KR101872265B1 - 교량의 해체방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량의 해체방법에 관한 것이다.
구체적으로는, 내구연안이 다한 구조적으로 문제가 있고 본연의 기능을 상실한 교량을 대형크레인을 사용하지 않고 해체된 교량을 소운반을 별도로 하지 않고 유압시스템을 사용하여 교량을 해체하는 공법으로 교량해체 시 필연적으로 발생하는 소음, 진동, 비산먼지, 콘크리트를 절단할 때 생성되는 오염물질을 근원적으로 차단하기 위하여 철거대상의 교량을 대(大) 블록화하여 절단량을 기존공법대비 약 80％를 줄임으로써(교량 상부공 기준) 환경오염을 획기적으로 줄일 수 있는 공법이며 교통이 빈번한 도심지 고가도로 철거 시 대형크레인을 사용하지 않는 공법이므로 교통통제를 하지 않아서 집단민원 발생을 사전에 차단할 수가 있다.
또한 철도 등을 횡단하는 고가도로를 해체할 때 교량의 하부공간만으로 해체가 가능하여 공간적인 제약을 받지 않고 유압시스템을 컴퓨터로 정밀하게 통제할 수 있어서 안전하게 교량을 해체할 수 있는 공법이라 할 수 있는 공법이다.
구체적으로는 기존 교량을 해체하기 위하여 교량의 교각 상측에 시공되어 있는 거더를 해체하는 방법에 관한 것으로서, 친환경 유압식교량해체방법은 교량에 시공된 상부공 슬라브와 거더를 대(大) 블록화하여 교각으로부터 분리하고, 분리된 슬라브와 거더를 스키드레일을 이용하여 슬라브와 거더를 파쇄 할 수 있는 파쇄장으로 이동시키는 전 과정을 포함하는, 교량의 해체방법에 관한 것이다.

Description

교량의 해체방법{Eco Mega Lighting system}

본 발명은 친환경 교량의 해체공법에 관한 것이다.

구체적으로는, 오랜 기간 사용하여 안전에 문제가 있거나 성능개선을 하여 교량을 재가설할 때 교량을 해체하기 위하여 교량의 교각 상부에 시공되어 있는 거더(psc 거더, steel box 거더, plate 거더 등)를 해체하는 방법에 관한 것으로서 교량상부공을 해체하는 공법이다. 기존의 철거공법은 교통이 빈번한 도심도로나 과선교 고속도로 횡단교량 등을 해체할 때 상판 슬라브를 바둑판 모양으로 절단 소형크레인으로 해체한 후 대형크레인(H/C550톤 또는 C/C550톤)을 사용하여 거더 철거를 진행함에 따라 필연적인 교통통제, 소음 및 환경오염물질발생, 교통통제로 인한 집단민원발생, 대형크레인의 진입을 위한 별도의 크레인 진입로개설, 별도의 지내력보강, 넓은 공간 사용으로 인한 공간제약 등으로 인한 막대한 사회적 간접비용이 과다발생 하였다. 이에 EMS(에코메가리프팅공법)공법은 대형크레인을 사용하지 않고 거더 2개와 연결된 “ㅠ”자 모양의 대형블록이 되도록 1개 경간 전체를 종방향으로만 절단함으로 기존공법대비 절단량을 약80％를 줄여 기존교량을 해체할 때 필연적으로 발생하는 오염의 원인을 근원적으로 절감시켜 공기단축효과, 공사비절감, 공기단축을 할 수 있으며 교통이 빈번한 도심지 고가도로, 교량성능개선공사, 고속도로 횡단교량, 형고가 낮은 교량등을 교량형식에 관계없이 해체할 수 있고 특히 교통통제를 하지 않음으로 집단민원발생을 사전에 근원적인 문제점들을 해결한 공법이다. 본 발명은 유압시스템을 이용하여 교량의 슬라브 + 거더 2개를 인양 후 기존교량 상판에 설치된 레일을 따라 시·종점부에 설치된 파쇄장으로 이동하여 소운반하는 인양 및 소운반을 동시에 진행할 수 있는 일체화된 공법이다.

일반적으로 교량은 지면에 대하여 철근으로 뼈대를 구축하고 콘크리트를 타설, 양생하는 공법으로 시공되며, 기둥과 상기 기둥 상측에 설치되며 기능을 수행하도록 된 시설물로 이루어진다. 이러한 교량은, 장시간 사용 시 보수 또는 재시공 등과 같은 필요에 의해 보수 및 해체공사를 수행하고자 할 경우에는, 절단, 절삭, 및 파쇄를 통해 해체하게 된다.

한편, 근자에는 구조물을 절단하여 해체하는 해체방법의 하나로, 다이아몬드 와이어 쏘 공법을 이용하는 것이 주목받고 있다. 이러한 다이아몬드 와이어 쏘 공법(D.W.S)은, 절단 대상 구조물에 다이아몬드 와이어 쏘를 걸어 연결한 후, 구동도르래를 고속회전 시키면서 유압실린더에 의해 구동도르래를 이송시켜 와이어에 장력을 주어 구조물을 절단시키는 공법이다. 다이아몬드 와이어 쏘 공법은 저소음, 무분진, 무진동공법이며, 구조물의 절단 깊이나 절단각도에 제한이 없으며, 기존 구조물에 손상을 주지 않을 뿐만 아니라 정밀절단이 가능하고 수중에서 작업이 가능하여, 특히 수중에 설치된 구조물의 해체에 적용되어 사용되고 있다.

그러나 이 공법은 교량해체 시 필요한 여러 가지 공정 중 교량을 크레인 제원에 맞게 적당한 크기로 절단할 때 쓰이고 있는 공법으로 절단량을 근본적으로 줄일 수는 없으며 앞서 기술한 대형크레인을 사용함으로 야기되는 근본적인 해체방법의 문제점을 해결하지는 못하였다고 할 수 있다.

