KR101817331B1 - 철도교의 상부구조 및 그 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도교의 상부 구조 및 그 시공 방법에 관한 것으로, 교량 하부 구조 상에 거치되어 설치되고, 철근이 배근되고 고강도 콘크리트로 형성된 콘크리트 거더와; 상기 콘크리트 거더의 상면에 돌출된 전단 연결재를 매개로 상기 콘크리트 거더와 일체화되며, 상기 콘크리트 거더 상에 거치된 프리캐스트 바닥판과 함께 예정된 두께로 형성된 바닥판을; 포함하고, 상기 바닥판에 시공되는 레일 선로 하나에 대하여 상기 콘크리트 거더가 2개로 배치되어, 보다 적은 콘크리트 거더에 의하여 철도교를 지지하는 철도교의 상부 구조 및 그 시공 방법을 제공한다.

Description

철도교의 상부구조 및 그 시공 방법 {UPPER STRUCTURE OF RAIL BRIDGE AND METHOD OF CONSTRUCTING THE SAME}

본 발명은 철도교의 상부 구조 및 그 시공 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보다 적은 수의 콘크리트 거더에 의하여 철도가 통행하는 바닥판의 하중을 지지할 수 있을 뿐만 아니라, 콘크리트 거더의 내하 능력의 발현이 신뢰성있게 구현되면서, 프리캐스트 바닥판을 인상하는 것을 단순화하여 시공이 단순화되고 간편해지는 철도교의 상부구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 철도교(1)는 도로교에 비하여 통행하는 열차의 중량이 크고 속도도 빠르므로, 바닥판(30A, 30B, 30)을 지지하는 콘크리트 거더(10)는 보다 신뢰성있게 내하 능력을 발휘할 필요가 있다.

이를 위하여, 종래의 철도교는 강재와 콘크리트가 합성되거나 박스 단면으로 형성되는 등의 복잡한 형태로 제작되는 거더가 아닌 재래식 콘크리트 거더의 경우에는, 도1a에 도시된 바와 같이, 하나의 바닥판(30A, 30B)에 2열씩의 철도 레일(30R)이 구비된 열차 선로(35)가 1열 배치되는 철도교(1)는 각각의 바닥판(30A, 30B)을 3열의 콘크리트 거더(10)에 의해 지지한다. 여기서, 콘크리트 거더(10)는 긴장재에 의해 압축 프리스트레스가 도입된 PSC빔일 수 있다.

그리고, 도1b에 도시된 바와 같이, 하나의 바닥판(30)에 열차 선로(35)가 왕복으로 2열 배치되는 철도교(1')는, 바닥판(30)을 5열의 콘크리트 거더(10)에 의하여 지지한다.

이와 관련하여, 철도교(1, 1')의 상부 구조의 내하 능력을 확실하게 얻으면서, 복잡한 단면의 콘크리트 거더가 아닌 범용적으로 사용되는 콘크리트 거더(10)로도, 바닥판(30, 30A, 30B)을 지지하는 콘크리트 거더(10)의 개수를 줄여보고자 하는 필요성이 제기되었다.

그리고, 콘크리트 거더(10)에 의하여 철도교를 지지하는 경우에는 바닥판(30, 30A, 30B)에 인가되는 활하중을 횡방향으로 인접한 콘크리트 거더로 전달하기 위하여 콘크리트 가로보(20)가 횡방향으로 설치된다. 그러나, 콘크리트 가로보(20)를 콘크리트 거더(10)에 연결 시공하기 위해서는, 콘크리트 가로보(20)의 시공을 위한 거푸집을 공중에서 설치해야 하므로 매우 위험하고 복잡한 공정이 소요되었다.

이에 따라, 콘크리트 거더(10)를 횡방향으로 연결하는 가로보의 시공을 보다 간편하게 할 필요성이 요구되고 있다.

한편, 철도교를 시공하는 과정에서 교각이나 교대 등의 하부 구조(55)에 거치되는 콘크리트 거더(10)는 제작 과정에서 재료의 분배가 균일하지 않거나, 거치되는 교좌 장치(55a)의 고무 변형에 의하여, 항상 정확한 직립 상태로 거치되지 않으며, 과장하면 도7a에 도시된 형태로 조금씩 기울어진 콘크리트 거더(110B, 110C)가 생기게 된다. 이와 같이, 하부 구조(55) 상에 거치된 콘크리트 거더가 직립하여 설치되지 않으면, 콘크리트 거더 상에 합성되는 바닥판으로부터의 하중의 전달 경로에 왜곡이 발생되고, 이로 인하여 설계치의 내하 능력이 그대로 발현되지 못하는 문제가 야기된다.

더욱이, 콘크리트 거더에 내설된 긴장재를 이용하여 콘크리트 거더에 프리스트레스를 도입한 상태로 제작된 콘크리트 거더는, 콘크리트 거더 단면의 횡방향 중립축으로부터 긴장재가 이격되게 배치되어 있으면, 긴장재에 의하여 콘크리트 거더에 프리스트레스를 도입하는 과정에서 횡방향으로 휨 변형이 발생된다. 그러나, 콘크리트 거더의 횡방향으로의 휨 변위는 제작 과정 중에 억제하고자 하는 여러 방법이 고안되었지만, 완전히 횡방향의 휨 변위를 없애는 방안은 제시되지 못하였다. 이와 같은 콘크리트 거더의 횡방향의 휨 변위에 의해서도 바닥판으로부터의 하중 전달 경로에 왜곡이 발생되어 설계 당시에 예상한 내하 능력을 발휘하지 못하는 문제가 야기된다.

또한, 상기와 같은 콘크리트 거더의 잘못된 자세로 거치되거나 횡방향의 휨 변형이 발생되면, 콘크리트 거더의 상측에 프리캐스트 바닥판을 거치시키는 공정이 매우 까다롭게 되는 문제가 있다. 예를 들어, 콘크리트 거더 사이의 횡방향 간격이 Ex라는 치수로 정해져 있는데, 콘크리트 거더가 잘못된 자세로 기울어져 거치되거나 횡방향 변위가 생기면, 콘크리트 거더의 길이에 따라 하나의 콘크리트 거더에서 최대 200mm 이상의 치우침 변위가 생긴다. 이로 인하여, 일반적인 프리캐스트 바닥판의 양단부가 횡방향으로 인접한 콘크리트 거더 상에 정상적으로 거치되지 못하므로, 프리캐스트 바닥판을 이용한 시공이 제한되거나 기타 부설물을 시공한 후에야 비로소 시공되는 문제가 야기된다.

따라서, 상기와 같이 콘크리트 거더의 횡방향 휨 변위나 직립 자세로부터 기울어진 상태로 설치되는 것을 보상하는 방안의 필요성이 절실히 요구되고 있다.

한편, 최근에는 바닥판의 시공을 위한 거푸집 설치를 단순화하는 측면에서 공장에서 미리 제작된 프리캐스트 바닥판을 적용하는 시공 현장이 늘어나고 있다. 그러나, 콘크리트 거더(10)를 하부 구조(55)에 거치된 상태에서 프리캐스트 바닥판을 정확한 예정된 위치에 얹히도록 설치하기 위해서는, 하나하나 기중기로 인상하여 프리캐스트 바닥판을 놓는 공정을 반복하는 것이 필요해진다.

그러나, 기중기를 이용하는 것은 공사 비용이 증가하는 문제가 있을 뿐만 아니라, 전도 위험이 있는 콘크리트 거더 상에서 작업자가 하나하나의 프리캐스트 바닥판의 위치 설정을 하는 것은 매우 위험하다. 이 뿐만 아니라, 기중기로 매번 서로 다른 콘크리트 거더 상의 위치로 프리캐스트 바닥판을 인상하여 거치시키는 데에는 오랜 시간이 소요되는 한계가 있었다.

이에 따라, 기중기에 의한 프리캐스트 바닥판의 인상 및 설치 공정을 최소화하면서, 작업자의 안전을 보장할 수 있는 시공 방법의 필요성이 절실히 요구되고 있다.

또한, 종래에는 프리캐스트 바닥판을 이용하여 바닥판을 시공하는 경우이더라도, 최외측 콘크리트 거더의 바깥 부분에는 별도로 동바리에 의해 지지되는 거푸집의 시공이 필요한 문제가 있었다. 따라서, 프리캐스트 바닥판이 바닥판 전체의 거푸집 역할을 할 수 있도록 하는 필요성이 제기되고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 철도교의 바닥판을 지지하는 콘크리트 거더의 개수를 줄이더라도 내하 능력을 충분히 얻을 수 있는 철도교의 시공 구조를 얻는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 콘크리트 거더를 횡방향으로 연결하여 공용 중에 콘크리트 거더의 하중 분배를 하는 가로보의 설치를 보다 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은, 콘크리트 거더의 제작 과정에서 콘크리트 거더에 발생된 횡방향의 휨 변위나 하부 구조 상에 거치된 콘크리트 거더의 자세 불안정으로 인하여, 바닥판으로부터 전달되는 하중 전달 경로의 차이가 생기는 것을 억제하고, 콘크리트 거더의 자세와 간격이 정해진 범위 내에서 시공되어 설계 당시에 예정된 내하 능력을 신뢰성있게 구현하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 콘크리트 거더를 횡방향으로 연결하여 영구적으로 설치되는 가로보로 콘크리트 거더 사이의 횡방향 간격(콘크리트 거더의 기울어진 자세를 포함한다)을 교정하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 프리캐스트 바닥판이 콘크리트 거더의 최외측 바깥까지 연장 형성되게 구성함으로써, 바닥판의 시공을 위한 거푸집의 설치를 사실상 완전히 배제할 수 있게 되어, 시공성과 안전성을 얻는 것을 목적으로 한다.

무엇보다도, 본 발명은 프리캐스트 바닥판을 인상된 콘크리트 거더 상에 설치하는 과정에서, 작업자가 콘크리트 거더 상에 위치하지 않더라도 정해진 위치까지 프리캐스트 바닥판을 이동하여 설치시킴으로써, 작업자의 안전을 도모하는 것을 목적으로 한다.

동시에, 본 발명은, 기중기의 사용을 최소화하여 프리캐스트 바닥판의 설치에 소요되는 비용과 시간을 줄이는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 교량 하부 구조 상에 거치되어 설치되고, 철근이 배근되고 고강도 콘크리트로 형성된 콘크리트 거더와; 상기 콘크리트 거더의 상면에 돌출된 전단 연결재를 매개로 상기 콘크리트 거더와 일체화되며, 상기 콘크리트 거더 상에 거치된 프리캐스트 바닥판과 함께 예정된 두께로 형성된 바닥판을; 포함하고, 상기 바닥판에 시공되는 레일 선로 하나에 대하여 상기 콘크리트 거더가 2열로 배치된 것을 특징으로 하는 철도교의 상부 구조를 제공한다.

