘크리트부(110)의 길이 방향으로 정해진 위치에 일체로 견고하게 결합된다.
이 때, 거푸집(90)에 타설되는 콘크리트(110a)의 상면(110s)은 강재부재(120)에 비하여 120d로 표시된 길이만큼 더 낮게 정해지며, 연장부재(127)의 상면보다 더 높게 형성되는 것이 바람직하다.
단계 4: 그리고 나서, 도6에 도시된 바와 같이, 거푸집(90) 중에 메인 거푸집(902)을 제거한다(S140).
단계 5: 단계 2가 행해진 다음에, 쉬스관(80)에 긴장재(130)를 삽입 설치한다. 그리고 나서, 콘크리트부(110)의 강도가 정해진 강도로 충분히 양생되면, 도7a 및 도7b에 도시된 바와 같이, 긴장재(130)의 끝단에 유압잭(미도시)를 설치한 후, 유압잭으로 긴장재(130)를 잡아당기는 긴장력(P)을 도입한 후, 정착구(미도시)로 정착한다(S150).
이 때, 콘크리트 거더(100)의 휨 강성이 강재로 형성된 합성 거푸집(901)에 의하여 향상되어, 도8에 도시된 상방으로 볼록해지는 휨 변형(100d)에 의한 변형량(d')이 종래에 비하여 더 작게 제한되므로, 긴장재(130)에 도입하는 긴장력(P)은 종래에 비하여 보다 높게 도입하여도 콘크리트부(110)의 중앙부 상연이 손상되지 않고 높은 압축 프리스트레스(110)를 도입할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이 압축 프리스트레스(Pc)의 도입에 의하여 교량용 거더(100)의 제작이 완료된다.
단계 6: 단계 1 내지 단계 5에 의하여 제작된 교량용 거더(100)를 기중기(50)로 인상하여, 도9에 도시된 바와 같이 교량의 교대(7) 및 교각(8)의 하부 구조 상에 거치시킨다(S160).
단계 7: 그리고 나서, 도10에 도시된 바와 같이, 콘크리트 거더(100)의 연장부재(127)에 미리 제작된 프리캐스트 반단면 바닥판(150)과 가장자리 거푸집(150')을 바닥판 거푸집으로 설치한다.
이 때, 콘크리트 거더(100)에는 교축 직각 방향으로 연장부재(127)가 돌출 형성되어 있으므로, 프리캐스트 반단면 바닥판(150)을 연장부재(127)에 거치시키는 것에 의하여 콘크리트 바닥판(160)의 시공을 위한 거푸집 설치를 보다 용이하게 할 수 있다.
특히, 연장부재(127)에 의하여 프리캐스트 반단면 바닥판(150)의 양단부를 지지하는 간격이 더 작아지므로, 종래에 비하여 프리캐스트 반단면 바닥판(150)의 폭(w)을 보다 작게 줄일 수 있다. 프리캐스트 반단면 바닥판(150)은 바닥판 콘크리트(160a)의 타설 시에 무거운 무게를 지탱해야 하므로 충분히 두껍게 형성되어야 하는데, 본 발명은 프리캐스트 반단면 바닥판(150)의 폭(w)이 종래에 비하여 작게 형성되므로, 이에 따라 프리캐스트 반단면 바닥판(150)의 두께를 더 작게 줄일 수 있게 된다.
따라서, 작업자들이 프리캐스트 반단면 바닥판(150)을 거더(100)에 거치시키는 공정이 보다 쉬워지고, 한번의 운반에 보다 많은 프리캐스트 반단면 바닥판(150)을 운송할 수 있으므로 운송 비용도 낮출 수 있으며, 고가의 프리캐스트 반단면 바닥판(150)을 사용하는 대신에 저렴한 현장타설 콘크리트에 의하여 바닥판 콘크리트를 보다 많이 형성할 수 있게 되어 시공 비용을 절감하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 교량(9)의 최외측 거더의 외측에 외팔보 형태로 설치되는 가장자리 거푸집(150')을 설치하는 경우에도, 거더(100)의 외측으로 돌출되어 있는 연장부재(127)에 지지되는 형태로 설치됨에 따라, 최외측 거더 바깥의 가장자리 거푸집(150')을 설치할 때에 동바리를 이용하지 않게 되어, 바닥판 거푸집의 시공이 보다 짧은 시간에 안전하고 용이하게 이루어지는 효과를 얻을 수 있다.