한국특허출원번호 제10-2010-0083875호(명칭: 교량의 해체방법/2010.08.30.)에서는, 공보에 공지된 바와 같이,

(a) 교량에 인접하고 상기 상판 운반 장치가 운행 가능한 지역에 교량의 교각과 동일 또는 유사한 높이의 가벤트를 설치하는 하역장 설치단계

(b) 상기 하역장의 가벤트 사이에 교량 상판을 인상시킬 크레인을 설치하는 크레인 설치단계

(c) 상판 운반장치를 철거하고자 하는 상판이 설치된 교각들 사이에 위치시키고, 높이조절 실린더를 확장시켜 운반장치를 지면으로부터 상승시켜 교각으로부터 교량 상판을 분리시킨 뒤 지지대의 상부와 교량 상판의 하부를 고정하는 운반 준비단계

(d) 상판 운반장치를 교각의 측면으로 이동시키고, 확장된 높이조절 실린더를 확장되기 전의 길이로 축소시킨 뒤 하역장으로 상판 운반장치를 이동시키는 운반단계

(e) 높이조절 실린더를 확장시켜 상판 운반장치를 지면으로부터 상승시키고, 교량운반장치를 가벤트들의 사이로 이동시켜 교량 상판의 양측 단부가 가벤트의 상부에 위치하도록 하는 하역준비단계

(f) 고정수단과 교량 상판을 분리시키고, 높이조절 실린더를 수축시켜 상판이 상판 운반장치로부터 분리되면서 가벤트에 의해 지지되게 하는 상판 하역단계를 가지는 교량해체방법이 기재되어 있다.

그리고 한국특허출원번호 제10-2010-0117847호(명칭: 교각과 일체화시킨 인양잭을 이용한 교량상판 해체공법/2010.11.25.)에서는 공보에 공지된 바와 같이, 교각에 가시설을 설치하여 교량상판을 해체하는 공법에 있어서,

(a) 교량상판 해체용 가시설을 설치하기 위하여 교각 주위의 교량상판 일부를 절단 및 해체하는 단계

(b) 상기 교각 상부의 앞·뒷면 일측에 길이방향의 면이 부착되는 지지부재, 4개의 받침부재가 수직으로 결합하여 이루어진 사각형상으로 각 모서리에 상기 지지부재의 일단이 수직으로 연결되고 교량상판의 종방향과 일치하는 방향으로 설치된 상기 받침부재 윗면 양측에 제1돌출부재가 돌출되어 있는 받침부, 잭베이스 밑면 양측에 돌출된 제2돌출부재와 상기 받침부의 제1돌출부재가 제1연결부재로 연결되어 상기 받침부 윗면에 고정되는 잭베이스부로 구성되는 해체용 가시설을 이웃하여 마주보는 2개의 교각상부 위에 설치하는 단계

(c) 상기 가시설의 잭베이스 윗면 일측에 인양잭을 설치하는 단계

(d) 지상에 리프팅빔을 설치하고, 와이어로 상기 리프팅빔과 상기 인양잭을 연결하는 단계

(e) 리프팅빔을 교량상판의 하부까지 상향시키고, 교량상판 하강 시 교각과 간섭을 일으키지 않도록 교량상판을 절단하는 단계

(f) 교량상판이 얹어진 리프팅빔을 하강시켜 교량상판을 해체하는 단계

로 이루어지는 교량상판 해체공법이 기재되어 있다

또한, 한국특허출원번호 제10-2011-0094161호(명칭: 승강수단을 이용한 교량 해체공법/2011.09.19.)에서는, 공보에 공지된 바와 같이,

(a) 교량상판과 거더를 동시에 인양하기 위해 이 교량상판과 교량코핑에 각각 인양 프레임을 고정 설치하기 위한 홀을 일정 간격 이격되게 다수 가공하는 교량의 홀 천공단계

(b) 상기 교량상판과 거더의 하부를 지지하며, 승강수단이 설치된 인양 프레임을 교량의 하부에 설치하는 인양프레임 설치단계

(c) 상기 인양 프레임을 교량상판과 거더의 하부를 지지할 수 있도록 교량상판과 거더에 고정시키는 인양 프레임 고정단계

(d) 상기 인양 프레임을 이용하여 교량상판과 거더를 승강시켜 인양수단으로 인양될 수 있도록 상기 승강수단을 작동시켜 교량상판과 거더를 교량코핑으로부터 해체하는 교량상판 해체단계

(e) 해체된 교량상판과 거더를 인양수단으로 이송시켜 교량상판과 거더가 반출되도록 하는 교량상판 인양단계를 포함하는 교량 해체공법이 기재되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 교량해체방법은, 교량의 형하공간을 확보하지 못한 교량의 경우에 교량을 해체할 수 없고 반력대를 따라 인양잭도 동시에 인상하게 되어 교량거더의 높이가 높은 교량을 해체할 수 없는 구조이고 교량을 성능개선 할 경우 기존교각에 천공을 해야 하므로 교량의 구조적 결함을 야기하는 문제점이 있다. 또한 상판을 상부로 승강시킨 후, 인근에 위치된 교량에 배치된 대차 등과 같은 이송수단을 통해 이송한 후, 파쇄공간에서 파쇄하여 해체하도록 됨에 따라, 교통의 교통통제가 불량한 도심구간에 배치된 교량, 철도횡단교량 등과 같은 교량의 해체작업을 수행할 수는 있었으나, 교량을 승강시킨 후, 교량이 승강된 위치에서 대차가 위치된 수평방향으로 인양할 때, 교량의 인양 시 하중에 따른 진동압이 형성되어 승강장치에 진동압을 인가함으로써, 승강된 위치가 틀어짐 등과 같은 교량의 위치변형이 발생하는 문제점이 있었다.