여기서, 상기 콘크리트 거더의 상면에는 이동 레일이 형성되고, 상기 프리캐스트 바닥판은 상기 이동 레일을 타고 상기 콘크리트 거더의 상면을 따라 슬라이딩 이동되어 상기 콘크리트 거더 상의 정해진 위치에 설치될 수 있다. 즉, 프리캐스트 바닥판은 정해진 콘크리트 거더 상의 장소(예를 들어 1개)로 프리캐스트 바닥판을 인상시키면, 윈치 등의 작은 동력으로도 프리캐스트 바닥판을 이동 레일을 따라 슬라이딩 이동시킬 수 있다.

그리고, 상기 콘크리트 거더가 상기 교량 하부 구조 상에 거치된 상태에서, 상기 콘크리트들의 횡방향 간격에 상기 콘크리트 거더를 횡방향으로 힘을 가하는 간격 조정 기구를 설치하고, 상기 간격 조정 기구로 상기 콘크리트 사이의 간격을 조절하는 것에 의하여, 콘크리트 거더의 자세와 횡 방향으로의 휨 변위가 교정되면서, 종방향으로 인접한 상기 콘크리트 거더 상면의 상기 이동 레일이 서로 정렬시킬 수 있다.

콘크리트 거더의 종방향 간격이 큰 경우에는, 상기 콘크리트 거더의 종방향 간격에는 상기 이동 레일을 이어주는 이음 레일이 설치될 수 있다.

상기 간격 조정 기구는, 원형 강관으로 형성되며 나사산이 형성된 제1강재부재와, 원형 강관으로 형성되며 나사산이 형성된 제2강재부재를 구비하여, 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재에 형성된 나사산의 체결 길이의 조절에 의하여 전체 길이가 조절되고, 전체 길이 조절에 의하여 상기 콘크리트 거더를 횡방향으로 밀어 상기 콘크리트 사이의 횡방향 간격을 조절할 수 있다. 이와 같이, 조절 부재에 서로 반대 방향의 나사산이 형성된 제1강재부재와 제2강재부재가 체결 결합됨에 따라, 제1강재부재와 제2강재부재의 끝단이 제1콘크리트 거더와 제2콘크리트 거더에 고정된 상태에서도, 조절 부재를 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 가로보의 길이를 간편하게 신장시키거나 줄일 수 있다.

상기 간격 조정 기구는 상기 콘크리트 거더의 측면에 형성된 연결부를 잇도록 설치되어, 콘크리트 거더의 간격을 조정한 후에 해체되어 재사용될 수도 있으며, 콘크리트 거더의 간격을 조정한 상태로 영구 설치되어 상기 철도교의 가로보 역할을 할 수도 있다.

한편, 상기 전단 연결재는 높이 조절이 가능하게 형성되어, 상기 프리캐스트 바닥판이 이동하는 동안에는 상기 프리캐스트 바닥판과 간섭되지 않는 낮은 높이의 상태로 있고, 상기 프리캐스트 바닥판이 정해진 위치로 이동하여 상기 바닥판이 상기 콘크리트 거더와 합성될 때에는 상기 프리캐스트 바닥판과 간섭되는 높은 높이의 상태로 있게 된다. 이를 통해, 프리캐스트 바닥판을 슬라이딩 이동시키는 것과 현장타설 바닥판을 콘크리트 거더와 일체화하는 것을 함께 행할 수 있다.

예를 들어, 상기 전단 연결재는 굽힘 변형되게 형성되어, 뉘여진 상태에서 프리캐스트 바닥판이 그 위로 슬라이딩 이동되고, 세워진 상태에서는 보다 충분한 길이로 프리캐스트 바닥판과 수평 방향으로 간섭이 되면서 현장타설 바닥판과 콘크리트 거더를 일체화한다.

한편, 상기 전단 연결재는, 상기 콘크리트 거더의 상면에 박혀 고정된 제1부재와, 상기 제1부재에 결합되는 제2부재로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 제1부재와 제2부재는 끼움에 의해 결합될 수도 있고, 나사 체결에 의해 결합될 수도 있다.

그리고, 상기 프리캐스트 바닥판은 횡방향으로 인접한 상기 콘크리트 거더의 사이에 거치되는 거치부와, 횡방향으로 최외측에 위치한 콘크리트 거더의 횡방향 외측으로 돌출된 캔틸레버부를 포함하여 형성되어, 2열 이상의 콘크리트 거더의 상면의 상기 이동 레일을 타고 슬라이딩 이동하여 설치될 수 있다. 이와 같이, 거치부 이외에 캔틸레버부가 구비됨에 따라, 최외측에 위치한 콘크리트 거더의 횡방향 바깥쪽에 거푸집을 설치하지 않더라도, 프리캐스트 바닥판의 캔틸레버부에 의하여 현장타설 콘크리트를 수용하는 거푸집 바닥면을 형성할 수 있다.

한편, 시공이 완료된 상태에서, 상기 콘크리트 거더를 횡방향으로 연결하는 2개 이상의 정착 블록과; 상기 콘크리트 거더의 길이 방향으로 상기 정착 블록을 연결하는 긴장재를; 더 포함하여, 상기 철도교의 공용 중에 상기 긴장재에 긴장력을 도입한 상태로 정착하여 상기 철도교의 내하 능력을 사후적으로 조절하게 구성될 수도 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 철근이 배근되고 콘크리트를 주재료로 하여 콘크리트 거더를 준비하는 콘크리트 거더 준비 단계와; 상기 콘크리트 거더를 교량 하부 구조 상에 거치시키는 콘크리트 거더 거치 단계와; 상기 콘크리트 거더의 일측에서 상기 콘크리트 거더의 상면을 타고 슬라이딩 이동하는 형태로 프리캐스트 바닥판을 정해진 위치에 위치시키는 프리캐스트 바닥판 설치단계와; 상기 콘크리트 거더의 상면에 돌출된 전단 연결재에 현장 콘크리트를 타설하여, 상기 프리캐스트 바닥판과 함께 철도교 바닥판을 시공하는 바닥판 시공단계와; 상기 바닥판의 상면에 철도 레일을 설치하는 레일 설치 단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 철도교의 상부 구조 시공방법을 제공한다.

여기서, 상기 콘크리트 거더의 제작단계는, 상기 프리캐스트 바닥판을 이동시키는 이동 레일이 상기 콘크리트 거더의 상면에 종방향으로 형성되게 상기 콘크리트 거더를 제작하고, 상기 프리캐스트 바닥판 설치단계는 상기 이동 레일을 타고 슬라이딩 이동되어 상기 정해진 위치에 설치될 수 있다.

이와 같이, 콘크리트 거더의 상면에 프리캐스트 바닥판이 지나가는 이동 레일이 미리 구비됨에 따라, 프리캐스트 바닥판을 인상된 콘크리트 거더 상에 설치하는 과정에서, 작업자가 콘크리트 거더 상에 위치하지 않고 교각 상측에 위치한 상태에서, 프리캐스트 바닥판을 간단한 윈치 등의 작은 힘으로도 프리캐스트 바닥판을 슬라이딩 이동에 의하여 정해진 위치까지 위치시킬 수 있게 되므로, 작업자의 안전을 확보되고 기중기의 사용을 최소화할 수 있다.

그리고, 상기 프리캐스트 바닥판은 상기 이동레일을 수용하는 수용홈이 형성되어, 상기 수용홈에 상기 이동 레일이 삽입된 상태로 상기 프리캐스트 바닥판이 슬라이딩 이동할 수 있다. 보다 바람직하게는, 이동 레일과 접촉하는 프리캐스트 바닥판은 가이드 플레이트가 결합되어, 이동 레일과 가이드 플레이트의 접촉에 의해 마찰력을 줄이면서, 프리캐스트 바닥판의 슬라이딩 이동 중에 손상되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은, 상기 콘크리트들의 횡방향 간격에 상기 콘크리트 거더를 횡방향으로 힘을 가하는 간격 조정 기구를 설치하는 간격조정기구 설치단계와; 상기 간격 간격 조정 기구로 상기 콘크리트 사이의 간격을 조절하는 것에 의하여, 상기 이동 레일을 직선 형태로 정렬시키는 레일 정렬 단계를; 상기 콘크리트 거더 거치 단계와 상기 프리캐스트 바닥판 설치단계의 사이에 더 포함할 수 있다.

이와 같이, 간격 조정 기구에 의하여 하부 구조 상에 거치된 콘크리트 거더에 횡방향으로 밀거나 당기는 힘을 가하는 것이 가능하므로, 콘크리트 거더가 직립 상태로부터 기울어진 자세를 교정할 수 있으며, 콘크리트 거더의 제작 중에 발생된 횡방향의 휨 변형을 교정할 수 있다.

또한, 간격 조정 기구에 의하여 콘크리트 거더의 자세와 위치를 교정하는 과정에 의하여, 프리캐스트 바닥판이 이동하는 이동 레일이 직선 형태로 자동 교정되므로, 간격 조정 기구에 의한 교정 작업 이후에 프리캐스트 바닥판은 윈치와 같은 작은 힘으로도 이동 레일을 타고 원활하게 슬라이딩 이동이 가능해진다.

여기서, 슬라이딩 이동은 프리캐스트 바닥판과 이동 레일이 면(面) 대 면(面)으로 접촉하는 사전적 의미로서의 이동 형태를 당연히 포함할 뿐만 아니라, 프리캐스트 바닥판과 이동 레일의 사이에 작은 구름 부재를 개재시켜 점(點, point) 대 점(點)으로 접촉하거나, 면(面)대 점(點)으로 접촉하는 것을 포함한다.

상기 간격 조정 기구는, 원형 강관으로 형성되며 나사산이 형성된 제1강재부재와, 원형 강관으로 형성되며 나사산이 형성된 제2강재부재를 구비하여, 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재에 형성된 나사산의 체결 길이의 조절에 의하여 전체 길이가 조절되고; 상기 레일정렬단계는 상기 간격 조절 기구의 전체 길이 조절에 의하여 상기 콘크리트 거더를 횡방향으로 밀어 상기 콘크리트 사이의 횡방향 간격 등을 조절하여 콘크리트 거더의 자세와 위치를 교정한다. 이와 같이, 나사 체결 길이에 의하여 간격 조정 기구의 전체 길이가 조절되면서 횡방향으로 콘크리트 거더에 밀거나 당기는 힘을 도입하는 것이 가능해지고, 나사 체결 상태가 유지되는 것에 의하여 콘크리트 거더에 도입한 힘을 그대로 유지하는 것도 가능해진다.