단계 8: 그리고, 바닥판 철근을 배근한 후, 도11 및 도13에 도시된 바와 같이, 교량 바닥판 거푸집(150, 150')에 굳지 않은 콘크리트를 타설하여 교량 바닥판(160)을 형성한다.
여기서, 프리캐스트 반단면 바닥판(150)은 타설되는 바닥판 콘크리트와 함께 교량의 콘크리트 바닥판을 영구적으로 형성하며, 교량의 횡방향 끝단에 설치된 거푸집(150')은 타설 이후에 제거될 수도 있다.
이 때, 콘크리트 거더(100)의 콘크리트부 상면(110s)보다 상방으로 보다 돌출된 강재부재(120)는 교량의 바닥판 콘크리트(160)에 매립된 상태가 되므로, 교량의 형고(Hx)에 영향을 미치지 않는다. 앞서 설명한 바와 같이, 강재인 합성 거푸집(120)이 콘크리트부(110)에 견고하게 영구적으로 결합되어 저항 능력을 보다 향상시키므로, 보다 낮은 콘크리트부(110)의 단면으로 보다 높은 내하 능력을 구현하며, 이에 따라 형고를 보다 더 낮출 수 있다. 특히, 교량의 콘크리트 바닥판(160)의 저면의 위치가 콘크리트 거더(100)의 콘크리트부 상면(100s)보다 더 낮게 배치되므로, 콘크리트 바닥판(160)의 두께 규정을 만족하면서도 완공된 교량의 형고(Hx)는 90mm만큼 보다 낮아지는 효과도 함께 얻을 수 있다.
한편, 도1d에 도시된 바와 같이 교량이 곡선형태로 배열되어 바닥판이 소정의 각도(ang)를 형성해야 하는 경우에도, 도13 및 도14에 도시된 바와 같이 횡방향으로 배열된 거더(100)의 연장부재(127)의 높이(Hy)를 서로 다르게 형성하는 것에 의하여, 바닥판 거푸집이 헌치부를 형성하기 위한 형상으로 형성되지 않더라도 간편하게 단턱이 있는 형태로 콘크리트 바닥판(160')을 형성할 수 있는 이점을 얻을 수 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 하나의 거더(100)에 형성된 한 쌍의 연장부재의 높이를 서로 다르게 형성하고, 반단면 바닥판(150)을 경사지게 설치하면, 콘크리트 바닥판(160')의 저면을 경사진 형태로 형성할 수도 있다.
단계 9: 단계 7이 행해진 이후에, 도12a에 도시된 바와 같이, 다수의 열로 하부 구조(7, 8)에 거치된 거더(100)를 연결재(170)로 연결한다. 이 때, 콘크리트 거더(100)를 제작하는 단계 3에서, 제1연결부(701)가 콘크리트 거더(100)의 복부에 일체 결합되어 있으므로, 거더(100)의 제1연결부(701)에 빔 형태의 제1연결재(170)를 볼트 체결하여 결합하는 간단한 공정에 의하여, 거더(100)들은 횡방향으로 연결된 상태가 된다. 여기서, 빔 형태의 제1연결재(170)는 단면이 H자, I자, ㄱ자, ㅁ자 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 제1연결부(701)와 연결되는 부분은 제1연결부(701)의 구조에 따라 변단면으로 형성될 수 있다.