이에 따라, 교량의 인양 시 교량이 낙하하는 등의 안전사고를 발생시킬 수 있는 문제점이 있었다.

특허문헌 1: 한국특허출원번호 제10-2010-0083875호(2010.08.30.) 특허문헌 2: 한국특허출원번호 제10-2004-0071576호(2004.09.08.) 특허문헌 3: 한국특허출원번호 제10-2011-0094161호(2011.09.19.)

본 발명의 목적은, 기존 교량을 해체, 철도를 횡단하는 고가도로, 교통통제가 불가능한 교통이 빈번한 도심지 사거리 또는 교량을 성능개선 또는 교량을 개선할 때 교각 상부에 시공되어 있는 교량 상부공을 해체하는 방법을 제공하는데 있다.

구체적으로는,

① 기존구조물에 영향이 없는 천공을 하지 않고 교량을 해체할 수 있는 공법

- 교각 및 기존구조물에 영향을 주지 않고 반력대를 교각에 올리기 위하여 반력대를 철판으로 보강하여 반력대를 기존교각에 걸쳐 설치하고 반력대와 또 다른 반력대를 2셋트의 반력대 베이스 철판과 반대편의 반력대 베이스 철판을 고정핀으로 연결(교각상부와 교각 코핑부 하부4개소)하여 안전하게 기존교량에 손상을 주지않고 교량해체를 용이하게 하는 공법이다.

② 형하 공간이 불량한 교량을 해체할 때 변형된 리프팅빔을 설치하는 법

- 철도교량 및 교통통제가 불가능한 도심사거리의 고가차도 및 기존교량을 해체할 때 “한국특허출원번호 제10-2011-0094161호”의 방법으로는 형하공간 미확보 교량의 경우 문제가 있었던 리프팅빔의 설치방법을 기차의 통행 및 교차로의 고가차도의 차량통해에 해체에 문제가 없도록 개선하였다. 이는 교통이 불량한 도심지의 고가차도 및 사거리의 교량 교량해체시 철도교량의 경우 형하고의 높이에 한계가 있어서 상기 기술한“한국특허출원번호 제10-2011-0094161호”의 방법은 형하고의 높이가 최소 4m이상의 교량만 해체할 수 있는 제약이 있었다. 또한 리프팅빔을 설치할 때 기차가 지나가는 레일의 직각방향으로 레일 상부에 전개한 다음 짧게 주어진 시간에 기차의 통행이 가능하도록 설치하는 것이 시간제약 및 안전시공에 문제가 많았다. 이를 시정하고자 EMS 공법은 교량을 해체할 때 중요한 리프팅빔의 설치문제를 형하고 미 확보교량, 철도횡단 교량, 도신의 사거리를 통과하는 교량 등을 해체할 때 리프팅빔을 설치하여도 차량이 형하고가 확보되어 차량이 통행이 가능하게 하는데 목적을 두고 본 발명을 하게 되었다.

리프팅빔을 설치가능 할 수 있는 방법은,

1. 교량의 형하고가 낮은 기존교량을 해체할 때 기 절단 확보된 교량상부 작업구를 통하여 반력대 + 센터홀 잭 + 로드바를 조립하여 기존교량 상부에서 교각에 설치하고 횡 이동빔을 로드바 상부에 설치한다.

2. 둘째, 기존교량 1경간 전체를 기존교량 거더높이 + 슬라브 두께 만큼 인양하여 여유 형하고를 확보한 다음 기존교량의 거더와 거더 사이의 공간인 크로스 빔 슬라브 부분을 절단하여 공간을 확보한 후 횡이동빔상의 대차로 철거단위로 기 절단된 일체화된 2개의 거더와 슬라브를 횡이동하여 기존교량 상부에서 리프팅빔의 설치가 가능하도록 한 뒤 기존교량 상부에서 리프팅빔을 설치하게 하여 교통통제가 불가능한 도심지의 교차로 및 철도횡단 고가차도의 기존교량을 안전하게 해체할 수 있도록 고안한 기술이다.

3. 센터홀 잭으로 작동되는 로드바의 나사산의 힘으로 너트를 조이면 너트와 와셔을 받치고 있는 반력대 철판에 미끄럼 마찰력을 발생하여 기존교량을 해체할 때 해체대상의 교량의 흔들림을 방지하고 교량해체 시 안정적으로 해체할 수 있게 하였고 또한 거더의 높이와 교량의 형하고에 제한 받지 않고 기존교량을 용이하게 해체할 수 있도록 로드바 높낮이를 조정할 수 있도록 로드바와 로드바를 연결. 분리가 가능 할 수 있게 소켓타입으로 설계 하였다.

4. 헌치타입 (HUNCH　TYPE)의 리프팅빔의 도입

기존교량을 해체하거나 교량의 성능을 개선할 때 해체대상 교량의 형하공간이 협소하여 리프팅빔을 설치하는 것이 어려울 때 리프팅빔의 끝단에 헌치(HUNCH)타입을 도입하여 교량의 저형고를 수렴하여 철거가 가능 하게 하였고 고가차도의 경우 종 경사각이 필연적으로 많을 수밖에 없는 교량을 해체할 때 발생하는 해체된 구조물의 중량을 받는 대차의 하중 편중을 방지하는 시스템을 도입하여 형하고로 인한 종 방향 대차의 높이가 제한되어 해체한 거더가 종경사로 인하여 거더의 하플랜지 부분이 스키드레일에 닿는 결함을 대차의 높이를 조절할 수 있는 잭을 대차의 제작 시 대차의 높이는 변하지 않고 잭을 대차를 구성하고 있는 빔 안에 설치하는 장치를 두어 해체된 교량을 수평으로 인양·하강을 할 수 있게 설계하여 종경사로 인하여 거더의 하부 플랜지가 스키드레일에 닿지 않게 보완하여 수렴가능 하게 하였다.

