KR101920681B1 - 프리텐션 합성보와 커넥팅 바를 이용하여 거푸집과 동바리의 사용을 생략한 소형 교량 구조 및 상기 소형 교량 구조의 시공방법 - Google Patents

프리텐션 합성보와 커넥팅 바를 이용하여 거푸집과 동바리의 사용을 생략한 소형 교량 구조 및 상기 소형 교량 구조의 시공방법 Download PDF

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김용남
서민정
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(주)덕산지에스
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Abstract

본 발명은 프리텐션 합성보와 커넥팅 바를 이용하여 거푸집과 동바리의 사용을 생략한 소형 교량 구조 및 상기 소형 교량 구조의 시공방법에 관한 것이다.
이에 본 발명의 기술적 요지는 하천이나 통로용으로 설치 시공되는 소형 교량 구조에 있어서, 상기 소형 교량은 복수의 피씨 월(측벽)을 기준으로 상판에 해당하는 피씨 합성보 브리지와 하판에 해당하는 바닥판이 상호 조립식 구조로 결합되도록 하되, 상기 피씨 합성보 브리지는 강연선이 내장된 프리텐션 구조(PC 제작 전 몰드 내에서 이미 인장된 구조)로서 토핑 콘크리트와 합성시 각 매립존에 부설된 커넥팅 바와 함께 강력한 접합성이 보장되도록 하는 바, 이는 거푸집이나 동바리의 사용 없이 교량의 상판 구조를 쉽고 편리하게 시공할 수 있도록 함은 물론 단지간 및 장지간(15m 미만) 구조에서도 안정성이 확보될 수 있도록 형성되며, 특히 상판에 해당하는 피씨 합성보 브리지의 직하방향 저항력이 크게 향상되고 구조 일체화가 가능하며 작업 공기가 현저하게 줄어들어 생산성과 시공성이 크게 개선되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

프리텐션 합성보와 커넥팅 바를 이용하여 거푸집과 동바리의 사용을 생략한 소형 교량 구조 및 상기 소형 교량 구조의 시공방법{Bridge structure using Precast concrete girder bridge with pretension and PC wall}
본 발명은 하천이나 통로용으로 설치 시공되는 소형 교량 구조에 있어서, 상기 소형 교량은 복수의 피씨 월(측벽)을 기준으로 상판에 해당하는 피씨 합성보 브리지와 하판에 해당하는 바닥판이 상호 조립식 구조로 결합되도록 하되, 상기 피씨 합성보 브리지는 강연선이 내장된 프리텐션 구조(PC 제작 전 몰드 내에서 이미 인장된 구조)로서 토핑 콘크리트와 합성시 각 매립존에 부설된 커넥팅 바와 함께 강력한 접합성이 보장되도록 하는 바, 이는 거푸집이나 동바리의 사용 없이 교량의 상판 구조를 쉽고 편리하게 시공할 수 있도록 함은 물론 단지간 및 장지간(15m 미만) 구조에서도 안정성이 확보될 수 있도록 형성되며, 특히 상판에 해당하는 피씨 합성보 브리지의 직하방향 저항력이 크게 향상되고 구조 일체화가 가능하며 작업 공기가 현저하게 줄어들어 생산성과 시공성이 크게 개선되도록 하는 것을 특징으로 하는 프리텐션 합성보와 커넥팅 바를 이용하여 거푸집과 동바리의 사용을 생략한 소형 교량 구조 및 상기 소형 교량 구조의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 교량은 측벽을 기준으로 상판과 하판이 연결되면서 일종의 박스 형태를 이루게 된다.
즉, 기존의 교량은 수평 부재(상판)와 수직 부재(측벽)가 접합된 후 그 상부에 현장 콘크리트가 타설되면서 상면부가 형성되고, 수직 부재의 하단에는 기초 콘크리트나 가 타설되어 바닥부를 이루도록 형성된다.
이러한 종래의 교량 구조는 측벽을 기준으로 상판에 해당하는 부분에 대하여 현장 콘크리트를 타설하게 되는데, 콘크리트의 채움 공간을 위해서는 거푸집이 필요하게 되고, 이에 상판 저면에는 콘크리트의 중량을 지탱하기 위해 동바리를 사용하게 된다.