상기 제1연결재(170)는 종래의 가로보를 대체한다. 이에 따라, 종래에 콘크리트 거더를 콘크리트 가로보를 이용하여 횡방향으로 연결하기 위해서는, 콘크리트 거더를 제작하는 단계에서 가로보 연결위치에 미리 철근이 노출되게 하여야 하므로, 콘크리트 거더의 단면이 일정하지 않고 거더 제작을 위한 거푸집의 형상이 매우 복잡해지고 가로보 시공을 위한 거푸집 설치가 매우 까다로운 문제들이 야기되었만, 상기와 같이 제1연결재(170)를 미리 거더(100)에 형성해두고 강재 빔을 제1연결재(170)로 하여 제1연결부(701)에 상호 연결하는 것에 의하여 간단히 거더(100)를 횡방향으로 연결할 수 있게 되므로, 시공이 종래에 비하여 훨씬 간편해지고 시공 정확성도 향상되는 이점을 얻을 수 있다.
한편, 도12b에 도시된 바와 같이, 하부 구조(7, 8)에 거치된 거더(100)를 횡방향으로 연결하는 제1연결재(171)는 브레이싱재로 적용될 수 있다. 브레이싱재를 제1연결재(171)로 설치하는 경우에는, 제1연결부(701')의 형상이 브레이싱재와 연결하기 위한 구조로 변경된다.
거더(100)의 횡방향으로의 위치를 정하는 용도로는 브레이싱재를 제1연결재(171)로 적용하는 데 충분하지만, 다수의 열로 배치된 거더(100)가 하나의 판 거동을 하기 위해서는 제1연결재(171)와 제2연결부(702)를 제2연결재(172)로 연결하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 연결재(171, 172)가 수평 방향으로만 배치되지 아니하고, 거더의 중립축 상단부로부터 경사지게 연장된 제2연결재(172)를 더 포함함으로써, 거더(100)에 작용하는 다양한 방향으로의 하중이 제1연결재(171)와 제2연결재(172)를 통해 전달되면서, 다수의 열로 배치된 거더(100)들이 하나의 판 거동을 보장할 수 있게 된다. 제2연결재(172)가 설치되는 구성은 제1연결재(171)가 브레이싱재로 적용되는 경우에 국한되지 않으며, 거더(100) 높이의 1/2 이하인 높이를 갖는 상대적으로 작은 단면의 빔으로 연결되는 경우에도 적용된다.
한편, 도12c에 도시된 바와 같이, 하부 구조(7, 8)에 거치된 거더(100)를 횡방향으로 연결하는 제1연결재(171)는 각 거더(100)를 2열 이상으로 수평 횡방향으로 설치될 수도 있다. 이 경우에는, 2열 이상의 제1연결재(171)는 경사진 연결재(171a)로 연결되어, 2열 이상의 제1연결재(171)가 수직 방향 성분에 대해서도 하중을 전달하여 하나의 판 거동을 하는데 기여하게 할 수 있다.
상기와 같이, 거더(100)의 제작 단계에서 미리 형성된 연결부(701, 702,...)를 연결재(170, 171,...)로 연결하는 단순한 공정에 의하여, 교량의 가로보를 대체하는 연결재를 보다 짧은 시간에 안전을 확보하면서 행할 수 있으며, 콘크리트 거더(100)의 전체 단면이 일정하게 유지되어 세련된 미관을 구현하는 효과를 얻을 수 있다.
단계 10: 단계 8과 단계 9가 행해진 다음에, 콘크리트 바닥판에 포장면을 형성하고 난간을 설치하여 교량의 시공을 완료한다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 교량용 거더(200) 및 이를 이용한 교량의 시공 방법을 상술한다. 다만, 본 발명의 제2실시예를 설명함에 있어서 전술한 제1실시예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 도면부호를 부여하고, 이에 대한 작용 등의 상세한 설명은 제2실시예의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략한다.
도15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 교량용 거더(200)는, U자형 강재 거더(210)와, 강재 거더(210)의 상부 플랜지(213)의 양측면에 세로 방향으로 결합 형성된 강재부재(220)와, 강재부재(220)로부터 수평 방향으로 돌출되게 연장 형성된 강재로 형성된 연장부재(227)와, 상부 플랜지(213)의 상면에 강재로 형성되어 결합된 보강 부재(228)를 포함하여 구성된다.