5. 철거교량의 인양 시 하중편중으러 인한 편심작용을 방지하기 위하여 인양잭에 동조시스템(센터 홀 잭으로 교량을 인양 시 잭 4개소의 무게가 동등하지 않아도 인양 시 오차 없이 잭의 실린더가 동시에 같은 양으로 인양될 수 있게 하는 장치)이 작동할 수 있게 센터홀 잭 제작 시 동조 시스템을 적용 설계하여 철거대상교량을 인양할 때 인양 잭 4개소가 균등하게 인양 가능하도록 동조시스템을 도입하여 컴퓨터로 제어할 수 있는 유닛시스템을 도입하였다.

6. 교량을 인양하여 기존교량 상부에 설치된 스키드레일을 따라 파쇄장으로 운반할 때 교량의 종곡선을 따라 대차가 작동하여 진행할 때 종곡선의 곡률편차에 의해 해체교량의 하플랜지와 스키드레일이 닿아서 진행을 못할 경우 및 해체교량의 자중이 대차에 직접 전달되어 대차의 파손방지를 위하여 대차제작 시 대차의 높이를 변경하지 않고 대차 안에 힌지를 장착한 수평잭을 넣어서 대차의 문제점을 대폭 개량하였다.

상술된 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로 본 발명에 따른 교량의 해체방법은,

제 1 단계 : 교각상부에 교각에 손상을 주지 않는 반력대 + 센터홀 잭+ 로드바 삽입 및 핀 조임

제 2 단계 : 제1 단계에서 설치된 반력대에 리프팅빔과 대차를 설치

제 3 단계 : 기존교량 슬라브 상부에 스키드레일을 설치

제 4 단계 : 종방향으로 절단된 일체화된 거더 2개와 슬라브를 동시에 인양

제 5 단계 : 리프팅빔과 스키드레일을 연결하는 연결빔을 연결

제 6 단계 : 대차를 종방향으로 소운반

제 7 단계 : 소운반 된 교량을 파쇄하여 상차

를 포함하여 이루어진다.

이때, 제 1 단계 ~ 제 7 단계를 반복하여 시행하는 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 제 4 단계는 해체된 거더를 스키드레일로 이동시킬 때 스키드레일과 리프팅빔을 연결하는 연결빔을 스키드레일과 리프팅빔이 일체화되어 대차가 이동할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다. 상기 제 4 단계부터 제 7 단계까지를 반복하여 시공하여 교량을 해체하고, 기 설치된 가 시설 및 잭을 이용하여 다음, 다음 경간을 해체하여 교량을 순차적으로 해체하는 공법이다.

① 기존교각 및 교대에 영향을 주지 않는 반력대 설치는 기존교량을 해체 시에는 기존교각이나 교대에 천공홀을 뚫고 반력대와 교각이나 교대를 핀으로 고정하여 교량을 해체하여도 문제가 없었으나 교량성능개선 공사 시에는 기존교각이나 교대에 천공 홀을 뚫을시 매립되어 있는 철근이 절단되어 구조적인 문제점이 많아 이를 개선하고자 교각위에 설치될 반력대의 위치를 감안하여“T바”형식의 철판을 현장 맞춤으로 용접하여 교각이나 교대의 상부에 설치게 하여 하중을“T바”에 받게하고 교각의 앞·뒤에 설치되도록 설계된 2세트의 반력대를 핀으로 각각 고정하여 교각이나 교대에 손상을 주지 않는 반력대 설치방법과 반력대의 안전성을 위하여 고안하였다. 이는 기존의 유압식 교량해체방법인“승강수단을 이용한 교량해체방법 - 한국특허번호 제10-2011-0094161호”에서 해결하지 못했던 교량성능 개선공사인 경우에 기존교각에 천공 홀을 뚫을 수 없었던 단점을 대폭 개선할 수 있게 설계를 한 것에 그 의의를 찾을 수 있다.

② 기존의 “승강수단을 이용한 교량해체방법 한국특허번호 제10-2011-0094161호” (2011. 09. 9) 공법에서 교통통제가 용이하지 못한 도심지의 교차로, 철도 횡단 고가차도, 교량성능 개선공사 등에서 리프팅빔의 설치 시 교량 형하공간 제약 등으로 리프팅빔의 설치에 많은 문제점이 있었으나 이를 교량에 횡이동 빔을 설치하여 기존교량을 1경간 전체를 인양하여 형하공간을 확보하고 리프팅빔을 설치할 수 있도록 개선하였고 리프팅빔에 헌치 타입을 도입하여 형하고가 더 낮은 교량도 문제없이 교량을 용이하게 해체할 수 있도록 개선하였다.

③ 기존의 유압식 교량해체방법에서는 교량을 인양할 때 구조적으로 인양높이의 한계가 있었다. 이 공법은 인양대상교량의 높이만큼 인양잭이 반력대 통로를 따라 올라가면서 반력대에 핀을 꽂아 고정하게 설계되었는데 이는 인량량의 한계가 있었다. 이 인량양 한계를 극복하고자 인양높이의 제한을 받지 않는 센터 홀 잭과 로드바를 사용하여 기존유압잭공법의 문제점을 대폭개선 하였다.

④ 인양완료 후 해체된 교량은 파쇄장으로 소운반하게 설계되어 있는바, 소운반시에 스키드레일을 따라 대차가 연동할 때 대차에 교량의 하중이 직접 전달되어 대차의 손상이 많아 이를 개선하기 위하여 대차를 형성하는 빔 안에 힌지수평잭을 넣어 제작하게 설계하여 교량의 하중을 대차가 유연하게 수렴할 수 있도록 설계 하였으며 교량을 소운반할 때 종곡선의 문제로 교량 하부플랜지가 스키드레일에 닿는 문제도 수평잭의 도입으로 해결 할 수 있게 설계 하였다.