그러나 이러한 부자재들은 설치 시공 작업시 번거로운 부설 작업을 요하게 되고, 시공원가(인건비, 자재비 등) 상승을 야기함은 물론 공기 지연과 생산성 저하 및 경제성을 감소시키게 된다.
또한, 종래의 교량은 장지간(장경간)일 경우 상판에 해당하는 수평부재로부터 상하 직하방향 저항력이 크게 발생되어 별도의 기둥을 세워야 하거나 보강구조를 더해야 하는 바, 이 역시 시공상 어려움이 따르고 있는 실정이다.
특허문헌 1. 등록특허공보 제10-0412778호 (2003.12.12)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 복수의 피씨 월(측벽)을 기준으로 상판에 해당하는 피씨 합성보 브리지와 하판에 해당하는 바닥판이 상호 조립식 구조로 결합되도록 하되, 상기 피씨 합성보 브리지는 강연선이 내장된 프리텐션 구조(PC 제작 전 몰드 내에서 이미 인장된 구조)로서 토핑 콘크리트와 합성시 각 매립존에 부설된 커넥팅 바와 함께 강력한 접합성이 보장되도록 하는 바, 이는 거푸집이나 동바리의 사용 없이 교량의 상판 구조를 쉽고 편리하게 시공할 수 있도록 함은 물론 단지간 및 장지간(15m 미만) 구조에서도 안정성이 확보될 수 있도록 형성되며, 특히 상판에 해당하는 피씨 합성보 브리지의 직하방향 저항력이 크게 향상되고 구조 일체화가 가능하며 작업 공기가 현저하게 줄어들어 생산성과 시공성이 크게 개선되도록 하는 것을 특징으로 하는 프리텐션 합성보와 커넥팅 바를 이용하여 거푸집과 동바리의 사용을 생략한 소형 교량 구조 및 상기 소형 교량 구조의 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 바닥으로부터 기립한 몸체의 상측에 가림판(110)과 걸침턱(120)이 형성되고, 하측에는 블럭 형태의 지지 고정부(130)가 형성되는 피씨 월(100)과; 복수의 피씨 월(100)이 서로 마주보는 상태에서 엘보형 합성보(210)가 걸침턱(120)의 일측단과 타측단에 각각 안착되면 가림판(110)과 함께 엘보형 합성보(210)의 구획판(211)이 콘크리트의 타설 공간을 구획하면서 공간 내부가 토핑 콘크리트에 의해 합성되도록 하되, 상기 엘보형 합성보(210) 사이에는 하나 또는 둘 이상의 조인트 합성보(220)가 배치되면서 소형 교량의 상판을 이루도록 하는 피씨 합성보 브리지(200)와; 상기 피씨 월의 지지 고정부(130) 사이에 결합되어 소형 교량의 바닥면을 형성하도록 하는 바닥판(300)이; 구성되어 이루어진다.
이때, 상기 엘보형 합성보(210) 및 조인트 합성보(220)는 프리캐스트 콘트리트(PC)로 성형되기 전 몰드 내에서 미리 인장된 강연선(230)이 매입되어 프리텐션 구조를 이루도록 한 뒤 콘크리트가 타설 양생되어 일체화되도록 형성된다.
한편, 상기 피씨 합성보 브리지(200)는 일 실시예로서, 조인트 합성보(220)의 상부면에 합성리브(221)가 돌출되도록 하되, 상기 합성리브(221)의 단면 중 일측에는 합성리브(221)와 직교되는 방향으로 매입되고 그 양단부가 돌출되어 이웃한 매립존으로 분기되는 커넥팅 바(400)가 결합된 후 토핑 콘크리트에 의해 합성되도록 형성된다.
또한, 상기 피씨 합성보 브리지(200)는 다른 실시예로서, 엘보형 합성보(210)의 사이에 하나의 조인트 합성보(220)가 배치되도록 하되, 상기 엘보형 합성보(210)와 합성리브(221)를 갖는 조인트 합성보(220)의 상면에는 피씨 슬래브가 안착된 후 토핑 콘크리트에 의해 합성되도록 형성된다.