상기 간격 조정 기구는 콘크리트 거더의 위치와 자세를 교정하고, 바닥판 콘크리트 타설이 행해져 콘크리트 거더의 형태가 교정된 이후에 분리되어 다른 시공 현장에 재사용될 수도 있으며, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 간격 조정 기구는, 콘크리트 거더의 측면에 형성된 연결부를 잇도록 설치되어, 상기 철도교의 가로보 역할을 하도록 영구 설치될 수 있다.

한편, 콘크리트 거더의 종방향의 사잇 간격이 큰 경우에는, 콘크리트 거더의 종방향 간격에 상기 이동 레일을 이어주는 이음 레일을 설치하는 레일 이음 단계를; 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 콘크리트 거더의 상면에 돌출된 상기 전단 연결재는 높이 조절 가능하게 형성되어, 상기 프리캐스트 바닥판 설치단계가 행해지는 동안에는 상기 프리캐스트 바닥판이 이동하는 과정에서 상기 전단 연결재가 간섭되지 아니하는 낮은 높이의 상태로 있고, 상기 바닥판 시공단계에서는 상기 전단 연결재의 상부가 상기 프리캐스트 바닥판의 이동에 대하여 간섭되는 높은 높이의 상태로 있게 상기 전단 연결재의 높이를 조절하는 전단연결재 높이조절단계를; 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 바닥판에 시공되는 레일 선로 하나에 대하여 상기 콘크리트 거더가 2열로 배치되고, 상기 콘크리트 거더는 50MPa 이상의 고강도를 갖는 콘크리트로 형성되어, 강재 단면과 합성되지도 않고 콘크리트 거더의 단면을 I자 단면을 유지하면서도, 기존의 철도교에 비하여 적은 개수의 콘크리트 거더로도 높은 하중을 견디도록 시공할 수 있다.

그리고, 상기 프리캐스트 바닥판은 횡방향으로 인접한 상기 콘크리트 거더의 사이에 거치되는 거치부와, 횡방향으로 최외측에 위치한 콘크리트 거더의 횡방향 외측으로 돌출된 캔틸레버부를 포함하여 형성되어, 상기 프리캐스트 바닥판 설치단계는 하나의 프리캐스트 블록이 2열 이상의 콘크리트 거더의 상면에 위치한 이동 레일을 타고 슬라이딩 이동하여 설치될 수 있다.

그리고, 본 발명은, 상기 콘크리트 거더의 양단부에서 상기 콘크리트 거더를 횡방향으로 연결하는 2개 이상의 정착 블록을 설치하는 정착블록 설치단계와; 상기 콘크리트 거더의 길이 방향으로 상기 정착 블록을 연결하는 긴장재를 설치하는 긴장재 설치단계를; 더 포함하여, 상기 철도교의 공용 중에 상기 긴장재에 긴장력을 추가 도입하여 상기 철도교의 내하 능력을 조절할 수도 있다.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '횡방향 중립축'이라는 용어는 콘크리트 거더의 횡방향 단면을 기준으로 중력에 수직한 좌우 방향으로의 중립축(콘크리트 거더의 재질 분포가 균일하다면 도심축)을 지칭하는 것으로 정의한다. 즉, 본 명세서 및 특허청구범위에서 '횡방향'은 교량의 교축직각방향을 지칭하며, 본 명세서 및 특허청구범위에서 '종방향'은 교량의 교축 방향(교량이 시공된 상태에서 콘크리트 거더의 길이 방향)을 지칭한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 기존의 철도교의 바닥판을 지지하는 콘크리트 거더를, I자 단면을 유지하는 콘크리트 거더로서, 50MPa 이상의 고강도 콘크리트로 형성하고, 상,하부 플랜지의 폭과 길이 등의 크기를 키워 단면 계수를 높이는 것에 의하여, 철도교의 1열의 선로에 대하여 2열의 콘크리트 거더만으로 지지하는 것이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은 콘크리트 거더에 미리 연결부를 마련해두고, 연결부에 강재로 형성된 길이 조절 가능한 가로보를 설치함으로써, 콘크리트 거더를 연결하는 가로보의 설치를 용이하게 할 수 있다.

무엇보다도, 본 발명은 간격 조절 기구가 원형 강관으로 형성되고, 강재 부재들 간에 나사 체결로 연결되어, 나사 체결 길이를 조절하는 것에 의하여 하부 구조 상에 거치된 콘크리트 거더를 밀어내거나 잡아당기는 힘을 도입하고, 도입된 힘을 나사 체결 상태로 유지할 수 있으므로, 콘크리트 거더의 횡방향으로의 휨 변형이나 콘크리트 거더가 교좌 장치 상에 거치되면서 직립된 상태로부터 기울어지게 거치된 상태를 허용 범위 이내로 교정하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이에 따라, 본 발명은, 콘크리트 거더의 제작 과정에서 콘크리트 거더에 발생된 횡방향의 휨 변위나 하부 구조 상에 거치된 콘크리트 거더의 자세 불안정으로 인하여, 바닥판으로부터 전달되는 하중 전달 경로의 차이가 생기는 것을 억제하고, 콘크리트 거더의 자세와 간격이 정해진 범위 내에서 시공되어 설계 당시에 예정된 내하 능력을 신뢰성있게 구현하는 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 본 발명은 간격 조절 기구를 콘크리트 거더의 높이를 다르게 2개 이상 설치하여, 콘크리트 거더의 기울어짐 자세를 보다 정확하게 교정할 수 있다.

그리고, 본 발명은, 간격 조절 기구에 의하여 콘크리트 거더의 위치와 자세를 직선 형태로 교정하면, 콘크리트 거더의 상면에 미리 형성된 이동 레일이 직선 형태로 교정되므로, 프리캐스트 바닥판을 이동 레일을 따라 낮은 마찰 상태로 이송시키는 것이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.

이에 따라, 본 발명은, 콘크리트 거더가 하부 구조 상에 거치된 상태에서, 프리캐스트 바닥판을 인상하여 설치 위치에 내려놓는 종래의 방식과 달리, 프리캐스트 바닥판을 정해진 인상 위치(예를 들어, 교각 상부와 같이 안전한 장소)에 인상하면, 프리캐스트 바닥판에 와이어를 연결하고 윈치로 와이어를 잡아당기는 방식으로 프리캐스트 바닥판을 정해진 위치로 끌어 슬라이딩 이동하여 설치하므로, 기중기를 이동시키는 것을 최소화하여 시공 기간과 비용을 줄이고, 작업자가 콘크리트 거더 상부에서 프리캐스트 바닥판을 받는 위험한 공정을 배제할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은, 간격 조절 기구를 영구적인 가로보로 활용함으로써, 가로보의 설치가 종래에 비하여 보다 용이해지는 이점도 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 프리캐스트 바닥판이 콘크리트 거더의 최외측 바깥까지 연장 형성되게 구성함으로써, 바닥판의 시공을 위한 거푸집의 설치를 사실상 완전히 배제할 수 있게 되어, 시공성과 안전성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

도1a는 바닥판에 편도 선로가 각각 설치된 종래의 철도교의 횡단면도,
도1b는 바닥판에 왕복 선로가 설치된 종래의 철도교의 횡단면도,
도2a는 바닥판에 편도 선로가 각각 설치된 본 발명의 일 실시예에 따른 철도교의 상부 구조를 도시한 횡단면도,
도2b는 바닥판에 왕복 선로가 설치된 본 발명의 다른 실시예에 따른 철도교의 상부 구조를 도시한 횡단면도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도교의 상부 구조의 시공 방법을 순차적으로 도시한 순서도,
도4는 도3의
제작 단계에서 제작된 콘크리트 거더를 도시한 사시도,
도5a는 도4의 콘크리트 거더의 전단 연결재와 이동 레일이 나타난 'A'부분의 횡단면 확대도,
도5b는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 전단 연결재가 설치된 도4의 'A'부분에 대응하는 횡단면 확대도,
도5c는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 이동 레일이 설치된 도4의 'A'부분에 대응하는 횡단면 확대도,
도6은 제작된 콘크리트 거더를 하부 구조 상에 거치시키는 구성을 도시한 개략도,
도7a는 하부 구조 상에 거치된 콘크리트 거더를 도시한 횡단면도,
도7b는 하부 구조 상에 거치된 콘크리트 거더를 도시한 평면 개략도,
도8은 콘크리트 거더의 사이에 간격 조절 기구가 설치된 구성을 도시한 평면 개략도,
도9a는 도8의 간격 조절 기구로 콘크리트 거더의 자세와 위치를 교정하는 구성을 도시한 평면 개략도,
도9b 및 도9c는 휨 변형과 기울어진 자세가 교정된 콘크리트 거더를 도시한 평면 개략도 및 횡단면도,
도10a는 콘크리트 거더의 종방향 간격에 이음 레일을 설치한 구성을 도시한 도면,
도10b는 도10a의 이음 레일의 일례를 도시한 도면,
도11은 도5a의 'B'부분의 확대도로서, 전단 연결재를 뉘운 상태를 도시한 도면,
도12는 프리캐스트 바닥판을 콘크리트 거더 상에 설치하는 구성을 도시한 사시도,
도13은 프리캐스트 바닥판이 시공된 교량 상부 구조의 횡단면도,
도14는 도5a의 'B'부분의 확대도로서, 전단 연결재를 세운 상태를 도시한 도면,
도15는 프리캐스트 바닥판을 거푸집으로 하여 현장타설 콘크리트를 타설하여 바닥판을 시공한 구성을 도시한 도면,
도16a는 도2의 간격 조절 기구(가로보)를 도시한 사시도,
도16b는 도16a의 간격 조절 기구의 종단면도,
도17은 도12의 프리캐스트 바닥판의 구성을 도시한 사시도이다.

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.

도2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도교의 상부 구조(100)는, 교량의 하부 구조(55) 상에 4열로 거치된 콘크리트 거더(110)와, 콘크리트 거더(110)를 횡방향으로 잇고 영구 가로보의 역할을 하는 간격 조절 기구(120)와, 2열씩의 콘크리트 거더(110)의 상측에 합성되어 각각 열차 선로(35)가 하나씩 형성되는 바닥판(130A, 130B)을 포함하여 구성된다.

한편, 도2b에 도시된 바와 같이, 4열로 거치된 콘크리트 거더(110)의 상측에 왕복의 열차 선로(35)가 모두 형성되는 바닥판(130)을 포함하는 철도교의 상부 구조(100')로 구성될 수도 있다.