본 발명에 따른 교량의 해체방법에 의하면, 교량거더의 인양량의 높이문제로 해체가 어려웠던 교량, 교통통제가 불량한 도심지의 교차로에 가설된 고가차도교, 철도를 횡단하는 고가차도, 교량성능개선을 하고자 하는 교량, 형하고가 확보되지 않은 교량, 교량교각 상부와 교량받침의 공간이 미 확보된 교량, 해체된 교량을 운반할 때 대차의 손상을 방지하고 종곡선의 곡률의 편차에 의한 교량 거더 하 플랜지와 스키드레일의 간섭에 교량형식 관계없이 기존교량을 용이하게 해체할 수 있는 공법을 제공할 수 있는 이점이 있다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 교량의 해체방법이 수행되는 과정을 나타낸 것으로서,
도 1은 본 공법에 필요한 가 시설물 설치도를 나타낸 그림이다.
도 2는 해체할 교량을 필요한 단위로 절단하고 교량을 인양하는 과정을 나타내는 그림이며 최소한의 형하고의 교량도 해체 가능하게 하는 헌치 부를 도입한 리프팅빔을 설계 반영하였다.
도 3은 인양완료 된 교량을 리프팅빔과 스키드레일을 연결빔으로 연결하여 운반대차로 파쇄장으로 운반하는 과정을 나타내고, 운반과정에서 교량의 종경사 곡률편차에 인하여 거더 하부플랜지가 스키드레일과의 간섭에 대비하고 교량의 하중이 대차에 직접 전달되어 대차의 파손 등을 고려하여 힌지를 구비한 잭을 대차의 빔속에 넣어 대차의 손상을 미연에 방지하게 하였다.
도 4은 로드바의 나사산과 너트와 와셔를 반력대 철판과 미끄럼 마찰을 일으켜 안전하게 교량을 해체할 수 있도록 고안하여 설계한 것이다.
도 5은 로드바와 로드바를 각각 암수 나사산을 두어 연결되게 하여 낮은 형고의 교량과 대형거더의 높이에도 대처할 수 있도록 고안하여 설계 하였다.
도 6은 기존구조물에 천공을 하지 않고 반력대를 교각에 고정하는 공법을 상세한 그림으로 표현한 것으로, 도 6a는 정면도를 나타낸 것이고, 도 6b는 평면도를 나타낸 것이며, 도 6c는 측면도를 나타낸 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

친환경 유압식 교량 해체공법은 교량을 해체할 때 필요한 구성요소는 크게 5가지로 구성된다. 대 블록화한 교량을 인상하는 센터 홀 잭과 유압유닛, 센터 홀 잭을 고정하는 반력대와 로드바, 반력대를 고정하는 보강판과 반력대를 결합하는 핀, 인양 완료된 교량을 소운반할 수단으로 기존의 교량 슬라브 상부에 설치하는 스키드레일, 운반할 대차 등으로 구성되어 있다.

이하, 상술된 본 발명을 첨부된 도면을 통하여 설명한다.

①은 친환경 유압식 해체공법의 센터 홀 잭(인양 잭)을,

②는 반력대로써 상부와 하부 2개소의 돌출된 철판으로 구성되어 있으며 센터 홀 잭을 고정하고 상하부와셔와 너트의 조임으로 미끄럼 마찰을 일으키어 해체된 교량을 흔들림 없이 안전하게 해체하게 하는 역할을 한다.

③은 로드바로 높이에 교량을 인양할 수 있고 로드바와 로드바는 연결할 수 있게 로드바 하부에 소켓을 두어 인양할 때는 연결하고 반대로 하강할 때 는 소켓을 분해할 수 있게 설계 되었으며,

④는 반력대 베이스로써 반력대와 용접으로 연결되어 있으며 교각에 밀착되어 있다.

⑤,⑥은 각각 상부 핀 및 하부 핀으로서 교각 양쪽에 고정되어 있는 두 개의 반력대가 교각에서 탈선하지 않게 연결시키는 역할을 한다.

⑦-⑩은 와셔와 너트로써 상하 2셋트로 구성되며 반력대의 상하 철판에 밀착되어 센터 홀 잭이 작동하여 인상할 때는 상부너트를 상부철판에 밀착시키고 너트를 조이면 센터 홀 잭을 하강할 수 있게 하고 너트를 조이면 미끄럼 마찰력을 발생시켜 교량을 안정적으로 인상할 수 있게 하는 장치이며, 반대로 하부너트는 센터 홀 잭이 작동할 때 하강한 실린더 상부에 와셔와 너트가 밀착되어 미끄럼 마찰력을 일으켜 센터 홀 잭을 상승 시키면서 교량을 안정적으로 인상할수 있게 하는 장치이다.

⑪은 대차를 나타내는 그림이며 대차는 인상 완료한 해체교량을 파쇄장으로 운반하는 장치이며 대차내부에 힌지를 부착한 수평잭을 삽입 시켜 기존교량 종경사를 수렴할 수 있도록 고안한 장치이다.

⑫는 거더를 나타내는 그림이다.

⑬은 리프팅빔을 나타내는 그림이며 리프팅빔은 EMS공법 유압식 친환경공법을 구성하는 중요한 구조체로써 교량을 인상할 때 교량거더 하플랜지 하부에 위치하며 센터 홀 잭과 로드바와 연결되어 있는 구조로 설계된바 인양할때는 교량을 받쳐 해체대상의 블록의 중량을 등분포 하는 역할과 인상완료 후 기존교량 상부에 설치되어 있는 스키드레일과 연결되어 스키드레일 역할도 하게 설계되어 있다.