이에, 상기 피씨 합성보 브리지(200)는 또 다른 실시예로서, 조인트 합성보(220)의 상부면에 합성리브(221)가 돌출되도록 하되, 상기 합성리브(221)와 엘보형 합성보(210)의 구획판(211)은 각각 이웃한 합성리브 간 또는 합성리브와 구획판 간 연결된 커넥팅 바(400)가 결합된 후 토핑 콘크리트에 의해 합성되도록 형성된다.
이와 같이, 본 발명은 하천이나 통로용으로 설치 시공되는 소형 교량 구조에 있어서, 상기 소형 교량은 복수의 피씨 월(측벽)을 기준으로 상판에 해당하는 피씨 합성보 브리지와 하판에 해당하는 바닥판이 상호 조립식 구조로 결합되도록 하되, 상기 피씨 합성보 브리지는 강연선이 내장된 프리텐션 구조(PC 제작 전 몰드 내에서 이미 인장된 구조)로서 토핑 콘크리트와 합성시 각 매립존에 부설된 커넥팅 바와 함께 강력한 접합성이 보장되도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 거푸집이나 동바리의 사용 없이 교량의 상판 구조를 쉽고 편리하게 시공할 수 있도록 함은 물론 단지간 및 장지간(15m 미만) 구조에서도 안정성이 확보될 수 있도록 하는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 상판에 해당하는 피씨 합성보 브리지의 직하방향 저항력이 크게 향상되고 구조 일체화가 가능하며 작업 공기가 현저하게 줄어들어 생산성과 시공성이 크게 개선되도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소형 교량 구조를 나타낸 일 예시 사시도,
도 2는 도 1의 일측 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 피씨 합성보 브리지를 나타낸 일 예시 단면도,
도 4는 본 발명에 다른 피씨 월의 일 예시 단면도,
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 피씨 합성보 브리지의 다양한 실시 예시도,
다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.
먼저, 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명은 하나의 교량 박스를 기준으로 복수의 피씨 월(100)과 피씨 합성보 브리지(200) 및 바닥판(300)으로 크게 구성된다.
이에, 상기 피씨 월(100)은 바닥으로부터 기립한 몸체의 상측에 가림판(110)과 걸침턱(120)이 형성되고, 하측에는 블럭 형태의 지지 고정부(130)가 형성된다.
이때, 상기 걸침턱의 상면에는 조립용 합성근이 상향 돌출되도록 형성되어 후술되는 피씨 합성보 브리지(200) 중 엘보형 합성보(210) 측으로 분기되면서 토핑 콘크리트와의 합성시 접합성이 강화되도록 형성된다.
또한, 상기 지지 고정부는 피씨 월이 서로를 바라보는 각 단부에 커플러가 매입되어 연결근이 장착되도록 하는 바, 이는 후술되는 바닥판과 조립되거나 매입되면서 구조 일체화를 이루도록 형성된다.
이때, 상기 걸침턱의 일측에는 피씨 합성보 브리지(200)의 안착면을 조장하도록 헌치 블럭이 더 구비되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 헌치 블럭은 내부에 매립근이 형성되어 하부 지지 블럭 측과 연장되면서 전체적인 보강구조가 개선되도록 형성된다.
이에, 상기 피씨 합성보 브리지(200)는 복수의 피씨 월(100)이 서로 마주보는 상태에서 엘보형 합성보(210)가 걸침턱(120)의 일측단과 타측단에 각각 안착되면 가림판(110)과 함께 엘보형 합성보(210)의 구획판(211)이 콘크리트의 타설 공간을 구획하면서 공간 내부가 토핑 콘크리트에 의해 합성되도록 형성된다.
이때, 상기 엘보형 합성보(210) 사이에는 하나 또는 둘 이상의 조인트 합성보(220)가 배치되면서 소형 교량의 상판을 이루도록 형성된다.
또한, 상기 엘보형 합성보(210) 및 조인트 합성보(220)는 프리캐스트 콘트리트(PC)로 성형되기 전 몰드 내에서 미리 인장된 강연선(230)이 매입되어 프리텐션 구조를 이루도록 한 뒤 콘크리트가 타설 양생되어 일체화되도록 형성된다.