상기 콘크리트 거더(110)는, 내부에 철근이 배근된 상태로 콘크리트를 주재료로 하여 제작되고, 무엇보다도, 콘크리트 거더(110)는 50MPa 내지 80MPa의 고강도 콘크리트로 제작되고, 도1a 및 도1b의 기존의 콘크리트 거더(10)의 상, 하부 플랜지 폭(y1')에 비하여 콘크리트 거더(110)의 상, 하부 플랜지의 폭(y1)를 보다 크게 형성하는 것에 의하여, 하나의 선로(35)를 형성하는 바닥판(130A, 130B)을 2열씩의 I자 단면의 재래식 콘크리트 거더(110)로 지지할 수 있다.

이를 통해, 기존에 비하여 콘크리트 거더(110)의 개수를 1개 더 줄일 수 있으므로, 철도교의 시공 비용을 낮출 수 있고 시공 시간이 단축되는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 콘크리트 거더(110)가 교량 하부 구조(55)에 거치된 상태에서 간격 조절 기구(120)가 연결되는 콘크리트 거더(110)의 각각에 대해 미리 정해진 위치에는 연결부(112)가 형성된다. 여기서, 연결부(112)는 콘크리트 거더(110)의 종방향 길이를 따라 1개의 위치(예를 들어, 경간 중앙부)에만 형성될 수도 있으며, 도11a 및 도11b에 도시된 바와 같이, 콘크리트 거더의 길이 방향을 따라 2개 이상의 위치에 형성될 수도 있다.

연결부(112)는, 간격 조절 기구(120)의 끝단에 형성된 끝단 플레이트(121p, 122p)가 밀착할 수 있도록 콘크리트 거더(110)의 측면을 일부 덮는 금속 재질의 연결 플레이트(112a)와, 콘크리트 거더(110)의 콘크리트부에 머리부가 일부 매립되고 콘크리트 거더(110)의 측면으로부터 연결 플레이트(112a)를 관통하여 돌출된 고정 볼트(112b)로 이루어진다. 이에 따라, 간격 조절 기구(120)의 끝단 플레이트(121p, 122p)를 연결 플레이트(112a)에 밀착시키고, 콘크리트 거더 측면에 돌출된 고정 볼트(112b)를 끝단 플레이트(121p, 122p)의 관통공(121x, 122x)에 관통시킨 후에, 고정 볼트(112b)에 너트(199)를 체결하여 끝단 플레이트(121p, 122p)와 연결 플레이트(112a)가 밀착된 상태로 고정시키는 것에 의하여, 콘크리트 거더(110)의 측면 연결부(112)에 간격 조절 기구(120)를 간편하고 짧은 시간 내에 설치할 수 있게 된다.

끝단 플레이트(121p, 122p)와 콘크리트 거더의 연결부(112)가 사각 형태로 형성된 구성이 예시되어 있지만, 강재 부재(121, 122)의 단면과 유사한 원형 형태로 형성될 수도 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 횡방향으로 인접한 콘크리트 거더(110)의 사이에 브레이싱재를 추가적으로 설치할 수도 있는 데, 이를 위하여 연결부(112)는 브레이싱재(119)를 고정하기 위한 연결구를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

이와 같이, 횡방향으로 인접한 콘크리트 거더(110A, 110B, 110C, 110D)를 잇는 브레이싱재를 추가로 설치하면, 간격 조절 기구(120)의 단면이 작게 제작되는 경우에도 브레이싱재에 의하여 인접한 콘크리트 거더(110A, 110B,...)간에 작용 하중 편차를 브레이싱재에 의해서도 하중을 전달하여 인접한 콘크리트 거더(110A, 110B,...)로 분담시킴으로써, 횡방향으로 다수의 열로 배열된 콘크리트 거더들(110A, 110B,...)간의 하중 분산이 원활해지며, 중앙부에 위치한 콘크리트 거더(110B, 110C)의 양측면에 연결된 브레이싱재(미도시)의 인장 저항 능력에 의하여 콘크리트 거더간의 자세와 위치를 틀어짐없이 보다 확실하게 정해진 위치 및 자세로 유지할 수도 있다.

여기서, 연결부(112)는 콘크리트 거더(110)의 콘크리트부에 일체로 결합된 상태로 유지되어야 하므로, 콘크리트 거더(110)를 제작하는 단계에서부터 연결부(112)가 콘크리트 거더(110)에 일체로 결합 형성되는 것이 바람직하다.

도면에는 콘크리트 거더(110)의 단면이 편의상 단부에서 I자 단면 형상으로 도시되어 있지만, 사각 단면이나 그 밖의 다양한 형태의 단면으로 형성될 수 있다. 즉, 본 발명은 콘크리트 거더의 횡단면 형상에 의하여 제한되지 아니한다.

그리고, 도4 및 도9b에 도시된 바와 같이, 각각의 콘크리트 거더(110)의 상면에는 프리캐스트 바닥판(135)을 이동시키는 데 사용되는 이동 레일(115)이 형성된다.

도5a에 도시된 바와 같이, 이동 레일(115)은 콘크리트 거더의 상면 중앙부에 요입 형성된 요홈(116)이 콘크리트 거더의 길이 방향을 따라 형성되고, 요홈(116)과 그 바깥 영역 사이의 단턱에 'ㄱ'자 형태의 이동 레일이 설치될 수 있다. 이동 레일(115)은 고정 연장부(115x)가 일체로 고정되어, 콘크리트 거더(110)의 제작 당시에 고정 연장부(115x)를 콘크리트부의 내부에 위치시키는 것에 의하여, 이동 레일(115)이 콘크리트 거더의 콘크리트부에 일체로 형성된다. 이동 레일(115)을 통해 프리캐스트 바닥판(135)을 이동시키므로, 이동 레일(115)은 견고한 강재로 형성되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 프리캐스트 바닥판(135)은 하방 돌출부가 요홈(116)에 수용되면서, 이동 레일(115)을 따라 이탈없이 안정적으로 이송될 수 있게 된다.

한편, 도5c에 도시된 바와 같이, 콘크리트 거더(110)의 상면에 요홈(116)을 형성하지 않고, 이동 레일(115)이 돌출된 형태로 설치될 수도 있다. 이에 의하더라도, 이동 레일(115)은 프리캐스트 바닥판(135)을 콘크리트 거더(110)의 길이 방향으로 이송하는 안내 역할을 행할 수 있다.

또한, 콘크리트 거더(110)의 상면에는 전단 연결재(118)가 돌출 형성되어, 현장타설 바닥판(138)과 콘크리트 거더(110)를 일체화하는 것을 보조한다.

한편, 콘크리트 거더(110)의 상면에 돌출된 전단 연결재(118)로 인하여, 프리캐스트 바닥판(135)이 이동 레일(115)을 따라 이동하는 것에 간섭될 수 있으므로, 도11에 도시된 바와 같이, 전단 연결재(118)는 콘크리트 거더의 상면에 돌출되는 높이(h1, h2)를 조절할 수 있게 형성된다. 이에 따라, 프리캐스트 바닥판(135)의 설치를 위하여 프리캐스트 바닥판(135)이 각각의 콘크리트 거더(110)의 상면에 형성된 이동 레일(115)을 따라 이동하는 동안에는 프리캐스트 바닥판(135)과 간섭되지 않는 낮은 높이(h2)의 상태로 있고, 프리캐스트 바닥판(135)이 정해진 위치로 이동하여 현장타설 바닥판(138)이 콘크리트 거더(110)와 합성될 때에는 프리캐스트 바닥판(135)과 간섭되는 높은 높이(h1)의 상태로 있게 된다. 이를 통해, 프리캐스트 바닥판을 슬라이딩 이동시키는 것과 현장타설 바닥판 콘크리트(138)을 콘크리트 거더(110)의 상면과 일체화시키는 것을 함께 행할 수 있다.

상기 전단 연결재(118)는 도5a, 도5c 및 도11에 도시된 바와 같이, 굽힘 변형되게 형성되어, 118d1방향으로 휘게 하는 것에 의해 낮은 높이(h2)로 뉘여진 상태에서는 프리캐스트 바닥판(135)이 그 위로 간섭없이 슬라이딩 이동되고, 118d2방향으로 휘게 하는 것에 의해 높은 높이(h1)로 세워진 상태에서는 보다 충분한 길이로 프리캐스트 바닥판(135)과 수평 방향으로 간섭이 되면서 현장타설 바닥판 콘크리트(138)과 콘크리트 거더(110)를 일체화하는 매개 역할을 한다. 이 경우 전단 연결재(118)는 적당히 가는 강선, 철근 등으로 형성되거나 그 밖에 충분한 강성을 가지면서 휨 변형이 가능한 섬유재 등이 적용될 수 있다.

한편, 전단 연결재(218)는, 도5b에 도시된 바와 같이, 콘크리트 거더(110)의 상면에 박혀 고정된 제1부재(218a)와, 제1부재(218a)에 결합되는 제2부재(218b)로 이루어질 수도 있다. 이에 따라, 제2부재(218b)가 결합되기 이전에는 프리캐스트 바닥판(135)과 간섭되지 않는 낮은 높이로 돌출되고, 제2부재(218b)가 결합된 상태에서는 프리캐스트 바닥판(135)과 간섭되는 높은 높이로 돌출되어, 현장타설 바닥판 콘크리트(138)과 콘크리트 거더(110)를 일체화하는 매개 역할을 한다. 예를 들어, 제1부재(218a)와 제2부재(218b)는 끼움에 의해 결합될 수도 있고, 나사 체결에 의해 결합될 수도 있다.

상기 콘크리트 거더(110)에는 도4에 도시된 바와 같이 긴장재(111c, 111e)가 내설되어 압축 프리스트레스가 도입될 수 있다. 콘크리트가 양생된 이후에 포스트텐션 방식으로 긴장력이 도입되는 경우에는, 콘크리트 거더의 횡방향 중립축으로부터 이격 편심된 위치의 긴장재(111e)를 이용하여 프리스트레스를 콘크리트 거더(110)에 도입하면, 횡방향으로의 휨 변위가 콘크리트 거더의 제작 단계에서 불가피하게 발생된다.

이와 같은 휨 변위는 후술하는 간격 조절 기구(120)를 이용하여 직선 형태로 교정되므로, 콘크리트 거더(110)의 이동 레일(115)이 직선 형태로 배열 형성될 수 있게 된다.