그러나 종래의 “승강수단을 이용한 교량해체 방법-한국특허 제10-2011-0094161호 (2011.09.09.) 발명에 따른 교량의 해체방법에서는 교량의 형하고가 낮은 교량은 반력대 및 리프팅빔을 교량의 형하고가 일정한 높이보다 낮을 경우 공법을 쓸수 없는 경우도 발생되어 개량된 리프팅빔은 리프팅빔에 헌치(HUNCH)부를 도입하여 형하고가 낮은 교량도 용이하게 해체할 수 있도록 개선 하였다.

⑭는 연결빔을 나타내는 그림이며 리프팅빔과 스키드레일을 연결시켜 대차가 구동할 수 있게 설계된 장치이다.

⑮는 스키드레일을 나타내는 그림으로써 기존교량 슬라브 상부에 설치되는 구조물이다.

수평잭을 제작할 때 잭의 실린더 상부에 힌지(HINGE)를 도입하여 교량의 하중이 대차에 직접전달 되지 않게 힌지부를 두어 대차가 파손되는 문제를 개선하였다.

친환경 유압식 교량해체공법 시행 시에 교량성능 개선공사의 경우 반력대를 설치해야 함으로 부득이하게 기존교량의 구조적으로 중요한 철근을 훼손해야 했는데 이를 개선하고자 천공을 하지 않고 반력대를 설치할 수 있는 공법을 고안한 그림이다.

첨부된 도면에 따른 본 발명의 교량의 해체방법은 다음의 과정을 포함하여 수행될 수 있다.

가. 리프팅빔을 거더가 해체될 교각 사이에 설치하는 단계(STEP 1)

리프팅빔을 거더가 해체될 교각 사이에 설치하는 단계(STEP 1)는, 리프팅빔을 거더가 해체될 교각 사이에 설치하는 것으로서, 이때 리프팅빔은 별도의 이송장치(크레인) 등으로 교각의 상측에 구비된 횡 이동 레일을 통해 설치될 수 있다.

더욱 구체적으로는, 횡 이동 레일을 도면에 도시한 바와 같이 일측을 교각보다 더 길게 구성하고, 교각으로부터 더 연장된 횡 이동 레일에 안착시켜 리프팅빔(13)을 횡 이동 레일을 따라 교각 사이에 위치하도록 한다.

이를 위한 필요 구조물을 살펴보면,

각 교각에는 잭(1)이 설치되는데, 이때 잭(1)은 도 5와 같이 교각의 상측 일부를 덮도록 구성된 반력대 베이스(4)와, 상기 반력대 베이스(4)의 일측 중, 인접한 다른 교각 방향으로 상, 하측으로 2중의 반력대(2)가 돌출되도록 구성된다.

이러한 반력대(2)에는 로드바(3)의 높이조절을 제어하는 잭(1)이 구성되는데, 구체적으로는 반력대(2)에 로드바(3)가 관통되는 홀을 형성하고, 상기 홀의 상측으로 잭(1), 와셔 및 너트를 구성한다.

이때, 로드바(3)는 상측의 반력대(2)를 관통하는 것과 하측의 반력대(2)를 관통하는 것을 구분하여 구성하는데, 하측의 반력대(2)의 로드바(3)가 관통하는 홀 내면에는 로드바(3)의 외면에 형성된 나사산에 대응되는 나사산이 형성된다. 또한, 상기 잭(1)의 로드바(3)가 관통되는 홀 내면에서 나사산이 형성될 수 있다.

이에 따라, 하측의 로드바(3)의 조임과 풀음 동작을 통해 하측의 로드바(3)가 상/하 방향으로 이동되면, 상측의 로드바(3)가 상/하 동작하게 되고, 이로 인해 상측의 로드바(3) 최상측에 연결된 리프팅빔(13)이 상/하 동작 가능하게 된다.

또한, 반력대 베이스(4)의 상측에는 횡 이동 레일이 일반 레일의 형태로서 단부방향으로 2개 구성되고, 횡 이동 레일 사이에 임시받침이 구성된다.

또한, 상기 연결빔(14)은 임시받침의 상측에서 조립 또는 분해됨으로써 거더(12)가 이동할 수 있는 레일 역할을 하도록 한다.

또한, 리프팅빔(13)은 이의 상면에 거더(12)의 하측이 올려져서 거더(12)를 지지하는 기능을 하며, 이의 하면 일측에 상기 로드바(3)의 최상측이 닿는다.

길이방향 기준의 각 단부에 리프팅빔(13)의 길이방향으로 더 돌출된 연결부재(도면에 미도시)가 형성되고, 상기 연결부재의 하면에는 롤러가 형성될 수 있다.

또한, 횡 이동 레일은 상기 롤러가 가이드 되어 이동할 수 있는 형태의 레일로 구성될 수 있는데, 이때 롤러와 레일이 맞닿아 롤러를 가이드하는 형태는 통상의 기술자에 의해 예측될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

다만, 통상의 기술자에 의해 예측될 수 있다는 것은 롤러와 레일의 가이드 구성일 뿐이지, 본 발명과 같은 목적을 달성하기 위하여 적용되는 것이 있는지 여부에 따라 본 발명에 따른 횡 이동 레일과 리프팅빔(13)의 진보성을 판단하여야 할 것이다.

나. 리프팅빔을 이용하여 거더를 스키드레일의 직선상 위치로 이동시키는 단계(STEP 2)

리프팅빔을 이용하여 거더를 스키드레일의 직선상 위치로 이동시키는 단계(STEP 2)는, 리프팅빔을 거더가 해체될 교각 사이에 설치하는 단계(STEP 1)에서 설치된 리프팅빔을 이용하여 거더를 스키드레일(15)의 직선상 위치로 이동시키는 단계이다.