즉, 상기 강연선은 공장에서 엘보형 합성보(210) 및 조인트 합성보(220)를 제작함에 있어서, 몰드 내에 미리 강연선을 인장 고정시켜 놓고, 콘크리트 내에서 상기 강연선이 매립된 상태로 일체화되도록 양생된다.
이는 종전의 피씨 제작 후 별도의 강선을 통해 프리스트레스를 주는 방식과 근본적인 제작 개념이 상이한 것으로, 종전 방식의 경우 대형 또는 장경간 구조일 경우 현장에서 인장할 수 있는 환경이 불가하며, 특히 종래에는 강선을 인장하기 위해 미리 준비해야 하는 통공의 정밀도가 낮아 인장시 균열이 발생되거나 파손되는 문제를 해결한 것이다.
다시 말해 본 발명은 피씨 합성보 브리지(200)는 제작시 강연선과 원천적으로 일체화구조를 갖도록 함으로써, 현장에서의 불필요한 인장작업이 생략되고 특히 견고한 구조 성능에 의해 공기가 단축됨은 물론 각종 부자재의 절감을 도모할 수 있는 특징이 있다.
한편, 상기 피씨 합성보 브리지(200)는 일 실시예로서, 장지간(장경간)일 경우 조인트 합성보(220)의 상부면에 요철 형태의 합성리브(221)가 돌출되도록 하되, 상기 합성리브(221)의 단면 중 일측에는 합성리브(221)와 직교되는 방향으로 매입되고 그 양단부가 돌출되어 이웃한 매립존으로 분기되는 커넥팅 바(400)가 결합된 후 토핑 콘크리트에 의해 합성되도록 형성된다.
이때, 상기 커넥팅 바는 분기된 측에 상향 절곡된 꺽임부가 형성되어 토핑 콘크리트와의 합성시 접합 안정성이 확보되도록 형성된다.
이러한 커넥팅 바는 별도의 정착근과 철선에 의해 매듭되면서 직교 방향으로의 포스트텐션도 구현되도록 형성된다.
또한, 상기 피씨 합성보 브리지(200)는 다른 실시예로서, 단지간(단경간)일 경우 엘보형 합성보(210)의 사이에 하나의 조인트 합성보(220)가 배치되도록 하되, 상기 엘보형 합성보(210)와 합성리브(221)를 갖는 조인트 합성보(220)의 상면에는 피씨 슬래브가 안착된 후 토핑 콘크리트에 의해 합성되도록 형성된다.
이때, 상기 피씨 슬래브는 HCS(홀로 코어 슬래브) 이거나 MIR(멀티 인버티드 리브 슬래브) 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다.
이에, 상기 피씨 합성보 브리지(200)는 또 다른 실시예로서, 조인트 합성보(220)의 상부면에 합성리브(221)가 돌출되도록 하되, 상기 합성리브(221)와 엘보형 합성보(210)의 구획판(211)은 각각 이웃한 합성리브 간 또는 합성리브와 구획판 간 연결된 커넥팅 바(400)가 결합된 후 토핑 콘크리트에 의해 합성되도록 형성된다.
이때, 상기 합성리브는 조인트 합성보 상면으로 돌출된 요철 형태의 블럭으로서 그 상면에 디귿자형 정착근이 다수 배열되면서 토핑 콘크리트와 합성시 접합성을 강화하도록 형성된다.
한편, 상기 조인트 합성보의 길이방향 선단은 피씨 월의 헌치에 안착되면서 피씨 월의 가림판 사이로부터 공간부가 형성되면 토핑 콘크리트가 합성될 수 있는 양생존이 형성되도록 하되, 상기 양생존에 위치하는 조인트 합성보의 길이방향 단부에는 다수의 주름홈이 형성되어 양생 효과가 배가되도록 형성되고, 특히 길이방향 단부에는 정착근이 분기되면서 구조 일체화가 배가되도록 형성된다.
이에, 상기 바닥판(300)은 피씨 월의 지지 고정부(130) 사이에 결합되어 소형 교량의 바닥면을 이루도록 형성된다.