즉, 본 발명의 제2실시예는 교량용 거더(200)를 강재 거더로 구성한다는 점에서 전술한 제1실시예와 차이가 있다.
상기 강재 거더(210)는, 하부 플랜지(211)와, 하부 플랜지(211)의 서로 이격된 위치로부터 상방으로 각각 연장된 복부(212)와, 복부(212)의 상단에 각각 수평 한 상부 플랜지(213)로 이루어져 U자형 단면을 형성한다. 여기서, 복부(212)에는 제1연결재(270)의 설치를 위한 제1연결부(701)가 전술한 제1실시예에서와 같이 미리 설치될 수 있다.
상기 강재부재(220)는 강재 거더(210)의 상부 플랜지(213)의 양측에 세로 방향으로 세워진 상태로 상부 플랜지(213)에 결합 형성된다. 강재부재(220)는 상부 플랜지(213)에 용접으로 접합 고정될 수 있다. 강재부재(220)는 도면에 도시된 바와 같이 거더 전체 길이에 걸쳐 일정한 단면으로 형성될 수도 있고, 도시되지 않았지만 거더 중앙부에서는 보다 큰 단면을 이루는 변단면으로 형성될 수도 있다.
제1실시예와 유사하게, 강재부재(220)는 상부 플랜지(213)의 상면보다 더 높게 연장되어, 거더의 중립축으로부터 강재부재(220)가 보다 멀리 이격되어 강재의 사용량에 비하여 휨 강성의 보강 효과를 극대화할 수 있을 뿐만 아니라, 제1강재부재(221)와 제2강재부재(222)의 사이에 공간이 타설되는 바닥판 콘크리트에 의하여 메워지면서, 저항 능력이 향상됨과 동시에 교량의 시공 시에 거더의 형고를 낮추는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
상기 연장부재(227)는 강재부재(220)의 측면으로부터 상부 플랜지(213)와 멀어지는 수평 방향으로 연장 형성된다. 여기서, 연장부재(227)는 상부 플랜지(213)의 상면에 비하여 더 낮게 배치되어, 교량의 시공 시에 바닥판 콘크리트의 저면이 상부 플랜지(213)의 상면에 비하여 보다 더 낮게 시공하는 것이 가능해지므로, 상부 플랜지(213)의 상면으로부터 연장부재(227)의 상면까지의 거리만큼 교량의 형고를 보다 더 낮출 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
상기와 같이, 교량용 거더(200)의 상부 플랜지(213)에 강재부재(220)와 연장부재(227)가 형성됨에 따라, 거더 중립축으로부터 이격된 위치에 배치된 강재에 의하여 강재 사용량을 최소화하면서도 휨 강성을 높일 수 있으며, 전술한 제1실시예와 마찬가지로, 교축 직각 방향으로 연장된 연장부재(227)에 의하여 프리캐스트 반단면 바닥판(250)의 설치 공정과 최외측 거더에 외팔보 형태로 설치되는 가장자리 거푸집(250')을 연장부재(227)에 지지되게 설치함에 따라 거푸집(250, 250')의 설치 공정이 용이해진다. 또한, 거더(200) 사이의 간격에 비하여 더 작은 폭의 프리캐스트 반단면 바닥판(250)의 설치가 가능해짐에 따라, 보다 얇은 프리캐스트 반단면 바닥판(250)에 의한 거푸집 설치로 시공성이 향상되는 이점을 얻을 수 있다.
무엇보다도, 교량용 거더(200)가 상측이 개방된 U자형 단면으로 형성된 경우에는, 도16에 도시된 바와 같이, 교량용 거더(200)가 교량 하부 구조(7, 8)상에 거치된 상태에서 바닥판 거푸집(250, 250')을 설치한 후, 바닥판 콘크리트(260)를 타설하는 과정에서 상부 플랜지(213)에 큰 압축 응력이 작용함에 따라 상부 플랜지(213)의 좌굴이 발생될 위험이 크지만, 강재부재(220)와 연장부재(227)에 의하여 압축 응력에 대한 저항 능력이 커지므로, 좌굴의 발생을 확실히 방지하여 안전한 시공을 보장하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도15에 도시된 교량용 거더(200)의 제작이 완료되면, 전술한 제1실시예의 단계 7 내지 단계 10를 동일하거나 유사하게 행하는 것에 의하여, 도16에 도시된 형태의 교량을 시공할 수 있다.