상기 간격 조절 기구(120)는 교량 하부 구조(55) 상에 콘크리트 거더(110)가 거치된 상태에서 콘크리트 거더(110)의 측면에 미리 형성된 연결부(112)를 횡방향으로 연결 고정되어, 나사 체결 길이를 조절하는 것에 의하여 전체 길이가 조절된다. 이에 따라, 1차적으로는, 하부 구조(55)에 거치된 콘크리트 거더(110) 사이의 횡방향 간격(Ea, Eb, Ec)이 불균일하더라도 콘크리트 거더(110)의 연결부(112)에 연결 설치하는 것이 가능해지며, 2차적으로는 나사 체결 길이를 조절하는 것에 의해 간격 조절 기구(120)의 전체 길이가 조절되면서 연결된 콘크리트 거더(110)에 횡방향(수평 방향)으로 밀어내거나 잡아당기는 힘을 도입하고 도입된 힘을 나사체결상태로 유지시킬 수 있게 된다. 즉, 나사체결길이로 간격 조절 기구(120)의 전체 길이가 조절됨으로써, 콘크리트 거더(110)에 횡방향으로의 수평력(120F))을 도입하는 것과, 도입한 수평력(120F)을 유지하는 것을 하나의 동작으로 할 수 있다는 점에서 효과적이다.

따라서, 간격 조절 기구(120)에 의하여 횡방향으로 인접한 콘크리트 거더(120) 사이의 횡방향 간격(Ea, Eb, Ec)을 허용 범위 이내로 조절하는 교정이 가능해진다. 간격 조절 기구(120)는 콘크리트 거더(120) 사이의 횡방향 간격을 교정하고, 바닥판(130)의 시공 이후에 철거되어 다른 시공 현장에서 재사용될 수 있으며, 바람직한 실시 형태에 따르면, 간격 조절 기구(120)는 영구적으로 콘크리트 거더(120)의 사이에 설치된 상태를 유지하여, 콘크리트 거더(120)를 횡방향으로 잇는 강재 가로보의 역할을 하게 된다.

이하에서는 간격 조절 기구(120)가 강재 가로보의 역할을 하는 것에 대하여 설명하므로, 간격 조절 기구(120)를 '강재 가로보'라고도 부르기로 한다.

간격 조절 기구(120)는, 예를 들어, 도16a 및 도16b에 도시된 바와 같이, 외주면의 일부 이상의 길이에 걸쳐 제1방향의 제1수나사산(121a)이 외주면에 형성되고 끝단에 끝단 플레이트(121p)가 결합된 제1강재부재(121)와, 외주면의 일부 이상의 길이에 걸쳐 제1방향과 반대 방향인 제2방향의 제2수나사산(122a)이 외주면에 형성되고 끝단에 끝단 플레이트(122p)가 결합된 제2강재부재(121)와, 제1강재부재(121)와 제2강재콘크리트 거더(122)의 일부를 수용하는 조절 부재(123)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 제1강재부재(121) 및 제2강재부재(122)의 끝단에 고정된 플레이트(121p, 122p)에는 콘크리트 거더(110)의 측면에 미리 형성된 연결부(112)의 고정 볼트(122)를 수용하는 관통공(121x, 122x)이 형성된다. 관통공(121x, 122x)의 크기는 연결부(112)의 설치 위치 공차를 반영하여 고정 볼트(112b)의 단면에 비하여 더 크게 형성된다.

이에 따라, 간격 조절 기구(120)의 길이가 조절된 상태에서는 콘크리트 거더 연결부(112)의 고정 볼트(112)를 끝단 플레이트(121p, 122p)의 관통공(121x, 122x)에 관통시킨 상태로, 너트(199)를 체결하는 것에 의하여 간격 조절 기구(120)를 콘크리트 거더(110)의 연결부(112)를 횡방향으로 연결하는 형태로 설치될 수 있다. 여기서, 체결되는 너트(199)는 2개 이상의 너트(199)를 겹쳐 설치하는 이중 너트로 설치될 수도 있다. 따라서, 교량 하부 구조(55)에 거치된 콘크리트 거더(110) 사이의 횡방향 간격(e, e')이 예정된 간격과 차이가 있더라도, 현장에서 간격 조절 기구(120)의 길이를 조절하여 끝단 플레이트(121p, 122p)를 콘크리트 거더(110)의 연결 플레이트(112a)에 밀착시킨 상태로 콘크리트 거더(110)의 측면에 고정시킬 수 있으므로, 콘크리트 거더(110)의 치수 오차나 설치 오차가 발생되더라도 간격 조절 기구(120)를 차질없이 설치할 수 있다.

그리고, 조절 부재(123)에는 제1강재부재(121) 및 제2강재부재(122)의 수나사산(121a, 122a)과 각각 나사 체결되는 암나사산(123a)이 형성된 수용부가 양단부에 구비된다. 이에 따라, 강재 부재(121, 122)의 끝단 플레이트(121p, 122p)에 고정된 상태에서 조절 부재(123)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키면, 끝단 플레이트(121p, 122p) 사이의 거리(즉, 간격 조절 기구의 길이, L)가 서로 멀어지거나 가까워지는 형태로 조절(121d, 122d)된다. 따라서, 간격 조절 기구(120)가 콘크리트 거더 측면에 연결 고정된 상태에서도, 조절 부재(123)를 회전시키는 것에 의하여 콘크리트 거더(110)를 횡방향으로 밀거나 잡아당길 수 있으므로, 콘크리트 거더(110) 사이의 횡방향 간격을 조절하여 콘크리트 거더(110)의 제작 당시에 횡방향으로의 휨 변형을 직선 형태로 바로잡는 교정과, 콘크리트 거더(110)가 교좌 장치(55a)에 거치하였을 때에 직립 자세로부터 기울어진 자세를 바로잡는 교정 등을 행할 수 있다.

이 때, 조절 부재(123)의 외주면에는 손잡이(123b)를 끼워 고정할 수 있는 홈(123a)이 형성된다. 이에 따라, 간격 조절 기구(120)를 설치할 때에는 조절 부재(123)에 손잡이(123b)를 고정시킨 상태로 설치하고, 가로보(120)의 설치가 완료되면 조절 부재(123)로부터 손잡이(123b)를 분리시켜 교량의 미관을 도모한다. 예를 들어, 조절 부재(123)의 홈(123a)에 손잡이(123b)가 선택적으로 결합되는 것은 나사 체결에 의해 손잡이(123b)를 설치하거나 분리할 수 있다.

그리고, 간격 조절 기구(120)는 도16a 및 도16b에 도시된 바와 같이, 원형 강관 형태로 형성된다. 이를 통해, 나사 체결 길이의 맞물림 구조를 원활하게 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 작은 강재 사용량으로 상하 방향 뿐만 아니라 수평 방향 성분에 따른 외력에 대하여 강성을 높게 유지하여 경제적이면서 콘크리트 거더(110) 사이에 하중을 분산시키는 가로보로서의 작용이 원활해진다. 다만, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 간격 조절 기구(120)는 중실 봉 형태로 형성될 수도 있다.

도면에 도시되지 않았지만, 간격 조절 기구(120)는 길이 조절 가능하게 구성되어, 횡방향으로 인접한 콘크리트 거더(110)에 횡방향으로의 수평력을 도입할 수 있는 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 조절 부재(123)는 2개 이상으로 설치될 수도 있고, 하나의 중앙 부재에 각각 강재 부재가 나사 체결로 결합되어, 강재 부재를 회전시키는 것에 의해 전체 길이를 조절할 수도 있다.

콘크리트 거더(110)의 측면의 1개의 연결부(112)에 1개씩 간격 조절 기구가 설치될 수도 있지만, 도2에 도시된 바와 같이, 콘크리트 거더(110) 측면의 1개 연결부(112, 즉, 콘크리트 거더 길이 방향으로 어느 하나의 위치)에 2개 이상의 간격 조절 기구(120)가 상하 방향으로 배열 설치될 수 있다. 이를 통해, 간격 조절 기구(120)의 단면을 도면에 도시된 것에 비하여 더 작게 유지하여 취급이 용이해지고, 간격 조절 기구(120)가 상하 방향으로 2개 이상 배열되는 경우에는 콘크리트 거더의 중립축을 중심으로 상측과 하측에 각각 수평력을 도입할 수 있으므로, 도7a에 도시된 바와 같이 직립 상태로부터 기울어진 콘크리트 거더의 자세를 교정하는 데에도 효과적이다.

이와 같이, 간격 조절 기구(120)는 하부 구조(55) 상에 거치된 콘크리트 거더(110)에 대하여 제작 단계에서 발생된 횡방향으로의 휨 변위를 직선 형태로 교정할 수 있으며, 또한 하부 구조(55) 상에 거치된 콘크리트 거더(110B, 110C)의 기울어진 자세를 직립 자세로 세워주는 교정을 할 수 있다. 이를 통해, 콘크리트 거더(110A, 110B, 110C, 110D)의 횡방향 간격은 콘크리트 거더 길이 전체에 걸쳐 허용 범위 내에서 일정하게 유지되므로, 이동 레일(115)은 직선 형태로 배열되고 서로 다른 콘크리트 거더의 이동 레일(115)과의 간격도 허용 범위 내로 유지되므로, 이동 레일(115)을 이용하여 프리캐스트 바닥판(135)을 이송할 수 있는 환경이 신뢰성있게 마련된다.

상기 콘크리트 바닥판(135, 130B, 130)은 교량 하부 구조(55)에 거치된 콘크리트 거더(110)의 상측에 형성된다. 콘크리트 바닥판(130)은 현장 타설 콘크리트에 의해서만 형성될 수도 있지만, 바람직한 실시 형태에 따르면, 공장에서 정해진 면적과 두께로 미리 제작된 프리캐스트 콘크리트 바닥판(135)을 이용하여 설치될 수도 있고, 프리캐스트 콘크리트 바닥판(135)과 현장 타설 콘크리트(138)를 함께 이용하여 설치될 수도 있다.

콘크리트 바닥판(130)을 바닥판 거푸집을 시공하여 설치하는 경우에는, 콘크리트 거더(110)에 지지되는 형태로 바닥판 거푸집을 시공해야 하는데, 콘크리트 거더의 제작 과정에서 횡방향으로의 휨 변형이 발생되었거나, 도11에 도시된 바와 같이, 교좌 장치(55a) 상에 거치된 콘크리트 거더(110B, 110C)가 직립 상태로부터 기울어져 있는 경우에는, 바닥판 거푸집과 콘크리트 거더의 사이 틈새를 완전히 제거한 형태로 바닥판 거푸집을 설치하는 것도 매우 어려워진다.