먼저, 스키드레일(15)은 거더(12)를 파쇄장으로 이송하는 레일수단으로서, 첨부된 도면과 같이 상기 스키드레일(15)이 설치되는 지면 등에 지반 보강 파일(3a)을 통해 견고하게 설치될 수 있다.

또한, 복수의 교각 사이에서 작업이 이루어지기 때문에, 스키드레일(15)은 연결빔(14)과 연결되어 거더(12)의 분리/해체를 위하여 스키드레일(15)이 연장될 수 없는 영역을 연결빔(14)으로 매꿀 수 있다.

이때. 거더(12)는 한 영역의 교각 사이에 있어서, 복수 개가 위치될 수 있으며, 복수 개의 거더(12) 중에서 중앙측의 거더(12)부터 외곽측의 거더(12) 순서로 작업될 수 있다.

즉, 복수 개의 거더(12)에 있어서 중앙측의 것일 작업하는 경우에는 본 단계의 수행이 생략될 수도 있으나, 외곽측의 것일 경우 거더(12)를 스키드레일(15)의 전방측으로 위치하도록 수행하는 것이다.

또한, 거더(12)는 교각 사이에 복수 개 설치되고, 전도방지공 등으로 연결/결합되는데, 상기 단계의 수행을 위하여 연결/결합된 구조를 분리하는 것이 당연하다.

다. 리프팅빔을 상승시켜 거더를 교각으로부터 분리하는 단계(STEP 3)

리프팅빔을 상승시켜 거더를 교각으로부터 분리하는 단계(STEP 3)는, 리프팅빔을 이용하여 거더를 스키드레일의 직선상 위치로 이동시키는 단계(STEP 2) 후, 리프팅빔(13)을 상술된 잭(1)을 이용하여 상승시켜 거더(12)가 교각(구체적으로는 교각의 임시받침으로부터 분리되도록 하는 단계이다.

이러한 단계에서, 리프팅빔(13)의 최상면은 스키드레일(15)의 최상면과 같은 높이를 갖을 정도로 리프팅빔(13)을 상승시킬 수 있다.

라. 임시받침과 연결빔을 통해 거더가 스키드레일로 이동할 수 있도록 한 뒤, 거더를 파쇄장으로 이송하는 단계(STEP 4)

임시받침과 연결빔을 통해 거더가 스키드레일로 이동할 수 있도록 한 뒤, 거더를 파쇄장으로 이송하는 단계(STEP 4)는, 리프팅빔을 상승시켜 거더를 교각으로부터 분리하는 단계(STEP 3)를 통해, 거더(12)의 맨 저면, 즉 리프팅빔(13)의 최상면이 스키드레일(15)의 최상면의 높이와 동일하게 되면,

스키드레일(15)로 거더(12)를 이동하되, 만약 스키드레일(15)로 거더(12)를 이동시키는데에 빈 공간이 있다면 연결빔(14)을 통해 빈 공간을 매꾸도록 한다.

상술된 방법으로 거더(12)를 스키드레일(15)로 이동시키게 되면, 거더(12)는 스키드레일(15)을 따라 이송되어 파쇄장으로 옮겨저 파쇄될 수 있다.

이때, 상기 STEP 2의 단계 내지 STEP 4의 단계는 교각 사이에 기설치된 거더(12)가 모두 해체될 때까지 반복된다. 또한, 2개의 교각 사이인 1개의 작업 공간에 기설치된 거더(12)가 모두 해체되면, STEP 1의 단계를 다시 반복하다가, 거더(12)의 해체 작업이 완전히 종료되면, STEP 4의 단계에서 단계가 종료된다.

한편, 상기에서는 서술하지 않았지만, 설계 조건에 따라서는, 횡 이동 레일의 리프팅빔(13)의 연결부재에 형성된 롤러가 제대로 안착될 수 있도록 하기 위하여, 횡 이동 레일의 상측 단면 구조가, '

'의 형태를 갖도록 할 수 있다.

즉, 롤러의 진행방향을 기준으로 폭 방향의 단면 형태를 나타낸 것으로서, 횡 이동 레일의 양측 단부에 상부방향으로 연장되다가 소정의 경사를 갖으면서 경사지는 격벽이 2개로 마주하는 형태를 갖도록 구성된다.

이에 따라, 거더(12)의 하중과 밀림에 의해 리프팅빔(13)의 위치가 다소 밀리는 상황이 발생되더라도, 리프팅빔(13)이 횡 이동 레일에 안착될 때, 경사면을 따라 스무스하게 횡 이동 레일의 상측면에 안착되도록 할 수 있는 것이다.

또한, 리프팅빔(13)의 연결부재에 형성된 롤러는 연결부재의 하면에서부터 하부방향으로 연장된 축에 고정되어, 상기 축을 기준으로 회전하는 형태로 구성될 수 있다. 이때, 연결부재의 하면에 연장되어 구성되는 축은 연결부재의 하면 내측으로 축의 단부가 삽입되어 구성되는 구조로서,

이때, 축이 삽입되는 연결부재의 하면의 홈부는 '

'의 형태를 갖고, 상기 홈부에 삽입되는 상기 축의 단부 역시 '

'의 형태를 갖도록 하되, 홈부에 삽입된 축의 단부와 홈부의 내벽 사이에 스프링을 구성할 수 있다.

이에 따라, 롤러는 횡 이동 레일에 닿은 상태로 상부방향을 갖는 소정의 탄성력을 갖게되어, 리프팅빔(13)이 하강하여 횡 이동 레일에 안착될 때 발생되는 충격을 절감할 수 있다.