강재 거더(200)를 이용하여 교량을 시공하는 경우에도, 상부 플랜지에 비하여 제1강재부재(221) 및 제2강재부재(222)의 상단부가 더 높게 연장 형성되고, 강재부재(220)로부터 외측으로 연장된 연장부재(227)의 높이를 상부 플랜지의 상면(110s)보다 낮게 형성하여, 바닥판의 두께에 관한 규정을 모두 충족하면서 형고를 낮출 수 있게 되어, 교량 시공 시에 보다 더 큰 형하 공간을 확보하는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 도17에 도시된 바와 같이, 교량용 거더는 I자형 단면의 강재 거더에 케이싱 콘크리트(201)가 합성된 강합성 거더(200')로도 적용이 가능하다.
즉, 본 발명은 교량용 거더의 상부 플랜지에 강재부재(221, 222; 220)를 형성하고, 강재부재(220)로부터 외측으로 연장부재(227)가 형성됨으로써, 바닥판 콘크리트의 타설을 위한 거푸집으로 반단면 바닥판을 이용하는 경우에, 반단면 바닥판의 설치를 보다 쉽게 할 수 있으면서 강재의 휨 강도를 효과적으로 보강할 수 있으며, 특히 연속교인 경우에 연속 지점부에서 중립축 상연에 작용하는 높은 인장응력을 효과적으로 상쇄시킬 수 있는 이점도 얻을 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 교량용 거더(100, 200) 및 그 제작 방법은, 거더(100, 200)의 제작 당시에 거더 중립축 상측에 상하 방향으로 연장된 강재부재(120, 220)와 수평 방향으로 연장된 연장부재(127, 227)이 구비됨에 따라, 적은 강재 사용량으로도 거더의 단면 계수를 보다 높여 휨 강성을 효율적으로 보강할 수 있을 뿐만 아니라, 연장부재(127, 227)에 의하여 콘크리트 바닥판을 시공하기 위한 거푸집(150, 150', 250, 250')의 설치가 보다 용이해지고 바닥판 콘크리트의 시공 공정 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 교량용 거더(200)가 상측이 개방된 U자 형태의 강재 거더인 경우에는, 강재부재(220)와 연장부재(227)에 의하여 상부 플랜지(213)의 압축 응력에 대한 저항 능력이 높아지므로, 바닥판 콘크리트(260)를 타설하는 과정에서 U자형 강재 거더의 상부 플랜지(213)에 작용하는 압축 응력에 의한 좌굴 가능성을 제거하여 교량의 안전한 시공을 보장할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 교량용 거더(100)가 콘크리트 거더인 경우에는, 콘크리트 거더(100)의 제작을 위한 거푸집(90)을 콘크리트 양생 이후에 콘크리트 거더(100)로부터 분리되는 메인 거푸집(902)과, 콘크리트 거더(100)와 일체로 결합되는 합성 거푸집(901)으로 이원화하여 구성됨에 따라, 거푸집(90)에 굳지 않은 콘크리트(110a)를 타설하여 콘크리트 거더(100)의 형상을 제작할 수 있도록 하면서, 이와 동시에 강재로 형성된 합성 거푸집(901)이 콘크리트 거더(100)에 견고하게 일체 결합되어 콘크리트 거더의 저항 능력을 보강하는 영구적인 구조 부재로 결합되게 함으로써 보다 높은 내하 능력을 구현할 수 있으며, 이에 의하여 콘크리트부(110)의 단면을 보다 더 작고 낮게 형성하더라도 높은 압축 프리스트레스(Pc)를 도입하여 향상된 내하 능력과 낮은 형고의 콘크리트 거더를 제공하는 유리한 효과가 있다.