그러나, 본 발명은 간격 조절 기구(120)가 콘크리트 거더(110)를 횡방향으로 연결하는 형태로 설치된 이후에, 도9a에 도시된 바와 같이, 간격 조절 기구(120)의 전체 길이를 신장시키거나 줄여 콘크리트 거더(110)에 횡방향으로의 수평력(120F)을 가하는 것에 의하여, 도9b에 도시된 바와 같이 콘크리트 거더(110)의 횡방향 휨 변위는 교정되어 허용 범위 내에서 직선 형태로 교정하고 콘크리트 거더(110)의 자세도 직립 상태로 교정할 수 있게 된다.

따라서, 프리캐스트 바닥판(135)이 슬라이딩 이동하는 이동 레일(115)이 직선 형태로 허용 범위 내에서 일정 간격을 유지할 수 있게 된다.

한편, 바닥판(130)의 시공에 사용되는 프리캐스트 바닥판(135)은 콘크리트 거더(110)의 사잇 공간만을 메우는 거치부(135b)만으로 형성될 수도 있지만, 도17에 도시된 바와 같이, 2열의 콘크리트 거더(110)의 사이 공간을 메우는 거치부(135b)와, 바닥판(130)을 형성하는 2열의 콘크리트 거더(110)의 횡방향 바깥쪽까지 연장된 캔틸레버부(135c)가 함께 형성될 수 있다. (도17에는 4열의 콘크리트 거더(110) 상에 각각 거치되는 2열의 프리캐스트 바닥판(135)이 도시되어 있음)

이를 위하여, 프리캐스트 바닥판(135)은 횡방향으로 뻗은 연장부(135)가 마련되고, 연장부(135)에 각각 거치부(135b)와 캔틸레버부(135c)가 결합 형성되며, 콘크리트 거더의 상측에 대응하는 부분은 블럭 아웃부(135v)로 형성되어, 현장타설 콘크리트(138)와 콘크리트 거더(110)가 서로 연결 합성되도록 한다. 여기서, 프리캐스트 바닥판(135)의 내부는 보강 철근(135z)이 배근되는데, 보강 철근(135z)의 일부가 블럭 아웃부(135v)에 노출되어 현장타설 콘크리트(138)와 일체화되는 것을 보조한다.

그리고, 도5a 내지 도5c에 도시된 바와 같이, 이동 레일(115)과 접촉하는 프리캐스트 바닥판(135)의 저면에는 가이드 플레이트(135g)가 결합되어, 이동 레일(115)과 가이드 플레이트(135g)의 접촉 마찰력을 줄이면서, 프리캐스트 바닥판(135)의 콘크리트부가 슬라이딩 이동 중에 충격 등에 의해 손상되는 것을 방지한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 교량 상부 구조(100)의 시공 방법을 상술한다.

단계 1: 먼저, 제작하고자 하는 콘크리트 거더(110)의 형상으로 제작된 거푸집을 준비하고, 거푸집의 내부에 보강 철근(미도시)을 배근하고, 필요에 따라 긴장재의 설치를 위한 쉬스관을 경간부 하연을 통과하도록 포물선 형태로 설치한 상태에서, 타설기로 굳지않은 콘크리트를 거푸집의 내부에 타설하여, 도4에 도시된 콘크리트 거더(110)를 제작한다(S110).

여기서, 강재 가로보인 간격 조절 기구(120)가 연결되는 콘크리트 거더(110)의 위치에는 연결 플레이트(112a)와 고정 볼트(112b)가 결합된 연결부(112)를 미리 설치해두어, 거푸집에 타설한 콘크리트가 양생되면, 정해진 위치에 연결부(112)가 일체로 형성된다.

그리고, 필요에 따라, 쉬스관에 긴장재(111e, 111c)를 내설하고 긴장재(111e, 111c)에 긴장력을 도입한 상태로 긴장 정착하여, 콘크리트 거더(110)의 경간 중앙부 하연에 압축 프리스트레스를 도입할 수도 있다.

이와 같이 제작된 콘크리트 거더(110)는 교량의 시공에 준비된다.

단계 2: 그리고 나서, 도6에 도시된 바와 같이, 단계 1에서 준비된 콘크리트 거더(110)를 기중기(80)로 인상하여, 교량 하부 구조(55)의 교좌 장치(55a) 상에 콘크리트 거더(110)를 거치시킨다(S120). 여기서, 콘크리트 거더(110)에 형성된 연결부(112)는 인접한 콘크리트 거더(110')의 연결부(112)에 대향하도록 배치된다.

그리고, 2열의 콘크리트 거더(110)에 대하여 각각 편도의 열차 선로가 설치되는 바닥판(130)이 시공되므로, 왕복 선로를 시공하기 위하여 교각이나 교대인 하부 구조(55)에 거치된 콘크리트 거더(110)는 4열로 배열된다. 복선 선로인 경우에는 4열 이상으로 형성될 수도 있다.

도6에 도시된 바와 같이, 콘크리트 거더(110)를 하부 구조(55) 상에 거치시키면, 도7a에 도시된 바와 같이, 콘크리트 거더(110)가 안치되는 교좌 장치(55a)의 탄성 변형이나 콘크리트 거더(110) 자체의 치수 오차에 의하여, 콘크리트 거더(110)는 직립 상태로부터 기울어진 자세로 설치되는 콘크리트 거더(110B, 110C)가 발생된다. 이로 인하여, 콘크리트 거더(110A, 110B, 110C, 110D) 사이의 횡방향 간격(Ea, Eb, Ec)은 예정된 간격(Ex)과 차이가 생기게 된다.

또한, 콘크리트 거더(110)를 제작하는 과정에서 횡방향 중립축으로부터 이격된 긴장재(111e)를 이용하여 프리스트레스를 도입한 경우에는, 횡방향으로 휨 변형이 발생될 수 있다. 이로 인하여, 콘크리트 거더(110)를 하부 구조(55)상에 거치시키면 굽어진 콘크리트 거더(110A, 110B, 110D)로 인해서도, 콘크리트 거더(110A, 110B, 110C, 110D) 사이의 횡방향 간격(Ea, Eb, Ec)은 예정된 간격(Ex)과 차이가 생기게 된다.

단계 3: 한편, 도11에 도시된 바와 같이, 프리캐스트 바닥판(135)을 이동 레일(115)을 타고 슬라이딩 이동시키는 과정에서, 전단 연결재(118, 218)이 프리캐스트 바닥판(135)과 간섭되지 않도록, 전단 연결재(118, 218)를 낮은 높이(h2)가 되도록 조절한다(S130).

전단 연결재(118, 218)의 높이를 낮게 조절하는 것은 프리캐스트 바닥판(135)을 슬라이딩 이동하기 이전 중 언제든지 할 수 있으며, 바람직하게는 콘크리트 거더(110)를 제작하는 단계 1에서 행할 수 있다.

단계 4: 그리고 나서, 도8에 도시된 바와 같이, 콘크리트 거더(110)의 연결부(112)를 횡방향으로 잇는 간격 조절 기구(120)를 설치한다.

도7a 및 도7b에 도시된 바와 같이, 교량 하부 구조(55) 상에 거치된 콘크리트 거더(110A, 110B, 110C, 110D: 110)는 횡방향 휨 변형이 제각각 서로 다르게 발생될 수 있고, 교좌 장치(55a)에 거치된 상태에서 제각각 직립 상태로부터 기울어진 상태로 거치될 수 있으므로, 콘크리트 거더(110) 사이의 횡방향 간격(Ea, Eb, Ec)는 설계치로부터 벗어난 값을 나타내게 된다.

간격 조절 기구(120)는, 조절 부재(123)와 강재 부재(121, 122)의 나사 체결 길이를 조절하는 것에 의하여 그 길이(L)를 간단히 조절할 수 있으므로, 작업자는 현장에서 콘크리트 거더(110)의 횡방향 간격(Ea, Eb, Ec)에 맞춰 간격 조절 기구(120)를 횡방향으로 인접한 임의의 콘크리트 거더(110) 측면의 연결부(112)에 서로 연결하여 고정 설치할 수 있다.

즉, 콘크리트 거더(110) 사이의 횡방향 간격(Ea, Eb, Ec)에 비하여 약간 짧은 길이로 간격 조절 기구(120)의 길이를 대충 조절한 후, 끝단 플레이트(121p, 122p)의 관통공(121x, 122x)이 고정 볼트(112b)를 관통 수용하도록 하고, 고정 너트(199)를 콘크리트 거더(110)의 고정 볼트(112b)에 헐겁게 고정한 후, 조절 부재(123)를 회전시켜 간격 조절 기구(120)의 길이를 늘리는 것에 의하여 끝단 플레이트(121p, 122p)를 콘크리트 거더(110)의 연결 플레이트(112a)에 밀착시키면, 고정 볼트(112b)에 헐겁게 체결되어 있던 고정 너트(199)를 견고하게 체결하는 것에 의하여 간격 조절 기구(120)의 설치가 완료된다.

여기서, 고정 너트(199)를 견고하게 체결하는 것은 간격 조절 기구(120)에 의하여 콘크리트 거더(110)의 횡방향 간격(Ea, Eb, Ec)이 허용 범위 이내가 되도록 조절한 단계 5의 이후에 행해질 수도 있다.

필요에 따라, 콘크리트 거더 연결부(112)를 브레이싱 재로 잇는 공정을 함께 병행할 수도 있다.

단계 5: 콘크리트 거더(110)의 횡방향 휨 변형에 의하여 콘크리트 거더(110)의 횡방향 간격(Ea, Eb, Ec)이 허용 범위 내에 있지 않은 경우에는, 콘크리트 거더(110)의 횡방향 간격(Ea, Eb, Ec)을 조절하여 콘크리트 거더(110)의 횡방향 간격이 정해진 값(Ex)에 이르도록 한다(S140). 여기서, 콘크리트 거더(110)의 횡방향 간격이 정해진 값(Ex)에 이른다는 것은 콘크리트 거더 사이의 간격이 모두 동일한 값을 가져야 하는 것으로 국한되지 않는다.

즉, 도9a에 도시된 바와 같이, 간격 조절 기구(120)가 콘크리트 거더의 연결부(112)에 고정된 상태에서, 간격 조절 기구(120)의 길이를 조절하면, 간격 조절 기구(120)의 양단이 콘크리트 거더(110)의 연결부(112)에 고정되어 있으므로, 콘크리트 거더(110)의 횡방향 휨 변형을 직선 형태의 콘크리트 거더 형태가 되도록 교정하고, 콘크리트 거더(110)가 교좌 장치(55a) 상에서 기울어진 자세를 교정할 수 있다.