이때, 상기 바닥판은 현장 타설 콘크리트로 타설 양생된 것이거나 프리캐스트 콘크리트로 제작된 조립품으로서 결합되는 것 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 바닥판은 프리캐스트 콘크리트로 제작되는 경우 폭방향 단부 일측에는 피씨 월의 커플러로부터 분기된 연결근이 매입될 수 있도록 합성홈이 형성되어 조립성이 강화되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100 ... 피씨 월 110 ... 가림판
120 ... 걸침턱 130 ... 지지 고정부
200 ... 피씨 합성보 브리지 210 ... 엘보형 합성보
211 ... 구획판 220 ... 조인트 합성보
221 ... 합성리브 300 ... 바닥판
400 ... 커넥팅 바

Claims (5)

  1. 바닥으로부터 기립한 몸체의 상측에 가림판(110)과 걸침턱(120)이 형성되고, 하측에는 블럭 형태의 지지 고정부(130)가 형성되는 피씨 월(100)과; 복수의 피씨 월(100)이 서로 마주보는 상태에서 엘보형 합성보(210)가 걸침턱(120)의 일측단과 타측단에 각각 안착되면 가림판(110)과 함께 엘보형 합성보(210)의 구획판(211)이 콘크리트의 타설 공간을 구획하면서 공간 내부가 토핑 콘크리트에 의해 합성되도록 하되, 상기 엘보형 합성보(210) 사이에는 하나 또는 둘 이상의 조인트 합성보(220)가 배치되면서 소형 교량의 상판을 이루도록 하는 피씨 합성보 브리지(200)와; 상기 피씨 월의 지지 고정부(130) 사이에 결합되어 소형 교량의 바닥면을 형성하도록 하는 바닥판(300)이; 구성되어 이루어진 프리텐션 합성보와 커넥팅 바를 이용하여 거푸집과 동바리의 사용을 생략한 소형 교량 구조에 있어서,
    상기 엘보형 합성보(210) 및 조인트 합성보(220)는 프리캐스트 콘트리트(PC)로 성형되기 전 몰드 내에서 미리 인장된 강연선(230)이 매입되어 프리텐션 구조를 이루도록 한 뒤 콘크리트가 타설 양생되어 일체화되도록 형성되고, 상기 피씨 합성보 브리지(200)는 조인트 합성보(220)의 상부면에 합성리브(221)가 돌출되도록 하되, 상기 합성리브(221)의 단면 중 일측에는 합성리브(221)와 직교되는 방향으로 매입되고 그 양단부가 돌출되어 이웃한 매립존으로 분기되는 커넥팅 바(400)가 결합된 후 토핑 콘크리트에 의해 합성되도록 형성되며, 상기 피씨 합성보 브리지(200)는 조인트 합성보(220)의 상부면에 합성리브(221)가 돌출되도록 하되, 상기 합성리브(221)와 엘보형 합성보(210)의 구획판(211)은 각각 이웃한 합성리브 간 또는 합성리브와 구획판 간 연결된 커넥팅 바(400)가 결합된 후 토핑 콘크리트에 의해 합성되도록 형성되고, 상기 합성리브(221)는 조인트 합성보(220) 상면으로 돌출된 요철 형태의 블럭으로서 그 상면에 디귿자형 정착근이 다수 배열되면서 토핑 콘크리트와 합성시 접합성을 강화하도록 형성되며, 상기 조인트 합성보(220)의 길이방향 선단은 피씨 월의 헌치에 안착되면서 피씨 월의 가림판 사이로부터 공간부가 형성되면 토핑 콘크리트가 합성될 수 있는 양생존이 형성되도록 하되, 상기 양생존에 위치하는 조인트 합성보의 길이방향 단부에는 다수의 주름홈이 형성되어 양생 효과가 배가되도록 형성되고, 조인트 합성보의 길이방향 단부에는 정착근이 분기되면서 구조 일체화가 배가되도록 형성되며, 상기 바닥판(300)은 프리캐스트 콘크리트로 제작되도록 하되, 폭방향 단부 일측에는 피씨 월의 커플러로부터 분기된 연결근이 매입될 수 있도록 합성홈이 형성되어 조립성이 강화되도록 하는 것을 특징으로 하는 프리텐션 합성보와 커넥팅 바를 이용하여 거푸집과 동바리의 사용을 생략한 소형 교량 구조.
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