무엇보다도, 본 발명은, 콘크리트 거더(100)의 중립축(NL) 상연 양측에 결합된 합성 거푸집(901)의 제1강재부재(121) 및 제2강재부재(122)의 상단부가 콘크리트부 상면(110s)보다 높게 연장 형성되고, 강재부재(120)로부터 외측으로 연장된 연장부재(127)의 높이를 콘크리트부 상면(110s)보다 낮게 형성하여, 바닥판의 두께에 관한 규정을 모두 충족하면서 형고를 낮출 수 있게 되어, 교량 시공 시에 보다 더 큰 형하 공간을 확보하는 효과를 얻을 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
9: 교량 90: 거푸집
901: 합성 거푸집 902: 메인 거푸집
903: 바닥 거푸집 100, 200: 교량용 거더
110: 콘크리트부 110s: 콘크리트부 상면
120, 220: 강재부재 125: 연결부재
127, 227: 연장부재 128, 228: 보강 부재
130: 긴장재 150: 프리캐스트 반단면 바닥판
160: 콘크리트 바닥판 P: 긴장력
Pc: 압축 프리스트레스

Claims (37)

  1. 교량용 거더의 제작 방법으로서,
    굳지않은 콘크리트가 타설 양생하여 형성되는 콘크리트부를 포함하는 형태의 거더를 제작하기 위하여, 상기 콘크리트부를 감싸는 형태로 형성되어 상기 콘크리트부가 양생된 이후에 분리되는 메인 거푸집과, 상기 메인 거푸집의 상단에 밀착한 형태로 상방으로 연장 배치되어 상기 콘크리트부가 양생된 이후에 상기 교량용 거더의 중립축의 상측에 위치하면서 상기 콘크리트부의 양측면에 각각 영구 결합되며 상기 교량용 거더의 종방향을 따라 연속하여 경간 중앙부를 통과하는 형태로 연장 형성된 제1강재부재 및 제2강재부재와, 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재 중 어느 하나 이상으로부터 교축 직각 방향으로 각각 외향 돌출되게 연장되어 교량 바닥판 타설을 위한 바닥판 설치를 보조하는 연장부재와, 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재를 연결하는 연결부재를 포함하여 상기 교량용 거더의 일부로서 상기 콘크리트부에 결합하는 합성 거푸집으로 이루어진 거푸집을 준비하는 거푸집 준비단계와;
    상기 콘크리트부가 형성되는 공간을 포함하여 보강 철근을 배근하는 철근 배근 단계와;
    상기 거푸집에 굳지 않은 콘크리트를 타설하여 상기 콘크리트부를 형성하되, 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재의 하단보다는 더 높게 타설 양생시켜 상기 콘크리트부의 양측 상부에 보강 부재가 결합된 상태로 상기 콘크리트부를 형성하는 거더형성단계와;
    상기 합성 거푸집은 상기 콘크리트부에 결합된 상태로 유지하면서 상기 메인 거푸집을 상기 콘크리트부로부터 제거하는 거푸집 제거 단계를;
    포함하여 구성되어, 상기 제1강재부재 및 상기 제2강재부재와 상기 연장부재와 상기 연결부재는 하나로 결합 설치되어 상기 합성 거푸집을 형성하며, 상기 메인 거푸집만에 의해 형성되는 단면에 비하여 상기 콘크리트부의 단면을 상기 합성 거푸집에 의해 보다 확장시키고, 상기 합성 거푸집이 상기 콘크리트부에 일체 결합되면서 구조 부재로 작용하고, 상기 연결 부재의 일부 이상은 상기 콘크리트부의 상면보다 더 높게 배치되고, 상기 콘크리트부의 상면은 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재의 상단보다 더 낮은 것을 특징으로 하는 교량용 거더의 제작 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재 중 어느 하나 이상의 내측으로 연장된 보강 부재가 돌출 형성되어 상기 콘크리트부의 상면에 합성되는 것을 특징으로 하는 교량용 거더의 제작 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 거더의 중앙부에서 중립축의 하측 영역을 통과하는 배치로 긴장재를 내설하기 위한 쉬스관을 설치하는 쉬스관 설치단계와;
    상기 쉬스관 내에 긴장재를 설치하고, 상기 긴장재에 긴장력을 도입한 상태로 정착하여 상기 콘크리트부에 압축 프리스트레스를 도입하는 거더 긴장 단계를;
    더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량용 거더의 제작 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 합성 거푸집은 상기 콘크리트부의 양단부에 비하여 거더 중앙부에서 보다 큰 단면으로 형성된 것을 특징으로 하는 교량용 거더의 제작 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 합성 거푸집은 상기 콘크리트부의 경간 중앙부에서 상방으로 볼록한 형태로 형성되고, 상기 콘크리트부도 경간 중앙부에서 상방으로 볼록한 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 교량용 거더의 제작 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부재는 상기 콘크리트부의 상면보다 더 높은 위치에 배치되어, 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재를 횡방향으로 잇는 강재로 형성된 것을 특징으로 하는 교량용 거더의 제작 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부재로부터 연장되어 상기 콘크리트부의 상면에 드러나게 배치되는 보강 부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량용 거더의 제작 방법.