구체적으로는, 제A콘크리트 거더(110A)와 제B콘크리트 거더(110B) 사이의 횡방향 간격(Ea)은 정해진 값(Ex)에 비하여 더 크므로, 제A콘크리트 거더(110A)와 제B콘크리트 거더(110B)의 사이에 설치된 간격 조절 기구(120)의 길이(L)를 단축하여, 제A콘크리트 거더(110A)와 제B콘크리트 거더(110B) 사이의 간격(Ea)을 줄인다. 이와 함께, 제B콘크리트 거더(110B)와 제C콘크리트 거더(110C) 사이의 횡방향 간격(Eb)은 정해진 값(Ex)에 비하여 더 작으므로, 제B콘크리트 거더(110B)와 제C콘크리트 거더(110C)의 사이에 설치된 간격 조절 기구(120)의 길이(L)를 신장시켜, 제B콘크리트 거더(110B)와 제C콘크리트 거더(110C) 사이의 간격(Eb)을 늘린다. 그리고, 제C콘크리트 거더(110C)와 제D콘크리트 거더(110D) 사이의 횡방향 간격(Ec)은 정해진 값(Ex)에 비하여 더 크므로, 제C콘크리트 거더(110C)와 제D콘크리트 거더(110D)의 사이에 설치된 간격 조절 기구(120)의 길이(L)를 단축하여, 제C콘크리트 거더(110C)와 제D콘크리트 거더(110D) 사이의 간격(Ec)을 줄인다.

이와 동시에, 각 콘크리트 거더(110)의 연결부(112)에는 상하로 2열의 간격 조절 기구(120)가 중립축의 상하측에 각각 설치되어 있으므로, 기울어진 방향에 대하여 간격 조절 기구(120)의 길이를 다르게 조절하는 것에 의하여 콘크리트 거더(110)를 직립된 상태가 되게 조절할 수 있다.

이를 통해, 각 콘크리트 거더(110)를 제작하는 과정에서 발생된 횡방향으로의 휨 변형과 기울어진 자세는 도9b 및 도9c에 도시된 바와 같이 직선 형태로 교정되므로, 바닥판(130)으로부터의 하중 전달 경로가 모든 콘크리트 거더에 대하여 일정하게 형성되므로, 콘크리트 거더의 자세와 간격이 정해진 범위 내에서 시공되어 설계 당시에 예정된 내하 능력을 신뢰성있게 구현할 수 있게 된다. 이와 동시에, 콘크리트 거더(110)의 상면에 형성된 이동 레일(115)은 콘크리트 거더(110)의 횡방향 간격은 정해진 기준값(Ex, Ex', Ex")에 허용 범위 이내에서 직선 형태로 배열된 상태가 된다(S150).

콘크리트 거더(110)의 횡방향 간격과 자세가 정해진 기준값(Ex)에 허용 범위 이내에 도달하면, 간격 조절 기구(120)의 나사 체결 상태에 의하여 콘크리트 거더(110)에 도입된 횡방향의 수평력(120F)이 그대로 유지된 상태가 되므로, 콘크리트 거더(110)의 횡방향으로의 변위가 구속된다.

단계 6: 한편, 프리캐스트 바닥판(135)의 슬라이딩 이동 거리를 하나의 콘크리트 거더 길이를 초과하고자 하는 경우에는, 종방향으로 연속하는 콘크리트 거더(110)의 사잇 간격을 이음 레일(113)로 연결한다(S150).

이음 레일(113)은 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 도10b에 이음 레일(113)의 일 형태가 예시되어 있다. 즉, 거치 플레이트(113p)를 종방향으로 이웃한 콘크리트 거더(110)의 상면에 거치시키면, 거치 플레이트(113p)에 대하여 이동 레일(115)의 높이만큼 단턱진 레일부(113c)가 종방향으로 이웃한 콘크리트 거더(110)의 이동 레일(115)을 종방향으로 연결시킬 수 있게 된다.

단계 7: 그리고 나서, 기중기(미도시)를 이용하여 프리캐스트 바닥판(135)을 어느 하나의 정해진 장소(예를 들어, 교각 상측)로 인상하여 거치시키면, 프리캐스트 바닥판(135)의 가이드 플레이트(135g)가 콘크리트 거더(110)의 이동 레일(115)과 맞닿은 상태가 된다.

그리고, 프리캐스트 바닥판(135)에 이동을 위한 와이어를 연결하고, 와이어를 윈치에 연결하여 잡아당기면, 윈치의 작은 힘으로도 프리캐스트 바닥판(135)은 이동 레일(115)을 타고 매끄럽게 슬라이딩 이동하면서 정해진 설치 위치까지 도달하여, 도13에 도시된 바와 같이 프리캐스트 바닥판(130)을 콘크리트 거더(110) 상측의 정해진 위치로 이동 설치하게 된다(S160).

여기서, 윈치의 설치 위치는 안전성이 어느정도 보장되는 다른 교각의 상측으로 정해질 수 있으며, 프리캐스트 바닥판(135)이 인상되는 어느 하나의 장소와의 사이에 다른 교각이 배치되어, 콘크리트 거더 길이에 비하여 보다 더 먼 거리를 이음 레일(113)을 통해 슬라이딩 이동하여 정해진 설치위치까지 이동시킬 수 있다.

이와 같이, 프리캐스트 바닥판(135)의 인상 위치를 정해진 장소(1군데로 국한되는 것은 아님)로 인상하고, 윈치를 이용하여 콘크리트 거더(110)의 상면을 타고 이동시키는 것에 의하여, 콘크리트 거더(110)의 상면에 다수의 프리캐스트 바닥판(135)을 설치하는 공정이 보다 간편해지고 작업자의 안전이 보다 확보되는 이점을 얻을 수 있다.

또한, 콘크리트 거더(110)의 간격이 일정하지 않은 경우에는 프리캐스트 바닥판(135)을 슬라이동시키는 것이 불가능할 수 있지만, 간격 조절 기구(120)에 의하여 콘크리트 거더(110)의 간격과 자세 등이 교정된 상태이므로, 프리캐스트 바닥판(135)을 슬라이딩 이동하여 정해진 위치에 거치시키는 공정이 중단없이 원활하게 이루어지며, 콘크리트 거더 상면에 프리캐스트 바닥판(135)이 거치되면, 프리캐스트 바닥판(135)이 콘크리트 거더(110)에 지지되어 있으므로, 작업자가 추락하여 안전 사고가 발생되는 문제도 최소화할 수 있게 된다.

한편, 도12 및 도17에 도시된 바와 같이, 프리캐스트 바닥판(135)은 콘크리트 거더(110) 사이의 공간을 메우는 거치부(135b) 이외에 캔틸레버부(135c)를 포함하고 있고, 캔틸레버부(135c)의 끝단에 상방으로 벽면(135e)이 형성되어 있으므로, 바닥판 시공을 위한 콘크리트를 현장타설하기 위한 거푸집의 설치 공정을 배제할 수 있다.

단계 8: 그리고 나서, 낮은 높이인 상태의 전단 연결재(118, 218)를 세워진 높은 높이 상태가 되도록 전단 연결재(118, 218)를 조작(118d2)한다. 이 조작은 하나하나 행할 수도 있지만, 다수의 전단 연결재(118)를 관통하는 지그(미도시)를 활용하여, 다수의 전단 연결재(118)의 굽힘을 펴기 공정을 군(group) 별로 한번에 행할 수도 있다.

이에 따라, 전단 연결재(118, 218)의 높이(h1)는 프리캐스트 바닥판의 캔틸레버부(135c)와 거치부(135b)와 수평 방향으로 간섭되는 높이가 된다.

단계 9: 그리고 나서, 필요에 따라 바닥판 철근을 배근한 후, 도15에 도시된 바와 같이 프리캐스트 바닥판(135)의 상면에 현장 타설 콘크리트(130a)를 타설기(88)로 타설하여, 전체 두께(130T)의 바닥판(130)을 시공한다(S170).

현장 타설 콘크리트(130a)는 전단 연결재(118, 218)를 매개로 콘크리트 거더(110)와 일체로 합성되며, 프리캐스트 바닥판(135)의 보강 철근(135z)의 노출 부위를 매개로 프리캐스트 콘크리트(135)와도 일체로 합성된다. 이를 통해, 2열의 콘크리트 거더(110)마다 하나씩의 바닥판(130A, 130B)이 콘크리트 거더(110)의 상측에 합성된다.

간격 조절 기구(120)는 바닥판(130)의 시공 이후에 제거되어 재사용될 수도 있지만, 영구적인 구조물로 설치되어 2열씩 지지하는 콘크리트 거더(110)의 하중 부담분을 분담하는 가로보로 영구 설치될 수 있다.

단계 10: 그리고 나서, 콘크리트 바닥판(130)이 충분한 강도로 양생되면, 바닥판의 상면에 포장면을 입히고, 난간과, 열차 선로(35) 및 열차 레일(30R)등의 궤도를 설치하여 철도교의 상부 구조(100)의 시공을 완료한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 기존의 철도교의 바닥판을 지지하는 콘크리트 거더를, I자 단면을 유지하는 콘크리트 거더로서, 50MPa 이상의 고강도 콘크리트로 형성하고, 상,하부 플랜지의 크기을 키워 단면 계수를 높이는 것에 의하여, 철도교의 1열 선로에 대하여 2열의 재래식 콘크리트 거더만으로 지지하는 것이 가능해지므로, 보다 저렴하면서도 신속한 철도교의 상부 구조를 시공하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

무엇보다도, 본 발명은, 본 발명은 콘크리트 거더의 연결부를 원형 강관으로 형성되고 나사 체결 길이에 의하여 전체 길이가 조절되는 간격 조절 기구로서 강재 가로보를 설치함으로써, 간격 조절 기구(120)의 강재 부재(121, 122, 123)들 간에 나사 체결 길이를 조절하는 것에 의하여 하부 구조 상에 거치된 콘크리트 거더를 밀어내거나 잡아당기는 수평력(120F)을 도입하고, 도입된 힘(120F)을 간격 조절 기구(120)의 나사 체결 상태로 유지할 수 있으므로, 콘크리트 거더의 횡방향으로의 휨 변형이나 콘크리트 거더가 교좌 장치 상에 거치되면서 직립된 상태로부터 기울어지게 거치된 상태를 허용 범위 이내로 교정하여, 콘크리트 거더의 내하 능력이 설계치에서 의도한 만큼 정확하게 구현하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 이를 통해, 본 발명은, 이동 레일(115)의 직진성과 각 이동 레일(115)의 간격이 허용 범위 내로 유지되므로, 프리캐스트 바닥판(135)을 낮은 마찰 상태로 슬라이딩 이동하여 어느 하나의 인상 장소에서 다수의 프리캐스트 바닥판(135)의 설치 위치로 이동 설치하는 것이 가능해지므로, 프리캐스트 바닥판(135)의 설치 공정이 보다 신속하고 간편해지며 이 과정에서 작업자의 안전이 보다 담보되는 유리한 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.