이는, 하중이 상당한 거더(12)를 실은 채로 횡 이동 레일에 롤러가 안착되는 경우 리프팅빔(13)은 물론 리프팅빔(13)의 단부에 연장된 연결부재에 가해지는 충격이 클 것이기 때문에, 이를 절감하기 위한 구조이다.

상술된 리프팅빔(13)의 연결부재와 롤러의 구조에 더불어, 횡 이동 레일의 스키드레일(15)의 위치에 대응되는 위치에는, 리프팅빔(13)의 폭방향 단부만큼의 이격된 폭을 갖는 돌기가 2개 구성될 수 있다.

이러한 돌기는 리프팅빔(13)이 횡 이동 레일을 따라 자유롭게 이동하다가 거더(12)가 스키드레일(15)과 일직선 상에 위치되도록 하는 기능을 한다.

만약, 리프팅빔(13)이 스키드레일(15)로부터 완전히 일직선 상에 위치되기 않으면, 거더(12)가 스키드레일(15)에 정확히 안착되지 않기 때문이다.

이때, 돌기는 리프팅빔(13)의 움직임을 약하게 단속할 수 있을 정도의 크기를 갖으면 충분하고, 돌기에 의해 걸린 리프팅빔(13)의 롤러는, 상술된 홈부와 축의 단부의 구조에 있어서 스프링에 의해 탄성력을 갖게 되어, 더 강한 외력(外力)을 가함에 의해 상기 롤러가 돌기를 넘을 수 있도록 한다.

상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

1 : 인양 잭
2 : 반력대
3 : 로드바
4 : 반력대 베이스
5 : 상부 핀
6 : 하부 핀
7 : 상부 너트
8 : 상부 와셔
9 : 하부 너트
10 : 하부 와셔
11 : 대차
12 : 거더
13 : 리프팅빔
14 : 연결빔
15 : 스키드레일

Claims (7)

1. 리프팅빔(13)을 거더가 해체될 교각 사이에 설치하는 제1 단계;
   상기 제1 단계에서 설치된 리프팅빔(13)을 이용하여 거더를 스키드레일(15)의 직선상 위치로 이동시키는 제2 단계;
   상기 제2 단계 후, 리프팅빔(13)을 잭(1)을 이용하여 상승시켜 거더가 교각으로부터 분리되도록 하는 제3 단계; 및
   상기 제3 단계를 통해 리프팅빔(13)의 최상면이 스키드레일(15)의 최상면 높이와 동일하게 되면, 스키드레일(15)로 거더를 이동시켜, 상기 스키드레일(15)을 따라 거더를 파쇄장으로 이송하는 제4 단계;를 포함하여 이루어지는 교량의 해체방법에 있어서,
   상기 제4 단계는,
   거더를 스키드레일(15)로 이동시킬 때 스키드레일(15)까지 빈 공간이 있으면 연결빔(14)을 이용하여 빈 공간을 매꾸되,
   상기 잭(1)은,
   교각의 상측 일부를 덮도록 구성된 반력대 베이스(4)와,
   상기 반력대 베이스(4)의 일측 중, 인접한 다른 교각 방향으로 상, 하측으로 2개 돌출되고, 일측에 로드바(3)가 관통되기 위하여 내면에 나사산이 형성된 홀이 형성된 반력대(2)와,
   상기 반력대(2)의 다른 일측에 로드바(3)의 높이조절을 제어하기 위하여 내면에 나사산이 형성되고, 일측에 와셔와 너트를 포함하는 잭(1)과,
   상기 잭(1)과 반력대(2)에 형성된 나사산과 맞물리는 나사산이 외면에 형성되되, 하측의 반력대를 관통하는 하측의 로드바와 상측의 반력대를 관통하는 상측의 로드바로 구성된 상기 로드바(3)를 포함하고,
   상기 하측의 로드바를 제어함으로써, 상측의 로드바가 상, 하 동작되며,
   상기 반력대 베이스(4)의 상측에는 횡 이동 레일이 2개 구성되고, 2개의 횡 이동 레일 사이에 가슈가 구성되고,
   상기 리프팅빔(13)은,
   리프팅빔(13)의 길이방향으로 더 돌출된 연결부재가 형성되고, 연결부재의 일측에는 상기 횡 이동 레일에 닿아 가이드 되는 롤러가 구성되며,
   상기 횡 이동 레일의 상측 단면 구조는 상부방향으로 연장되다가 소정의 경사를 갖으며 경사지는 격벽이 2개로 마주하는 형태인 '

   

   '의 형태를 갖음으로써,
   거더(12)의 하중과 밀림에 의해 리프팅빔(13)의 위치가 다소 밀리더라도, 리프팅빔(13)이 횡 이동 레일에 안착될 때, 롤러가 경사면을 따라 횡 이동 레일의 일측에 안착되도록 하는 것을 특징으로 하는, 교량의 해체방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 단계 내지 제4 단계는 교각 사이에 기설치된 거더가 모두 해체될 때까지 반복되며,
   상기 거더가 모두 해체되면, 상기 제1 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는, 교량의 해체방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 로드바 상측으로 리프팅빔(13)의 하면 일측이 닿는 것을 특징으로 하는, 교량의 해체방법.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 반력대(2)는,
   상기 교각과 밀착될 수 있게 천공 홀이 뚫려 있는 철판인 반력대 베이스(4)에 부착되어 상, 하부로 돌출된 것으로서,
   각 반력대(2)에 구비된 너트는 로드 바의 나사산의 동작에 의해 조여짐으로써 와셔가 반력대 방향으로 밀착되어 미끄럼 마찰력이 발생되고, 이로 인해 교량을 인상할 때 흔들림을 방지하여 안정적인 교량의 해체를 가능하게 하는 것을 특징으로 하는, 교량의 해체방법.
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