  8. 제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 철근 배근 단계는, 상기 보강 철근의 일부가 상기 연결부재와 연결되게 배근하는 것을 특징으로 하는 교량용 거더의 제작 방법.
  9. 제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재 중 어느 하나 이상에는 브레이싱재나 빔이 연결될 수 있는 제2연결부를 형성하는 제2연결부 형성단계를;
    더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량용 거더의 제작 방법.
  10. 제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연장부재에는 브레이싱재나 빔이 연결될 수 있는 제2연결부를 형성하는 제2연결부 형성단계를;
    더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량용 거더의 제작 방법.
  11. 제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 거더의 복부에는 브레이싱재나 빔이 연결될 수 있는 제1연결부를 형성하는 제1연결부 형성단계를;
    더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량용 거더의 제작 방법.
  12. 교량용 거더로서,
    상기 교량용 거더의 일부 이상의 단면에 대하여 콘크리트로 형성된 콘크리트부와;
    상기 콘크리트부를 형성하기 위하여 콘크리트가 타설되는 거푸집의 일부를 형성하면서, 상기 콘크리트부가 양생된 이후에 상기 교량용 거더의 중립축의 상측에 위치하면서 상기 콘크리트부의 양측면에 각각 영구적으로 일체 결합되며 상기 교량용 거더의 종방향을 따라 연속하여 경간 중앙부를 통과하는 형태로 연장 형성된 제1강재부재 및 제2강재부재와;
    상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재 중 어느 하나 이상으로부터 교축 직각 방향으로 외향 돌출되게 연장되어, 교량 바닥판 타설을 위한 바닥판 설치를 보조하는 연장부재와;
    상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재를 연결하는 연결부재와;
    상기 콘크리트부의 내부에 배근되는 보강 철근을;
    포함하여 구성되되, 상기 제1강재부재 및 상기 제2강재부재와 상기 연장부재와 상기 연결부재는 상기 콘크리트부의 제작을 위하여 하나로 결합되어 합성 거푸집을 형성하고, 상기 콘크리트부가 양생된 이후에 분리되는 메인 거푸집의 상단에 상기 합성 거푸집이 밀착한 상태로 설치되었다가, 상기 합성 거푸집이 상기 콘크리트부에 일체 결합되면서 상기 메인 거푸집만에 의해 형성되는 단면에 비하여 상기 콘크리트부의 단면을 보다 확장시키고, 상기 합성 거푸집이 상기 콘크리트부에 일체 결합되면서 구조 부재로 작용하며, 상기 연결 부재의 일부 이상은 상기 콘크리트부의 상면보다 더 높게 배치되고, 상기 콘크리트부의 상면은 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재의 상단보다 더 낮은 것을 특징으로 하는 교량용 거더.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 콘크리트부의 중앙부에서 중립축의 하측영역을 통과하는 쉬스관에 내설되어 긴장 정착되는 것에 의하여 상기 콘크리트부에 압축 프리스트레스를 도입하는 긴장재를;
    더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량용 거더.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 콘크리트부의 상면은 상기 제1강재부재 및 상기 제2강재부재의 상단보다 더 낮은 위치까지 형성되고, 상기 연결부재의 일부 이상은 상기 콘크리트부의 상측에 드러난 형태로 형성되며, 상기 보강 철근은 상기 연결부재와 연결된 것을 특징으로 하는 교량용 거더.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 연장부재는 상기 콘크리트부의 상면보다 더 낮게 위치한 것을 특징으로 하는 교량용 거더.