100: 교량 상부 구조 110: 콘크리트 거더
112: 연결부 115: 이동 레일
118, 218: 전단 연결재 120: 간격 조절 기구
121: 제1강재부재 122: 제2강재부재
130: 바닥판 135: 프리캐스트 바닥판
138: 현장타설 바닥판

Claims (20)

1. 철근이 배근되고 콘크리트를 포함하는 단면으로 형성되고, 측면에 제1연결부가 형성되며, 상면에 제1이동 레일이 종방향으로 형성되고, 교량 하부 구조 상에 거치되어 설치되는 제1콘크리트 거더와; 철근이 배근되고 콘크리트를 포함하는 단면으로 형성되고, 측면에 제2연결부가 형성되며, 상면에 제2이동 레일이 종방향으로 형성되고, 상기 제1콘크리트 거더에 횡방향으로 인접한 위치에서 교량 하부 구조 상에 거치되어 설치되는 제2콘크리트 거더를 포함하여 다수의 열로 배치된 콘크리트 거더와;
   나사산이 형성된 제1강재부재와, 나사산이 형성된 제2강재부재를 구비하여, 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재에 형성된 나사산의 체결 길이의 조절에 의하여 전체 길이가 조절되게 구성되어, 상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더가 교량 하부 구조 상에 횡방향으로 인접하게 거치된 상태에서, 서로 대향하는 상기 제1연결부와 상기 제2연결부에 각각 끝단이 고정된 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재의 나사산의 체결 길이를 조절하는 것에 의하여, 상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더 중 어느 하나 이상을 밀거나 잡아당겨, 상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더의 사잇 간격이 허용 범위 이내가 되도록 조절하여 상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더의 자세와 위치 중 어느 하나 이상을 교정하여, 상기 제1이동 레일과 상기 제2이동 레일이 정렬된 상태가 되게 하는 강재 가로보와;
   상기 제1이동 레일과 상기 제2이동 레일 중 어느 하나 이상을 타고 상기 콘크리트 거더의 상면을 따라 슬라이딩 이동되어, 상기 콘크리트 거더 상의 정해진 위치에 설치되는 프리캐스트 바닥판과;
   상기 콘크리트 거더의 상면에 돌출된 전단 연결재를 매개로 상기 콘크리트 거더와 일체화되며, 상기 프리캐스트 바닥판과 함께 예정된 두께로 형성된 바닥판을;
   포함하여 구성되고, 상기 전단 연결재는 굽힘 변형되게 형성되어 높이 조절이 가능하게 형성되고, 상기 프리캐스트 바닥판이 이동하는 동안에는 상기 프리캐스트 바닥판과 간섭되지 않는 낮은 높이의 상태로 있고, 상기 프리캐스트 바닥판이 상기 정해진 위치로 이동하여 상기 바닥판이 상기 콘크리트 거더와 합성될 때에는 상기 프리캐스트 바닥판과 간섭되는 높은 높이의 상태로 있으며,
   교량의 시공 과정에서는 상기 강재 가로보에 의하여 상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더의 자세와 위치 중 어느 하나 이상이 교정되어 교정 상태가 유지되며, 상기 교량의 시공이 완료된 상태에서는 상기 강재 가로보에 의하여 상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더에 작용하는 하중이 분산되는 것을 특징으로 하는 철도교의 상부 구조.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 바닥판에 시공되는 2열씩의 철도 레일로 이루어진 레일 선로 1열에 대하여, 상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더로 이루어지는 2개의 콘크리트 거더에 의해 지지되고, 상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더는 50MPa 내지 80MPa의 강도를 갖는 고강도 콘크리트로 형성된 것을 특징으로 하는 철도교의 상부 구조
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1콘크리트 거더는 종방향으로 열을 이루며 다수 배치되고, 상기 제1콘크리트 거더들의 종방향 간격에는 상기 제1콘크리트 거더의 상면에 형성된 상기 제1이동 레일을 이어주는 이음 레일이 설치된 것을 특징으로 하는 철도교의 상부 구조.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 프리캐스트 바닥판에는 상기 제1이동레일과 상기 제2이동레일 중 어느 하나 이상과 접촉하는 가이드 플레이트가 저면에 결합된 것을 특징으로 하는 철도교의 상부 구조.
   
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8. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프리캐스트 바닥판은, 횡방향으로 인접한 상기 콘크리트 거더의 사이에 거치되는 거치부와, 횡방향으로 최외측에 위치한 콘크리트 거더의 횡방향 외측으로 돌출된 캔틸레버부를 포함하여 형성되어, 상기 제1콘크리트 거더의 상기 제1이동 레일과 상기 제2콘크리트 거더의 상기 제2이동 레일을 타고 슬라이딩 이동하여 설치되는 것을 특징으로 하는 철도교의 상부 구조.
   
9. 철근이 배근되고 콘크리트를 포함하는 단면으로 형성되고, 측면에 제1연결부가 형성되며, 상면에 제1이동 레일이 종방향으로 형성되고, 교량 하부 구조 상에 거치되어 설치되는 제1콘크리트 거더와; 철근이 배근되고 콘크리트를 포함하는 단면으로 형성되고, 측면에 제2연결부가 형성되며, 상면에 제2이동 레일이 종방향으로 형성되고, 교량 하부 구조 상에 거치되어 설치되는 제2콘크리트 거더를; 포함하는 다수의 콘크리트 거더를 준비하는 콘크리트 거더 준비 단계와;
   상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더가 횡방향으로 인접하는 위치의 교량 하부 구조 상에 거치시키되, 상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더는 종방향으로 2개 이상 열을 이루면서 배열되게 거치하는 콘크리트 거더 거치 단계와;
   나사산이 형성된 제1강재부재와, 나사산이 형성된 제2강재부재를 구비하여, 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재에 형성된 나사산의 체결 길이의 조절에 의하여 전체 길이가 조절되는 강재 가로보를 준비하는 강재가로보 준비단계와;
   상기 제1강재부재의 끝단을 상기 제1연결부에 고정하고, 상기 제2강재부재의 끝단을 상기 제1연결부와 대향하는 상기 제2연결부에 고정하여, 상기 강재 가로보로 상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더를 잇는 가로보 설치단계와;
   상기 가로보 설치단계가 행해진 다음에, 상기 제1강재부재와 상기 제2강재부재의 나사산의 체결 길이를 조절하는 것에 의하여, 상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더 중 어느 하나 이상을 밀거나 잡아당겨, 상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더의 사잇 간격이 허용 범위 이내가 되도록 조절하고 상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더의 자세와 위치 중 어느 하나 이상을 교정하여, 상기 제1이동 레일과 상기 제2이동 레일이 정렬된 상태가 되게 하는 레일 정렬 단계와;
   상기 제1이동레일과 상기 제2이동 레일 중 어느 하나 이상을 타고 상기 콘크리트 거더의 상면을 따라 프리캐스트 바닥판을 슬라이딩 이동시켜, 상기 프리캐스트 바닥판을 상기 콘크리트 거더의 일측에서 정해진 위치로 위치시키는 프리캐스트 바닥판 설치단계와;
   상기 콘크리트 거더의 상면에 현장 콘크리트를 타설하여, 상기 콘크리트 거더의 상면에 돌출된 전단 연결재를 매개로 상기 프리캐스트 바닥판과 함께 상기 콘크리트 거더와 일체화되게 바닥판을 예정된 두께로 형성하는 바닥판 시공단계와;
   상기 바닥판의 상면에 철도 레일을 설치하는 레일 설치 단계를;
   포함하여 구성되되,
   상기 콘크리트 거더의 상면에 돌출된 상기 전단 연결재는 높이 조절 가능하게 형성되어, 상기 프리캐스트 바닥판 설치단계가 행해지는 동안에는 상기 프리캐스트 바닥판이 이동하는 과정에서 상기 전단 연결재가 간섭되지 아니하는 낮은 높이의 상태로 있고, 상기 바닥판 시공단계에서는 상기 전단 연결재의 상부가 상기 프리캐스트 바닥판의 이동에 대하여 간섭되는 높은 높이의 상태로 있게 상기 전단 연결재의 높이를 조절하는 전단연결재 높이조절단계를;
   더 포함하고, 교량의 시공 과정에서는 상기 강재 가로보에 의하여 상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더의 자세와 위치 중 어느 하나 이상이 교정되어 교정 상태가 유지되며, 상기 교량의 시공이 완료된 상태에서는 상기 강재 가로보에 의하여 상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더에 작용하는 하중이 분산되는 것을 특징으로 하는 철도교의 상부 구조 시공방법.
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 철도교의 상부 구조는 상기 콘크리트 거더가 횡방향으로 4열로 배열되고, 상기 바닥판에 시공되는 2개씩의 철도 레일로 이루어진 레일 선로 1개에 대하여 상기 콘크리트 거더가 2개씩 배치되고, 상기 제1콘크리트 거더와 상기 제2콘크리트 거더를 포함하는 상기 콘크리트 거더는 50MPa 내지 80MPa의 강도를 갖는 고강도 콘크리트로 형성된 것을 특징으로 하는 철도교의 상부 구조 시공 방법.
    
11. 제 9항에 있어서,
    상기 프리캐스트 바닥판에는 상기 제1이동레일과 상기 제2이동레일 중 어느 하나 이상과 접촉하는 가이드 플레이트가 저면에 결합된 것을 특징으로 하는 철도교의 상부 구조 시공방법.
    
12. 제 9항에 있어서,
    상기 제1콘크리트 거더의 종방향 간격에 상기 제1이동 레일을 이어주는 이음 레일을 설치하는 레일 이음 단계를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도교의 상부구조 시공방법.
    
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14. 제 9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프리캐스트 바닥판은 횡방향으로 인접한 상기 콘크리트 거더의 사이에 거치되는 거치부와, 횡방향으로 최외측에 위치한 콘크리트 거더의 횡방향 외측으로 돌출된 캔틸레버부를 포함하여 형성되어,
    상기 프리캐스트 바닥판 설치단계는 하나의 프리캐스트 블록이 상기 제1콘크리트 거더의 상기 제1이동 레일과 상기 제2콘크리트 거더의 상기 제2이동 레일을 타고 슬라이딩 이동하여 설치되는 것을 특징으로 하는 철도교의 상부 구조의 시공 방법.
    
    
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