  16. 제 12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1강재부재와 상기 연장부재 중 어느 하나 이상에는 브레이싱재나 빔이 연결될 수 있는 제2연결부가 형성되고,
    상기 거더의 복부에는 브레이싱재나 빔이 연결될 수 있는 제1연결부가 형성된 것을 특징으로 하는 교량용 거더.
  17. 제 12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 교량용 거더는 상면에 보강 부재가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 교량용 거더.
  18. 제 12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재 중 어느 하나 이상은 상기 거더의 양단부에 비하여 거더 중앙부에서 보다 큰 단면으로 형성된 것을 특징으로 하는 교량용 거더.
  19. 제 12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 교량용 거더를 이용한 교량 시공 방법으로서,
    교량의 하부 구조에 상기 교량용 거더를 인상하여 횡방향으로 2열 이상 거치시키는 거더 거치 단계와;
    상기 연장부재 상에 반단면 바닥판을 포함하여 바닥판 콘크리트를 타설하기 위한 바닥판 거푸집을 설치하는 바닥판 거푸집 설치단계와;
    상기 바닥판 거푸집에 굳지 않은 콘크리트를 타설하여 콘크리트 바닥판을 시공하는 바닥판 합성단계를;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량 시공 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 거더는 콘크리트 거더이고;
    제1강재거더와 제2강재거더의 사이를 연결하는 연결부재는 상기 콘크리트 바닥판에 의하여 매립되는 것을 특징으로 하는 교량 시공 방법.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재는 상기 콘크리트부의 상면보다 더 높게 상측으로 연장 형성되어 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재의 사이에 공간이 마련되고;
    상기 바닥판 합성단계에서 상기 공간이 콘크리트로 채워지는 것을 특징으로 하는 교량 시공 방법.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 바닥판 합성단계에서 상기 연결부재는 상기 콘크리트 바닥판에 매립되어 상기 연결부재가 상기 콘크리트부와 상기 콘크리트 바닥판이 연결되는 매개체 역할을 하는 것을 특징으로 하는 교량 시공 방법.
  23. 제 19항에 있어서,
    상기 거더는 2 열 이상으로 배치되고, 2열 이상 배치된 상기 거더들 중 어느 하나 이상의 거더의 상기 연장부재는 서로 다른 높이에 형성된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 시공 방법.
  24. 제 19항에 있어서,
    상기 거더는 2열 이상으로 배치되고;
    상기 거더의 복부에는 브레이싱재나 빔이 연결될 수 있는 제1연결부가 형성되어,
    교축 직각 방향으로 배치된 상기 거더의 제1연결부를 제1연결재로 이어 연결하는 제1연결재 설치단계를;
    더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량 시공 방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 제1강재부재와 상기 연장부재 중 어느 하나 이상에는 브레이싱재나 빔이 연결될 수 있는 제2연결부가 형성되어,
    상기 제1연결재와 상기 제2연결부를 잇는 제2연결재를 설치하는 제2연결재 설치단계를;
    더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교량 시공 방법.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 거더는 2열 이상으로 배치되고;
    상기 바닥판 거푸집 설치단계는, 교축 직각 방향으로 최외측에 위치한 거더에 대하여 외팔보 형태로 뻗은 가장자리 거푸집을 최외측 거더의 상기 연장부재에 지지되는 형태로 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 시공 방법.
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